CN106351682A - 一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统，包含进风井(1)、回风井(7)、风机远程集中监控平台(15)及两端分别与进风井(1)、回风井(7)相连通的上中段水平巷、下中段水平巷，在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机(3)、上中段水平风门(8)、下中段回风风机(5’)，在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机(3’)、下中段水平风门(8’)；在下中段用风巷(4’)和下中段回风机站巷(6’)之间还设有下中段回风天井(9’)；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷(6)。当灾变发生时，通过风机远程集中监控平台(15)快速开启、停止和反转操作风机，确保多级机站通风系统能够实现快速、可靠反风。

Description

一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统

技术领域

本发明属于金属地下矿山通风技术领域，具体涉及一种地下金属矿山多级机站通风系统。

背景技术

井下采掘工作面空间狭小、工作面不断变化、采矿作业过程中产生的粉尘和有毒有害气体对工作面环境的污染,尤其是大型机械化或井下地质条件不太好的矿山,井下一旦发生火灾,将直接威胁到矿山井下的生产和工人的生命安全。矿井通风为矿井安全生产提供了基本保障。

矿井反风是在发生矿井灾害时,特别是在发生火灾时,为了减少灾害的破坏范围,所采取的一项重要的控制风流的救灾措施，通过快速实现矿井反风，使受灾的人员能够有足够的时间按计划的撤离路线撤至地面,从而减少人员伤亡和贵重的设备的损坏。为此，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局第16号令《煤矿安全规程》第一百二十二条规定“生产矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向。《金属非金属矿山安全规程》和《金属非金属地下矿山通风技术规范-通风系统》也规定，矿山应当每年至少进行一次反风试验，并测定主要风路反风后的风量。

金属矿山通风系统在上世纪末从大主扇通风逐步发展到多级机站通风，目前地下金属矿山均采用多级机站通风，与大主扇通风系统相比，多级机站通风技术风机数量多，风机位置分散。同时，随着技术的进步，地下矿山产能逐步提升，千万吨级地下金属矿山开始出现，相应的通风系统由原来“一进一回”相对单一的系统发展到“多进一回”，甚至“多进多回”的复杂通风系统。

传统大主扇通风系统，或者单一的“一进一回”通风系统反风试验时，通过预先修筑好的专用反风道或并联安装的备用风机做反风道反风。2010年煤炭工业出版社出版的《矿井反风技术》介绍了多种反风试验方法，其一是在大主扇(轴流式或离心式)安装巷道的一旁修建专用反风道，反风试验时将风机的出风口与反风道相连，风流由风硐压入总回风道，实现矿井反风；其二是轴流风机并联安装(一用一备)时，利用备用风机作为反风道，实现矿井反风。该反风试验方法需要修筑专用的反风道或者现场安装有备用风机，通风系统建设初期投资成本高；目前金属矿山井下机站鲜有备用风机安装。因此，上述反风试验方法在多级机站通风系统很难实现。《煤炭技术》2014年第09期介绍了多风井多主通风机矿井反风技术，该技术采用部分主要通风机保持正常运行，部分主要通风机停止运行，各主要通风机依次进行反风操作实施。由于金属矿山回风机站位置相对较近，在一条风井的上下不同中段石门，甚至同一水平的两条石门内，机站间隔不过百米，风机在依次反风操作时，受到附近风机负压影响，停机后难以正常反转启动反风。该技术在未修筑反风道的金属矿山可操作性差。对一个具体的矿井来说，如何采取正确的反风方式和其它措施来达到救灾与抗灾变扩大的目的，却是一个比较复杂的问题，特别是对多井口多风机的复杂通风系统矿井更是如此。

发明内容

本发明的目的就是针对现有矿井通风系统反风技术存在的上述问题，而提供一种反风过程操作简单、程序固定、能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统，充分发挥矿井反风作为一种矿山应急救灾措施的快速反应性。

为实现本发明的上述目的，本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统采用以下技术方案：

本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统包含进风井、回风井及两端分别与进风井、回风井相连通的上中段水平巷、下中段水平巷。其特点是：在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机、上中段水平风门、下中段回风风机，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷、上中段用风巷、下中段回风机站巷；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机、下中段水平风门，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷、下中段用风巷；在下中段用风巷和下中段回风机站巷之间还设有下中段回风天井；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷，上中段回风风机安装在上中段回风机站巷中，上中段回风机站巷的一端与回风井联通，上中段回风机站巷的另一端与上中段回风天井的上部联通，上中段回风天井的下部与上中段用风巷联通。为了方便、快捷、高效地对风机、风门进行控制，所述的多级机站通风试验系统还包括风机远程集中监控平台，通过风机远程集中监控平台实现上中段进风风机和下中段进风风机、上中段回风风机和下中段回风风机的开启、停止和反转操作，也可以通过风机远程集中监控平台实现上中段水平风门、下中段水平风门的开启与关闭。

