基于Ventsim的大白陽金礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

付文姜,賈志偉,魏 慧

(1.中國黃金集團(tuán)有限公司; 2.長(zhǎng)春黃金研究院有限公司)

引 言

通風(fēng)系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)開拓階段的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容之一,通風(fēng)質(zhì)量的好壞直接影響著礦山的生產(chǎn)安全[1]。在礦山生產(chǎn)過程中,通風(fēng)系統(tǒng)主要承擔(dān)著排出工作面炮煙、有害氣體,降低采場(chǎng)、掌子面等工作集中區(qū)域的溫度、濕度等工作,隨著采掘深度的不斷增加,深井熱害問題日益嚴(yán)重[2],通風(fēng)工作也變得越來越重要。但在施工過程中,受礦體實(shí)際賦存狀態(tài)影響,巷道掘進(jìn)不可能完全遵循設(shè)計(jì),便會(huì)造成通風(fēng)系統(tǒng)整體上的改變。其次,采空區(qū)塌陷、巷道分支過多、通風(fēng)管路老化、通風(fēng)構(gòu)筑物破損等問題,都可能造成通風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)[3-4],致使風(fēng)流不能抵達(dá)工作面,或者到達(dá)工作面的風(fēng)量不滿足設(shè)計(jì)要求,達(dá)不到理想的通風(fēng)效果。因此,合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng),是改善礦山工作環(huán)境、緩解礦山壓力的重要手段。

本次研究以河北大白陽金礦有限公司(下稱“大白陽金礦”)在礦井通風(fēng)方面存在的技術(shù)難題為對(duì)象,運(yùn)用Ventsim通風(fēng)模擬軟件對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算與動(dòng)態(tài)模擬,對(duì)礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究,提出一種安全、高效的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方式,為礦山解決實(shí)際問題。

1 工程背景

1.1 現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)

大白陽金礦位于河北省張家口市宣化區(qū),韓家溝礦區(qū)是大白陽金礦的主要生產(chǎn)礦區(qū),采用平硐開拓方式,采礦工藝主要為全面采礦法和房柱采礦法。礦山設(shè)計(jì)采用抽出式機(jī)械通風(fēng)方式,新鮮風(fēng)流由1 770 m、1 765 m和1 725 m平硐分別進(jìn)入礦井,在吹掃各水平采掘工作面后,污濁風(fēng)流在主扇風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下由東西風(fēng)井排出地表。

Au15-1礦體開采時(shí)風(fēng)機(jī)布置形式為側(cè)翼并列式,風(fēng)流路線為:YSH3平硐—中段運(yùn)輸巷—上山—脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷—出礦穿—回采工作面—邊界行人通風(fēng)上山—1 765 m回風(fēng)巷—回風(fēng)聯(lián)巷—TFXJ斜井。

Au15-2和Au15-3礦體開采時(shí)風(fēng)機(jī)布置形式為側(cè)翼并列式,風(fēng)流線路為:YSH3平硐—中段運(yùn)輸巷—上山—脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷—出礦穿—回采工作面—邊界行人通風(fēng)上山—1 765 m回風(fēng)巷—回風(fēng)聯(lián)巷—TFXJ斜井。

Au16-4礦體開采時(shí)風(fēng)機(jī)布置形式為單翼對(duì)角式,風(fēng)流線路為:YSH2平硐—1 765 m運(yùn)輸巷—上山—脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷—邊界行人通風(fēng)上山—礦塊脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷—出礦穿—回采工作面—1 765 m回風(fēng)巷—縱10平巷—橫16平巷—1 765 m回風(fēng)巷—回風(fēng)聯(lián)巷—TFXJ斜井。

采場(chǎng)采用壓入式機(jī)械通風(fēng),在新鮮風(fēng)流巷道入風(fēng)口15 m處安設(shè)YBT-11A局扇,風(fēng)筒采用礦用阻燃式風(fēng)筒,直徑不小于400 mm,隨工程延伸,將風(fēng)筒接至距工作面8 m處,局扇功率11 kW,風(fēng)量不低于4 m3/(min·人),新鮮風(fēng)流經(jīng)局部扇風(fēng)機(jī)+風(fēng)筒送入工作面,污風(fēng)從塊段匯至主運(yùn)輸巷道,由主扇排出地表。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題

