【正文】 煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進風井用，并設(shè)有梯子間。 在開采的時候先開采 K1煤層，之后開采 K2煤層，并且按照先上山開采 礦井通風 學 課設(shè)計 3 后下山開采的順序。并且另普采和綜采面相互交替的順序，保證同一采區(qū)能夠同時向下推進。 部分巷道名稱、長度、支護形式，斷面幾何特征參數(shù)列入表 1。 井內(nèi)的氣象參數(shù)按表 3 所列的平均值選取，除綜采工作面采用 4－ 6 工作制外，其它均采用三八工作制。 井 下同時作業(yè)的最多人數(shù)為 700 人，綜采工作面同時作業(yè)最多人數(shù) 40人，高檔普采工作面同時作業(yè)最多人數(shù) 60 人。 礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部風，它包含礦井通風方式、通風方法和通風網(wǎng)絡(luò)。 通風方式簡介 礦井通風方式是指進風井和回風井的布置，按照進、回風井的相對位置可以分為中央并列式（包括中央并列式和中央分列式）、對角式、混合式，以及分區(qū)式。各種通分系統(tǒng)的形式如圖 21，優(yōu)缺點對比如表 21： 表 21 礦井通風系統(tǒng)分類 分類 通分系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點 中央式 中央并列式 進、回風井大致并列位于井田中央 適用于煤層傾角較大，走向不長（一般小于4km），投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自然發(fā)火不嚴重的礦井： 1． 初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理； 2． 節(jié)省風井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風井壓煤少； 3． 進、出風井之間的漏風較大，風路較長，阻力較大； 4． 工業(yè)場地有噪音影響 中央分列式 進、回風井大致位于井田走向中央，沿傾向有一定的距適用于煤層傾角小，走向長度不大的礦井 1． 比中央并列式安全性好； 2． 礦井通風阻力較小，內(nèi)部漏風少，有利于 礦井通風 學 課設(shè)計 4 離，回風井位于淺部煤層處 對瓦 斯、自然發(fā)火的管理； 3． 工業(yè)場地沒有噪音影響； 4． 多一個風井場地，壓煤較多 對角式 進風井大致位于井田走向中央，回風井位于淺部走向兩翼 一般適用于煤層走向長度（超過 4km），井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點與中央并列式相反，比中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長 對于有瓦斯突出或瓦斯噴出的礦井，應采用對角式的通風方式 混合式 進風井與出風井由三個以上井筒中央式與對角式混合組成。其中有中央分列式與對角式混合，中央并列與對角混合，以及中央并列式與中央分列混合 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于 ： 1． 礦井走向距離很長以及老礦井的擴建和深部開采； 2． 多煤層多井筒的礦井。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； 3． 大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的礦井 分區(qū)式 分區(qū)通風 各分區(qū)有獨立的進風系統(tǒng)，但與中央進風系統(tǒng)大巷沒有通風設(shè)施隔絕。 1． 各分區(qū)有獨立的通風路線，互不影響是此方式的主要優(yōu)點，便于管理； 2． 建井工期短； 3． 安全生產(chǎn)好； 4． 分區(qū)進風井多，需增加風井場地，通風機管理分散 分區(qū)回風 進風井大致位于井田走向中央，在采區(qū)開掘回風井，并分別按設(shè)通風機分區(qū)抽出 適用于每層距地表較淺，或因地表高低起伏較大，無法開鑿淺部的總回 風道。在開采第一水平時，只能采用這種分區(qū)方式。另外礦井走向長，多煤層開采，高溫礦井，亦有采用此方式 對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應采用分區(qū)通風系統(tǒng) 除適用于上述條件外，還適用于高瓦斯礦井和具備一定條件的大型礦井 礦井通風 學 課設(shè)計 5 通風方式選擇 在該礦中，由于井田長度為 5km，明顯超出了 4km，所以如果使用中央式，就一定會造成回風巷道太長，阻力增大，掘進專用通風巷道長等缺 礦井通風 學 課設(shè)計 6 點，和采用兩翼對角式相比要多開掘 2500m 的階段回風大巷 ，而如果采用兩翼對角的方式，將回風井布置在兩翼的運輸上山的上邊界處，并用回風石 門連通運輸上山和回風井。綜合考慮這些因素，提出了兩套通風系統(tǒng)方式： 方案一、兩翼對角式 方案二、在初期采用中央分列式，后期采用中央并列式和中央分列混合式 下面對這兩種方式做技術(shù)和經(jīng)濟對比如下 ： （ 1）安全因素比較：該礦井為低瓦斯礦井，但是煤塵爆炸指數(shù)為 36%，煤塵的爆炸強度和爆炸指數(shù)的關(guān)系如表 2— 2： 表 2— 2 煤塵爆炸指數(shù)與爆炸性的關(guān)系 煤塵爆炸指數(shù) 10 10~15 15~28 28 爆炸性 除個別外，基 本無爆炸性 爆炸性弱 爆炸性較強 爆炸性很強 可見該煤塵具有很強的爆炸性。 在通風設(shè)計時必須要予以充分考慮。