桑军胜

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿）

矿井通风系统周期性检测与分析为矿山生产动态调整提供重要的技术支撑和保障，尤其是多中段同时生产的矿井［1-3］。通风系统检测内容包含通风系统总风量、各中段风量、有效风量率、机站风机效率、通风设施设置情况及有毒有害气体浓度等［4-6］。焦家金矿寺庄矿区生产规模为99 万t/a，主要采矿方法有上向水平分层尾砂胶结充填法与上向进路尾砂胶结充填法。生产中段为-400～-490 m，中段间多分层同时开采，用风地点分散。

为掌握寺庄金矿通风系统动态变化及中段多分层通风效果，从矿井总风量、主回风机站及中段风量分配3个方面对通风系统的现状展开评价及分析，提出通风系统调整改进措施，实现寺庄金矿通风系统周期动态管理，为相似矿山的通风动态管理提供技术上和管理上参考。

1 通风系统简介

寺庄金矿下设-140、-180、-220、-250、-280、-310、-340、-370、-400、-455、-490、-630 m 共12 个中段，上部-140和-180 m 中段开采结束，采场进路封闭，保留主巷作后期回风使用。生产重心调整至-400～-490 m中段，掘进重心在-535 m水平。

1.1 通风方式

寺庄矿区采用两翼对角式通风系统，形成“四井二回”通风格局。副井、主竖井、小竖井和斜坡道进风，南风井和北风井回风。井下划分进风水平和回风水平，实现中段分层采场通风，-445和-490 m 为进风水平，-400 m为回风水平。

1.2 机站设置

寺庄矿区采用多机站联合工作方式，共设3个主回风机站，分别位于南风井-140 m 水平回风巷、-400 m 水平回风巷以及北风井-400 m 水平回风巷，机站风机参数见表1。

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2 通风系统测定分析

2.1 通风系统测定内容及方法

为了解和掌握寺庄矿区井下通风系统现状，现对矿井通风系统展开测定工作，内容主要包含全矿井下总风量、主要风机运行工况、-400～-490 m 水平等各生产作业中段风量分配。

矿井风量测定以风速测定和断面测定为基础，巷道风速采用走线法进行测量，所用仪器为可伸缩热敏风速仪，精度为0.01 m/s；巷道断面测量方法为截面积法［7-8］。

2.2 通风系统测点布置

根据寺庄金矿开拓系统和采场分布，于开拓系统各井筒石门、主要生产中段的各作业分段石门、斜坡道与作业分层联巷处共布置测点109个。

2.3 通风系统检测结果

2.3.1 风量检测结果分析

对109 个关键测点的数据进行整理分析得出表2。由表2 可知：矿井总进风量为225.4 m3/s，其中，副井进风为80.94 m3/s，主竖井进风为61.23 m3/s，主斜坡道进风为52.98 m3/s，小竖井进风为21.82 m3/s。矿井总回风为229.26 m3/s，其中南风井回风154.45 m3/s，北风井回风74.81 m3/s。总回风量多于总进风量3.86 m3/s，在测量允许误差范围内。矿井总风量为229.26 m3/s，与矿井设计总风量205.5 m3/s 相比，系统总风量富余23.76 m3/s。

注：“+”表示风流流入，“-”表示风流流出。

-445、-490 m 为主要回采中段，进风量分别为39.00 和34.54 m3/s，占总风 量 的32.08%。-370 和-400 m水平出矿量少，总进风量为45.44 m3/s，占总风量的19.82%，主要生产中段进风偏小，风流分配不合理。

2.3.2 机站风机性能检测结果

表3为寺庄金矿主回风机站风机运行工况参数。南风井-140 m 的FKCDZ№19型风机运行频率为39.8 Hz时，回风量为48.14 m3/s；南风井-400 m 并联安装2台FKCDZ№19型风机，风机运行频率为45 Hz，回风量为106.31 m3/s。北风井-400 m 水平并联安装2 台FKZN№15 型风机，风机运行频率为45 Hz，回风量为74.81 m3/s。通风系统5台风机均未按最大频率运行，系统富余量大，能满足矿山生产的小幅度动态调整。

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系统风机装机功率为1 360 kW，实耗功率合计为856.22 kW，系统风机平均效率为70.21%，风机性能参数满足当前矿山生产需要。

2.3.3 通风系统存在问题

经检测，寺庄通风系统存在以下问题。

（1）寺庄金矿用风地点分散，主要用风中段-445及-490 m 采场风量分配不足，部分采场通风量不满足规范要求。

（2）-445 及-490 m 上部中段回采作业面开采结束，封堵不及时，导致漏风。

（3）用风中段通过调节风窗进行风量分配，致使各中段出现风量过大或过小现象。

3 改进方法及效果

3.1 改进方法

为改善寺庄金矿通风系统检测出的问题，提出以下改进方法。

（1）将-445 及-490 m 以上完成回采的中段采场实行封堵，将富余风量23.76 m3/s分配至-445、-490 m等回采中段，提高矿井深部总风量。

（2）优化采场进回风路线，完善采场进回风工程，对采场通风方式进行统筹考虑。

（3）矿山存在风流短路，建议对短期内不生产的作业采场进路采取临时封堵。对分配过多风量的中段或采场于回风侧设置调节风门，风量根据现场需要进行调节。

（4）-140 和-180 m 中段回采结束，中段封闭，保留回风机站回风功能。

3.2 改进效果

寺庄金矿通风系统经过改进后，矿井主要通风机运行频率不变，其通风系统检测结果如表4所示。

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采取改进措施后，矿井总风量为217.44 m3/s，比初步设计总风量多11.94 m3/s。-445 和-490 m 中段分别分配风量52.68 和54.61 m3/s，占总风量的49.34%，主要生产中段用风量得到保障。-630 m 中段兼顾-535 m中段掘进作业，分配风量72.40 m3/s。

经过改进后，寺庄金矿中段风量分配不合理现象改善，短路漏风减少。

4 结 论

（1）寺庄金矿采用两翼对角多机站抽出式通风系统，矿井总风量为229.26 m3/s，与初步设计总风量相比富余23.76 m3/s，但主要用风中段-445 及-490 m采场存在风量分配不足、漏风等问题。

（2）通风系统3 个主回风机站共运行5 台风机，风机装机功率为1 360 kW，实耗功率合计为856.22 kW，系统风机平均效率为70.21%，风机性能满足当前矿山生产需求。

（3）对回采结束采场及中段进行封堵，补充进、回风工程，调整风流路线后，矿井总风量为217.44 m3/s，-445 和-490 m 中段分配风量为107.29 m3/s，主要生产中段用风量得到保障。

（4）-630 m 中段兼顾-535 m 中段掘进作业，分配风量72.40 m3/s。对于-535 m中段通风困难的掘进工作面，建议采用压入式通风方式，保障新鲜风源的供应，加强局部通风系统管理。