對(duì)大白陽金礦韓家溝礦區(qū)主要生產(chǎn)水平相關(guān)通風(fēng)工程、生產(chǎn)作業(yè)面進(jìn)行了標(biāo)定測(cè)試,通過現(xiàn)場(chǎng)勘查和通風(fēng)測(cè)試發(fā)現(xiàn),其通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題如下:

1)1 765 m水平西風(fēng)井工程斷面過小,僅φ40 cm,同時(shí)在井底與巷道連接處安裝有1臺(tái)FBY-18.5局扇風(fēng)機(jī),不利于發(fā)揮礦井主回風(fēng)作用。

2)東風(fēng)井作為礦區(qū)主回風(fēng)井,安裝有1臺(tái)30 kW的K45-6-NO.13礦用軸流式風(fēng)機(jī),底部回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道距1 770 m平硐僅100多m,不利于發(fā)揮東風(fēng)井主扇風(fēng)機(jī)回風(fēng)作用,同時(shí)東風(fēng)井主扇風(fēng)機(jī)功率也偏小。

3)通達(dá)地表的平硐口數(shù)量多達(dá)10余處,外部大氣環(huán)境對(duì)通風(fēng)具有很大干擾。

4)井下存在大量的采空區(qū),采空區(qū)塌落造成的漏風(fēng)較為嚴(yán)重。

針對(duì)上述存在的問題,本次研究基于Ventsim通風(fēng)模擬軟件,對(duì)礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,合理調(diào)控井下風(fēng)流,改善井下作業(yè)環(huán)境。

2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案

2.1 需風(fēng)量計(jì)算

礦井總風(fēng)量應(yīng)等于礦井需風(fēng)量乘以礦井需風(fēng)量備用系數(shù)K,K值可取1.20～1.45。礦井需風(fēng)量(Q)應(yīng)按回采工作面需風(fēng)量(Qh)、備用工作面需風(fēng)量(Qj)、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量(Qd)和獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量(Qt)的總和進(jìn)行計(jì)算[5]：

Q=∑Qh+∑Qj+∑Qd+∑Qt

(1)

其中:

1)硐室型采場(chǎng)風(fēng)速不應(yīng)小于0.15 m/s。

2)巷道型采場(chǎng)風(fēng)速不應(yīng)小于0.25 m/s。

3)電耙道和二次破碎巷道風(fēng)速不應(yīng)小于0.5 m/s。

4)無軌裝載設(shè)備作業(yè)的工作面風(fēng)速不應(yīng)小于0.4 m/s。

結(jié)合礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì),以滿足全礦滿負(fù)荷生產(chǎn)能力為基礎(chǔ),根據(jù)礦山房柱采礦法采場(chǎng)、采切作業(yè)面、殘采作業(yè)面及探礦工作面的最小排塵風(fēng)速對(duì)礦井所需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)采掘計(jì)劃表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算全礦需風(fēng)總量應(yīng)不小于53.76 m3/s。

2.2 風(fēng)量校核

1)按井下同時(shí)工作最多人數(shù)所需風(fēng)量校核[6]。

Q=nQi

(2)

式中:n為井下同時(shí)工作最多人數(shù),本次取120人;Qi為人均供風(fēng)量(m3/min),一般供風(fēng)量應(yīng)不少于4 m3/(min·人)。

經(jīng)計(jì)算:Q=480 m3/min。礦井風(fēng)量完全能滿足井下同時(shí)工作最多人數(shù)所需風(fēng)量的要求。

2)按萬噸耗風(fēng)量校核。萬噸耗風(fēng)量計(jì)算如下:

Y=Q/A

(3)

式中:A為礦井年產(chǎn)量,A=26.4萬t;Y為萬噸耗風(fēng)量(m3/(s·萬t))。

經(jīng)計(jì)算,大白陽金礦萬噸耗風(fēng)量為2.04 m3/(s·萬t),符合設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。

