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負(fù)壓通風(fēng)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(fù)壓通風(fēng)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(yù)熱機組對進(jìn)入井筒冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，靈活調(diào)整全礦通風(fēng)系統(tǒng)，同時合理控制進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，輔助管理
技術(shù)手段對多井筒的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量及溫度進(jìn)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(yù)熱；控制；防凍
中圖分類號：TD727 文獻(xiàn)標(biāo)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(fù)壓通風(fēng)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(yán)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(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等造成的間接經(jīng)濟損失嚴(yán)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(fēng)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(fēng)系統(tǒng)，控制井筒進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，對進(jìn)入
井筒的冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)先加熱，并輔助管理技術(shù)手段對
井下通風(fēng)設(shè)施及進(jìn)風(fēng)溫度進(jìn)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(fēng)控制與冷風(fēng)預(yù)熱相
結(jié)合，但在實際操作中難免也會產(chǎn)生一定的負(fù)影響，
特別是在控制井筒進(jìn)出風(fēng)量后，井下主要生產(chǎn)中段
面臨著進(jìn)風(fēng)量不足的問題，治理及改進(jìn)措施在后續(xù)
中會詳細(xì)闡述。
1．1 通風(fēng)技術(shù)措施
1)在進(jìn)入霜凍期之前將全礦通風(fēng)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(yīng)作為進(jìn)風(fēng)井[2-33，確定1 、2 、3 副井井筒，
3 進(jìn)風(fēng)井，千米主副斜井進(jìn)風(fēng)，投入使用的兩條提
升主井出風(fēng)。穩(wěn)定風(fēng)機運轉(zhuǎn)頻率保證井筒進(jìn)出風(fēng)在
冬季期間不會出現(xiàn)反復(fù)，同時也為預(yù)熱空調(diào)機組的
使用提供穩(wěn)定的通風(fēng)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(fēng)量核定后再進(jìn)行確定；優(yōu)化全
礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，特別是控制副井與回風(fēng)井連通的短路
有 色 金 屬(礦山部分) 第65卷
風(fēng)流，進(jìn)一步降低副井進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，清理進(jìn)風(fēng)通道，降
低進(jìn)風(fēng)阻力提高進(jìn)風(fēng)量。全礦通風(fēng)系統(tǒng)詳見圖1。
2)控制井筒進(jìn)出風(fēng)風(fēng)量。對1 、2 、3 副井，
主副斜井的風(fēng)量進(jìn)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(fēng)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(wù)，造成井下個別中段風(fēng)門無法及時
關(guān)閉同時再加上漏風(fēng)的因素，當(dāng)進(jìn)風(fēng)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(jìn)風(fēng)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(fēng)門，當(dāng)一側(cè)開啟時另一側(cè)風(fēng)門
處于關(guān)閉狀忿，確保井筒不會出現(xiàn)大量進(jìn)風(fēng)。主井
在井底粉礦回收硎室、破碎硐室、人行檢修通道進(jìn)行
封閉安裝風(fēng)門。選擇合適的地點安裝反風(fēng)風(fēng)機，反
風(fēng)風(fēng)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(fēng)門墻體上安裝一臺反風(fēng)風(fēng)機，
風(fēng)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(fēng)機開啟，主井調(diào)整為出風(fēng)狀態(tài)即
可，反風(fēng)風(fēng)機應(yīng)保持24 h運轉(zhuǎn)，全礦通風(fēng)設(shè)施布置情
況見圖1。冬季主要井筒進(jìn)出風(fēng)及風(fēng)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(fēng)井；4 1 風(fēng)Jf ；5
1 副井；6 1 主井；7 3 主井；8 3 副井；9 3 風(fēng)井；10
斜坡道；¨ 2 主井；12 2 副井；13 2 風(fēng)井
圖1 獲各琦銅礦通風(fēng)系統(tǒng)示意圖
Fig．1 Ventilation network in Huogeqi Copper M ine
表1 冬季井筒進(jìn)出風(fēng)及實測風(fēng)量參數(shù)
