和睦山铁矿通风系统适应性评价

2016-12-02逯富强

现代矿业 2016年10期

关键词：观音山矿段和睦

逯富强

(马钢集团姑山矿业公司)

和睦山铁矿通风系统适应性评价

逯富强

(马钢集团姑山矿业公司)

由于和睦山铁矿采矿方法发生改变，需对通风能力进行重新校核。对现阶段该矿的总需风量与矿山现有的通风量进行了对比分析，结果表明：该矿现有的通风系统难以满足采矿方法变更后的通风需求，需对现有的通风系统进行优化或适当改变风机型号、增加风机数量，确保生产安全。

采矿方法通风能力通风系统

和睦山铁矿后和睦山矿段原设计采用无底柱分段崩落法开采[1],后观音山矿段采用分段空场嗣后充填法开采[2]。由于后观音山矿段矿石稳固性较差，目前采用的分段空场嗣后充填法第一步矿柱开采完毕后，相邻矿房极易冒落，致使第一步矿柱采场充填作业和第二步矿房回采作业难度增大，无法满足矿段生产需要。为此，保持后和睦山矿段采矿方法不变，后观音山矿段采矿方法变更为上向水平进路充填法，随着该矿段采矿方法的变更，需对通风系统进行适应性评价。

1 现有通风系统

和睦山矿区的通风系统为主、副井进风，回风井回风的对角式通风系统(图1)。为使2个矿段的通风互不干扰，分别在后和睦山、后观音山矿段回风巷道设置风机机站，即在后和睦山矿段-50 m水平回风道安装一台K40-6-14风机，在后观音山矿段-150 m水平回风道安装一台K40-6-20的风机。后和睦山矿段的新鲜风流由2#副井、斜坡道→石门→底盘沿脉运输巷道→各作业工作面→上中段回风巷→接力回风井→-50 m总回风巷→回风井→地表。后观音山矿段的新鲜风流由1#副井、主井→石门→底盘沿脉运输巷道→各作业工作面→接力回风井→-150 m总回风巷→回风井→地表。通风工作制度为年工作330 d，每天3班，每班8 h。

图1 和睦山矿区现有通风系统

2 矿井风量与风阻计算

2.1 矿井风量计算

2.1.1 按排尘风速要求计算

矿井总需风量按风速要求计算的公式为

(1)

式中，k1为外部漏风系数，1.15；k2为内部漏风系数，1.08；Q采为回采工作面需风量，m3/s；Q掘为开拓和探矿工作面需风量，m3/s；Q备为备采工作面需风量，m3/s；Q硐为硐室需风量，m3/s；Q其他为其他需风点需风量，m3/s。

后和睦山矿段、后观音山矿段均为巷道型采场，与其余采切、备采工作面一致，均按排尘风速0.25 m/s计算，硐室需风量按需计算。全矿实际需风量计算结果如表1所示。由表1可知：全矿实际需风量为111.6 m3/s，该值与内、外部漏风系数相乘即可得到全矿总需风量为138.6 m3/s。

表1 需风量计算结果

2.1.2 按井下同时工作最多人数计算

据《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423—2006)，井下供风量应不少于每人4 m3/min。和睦山铁矿采矿工人735人，管理人员50人，共计785

人，故总需风量为53 m3/s。

综合上述解算结果，本研究确定的和睦山铁矿总需风量为138.6 m3/s。

2.2 矿井通风阻力计算

矿井通风阻力计算公式为

h=(α·P·L·q2)/S3，

(2)

式中，h为巷道通风摩擦阻力，Pa；α为巷道通风摩擦阻力系数，N·s2/m4；P为巷道通风断面周长，m；L为巷道长度，m；q为巷道过风量，m3/s；S巷道通风断面面积，m2。

根据风量分配状况，矿井通风负压值计算结果见表2。由表2可知：后和睦山矿段、后观音山矿段的最大通风阻力分别为348.3,2 637.5 Pa。

3 讨论

根据整个和睦山铁矿所需总风量(138.6 m3/s)以及风机最大通风阻力(2 985.8 Pa)，风机工作风量应为152.5 m3/s。该矿山现有K40-6-14型和K40-6-20型通风机，其中K40-6-14型通风机风量(15.8～34.4)m3/s，风压(150～695)Pa；K40-6-20通风机风量(15.8～34.4)m3/s，风压(150～695)Pa。可见，该矿山现有的风机难以满足通风需求。