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矿山高溜井多片式挡风板应用研究
2012-03-14
地下开采矿山高溜井卸矿过程中的漏风及粉尘污染威胁矿山井下的安全生产。依据某矿山的实际 情况,研究设计了一种多片式挡风板,并安装在4 # 溜井的第6 溜井口进行现场试验研究,在6 种不同的卸矿作业状 态下测定了溜井漏风率和风流含尘浓度。结果表明多片式挡风板不仅可以减少高溜井的漏风量,降低冲击风流中 的含尘浓度,而且结构简单,安装、使用及维护方便,有推广应用价值。
Series No. 345  金 属 矿 山 总 第 345 期   2005年 第 3 期 March 2005 METAL MINE 矿 山 高 溜 井 多 片 式 挡 风 板 应 用 研 究 王 海 宁 江 西 理 工 大 学 ) ( 摘 要 地 下 开 采 矿 山 高 溜 井 卸 矿 过 程 中 的 漏 风 及 粉 尘 污 染 威 胁 矿 山 井 下 的 安 全 生 产 。 依 据 某 矿 山 的 实 际 # 情 况 ,研 究 设 计 了 一 种 多 片 式 挡 风 板 ,并 安 装 在 4 溜 井 的 第 6 溜 井 口 进 行 现 场 试 验 研 究 ,在 6 种 不 同 的 卸 矿 作 业 状 态 下 测 定 了 溜 井 漏 风 率 和 风 流 含 尘 浓 度 。 结 果 表 明 多 片 式 挡 风 板 不 仅 可 以 减 少 高 溜 井 的 漏 风 量 ,降 低 冲 击 风 流 中 的 含 尘 浓 度 ,而 且 结 构 简 单 ,安 装 、使 用 及 维 护 方 便 ,有 推 广 应 用 价 值 。 关 键 词 高 溜 井 多 片 挡 风 板 漏 风 粉 尘 Investigation on Application of Split Windshield in Long Mine Pass Wang Haining J iang xi University of Science and Technology) ( Abstract   Air leak and dust pollution in ore drawing through long pass in underground mine threaten the under2 ground prodution safety. In view of this reality , a split windshield was developed and installed at the top of No. 4 and No. 6 passes for site investigation. The air leak rate and dust concentration of wind flow of the passes under six different ore2drawing conditions were measured. The results show that the split windshield not only can reduce the WWW.KY114.CN air leak of long pass and reduce the dust concentration of airflow , but is characterized by simple structure , easy in2 stallation , operation and maintenance , therefore being of extending value. Keywords   Long pass , Split windshield , Air leak , Dust   地 下 开 采 矿 山 在 生 产 过 程 中 ,溜 井 是 矿 石 运 输 文 在 某 矿 山 就 高 溜 井 的 漏 风 和 粉 尘 污 染 控 制 技 术 进 行 研 究 ,以 探 求 新 的 技 术 途 径 。 的 重 要 通 道 ,也 是 矿 山 井 下 主 要 粉 尘 污 染 源 之 一 。 