Table 1 Measured air intake and supply rate in winter
1．2 預(yù)熱技術(shù)措施
全礦井口預(yù)熱采用加熱爐和地溫預(yù)熱兩種方
式。預(yù)熱設(shè)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(yù)熱機組，空
調(diào)預(yù)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(fēng)在井筒內(nèi)混合；2)冷
熱風(fēng)在井口房內(nèi)混合。斜坡道由于與露天采場貫通
且風(fēng)道較長，其冬季采用地溫預(yù)熱入風(fēng)流技術(shù) 。
表2 空調(diào)預(yù)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(fù)壓通風(fēng)方式多井筒防凍措施
預(yù)熱機組工作模式為：鍋爐房將高溫水蒸氣送
至預(yù)熱機組內(nèi)的預(yù)熱散熱片，冷風(fēng)由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入預(yù)
熱機組后經(jīng)預(yù)熱盤管加熱再由離心風(fēng)機送入出風(fēng)
口，預(yù)熱后的新鮮暖風(fēng)最終進(jìn)入井筒到達(dá)井下。預(yù)
熱機組結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。
經(jīng)過兩年的使用及對預(yù)熱參數(shù)的測定，基本掌
握了預(yù)熱空調(diào)機組在鍋爐蒸汽壓力達(dá)到1．5 MPa
時所能滿足不同環(huán)境下的井筒進(jìn)風(fēng)量，預(yù)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(jìn)風(fēng)量及預(yù)熱后的溫度實測后再進(jìn)一步推算得來，
此數(shù)據(jù)具有實際參考意義。
預(yù)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(yù)熱設(shè)備
選型上建議混合溫度設(shè)定為5℃ ；預(yù)熱混合溫
度2℃為專業(yè)書籍中的建議溫度Ⅲ 。
圖2 預(yù)熱空調(diào)機組結(jié)構(gòu)簡圖
Fig．2 Pre-heater design
表3 蒸汽預(yù)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(zé)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(jìn)一步明確合作單位的
職責(zé)與義務(wù)，將每一個環(huán)節(jié)每套設(shè)備都要確定第一
責(zé)任人，不同地點預(yù)熱后的溫度數(shù)據(jù)要定期進(jìn)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(shè)備有限公司生
產(chǎn)的溫濕度報警記錄儀，設(shè)備型號JQA一1058G。該
設(shè)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(shè)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(jìn)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(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障，井下或地表通風(fēng)設(shè)施損壞以
及其他不可預(yù)知的因素造成現(xiàn)有防護(hù)措施無法滿足
井筒安全生產(chǎn)時，就應(yīng)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(jìn)風(fēng)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(dāng)出
現(xiàn)極端天氣時預(yù)熱設(shè)備出現(xiàn)故障后備用方案開始運
行，同時要求當(dāng)井筒內(nèi)溫度達(dá)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(fù)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(shè)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(fēng)門、煤、鋼板、局
扇共計l3類，合計投入費用lol萬元。
預(yù)熱設(shè)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(jìn)風(fēng)，關(guān)鍵點在于地表以及中段的通風(fēng)設(shè)
施；其二進(jìn)行空氣預(yù)熱，這是防止井筒進(jìn)風(fēng)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(yù)熱機組選型設(shè)計過程中還是在日
常監(jiān)測管理中，井筒混合后的進(jìn)風(fēng)溫度最低設(shè)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(yù)熱設(shè)備選型設(shè)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(zé)任和義務(wù)。井簡溫度監(jiān)控設(shè)備必不可少，同時
要有可靠的備用方案，防止設(shè)備設(shè)施故障短時間內(nèi)
井筒出現(xiàn)結(jié)冰。
參 考 文 獻(xiàn)
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(上接第85頁)
導(dǎo)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(xué)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?zé)o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(xué)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(xiàn)
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