【正文】 確定采煤工作面的通風方式 按采煤工作面的回風方向，可分為上行通風和下行通風。具體可分為以下三種情況，各自的適用條件及優(yōu)缺點如下： 軌道上山回風，運輸上山送風 1）輸送機上山送風，其風流與運煤路線相同而方向相反，所以風門較少，比較容易控制風流； 2）由于風流方向與運煤方向相反，風流與煤的相對速度增加，造成大量的煤塵飛揚；同時，煤在運輸過程中不斷有瓦斯涌出，使進風井中的煤與瓦斯?jié)舛壬撸? 3）輸送機上山 電器設備散熱，使進風流溫度生高； 4）軌道上山下部車場需安設風門，不易管理。 表 4－ 3 通風電費表 項目 方案 方案一 方案二 年耗電費（萬 kw） 維修費（萬元） 總計（萬元） 212 4）通風費用總計比較 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 44 頁 我們把通風巷道工程量及維護費用、通風設備費用和通風電費求和，分別得到兩種方案的總費用，如下： 表 4－ 4 通風費用總表 項目 方案 方案一 方案二 掘進費用（萬元） 231 維護費用（萬元） 1 5 設備費（萬元） 630 電費（萬元） 212 總計（萬元） 由以上經濟比較得知，方案一較方案二更經濟。 方案二：中央分列式通風選用扇風機作主扇，每臺風機配一臺異步電動機，共需兩套，一套工作，一套備用。 本礦屬低瓦斯礦井，考慮到設計礦井 范圍大，井型大，為了快出煤，減少初期投資，節(jié)省風井工業(yè)場地，壓煤少，按照開拓設計方案，確定本礦通風方式為：中央并列式通風。 結合本礦井地質條件：若采用中央分列式通風，需把風井布置在一翼，另一翼通風線路太長，通風阻力太大，沿通風線路漏風大，并且所選用風機及配套電動機功率較大，經濟上不合理。 （ 3） 兩翼對角式 優(yōu)缺點：由于風流路線較短，阻力和漏風小，所以各采區(qū)風阻較穩(wěn)定；礦井總風壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；但它的初期投資較大，管理相對分散，發(fā)生事故時反風較困難。 適用條件：新建礦井，煤層傾角大，埋藏深度走向長度一般小于 4km，瓦斯、自然發(fā)火不嚴重的礦井。 礦井通風類型的確定 根據進回風井的相對位置，井筒的數量和巷道的布置特點，礦井通風方式分為中央式、對角式和混合式三類。煤質穩(wěn)定 ，硬度中硬，普氏硬度為 2～ 3，平均容重為 ，塊質隨變質程度而增。 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 39 頁 圖3 2 輔 助運輸順槽斷面 表 3— 2 輔助順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 40 頁 圖3 2 膠 帶輸送機順槽斷面 表 3— 3 運輸順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 41 頁 4 礦井通風 礦井通風系統選擇 礦井概況 晉陽 井田總面積 68km2，地勢東高西低，地處平原，自然坡度為 %，地勢平緩，地面標高 +～ +，井田走向長 8km，傾斜方向長度 。的坡度過斷層施工。 （ 2）工作面膠帶運輸順槽 膠帶運輸順槽在實體煤中掘進，采用矩形 斷面，凈寬凈高 =，凈斷面 。沿煤層底板掘進，如遇斷層時，輔順按不大于 8176。這一煤柱可在大巷報廢前將 其采出。為滿足綜放工作面生產運料和通風的要求，上下順槽的斷面積設計為。 帶區(qū)巷道布置依據及要求： （ 1）依據：地質條件；設計資料，如年產量，開拓方式等；符合生產設計規(guī)范，并技術裝備滿足要求。 （ 10）工作面支架中心保持 1500mm 支架歪斜不大于 5176。 （ 7）工作面停采時要編制停采措施，加強頂板管理。 （ 4）工作面基本頂初次來壓和周期來壓期間，應加強來壓的 預測工作，由礦壓部門在軌道、運輸順槽掛牌標明來壓位置。 支護要求： （ 1）工作面應達到動態(tài)的質量標準化要求，確保“三直、一平、二暢通”的質量要求。 