DOI倪货土七棚ISSN有风墙安装风机技术问题的研究与实践赵千里,周松中,杜国华,林毅,李梅(金川集团公司,甘肃金昌市737104)区通风实践,对有风墙安装风机技术和结构特征以及适用环境进行了全面、系统的研究。
研究表明,无风墙风机适用于阻力较小的环境,而有风墙风机适用于阻力较大的环境。研究结果应用于实践后,效果显著。
多年来,为了改善机采区作业条件,创造良好的作业环境,金川二矿区曾派技术人员到某矿山参观学习,并借鉴某矿山无风墙安装风机技术,在各采区集中回风道安装了辅扇,对解决采区有效回风量不足的问题,起到了一定效果。但效果一直不很理想,尤其随着采区标高的不断下降,回风阻力不断增大,采区有效回风量不断减小,作业环境越来越差。几年的实践表明,采用无风墙安装风机技术克服不了采区较大的通风阻力,这种通风方式不能从根本上解决采区风量低、作业条件差的问题,严重制约着采区生产能力和生产效率的提高。
近几年来,针对无风墙安装风机不能适应阻力较大环境的问题,矿山对无风墙风机的适用条件和使用范围进行了探讨和研宄,大胆地提出了有风墙安装风机的技术思路。
1有风墙安装风机技术方案11无风墙安装风机的适用条件对在各采区集中回风道,采用无风墙安装风机技术安装的辅扇风机运行情况进行了系统地测定、分析和研宄,发现金川二矿借鉴某矿山无风墙安装方式安装的辅扇风机存在3种风流运动状态:单向风流运动状态、旁侧风流运动状态和循环风流运动状态。相应地产生了3种风压降损失:单向风流风压降损失、旁侧风流风压降损失和循环风流风压降损失。由于这3种能量损失同时存在,使得风机有效静压力下降,风机对通风系统做功减少(见)。
与此同时,对某矿山采用的无风墙安装风机的通风方式又多次进行了考察,并对其适用条件和范底柱崩落采矿法,通风简单、系统阻力小。另外,某矿为了避免爆破冲击波对通风设施的破坏,研宄采用了这种无风墙安装辅扇风机技术。而金川矿山采用的是下向水平胶结充填采矿法,通风系统复杂,回风阻力较大,使用环境与某矿山差异较大。
无风墙风机的结构性能表明:在克服自身3种风压降损失后,作用于采区通风系统的压力已明显减小,不能有效克服采区较高的通风阻力。因此,这种无风墙安装方式的辅扇风机仅适用于阻力较小的环境,不适用于系统阻力较大的环境。
研宄与实践表明,在通风阻力较小的技术条件下,无风墙风机能够发挥较好的作用。金川矿山采区通风阻力较大,这种通风方式不适用。尤其是随着生产能力大幅度地提高,回采水平下降较快,采区回风井随之延伸,通风阻力逐渐增大,无风墙安装辅扇风机的通风方式,更加显现出它的弊端与无力。因此,无风墙安装辅扇风机技术不适合阻力较大的通风系统。
12有风墙安装辅扇风机通风方式为了解决无风墙安装辅扇风机方式不适应机采区通风这一技术问题,近几年来,金川二矿组织技术人员,通过对已运行的无风墙扇风机的研宄,提出围进行了全面、系统地分析与研宄,r发现某矿采用无命了配区应用有风墙安辅铸机的方式以解决机采区通风阻力不断增大而带来的通风技术问题。并进一步提出采用多台有风墙辅扇风机并联运行,替代矿井回风主扇的技术方案(见)。
(见)。这些风机运行后,通风效果非常明显,通经研宄认为,有风墙风机运动状态与无风墙风机运动状态的不同之处就是有风墙风机的射流无引射作用,旁侧风量为零,扇风机风量等于巷道风量;而有风墙风机消除了无风墙风机循环风流和引射风流,仅存有单流风流,其通风技术特点如下。
有风墙风机工作方式只有单流通风一种方式,没有循环风流和旁侧风流,旁侧风量和循环风量有风墙风机风压损失仅有局部损失,即风机出口风速突然扩大到巷道全断面时的动压损失;有风墙风机消除旁侧风流动压损失和循环风流动压有风墙安装辅扇风机适应于回风阻力较大的环境,能较好地克服无风墙辅扇风机不适应回风阻力大的缺陷。
由此可见,有风墙安装风机的通风方式,消除了无风墙风机运行时产生的旁侧风压损失和循环风压损失,且根据井下风机运行工况分析,当把无风墙风机改造成有风墙风机后,风机产生的有效静压力增大。因此,有风墙安装风机的通风方式适合阻力较大的通风系统。
