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負壓通風方式多井筒措施

文檔作者：于廣鵬邸冬文檔來源：巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月01日
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第65卷第6期 有 色 金 屬(礦山部分) 2013年11月
doi：10．3969／J．issn．1671-4172．2013．06．024
負壓通風方式多井筒防凍措施
于廣鵬，邸冬
(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古臨河015000)
摘要：通過預熱機組對進入井筒冷風進行預熱，靈活調(diào)整全礦通風系統(tǒng)，同時合理控制進風風量，輔助管理
技術(shù)手段對多井筒的進風風量及溫度進行有效監(jiān)控，避免冬季井筒出現(xiàn)大規(guī)模結(jié)冰現(xiàn)象，從而有效保障全礦井筒
的安全運行。
關(guān)鍵詞：高寒；多井筒；預熱；控制；防凍
中圖分類號：TD727 文獻標志碼：A 文章編號：167卜4172(2013)06—0091—04
M ulti-shaft anti-freezing using negative pressure ventilation method
YU Guangpeng，DI Dong
(Bayan Nur W estern Copper Co．，Ltd．，Linhe Inner Mongolia 015000，China)
Abstract：The cold air entering into shaft is preheated by preheating unit，and the ventilation system in the
whole mine is adj usted flexibly．Using a pre—heater tO control the air intake rate and temperature tO heat up and yen—
tilate the whole shaft network．This method prevents the shaft network from freezing in winter，which provides a
safer work place．
Key words：extremely cold；multi—shaft；preheat；control；anti—freezing
獲各琦銅礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市境
內(nèi)狼山山脈中段北麓，礦區(qū)范圍屬內(nèi)蒙古高原地帶，
平均海拔2 000 m，冬季最低溫度為一36℃ ，封凍期
為十月至來年五月，冰凍期長。全礦通地表的井筒
總計13條，國內(nèi)罕見，所有井筒均有出水，且出水點
較淺(最淺40 m左右)，特別是采用負壓通風方式
并不利于冬季井筒防凍 。自2009年以來全礦共
發(fā)生3次嚴重的井筒結(jié)冰事故，其中1 主井結(jié)冰冰
塊脫落砸壞井筒鋼梁及箕斗尾繩，造成直接經(jīng)濟損
失5O萬，停產(chǎn)4天；1 副井井筒結(jié)冰冰塊脫落重傷
一人，造成直接經(jīng)濟損失600萬元；3 主井井筒結(jié)
冰融化后冰塊脫落致使罐道鋼梁和動力電纜被砸壞
脫落，造成直接經(jīng)濟損失50萬元，停產(chǎn)30天?？梢?
井筒結(jié)冰對礦山生產(chǎn)的影響主要集中在以下幾方
面：1)成為冬季安全生產(chǎn)潛在的重大安全隱患；2)事
故造成的直接經(jīng)濟損失慘重；3)出現(xiàn)安全事故后的
停產(chǎn)及設備維護保養(yǎng)等造成的間接經(jīng)濟損失嚴重。
如何保障冬季井筒提升安全成為諸多同類礦山企業(yè)
所面臨的難題。獲各琦銅礦通過近兩年時間的摸
作者簡介：于廣鵬(1986一)，男，助理工程師，安全工程專業(yè)，主要從
事礦井通風工作。
索，總結(jié)出了一套成熟的經(jīng)驗技術(shù)，具體主要是通過
合理調(diào)配全礦通風系統(tǒng)，控制井筒進風風量，對進入
井筒的冷風進行預先加熱，并輔助管理技術(shù)手段對
井下通風設施及進風溫度進行實時監(jiān)管，有效地解
決了冬季井筒結(jié)冰這一難題。
1 工程技術(shù)措施
工程技術(shù)方面主要采用通風控制與冷風預熱相
結(jié)合，但在實際操作中難免也會產(chǎn)生一定的負影響，
特別是在控制井筒進出風量后，井下主要生產(chǎn)中段