本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统采用以上技术方案后具有以下积极的效果：

(1)适应性强，反风效果的实现更加明确。当灾变发生在进风侧时，灾变产生的有害因子将随着风流进入采区，导致灾变进一步扩大，采用进风风机和回风风机反转运行的全矿反风方式；当灾变发生在回风侧时，灾变产生的有害因子将随风流直接进入回风井巷，其影响范围不会进一步扩大，采用进风风机和直接作用于灾变点的回风风机正常运行，其他回风风机关闭的通风方式。

(2)确保多级机站通风系统能够实现快速、可靠反风。

(3)也可以用于矿山每年至少进行一次反风试验，并测定主要风路反风后的风量，为采用多级机站通风系统矿山进行反风试验提供了安全高效的反风试验操作规范。

附图说明

图1是本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统示意图；

图2是图1中风路A：的相对静压分布图；

图3是图1中风路B：的相对静压分布图。

附图标记为：1—进风井；2—上中段进风机站巷；2’—下中段进风机站巷；3—上中段进风风机；3’—下中段进风风机；4—上中段用风巷；4’—下中段用风巷；5—上中段回风风机；5’—下中段回风风机；6—上中段回风机站巷；6’—下中段回风机站巷；7—回风井；8—上中段水平风门；8’—下中段水平风门；9—上中段回风天井；9’—下中段回风天井；10—相对静压线；11—零压线；12—正压区；13—负压区；14—正负相对静压分界线；15—风机远程集中监控平台；①—进风井进风口位置；②—进风井与上中段水平巷交接点；③—上中段进风风机安装位置；④—上中段水平巷正负相对静压分界点；⑤—上中段用风巷与上中段回风天井交接点；⑥—上中段回风风机安装位置；⑦—下中段进风风机安装位置；⑧—下中段水平巷正负相对静压分界点；⑨—下中段用风巷与下中段回风天井交接点；⑩-下中段回风天井与下中段回风机站巷交接点；—下中段回风风机安装位置；—下中段回风机站巷与回风井交接点；—上中段回风机站巷与回风井交接点；—回风井出口位置。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统作进一步详细描述。

由图1所示的本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统采用的通风系统示意图并结合图2、图3看出，本发明一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统包含进风井1、回风井7及两端分别与进风井1、回风井7相连通的上中段水平巷、下中段水平巷。在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机3、上中段水平风门8、下中段回风风机5’，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷2、上中段用风巷4、下中段回风机站巷6’；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机3’、下中段水平风门8’，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷2’、下中段用风巷4’；在下中段用风巷4’和下中段回风机站巷6’之间还设有下中段回风天井9’；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷6，上中段回风风机5安装在上中段回风机站巷6中，上中段回风机站巷6的一端与回风井7联通，上中段回风机站巷6的另一端与上中段回风天井9的上部联通，上中段回风天井9的下部与上中段用风巷4联通。

所述的多级机站通风试验系统还包括能够控制上中段进风风机3和下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’开启、停止和反转并能控制上中段水平风门8、下中段水平风门8’开启、关闭的风机远程集中监控平台15。

设：①—进风井1进风口位置；②—进风井1与上中段水平巷交接点；③—上中段进风风机3安装位置；④—上中段水平巷正负相对静压分界点；⑤—上中段用风巷4与上中段回风天井9交接点；⑥—上中段回风风机5安装位置；⑦—下中段进风风机3’安装位置；⑧—下中段水平巷正负相对静压分界点；⑨—下中段用风巷4’与下中段回风天井9’交接点；⑩—下中段回风天井9’与下中段回风机站巷6’交接点；—下中段回风风机5’安装位置；—下中段回风机站巷6’与回风井7交接点；—上中段回风机站巷6与回风井7交接点；—回风井7出口位置。

图2是图1中风路A：的相对静压分布图，它由相对静压线10、零压线11、正压区12、负压区13组成；图3是图1中风路B：的相对静压分布图，它的组成同图2。

通风系统建成后，风路A和风路B的相对静压在一段时间内相对固定，即正压区12或负压区13是相对固定的。在通风系统建成检测时，检测出风路A和风路B的相对静压分布情况，绘制风路A和风路B的相对静压分布图，即图2和图3。明确图2和图3中正负相对静压分界点④和⑧，在中段平面图和井下现场做出明显标记。

