第 2 56 卷 第 2 期 0 0 4 年 5 月 　 有 色 金 属 　 May 2 0 0 4 Vol156 , No12 　 Nonferrous Metals 多 机 并 联 增 阻 空 气 幕 在 龙 首 矿 的 应 用 1 ,2 3 3 王 海 宁 ,姚 维 信 ,拜 生 学 ( 11 中 南 大 学 ,长 沙 410083 ;21 南 方 冶 金 学 院 ,江 西 赣 州 341000 ; 1 金 川 集 团 有 限 公 司 龙 首 矿 ,甘 肃 金 昌 737100) 3 　 摘 要 :在 金 川 龙 首 矿 对 多 机 并 联 空 气 幕 的 增 阻 作 用 进 行 现 场 试 验 研 究 。 结 果 表 明 ,在 主 斜 坡 道 的 同 一 断 面 、巷 道 两 侧 硐 室 内 ,用 4 台 风 机 并 联 组 成 的 空 气 幕 对 斜 坡 道 的 进 风 流 增 阻 起 到 了 调 节 风 窗 的 作 用 ,当 大 气 温 度 低 于 - 10 ℃ 时 ,主 斜 坡 道 的 空 气 幕 3 全 开 ,大 气 温 度 为 0～ - 10 ℃ 时 ,开 一 侧 空 气 幕 ,大 气 温 度 大 于 0 ℃ 时 ,空 气 幕 不 开 ,均 可 确 保 主 斜 坡 道 内 的 进 风 量 小 于 50m / s ,有 效 保 护 了 新 1 # 主 井 和 新 2 # 副 井 内 的 提 升 设 备 。 关 键 词 :采 矿 工 程 ;矿 井 通 风 ;并 联 空 气 幕 ;斜 坡 道 中 图 分 类 号 :TD826 ; TD862 文 献 标 识 码 :B文 章 编 号 :1001 - 0211 (2004) 02 - 0107 - 03 　 金 川 集 团 有 限 公 司 龙 首 矿 为 两 翼 进 风 中 央 回 风 # 效 压 力 设 计 空 气 幕 。 循 环 型 空 气 幕 增 阻 的 流 动 模 型 的 两 翼 对 角 抽 出 式 通 风 系 统 ,即 新 鲜 风 从 新 2 副 井 如 图 1 所 示 。 (主 进 风 井 ) 和 西 部 主 斜 坡 道 (辅 助 进 风 井 ) 进 入 井 下 , 污 风 由 位 于 中 央 下 盘 的 10 行 斜 井 排 出 地 表 。 全 矿 设 3 计 进 风 量 为 130m / s ,其 中 主 斜 坡 道 设 计 进 风 量 为 3 5 0m / s。 实 际 上 ,在 冬 季 由 于 自 然 风 压 的 作 用 ,主 斜 3 坡 道 的 进 风 量 增 大 ,有 时 高 达 130～ 150m / s ,使 得 多 # # 绳 卷 扬 箕 斗 提 升 的 新 1 主 井 和 新 2 副 井 成 了 回 风 井 ,这 样 不 仅 影 响 主 斜 坡 道 无 轨 设 备 的 运 行 ,而 且 污 风 对 井 筒 提 升 设 备 的 腐 蚀 严 重 ,影 响 安 全 生 产 。 矿 用 空 气 幕 是 由 高 效 低 噪 风 机 通 过 供 风 器 以 较 高 风 速 按 一 定 方 向 喷 射 出 来 的 一 股 扁 平 射 流 ,可 起 风 门 隔 断 风 流 、辅 扇 引 射 风 流 和 增 阻 调 节 风 窗 的 作 用 。 自 从 20 世 纪 50 年 代 ,前 苏 联 学 者 谢 别 列 夫 等 人 开 始 将 空 气 幕 引 用 到 矿 山 巷 道 中 ,国 内 外 学 者 对 空 气 幕 进 图 1 循 环 型 空 气 幕 增 阻 的 流 动 模 型 Fig. 2 Flow model for air curtain resistance2increase 当 循 环 型 空 气 幕 不 足 以 隔 断 巷 道 内 风 流 时 , 空 [ 1 - 4] 气 幕 射 流 Qc 和 巷 道 的 逆 向 过 流 Qg 流 入 控 制 体 Ⅰ - 行 了 大 量 试 验 研 究 ,并 在 生 产 实 践 中 广 泛 应 用 , Ⅰ ′和 Ⅱ - Ⅱ ′断 面 间 ,流 出 控 制 体 的 只 有 Qg ,空 气 但 用 多 机 并 联 空 气 幕 在 大 压 差 、大 断 面 巷 道 增 阻 减 少 风 流 的 报 道 较 少 。 