有风墙辅扇风机运行测定结果见表1表1有风墙风机运行测定结果调整前风量调整后风量1118分段1盘区分层联络道1150水平下盘1盘区回风道1118分段2盘区分层联络道1150水平下盘2盘区回风道1118分段3盘区分层联络道1150水平下盘3盘区回风道1150水平下盘总回风道有风墙安装辅扇风机后,1150水平下盘总回风量由原来的109m3/s提高到3852m3/s回风效果非常明显;有风墙辅扇风机在机采区的使用,有效地克服了采区回风阻力大的问题,提高了采区的有效回风量,改善了采区作业条件,提高了劳动生产率,保护了作业人员的身心健康;有风墙安装风机工作方式消除了风机漏风现象,增大了风机有效风量率;多台有风墙安装的辅扇风机并联运行,可以替代回风机站,且达到回风机站的供风要求。
随着机采区生产能力的提高,回采深度越来越深,机采区回风阻力不断增大,有效回风量减小,采区通风状况越来越差,严重影响了安全生产。根据这种情况和分段道两翼进风,进风压力梯度两翼高、中间低的特点,为了平衡各采区进风和回风压力,在实施有风墙辅扇风机安装方式时,经过网络解算,重新进行了辅扇风机选型,将原有的221W风机更换为KW40-4-Nq12(37 1W)的辅扇风机,分别安装4结论无风墙安装风机技术仅适用于回风阻力较小的系统,而不适用阻力较大的通风系统。系统环境阻力越小,通风效果越好。有风墙安装风机技术适用于阻力较大的通风系统,在阻力较小的系统中,效果更加显著。因此,有风墙安装风机技术与无风墙安装风机技术相比较,前者大大提高了风机有效静压和有效风量率,成功地解决了采区回风阻力大、有效3“4藏区集中回风道中(克服回风阻力的能力命哗House.Allrightsreserved.(下|专第同,多极机站通风系统的建设也应因地制宜,结合实际,只有坚持不断的研究和实践,善于总结经验和教训,通风系统才能建设成功。我矿通风技术人员不断深入现场,调查不足因素,努力探索,找出解决问题的新思路新办法,力求有所创新和发展,使通风系统更好的发挥作用。
利用监控手段,时时对通风设备进行监控。
多极机站通风系统建设使用设备多,安装地点分散,利用固定人员对设备进行管理,困难较大,成本高,为此设置监控装置,人员在地表调度室中能清晰地观测到设备的运行状况,发现问题,及时联络电工、维修、通风等相关作业人员进行处理,保证通风系统的正常运转。此措施能节约人工成本30万元/a加强对漏风点的控制管理。通过对主扇装置的测定,分析结果表明,通风线路中存在漏风量大,多处风流短路现象,这也是造成有效风量低、压力梯度下降快的主要原因。因此我们采取喷浆密闭工程对2人行,上部空区及联络道等漏风点进行了彻底的封堵,大大降低了漏风量,保证了系统对下部的有效供风。对级、I级机站通风所担负的阶段水平,在此阶段采矿完成后,及时采取密闭、挡风墙、风门等措施加强导风、分风工作,避免风流的短路。
对挡风墙、风门等通风专用设施实行固定管理,分片区域管理,将责任落实到班组和个人,工资与管理状况挂钩。
做好I级机站设备管理工作。I级机站通风设备处在下部各通风水平的两端,受井下潮湿气候、中深孔爆破冲击等因素的影响,很容易出现问题,影响通风,因此制定专门的通风管理制度,激励现场通风工作人员每班、每天对设备进行有效的监护,确保设备正常运转。
做好通风道的杂物清理工作。I级机站处在矿体的*下端,因生产环节多,集中作业相互影响,年产量较小仅10万t需风量较小,I级机站建设时没有专用的回风道,通风利用了矿房采准工程中的人行上山。人行内设有梯子、扶手、风水管、梯子平台等杂物,使有效通风面积大大减少,安装I级机站设备时先清理内部的平台,梯子等杂物,加断面积,降低通风阻力,便于排出下部的污风。
5结论通风系统建成以后,经过近几年的运行和逐步完善,各项工作指标趋向合理,特别是级、I级机站发挥了较大作用,完成了对深部矿体的供排风任务,满足了生产的需要。根据《金属非金属地下矿山安全法规》对通风系统的测定要求,我矿组织工程技术人员对通风系统进行了测定,结果通风系统进风量为39 /s回风量为45 /s有效风量率为78%级、I级机站进风量为30 /s回风量为362m3 /s特别是-340m和-420m水平的风量提高到81m3/s和59m3/s的较高标准,很好地解决了深部通风难题。通风系统实际功率69朦,风机效率65%以上。
随着工程的不断进展,我矿通风系统由单一的主扇通风实现了向多级机站通风模式的转变,在较新理论和技术的支持下,加上有效的管理措施,实现系统的良好运转,满足了井下的通风要求,产生了较好的经济效益和安全效益。