2.3 通風(fēng)方案比選

根據(jù)大白陽金礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題,在反復(fù)深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究、收集相關(guān)圖紙和資料、了解礦井生產(chǎn)和通風(fēng)基本情況的基礎(chǔ)上,結(jié)合類似礦山經(jīng)驗(yàn)[7-9],設(shè)計(jì)選用了下列3種可行的通風(fēng)方案:方案Ⅰ,分區(qū)1725補(bǔ)風(fēng)抽出式通風(fēng)系統(tǒng);方案Ⅱ,東風(fēng)井主回風(fēng)的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng);方案Ⅲ,東、西風(fēng)井均衡回風(fēng)的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。

2.3.1 方案Ⅰ

采用分區(qū)1725補(bǔ)風(fēng)抽出式通風(fēng)系統(tǒng)方案,將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為2個(gè)分區(qū)。其中,1 725 m中段為一個(gè)分區(qū),1 765 m中段為另外一個(gè)分區(qū)。2個(gè)分區(qū)之間通過斜井連接,風(fēng)流方向?yàn)? 765 m中段→1 737 m溜井→1 725 m中段。

1 725 m中段分區(qū)由1 725 m平硐進(jìn)風(fēng),經(jīng)主運(yùn)輸巷道進(jìn)入采場(chǎng)清洗作業(yè)面,然后回到主運(yùn)輸巷道,由西風(fēng)井排出地表;1 765 m中段分區(qū)由1 765 m平硐口、1 770 m、1 776 m和1 792 m等通地表口進(jìn)風(fēng),經(jīng)主運(yùn)輸巷道進(jìn)入采場(chǎng)清洗作業(yè)面,然后回到主運(yùn)輸巷道,由東風(fēng)井排出地表;1 765 m中段到1 725 m中段,新鮮風(fēng)流由1 765 m中段引入至1 737 m處溜井,稀釋污風(fēng)并排出到1 725 m中段,最終經(jīng)過西風(fēng)井排至地表。東回風(fēng)井井下、西回風(fēng)井井下設(shè)置風(fēng)機(jī),并且西風(fēng)井井筒斷面直徑刷大至2.5 m。

該方案優(yōu)點(diǎn)為:①充分利用原有通風(fēng)井巷,減少通風(fēng)井巷工程費(fèi)用;②主扇風(fēng)機(jī)安裝在井下,排煙速度快;③將1 765 m中段新鮮風(fēng)流引入到1 725 m中段,實(shí)現(xiàn)了需風(fēng)量的補(bǔ)充,利于1 725 m中段生產(chǎn)安排;④1 725 m、1 765 m中段連通斜井有新鮮風(fēng)流。

該方案缺點(diǎn)為:①1 737 m放礦溜井處柴油尾氣與卸礦粉塵對(duì)1 725 m中段生產(chǎn)有一定的影響;②主扇風(fēng)機(jī)安裝、檢修、管理相較于地表安裝不方便;③各分區(qū)通風(fēng)線路較長(zhǎng),由于采空區(qū)較多,密閉不嚴(yán)容易漏風(fēng)。

2.3.2 方案Ⅱ

采用東風(fēng)井主回風(fēng)的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)方案,將大白陽金礦井下通風(fēng)系統(tǒng)整體劃分為8個(gè)區(qū)域,綜合進(jìn)風(fēng)口、回風(fēng)口及主要作業(yè)區(qū)域的位置分布,1,2,3區(qū)域回風(fēng)以西風(fēng)井為主,4,5,6,7,8區(qū)域回風(fēng)以東風(fēng)井為主,形成完整的地下通風(fēng)系統(tǒng)。考慮到現(xiàn)有工程、采場(chǎng)及采空區(qū)的位置,重新對(duì)主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型計(jì)算后,形成完整的通風(fēng)系統(tǒng)。

該方案優(yōu)點(diǎn)為:①減小了西風(fēng)井回風(fēng)壓力,設(shè)備更換費(fèi)用少;②1 725 m主巷、1 765 m主巷、1 770 m主巷進(jìn)風(fēng),有利于降低礦井通風(fēng)阻力;③主扇風(fēng)機(jī)安裝在井下,維護(hù)費(fèi)用少,管理簡(jiǎn)單、方便。

該方案缺點(diǎn)為:①東、西區(qū)回風(fēng)量根據(jù)東、西區(qū)生產(chǎn)能力均衡回風(fēng)較難,采場(chǎng)回風(fēng)路線較為復(fù)雜,增大了通風(fēng)風(fēng)阻;②工作面距離主扇風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn),沿途風(fēng)量損耗較大。

