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【摘要】文章首先阐述了多级机站通风系统的定义及特点，继而对焦家金矿多级机站通风系统的研究与应用进行了详细的分析。
【关键词】多级机站；通风系统；应用
中图分类号：TD724文献标识码： A
一、前言
近年来，由于冶金矿山的不断壮大，多级机站通风系统被广泛的应用在其中。它对冶金矿山的发展具有重要的意义。因此，在冶金矿山的后续开采中，我们要根据通风系统优化原则,设计出合理的多级机站通风系统方案,确保冶金矿山开发工程的发展。
二、多级机站通风系统的概述
多级机站通风系统技术具有井下压力梯度小，漏风少，节能显著等优点，一经应用便具有了强大的生命力。20多年来，多级机站通风系统技术在我国金属矿山的通风系统改造中得到了广泛的应用，为矿山节能、通风安全、提高通风效益等做出了积极的贡献。
一个完整的多级机站通风系统由4级机站组成：
I级机站：为压入式机站，机站设置于系统的进风段，新鲜风流经它引导进入井下。
Ⅱ级机站：起通风压力接力和井下作业区引风的作用，是保证作业区供风的主要风机，即其直接作用对象是井下采矿作业区。
Ⅲ级机站：为抽出式风机，在采区的回风部分，直接将采区的污浊空气排出。
Ⅳ级机站：是通风系统的总回风机站，其作用是防止自然风流的干扰，防止风流在回风系统中无序流动。它将各采区排出的污风排至地表。
除此之外，在风阻比较大的区段，可增加部分附加机站。
三、实例分析
1、矿山基本概况
焦家金矿位于山东省莱州市境内，是一座具有三十年历史的采、选、冶大型黄金矿山。
矿山主要采用主、副竖井、斜井和斜坡道的中央式开拓系统，矿体倾角300左右，矿体和围岩均不稳固。
采矿方法为上向分层进路式胶结充填采矿法。
2、矿山原通风系统概况
矿山原通风系统其布置形式如图1所示。
图1
3、目前通风系统存在的主要问题
由于矿山大幅度扩产，开拓工程的不断延深，使得目前矿井通风量明显满足不了井下生产的要求，带来以下问题：
（1）井下风量不足
由于矿井的日产量急剧增加，大量地增加了采矿工作面的数量，故此，由于产量的急剧增加导致风量严重不足。
（2）通风阻力急剧增加
一方面，由于产量增加导致了需风量增大使得排风井中的风速增大至10m/s以上，阻力急增；另一方面，又将北风井改造成为了提升井安装了罐笼，人为导致了井筒阻力的大幅增加。
（3）中段之间相互影响
由于矿井深度增加、产量的增大风量增加、加上北风井井筒装配罐笼致使本来排风断面积不大的主排风井的阻力增大，因此光靠中段现有的风机的能力难以克服其通风阻力。这必将在导致增加各风机容量的同时，各中段风机之间的作用互相影响抵消，不能有效发挥作用，风机效率降低。
（4）风机容量无法满足要求
由于矿井产量的提高，用风量的增加，井下原有的风机明显能力不足。同时原来试验应用的叶片角自动调整的三台风机由于技术不过关，叶片角已无法调整到指定角度，不能满足风量要求。
4、矿井通风系统设计方案
矿井设计采用中央进风、两翼排风的多中段多机站通风系统形式。其布置形式如图2所示。
新鲜风流由斜井、主竖井、斜坡道、小竖井以及旧大井进入井下，并分配到各个中段采矿分段巷进入两翼的采场；经采场局扇排出的污风通过位于下盘分段巷道中的通风天井排至上一中段的一分段排风巷内，由两翼机站风机将其排入南、北风井之中直达地表。
图2
通风系统中，北端在02中段旧北风井底设置一处Ⅱ级机站，04中段排出的污风经03、02中段通过北端的天井群上排至旧北风井中排出地表，减轻新北风井的负担。原03中段南端的Ⅱ级机站去掉，风流可直接经采矿天井下行至04中段，排入南风井中。06中段以上的污风由04和05中段的沿脉运输巷改造的专用回风道排入南北风井中；07中段和08中段以及以下各中段在生产时期的污风均利用上中段一分段的分段巷道下掘与排风中段相联作为回风巷道，最底部的开拓采准中段暂时利用先开掘出的本中段三分段巷道作为排风巷，待到该中段转入生产时期，上中段上采至二分段以上再转而利用上中段的一分巷作为本中段的排风平巷。如此布置不仅防止了污风的串联，而且也节省了开掘专用回风道的工程量，实现了井巷工程的一掘二用，一举两得。在09中段南端南端增加一处Ⅱ级机站，排出09中段南端的采矿和开拓作业的污风。
