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试论采用矿井通风技术治理井下热害
作者:刘邦强  时间:2014/8/7 15:55:00  来源:论文天下论文网

  摘 要:随着时代的进步和经济的发展,我国矿产资源被大幅开采,出现了多种类型的矿井。为了满足日益扩大的资源需求,对矿山的开采越来越深,随之出现了严重的矿井热害问题,对井下工人的健康和安全造成了很大的危害,需要引起足够的重视。简要分析治理井下热害的措施,希望可以为相关工作提供一些有价值的参考建议。


  关键词:矿井;通风技术;井下热害;治理措施


  中图分类号:TD72 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)06-0044-02


  经过几十年的开采,金属矿井越来越深,地面温度也持续上升,再加上其他一些因素的影响,矿井受到高温威胁。在井下气温较高的环境中作业会很大程度地降低劳动效率,对工人的健康和安全造成威胁,并且很容易导致各类事故发生。
  1 井下热源的危害
  经调查发现,井下有许多热源在散热,使得井下气温上升。这些热源包括地热、地下水气、人体代谢和氧化反应产生的热等。井下热源危害很大,具体来讲,包括以下三方面。
  1.1 对人体的危害
  井下气温一般在30 ℃以上,相对湿度在80%以上,这就形成了一种高温、高湿的环境。在这种环境下,工人如果长时间作业,不仅容易出现中暑、热虚脱等情况,同时由于体温和皮温的上升,体温调节出现障碍,水、盐代谢紊乱,影响人体机能。另外,如果长时间处于这种高温、高湿的环境下,人体循环系统、泌尿系统和神经系统会大量失水,影响人体正常功能,导致疾病的发生。
  1.2 对劳动效率和安全的影响
  据统计,在高温矿井中作业,工作效率往往很低,部分矿井相对劳动效率甚至不足30%. 研究表明,在工人数量不变的前提下,井下温度每升高1 ℃,劳动效率将会降低30%左右。这是因为当温度较高时,人的中枢神经系统容易失调,导致人体出现疲劳或全身无力的症状,这样不仅影响工作效率,还会引发各类事故发生。综合调查显示,矿井事故多发生于每年的5,6月份,这个时间段,井下气温都在30 ℃以上,相对湿度也将近90%.
  1.3 对矿井气候条件的影响
  在分析井下热源对矿井气候条件的影响之前,必须对矿井气候条件有一个正确的认识。首先,空气温度并不是影响矿井气候条件的唯一因素,此外,空气湿度和风速也会在很大程度上对其造成影响。鉴于此,我国颁布了相关的安全规章制度,严格规定金属矿山井下作业点的空气温度必须保持在26 ℃以下,相对湿度必须保持在90%左右,这样才不会影响到井下工人的健康和安全。
  2 井下热害的治理措施
  治理井下热害最根本的措施就是采用矿井通风技术,为井下工作人员提供更舒适的作业环境,提高工人的劳动效率,保证工人的人身安全。采用矿井通风技术治理热害主要从以下几点做起。
  2.1 增大井下通风量
  增大井下通风量,有以下四种方式。
  2.1.1 适当降低井下通风风阻
  当井巷断面面积固定不变时,要想获得最小的井巷风阻,就需要选择最大的水力半径。断面的形状多种多样,其中,圆形断面水力半径最大,因此,尽量将井巷断面形状设计为圆形。经研究发现,井巷断面的面积大小直接影响其摩擦系数。要降低通风阻力,可以适当加大井巷断面。另外,为了有效降低井巷表面摩擦,还可以结合具体情况,合理利用表面衬砌、光面爆破等方法,同时,还需要及时清除掉井巷内的堆积物。
  2.1.2 防止漏风
  如果矿井中存在漏风问题,会降低工作面的有效风量。针对这种情况,可以应用对角式通风系统,且采用“后退”式开采方式增大通风量。在脉外岩石中布置进风和回风巷道,提高通风构筑物的质量,强化其严密性,避免出现漏风问题。另外,为了减少井下漏风情况的发生,还可以在风路中安装辅扇,或应用降阻调节法调节风量等。
  2.1.3 改变主扇工作特性,提高通风机能力
  假定矿井风阻不变,风机的转速会直接影响风量的大小,所以,应提高主扇的调控能力,对其转速进行调整。在调整轴流式风机叶片安装角时,风量与叶片安装角需成正比。另外,在调整主扇的转速时,还可以充分利用变频调速技术,这样可以改变主扇的工作特性,提升通风机能力。
  2.1.4 加强通风管理
  有效地改善通风系统各个组成部分的维护状态,最大限度地降低漏风和风流循环,提高通风系统中各类扇风机的运转效率。另外,还需要结合矿井通风情况,定期测矿井通风阻力、风压、风量和风机性能参数等,合理调整通风系统,使其更好地运作。
  2.2 采取合理的阶段通风网路结构
  可以将“多阶段同时作业”模式应用到金属矿山中,那么就有不同阶段的通风网路结构,这样有效地限制了作业中串入采空区的热风,增加了通风量。在采场下行的通风过程中,风流方向和矿岩运输方向是一致的,使矿岩在运输过程中释放出的热量、水蒸气和运输设备散出的热不再返回工作面,大大改善了工作面入风流的空气状态。
  2.3 对通风系统进行优化
  矿床开采方式会直接影响矿井通风系统。由于采用的开采方式不同,所获得的入风线路长度不同,这样进入工作面的风流温度也就有所差别。通常情况下,可以综合利用分区式开采和对角式通风系统,降低入风线路的长度,进而降低入风流到达工作面时的温度。
  3 结束语
  通过以上叙述可知,在矿山开采中,随着矿井深度的增加,出现了严重的热害问题,这严重影响到井下工人的健康,降低了工作效率,需要引起足够的重视。在治理井下热害方面,可以通过增加井下通风量、优化通风系统、采用合理的阶段通风网路结构等改善井下通风质量。

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