掘砌措施斜巷改善深井開拓的通風(fēng)實踐

林坤榮

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司)

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掘砌措施斜巷改善深井開拓的通風(fēng)實踐

林坤榮

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司)

紫金山深部中段開拓掘進(jìn)的通風(fēng)條件依賴于深部回風(fēng)井的掘砌進(jìn)度，由于風(fēng)井掘砌進(jìn)度滯后于深部中段的基建工程，因此深部回風(fēng)井無法滿足深部中段開拓掘進(jìn)的通風(fēng)需求。為加快深部中段開拓進(jìn)度，采用增阻和引措施斜巷的方式改善深部開拓通風(fēng)條件。實踐證明，引措施斜巷可以改善通風(fēng)條件，消除風(fēng)井掘砌滯后帶來的不利影響，保證深部礦井開拓的正常進(jìn)行。

風(fēng)井掘砌措施斜巷深井開拓

紫金山金銅礦位于福建省西南部的上杭縣境內(nèi)，是一個大型金、銅礦山，目前該礦處在露采地采轉(zhuǎn)型時期，采用平硐-溜井開拓系統(tǒng)，礦井為單翼對角抽出式通風(fēng)。

針對紫金山深部開拓工程轉(zhuǎn)型期[1]存在的回風(fēng)井分段掘進(jìn)[2]和多個中段同時基建[3]的特殊情況，通過合適的優(yōu)化措施改善井下通風(fēng)條件，以保障井下基建工程持續(xù)推進(jìn)[4]。

1　通風(fēng)現(xiàn)狀

該礦通風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示，按服務(wù)的對象可分為：①330m以上溜破系統(tǒng)及運輸區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)；②采空區(qū)充填時期的通風(fēng)系統(tǒng)；③深部礦井通風(fēng)系統(tǒng)。目前，330m以上溜破及運輸區(qū)域和老采空區(qū)充填區(qū)域已形成獨立的進(jìn)回通風(fēng)系統(tǒng)。

圖1　通風(fēng)系統(tǒng)示意

在深部礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，回風(fēng)井施工采用分段掘砌，即分為100～370m段和-100～100m段。目前100～370m段已掘砌完畢，可以滿足100m及以上中段的通風(fēng)需求。而-100～100m段仍在掘砌過程中，僅與100m中段、-50m中段貫通，仍有50，-100m沒有掘砌完成，滯后于深部中段的基建工程，對整個礦山的基建進(jìn)度有重要影響，且回風(fēng)豎井掘砌支護(hù)材料及廢石運輸是通過330m以上溜破系統(tǒng)運輸線路，運輸線路實施通風(fēng)構(gòu)筑物維護(hù)難度大。為改善深部中段掘進(jìn)的通風(fēng)條件，通過掘進(jìn)措施斜巷的辦法改善深部中段的通風(fēng)條件。

2　深部中段通風(fēng)條件改善措施

根據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定，在分段井掘砌施工中，必須在井口設(shè)置封口盤，只留有吊桶、風(fēng)筒及溜灰、電纜管道口[5]，同時，吊桶作業(yè)時經(jīng)常要關(guān)閉吊桶封口盤，造成回風(fēng)井的回風(fēng)斷面太小，產(chǎn)生回風(fēng)瓶頸，無法滿足深部中段掘進(jìn)的回風(fēng)要求。為不影響深部礦井生產(chǎn)正常掘進(jìn)施工，采取以下措施改善貫通中段通風(fēng)條件：對330m以上通風(fēng)區(qū)、采空區(qū)充填區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)增阻；擴(kuò)大深部生產(chǎn)正掘砌的風(fēng)井通風(fēng)截面，在確保風(fēng)井安全掘砌的前提下，采用回風(fēng)井掘砌引措施斜巷改善通風(fēng)。如圖2所示。

圖2　引措施斜巷示意

3　通風(fēng)措施斜巷施工工藝及參數(shù)計算

3.1豎井通風(fēng)措施巷施工斷面

按《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》計算三大通風(fēng)區(qū)的需風(fēng)量，采用ventism通風(fēng)軟件、現(xiàn)有風(fēng)機(jī)、規(guī)劃巷道驗證計算[6]結(jié)果調(diào)節(jié)風(fēng)阻斷面大小，得出各區(qū)域回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)阻斷面，結(jié)果見表1。

表1　風(fēng)量計算

3.2措施巷坡度

根據(jù)導(dǎo)硐施工廢渣自溜設(shè)計，取巖石滾動摩擦系數(shù)μ=0.65，得通風(fēng)措施斜巷坡度θ≥33°，取35°。

3.3通風(fēng)措施巷施工工藝

采用導(dǎo)硐法施工，鉆機(jī)按規(guī)定角度取孔，參照VCR法由下往上擴(kuò)刷孔徑，以達(dá)設(shè)計斷面要求。以不影響回風(fēng)豎井正常施工為準(zhǔn)，選擇通風(fēng)措施巷距回風(fēng)井15m位置。

4　結(jié)　論

井下工程開拓掘進(jìn)工程中，在中段總回風(fēng)井掘砌滯后的情況下，通過在回風(fēng)豎井合理設(shè)計措施斜巷，避開掘砌運輸線路設(shè)置通風(fēng)設(shè)施難題，確保了豎井的安全掘砌施工，滿足了該豎井貫通中段的需風(fēng)量，為已貫通中段創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。

[1]權(quán)守國,王鵬越.屯留礦井西立井轉(zhuǎn)向平巷施工階段通風(fēng)系統(tǒng)的研究[C]∥全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議論文選集.黃山：中國煤炭學(xué)會煤礦建設(shè)與巖土工程專業(yè)委員會，全國高等學(xué)校礦山建設(shè)專業(yè)學(xué)術(shù)會:2004：661-664.

[2]姜秀雷.沙曲礦多風(fēng)井系統(tǒng)分析優(yōu)化與研究[D].淮南：安徽理工大學(xué),2013.

[3]夏興.特大型地下鐵礦山建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)(北京),2011.

[4]蘇寶劍,段同豐.優(yōu)化采區(qū)巷道布置實現(xiàn)連續(xù)化集中生產(chǎn)[J].煤炭技術(shù),2005(9):40-41.

[5]陳喜山,梁曉春,李楊.金屬礦山礦井通風(fēng)技術(shù)的新進(jìn)展[J].金屬礦山,2002(9):55-57.

[6]柳明明.Ventsim三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)在金屬礦山的應(yīng)用[J].金屬礦山,2010(10):120-122.

2016-03-21)

林坤榮(1987—)，男，工程師，364200 福建省龍巖市上杭縣。