礦井通風系統現狀檢定技術及應用實踐

莫慶軍

摘? ?要：礦井通風系統是礦井通風方式、通風方法和通風網絡的總稱。合理的通風系統對于礦井生產事故的預防和改善職工作業環境有著十分突出的作用。現結合長沙礦山研究院有限責任公司檢測中心對云南錫業集團有限責任公司大屯、老廠及卡房三大礦井通風系統檢定實踐，初步總結出一些可深化研究和推廣應用的通風系統檢定技術。

關鍵詞：礦井? 通風系統? 參考? 檢定技術

中圖分類號：TD52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0009-02

云南錫業集團有限責任公司，是一個以錫為主要產品的多金屬特大采、選、冶聯合企業，旗下礦區通風系統線路復雜且串通，同時礦體中含有氡放射性氣體和砷粉塵。該企業就如何高效低耗地排氡降砷，改善通風系統做了大量因地制宜、因時制宜的有效措施。但隨著開采深度及頭面的增加，通風問題也隨之上升，整個礦井的通風系統需要進一步改造升級。在此背景下，科學高效的通風系統檢定技術顯得尤為重要。

1? 通風系統測定前工作

第一，檢定標準依據的確定。標準依據有《金屬非金屬地下礦山通風技術規范 通風系統檢測》、《金屬非金屬地下礦山通風技術規范 通風系統鑒定指標》、《工業場所有害因素職業接觸限值》、《放射衛生防護基本標準》及《金屬非金屬礦山安全規程》等。

第二，礦區通風體系現狀的了解。包括基礎資料、通風方式、進風井、回風井、通風機總進風量、回風量及主、輔扇風機（含風機基本參數）統計等。這是一項需要細致收集整理的工作，也是為下步科學布點進行檢測的依據。

第三，檢測儀器儀表的檢查，確保儀器儀表在校核有效期內及正常使用。

2? 科學布測點及人員的分工

科學布測點是礦井通風系統檢定技術的關鍵環節，檢測布點項目包括風量、風速、風質、空氣質量、風機及互聯互通等，測點的選擇要有代表性，如三岔口、硐室、主要進回風巷、裝卸點、采場、互聯互通巷道、異常區等。以老廠礦區為例，進過籌劃優化最后確定通風系統檢測點數量共計172個，其中：風速36個，風量41個，風質27個，空氣質量32個，風機13臺/組，壓力13個，互聯互通10個。人員的分工也需要統籌安排，采取分組分不同路線進行檢測效率高，值得注意的是某些檢測項目需要同時進行。

3? 通風系統主要指標測定

3.1 風速合格率

風速合格率（ηq）是表示風速符合《金屬非金屬礦山安全規程》及《金屬非金屬地下礦山通風技術規范 通風系統》要求的需風點數與需風點總數的百分比，ηq≥65%為合格標準。低于65%表明需風點的風量或風速不能滿足需要。涉及檢驗項目為風速。

3.2 有效風量率

有效風量率（ηu）為礦井通風系統中的有效風量與主要通風機風量的百分比。它反映主要通風機風量的利用程度，ηu≥60%為合格標準。涉及檢測項目為巷道斷面積、風量、風速等。

3.3 風質合格率

風質合格率（ηz）為風源質量符合《金屬非金屬地下礦山通風技術規范 通風系統》的需風點數與需風點總數的百分比。它反映風源的質量及其污染情況。ηz≥90%為合格標準。井下所有作業場所進風流中的空氣成分，氧氣不低于20%，二氧化碳不高于0.5%;進風井巷、采掘工作面和井下其他產塵點的風源含塵量不超過0.5mg/m3。涉及檢測項目為氧氣、二氧化碳、粉塵濃度等。

3.4 作業環境空氣質量合格率

作業環境空氣質量合格率（ηk）為作業環境空氣質量（粉塵、CO、NOx等）符合《金屬非金屬地下礦山通風技術規范通風系統》的需風點數與需風點總數的百分比。它反映井下作業環境的空氣質量狀況及通風效果。ηk≥60%為合格標準。涉及檢測項目為一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氡、氡子體等含量或濃度。

