大红山铁矿Ⅱ 1 矿组中深部400万吨/年开采的高效低耗通风技术研究

发布时间：2022-05-06 21:10

　　昆钢大红山铁矿采用无底柱分段崩落法采矿，生产能力高达400万吨/年，是我国兴建的又一个特大型地下开采金属矿山。由于其特殊的地理环境、地质条件和生产工艺，矿井通风系统肩负着“克服铀矿化带放射性危害、改善井下高温环境、排出进路炮烟、油烟和粉尘、避免坑内溜破系统产尘污染风源”等四大问题的重任。作者于1994～1996年对矿井供风量与回风斜井合理性进行了研究，提出了“降低供风量、取消3^#斜井”合理化建议应用后，矿井供风量从600m~3/s降低至481.77m~3/s，取消3^#斜井节省投资452.46万元，减少设备投资上百万元，降低通风电耗48.23％，每年至少可以减少电费开支770.24万元。2003～2005年又在省科技厅支持下，进一步针对大红山铁矿如何解决上述四大问题，构建满足400万吨/年生产要求的高效、低耗、合理通风系统这一重大课题，深入现场调查测定排氡降温通风要素，认真开展通风系统构建要素与构建方案分析研究，解答了氡析出规律、通风方式、井下热因、降温风速及矿井合理供风量等争议多年的疑难问题，提出了能够克服铀矿化带放射性危害、改善井下高温环境... 