如果采用方案二，則當發(fā)生煤塵爆炸是就可以危及整個礦井，但是如果采用方案一就可以很好的解決這一問題，將煤塵爆炸的危險限制在一翼。從這方面考慮才 用第二中通風方案會比第一種通風方案要好。 （ 2）通風難易程度：采用方案二時，在通風容易時期風流最短路線近似 3325m，通風困難時期風流經(jīng)過的最長距離大概為 7475m；在采用方案一時，在通風容易時期風流的路程為 2075m 通風困難時期風流的最長路線大概為 6225m，可見采用第一種通風方案的時候礦井的風流的路程比第二中多了 1250 米，導 致通風阻力增大，不利于通風，并且這樣就在長久的同風過程中浪費電源。從這方面考慮采用第二種通風方案會比第一種要好。 （ 3）井巷工程量：在方案二中共需要掘進兩條回風大巷，長度共 5000m，需要掘進兩條回風井，長度總共 845m；而在方案一當中就沒有必要掘進專門的回風大巷，需要掘進的兩條回風井總長度為 630m。比較可見采用方案一可以減少井巷工程。 （ 4）初期投資：在方案一中由于要先開采兩條回風井，需要四個主要通風機（其中有兩個是備用的），而在方案二當中只需要建設(shè)一條回風井，需要兩個主要通風機，但是在方案一中需要開拓 一條回風大行巷。需要詳細計算才能知道兩種方案的初期投資情況，根據(jù)以往經(jīng)驗可以知道方案一可以節(jié)省初期投資，早產(chǎn)煤。 綜合上面各方面因素的比較，可以很容易選定方案一要優(yōu)于方案二，所以選用方案一 。 通風方法一般根據(jù)煤層瓦斯含量高低，煤層埋藏深度和賦存狀態(tài)，沖擊層厚度，煤層自然發(fā)火性，小窯塌陷漏風情況、地形條件，以及開拓方式等綜合考慮確定。通風方式分為壓入式、抽出式、抽壓混合式 3 類，其使用條件和優(yōu)缺點分析見表 2— 3。 礦井通風 學 課設(shè)計 7 表 2— 3 通風方式分類 通風方式 適用條件及優(yōu)缺點 抽出式 是當前通風方式 的主要形式，適應性較廣泛，尤其對高瓦斯礦井，更有利于對瓦斯的管理，也適用于礦井走向長，開采面積大的礦井 優(yōu)點： 1．井下風流處于負壓狀態(tài)，當主要通風機因故障停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； 2．漏風量小，通風管理較簡單； 3．與壓入式比較，不存在過度到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難； 缺點：當?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)并和采空區(qū)溝通時，抽出式會把小窯積存的有害氣體抽到井下使有效風量減少。 壓入式 低瓦斯礦的第一水平，礦井地面比較復雜，高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風機?？偦仫L巷 無法連通或維護困難的條件下 優(yōu)缺點： 1． 壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能用一部分回風把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面； 2． 進風線路漏風大，管理困難； 3． 風阻大、風量調(diào)節(jié)困難； 4． 由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難； 5． 通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當通風機停止轉(zhuǎn)動時，風流壓力降低，又可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。 抽壓聯(lián)合式 可產(chǎn)生較大的通風壓力，能適應大阻力礦井需要，但通風管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延伸或改建的低瓦斯礦井。 由于該礦井地處平原，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，不存 在小窯漏風情況，走向長度 5000 米，又由于煤的瓦斯相對涌出量為 ，為了便于管理，通風安全，減少漏風，所以選用抽出式礦井通風方法。 一般把礦井或采區(qū)通風系統(tǒng)中風流分流、匯合的線路結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)稱為通風網(wǎng)絡(luò)。由于礦井開采方式和采區(qū)巷道布置不同，通風網(wǎng)絡(luò)連接方式也就不一樣。大致可風味串聯(lián)、并聯(lián)、角立案和復雜連接四縱類型。通風網(wǎng)絡(luò)圖和立體圖見附件 1— 4 。 一般來說，采區(qū)上（下）山至少要有兩條，即運輸上山和軌道上山，對生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有 三條或四條上山。只設(shè)兩條上山時，一條進風，另一條回風。新風流由大巷經(jīng)進風上（下）山、進風平巷進入采煤工作面，回風經(jīng)回風巷、回風上（下）山到采區(qū)回風石門。當采區(qū)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大，上下多區(qū)段同時生產(chǎn)或采區(qū)有煤與瓦斯突出危險 礦井通風 學 課設(shè)計 8 時，可增設(shè)專用的通風上山。 軌道上山進風，運輸機上山回風 如圖 3— 1 所示，新鮮風流由進風大巷 →采區(qū)進風石門 →下部車場 →軌道上山??。故下部車場繞道中不設(shè)風門。軌道上山的上部及中部車場凡與回風巷連接處，均設(shè)置風門與回風隔離，為此車場航道要有一定的長度，以及決通風 與運輸?shù)拿堋? 