高 溜 井 放 矿 时 ,由 于 落 矿 高 差 较 大 ,矿 石 沿 溜 井 加 速 下 落 ,产 生 含 尘 冲 击 气 流 不 仅 严 重 污 染 卸 矿 硐 室 以 及 后 巷 ,而 且 还 会 污 染 入 风 风 流 ,致 使 采 场 作 业 面 风 质 受 污 染 ,严 重 时 会 造 成 全 矿 极 大 的 粉 尘 危 害 。 高 溜 井 卸 矿 防 尘 情 况 复 杂 ,难 度 较 大 ,与 矿 石 的 卸 矿 频 率 、矿 石 降 落 速 度 、冲 击 风 速 以 及 气 流 扩 散 长 度 等 因 素 有 关 。 1   矿 山 基 础 资 料 某 铜 矿 井 下 的 高 溜 井 较 多 ,且 每 条 溜 井 服 务 多 个 中 段 ,其 结 构 示 意 如 图 1 所 示 ,各 中 段 部 分 溜 井 口 涌 出 风 量 和 含 尘 浓 度 见 表 1。 可 以 看 出 , 卸 矿 时 从 表 1 溜 井 口 涌 出 风 量 和 含 尘 浓 度 (平 均 值 ) 卸 矿 口 粉 尘 浓 度 / (mg 风 m - 3) 溜 井 口 涌 出 风 量 / (m3 风 s - 1) 中 段 序 号 1 # 溜 井 2 # 溜 井 3 # 溜 井 4 # 溜 井 1 # 溜 井 2 # 溜 井 3 # 溜 井 4 # 溜 井 1 2 3 4 5 6 7 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 4. 1 4. 6 5. 6 6. 8 7. 5 6. 3 多 年 来 ,许 多 矿 山 致 力 于 高 溜 井 防 尘 技 术 的 研 究 与 应 用 ,其 主 要 研 究 结 果 有 溜 井 密 闭 、喷 雾 洒 水 、 抽 风 排 尘 、卸 压 控 制 粉 尘 、净 化 除 尘 以 及 综 合 防 尘 措 施 等 ,但 不 同 矿 山 的 使 用 条 件 不 一 样 ,因 而 收 到 的 效 果 也 不 一 样 。 而 在 控 制 冲 击 风 流 方 面 ,主 要 是 在 溜 井 的 位 置 选 择 、溜 井 结 构 型 式 选 择 (斜 溜 井 、降 低 溜 井 高 度 、合 理 设 计 溜 井 及 溜 井 口 的 尺 寸 、改 变 矿 石 流 动 方 向 等 ) 及 卸 矿 量 的 控 制 等 方 面 采 取 措 施 。 尽 管 0. 5 0. 5 13. 5 11. 7 11. 0 12. 9 14. 3 13. 8 16. 6 15. 7 15. 0 13. 0 3. 2 3. 8 4. 8 2. 5 5. 7 6. 0 7. 2 5. 1 7. 1 4. 9 7. 9 9. 0 8. 1 10. 1 17. 9 15. 0 10. 7 12. 0 3 铜 陵 有 色 金 属 公 司 重 点 攻 关 项 目 ;多 片 式 挡 风 板 专 利 申 请 号 : 2003201314200 。 王 海 宁 (1965 - ) ,男 ,江 西 理 工 大 学 ,教 授 ,博 士 研 究 生 ,341000 江 西 矿 山 为 此 投 入 了 大 量 人 力 和 财 力 ,但 收 效 甚 微 。 本 赣 州 市 。 风 58 风   王 海 宁 :矿 山 高 溜 井 多 片 式 挡 风 板 应 用 研 究 2005 年 第 3 期 溜 井 口 涌 出 的 风 量 大 ,且 涌 出 风 流 的 含 尘 浓 度 较 高 。 涌 出 的 含 尘 风 流 进 入 上 盘 运 输 道 ,与 新 鲜 风 流 混 合 后 进 入 作 业 面 ,导 致 进 入 作 业 面 风 流 的 风 质 降 低 ,对 井 下 工 人 的 身 体 健 康 造 成 危 害 。 绳 悬 挂 在 锚 杠 上 ,可 避 免 挡 风 板 掉 进 主 溜 井 内 ; ⑤ 挡 风 板 与 岩 石 壁 之 间 靠 挡 风 板 的 自 重 尽 可 能 紧 密 结 合 ,减 少 漏 风 量 ; ⑥ 挡 风 板 共 分 成 8 片 ,便 于 加 工 和 安 装 ,更 换 容 易 。 2 多 片 式 挡 风 板 设 计 某 矿 的 矿 石 和 废 石 溜 井 基 本 上 是 单 一 溜 井 ,且 数 量 较 多 ,目 前 均 已 开 拓 完 成 。 