彭 濤,劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

湖南有色礦井通風現(xiàn)狀分析與對策研究

彭 濤,劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

文章對湖南11個有色礦井通風系統(tǒng)效果的測定評價、礦井通風系統(tǒng)存在的問題進行了分析研究,提出了保證礦井通風系統(tǒng)運行可靠性的技術(shù)和管理對策。

礦井通風系統(tǒng);測定;措施

湖南是有色金屬之鄉(xiāng),大中型地下開采礦山較多,為了掌握湖南有色金屬礦山通風現(xiàn)狀,作者近兩年組織相關(guān)通風技術(shù)人員對湖南的11個有色金屬礦山進行了通風系統(tǒng)運行現(xiàn)狀的測定與評價,測定評價方法和標準參照原冶金部和有色金屬工業(yè)總公司1986年聯(lián)合頒布的《冶金礦山礦井通風系統(tǒng)鑒定指標》,并根據(jù)實際情況由湖南省安監(jiān)局多次組織專家進行了修改和完善。為了總結(jié)經(jīng)驗,搞好湖南有色金屬礦山的通風管理工作,根據(jù)測定的實際情況,對湖南有色金屬礦山通風現(xiàn)狀進行綜合分析,并提出提高礦井通風系統(tǒng)可靠性的技術(shù)措施。

1 礦井通風系統(tǒng)測定評價內(nèi)容

礦井通風技術(shù)指標分析在礦井通風管理中是一項很重要的工作,只有對礦井通風系統(tǒng)的狀況作出準確的測定評價,才能對系統(tǒng)的完善及調(diào)節(jié)作出正確決策。本方法綜合考慮多項指標對礦井通風系統(tǒng)進行綜合分析,其結(jié)論能夠比較全面準確反映礦井通風系統(tǒng)的運行狀況。

綜合分析由下列五項基本指標和一項綜合指標組成。

1.風量(風速)合格率η速:為風量或風速符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》要求的需風點數(shù)和需風點總數(shù)的百分比。它反映需風點的風量或風速是否滿足需要,以及風量的分配是否合理。

2.作業(yè)環(huán)境風質(zhì)合格率η質(zhì):為井下作業(yè)場所的空氣質(zhì)量是否符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》和《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》要求的需風點數(shù)和需風點總數(shù)的百分比。它反映作業(yè)場所的風質(zhì)情況。

3.有效風量率η有:為礦井通風系統(tǒng)中各需風點實測的有效風量和與主扇裝置風量的百分比。它反映主扇裝置風量供利用的程度。

4.主扇裝置效率η扇:為主扇裝置輸出功率與輸入功率的百分比,它反映主扇裝置的工況、性能和礦井通風網(wǎng)路的匹配是否得當。

5.風量供需比β:為各需風點的有效風量之和與按規(guī)程設(shè)計或計算的同時工作需風點的風量之和的比值,它反映風量的供需關(guān)系。

6.綜合指標C:是以上五項基本指標的綜合反映,能直觀地衡量礦井通風系統(tǒng)總的技術(shù)經(jīng)濟和運行狀況,計算公式為:

其中β′為風量供需指數(shù)(%),當1≤β≤1.2時β′= 100%;β＞1.2時β′=95%;β＜1時β′=β×100%。

根據(jù)上述測定指標的計算結(jié)果,將測定結(jié)論分為不合格、臨界和合格三個等級,具體情況列于表1。

表1 礦井通風系統(tǒng)鑒定指標等級

綜合鑒定說明:在上述測量鑒定指標中,帶“＊”的風量(風速)合格率、作業(yè)環(huán)境風質(zhì)合格率、綜合指標三項為否決項,礦井通風系統(tǒng)測定總結(jié)論以這三項中等級最低的為最終結(jié)論。測定結(jié)論分為不合格、臨界和合格三種,測定結(jié)論為不合格的必須立即整改;測定結(jié)論為臨界的,表示礦井通風系統(tǒng)尚可使用,但生產(chǎn)單位必須密切關(guān)注,加強管理和監(jiān)測;測定結(jié)論為合格的,表示礦井通風系統(tǒng)可繼續(xù)使用。

2 礦井通風現(xiàn)狀

測定的11個有色金屬礦山中,有6個處于合格等級,4個處于臨界等級,1個屬于不合格等級,處于臨界和不合格等級的礦山企業(yè)正在根據(jù)要求對現(xiàn)有通風系統(tǒng)進行調(diào)整改造。通風技術(shù)鑒定指標統(tǒng)計列于表2。

表2 通風技術(shù)鑒定指標統(tǒng)計

從表2可知,衡量作業(yè)環(huán)境舒適度的風速合格率和風質(zhì)合格率指標都偏低,說明了井下安全生產(chǎn)和職工的身心健康沒有得到很好的保證。其次是主扇裝置效率偏低,說明能耗高,主扇與通風網(wǎng)路不匹配。