由于是盘区进路式采矿，独头采场的通风均采用局部通风解决。
系统从上之下，在排风中段的南北两翼共计配备了11处机站，各机站的风机配备情况见表2所示。
表2通风系统机站风机配备
序号 风机型号（叶片角） 装机功率（kW） 排风量（m3/s） 机 站 位 置 备 注
1 K40-6-No.13(26) 37 24 04中段南翼
2 K45-4-No12(35) 75 28 05中段南翼
3 K45-4-No12(35) 75 33 06中段南翼
4 K40-6-No.16(26) 2×55 26 07中段南翼
5 DK54（BⅣ）-4-No13（37） 2×55 25 08中段南翼
6 DK54（BⅣ）-4-No13（37） 2×55 26 09中段南翼
7 K40-6-No13（32） 22 21 02中段北翼
8 DK57（BⅣ）-4-No11（35） 2×30 16 05中段北翼
9 DK57（BⅣ）-4-No11（37） 2×30 18 06中段北翼
10 DK60（BⅣ）-4-No11（40） 2×30 18 07中段北翼
11 DK60（BⅣ）-4-No11（40） 2×30 19 08中段北翼
合计
四、结语
新通风系统建立后，井下环境得到了明显的改观，为井下生产创造了良好的作业条件，效果明顯。足够的新鲜风流已经送到井下的各个水平，在各级机站正常运行状态下，全矿总风量从系统改造前的161.8m3/s提高到196.4m3/s，总风量增加了34.6m3/s。全矿有效风量率从原来的57.8%左右，提高到75.2%。总之，焦家金矿多级机站通风系统的研究和应用，为企业解决了通风困难、气温升高等问题，提高了矿山的生产能力，保证了矿山的安全发展。
参考文献：
[1]王波，陈宝智，陈喜山，董金奎。排风侧分区多级机站通风系统的应用实践[J]黄金科学技术，2008（4）。
【关键词】多级机站；通风系统；应用
中图分类号：TD724文献标识码： A
一、前言
近年来，由于冶金矿山的不断壮大，多级机站通风系统被广泛的应用在其中。它对冶金矿山的发展具有重要的意义。因此，在冶金矿山的后续开采中，我们要根据通风系统优化原则,设计出合理的多级机站通风系统方案,确保冶金矿山开发工程的发展。
二、多级机站通风系统的概述
多级机站通风系统技术具有井下压力梯度小，漏风少，节能显著等优点，一经应用便具有了强大的生命力。20多年来，多级机站通风系统技术在我国金属矿山的通风系统改造中得到了广泛的应用，为矿山节能、通风安全、提高通风效益等做出了积极的贡献。
一个完整的多级机站通风系统由4级机站组成：
I级机站：为压入式机站，机站设置于系统的进风段，新鲜风流经它引导进入井下。
Ⅱ级机站：起通风压力接力和井下作业区引风的作用，是保证作业区供风的主要风机，即其直接作用对象是井下采矿作业区。
Ⅲ级机站：为抽出式风机，在采区的回风部分，直接将采区的污浊空气排出。
Ⅳ级机站：是通风系统的总回风机站，其作用是防止自然风流的干扰，防止风流在回风系统中无序流动。它将各采区排出的污风排至地表。
除此之外，在风阻比较大的区段，可增加部分附加机站。
三、实例分析
1、矿山基本概况
焦家金矿位于山东省莱州市境内，是一座具有三十年历史的采、选、冶大型黄金矿山。
矿山主要采用主、副竖井、斜井和斜坡道的中央式开拓系统，矿体倾角300左右，矿体和围岩均不稳固。
采矿方法为上向分层进路式胶结充填采矿法。
2、矿山原通风系统概况
矿山原通风系统其布置形式如图1所示。
图1
3、目前通风系统存在的主要问题
由于矿山大幅度扩产，开拓工程的不断延深，使得目前矿井通风量明显满足不了井下生产的要求，带来以下问题：
（1）井下风量不足
由于矿井的日产量急剧增加，大量地增加了采矿工作面的数量，故此，由于产量的急剧增加导致风量严重不足。