運煤路線：煤機割煤（支架放煤） →前、 后刮板輸送機→轉載機→破碎機→兩部順槽膠帶輸送機→東部膠帶輸送機→井底煤倉→主井裝載皮帶→主井至地面煤倉 5）工作面支護和頂板管理 工作面用液壓支架支護，中間支架型號為 ZFS6200/18/35，端頭支架型 號為 ZTF6500/19/32，支架高度在 1800— 3500mm，支架寬度 1410— 1580mm。 割完三角煤以 后，將兩個滾筒的上下位置調換，采煤機空機返回，進入中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 36 頁 正常割煤狀態(tài)。 3）采煤機進刀 端頭自開缺口斜切進刀，進刀長度為 30m，進刀深度為 。 由上式可得： A=L V M B γ C =190 8 =10584t 考慮到帶區(qū)影響系數，本礦取 則工作面年實際出煤量為： A=10584 300 2 =6032880t 在回采同時，還有掘進出煤，在此取掘進出煤量為工作面產量的 2%。噸煤成本一般可降低 8～ 10元。 采煤方法 參照國內外類似煤層的開采方法，特別是鄰近的晉陽 礦區(qū)成熟的經驗，對 3厚煤層的開采采用綜采放頂煤采煤法。屬于近水平煤層。外表呈黑色及鋼灰色，玻璃光澤及似金屬光澤，比重及硬度較大，普氏硬度為2～ 3，平均容重為 ，塊質隨變質程 度而增。 帶區(qū)生產能力按下式計算： A 區(qū) = K1 K2 n A0 （ 3— 2） 式中： K1—— 工作面不均衡系數，帶區(qū)內兩工作面同采，取 ； K2—— 帶區(qū)內掘進出煤系數，取 ； N—— 帶區(qū)內同時生產 帶的工作面?zhèn)€數，取 1。 帶區(qū)生產能力和采出率 由于本礦井型較大，故采用兩個帶區(qū)兩個工作面回采，只要每個帶區(qū)達到 300 萬 t/年即可，工作面布置為綜放面。錨索采用錨桿鉆機打孔和安裝。 風流線路為：副井→井底車場→輔助運輸大巷→輔助運輸順槽→工作面→運煤順槽→回風斜巷→回風大巷→東部風井 運煤系統為：工作面→運煤順槽→膠帶運輸大巷→井底煤倉→主井 運料系統為：副井→材料換裝硐室→輔助運輸大巷→輔助運輸順槽→工作面 運矸系統為：出矸地點→輔助運輸順槽→輔助運輸大巷→矸石換裝硐室→副井→地面 帶區(qū)巷道掘進方法 施工方法 采用 MRH— S100 型綜掘機割煤，前期用 SB620 型刮板運輸機運輸，后期用 SJ— 800 型膠帶輸送機運輸。 生產系統 全礦井煤的運輸全部采用膠帶輸送機，實現連續(xù)化運輸。開拓巷道布置三條大巷，即輔助運輸大巷，膠帶運輸大巷和回風大巷，帶區(qū)工作面的兩個順槽直接和大巷相連，其中工作面輔助順槽和輔助運輸大巷相連，且通過斜巷與回風大巷相連，工作面膠帶運輸順槽 通過皮帶斜巷把煤輸送到帶區(qū)臨時煤倉，再經皮帶運輸大巷運到井底車場。由于煤層較厚，采用綜采放頂煤采煤法。煤塵的頂板為深灰色粉砂巖及細砂巖，底板為黑色粉砂巖，較穩(wěn)定。屬于近水平煤層。外表呈黑色及鋼灰色，玻璃光澤及似金屬光澤，比重及硬度較大，普氏硬度為2～ 3，平均容重為 ，塊質隨變質程度而增。西部運輸大巷前期按一個高產高效工作面考慮，前期擔負全礦井產量，每小時運量 2500t。（ 2）膠帶式輸送機運輸還具有事故少，便于實現集中控制和自動化等優(yōu)點。 巷道結構如圖 2— 8所示 巷道斷面特征表見表 2— 7 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 27 頁 圖2— 8 膠 帶大巷斷面圖 表 2— 7 膠帶大巷斷面特征表 巷道規(guī)格 4500 3750 掘進斷面 凈周長 支護形式 錨噴 凈斷面 圍巖類別 煤 （ 2）輔助運輸大巷 本礦的輔助運輸大巷設計為拱形斷面，采用錨網聯合支護，全斷面布置錨桿和掛網，采用 45 2100mm 管縫錨桿，間排距為： 800 800mm 三花型布置，基礎深 100mm，噴射混凝土厚度為 150mm，強度為 C20，金屬網采用 D=6mm中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 28 頁 的鋼筋焊接，網格為 150 150mm，巷道每隔 40m 設一個躲避硐，與巷道一起掘進，巷道底板鋪設 300mm 后的混凝土，混凝土強度為 C30。