因 此 ,开 展 用 多 机 并 联 空 气 幕 增 阻 减 少 主 斜 坡 道 进 风 量 的 试 验 研 究 ,在 主 斜 坡 道 采 取 风 流 控 制 措 施 以 减 少 其 在 寒 冷 季 节 的 进 风 量 ,对 确 保 矿 山 安 全 有 序 地 生 产 是 十 分 有 意 义 的 。 幕 所 在 巷 道 两 端 的 压 差 Δ Hf ( n) 与 空 气 幕 的 有 效 压 力 Δ H( n) 之 差 为 压 力 不 足 差 量 Hud ( n) , 如 式 (1) 和 式 (2) 所 示 。 Hud ( n) = Δ Hf ( n) - Δ H( n) (1) 2 Δ H ( n) = Δ Hf ( n) - ( R Ⅰ - Ⅱ Q g( n) [ 空 气 幕 增 阻 理 论 模 型 5 ] 2 1 + 2 manRcQg( n) ) / Z( n) (2) 假 设 巷 道 内 安 装 空 气 幕 后 不 改 变 矿 井 的 总 进 风 在 实 际 应 用 中 ,空 气 幕 的 有 效 压 力 小 于 巷 道 两 量 Q总 ,只 改 变 井 下 的 风 量 分 配 ,则 有 式 (3) 。 端 的 压 差 时 ,空 气 幕 起 增 阻 作 用 ,其 增 阻 效 果 用 阻 风 率 来 衡 量 。 在 进 行 增 阻 空 气 幕 的 设 计 时 ,一 般 依 据 阻 风 率 确 定 空 气 幕 所 需 提 供 的 有 效 压 力 ,再 根 据 有 Δ Hf ( n) = R1 ( Q总 - Qg( n) ) 2 (3) 于 是 可 得 多 机 并 联 空 气 幕 对 巷 道 风 流 的 阻 风 率 η z 的 表 达 式 为 式 (4) 。 收 稿 日 期 :2004 - 01 - 12 2 2 η z ( n ) = 100 % 阻 { [100 natm + n ( n - 1) m atb + 作 者 简 介 :王 海 宁 (1965 - ) ,男 ,安 徽 怀 宁 县 人 ,教 授 ,博 士 生 ,主 要 从 事 安 全 技 术 及 环 保 方 面 的 教 学 与 研 究 。 2 1/ 2 p ( bz ( n) ) 1/ 2} / { [100 natm2 - + bp + 2 bm nat ] 1 08 有 色 金 属 第 56 卷 n ( n - 1) m atb + bp + 2 bm nat ]1/ 2 + ( bz ( n) ) 1/ 2 2 2 仪 和 塔 尺 分 别 测 定 选 定 点 的 风 速 ( V ) 、巷 道 的 断 面 积 ( S) ,计 算 主 斜 坡 道 内 的 风 量 ,并 判 定 巷 道 风 流 的 方 向 ,用 进 风 量 的 变 化 值 、阻 风 率 及 风 流 的 方 向 来 评 价 空 气 幕 调 节 风 流 的 效 果 。 } ( 4) 式 中 : p - 安 装 空 气 幕 的 巷 道 与 其 并 联 巷 道 的 风 阻 比 , p = ( R Ⅰ - Ⅱ / R Ⅰ ) 1 ; t - 空 气 幕 回 流 风 阻 与 空 气 幕 并 联 巷 道 风 阻 之 比 , t = Rc/ R1 ; a - 风 量 比 系 数 ; b - 单 台 风 机 空 气 幕 与 多 台 风 机 空 气 幕 风 压 比 系 数 ; n - 风 机 台 数 ; z ( n) = 1 + cosθ / 2 K , K = S/ Sc , m = Qc/ Qg ;θ - 空 气 幕 出 口 安 装 角 ,°; S - / 2 21212 　 测 定 结 果 。 在 主 斜 坡 道 空 气 幕 的 下 风 侧 选 择 一 测 点 对 巷 道 内 风 流 进 行 测 定 ,测 定 时 ,主 斜 坡 道 内 无 汽 车 行 驶 ,具 体 结 果 如 表 1 所 示 。 表 1 主 斜 坡 道 风 量 及 风 流 方 向 测 定 结 果 Table 1 Measured results of volume and direction of air flow in brae tunnel 2 2 巷 道 断 面 积 ,m ; Sc - 空 气 幕 出 口 断 面 积 ,m 。 