一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法，采用的多级机站通风试验系统由进风井(1)、回风井(7)、上中段水平巷、下中段水平巷、中段进风风机(3)、上中段水平风门(8)、下中段回风风机(5’)、下中段进风风机(3’)、下中段水平风门(8’)、下中段回风天井(9’)、上中段回风天井(9)构成。根据风路正负相对静压分界点，将多级机站通风系统划分为进风侧和回风侧，依据灾变发生的地点选择采用何种反风方式。本发明专利技术为多级机站通风系统反风试验选择反风方式提供依据，反风过程操作简单，能够快速实现全矿井反风，充分发挥矿井反风作为一种矿山应急救灾措施的快速反应性，充分发挥矿井反风作为一种矿山应急救灾措施的快速反应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属地下矿山通风
，具体涉及一种地下金属矿山反风试验系统及方法。
技术介绍
矿井反风是矿井发生灾变时(特别是火灾)所采取的一项重要的控制风流的救灾措施。《金属非金属矿山安全规程》和《金属非金属地下矿山通风技术规范-通风系统》规定，矿山应当每年至少进行一次反风试验，并测定主要风路反风后的风量。金属矿山通风系统在上世纪末从大主扇通风逐步发展到多级机站通风，目前地下金属矿山均采用多级机站通风，与大主扇通风系统相比，多级机站通风技术风机数量多，风机位置分散。同时，随着技术的进步，地下矿山产能逐步提升，千万吨级地下金属矿山开始出现，相应的通风系统由原来“一进一回”相对单一的系统发展到“多进一回”，甚至“多进多回”的复杂通风系统。传统大主扇通风系统，或者单一的“一进一回”通风系统反风试验时，通过预先修筑好的专用反风道或并联安装的备用风机做反风道反风。2010年煤炭工业出版社出版的《矿井反风技术》介绍了多种反风试验方法，其一是在大主扇(轴流式或离心式)安装巷道的一旁修建专用反风道，反风试验时将风机的出风口与反风道相连，风流由风硐压入总回风道，实现矿井反风；其二是轴流风机并联安装(一用一备)时，利用备用风机作为反风道，实现矿井反风。该反风试验方法需要修筑专用的反风道或者现场安装有备用风机，通风系统建设初期投资成本高；目前金属矿山井下机站鲜有备用风机安装。因此，上述反风试验方法在多级机站通风系统很难实现。《煤炭技术》2014年第09期介绍了多风井多主通风机矿井反风技术，该技术采用部分主要通风机保持正常运行，部分主要通风机停止运行，各主要通风机依次进行反风操作实施。由于金属矿山回风机站位置相对较近，在一条风井的上下不同中段石门，甚至同一水平的两条石门内，机站间隔不过百米，风机在依次反风操作时，受到附近风机负压影响，停机后难以正常反转启动反风。该技术在未修筑反风道的金属矿山可操作性差。对一个具体的矿井来说，如何采取正确的反风方式和其它措施来达到救灾与抗灾变扩大的目的，却是一个比较复杂的问题，特别是对多井口多风机的复杂通风系统矿井更是如此。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有矿井通风系统反风技术存在的上述问题，而提供一种安全高效的地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法，该方法可为井下灾害发生后矿山选择何种反风方式提供判别依据，反风过程操作简单，程序固定，能够快速实现全矿井反风，充分发挥矿井反风作为一种矿山应急救灾措施的快速反应性。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法采用以下技术方案：本专利技术一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法，采用的多级机站通风试验系统包含进风井、回风井及两端分别与进风井、回风井相连通的上中段水平巷、下中段水平巷。其特点是：在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机、上中段水平风门、下中段回风风机，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷、上中段用风巷、下中段回风机站巷；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机、下中段水平风门，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷、下中段用风巷；在下中段用风巷和下中段回风机站巷之间还设有下中段回风天井；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷，上中段回风风机安装在上中段回风机站巷中，上中段回风机站巷的一端与回风井联通，上中段回风机站巷的另一端与上中段回风天井的上部联通，上中段回风天井的下部与上中段用风巷联通。