3.5 風機效率

風機效率（ηf），在主要通風機通風系統中為主要通風機的輸出功率與輸入功率的百分比，它反映主要通風機的工況、性能及其與礦井通風網絡的匹配狀況。當多臺主要通風機并聯時，取其風機效率的算術平均值。在多級機站通風系統中風機效率為所有風機效率的算術平均值。ηf≥70%（全壓）為合格標準。需要了解風機、電動機型號、功率等參數，涉及檢測項目為風壓、風量、輸入功率、輸出功率、功率因數、電機效率、軸功率等。

3.6 風量供需比

風量供需比（β）為實測的主要通風機風量或一級機站風機總風量最大值與設計的礦井需風量的比值，它反映風量的供需關系。風量供需比β（1.32≤β≤1.67為合格標準）。需要企業提供設計需風量。

3.7 通風系統綜合指標測定

綜合指標（C）是以上六項基本指標的綜合反映，用以直觀地衡量通風系統實施后的綜合技術經濟效果。C≥72%為合格標準。

3.8 單位有效風量所需功率測定

單位有效風量所需功率（Wu）是指每立方米有效風量通過單位長度主風路的能耗，它反映獲得單位有效風量的能耗狀況。需要礦井通風系統有效風量、主要風機實耗功率、全部風機實耗功率之和、以百米為單位長度的主風流線路總長度等。以老廠礦井為例，有效風量所需功率為0.13kW/m3/s/hm。

3.9 單位采掘礦石量的通風費用

單位有效風量所需功率（Wu）是指每立方米有效風量通過單位長度主風路的能耗，它反映獲得單位有效風量的能耗狀況。需要主要風機實耗功率、輔助風機實耗功率、主要風機每天耗電量。

3.10 年產萬噸耗風量

單位采掘礦石量的通風電費為礦井通風總費用與年采掘礦石量之比。需要了解參數輔助風機每天耗電量、全部風機每天耗電量之和、全部風機每年耗電量之和、通風電價、每年用于礦井通風的總費用、通風系統內的年采掘礦石量等。年產萬噸耗風量，為主要通風機風量或一級機站風機總風量最大值與年采掘礦石量之比，用以直觀衡量萬噸產量所需的風量。

3.11 礦井通風阻力

礦井總阻力：風流從礦井入風井巷進風經井下作業采區到回風井巷出風口全線路的通風阻力損失之和（含該線路中的各機站局部阻力）。如有若干條線路則取其值最大者。

4? 通風系統測定技術幾項注意事項

第一，對礦井通風系統的檢定是一項復雜工程，需要統一指揮，統籌安排，不能影響生產供風也要確保檢測真實有效。如對一條通風線路的檢測，需要把線路涉及的所有主扇啟動，局部測量與總回風測量同時進行，并按一定的時間間隔記錄相關測量數據。

第二，所有涉及測量風速項目的測點，都要標注風流的方向并畫出示意圖。遇到弱風點的時候要等周邊環境穩定無其他影響時候測量。一般風速測量要采取九點側面法，每個點要測量3次再取平均數進行記錄，檢測及記錄人員要注意站位等。

第三，測量風壓時，要綜合考慮現場實際情況，確定是全壓、動壓或是靜壓。

第四，及時記錄現場情況。如風機損壞、巷道積水較多、風機電機受潮、通風巷道斷面有廢矸堆積物等導致通風巷道尺寸變小、風門漏風等情況。

第五，測量前要對人員進行專項培訓指導，確保正確儀器儀表，特別要加強安全防護，避免吸入有毒有害其他及其他傷害。

總之，通過精心籌劃組織、合理布置測點和現場認真測量，對云南錫業集團有限責任公司三大礦井的通風系統進行了全面系統檢定，得到企業的認可。該套

礦井通風系統檢定技術提綱性的總結，主要從檢定思路、檢定項目、注意事項等方面進行了闡述，具有可深化研究和推廣應用價值。

參考文獻

[1] 張國樞主編.通風安全學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[2] 吳超.礦井通風與空氣調節[M].長沙：中南大學出版社，2008.

[3] AQ2054-2016，<金屬非金屬礦山在用主通風機系統安全檢驗規范>行業標準[S].北京：國家安全生產監督管理總局，2016.