3 存在的主要問題

在本次通風系統(tǒng)測定評價工作中,不但對現(xiàn)有通風系統(tǒng)的運行指標進行了測定和定量分析,同時在通風管理方面也進行了全面的調(diào)查,經(jīng)綜合分析,認為存在以下主要問題。

1.礦井通風系統(tǒng)調(diào)整改造不及時。由于近年來礦山生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,生產(chǎn)中段不斷下延,而保障安全生產(chǎn)的通風系統(tǒng)沒有根據(jù)生產(chǎn)情況變化進行及時的調(diào)整改造。

2.井下風流的可控性差,風量不易調(diào)節(jié)。礦井進風一般均利用提升井和運輸巷,新鮮風流集中于主要運輸水平。而在運輸井巷內(nèi)很難設(shè)置調(diào)節(jié)或控制風流的通風設(shè)施,所以風流在到達需風段前,通過進風段的運輸井巷和眾多的天井、溜井、電梯井、設(shè)備井、斜坡道等完全是自然分配。其中一部分風量直接短路進入回風段,即為內(nèi)部漏風;而另一部分風量進入需風段,但多數(shù)需風點供風不足,作業(yè)環(huán)境較差,且不能按生產(chǎn)變化及時進行風量調(diào)節(jié)。

3.通風技術(shù)人員奇缺,通風網(wǎng)路維護和管理不到位。由于礦山管理機構(gòu)的調(diào)整以及技術(shù)人員的流失,直接導(dǎo)致通風管理和維護工作不能跟上。在所調(diào)查的11個礦山中,設(shè)置有專職通風防塵部門的只有一個單位,其余都是兼職。

4.主扇的工況效率低,與通風網(wǎng)路的匹配性差。過去礦井通風系統(tǒng)設(shè)計時,是按井巷最大阻力路線計算的風壓來選取主扇的高效工況區(qū),并采用風窗增阻的調(diào)節(jié)方法。但實際上金屬礦山井下設(shè)置調(diào)節(jié)風窗的不多,且管理不善,加上地表塌陷區(qū)和采空區(qū)漏風以及井下內(nèi)部漏風,所以生產(chǎn)礦山實際的礦井總風阻較設(shè)計值小得多,這就必然降低主扇的實際運行效率。而且大部分礦山在進行通風系統(tǒng)局部調(diào)整時并沒有對系統(tǒng)的網(wǎng)路做整體優(yōu)化設(shè)計,影響了整個系統(tǒng)的風流平衡。很多礦山的主扇風機使用時間超過10 a以上,甚至還有18～20 a前安裝的主扇仍在使用,主軸和葉片磨損嚴重是某些礦山主扇工況效率低的重要原因。

5.有的礦山井下采用柴油車運輸?shù)V石,嚴重地污染了井下的新鮮風流。是礦山有毒有害氣體超標的重要原因之一。

4 提高通風系統(tǒng)可靠性的技術(shù)和管理措施

礦井通風是保障礦井安全生產(chǎn)的最主要技術(shù)手段之一,是安全工作的基礎(chǔ),如何發(fā)揮礦井通風的效能來有效地保障安全生產(chǎn),應(yīng)該從以下幾個方面進行考慮:

1.要有足夠的通風能力,保證有效地通風。礦井應(yīng)該有足夠的通風能力,滿足各個用風地點的風量要求,而且應(yīng)該有一定的富余能力。這就要求礦井的通風阻力盡量要小些。經(jīng)常檢查礦井供風量的大小、漏風量大小,使礦井的有效風量率和外部漏風率均在通風質(zhì)量標準規(guī)定的范圍內(nèi)。要求礦井定期進行通風運行指標的測定,建立測風制度,根據(jù)測風結(jié)果采取相應(yīng)的措施,并進行風量的調(diào)節(jié)。

2.要有穩(wěn)定的礦井通風網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),保證風流穩(wěn)定。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,地質(zhì)因素或開采技術(shù)條件的變化,及時對通風網(wǎng)絡(luò)做相應(yīng)的改進和完善,使巷道掘進、回采、出礦、放礦和運輸?shù)戎饕鳂I(yè)區(qū)的污風不串聯(lián),并應(yīng)盡量采用貫穿風流通風,防止漏風,保證風流的相對穩(wěn)定。尤其是對進入中后期開采的礦山,作業(yè)中段和作業(yè)面多、范圍廣,盡量考慮分區(qū)通風,避免互相影響。