所述的反风方式选择依据为：将灾变发生的地点依据所述的环境不同分为进风侧和回风侧两大区域。灾变发生在进风侧时，灾变产生的有害因子将随着风流进入采区，导致灾变进一步扩大，采用进风风机和回风风机反转运行的全矿反风方式。灾变发生在回风侧时，灾变产生的有害因子将随风流直接进入回风井巷，其影响范围不会进一步扩大，采用进风风机和直接作用于灾变点的回风风机正常运行，其他回风风机关闭的通风方式。设：①—进风井进风口位置；②—进风井与上中段水平巷交接点；③—上中段进风风机安装位置；④—上中段水平巷正负相对静压分界点；⑤—上中段用风巷与上中段回风天井交接点；⑥—上中段回风风机安装位置；⑦—下中段进风风机安装位置；⑧—下中段水平巷正负相对静压分界点；⑨—下中段用风巷与下中段回风天井交接点；⑩—下中段回风天井与下中段回风机站巷交接点；—下中段回风风机安装位置；—下中段回风机站巷与回风井交接点；—上中段回风机站巷与回风井交接点；—回风井出口位置；则，反风试验方法为：1)关闭上中段水平风门、下中段水平风门，将所述的反风试验系统的风路分为：风路A：风路B：2)检测并绘制出风路A的相对静压分布图、风路B的相对静压分布图和正负相对静压分界线，在中段平面图和井下现场作出上中段水平巷正负相对静压分界点和下中段水平巷正负相对静压分界点的标记；3)将风路A中节点④的上风向划分为风路A进风侧，即①-②-③-④风路；节点④的下风向划分为风路A回风侧，即风路；将风路B中节点⑧的上风向划分为风路B进风侧，即①-②-⑦-⑧段风路；节点⑧的下风向划分为风路B回风侧，即风路；4)当灾变发生在风路A进风侧或风路B进风侧时，采用上中段进风风机、下中段进风风机、上中段回风风机和下中段回风风机反转运行的全矿反风方式；当灾变发生在风路A回风侧时，打开上中段水平风门，关闭下中段回风风机，采用上中段进风风机、下中段进风风机和上中段回风风机正常通风的方式；当灾变发生在风路B回风侧时，打开上中段水平风门，关闭上中段回风风机，采用上中段进风风机、下中段进风风机和下中段回风风机正常通风的方式。为了方便、快捷、高效地对风机、风门进行控制，所述的多级机站通风试验系统还包括风机远程集中监控平台，通过风机远程集中监控平台实现上中段进风风机和下中段进风风机、上中段回风风机和下中段回风风机的开启、停止和反转操作，也可以通过风机远程集中监控平台实现上中段水平风门、下中段水平风门的开启与关闭。本专利技术一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法具体反风操作实施步骤为：1)正常通风状态通风系统运行工况检测，包括风速、风量和风向；2)检查上中段进风风机、下中段进风风机、上中段回风风机、下中段回风风机，关闭中段进风风机、下中段进风风机、上中段回风风机、下中段回风风机的出口反风门；将风机远程集中监控平台设置在远程控制状态；3)根据反风方式选择依据确定反风方式，制定风机启停方案；4)在风机远程集中监控平台依次关闭反风方案中需要停止和反转运行的风机；5)在风机远程控制平台依次快速反转启动风机；6)记录主要大巷风流稳定运行距离反风风机启动时间、风速、风量和风向；7)在风机远程控制平台停止反转风机，依次按照正常通风系统开启所有风机，反风试验结束。本专利技术一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法采用以上技术方案后具有以下积极的效果：(1)为矿山进行反风方式选择决策提供参考依据，反风方式选择可靠性更高，反风效果的实现更加明确；(2)为采用多级机站通风系统矿山进行反风试验提供了安全高效的反风试验操作规范；(3)确保多级机站通风系统能够实现快速、可靠反风。附图说明图1是本专利技术一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法采用的通风系统示意图；图2是图1中风路A：的相对静压分布图；图3是图1中风路B：的相对静压分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法，采用的多级机站通风试验系统包含进风井(1)、回风井(7)及两端分别与进风井(1)、回风井(7)相连通的上中段水平巷、下中段水平巷，其特征在于：在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机(3)、上中段水平风门(8)、下中段回风风机(5’)，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷(2)、上中段用风巷(4)、下中段回风机站巷(6’)；