某钨矿井下通风系统方案优选

郁富林

（江西浒坑钨业有限公司，江西 吉安 343205）

随着地表矿产资源的日益减少，矿井深部开采已成为必然趋势，然而随着矿井生产重心的下移，原有通风系统的合理性将受到破坏，矿井通风系统必须不断完善，以改善通风效果[1-2]。由于历史原因，部分金属矿山在转向深部开采的过程中面临着通风系统维护越来越困难、采掘工作面上供风量不足等问题，严重威胁了作业人员的生命健康，综上所属，随着开采向深部推进，开展矿井通风优化具有重要意义[3-5]。本次研究针对某钨矿井下通风系统存在的问题，对通风系统进行优化，以提高井下通风效率。

1 矿井通风系统现状

采掘重心往下推进过程中，由于深部矿脉整体向西南方向偏移，导致下部通风系统与现有通风系统存在错位，同时由于盗采通风系统遭到不同程度的破坏，基于现场调查、测定，发现该通风系统主要存在以下问题。①井下风量不足，主扇风机与井下通风风网络不匹配，风机实测功率偏低，井下通风阻力较大；②风量分配不均，部分中段出现风流停止甚至出现风流反向；③通风网络不完善，多数中段回风巷道不完整，利用部分沿脉巷道作为回风道；④通风构筑物不健全，采空区、风机机站、部分天井漏风严重，冲刷作业面新鲜风量不足。

2 矿井通风优化方案

目前井下主要作业中段为-60m、-110m和-160m三个中段，为通风主要中段，优化考虑上部中段低品位矿回收作业，并兼顾未来-160m中段以下矿体开采时的通风，需风量Q=59.3m3/s

在满足通风要求的前提下，尽可能利用已有的通风井巷，控制专用通风井巷的工程量。以形成运行稳定可靠、管理方便的矿井通风系统。针对该钨矿通风系统现状及存在的问题，设计选用了下列两种可行的通风方案。

2.1 技术方案一

方案设计思路：在梳理原有的上部通风系统基础上，新掘进289m中段161穿至410m水平运输巷通风斜井，优化机站设置并完善通风构筑物，改进通风效果。

2.1.1 优化通风网络和通风巷道

（1）新掘+289m中段至410水平斜井，-60m中段307穿至-10m中段308穿通风井，并梳理西区+190m中段至+289m中段主回风井和回风巷，清理风井和回风巷内垮落废石、积水等，形成有效的通风回路。新掘进通风井断面见表1。

表1 通风井断面

（2）刷大部分风井断面，具体见表2。

表2 断面刷大位置

（3）贯通-110m中段304副穿30沿与305穿风井，在-110m中段304副穿30沿处掘进风桥与305穿贯通，服务-110m中段304穿、304副穿和303穿回风；考虑未来-160m以下中段通风，另掘新风井，或者在-160m中段掘回风道，-160m下部中段污风排到-160m中段回风巷道，然后集中排向上部风井。具体位置见表3。

表3 掘进位置

（4）针对-110m和-160m两中段东区通风，方法一：利用原有的东区-60m中段至290m通风井，在-110m中段东端新掘贯通-60m中段通风井，排出污风；方法二：在不掘进通风井时，安装辅扇，将东区的污风经回风道排到本中段西端风井，严格按照后退式回采顺序，避免污风串联。

2.1.2 优化通风机站设置和主扇选型

西区风井作为深部中段的主要回风井，机站设置尽量放在西区接近深部中段，结合矿井风量和全矿风阻，考虑原有风机型号FS150-52.5(K40-4-NO.14)风量和风压，在主回风路上-10m中段回风巷增设DK40-6-NO.18（90＊2kW）风机。