3.要有可靠的通風安全設(shè)施和裝備。通風安全設(shè)施的裝備和設(shè)置,應(yīng)該以保證正常通風時期控制風流和有一定的抗災(zāi)救災(zāi)能力為原則,包括以下幾個方面:(1)根據(jù)礦井通風網(wǎng)絡(luò)的布置與結(jié)構(gòu)合理布置通風設(shè)施和通風構(gòu)筑物。為了保證風流按照擬定的路線流動,必須在巷道中設(shè)置相應(yīng)的通風構(gòu)筑物以用于引導(dǎo)風流、截斷風流或控制風流。通風構(gòu)筑物的設(shè)置要求盡量做到數(shù)量少、位置正確和保證規(guī)格質(zhì)量,以便正確控制風流、減少漏風和風流短路,保證通風的穩(wěn)定性,正確發(fā)揮其控制風流的作用。如風門的結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用閉鎖風門,設(shè)置的位置應(yīng)該避開有漏風的區(qū)域(如采空區(qū)和密閉區(qū))和車輛與人員頻繁通過的地點;(2)礦井有完善的反風設(shè)施。這些設(shè)施必須在主要通風機安裝時同時建成。主要通風機的反風裝置、反風門和局部反風系統(tǒng)中的常開、常閉風門等設(shè)施必須是完整無缺、動作靈活可靠; (3)有完善的通風檢查制度和風流監(jiān)測手段。通過檢查和監(jiān)測可以正確無誤地掌握井下各工作地點的風量分配和風流中有害氣體的濃度。要配備一定數(shù)量的礦井通風測定的儀器、儀表。除按《金屬非金屬地下礦山通風技術(shù)規(guī)范》(AQ2013—2008)要求定期測定通風系統(tǒng)指標外,在井下中段貫通或其它對礦井通風有重大影響的工程時,應(yīng)組織測定通風系統(tǒng)指標,及時調(diào)整通風系統(tǒng),做到早期預(yù)測預(yù)報,使一些隱患消滅在萌芽的狀態(tài)中。

4.合理進行生產(chǎn)布局,認真組織均衡生產(chǎn),嚴格執(zhí)行回采順序,提高采掘強度,為礦井通風創(chuàng)造良好的條件。

5.要配備和培訓(xùn)2名以上專職的礦井通風防塵技術(shù)人員。要組織對通風工和相關(guān)班組長進行礦井通風防塵的安全知識培訓(xùn)。

6.充分利用礦井通風調(diào)控技術(shù),利用井下三班作業(yè)差異大以及節(jié)假日井下停限產(chǎn)的工作特點,調(diào)節(jié)主扇工況及開機時間,既節(jié)約能源,又不影響生產(chǎn)。

7.隨著礦山生產(chǎn)向深部和廣度發(fā)展,3 a應(yīng)做一次礦井通風設(shè)計或礦井通風能力驗算,及時調(diào)整風機葉片角度,更新和增加風機,增加永久性的通風設(shè)施(風井、風墻、風門、風橋和密閉),并拆除或密閉一些臨時通風設(shè)施,使井下通風網(wǎng)絡(luò)合理匹配。

8.在礦山進一步技術(shù)改造過程中,盡量減少井下使用柴油車運輸量,有條件的井下應(yīng)停止使用柴油車運輸。達到減少和控制柴油車排放有毒有害氣體而污染新鮮風流的目的。

5 結(jié)束語

由于近年來地下礦山中毒窒息事故多發(fā),國家對地下礦井通風越來越重視,從2007年開始一直把機械通風治理作為安全專項治理工作之一,已取得了較滿意的成績。并于2008年正式頒布了《金屬非金屬地下礦山通風技術(shù)規(guī)范》(AQ2013—2008),該規(guī)范包括通風系統(tǒng)、局部通風、通風系統(tǒng)檢測、通風管理、通風系統(tǒng)鑒定指標五個子標準,對每項工作和指標都做了明確的定性定量規(guī)定,要求越來越嚴格,這是國家第一次正式以強制性標準形式專門對地下礦山通風系統(tǒng)進行規(guī)范,也是廣大通風工作者和執(zhí)法部門開展工作的有利依據(jù),希望礦山企業(yè)和通風工作者以此為契機,做好通風工作,切實保障職工的身心健康,堅決杜絕中毒窒息事故的發(fā)生。

[1] GB16423-2006,金屬非金屬地下礦山安全規(guī)程[S].

[2] 王英敏.礦井通風與防塵[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.

Existing Condition Analysis and Strategy Research of Nonferrous Metals Mine Ventilation in Hunan

PENGTao,LIU Zhi-hui

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

The paper determines and evaluates the effect of the eleven nonferrous metals mine ventilation system in Hunan.Through the analysis of the existing problems of it,it brings forward technical countermeasure which could ensure the function reliability of the ventilation system.

mine ventilation system;determine;countermeasure

TD724

A

1003-5540(2010)04-0015-03

彭 濤(1970-),男,高級工程師,主要從事礦井通風防塵技術(shù)工作。

2010-03-20