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机(3’)、下中段水平风门(8’)，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷(2’)、下中段用风巷(4’)；在下中段用风巷(4’)和下中段回风机站巷(6’)之间还设有下中段回风天井(9’)；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷(6)，上中段回风风机(5)安装在上中段回风机站巷(6)中，上中段回风机站巷(6)的一端与回风井(7)联通，上中段回风机站巷(6)的另一端与上中段回风天井(9)的上部联通，上中段回风天井(9)的下部与上中段用风巷(4)联通；设：①—进风井(1)进风口位置；②—进风井(1)与上中段水平巷交接点；③—上中段进风风机(3)安装位置；④—上中段水平巷正负相对静压分界点；⑤—上中段用风巷(4)与上中段回风天井(9)交接点；⑥—上中段回风风机(5)安装位置；⑦—下中段进风风机(3’)安装位置；⑧—下中段水平巷正负相对静压分界点；⑨—下中段用风巷(4’)与下中段回风天井(9’)交接点；⑩—下中段回风天井(9’)与下中段回风机站巷(6’)交接点；—下中段回风风机(5’)安装位置；—下中段回风机站巷(6’)与回风井(7)交接点；—上中段回风机站巷(6)与回风井(7)交接点；—回风井(7)出口位置；则，反风试验方法为：1)关闭上中段水平风门(8)、下中段水平风门(8’)，将所述的反风试验系统的风路分为：风路A：①‑②‑③‑④‑⑤‑⑥‑风路B：①‑②‑⑦‑⑧‑⑨‑⑩‑2)检测并绘制出风路A的相对静压分布图、风路B的相对静压分布图和正负相对静压分界线(14)，在中段平面图和井下现场作出上中段水平巷正负相对静压分界点④和下中段水平巷正负相对静压分界点⑧标记；3)将风路A中节点④的上风向划分为风路A进风侧，即①‑②‑③‑④风路；节点④的下风向划分为风路A回风侧，即④‑⑤‑⑥‑风路；将风路B中节点⑧的上风向划分为风路B进风侧，即①‑②‑⑦‑⑧段风路；节点⑧的下风向划分为风路B回风侧，即⑧‑⑨‑⑩‑风路；4)当灾变发生在风路A进风侧或风路B进风侧时，采用上中段进风风机(3)、下中段进风风机(3’)、上中段回风风机(5)和下中段回风风机(5’)反转运行的全矿反风方式；当灾变发生在风路A回风侧时，打开上中段水平风门(8)，采用上中段进风风机(3)、下中段进风风机(3’)和上中段回风风机(5)正常通风，下中段回风风机(5’)关闭方式；当灾变发生在风路B回风侧时，打开上中段水平风门(8)，采用上中段进风风机(3)、下中段进风风机(3’)和下中段回风风机(5’)正常通风，上中段回风风机(5)关闭方式。...

【技术特征摘要】
1.一种地下金属矿山多级机站通风系统反风试验方法，采用的多级机站通风试验系统包含进风井(1)、回风井(7)及两端分别与进风井(1)、回风井(7)相连通的上中段水平巷、下中段水平巷，其特征在于：在上中段水平巷中先后设置上中段进风风机(3)、上中段水平风门(8)、下中段回风风机(5’)，从而将上中段水平巷分割为上中段进风机站巷(2)、上中段用风巷(4)、下中段回风机站巷(6’)；在下中段水平巷中先后设置下中段进风风机(3’)、下中段水平风门(8’)，从而将下中段水平巷分割为下中段进风机站巷(2’)、下中段用风巷(4’)；在下中段用风巷(4’)和下中段回风机站巷(6’)之间还设有下中段回风天井(9’)；在上中段水平巷的上部还设有上中段回风机站巷(6)，上中段回风风机(5)安装在上中段回风机站巷(6)中，上中段回风机站巷(6)的一端与回风井(7)联通，上中段回风机站巷(6)的另一端与上中段回风天井(9)的上部联通，上中段回风天井(9)的下部与上中段用风巷(4)联通；设：①—进风井(1)进风口位置；②—进风井(1)与上中段水平巷交接点；③—上中段进风风机(3)安装位置；④—上中段水平巷正负相对静压分界点；⑤—上中段用风巷(4)与上中段回风天井(9)交接点；⑥—上中段回风风机(5)安装位置；⑦—下中段进风风机(3’)安装位置；⑧—下中段水平巷正负相对静压分界点；⑨—下中段用风巷(4’)与下中段回风天井(9’)交接点；⑩—下中段回风天井(9’)与下中段回风机站巷(6’)交接点；—下中段回风风机(5’)安装位置；—下中段回风机站巷(6’)与回风井(7)交接点；—上中段回风机站巷(6)与回风井(7)交...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾敏涛，常前发，吴冷峻，贾安民，周伟，居伟伟，黄寿元，潘军义，王鹏，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34