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