面臨著進風量不足的問題，治理及改進措施在后續(xù)
中會詳細闡述。
1．1 通風技術(shù)措施
1)在進入霜凍期之前將全礦通風系統(tǒng)調(diào)整穩(wěn)
定，結(jié)合實際需求同時根據(jù)安全規(guī)程中的要求，箕斗
井不應作為進風井[2-33，確定1 、2 、3 副井井筒，
3 進風井，千米主副斜井進風，投入使用的兩條提
升主井出風。穩(wěn)定風機運轉(zhuǎn)頻率保證井筒進出風在
冬季期間不會出現(xiàn)反復，同時也為預熱空調(diào)機組的
使用提供穩(wěn)定的通風環(huán)境，具體運轉(zhuǎn)頻率要結(jié)合自
身礦山井下生產(chǎn)需風量核定后再進行確定；優(yōu)化全
礦通風網(wǎng)絡，特別是控制副井與回風井連通的短路
有 色 金 屬(礦山部分) 第65卷
風流，進一步降低副井進風風量，清理進風通道，降
低進風阻力提高進風量。全礦通風系統(tǒng)詳見圖1。
2)控制井筒進出風風量。對1 、2 、3 副井，
主副斜井的風量進行控制主要采用增阻調(diào)節(jié)，具體
措施為在地表及井下車場構(gòu)筑大量的風門。井塔樓
車場使用電動卷簾門，由于副井連通中段較多且有
大量的提升任務，造成井下個別中段風門無法及時
關(guān)閉同時再加上漏風的因素，當進風量過大造成井
筒溫度過低時，就需要關(guān)閉地表電動門來控制井筒
進風量 j。井下各中段車場均采用木質(zhì)平開門，
每側(cè)車場安裝兩道風門，當一側(cè)開啟時另一側(cè)風門
處于關(guān)閉狀忿，確保井筒不會出現(xiàn)大量進風。主井
在井底粉礦回收硎室、破碎硐室、人行檢修通道進行
封閉安裝風門。選擇合適的地點安裝反風風機，反
風風機選擇合適型號一臺即可，目前獲各琦銅礦主
要在人行檢修通道的風門墻體上安裝一臺反風風機，
風機型號為：DJK50一NQ7電機功率：2×15 kW，在冬
季結(jié)冰期來臨前將風機開啟，主井調(diào)整為出風狀態(tài)即
可，反風風機應保持24 h運轉(zhuǎn)，全礦通風設施布置情
況見圖1。冬季主要井筒進出風及風量參數(shù)_2 詳見
表 J。
1 千米主斜井；2一千米副斜井；3 4 風井；4 1 風Jf ；5
1 副井；6 1 主井；7 3 主井；8 3 副井；9 3 風井；10
斜坡道；¨ 2 主井；12 2 副井；13 2 風井
圖1 獲各琦銅礦通風系統(tǒng)示意圖
Fig．1 Ventilation network in Huogeqi Copper M ine
表1 冬季井筒進出風及實測風量參數(shù)
Table 1 Measured air intake and supply rate in winter
1．2 預熱技術(shù)措施
全礦井口預熱采用加熱爐和地溫預熱兩種方
式。預熱設備主要采用昆山臺佳機電有限公司生產(chǎn)
的TZK 12O、40、32三種型號的空調(diào)預熱機組，空
調(diào)預熱機組性能參數(shù)及使用地點詳情見表2。采用
的加熱方式有兩種 ：1)冷熱風在井筒內(nèi)混合；2)冷
熱風在井口房內(nèi)混合。斜坡道由于與露天采場貫通
且風道較長，其冬季采用地溫預熱入風流技術(shù) 。
表2 空調(diào)預熱機組性能參數(shù)及使用地點詳情
Table 2 Pre-heater specification parameters and location
第6期 于廣鵬等：負壓通風方式多井筒防凍措施
預熱機組工作模式為：鍋爐房將高溫水蒸氣送
至預熱機組內(nèi)的預熱散熱片，冷風由進風口進入預
熱機組后經(jīng)預熱盤管加熱再由離心風機送入出風
口，預熱后的新鮮暖風最終進入井筒到達井下。預
熱機組結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。
經(jīng)過兩年的使用及對預熱參數(shù)的測定，基本掌
握了預熱空調(diào)機組在鍋爐蒸汽壓力達到1．5 MPa
時所能滿足不同環(huán)境下的井筒進風量，預熱空調(diào)機
組不同環(huán)境下性能參數(shù)詳見表3、表4。
上述數(shù)據(jù)分為兩類，一類為理論數(shù)據(jù)，另一類為
實際使用數(shù)據(jù)，實際使用數(shù)據(jù)由在使用過程中對實
進風量及預熱后的溫度實測后再進一步推算得來，
此數(shù)據(jù)具有實際參考意義。
預熱溫度之所以選擇兩個數(shù)據(jù)，主要在于5℃
為低溫作業(yè)臨界點，在實際參數(shù)選擇包括預熱設備
選型上建議混合溫度設定為5℃ ；預熱混合溫
度2℃為專業(yè)書籍中的建議溫度Ⅲ 。
圖2 預熱空調(diào)機組結(jié)構(gòu)簡圖
Fig．2 Pre-heater design
