【正文】 田位于太行山余脈之南坡，呈單斜構(gòu)造，巖層傾斜方向東南，傾角 度 16度 。 5 表 22 煤的工業(yè)分析表 Table 21 coal feature list 煤層名稱 原煤工業(yè)分析（ %）最小 最大 /平均 水分 灰分 硫分 揮發(fā)分 發(fā)熱量 大煤 82128489 平均 8352 2） 水文地質(zhì) 以煤層位置和層次將含水層劃分為兩部分：頂板水和底板水。礦井最大涌水量為 120m3/min。相對(duì)瓦斯涌出量為 立方米 /噸。 九里山井田內(nèi)，有可采煤層兩層，即大煤和小煤，但由于小煤分布不均勻，只是局部可采，因而九里山井田內(nèi)，基本上屬于單一煤層開采。 井田開拓 概述開拓方案 井田范圍內(nèi)，地表平坦，煤層埋藏深度較大，加之沖積層厚度達(dá) 80~216米，有流沙層，含水性大，無平峒及斜井開拓的可能，故本井田選用豎井開拓。 第一水平布置兩個(gè)采區(qū)，東翼、西翼各一個(gè)采區(qū)，礦井投產(chǎn)時(shí)兩個(gè)采區(qū)同時(shí)投產(chǎn)，一個(gè)綜采工作面，一個(gè)炮采工作面，互相交替開采 [3]。車場及峒室全部開鑿于頂板巖石中，車場中副井底軌面標(biāo)高為 225 米。 30? 井塔 井筒深度 /m 318 斷面積 凈 /m2 掘 /m2 井底車場的通過能力是富裕的。 由于本礦設(shè)計(jì)的管子道與罐籠垂直相交，在發(fā)生事故時(shí)，無法增援和外運(yùn)排水設(shè)施，所以，管子道內(nèi)不鋪設(shè)軌道。 均布置于井底車場附近的頂板巖石中 。 井下炸藥庫為壁槽式，容量 1960kg，位于井底車場副井繞道左側(cè)，有條進(jìn)風(fēng)道，新鮮風(fēng)流經(jīng)炸藥庫后，回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)巷，進(jìn)入專用回風(fēng)巷。 2） 采煤工作面的配置 為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，低成本、低坑耗，符合一礦一井一面或兩面的發(fā)展趨勢，降低開拓及生產(chǎn)巷道掘進(jìn)率，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，使礦井朝高度集中、簡單可靠的方向發(fā)展，設(shè)計(jì)礦井一個(gè)綜采工作面和一個(gè)炮采工作面。由于 MLSS3170型采煤機(jī)本身帶有弧型擋煤板所以工作面可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝煤，不需要專門的裝煤設(shè)備。大煤直接頂板為粉砂巖，厚 030 米，一般厚度 5米左右。 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和該井田煤層賦存條件，決定采用走向長壁，傾 斜分層，下行垮落采煤法進(jìn)行回采。中間為運(yùn)輸巷，兩邊或者是軌道巷或者是回風(fēng)巷。 1） 工作面支架和頂板管理方式 （ 1） 綜采工作面： 為了適應(yīng)綜采工作面頂板管理需要，選擇適用的液壓支架，結(jié)合九里山礦頂板巖性及我局現(xiàn)有生產(chǎn)礦井頂板破碎，易于冒落、控頂距離小，周期來壓不明顯等特點(diǎn)，我們決定選用 ZY3型國產(chǎn)液壓支架進(jìn)行支護(hù)。 Q 綜日 =工作面長度采高日進(jìn)尺比重回采率 =1603=1850t Q 綜年 =1850 330= 萬噸 炮采工作面日循環(huán)數(shù)為 3，日進(jìn)度為 3= 米，年進(jìn)度分別為 ： 330=792 米，工作面長度為 100米。 掘進(jìn)工作面：全井配有四個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面， 11 采區(qū)、 12 采區(qū)各兩個(gè)，采掘比例為大致為 1:2。 礦井運(yùn)輸、提升及排水 礦井運(yùn)輸 東西兩翼分別開皮帶運(yùn)輸巷和單軌運(yùn)輸巷，因兩翼運(yùn)輸任務(wù)基本相同，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分別采用 SPJ型 800 型皮帶機(jī)運(yùn)輸。 提升設(shè)備 主副井為一對(duì)立井，井筒直徑為 6m，主井井口鎖口標(biāo)高 +，井底軌面標(biāo)高 ，井架箕斗卸裝標(biāo)高 +，井底箕斗座標(biāo)高 。并采用球扁鋼固定灌道。 提升繩采用 6 19+137170IST 型鋼繩，直徑 37 ㎜，重量 ㎏ / m。 