運輸上山進風、軌道上山回風 如圖 3— 2，運輸上山進風時，風流與煤流方向相反。運輸機上山的下部與進風大巷間必須設(shè)聯(lián)絡(luò)巷入風，禁止從溜煤眼進風。運輸上山的中部、上部與回風巷或回風上山連接的巷道中均設(shè)置風門或風墻。軌道上山回風，它與各區(qū)段回風巷與回風石門連通。為了將軌道上山與采區(qū)進風巷隔離，其下部車場中應設(shè)兩道風門，風門間隔不應小于一列車長度；否則運料與通風發(fā)生矛盾，風門易于被破壞或敞開，導致工作面風量不足，可能引發(fā)事故。 礦井通風 學 課設(shè)計 9 兩種通風方式比較 軌道上山進風，新鮮風流不受煤 炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，軌道上山的絞車房易于通風；變電所設(shè)在兩上山之間，其回風口設(shè)調(diào)節(jié)風窗，利用兩上山之間按風壓差通風。 輸送機上山進風，由于風流方向與運煤方向相反，易于引起煤塵飛揚，運輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進風流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風流溫度增高。此外須在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風門，此外運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風流短路。 該礦井的煤塵具有強爆炸性，所以運輸上山進風容易引起煤塵飛揚，并釋放出大量瓦斯，可使進風流中的煤塵和瓦 斯?jié)舛仍龃?，給安全生產(chǎn)帶來了嚴重的隱患。所以在該礦井的設(shè)計中采用軌道上山進風，運輸上山回風的通風方式。 采煤工作面通風系統(tǒng)要求 （ 1）回采工作面要獨立通風。 （ 2）風流穩(wěn)定。在礦井通風系統(tǒng)中，回采工作面分支應盡量避免處在角聯(lián)分支或復雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；當無法避免時，應有保證風流穩(wěn)定的措施。 礦井通風 學 課設(shè)計 10 （ 3）漏風少。應盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風，特別應避免從外部向回采工作面的漏風。 （ 4）會才工作面的調(diào)風措施可靠。 （ 5）保證風流暢通。 采煤工作面通風系 統(tǒng)分類 （ 1）按照回采工作面回風方向分為上行通風和下行通風，他們的優(yōu)缺點比較如表 3— 1。 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤層傾角大于 12o工作面都要采用上行通風。如果采用下行通風時，必須報礦總工程師批準，并遵守系列規(guī)定： A．回采工作面風速不得低于 1m/s。 B．機電設(shè)備設(shè)在回風道時，回采工作面回風道中瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，并應裝有瓦斯自動報警斷電裝置。 C．應有能夠控制逆轉(zhuǎn)風流、防止火災氣體涌入金風流的安全措施。 在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的、傾角大于 12o的煤層中，嚴禁回采工作面采用下行通風。 表 3— 1 回采工作面上、下行通風適應條件及優(yōu)缺點 通風系統(tǒng) 適應條件及優(yōu)缺點 上行通風 煤層傾角大于 120的回采工作面，都應采用上行通風 優(yōu)缺點： 1． 瓦斯自然流動方向和風流方向一致，有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛龋? 2． 風流方向與運煤方向相反，引起煤塵飛揚，增加了回采工作面進風流中煤塵濃度；同時，煤炭在運輸中放出的瓦斯又隨風流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛龋? 3． 運輸設(shè)備運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量隨進風流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫上升 下行通風 在沒有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出威脅的、傾角小于 12o的煤層中， 可考慮采用下行通風 工作面下行通風，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧猓€可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣濕度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。 但是運輸設(shè)備處于回風流中，不太安全。 由于煤層的傾角為 15o，并且為了減少采用下行通風帶來的不必要的浪費，所以選用上行通風。 （ 2）按進、回風巷數(shù)目分類，見表 3— 2 表 3— 2 工作面通風方式 通風方式 適應條件及優(yōu)缺點 U型通風方后退式 一進一回，在我國使用比較普遍，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道維修量小，工作面漏風小，風流穩(wěn)定，易于管理，但上隅角瓦斯容 易超限，工作面進、回風巷要提前掘進。此種通風方是對了解煤層賦存狀況，掌