为了摸清上中段水平巷正负相对静压分界点④和下中段水平巷正负相对静压分界点⑧所在位置，在每年进行的反风试验中，进行以下试验工作：

1)关闭上中段水平风门8、下中段水平风门8’，将所述的反风试验系统的风路分为：风路A：风路B：

2)检测并绘制出风路A的相对静压分布图、风路B的相对静压分布图和正负相对静压分界线14，在中段平面图和井下现场作出上中段水平巷正负相对静压分界点④和下中段水平巷正负相对静压分界点⑧标记；

3)将风路A中节点④的上风向划分为风路A进风侧，即①-②-③-④风路；节点④的下风向划分为风路A回风侧，即风路；

将风路B中节点⑧的上风向划分为风路B进风侧，即①-②-⑦-⑧段风路；节点⑧的下风向划分为风路B回风侧，即风路；

4)实施例1：当灾变发生在风路A进风侧或风路B进风侧时，采用上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’反转运行的全矿反风方式；

具体操作实施步骤为：

(1)正常通风状态通风系统运行工况检测，包括上中段进风风机3和下中段进风风机3’进风量、上中段回风风机5和下中段回风风机5’回风量、上中段用风巷4和下中段用风巷4’的风速、风量、风向；

(2)检查上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’的反风门，固定上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’的出口反风风门，将风机远程集中监控平台15设置为远控状态；

(3)在风机远程集中监控平台15依次关闭上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’；

(4)步骤3)操作完成3-8min后在风机远程集中监控平台15依次反转开启上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’；

(5)进行反风状态通风系统运行工况检测，包括上中段用风巷4和下中段用风巷4’风流稳定距离上述步骤(4)操作结束的时间，检测上中段用风巷4和下中段用风巷4’风速、风量、风向；检测上中段进风风机3和下中段进风风机3’回风量、上中段回风风机5和下中段回风风机5’进风量；

(6)在风机远程集中监控平台15上依次关闭上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’，5min后依次正转开启上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’，反风试验结束。

实施例2：当灾变发生在风路A回风侧时，打开上中段水平风门8，采用上中段进风风机3、下中段进风风机3’和上中段回风风机5正常通风，下中段回风风机5’关闭方式。

具体操作实施步骤为：

(1)同实施例1；

(2)检查上中段进风风机3、下中段进风风机3’、上中段回风风机5和下中段回风风机5’反风门，将风机远程集中监控平台15设置为远控状态；

(3)在风机远程集中监控平台15上关闭下中段回风风机5’；

(4)在新通风状态下进行通风系统运行工况检测，检测上中段用风巷4和下中段用风巷4’风速、风量、风向，检测上中段回风风机5回风量；

(5)步骤(4)完成后，反风试验结束；再在风机远程集中监控平台15上正转开启下中段回风风机5’。

实施例3：当灾变发生在风路B回风侧时，打开上中段水平风门(8)，采用上中段进风风机(3)、下中段进风风机(3’)和下中段回风风机(5’)正常通风，上中段回风风机(5)关闭方式。

具体操作实施步骤为：

(1)同实施例2；

(2)同实施例2；

(3)在风机远程集中监控平台15上关闭上中段回风风机5；

(4)在新通风状态下进行通风系统运行工况检测，检测上中段用风巷4和下中段用风巷4’风速、风量、风向，检测下中段回风风机5’回风量；

5)步骤(4)完成后，反风试验结束；再在风机远程集中监控平台15上正转开启上中段回风风机5。

Claims (1)

1.一种能够快速实现地下金属矿山多级机站反风的通风系统，包含进风井(1)、回风井(7)及两端分别与进风井(1)、回风井(7)相连通的上中段水平巷、下中段水平巷，其特征在于：在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机(3)、上中段水平风门(8)、下中段回风风机(5’)，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷(2)、上中段用风巷(4)、下中段回风机站巷(6’)；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机(3’)、下中段水平风门(8’)，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷(2’)、下中段用风巷(4’)；在下中段用风巷(4’)和下中段回风机站巷(6’)之间还设有下中段回风天井(9’)；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷(6)，上中段回风风机(5)安装在上中段回风机站巷(6)中，上中段回风机站巷(6)的一端与回风井(7)联通，上中段回风机站巷(6)的另一端与上中段回风天井(9)的上部联通，上中段回风天井(9)的下部与上中段用风巷(4)联通；所述的通风系统还包括控制上中段进风风机(3)和下中段进风风机(3’)、上中段回风风机(5)和下中段回风风机(5’)的开启、停止和反转操作并能控制上中段水平风门(8)、下中段水平风门(8’)开启、关闭的风机远程集中监控平台(15)。