表3 蒸汽預熱空調(diào)機組不同環(huán)境下性能參數(shù)／(m ·s-1)
Table 3 Steam pre-heater specifications in various duties
2 管理措施
2．1管理辦法的制定與考核
無論多么完善的措施方案如果管理不到位也很
難發(fā)揮出最大的效果，特別是目前獲各琦銅礦井下
生產(chǎn)主要外包給4家合作單位，管理較為繁雜，處理
問題互相推諉。因此針對這一實際情況，決定將上
述措施方案調(diào)整到位后，將現(xiàn)場管理責任全部下放
到相關(guān)合作單位上。為此制定了不同地點、不同場
合井筒防凍管理考核辦法，進一步明確合作單位的
職責與義務，將每一個環(huán)節(jié)每套設備都要確定第一
責任人，不同地點預熱后的溫度數(shù)據(jù)要定期進行測
定上報，測定后的數(shù)據(jù)作為各家合作單位最終結(jié)算
時考核項目，同時對于冬季期間表現(xiàn)好的單位給予
一定程度的獎勵。
2．2 溫度檢測報警儀的使用
獲各琦銅礦采用青島佳奇電子設備有限公司生
產(chǎn)的溫濕度報警記錄儀，設備型號JQA一1058G。該
設備具備溫濕度檢測數(shù)據(jù)存儲以及短信報警功能，
可同時向8部手機發(fā)送檢測報警數(shù)據(jù)，發(fā)送短信可
分為定時短信和報警短信兩類，定時短信每10 h發(fā)
送一次，報警短信報警值設置在4℃ ，而上述的短信
發(fā)送頻率以及報警值都可以結(jié)合實際需要靈活調(diào)
整，技術(shù)管理人員足不出戶就可以實時掌握井筒溫
度，不必每天頻繁到各井筒進行檢查測定。
3 備用方案
在考慮全礦防寒防凍方案時一定要有備用方
有 色 金 屬(礦山部分) 第65卷
案，即當設備出現(xiàn)故障，井下或地表通風設施損壞以
及其他不可預知的因素造成現(xiàn)有防護措施無法滿足
井筒安全生產(chǎn)時，就應該立即采取備用方案。目前
獲各琦銅礦確定的備用方案為：在主要的進風副井
以及提升主井備用多套電熱柜，地表井塔樓出入口
安裝電熱空氣幕，地表車場廊道加裝煤爐箱。當出
現(xiàn)極端天氣時預熱設備出現(xiàn)故障后備用方案開始運
行，同時要求當井筒內(nèi)溫度達到結(jié)冰臨界溫度時停
止提升，只可上下人，待井筒溫度恢復正常后提運再
開始運轉(zhuǎn)。
4 費用投入
費用投入包含固定物資投入及設備運行費用。
固定物資投入包含棉簾、電熱空氣幕、電子溫度
計、紅外線溫度計、物理溫度計、電暖氣、車場廊道延
長、候罐室擴建、地表電動門、井下風門、煤、鋼板、局
扇共計l3類，合計投入費用lol萬元。
預熱設備運行費用合計302萬元。
兩項費用合計403萬元。與上述發(fā)生的事故所
造成的經(jīng)濟損失對比，投入費用具有較高的回報率。
5 結(jié)論與建議
1)防止井筒結(jié)冰主要從兩方面著手，其一就是
控制井筒進風，關(guān)鍵點在于地表以及中段的通風設
施；其二進行空氣預熱，這是防止井筒進風的最關(guān)鍵
一環(huán)。這兩方面工作做到?jīng)]有漏洞就可以確保井筒
冬季期問的安全生產(chǎn)。
2)無論是在預熱機組選型設計過程中還是在日
常監(jiān)測管理中，井筒混合后的進風溫度最低設置在
2℃都不夠可靠，建議最低溫度為5℃ ，低于5℃屬
于低溫作業(yè)，管理人員及預熱設備選型設計人員一
定要考慮這一點。
3)管理辦法要到位，現(xiàn)場管理單位和個人要明
確責任和義務。井簡溫度監(jiān)控設備必不可少，同時
要有可靠的備用方案，防止設備設施故障短時間內(nèi)
井筒出現(xiàn)結(jié)冰。
參 考 文 獻
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(上接第85頁)
導企業(yè)優(yōu)化安全投資結(jié)構(gòu)和提高企業(yè)安全投資決策
水平提供了科學依據(jù)。
2)由于影響安全投資與事故損失的因素太多，
而且有些因素無法定量分析，采用灰色系統(tǒng)理論可
以有效地解決安全經(jīng)濟科學中的不確定性問題。
3)本文的計算中采用灰色歐幾里德關(guān)聯(lián)度，綜
合考慮比較數(shù)列與參考數(shù)列在各點的灰色關(guān)聯(lián)系
數(shù)，比較灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)平均值和波動值對關(guān)聯(lián)度的
影響，在一定程度上彌補灰色平均關(guān)聯(lián)度的不足，使
灰色關(guān)聯(lián)計算的結(jié)果更合理。
參 考 文 獻
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