2.3.3 方案Ⅲ

采用東、西風(fēng)井均衡回風(fēng)的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)方案,將大白陽金礦井下通風(fēng)系統(tǒng)整體劃分為幾個(gè)區(qū)域,綜合進(jìn)風(fēng)口、回風(fēng)口及主要作業(yè)區(qū)域的位置分布,以此規(guī)劃形成完整的地下通風(fēng)系統(tǒng)。考慮到現(xiàn)有工程、采場(chǎng)及采空區(qū)的位置,需要對(duì)主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行重新選型計(jì)算,最終形成完整的通風(fēng)系統(tǒng)。

該方案優(yōu)點(diǎn)為:①充分利用原有通風(fēng)井巷,減少通風(fēng)井巷工程費(fèi)用;②1 725 m主巷、1 765 m主巷、1 770 m主巷進(jìn)風(fēng),有利于降低礦井通風(fēng)阻力;③主扇風(fēng)機(jī)安裝在井下,維護(hù)費(fèi)用少,管理簡(jiǎn)單、方便;④東、西區(qū)回風(fēng)量可根據(jù)東、西區(qū)生產(chǎn)能力均衡回風(fēng),采場(chǎng)回風(fēng)路線無需折返,減少了通風(fēng)風(fēng)阻;⑤工作面距離主扇風(fēng)機(jī)較近,沿途風(fēng)量損耗較小,同時(shí)解決了粉塵與柴油設(shè)備尾氣對(duì)井下空氣環(huán)境的影響。

該方案缺點(diǎn)為:①西風(fēng)井排風(fēng)壓力較大,目前的通風(fēng)設(shè)備不能滿足使用需求,需更換設(shè)備;②增加了1 765 m中段橫8-13,縱10-13區(qū)域的通風(fēng)壓力,需增加局扇風(fēng)機(jī)解決;③由于原有的設(shè)備需要更換,需要投入一定的工程滿足設(shè)備需求。

2.3.4 方案優(yōu)選

根據(jù)以上分析和大白陽金礦開拓采準(zhǔn)巷道布置情況及通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀,考慮到井下部分區(qū)域柴油尾氣及粉塵濃度高、邊遠(yuǎn)采掘工作面進(jìn)風(fēng)困難及采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重等問題,經(jīng)過充分研究比較,確定方案Ⅲ為最優(yōu)方案。該方案保持大白陽金礦通風(fēng)系統(tǒng)整體兩翼對(duì)角式不變,針對(duì)礦井多中段多區(qū)域同時(shí)作業(yè)的特點(diǎn)及生產(chǎn)分布情況,將作業(yè)中段分為8個(gè)相互獨(dú)立的通風(fēng)分區(qū),風(fēng)流互不干擾,實(shí)行用風(fēng)段分區(qū)具有風(fēng)路短、阻力小、漏風(fēng)少、網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單、風(fēng)流易于控制、各分區(qū)調(diào)節(jié)方便等優(yōu)勢(shì),適用于大白陽金礦當(dāng)前的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化。具體分區(qū)情況如下:

1)1區(qū):1 725 m中段橫14-17,縱8-12。這一通風(fēng)區(qū)域以探礦工程和采場(chǎng)為主,通風(fēng)線路為PD161/2—(6-12)→PD3斜井→1 765 m中段→西風(fēng)井。

2)2區(qū):1 765 m中段橫8-13,縱10-13。這一通風(fēng)區(qū)域以采切工程和采空區(qū)為主,通風(fēng)線路主要是1 765 m巷道→三#岔→CM10巷道→西風(fēng)井。

3)3區(qū):1 765 m中段、1 776 m水平及1 765 m中段3#斜井,其中3#斜井為獨(dú)頭,橫5-7,縱12-16。這一通風(fēng)區(qū)域以采空區(qū)為主,暫時(shí)沒有工作面,通風(fēng)線路主要是1 776 m中段巷道→西風(fēng)井。

4)4區(qū):1 813 m水平及1 792 m水平橫2-12,縱0-4。這一通風(fēng)區(qū)域以采空區(qū)為主,暫時(shí)沒有工作面,通風(fēng)線路主要是1 813 m中段巷道→東風(fēng)井。