【文章页数】：162 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 构建合理通风系统的重要性
        1.1.1 地下采矿的污染与环境问题
        1.1.2 合理通风的意义与效益
        1.1.3 构建合理通风系统是实现合理通风的基础
    1.2 我国金属矿山通风发展与改革历程
        1.2.1 五十年代中期开始建立机械通风
        1.2.2 六十年代初期出现分区通风
        1.2.3 六、七十年代改进通风网路
        1.2.4 七十年代中期主扇-辅扇调控方式初见成效
        1.2.5 七十年代后期压抽混合控氡减漏效果显著
        1.2.6 八十年代初期矿用轻型节能风机研制成功
        1.2.7 八十年代中期引进发展多级机站
        1.2.8 九十年代开始调控方式向多样化方向发展
    1.3 相关通风技术与手段发展状况
        1.3.1 复杂通风网路调控方法研究状况
        1.3.2 复杂通风网路解算软件研发状况
        1.3.3 风机监控手段发展概况
        1.3.4 设计方案常用优选方法
    1.4 传统设计方法及其特点分析
        1.4.1 传统设计方法概述
        1.4.2 传统设计方法的特点分析
        1.4.3 不注重工作面是导致低效高耗的主要原因
    1.5 多级机站通风机理与存在问题分析
        1.5.1 多级机站控制外部漏风的原理
        1.5.2 机站级数确定方法及其化简的典型模式
        1.5.3 多级机站节能机理分析
        1.5.4 多级机站在应用中出现的问题
    1.6 建构高效低耗通风系统的思路
    1.7 论文的研究内容及目的与意义
第二章 大红山铁矿通风问题及前期研究情况
    2.1 大红山铁矿概况及开采方案
        2.1.1 大红山铁矿概况
        2.1.2 矿床开拓运输方案
    2.2 要求通风系统解决的四大问题
        2.2.1 铀矿化带放射性影响
        2.2.2 井下环境高温问题
        2.2.3 进路炮烟、油烟、粉尘排出问题
        2.2.4 坑内溜破系统产尘污染问题
    2.3 原设计提出的通风方案
        2.3.1 原设计指导思想及方案调整概况
        2.3.2 矿井供风量的反复修改情况
        2.3.3 回风斜井条数与断面的修改
        2.3.4 机站级数与压力状态的调整
        2.3.5 优化调整后的通风系统建设方案
        2.3.6 采场工作面局部通风方案
    2.4 合作开展的前期研究及实践成果
        2.4.1 对风量与回风井合理性的研究节支降耗显著
        2.4.2 构建的基建通风系统明显改善了井下环境
    2.5 深入研究建议的提出与批准
        2.5.1 存在疑虑急需研究论证的几个问题
        2.5.2 深入研究建议的提出
        2.5.3 课题的立项与目标
第三章 对排氡降温通风要素的调查分析
    3.1 调查测定的目的、基础与内容
        3.1.1 开展实地调查研究的目的
        3.1.2 调查测定的基础状况
        3.1.3 实地调查测定的基本内容
    3.2 对井下铀矿化状况的调查分析
        3.2.1 井下γ辐射实测结果及分析
        3.2.2 铀矿化带分布情况的落实
    3.3 抽出式通风排氡、排烟、降温效果测定
        3.3.1 抽出式通风实测结果
        3.3.2 实测结果初步分析
    3.4 氡析出规律及排氡通风措施研究
        3.4.1 铀-氡的关系及危害
        3.4.2 井下氡的来源及影响因素
        3.4.3 对排氡通风方式的看法
        3.4.4 在矿化带崩落前通风方式没有特殊要求
        3.4.5 未投产前氡浓度影响因素分析
        3.4.6 投产后崩落带中最大氡浓度预测
        3.4.7 进路中氡浓度与排氡通风计算
        3.4.8 实际氡浓度与排氡风速计算
        3.4.9 氡浓度随着分段下降而降低的规律
        3.4.10 氡问题及应对措施调查研究结论
    3.5 井下高温原因调查分析
        3.5.1 井下气温实测情况
        3.5.2 进风温度对井下气温的影响分析
        3.5.3 贯穿风流对井下气温的影响分析
        3.5.4 汽车散热对井下气温影响分析
        3.5.5 影响气温的三个因素作用大小分析
    3.6 其他热因分析及综合降温措施
        3.6.1 地温影响与通风降温措施
        3.6.2 地表气候影响及应对措施
        3.6.3 建议采取的综合降温措施
    3.7 工作面合理降温风速调查研究
        3.7.1 秋冬季节井下气候调查分析
        3.7.2 井下热环境的等效温度衡量法
        3.7.3 应用等效温度推测降温需求风速
        3.7.4 建议根据实际需求和调控效能科学确定供需比
第四章 通风系统构建要素合理性研究
    4.1 依据生产布局拟定单元通风方案
        4.1.1 开采规划及需风工作面分布
        4.1.2 以生产区域为基础划分通风单元
        4.1.3 溜破污风的三种处理方案
    4.2 根据工作面需要核定需风量
        4.2.1 工作面卫生标准及通风要求
        4.2.2 工作面需风量计算
        4.2.3 通风系统需风量、供风量计算
        4.2.4 根据柴油设备需风量校核供风量
    4.3 各种通风方式阻力与电耗分析
        4.3.1 各种通风方式的阻力与电耗
        4.3.2 对各种通风方式的分析
    4.4 主要进出风井巷合理性分析
        4.4.1 新增3~#回风斜井的合理性分析
        4.4.2 深部采区专用进风井合理性研究
        4.4.3 整合中部采区进风道的建议
        4.4.4 中部采区进风、回风方式合理性分析
    4.5 供风与分风调控方案研究
        4.5.1 供风与分风调控方案
        4.5.2 防冲击、防循环及反风措施
        4.5.3 调控方案预期效果分析
        4.5.4 调控方案效能评价
        4.5.5 单元调控增效节支能力
    4.6 独头进路通风初步研究
        4.6.1 小断面通风穿脉效果分析
        4.6.2 独头进路初步通风方案
        4.6.3 探索爆堆通风的可能性
        4.6.4 建议立项深入研究进路通风
    4.7 增大供风量的降温效果与功耗成本研究
        4.7.1 研究增大风量降温效果与功耗成本的必要性
        4.7.2 提高风速的降温效果分析
        4.7.3 提高风速后风量增加情况
        4.7.4 功耗和电费随风量增加的情况
        4.7.5 增大风速降温的技术经济效益分析
    4.8 通风管理难题的应对措施
        4.8.1 风流与风机是通风管理的两大难题
        4.8.2 建好通风单元解决风流管理难题
        4.8.3 研制集控系统克服风机管理难题
        4.8.4 建好通风单元搞好集中控制是关键
第五章 通风系统构建方案分析研究
    5.1 综合研究成果提出构建方案
        5.1.1 通风系统构建要素合理性研究结论
        5.1.2 综合调研成果提出三个构建方案
    5.2 单元调控一翼回风方案
        5.2.1 一翼回风的单元式通风系统构建方法
        5.2.2 溜破回风道和总回风井下段合理断面研究
        5.2.3 一翼回风方案预期效果分析
        5.2.4 一翼回风方案风机选型及电耗预计
        5.2.5 一翼回风方案总投资估算
        5.2.6 一翼回风方案存在的主要问题
    5.3 单元调控两翼回风方案
        5.3.1 针对一翼回风不足提出两翼回风方案
        5.3.2 利用胶带井排尘的可行性分析
        5.3.3 两翼回风方案预期效果分析
        5.3.4 两翼回风方案风机选型及电耗预计
        5.3.5 两翼回风方案总投资估算
        5.3.6 两翼回风方案的主要特点
    5.4 溜破污风净化的单元通风方案
        5.4.1 为再降电耗提出溜破污风净化再用方案
        5.4.2 溜破污风净化方案风机选型及电耗估计
        5.4.3 溜破污风净化再用方案总投资估算
        5.4.4 溜破污风净化再用方案预期效果分析
        5.4.5 溜破污风净化再用方案特点综述
    5.5 三个方案技术经济指标汇总及特点综述
        5.5.1 三个构建方案技术经济指标
        5.5.2 三个构建方案特点综述
    5.6 应用层次分析法优选实施方案
        5.6.1 三个构建方案的主要指标对比
        5.6.2 方案优劣的层次分析方法与程序
        5.6.3 确立构建方案优选层次模型
        5.6.4 三种抉择观点及其评判准则重要性顺序
        5.6.5 构建评判准则与构建方案评判矩阵
        5.6.6 层次单排序计算及其一致性检验
        5.6.7 层次总排序计算及其一致性检验
        5.6.8 三个方案三种观点层次分析结果讨论
        5.6.9 对实施方案决策的建议
    5.7 推荐方案比原设计节支降耗增效情况
        5.7.1 可以节省的投资费用统计
        5.7.2 可取得的节能降耗效益计算
        5.7.3 能够解决的通风管理难题
        5.7.4 能够使通风系统增强的效能
        5.7.5 推荐方案与原设计方案技术经济指标对比
第六章 结论及建议
致谢
参考文献
附件A: 攻读工程硕士期间发表的论文目录
附件B: 攻读工程硕士期间科研工作获奖情况