（2）通风阻力急剧增加
一方面，由于产量增加导致了需风量增大使得排风井中的风速增大至10m/s以上，阻力急增；另一方面，又将北风井改造成为了提升井安装了罐笼，人为导致了井筒阻力的大幅增加。
（3）中段之间相互影响
由于矿井深度增加、产量的增大风量增加、加上北风井井筒装配罐笼致使本来排风断面积不大的主排风井的阻力增大，因此光靠中段现有的风机的能力难以克服其通风阻力。这必将在导致增加各风机容量的同时，各中段风机之间的作用互相影响抵消，不能有效发挥作用，风机效率降低。
（4）风机容量无法满足要求
由于矿井产量的提高，用风量的增加，井下原有的风机明显能力不足。同时原来试验应用的叶片角自动调整的三台风机由于技术不过关，叶片角已无法调整到指定角度，不能满足风量要求。
4、矿井通风系统设计方案
矿井设计采用中央进风、两翼排风的多中段多机站通风系统形式。其布置形式如图2所示。
新鲜风流由斜井、主竖井、斜坡道、小竖井以及旧大井进入井下，并分配到各个中段采矿分段巷进入两翼的采场；经采场局扇排出的污风通过位于下盘分段巷道中的通风天井排至上一中段的一分段排风巷内，由两翼机站风机将其排入南、北风井之中直达地表。
图2
通风系统中，北端在02中段旧北风井底设置一处Ⅱ级机站，04中段排出的污风经03、02中段通过北端的天井群上排至旧北风井中排出地表，减轻新北风井的负担。原03中段南端的Ⅱ级机站去掉，风流可直接经采矿天井下行至04中段，排入南风井中。06中段以上的污风由04和05中段的沿脉运输巷改造的专用回风道排入南北风井中；07中段和08中段以及以下各中段在生产时期的污风均利用上中段一分段的分段巷道下掘与排风中段相联作为回风巷道，最底部的开拓采准中段暂时利用先开掘出的本中段三分段巷道作为排风巷，待到该中段转入生产时期，上中段上采至二分段以上再转而利用上中段的一分巷作为本中段的排风平巷。如此布置不仅防止了污风的串联，而且也节省了开掘专用回风道的工程量，实现了井巷工程的一掘二用，一举两得。在09中段南端南端增加一处Ⅱ级机站，排出09中段南端的采矿和开拓作业的污风。
由于是盘区进路式采矿，独头采场的通风均采用局部通风解决。
系统从上之下，在排风中段的南北两翼共计配备了11处机站，各机站的风机配备情况见表2所示。
表2通风系统机站风机配备
序号 风机型号（叶片角） 装机功率（kW） 排风量（m3/s） 机 站 位 置 备 注
1 K40-6-No.13(26) 37 24 04中段南翼
2 K45-4-No12(35) 75 28 05中段南翼
3 K45-4-No12(35) 75 33 06中段南翼
4 K40-6-No.16(26) 2×55 26 07中段南翼
5 DK54（BⅣ）-4-No13（37） 2×55 25 08中段南翼
6 DK54（BⅣ）-4-No13（37） 2×55 26 09中段南翼
7 K40-6-No13（32） 22 21 02中段北翼
8 DK57（BⅣ）-4-No11（35） 2×30 16 05中段北翼
9 DK57（BⅣ）-4-No11（37） 2×30 18 06中段北翼
10 DK60（BⅣ）-4-No11（40） 2×30 18 07中段北翼
11 DK60（BⅣ）-4-No11（40） 2×30 19 08中段北翼
合计
四、结语
新通风系统建立后，井下环境得到了明显的改观，为井下生产创造了良好的作业条件，效果明顯。足够的新鲜风流已经送到井下的各个水平，在各级机站正常运行状态下，全矿总风量从系统改造前的161.8m3/s提高到196.4m3/s，总风量增加了34.6m3/s。全矿有效风量率从原来的57.8%左右，提高到75.2%。总之，焦家金矿多级机站通风系统的研究和应用，为企业解决了通风困难、气温升高等问题，提高了矿山的生产能力，保证了矿山的安全发展。
参考文献：
[1]王波，陈宝智，陈喜山，董金奎。排风侧分区多级机站通风系统的应用实践[J]黄金科学技术，2008（4）。