从 式 (4) 可 以 看 出 ,安 装 空 气 幕 后 巷 道 的 阻 风 率 与 空 气 幕 所 在 巷 道 的 风 阻 、空 气 幕 回 流 风 阻 、空 气 幕 出 口 断 面 积 、巷 道 断 面 积 、巷 道 过 风 风 量 、空 气 幕 风 量 、多 机 并 联 空 气 幕 中 单 台 空 气 幕 的 风 量 与 单 机 空 气 幕 的 风 量 比 、空 气 幕 并 联 台 数 等 因 素 有 关 。 空 气 幕 风 流 速 度 断 面 积 风 量 / (m 方s- 1) / % 3 阻 风 率 风 流 方 向 进 风 进 风 出 风 进 风 进 风 进 风 进 风 进 风 进 风 大 气 温 度 / ℃ 4～ 8 4～ 8 4～ 8 0 状 态 / (m方s - 1) 2128 0163 1100 3127 1151 015 / m 2 状 态 Ⅰ 状 态 Ⅱ 状 态 Ⅲ 状 态 Ⅰ 状 态 Ⅱ 状 态 Ⅲ 状 态 Ⅰ 状 态 Ⅱ 状 态 Ⅲ 1619 1619 1619 1619 1619 1619 1619 1619 1619 3815 1017 1619 5513 2515 8145 9415 5115 2415 - 7212 - - 5410 - 0 2 现 场 应 用 试 验 0 516 - - 10 - 10 - 10 2 11 　 空 气 幕 的 设 计 当 气 温 为 - 10～ - 20 ℃ 时 ,主 斜 坡 道 的 进 风 量 3105 1145 4515 7410 3 3 约 为 130m / s ,而 主 斜 坡 道 的 设 计 进 风 量 为 50m / s , 2 1213 　 结 果 分 析 。 从 测 定 的 结 果 可 以 看 出 ,当 大 气 2 断 面 积 为 16m ,坡 度 为 10 % ,因 此 要 达 到 设 计 要 温 度 为 4～ 8 ℃ 时 ,若 空 气 幕 全 开 ,则 空 气 幕 所 提 供 的 有 效 压 力 大 于 主 扇 在 主 斜 坡 道 内 形 成 的 负 压 ,使 风 流 流 向 主 斜 坡 道 口 ,此 时 ,主 斜 坡 道 成 了 回 风 道 。 若 开 一 侧 空 气 幕 ,则 空 气 幕 所 提 供 的 有 效 压 力 小 于 主 扇 在 主 斜 坡 道 内 形 成 的 负 压 ,风 流 流 向 井 下 ,此 时 ,空 气 幕 起 调 节 风 窗 的 作 用 ,阻 风 率 为 7212 %。 若 求 ,则 要 求 空 气 幕 的 阻 风 率 大 于 60 %。 依 据 式 (4) 和 现 场 的 实 测 的 风 流 静 压 值 ,计 算 空 气 幕 所 应 提 供 的 有 效 压 力 ,并 据 此 确 定 主 斜 坡 道 空 气 幕 为 4 台 风 机 并 联 组 成 ,其 中 风 机 的 型 号 为 K45 - 6 № 13 ,供 风 2 器 的 出 口 断 面 为 2 阻 0154m 。 空 气 幕 安 装 在 距 主 斜 坡 道 口 约 300m 处 的 硐 室 内 ,硐 室 分 布 在 巷 道 的 两 3 空 气 幕 全 关 ,则 主 斜 坡 道 内 的 进 风 流 为 3815m / s ,小 侧 ,如 图 2 所 示 。 3 于 设 计 的 进 风 量 50m / s。 当 大 气 温 度 为 0 ℃ 左 右 时 ,开 一 侧 空 气 幕 的 阻 风 率 达 54 % , 进 风 量 为 3 2 515m / s ,空 气 幕 全 开 时 ,主 斜 坡 道 的 进 风 量 则 很 小 。 当 大 气 温 度 为 - 10 ℃ 左 右 时 ,开 一 侧 空 气 幕 ,主 3 斜 坡 道 的 进 风 量 为 5115m / s ,空 气 幕 全 开 ,主 斜 坡 3 道 的 进 风 量 为 2415m / s , 比 空 气 幕 全 关 时 的 3 3 415m / s 减 少 70m / s ,阻 风 率 为 74 %。 可 见 ,当 大 9 气 温 度 低 于 - 10 ℃ 时 ,主 斜 坡 道 的 空 气 幕 应 全 开 ,当 大 气 温 度 为 0～ - 10 ℃ 时 ,可 开 一 侧 空 气 幕 ,当 大 气 温 度 大 于 0 ℃ 时 ,空 气 幕 可 以 不 开 。 