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基于Fluent的高原矿井通风增压增氧技术研究

2021-01-25郝宇鑫黄玉诚魏文峰王瑜敏朱能高

中国矿业 2021年1期

郝宇鑫,黄玉诚,魏文峰,王瑜敏,朱能高

(中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083)

我国西部高原地区拥有丰富的矿产资源,但其大气压力通常低于平原地区,很容易影响人体健康并降低燃料和电气设备的效率[1-2]。另外,由于高海拔地区的矿井通风系统非常复杂,因此研究通风系统的难度较大,主要存在以下问题:第一,氧气含量严重不足,致使地下作业人员呼吸困难[3];第二,构造矿井通风系统时考虑因子较多,恶劣的呼吸环境影响工作效率,加上开采地质条件不充分,大型矿井井下开采面临较大的通风困难[4-5]。因此解决好高原地区低压低氧问题成为高原矿井通风的关键。

1 矿井通风概况

普朗铜矿位于云南省,海拔3 600~4 000 m,气候寒冷,年平均气温为4 ℃。该矿采用压抽结合的通风方式,根据开拓系统、采矿方法和矿体赋存条件,矿井采用3 850 m进风平硐、3 600 m进风平硐、3 660 m有轨运输平硐和3 720 m无轨平硐进风,采场辅扇分风,3 700 m回风平硐和南回风井集中回风的多级机站串并联协同工作的通风方式。

经过分析,普朗铜矿通风过程中,由于矿区的海拔较高,大气中含氧量不到标准状态下的2/3,供氧不足导致工人的呼吸困难,这使得人员劳动体力不足以应对劳动强度较大的工作,同时工人长期在缺氧的井下进行大体力劳动会使得高原疾病的发病率提高。此外,高原矿井的气候条件和平原地区有很大不同,矿用设备工作难以达到平原地区正常水平,如矿用设备的柴油机会因为空气中氧含量不足而导致内燃机燃油燃烧不充分,从而存在着安全隐患。……

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