因 此 ,重 新 掘 卸 压 井 以 形 成 防 尘 和 减 弱 冲 击 风 流 的 卸 压 系 统 不 仅 掘 进 工 程 量 大 ,而 且 不 适 合 该 矿 的 采 矿 工 艺 ,也 难 以 收 到 良 好 效 果 。 另 外 ,由 于 井 下 采 用 铲 运 机 出 矿 ,也 不 适 合 在 溜 井 口 采 取 密 闭 和 喷 雾 洒 水 措 施 ;而 该 矿 的 强 化 开 采 工 艺 又 决 定 不 宜 采 用 控 制 卸 矿 量 和 降 低 卸 矿 高 度 的 技 术 措 施 。 因 此 ,开 发 应 用 多 片 式 挡 风 板 控 制 # 漏 风 和 粉 尘 污 染 新 技 术 ,试 验 研 究 地 点 选 择 在 4 溜 井 的 第 6 溜 井 口 ,多 片 式 挡 风 板 安 装 在 支 岔 溜 井 中 。 2 . 1 多 片 式 挡 风 板 的 设 计 图 2 多 片 式 挡 风 板 的 结 构 示 意 考 虑 到 卸 矿 量 、卸 矿 冲 击 力 、上 部 溜 井 口 的 卸 矿 1 - 水 平 巷 道 1 ;2 - 水 平 巷 道 2 ;3 - 斜 溜 井 ;4 - 放 矿 溜 井 ; 作 业 、维 护 量 小 、检 修 方 便 、使 用 寿 命 长 、卸 矿 作 业 的 不 定 期 性 等 因 素 ,将 挡 风 板 设 计 成 多 片 式 ,即 在 竖 直 方 向 分 成 2 段 ,上 长 下 短 ,之 间 用 圆 钢 连 接 ,可 转 动 , 以 减 少 挡 风 板 上 部 悬 挂 端 的 摩 擦 ,延 长 使 用 寿 命 。 5 - 锚 杆 ;6 - 链 条 ;7 - 挡 风 板 ;8 - 挡 风 板 安 装 硐 室 ;9 - 隔 筛 ; 10 - 吊 杆 ;11 - 挂 钩 ;12 - 螺 栓 ; 13 - 螺 母 ;14 - 垫 片 ; 15 - 弹 簧 垫 片 ;16 - 上 挡 风 板 ; 17 - 轴 ;18 - 下 挡 风 板 ; 1 9 - 链 条 挂 钩 ;20 - 配 重 3   现 场 应 用 研 究 结 果 与 分 析 WWW.K 在 水 平 方 向 分 成 4 块 ,每 块 宽 度 750 mm ,块 与 块 之 Y114.CN 在 对 原 已 形 成 的 溜 井 结 构 未 作 大 的 改 动 情 况 下 间 间 隙 50 mm ,其 安 装 示 意 图 和 挡 风 板 结 构 如 图 1 安 装 多 片 式 挡 风 板 。 试 验 时 ,在 A 、B 、C、D、E、F 6 和 图 2 所 示 。 种 不 同 卸 矿 状 态 下 ,用 粉 尘 采 样 器 和 热 球 风 速 仪 ,测 # 试 在 4 溜 井 第 6 溜 井 口 的 支 岔 溜 井 安 装 多 片 式 挡 风 板 前 后 卸 矿 硐 室 中 冲 击 风 流 流 量 和 风 流 的 含 尘 浓 度 ,测 定 结 果 如 表 2 所 示 。 表 2 安 装 挡 风 板 前 后 溜 井 口 冲 击 风 流 与 含 尘 浓 度 冲 击 风 流 / (m3 风 s - 1) 含 尘 浓 度 / (mg 风 m - 3 ) 作 业 状 态 安 装 前 6. 9 安 装 后 1. 1 1. 5 0. 8 0. 6 0. 5 0. 4 安 装 前 4. 1 7. 1 5. 5 3. 1 2. 2 0. 6 安 装 后 0. 6 A B C D E F 10. 1 5. 4 1. 0 0. 7 4. 8 0. 6 4. 0 0. 4 3. 8 0. 3 图 1 多 片 式 挡 风 板 的 安 装 示 意   注 :A - 5 # 中 段 卸 矿 ,6 # 、7 # 中 段 不 卸 矿 ;B - 5 # 、7 # 中 段 卸 矿 中 段 不 卸 矿 ;C - 5 # 、6 # 中 段 卸 矿 ,7 # 中 段 不 卸 矿 ;D - 5 # 中 段 不 , 2 . 