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26 采 矿 工 程 黄 金 GOLD 2014 年第 12 期 / 第 35 卷 复杂采空区条件下通风系统优化改造研究 李建功，谢贤平* ，尹晓玉 ( 昆明理工大学国土资源工程学院) 摘要: 以汤丹铜矿复杂采空区条件下的通风系统为工程背景，介绍了多中段进风和集中回风的 机械通风系统及存在的问题; 针对通风系统进风段阻力大、进风困难以及采空区未进行有效封闭的 状况，开展了压 － 抽结合二级机站通风系统优化整改，进一步完善了通风系统，收到了很好的通风 效果。 关键词: 通风系统; 优化改造; 采空区漏风; 风门; 密闭墙; 多级机站 中图分类号: TD 722 文章编号: 1001 － 1277( 2014) 12 － 0026 － 03 文献标志码: A doi: 10． 11792 / h0 概 述 长期开采形成的复杂采空区会造成很多通风问 题，这是困扰国内很多大中型老矿山的难题。由于大 多数金属地下矿山在设计时应用抽出式的主扇工作 方式，采用自上而下的开采方式，随着开采中段向下 推进，联通地表和废弃巷道的上部采空区，最易影响 主扇的工况和下部中段的回风，直接漏入回风道的短 路风流甚至达到主扇风量的 50 %［1］。 汤丹铜矿是云南金沙矿业股份有限公司的三大 矿山之一，位于云南省昆明市东川区汤丹镇，距昆明 市 180 km，年矿石生产能力 60 万 t。矿区山高坡陡， 自然压差大，风流不稳定，年最高气温 31． 4 ℃ ，最低 气温 － 8 ℃ 。汤丹铜矿采用平硐开拓，溜井放矿，浅 孔留矿采矿法回采。目前，生产主要集中在 1 650 m、 1 770 m、1 900 m、1 975 m 4 个中段，主要运输水平在 1 650 m中段，1 560 m 中段以下为探矿区域，2 038 m 中段以上为联通地表的采空区，其中尚有少量残采作 业。开采区域沿走向长达 5． 0 km，宽约 1． 5 km，面积 约 7． 5 km2 。汤丹铜矿经过多年的开采，整个开采区 域形成作业线长、作业面多、范围大、采空区联通及通 风网络结构复杂的生产格局。随着生产的不断推进， 井下作业环境恶化，通风系统难以满足生产需求，改 造通风系统势在必行。 2013 年 3 月汤丹铜矿开展了通风系统技术改造 研究设计工作，设计采用了“利用 1 975 m 中段及以 下中段进风，1 975 m 中段以上巷道改造成为专用回 风道进行回风”的系统方案。10 月对井下通风系统 工程进行了实地检查验收，初步建成的多中段进风和 集中回风的机械通风系统使井下通风效果得到一定 的改善，但技术指标低，安设于回风段的多台风机并 未在下部 2 个中段形成有效的负压，风机运行效率 低。原因是上部 2 个中段多处废弃巷道与采空区联 通，造成了内部漏风; 而且下部巷道进风段阻力太大， 使得井下作业环境与《金属非金属矿山安全规程》要 求还有差距。为此，汤丹铜矿对通风系统又进行了优 化整改，根据通风网络形式及解算，对采空区进行有 效地封闭，采用压 － 抽结合二级机站通风系统较好地 解决了进风困难的问题，进一步完善了通风效果。 1 优化整改前通风系统 1． 1 通风系统简述 汤丹铜矿优化整改前的通风系统在 2 038 m 中 段运输巷 道 中 安 装 了 5 台 主 扇，2 台 串 联 布 置 于 2 038 m回风巷东部，3 台布置于 2 038 ～ 2 159 m 专 用回风井附近，把新风从 1 975 m、1 900 m、1 770 m、 1 650 m 4 个中段人行运输巷道抽入生产区域; 然后 将各采区产生的污风集中起来，从 2 038 m 硐口和 2 159 m井口排出地表。汤丹铜矿优化整改前的通风 系统见图 1。 1． 2 存在的问题 如图 1 所示，5 台主扇工作风量总和为140． 80 m3 / s， 然而 4 个中段进风量总和仅为 35． 09 m3 / s，从 2 038 m 硐口排出的风量为 26． 68 m3 / s，2 159 m 回风道并无 污风 排 出。 多数采场风速达不到最低排尘风速 0． 15 m / s，主扇风机风压低、效率低。经实测计算，有 效风量率 25． 61 % ，风速合格率 21． 05 % ，主扇风机 效率 22． 08 % 。对通风系统方案和现场检查结果进 收稿日期: 2014 － 10 － 09 作者简介: 李建功( 1989—) ，男，河南郑州人，硕士研究生，从事金属矿山矿井通风研究; 昆明市五华区一二一大街文昌路 68 号，昆明理工大学莲 华校区男生宿舍 6219，650093 * 通信作者，E-mail: xxping@ kmust． edu．