三個煤倉底下設給煤硐室，裝載膠帶機巷和裝載硐室定量倉，這種裝載系統靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產的需要。 該車場由于采用了膠帶輸送機系統，使車場形式尤為簡化便于無軌膠輪車從井底車場直達采掘工作面，具有運輸暢通，單向運行安全，調車方便，通過能力大以及工程量省和布置合理等優(yōu)點。 井底車場 （ 1）井底車場的型式和布置形式 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。 井筒參數表見表 2— 6 表 2— 6 井筒參數表 名稱 單位 主井 副井 風井 井口標高 m +38 +38 +38 提升方位角 m 179176?？紤]到礦井井型較大，且初期采用中央分列式通風系統，為在礦井發(fā)生災害時確保人員的安全撤出，在風井井筒內也安裝梯子間，同時作為防火灌漿管路的檢修間。一套是一對 雙層回車罐籠（長 4910mm、寬 1270mm）；另一套是一個加寬型大罐籠（長 4910mm、寬 2300mm）帶平衡錘。井筒內采用矩形鋼罐道，槽鋼組合罐道梁，井筒內還設有玻璃鋼梯子間，通風信號動力電纜及灑水管路。 帶區(qū)間的接替順序 按所選開拓方案，本井田以傾向大巷、兩條斷層和中間走向把全礦井分為八個帶區(qū)，其中傾向大巷北邊向西分為一、三、五、七 4個帶區(qū)，傾向向大巷南邊由東向西劃分為二、四、六、八 4 個帶區(qū)，帶區(qū)間的接替順序依次為一二、四六、三五、七八。 礦井開拓延伸及深部開拓布置方案 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 16 頁 本礦井煤層傾角較小，且開采深度在 400— 1000m，初期開采在東區(qū)350— 560m，因為是單水平開采，所以后期開采時不需要延伸井筒，只要將沿煤層傾角方向的三條大巷向中部、西區(qū)延伸，在 回采西區(qū) 870m 以下時，由于中央并列式通風路線太長，阻力過大，有必要在西區(qū)再掘一個風井來滿足西區(qū)深部開采的通風需要。施工，過斷層后在煤層底板中按 0— 10176。 在布置傾斜大巷時，坡度依煤層賦存條件具體確定，膠帶運輸大巷傾角為 2— 5176。 國內外生產實踐證明：留設足夠的煤柱可以使巷道處于應力和 變形平穩(wěn)區(qū)。為近水平煤層，南北走向，東高西低，賦存條件穩(wěn)定，劃分階段有一定的困難，確定為單水平開采，從東西方向上劃分為東、中、西三區(qū)。其三，井口標高應高于歷年最高洪位。 （ 4）便于布置地面工業(yè)廣場的井筒位置 通過以上分析，結合本礦的實際情況，井筒位置有以下兩種 布置方式：井田東區(qū)淺部走向中央和井田中區(qū)走向中央。 （ 2）對掘進與維護有利的井筒位置 對便于井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護應使井筒通過巖層及表土具有較好的水文、圍巖和地質條件。本井田中煤層埋藏深度大，礦井地表地勢平坦，因此適合于立井開拓方式且優(yōu) 點突出：立井不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制，而且井筒簡短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，對特大型礦井可采用大斷面的立井井筒，因此本設計中確定采用三個立井開拓。左右。井田東及東南淺部地層傾角平緩，一般小于 5176。 （ 2） 校核各種輔助生產環(huán)節(jié)的能力 本礦井是根據礦井生產能力考慮 一定的富裕系數來確定各種輔助環(huán)節(jié)能力的，本礦設計生產能力為 600 萬 t/a，由于各方面條件都較好，日后有望在此基礎上擴產，因此在設備選型上有很大富裕，所以輔助生產能力是滿足設計生產能力的。 作圖過程和結果如下： 由上圖得到 AD=1300m， BC=1200m，通過計算，梯形的高 H=1200m，工業(yè)廣場煤柱的面積為： S=H（ AD+BC） /2=1200（ 1300+1200） /2=15 105（ m2） 工業(yè)廣