矿井辅助生产工作

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矿井生产中，除采矿、掘进、提升运输等主要生产环节外，还有辅助生产工作，如矿井通风、矿井排水、矿山压缩空气供应、矿井供水、矿山供电等。辅助生产为主要生产创造正常的工作条件并与主要生产同时进行，它们也是矿井生产十分重要的组成部份。
     第一节      矿井通风
   一、矿井通风的目的和任务
    地面新鲜空气进人矿并后，由于凿岩、爆破、装矿、运矿和卸矿等作业的进行而被污染，形成井下污独空气。井下污浊空的组成成份与地面新鲜空气差别较大，主要表现为混入了粉尘、增加了有害气体、降低了氧的含量。
  粉尘是在采矿生产过程中（如凿岩、爆破、装卸矿石等）产生的矿石或岩石的细微颗粒。部份粉尘可长期飘浮在矿井空气中，飘浮的粉尘、特别是游离二氧化硅（SiO2）粉尘，被人吸入肺内经长期的积聚变化，就会引起患一种职业病—矽肺病，严重危害人体健康。
   矿井中的有害气体有二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等，主要由爆破作业产生，当它们的浓度超过一定值后，短时期内就能使人中毒死亡。
  矿井空气中含氧量相对减少是由于坑木的腐朽、矿岩的氧化、有害气体的混人以及人员呼吸等原因造成。如果矿内空气中氧含量减少过多，就会直接影响人体健康，甚至危及人的生命安全。
   目前，矿山主要从两方面来减少和消除粉尘及有害气体的危害：
　l．防止或减少粉尘及有害气体的产生。例如，用钻进法等新的破岩方法代替凿岩爆破法以消除爆破产生的有害气体；寻求有效的柴油废气净化装置以净化柴油无轨自行设备排出的废气；在设计和使用采、装、运设备时防止粉尘的产生和飞扬等。
　2.降低空气中粉尘的含量及有害气体的浓度、达到国家规定的卫生标准。目前行之有效的方法就是矿井通风。
   所谓矿井通凤就是不断地将地面新鲜空气送入矿井内，并将矿井内的污浊空气排至地面的过程。矿井通风的目的和任务主要是：
  1.向井下送入足够的新鲜空气，以保证人员呼吸；
  2．吹散和冲淡井下的有害气体及粉尘，并把污浊空气排至地面，以保证人员的健康和安全；
  3．调节矿井的温度和湿度等，以创造舒适的劳动条件。
二、矿井通风系统
    进行矿井通风时，风流流动路线一般是：新鲜风流由进风井送人矿井内、经石门、阶段运输平巷、横巷、天井等到达工作而以供需要，冲洗工作面后的污风经天井、上部的阶段风巷道、回风石门等最后由出风井排至地表。为了合理地分配风量以及使风流按规定的路线流动，还必须在设计规定的地方设置风门、风墙、风窗、凤桥等凤流控制设施。风流所流经的全部通风路线及设施（包括通风设备）就组成矿井通风系统。
    进行矿井通风时，可以整个矿井是一个统一的通风系统，也可以把矿井划分为几个相互独立的分区，每个分区为一个独立的通风系统，前者称为矿井统一通风，后者称为分区通风。地下金属矿山的矿井开采范围不很大，所以矿井统一通风应用较广泛，但对所需风量大、通风线路长的矿井，分区通风则更为有利。
    无论是矿井统一通风还是分区通风，通风系统按进风井与出风井的位置可分为中央式和对角式两种类型：
                           

              图7-1   通风系统示意图（统一通风，中央式布置）
               —矿体边界线；#    风门或密闭；→风流方向
            
           1-进风井；2-出风井；3-风硐；4-扇风机
                  图7-2   通风系统示意图（分区通风，对角式布置）
    中央式布置是进风井与出风井的位置大致在井田（或分区）走向方向的中央，如图7-1;对角式布置有双翼对角式（中央对角式）和单翼对角式（侧翼对角式）两种。双翼对角式是一个进风井（或出风井）大致位于井田（或分区）走向方向的中央，而两个出风井（或进风井）分别位于井田（或分区）走向两端的边界附近。单翼对角式是进风井位于井田（或分区）走向一端的边界附近，而出风井位于井田（或分区）走向另一端的边界附近。对角式布置如图7-2。
由于对角式布置安全出口分散、通风简单可靠，易于管理，所以我国金属矿山广泛采用。生产能力大的矿山常用双翼对角式，生产能力不大或侧翼开拓的矿山常用单翼对角式。
   三、矿井通风方法
　矿井内空气之所以能够流动是由于进风井口与出风井口之间存在着压力差，我们把造成进风井口与出风井口之间压力差、促使矿井内空气流动的动力称为通风动力。按通风动力可将矿井通风方法分为自然通风和机械通风。
自然通风
自然通风是靠自然因素（主要是进风井与出风井空气柱的重量不同）所形成的压力差来促使矿井空气流动。出风井与进风井的空气柱重量之所以不同是由于存在着高差以及温度、湿度不而产生的。
自然通风的风流方向及风量随季节变化、难以调节，压差小，通风困难，不可靠，故仅有少数高山地区的小型矿山采用。
   2．机械通风
　机械通风是利用专门的机械设备（扇风机）造成进风井口与出风井口之间的压力差来促使井下空气流动。机械通风受季节化影响不大，风流方向及风量均可调节，是一种可靠的通风方祛，被矿山广泛采用。
  机械通风所用的扇风机有两种，即离心式扇风机和轴流式扇风机，如图7－3、图7一4所示。