【参考文献】：
期刊论文
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[2]多级机站通风系统的节能机理初探[J]. 左铁军.  矿业工程. 2004(04)
[3]多级机站通风新模式和矿井通风技术的新进展[J]. 陈喜山,梁晓春,李杨.  中国矿业. 2002(05)
[4]金属矿山矿井通风技术的新进展[J]. 陈喜山,梁晓春,李杨.  金属矿山. 2002(09)
[5]高效低耗通风系统建立方法研究与应用[J]. 段永祥,王育军,普义,周洵远,邱宝庆,杨祖建,余庆华,张富国,张新普.  昆明冶金高等专科学校学报. 2002(02)
[6]什么是合理通风[J]. P.M.琼斯,J.R.马克斯,侯大德,祝玉学.  国外金属矿山. 2002(02)
[7]多级机站通风计算机集中监控系统[J]. 贡锁国,洪候山,黄欣,贾安民,陈宜华.  金属矿山. 2002(04)
[8]多级机站通风局部阻力的研究[J]. 潘军义,董振民.  金属矿山. 2001(09)
[9]单元式高效低耗通风系统的建立[J]. 段永祥,王育军,普义,周洵远.  矿业快报. 2001(13)
[10]论多级机站通风技术的若干问题[J]. 董振民.  矿业快报. 2001(12)



本文编号：3651222