2 技 术 特 点 由 于 挡 风 板 采 用 的 是 多 片 式 结 构 ,因 而 具 有 如 6 # 卸 矿 ,6 、7 # 中 段 卸 矿 ; E - 5 # 、6 # 中 段 不 卸 矿 ,7 # 中 段 卸 矿 ; F - 5 # 、 下 特 点 : ① 挡 风 板 水 平 分 成 4 块 ,可 避 免 因 放 矿 量 少 而 难 以 冲 开 挡 板 的 情 况 发 生 ; ② 挡 风 板 上 下 分 成 2 段 ,减 小 冲 开 挡 板 所 需 要 的 冲 击 力 ,可 避 免 矿 石 局 部 堵 塞 ; ③ 挡 风 板 上 下 分 成 2 段 ,减 少 上 部 悬 挂 端 的 摩 擦 ,可 延 长 挡 风 板 的 使 用 寿 命 ; ④ 挡 风 板 背 后 用 钢 丝 6 # 、7 # 中 段 不 卸 矿 。 # 从 表 2 可 以 看 出 ,在 不 同 卸 矿 作 业 状 态 下 ,4 溜 井 第 6 溜 井 口 安 装 挡 风 板 后 , 冲 击 风 流 大 幅 减 少 ,漏 风 率 约 为 10 %~ 15 %;同 时 ,由 于 挡 风 板 的 作 用 , (下 转 第 68 页 ) 风 59 风 总 第 345 期 金 属 矿 山 2005 年 第 3 期 冷 却 ,同 时 油 泵 自 身 散 热 也 较 差 。 油 泵 吸 油 口 位 置 较 高 ,一 旦 油 箱 面 降 低 ,吸 油 口 易 产 生 吸 空 现 象 ,油 泵 出 现 气 蚀 的 机 率 增 大 。 油 泵 直 接 安 装 在 油 箱 顶 盖 上 ,检 修 人 员 必 须 站 到 油 箱 上 对 油 泵 进 行 检 修 ,安 全 性 差 ; ② 润 滑 站 的 油 泵 部 件 、过 滤 器 、冷 却 器 、管 件 集 中 安 装 在 油 箱 顶 盖 ,检 修 空 间 小 。 同 时 ,造 成 管 路 弯 头 增 多 ,沿 程 损 失 加 大 ,进 一 步 削 弱 了 润 滑 站 的 供 油 能 力 。 其 次 ,油 泵 顶 盖 开 孔 较 多 ,油 箱 密 封 较 差 ,润 滑 油 中 易 进 入 粉 尘 和 清 洗 水 ; ③ 油 箱 自 身 构 造 存 在 缺 陷 ,下 部 无 检 修 入 孔 ,而 又 不 能 通 过 上 部 对 箱 底 进 行 清 理 ,仅 凭 油 箱 放 油 孔 难 以 将 油 箱 内 沉 积 杂 质 彻 底 清 理 干 净 ,最 终 影 响 润 滑 油 油 质 。 面 积 和 最 高 工 作 压 力 ; ⑤ 用 GLC3 - 8 列 管 式 冷 却 器 2 2 取 代 原 有 冷 却 器 ,将 冷 却 面 积 由 7 m 增 加 到 8 m , 增 加 油 温 冷 却 效 果 ; ⑥ 合 理 布 置 管 路 ,减 少 弯 头 数 量 ,从 而 减 少 沿 路 损 失 和 泄 漏 点 。 (3) 运 行 效 果 。 试 验 润 滑 站 在 1 a 的 生 产 实 践 中 表 现 出 良 好 的 工 作 性 能 ,破 碎 机 电 流 、供 油 量 较 原 润 滑 系 统 稳 定 ,油 温 和 油 压 能 长 期 保 持 在 规 定 的 技 术 范 围 内 。 并 且 当 油 温 在 较 大 范 围 内 变 化 时 ,油 压 依 然 保 持 在 较 好 的 水 平 ,油 流 量 持 续 稳 定 。 由 此 可 见 对 此 润 滑 系 统 的 单 机 改 造 试 验 是 成 功 的 ,达 到 了 增 强 润 滑 能 力 ,保 持 破 碎 机 高 效 运 转 。 4   破 碎 机 润 滑 系 统 的 全 面 改 造 和 使 用 效 果 3 单 机 润 滑 站 改 造 的 工 业 试 验 1 a 的 单 机 润 滑 改 造 工 业 试 验 ,取 得 了 理 想 的 结 果 。 在 进 行 局 部 调 整 后 ,2000 年 对 其 它 破 碎 机 进 行 全 面 推 广 ,实 现 润 滑 系 统 全 面 改 造 。 先 后 分 别 对 1 台 P YD2200 短 头 圆 锥 破 碎 机 和 台 P YB2200 标 准 圆 锥 破 碎 机 进 行 了 单 机 润 滑 站 1 的 改 造 试 验 。 (1) 直 接 经 济 效 益 。 降 低 备 件 、材 料 消 耗 ,年 成 本 降 低 30 多 万 元 ,油 泵 使 用 寿 命 达 到 10 个 月 以 上 。 (2) 生 产 工 艺 组 织 得 到 改 善 。 破 碎 机 排 矿 口 可 以 调 整 到 较 小 值 ,实 现 了 破 碎 机 的 长 期 稳 定 高 效 运 转 ,年 处 理 矿 石 量 大 幅 增 加 。 