　  离心式扇风机由于风量较小、笨重等，目前已很少采用，仅使用在少数小型矿山。
     轴流式扇风机是我国金属矿山广泛采用的一种主要扇风机。它有效率高、重量轻、动轮叶片可调整等优点，但它噪音大，维修较复杂。
    扇风机一般都设置在井筒附近，利用风峒把扇风机与井筒连接起来，如图7-1。
    如果扇风机工作时，从井下抽出污浊空气，这种通风方式（或称扇风机的工作方式）叫抽出式；如果扇风机工作时，把地面新鲜空气压入井下，这种通风方式叫压入式。我国金属矿山采用抽出式通风较多，如图7-1,图7-2所示均为抽出式通风。
四.矿井通风要素
   矿井通风有两个基本要素，即风量和风压，它门也是选择扇风机时的两个重要参数。
矿井通风的风量（全矿总风量）是指送入井下的新鲜空气的数量或从井下排至地面的污浊空气的数量，单位为米3∕分。金属矿山所需风量主要根据井下各工作面除尘和排除炮烟的要求确定。
　矿井通风的风压（或通风压力）是指扇风机（或自然风力）在进风井口与出风口之间造成的压力差。它是用来促使井下空气流动，克服井巷通风阻力的。所谓井巷通风阻力是井下空气在井巷中流动所遇到的阻力。井巷通风阻力主要有：风流与井巷周壁互相摩擦。以及空气分子间互相碰撞而产生的摩擦阻力；风流流经井巷中突然扩大、突然缩小、转弯等处时，空气分子间有冲击而产生的局部阻力；井巷中有障碍物（堆积物、矿车等）风流流经时而产生的正面阻力。
  井巷通风总阻力（h阻）与风量（Q）有如下关系：
   h阻=h摩+h局=（R摩+R局）Q2　　　　h阻=R总Q2
　式中h摩。h局为井巷摩擦阻力和井巷的局部阻力，其单位为毫米水柱；R摩，R局为摩擦风阻和局部风阻，单位为千缪。
   R总称为总风阻，风阻的大小与通风系统中线路的长短、井巷，断面的大小、形状及其变化情况、弯道的多少以及井巷周壁的粗糙程度等有关。因此，风阻是综合表明整个矿井通凤网路特征的物理量。风阻愈大通风愈困难，凤阻愈小通风就愈容易，所以风阻R总是选择扇风机和确定扇风机工作的重要参数。
   第二节     矿井排水
  矿井排水方法
  矿床开采过程中，井巷中常有渗水或涌水现象，井下生产用水用后也矿山井巷中，这些都使井下出现积水。矿井水若不及时排出，就会愈积愈多，进而淹没矿井，造成停工停产。因此，及时把矿井水排至地面，创造无积水且比较卫生的工作环境，是矿井排水的任务。矿井排水的方法有自流式和扬升式两种。
   自流式排水是使坑内的水自行流到地面。采用平闹开拓时，坑内水才可从平甫自行流出。这是一种最经济可靠的排水方法。
   扬升式排水是借助于排水设备将水扬至地面。当采用井简开拓时，必须采用这种排水方法.扬升式排水过程如图7-5，矿井水顺阶段巷道水沟汇集于井底车场附近的水仓中，水仓与水泵房之吸水井相通。当电动机转动时带动水泵运转，它使吸水井中的水经吸水罩沿吸水管不断地吸入水泵中，一同时使水泵中的水经排水口沿排水管不断地排至地面。
二、排水系统
  扬升式排水主要有三种布置系统：
  1.直接排水：如图7-6a所示，各阶段都设置水泵房，各阶段排水设备是独立的，分别用各自的排水设备将水直接扬至地面。
                                       