这 样 ,在 寒 冷 气 # 图 2 龙 首 矿 空 气 幕 布 置 示 意 Fig. 2 Scheme of air curtain arrangement plan in Longshou Mine 候 条 件 下 只 需 正 常 运 转 空 气 幕 ,就 可 避 免 了 新 1 主 # 井 和 新 2 副 井 回 污 风 ,有 效 保 护 井 筒 内 的 设 施 ,同 时 也 确 保 矿 井 下 风 流 的 有 序 流 动 。 2 12 　 现 场 试 验 1211 　 研 究 内 容 及 方 法 。 采 用 对 比 试 验 的 方 法 ,即 3 结 论 2 在 状 态 I - 空 气 幕 关 、状 态 II - 开 一 侧 空 气 幕 、状 态 龙 首 矿 主 斜 坡 道 空 气 幕 的 现 场 试 验 结 果 表 明 : III - 两 侧 空 气 幕 全 开 三 种 不 同 状 态 下 用 热 球 风 速 (下 转 第 114 页 ,Continued on p. 114) 1 14 有 色 金 属 第 56 卷 参 考 文 献 : [ [ [ [ [ [ 1 ] 国 家 环 境 保 护 局 污 染 控 制 司 . 二 氧 化 硫 污 染 控 制 对 策 与 治 理 技 术 [ K]. 北 京 : 国 家 环 境 保 护 局 , 1996. 2 ] 日 立 制 作 所 株 式 会 社 , 巴 布 克 科 日 立 株 式 会 社 . 日 立 湿 式 石 灰 石 - 石 膏 法 脱 硫 设 备 [ K] , 1996. 3 ]《 胶 凝 材 料 学 》编 写 组 . 胶 凝 材 料 学 [ M]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 , 1980 : 3 - 25. 4 ] 李 余 增 . 热 分 析 [ M]. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社 , 1987 : 12 - 129. 5 ] 徐 效 雷 . 德 国 烟 气 脱 硫 石 膏 的 情 况 介 绍 [J ]. 硅 酸 盐 建 筑 制 品 , 1996 , (2) : 43. 6 ] 陈 燕 , 岳 文 海 , 董 若 兰 . 石 膏 建 筑 材 料 [ M]. 北 京 : 中 国 建 材 工 业 出 版 社 , 2003. Properties of Gypsum Produced in Rapid Wet Desulphurizing Process from Off2gas of Thermal Power Plant GUA N Xiao2dong ( Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy , Beijing 100044 , China) Abstract The properties of the FGD gypsum produced in rapid wet desulphurizing process from thermal power plant off2gas is investigated by means of particle size analysis , DTA and XRD analysis. The results show that the me2 chanical and chemical properties and mineral composition of FGD gypsum are extremely similar to the natural gypsum , which provides the effective approach to FGD gypsum comprehensive utilization. Keywords : environmental engineering ; FGD gypsum ; comprehensive utilization ; rapid wet desulphurizing ; natural dihydrate gypsum ; Thermal Power Plant ( 上 接 第 108 页 Continued from p. 108) ( 1) 由 4 台 风 机 并 联 组 成 的 空 气 幕 可 以 起 调 节 风 窗 的 升 设 备 ;(2)可 以 通 过 改 变 空 气 幕 同 时 运 转 的 风 机 数 量 来 适 应 不 同 的 气 温 条 件 ; (3) 空 气 幕 安 装 在 主 斜 坡 道 两 侧 的 硐 室 内 ,不 影 响 行 人 和 运 输 ,且 维 护 量 小 。 