5)5區(qū):1 725 m中段通往1 737 m水平橫11-15,縱3-6。這一通風(fēng)區(qū)域以采場(chǎng)和采空區(qū)為主,通風(fēng)線路主要是1 725 m中段巷道→1 737 m中段巷道→1 765 m中段→東風(fēng)井。

6)6區(qū):1 765 m中段橫12-17,縱E2-40。這一通風(fēng)區(qū)域以采場(chǎng)和采空區(qū)為主,通風(fēng)線路主要是1 765 m巷道→CM16東→1 770 m巷道→東風(fēng)井。

7)7區(qū):1 745 m水平橫15-17,縱4-6。這一通風(fēng)區(qū)域以采空區(qū)為主,目前沒有作業(yè)面,采空區(qū)采用崩落采礦法與自然冒落采礦法進(jìn)行了處理,主要巷道已封閉。

8)8區(qū):1 725 m中段橫14-17,縱6-8。這一通風(fēng)區(qū)域以地探工程和采場(chǎng)為主,通風(fēng)線路主要是PD161/2—(6-12)→11#斜井→1 765 m中段→西風(fēng)井。

由于1區(qū)和8區(qū)屬于重點(diǎn)工作區(qū)域,柴油尾氣和粉塵濃度較高,因此作為重點(diǎn)通風(fēng)分區(qū),設(shè)置獨(dú)立回風(fēng)路線。

3 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算

自金屬礦山存在以來,井下通風(fēng)一直是地下礦井最關(guān)心的基本問題之一。隨著電腦硬件的不斷升級(jí),依靠手動(dòng)計(jì)算的原始通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算方式逐漸被計(jì)算機(jī)取代。Ventsim通風(fēng)模擬軟件是一款自動(dòng)化程度極高的三維通風(fēng)仿真軟件系統(tǒng),基于獨(dú)立平臺(tái),具有良好的兼容性,可以非常方便地導(dǎo)入其他礦井設(shè)計(jì)軟件或通風(fēng)軟件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[10-11]。為探究大白陽金礦分區(qū)通風(fēng)的具體效果,利用Ventsim通風(fēng)模擬軟件對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行解算,驗(yàn)證方案的可行性。

3.1 礦山熱環(huán)境參數(shù)

根據(jù)大白陽金礦韓家溝礦區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案,結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果,對(duì)大白陽金礦熱環(huán)境(自然風(fēng)壓)模擬參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果見表1。

表1 熱環(huán)境(自然風(fēng)壓)模擬參數(shù)

3.2 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算及分析

運(yùn)用Ventsim通風(fēng)模擬軟件建立礦井通風(fēng)三維模型。具體建模步驟如下:

1)打開Ventsim通風(fēng)模擬軟件,選擇導(dǎo)入巷道中心線,并轉(zhuǎn)化為實(shí)體巷道,在“Z偏移”選項(xiàng)中輸入巷道標(biāo)高值,依次建立各水平風(fēng)路實(shí)體模型。

2)根據(jù)主井筒、通風(fēng)井出口位置,依次繪制實(shí)體風(fēng)路,同時(shí)對(duì)整個(gè)實(shí)體模型中相鄰風(fēng)路進(jìn)行統(tǒng)一綁定、簡(jiǎn)化或合并處理。

3)根據(jù)礦山工程實(shí)際,分別設(shè)置巷道斷面類型、尺寸參數(shù)及巷道摩擦系數(shù),對(duì)獨(dú)頭巷道設(shè)置“末端不閉合”,對(duì)通往地表出口井筒設(shè)置為“連接到地表”。

4)結(jié)合礦山通風(fēng)阻力實(shí)測(cè)結(jié)果,設(shè)置主要巷道通風(fēng)阻力參數(shù)及通風(fēng)構(gòu)筑物、風(fēng)機(jī)動(dòng)力等參數(shù),完成全部建模流程。

大白陽金礦主要為平硐開拓,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)建模包含1 725 m中段、1 765 m中段等多個(gè)生產(chǎn)中段,具體模型見圖1。

