论文部分内容阅读
铀矿井不同于其它矿井的最大特点是井下存在氡及其子体对工作人员的辐射危害,而现阶段抑制和排除氡、氡子体以及粉尘等有毒有害物质危害的最有效的方法就是实现机械通风,通风降氡可为井下工作人员创造一个良好的工作环境,保证井下各种有毒有害物质的浓度不超过相应国家标准规定的控制值。而在铀矿山中,排氡通风是矿井通风主要部分,排氡通风有两个作用,一是利用新鲜风流稀释和排除井下产生的氡,降低井下空气中氡及其子体的浓度；二是利用通风及其他措施控制氡的析出,减少井下氡的析出量。另外,采用氡渗流理论,通过控制介质中通风压力状态和压力分布,可以很好地达到控制氡渗流方向和大小的目的,从而降低氡及其子体的浓度或控制氡的析出量。
本文是在七四一矿希望矿井原有通风系统的基础上进行的通风安全技术优化设计。在充分利用原有巷道和设施的基础上,建立适合希望矿井的机械通风系统；利用氡扩散-渗流理论,对该矿井的通风系统进行优化,并实现氡的渗流控制。针对希望矿井,此次优化设计所做的工作主要包括:
1.概述希望矿井通风现状和存在的问题,提出需及时改造的理由:原有通风系统深部采用自然通风；回风系统年久失修,导致污风排除受阻；自然通风差,局部通风能耗高。
2.明确希望矿井通风系统优化设计的目标:矿井总入风流中含尘量<0.2mg/m3,氡浓度<150Bq/m3,氡子体浓度<0.3μJ/m3；采掘工作面入风流粉尘浓度<0.5mg/m3,氡浓度<1.0kBq/m3,氡子体浓度<2.0μJ/m3；矿井职业照射年有效剂量<20mSv/a,总回风排出的氡浓度使公众接受的最大个人有效剂量应<1mSv/a;矿井有效风量利用率≥70％。
3.计算希望矿井中氡析出量和选择希望矿井通风系统优化设计方案。希望矿井中氡析出量是矿体和围岩暴露表面的氡析出量与爆落矿石的氡析出量之和,同时阐述本文中所采用的氡渗流控制理论；在希望矿井中,矿体埋藏比较深,入排风比较集中,使用的设备较少,同时便于集中管理,所以通风系统优化设计时,把希望矿井构成一个整体通风系统即采用统一通风系统；根据该矿井已有的开拓系统,结合矿井埋藏特点和通风系统的优缺点,选择侧翼对角式通风系统；根据希望矿井实际情况,结合该矿井埋藏特点,以及我们需要在主入风段设置风流控制设备使得风流能顺利及时补充各个工作面,而且该矿井地表无塌陷区或其他难以隔离的通道,通风网路不是很复杂,再加上运输、行人频繁,不易管理和控制,需另凿主扇通风巷道,工程量、人力和财力加大,且井底车场漏风大不易处理,所以从各方面综合考虑我们选择抽出式通风系统；根据希望矿井与该矿井埋藏的特点,采区进风流与回风流之间产生的自然风压和机械风压在作用方向一致,所以采用上行式中段通风网。
4.确定希望矿井的通风系统,计算各用风点的风量,确定矿井容易和困难时期通风网路中风流的方向和风量,并进行阻力计算,选择配套的通风设备。该矿井总需风量为28.0m3/s,是采场需风量、掘进工作面需风量、硐室需风量以及备用采场需风量之和;矿井总通风阻力是各巷道通风阻力与总局部阻力之和,通过计算得出,该矿井容易时期通风阻力为306.43Pa,困难时期通风阻力为336.67Pa；根据矿井总需风量与通风阻力选择主扇风机,计算出主扇风机应需风量为30.8 m3/s,容易时期所需风压为538.25Pa,困难时期所需风压为568.49Pa,最终选择了选择山东淄博风机厂制造的高效节能轴流风机,型号为k40-6No14,将主扇风机安装在9号坑中段靠回风井一侧联络巷内。
5.最后,针对铀矿井排氡通风管理的特点,铀矿通风管理的主要内容,矿山救护的组织、救护原则、自救措施、救护主要设备,井下作业存在辐射危害的特点,提出通风安全管理措施。
本次通风优化设计采用高效节能轴流风机,通过控制采空区的氡析出的渗流方向和有效密闭,可有效增大矿井风量和提高控制风流方向的能力,消除了自然通风的干扰,优化设计后的通风量能满足通风降氡和排炮烟的要求,而且能适应矿井不同生产时期的需要。由于风量增大,矿井通风效果得到了明显改善。井下各工作面空气中CO、CO2有毒有害气体浓度100％达到国家标准规定限制以下,消除井下生产的安全隐患；粉尘、氡、氡子体浓度达到标准限制以下的合格率超过85％,确保井下工人的放射性年有效当量剂量不超过20mSv,总回风排出的氡浓度使公众接受的最大个人有效剂量<1mSv/a。
针对七四一矿希望矿井的通风现状,理解和运用最新通风控氡理论,进行了通风安全技术优化设计,并结合实际采取了科学合理的通风安全管理措施,希望矿井通风条件得到了很好的改善。通过安全分析可以预计希望矿井改造后的通风通风系统可以满足现阶段和今后一段时期生产和发展的需要,井下工作人员的健康和安全可以得到保障,节省了企业成本；同时可以为企业今后发展提供很好的借鉴。总体上说,实现了进行优化设计的意义。该设计可满足希望矿井现阶段和今后一段时间通风降氡的要求,为企业可持续发展提供良好的保障。