作 用 ,在 寒 冷 冬 季 可 以 控 制 主 斜 坡 道 的 进 风 量 ,有 效 防 # # 止 新 1 主 井 和 新 2 副 井 成 为 回 风 井 ,保 护 井 筒 内 的 提 参 考 文 献 : [ [ 1 ] 徐 竹 云 , 周 焕 明 , 刘 家 盟 . 用 矿 用 空 气 幕 在 运 输 道 上 隔 断 风 流 [J ]. 金 属 矿 山 , 1990 , (2) : 9 - 12. 2 ] Guyonnaud L , Solliec C , Dufresne de Virel M , et al . Design of air curtains used for area continement in tunnels [J ]. Experi2 ments in Fluids , 2000 , 28 : 377 - 384. [ [ [ 3 ] 徐 竹 云 , 陈 荣 策 . 矿 用 宽 口 大 风 量 空 气 幕 的 设 计 计 算 [J ]. 黄 金 , 1989 , 10(1) : 27 - 31. 4 ] 王 海 宁 , 刘 同 有 , 王 玉 松 . 金 川 二 矿 区 大 断 面 巷 道 空 气 幕 技 术 研 究 [J ]. 有 色 金 属 (矿 山 部 分 ) , 2000 , (1) : 33 - 36. 5 ] 王 英 敏 . 矿 内 空 气 动 力 学 与 矿 井 通 风 系 统 [ M]. 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 1994. Application of Air Curtain with Parallel Fans as Airway Resistance in Jinchuan Longshou Mine 1 ,2 3 3 WA N G Hai2ning , YA O Wei2xin , BA I S heng2xue ( 1. Central South Universty , Changsha 410083 , China;2. Southern Institute of Metallurgy , Ganzhou 341000 , Jiangxi , China;3. Jinchuan Longshou Mine , Jinchang 737100 , Gansu , China) Abstract The spot investigation on the application of air curtain with multi2parallel fans as of airway a resistance is conducted in Jinchuan Longshou Mine. The air curtain with four parallel fans is installed in both side of the cross2cut of main brae tunnel. The air curtain significantly plays a role as an adjusting air window. Under - 1 0 ℃ fans in both sides in working , at 0～ - 10 ℃ the fans in one side in working , and over 0 ℃ all fans of both 3 # # sides in rest , the air flow in main brae tunnel is insured less than 50m / s , and the equipments in the 1 and 2 new skip shaft are effectively protected in some extent. Keywords : mining engineering ; mine ventilation ; air curtain with parallel fans ; brae tunnel