2.1.3 通风构筑物及其他措施

强化井下通风构筑物管理，能够有效进行井下风流调控，使得新鲜风流最大程度冲刷工作面，满足排烟、排尘需要，主要有以下措施：

（1）加强风机硐室门和风机自身的密闭，控制风机硐室漏风、降低风机内部风量循环等，提高风机运行效率。

（2）西区40m及以上中段主风井石门增设风墙，防止漏风。+90m及以上中段2#副井完善密闭风门。

（3）回采结束中段增设密闭风门、密闭风墙等构筑物，并加强通风构筑物管理。

（4）加强深部中段作业管理，未作业的穿脉应进行临时密闭，并加强构筑物管理。

（5）-10m中段回风巷作为深部中段主要集中回风巷道，清理回风巷风墙，回采结束的漏斗，形成双回路通风，降低通风阻力。

2.2 技术方案二

考虑原有回风系统回风线路较长，主回风井布置在穿脉内或穿脉间，容易造成风流短路，部分中段风井受破坏较严重，恢复耗时耗材，同时289m中段回风巷道较长且部分在采空区内，风流管理较为困难。基于上述井下实际情形，提出新掘通风井，风井布置位置考虑未来开拓中段布置情况，由深部中段贯通到地表，采用对角抽出式通风方式，降低通风线路长度，简化整体通风网络，有效改善深部通风。

2.2.1 通风网络

考虑整个深部中段矿脉整体向西南方向偏移，上部中段与深部中段错位较大，考虑原有风井断面不足等多因素情况，规划一条新风井能有效解决未来通风难题，措施如下。

（1）西部掘进新风井：基于目前考虑可在-160m中段309穿脉往西附近掘进直径3米的回风井至地表，作为深部的独立回风井，减少回风线路长度，降低通风阻力，有效提高深部进风量，根本上解决目前深部中段新鲜风不足，风流调节困难问题。

（2）深部部分中段掘回风道和回风联络道：深部-160m中段和-60m中段掘新的回风道；-110m要贯通回风道；-60m、-110m和-160m中段掘回风联络道。

2.2.2 优化通风动力系统

（1）将型号DK40-6-NO18主扇安装在新掘进的深部专用风井地表口，作为全矿主扇，形成主辅扇联合通风方式。

（2）优化辅扇位置，在深部中段回风联络道安装15kW型号K40-6-NO12辅扇，辅助深部中段风流分配。

（3）恢复东区190m中段风机，东区在残采作业时，适当开启风机。

（4）140m中段、-10m中段和90m中段机站风机撤销。

2.2.3 完善通风构筑物设置及管理

（1）结合矿山作业现状特点，在通风网路中安设有效的通风构筑物，以调控好井下通风效果。

（2）对上部中段空场进行密闭。

（3）加强对通风构筑物的管理，尤其是关键分风点，及时调整相关构筑物开、闭状态。

3 矿井通风方案比选

3.1 实施工期

技术方案一和技术方案二，基于矿山当前具备的技术条件，都具有可操作性。技术方案一施工难度小、工期短，技术方案二施工难度大、工较长，具体方案主要措施对比见表4。

表4 技术方案对比

3.2 工程量

技术方案实施措施不同，工程量不一样，经济投入有差异，见表5。

表5 工程量比较

通过对比发现，技术方案一设计刷大断面，施工复杂，影响正常生产作业，技术方案二工程量大。

3.3 投资费用

两方案初期投资费用见表6，技术方案二中设计新掘进通风井，回风联络道，初期投资最大。

表6 初期投资费用

后期通风费用根据实际生产情况计算，井下每天供通风时间约10小时，电费0.6元/kw，一年使用约330天，两方案均为53.46万元。

3.4 方案优选

通过方案工期长短、工程量和经济性对比，发现方案一投资最少、掘进工程量相对少，但技术方案一由于需要恢复上部中段破坏严重的主回风井，清渣工作量较大。技术方案二虽能兼顾未来深部通风，但资金投入较大。综合考虑多方因素考虑，选用方案一进行矿区通风系统优化改造，方案能在有效资金基础下，尽量减少对生产影响，能尽快、尽早恢复当下通风系统，满足当下通风需求。

4 结论

（1）通过对某钨矿井通风系统的调查与测定，明确该矿的通风系统现状，在对其进行综合评价后，发现其存在着通风动力不足、通风构筑物与通风网络不完善等问题。

（2）对现有通风系统提出了两种技术方案，并从工期、工程量、经济性对方案进行优选，最终选择技术方案一作施工方案。

（3）矿井通风系统的设计并不是一劳永逸的，随着矿山开采的变化，当通风系统不能满足安全生产的需要时，应及时进行通风系统优化改造。