                        图7-5    扬升式排水沟示意图
１－水仓；2-吸水井；3-吸水管；4-水泵；5-电动机；6-排水管道；7-井筒；8-吸水罩；9-管子电缆斜道；10-水泵房
    这种排水系统的优点是各水平的排水工作互不影响，但有所需设备多，井筒敷设的管路多，管理和检修复杂等缺点，所以金属矿山使用较少。
    接力排水：如图7-6b所示，下部水平的积水由辅助排水设备排至上部水平的水仓中，而后再由主排水设备排至地面。
　这种排水系统的优点是下部辅助排水设备便于移动，缺点是当主排水设备发生故障可能使上下各水平都被淹。它适用于深井或者上部涌水量大，下部涌水量小的矿井。
   3．集中排水：上部水平的积水用下水井，下水钻孔或下水管道引入下部水平的水仓中，然后由主排水设备集中排至地面。            
　这种排水系统的缺点是上部水平的水流至下部水平损失了位能，增加了电能消耗，但是它有排水系统简单，基建费和管理费都较少等优点，所以金属矿山使用较多，特别是下部水平涌水量大、上部水平涌水量小时使用最有利。
  三、排水设备
  矿井排水设备主要包括水泵和排水管道。
  1．水泵
   矿用水泵一般为离心式水泵，如图7-7。它主要是通过离心，力的作用使水不断地吸人和排出.单级水泵仅一个叶轮，扬升高度有限。当扬程大时，可用多级水泵，多级水泵是利用在一根轴上串联多个叶轮来增加扬升高度。矿用主排水设备为多级水泵。
  2.排水管．
    排水管一般都敷设在井筒的管道中间，当垂直深度在200米以内采用焊按钢管、超过200米以内采用焊接钢管，超过200米可采用无缝钢管。矿井的主排水管路至少敷设两条，一条不能使用时，另一条必须在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。
                                       
　　　　　　　　　　　　图7-7     单级离心式水泵示意图
１－加水口；2-轴；3-叶轮；4-机壳；5-排水管；6-吸水井；7-吸水罩；8-吸水管
  排水管靠近水泵处有闸板阀和逆止阀。闸板阀作为调节排水量及开闭排水管路之用，逆止阀是在水泵停转时，防止排水管中的水倒流人水泵中，以免水轮损坏。
       第三节 矿山压缩空气供应
   矿床开采过程中使用了大量的风动机械，如凤动凿岩机、风动装岩机等，因此，要求产生和输送压缩空气（简称压气或压风）为风动机械提供动力。产生和输送压气的设备主要有压气机、管路和辅助装置。
    一．压气机
   压气机是产生压缩空气的设备。我国生产的压气机有往复式压气机、螺杆式压气机、离心式压气机等，目前矿山广泛使用往复式压气机。如图7-8所示，往复式压气机是利用活塞在气缸中的往复运动来产生压气，为使排气压力满足风动机械的要求，矿用压气机都采用两级压缩。
  压气机的主要技术特征是排气压力和排气量。国产矿用往复式压气机排气压力为7～8公斤／厘米2排气量有3、6、9、10,12, 20, 30, 40, 60, 90, 100米3／分等几种。
                                 
二、辅助装置
  　辅助装置主要有空气过滤器、凤包和水冷却设施。空气过滤器是净化空气的装置，它使空气中的尘土不致进入压气机以保证气阀、气缸壁、活塞等正常工作。
  　风包又称气罐，它是一个圆筒伏的密封容器，设在压气机和管网之间，其作用是：（1）缓和由于往复式压气机排送压气的不连续性而起的压力波动；（2）除去压气中所含的水份和润滑油（3）储藏压气，供压气消耗量增大或压气机停止运转时之需。
  　水冷却设施的作用是使水不断地在中间冷却器、气缸外水套中循环流动，以便不断地带走工作过程中产生的热量。流经中间冷却器和气缸外水套后的热水在冷却塔或喷水池中得到冷却，从而保证进入压气机冷却水温度低而恒定。
三、管路
　 矿山压气管道的作用是输送压气。由于矿出使用压气的工作面很多，因此形成树枝状的管道网。管道一般为无缝钢管或对焊钢管。敷设在地面、主要开拓巷道等处的不移动的干线管道可用焊接的方法连接，移动管道则可用套筒、法兰盘连接，风动机械与压气管网之间用挠性软管（风绳）连接。
四、压气供应系统
    压气机、辅助装置及压气输送管道网组成矿山压气供应系统。压气供应系统的布置主要取决于矿床开拓系统。一般压气机站都设在井口工业场地附近，从地表沿主井（主平硐）或副井（辅助平硐）向各阶段的井底车场、石门、主要运输平巷等敷设管道直至各采掘工作面。具体线路的确定以安装维修方便、线路短、压力损失小等为准。

◇巳◆伪亽妻

zhang哥 的  还是顶一下