圖1 通風(fēng)系統(tǒng)三維仿真模型

根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案比較結(jié)果,利用Ventsim通風(fēng)模擬軟件進(jìn)行解算。根據(jù)推薦方案,對(duì)風(fēng)流路線進(jìn)行了規(guī)劃和需風(fēng)量的計(jì)算,結(jié)果表明:既有風(fēng)機(jī)不能滿足新通風(fēng)系統(tǒng)的要求,需要對(duì)東、西兩側(cè)風(fēng)井風(fēng)機(jī)進(jìn)行重新選型。由解算結(jié)果可知,新型號(hào)東風(fēng)井、西風(fēng)井風(fēng)機(jī)工況具體如下:

1)西風(fēng)井選型計(jì)算。經(jīng)選型計(jì)算,西風(fēng)井選用1臺(tái)30 kW的K45-4-NO.10礦用節(jié)能風(fēng)機(jī)。通過模擬計(jì)算可知,風(fēng)機(jī)處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),其運(yùn)行工況為:轉(zhuǎn)速1 450 r/min,工況點(diǎn)全壓927.4 Pa,風(fēng)量19.1 m3/s,風(fēng)速8.0 m/s,效率80.5 %。

2)東風(fēng)井選型計(jì)算。經(jīng)選型計(jì)算,東風(fēng)井選用1臺(tái)55 kW的K45-6-NO.16礦用節(jié)能風(fēng)機(jī)。通過模擬計(jì)算可知,風(fēng)機(jī)處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),其運(yùn)行工況為:轉(zhuǎn)速980 r/min,工況點(diǎn)全壓897.4 Pa,風(fēng)量39.7 m3/s,風(fēng)速8.0 m/s,效率74.9 %。

由風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況可知,風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率均在60 %以上,設(shè)備選型合理,符合生產(chǎn)作業(yè)要求。通過對(duì)主要通風(fēng)線路進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到各大通風(fēng)主線路的風(fēng)速及風(fēng)量結(jié)果,見表2。

表2 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算結(jié)果

依據(jù)GB 16423—2020 《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》,井下工作人員供風(fēng)量不少于4 m3/(min·人),硐室型采場(chǎng)風(fēng)速不小于0.15 m/s;巷道型采場(chǎng)和掘進(jìn)巷道風(fēng)速不小于0.25 m/s;電耙道和二次破碎巷道風(fēng)速不小于0.5 m/s。對(duì)比解算結(jié)果可知,在進(jìn)行采空區(qū)封堵、安裝風(fēng)門、更換風(fēng)機(jī)型號(hào)等調(diào)節(jié)手段后,1 725 m中段進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速為4.2 m/s,行人斜井供風(fēng)量達(dá)9.2 m3/s,主運(yùn)輸巷道風(fēng)速不低于2.56 m/s,平硐風(fēng)速不低于0.63 m/s,均達(dá)到風(fēng)量校核要求,可見分區(qū)通風(fēng)的方式更加適合大白陽金礦當(dāng)前的生產(chǎn)情況,所提出的通風(fēng)方案切實(shí)可行。

4 結(jié) 論

1)根據(jù)大白陽金礦生產(chǎn)分布、開拓工程布置情況及通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀,考慮到井下部分區(qū)域柴油尾氣及粉塵濃度高、邊遠(yuǎn)采掘工作面進(jìn)風(fēng)困難及采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重等問題,經(jīng)過充分研究比較,確定“東、西風(fēng)井均衡回風(fēng)的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)”方案為最優(yōu)方案。該方案保持大白陽金礦通風(fēng)系統(tǒng)整體兩翼對(duì)角式不變,將作業(yè)中段分為若干個(gè)相互獨(dú)立的通風(fēng)分區(qū),風(fēng)流互不干擾,風(fēng)路短、阻力小、漏風(fēng)少。

2)結(jié)合大白陽金礦生產(chǎn)現(xiàn)狀,運(yùn)用Ventsim通風(fēng)模擬軟件對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算與動(dòng)態(tài)模擬,對(duì)風(fēng)機(jī)等進(jìn)行了重新的選型和設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果表明:通風(fēng)效果改善明顯,可有效解決大白陽金礦通風(fēng)風(fēng)量不足、系統(tǒng)漏風(fēng)等問題,各主要通風(fēng)巷道風(fēng)速均能達(dá)到安全生產(chǎn)要求,大大改善了礦山的通風(fēng)環(huán)境,對(duì)礦山安全生產(chǎn)具有重要意義。