2001 年 较 1998 年 提 高 97 万 t/ a , 2002 年 较 1998 年 提 高 109 万 t/ a , ( 1) 能 源 装 置 的 选 用 。 ① 采 用 高 压 泵 替 代 低 压 泵 ,对 能 源 装 置 进 行 重 新 选 型 。 通 过 试 验 最 终 确 定 选 用 CB100. 10 MPa 油 泵 替 代 CB - B125. 1 MPa 油 泵 ,CB100 齿 轮 泵 采 用 了 高 精 度 齿 轮 、铝 合 金 壳 体 、浮 动 轴 套 设 备 等 结 构 ,具 有 总 体 质 量 轻 ,能 长 期 WWW.KY114.CN 保 持 容 积 效 率 ,使 用 可 靠 的 特 点 ; ② 采 用 卧 式 泵 结 构 2003 年 较 1998 年 提 高 113 万 t/ a 。 矿 石 粒 度 合 格 取 代 原 有 的 立 式 安 装 结 构 。 将 能 源 装 置 单 独 安 装 于 率 明 显 提 高 。 地 面 上 ,与 油 箱 分 离 ,进 油 口 通 过 软 管 与 油 箱 连 接 , (3) 为 后 续 技 术 改 造 奠 定 基 础 。 由 于 润 滑 系 统 克 服 了 立 式 安 装 的 缺 点 ,方 便 了 设 备 的 检 修 。 改 造 的 成 功 ,为 新 材 料 在 破 碎 机 上 的 应 用 提 供 了 前 提 条 件 。 从 2001 年 至 2003 年 期 间 ,改 性 尼 龙 材 料 取 代 铜 合 金 作 为 轴 承 材 料 在 破 碎 机 上 的 应 用 通 过 试 验 并 迅 速 推 广 。 到 目 前 为 止 ,直 衬 套 、锥 衬 套 已 全 部 改 为 尼 龙 衬 套 ,取 得 了 可 观 的 经 济 效 益 。 ( 2) 优 化 辅 助 装 置 。 ① 改 善 油 箱 结 构 ,增 加 了 清 洗 入 孔 ,加 强 了 油 箱 的 密 封 ; ② 增 加 了 LC 椭 圆 齿 轮 流 量 计 ; ③ 完 善 油 温 ,油 压 等 技 术 数 据 的 显 示 装 置 ,实 现 油 压 的 多 点 监 测 ; ④ 将 原 线 隙 式 GLQ - 80 过 滤 器 改 为 双 筒 网 式 SLQ - 40 过 滤 器 ,增 大 了 过 滤 (收 稿 日 期 2004211228) ( 上 接 第 59 页 ) 浓 度 ,改 善 井 下 的 作 业 环 境 ,保 护 作 业 人 员 的 身 体 健 康 。 放 矿 过 程 中 产 生 的 冲 击 风 流 的 含 尘 浓 度 也 大 幅 降 低 ,大 多 数 情 况 下 溜 井 口 的 粉 尘 浓 度 接 近 或 低 于 0. (3) 多 片 式 挡 风 板 设 计 独 特 ,多 片 式 结 构 为 其 安 装 、使 用 和 维 护 提 供 便 利 。 3 5 mg/ m ,个 别 状 态 时 的 粉 尘 浓 度 虽 然 还 较 高 ,但 与 安 装 挡 风 板 之 前 相 比 ,效 果 是 十 分 显 著 的 。 结 论 采 用 多 片 式 挡 风 板 控 制 溜 井 的 漏 风 和 粉 尘 污 染 ,在 金 属 矿 山 尚 属 首 次 应 用 。 试 验 研 究 结 果 表 明 : 1) 多 片 式 挡 风 板 能 有 效 减 少 溜 井 口 的 冲 击 风 流 ,控 制 溜 井 漏 风 的 效 果 显 著 。 2) 多 片 式 挡 风 板 能 有 效 降 低 漏 风 风 流 的 含 尘 (4) 采 用 高 溜 井 卸 矿 的 地 下 开 采 矿 山 普 遍 存 在 溜 井 漏 风 和 冲 击 粉 尘 的 危 害 ,多 片 式 挡 风 板 的 开 发 应 用 成 功 ,为 解 决 矿 山 高 溜 井 的 漏 风 和 冲 击 粉 尘 的 危 害 提 供 了 技 术 途 径 和 实 践 经 验 ,具 有 较 好 的 实 用 价 值 和 应 用 前 景 。 4 ( (收 稿 日 期 2004212215) ( 风 68 风
标签:  高溜井 
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