提升設(shè)備采用 4型多繩輪絞車，其減速比為 ,最大繩速 m/s，配備 ZD215218 型直流電機(jī)，其容量為 400 瓦，電壓 440 伏，轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn) /分。提升高度 米，計(jì)算結(jié)果如下： 最大靜張力： 12320＜ 16140 公斤 最大靜張力差： 3672＜ 3680 公斤 14 襯墊壓力： ＜ 20 公斤 /平方公分 靜防滑安全系數(shù)： ＞ 動(dòng)防滑安全系數(shù)： ＞ 防滑允許加速度： ＞ 公尺 /秒 防滑允許減速度： ＞ 緊急制動(dòng)力： ＞ 3 排水設(shè)備 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，預(yù)計(jì)礦井正常涌水量 50 立方米 /分，以及比鄰礦井演馬莊突水情況，經(jīng)研究確定礦井最大涌水量為 120 噸 /分。 潛水泵規(guī)格： 水量 20 噸 /分 1200 噸 /時(shí) 揚(yáng)程： 360 米 容量： 1600 瓦 2） 臥泵 15 臺(tái)， 8 臺(tái)適用， 5 臺(tái)備用， 2 臺(tái)檢修。 第一 水平為前期，走向長 5000 米，傾向長 1000 米。 根據(jù)本礦的實(shí)際情況，瓦斯含量大，易突出，是不宜采用壓入式通風(fēng)的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對(duì)于瓦斯、自然發(fā)火的管理工作是較有利的，且工業(yè)廣場沒有主要通風(fēng)機(jī)噪音的影響。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中沼氣、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。 《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見表 32所示。 所以： Q 綜采 =100 Q 綜瓦 =100 6024 ? ?? =1233m3/min 7356024 ?? ????炮Q m3/min 2） 按工作人員數(shù)量計(jì)算 按照設(shè)計(jì)，一個(gè)采煤工作面最多 40 人，一個(gè)掘進(jìn)工作面最多 20人。 即： ﹤ ﹤ ； ﹤ ﹤ 通過驗(yàn)算，符合要求。掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量為： 煤掘Q =?掘機(jī)Q 掘備k =（ 2 300） =720m3/min K掘備 掘進(jìn)工作面?zhèn)溆孟禂?shù)，一般取 。 ∑ Qjj掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和， m3/min。 礦井總需風(fēng)量為： Qkj=(1233+735+7204+130+180+805+228) =；（合 116m3/S） 由于礦井采準(zhǔn)方式?jīng)Q定兩翼所需風(fēng)量基本相同，所以，主要通 風(fēng)機(jī)選型時(shí)，兩翼可以選擇同等能力的風(fēng)機(jī)。其合理與否不 僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)的長度或高度。 （ 4）采煤工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。 ④ 有煤與瓦斯 (二氧化碳 )突出的采煤工作面嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)。隨著回采工作面的推進(jìn)，通至采空區(qū)的風(fēng)眼須逐一封閉，采區(qū)結(jié)束后，至多不超過一個(gè)月，必須設(shè)密閉全部封閉采區(qū)。 （ 9）改變采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)。厚煤層則多采用傾斜分層走向長壁采煤法或放頂煤開采，開掘采區(qū)下、下山聯(lián)絡(luò)回風(fēng)大巷及運(yùn)輸大巷。除上面兩條上山外，有一條專門的回風(fēng)上山，供通風(fēng)、行人之用。但九里山礦由于礦井水文、瓦斯地質(zhì)條件，其中軌道上山、運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山均布置在頂板巖層內(nèi)，呈水平狀 [11]。 采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)是由進(jìn)、回風(fēng)巷 (順槽 )、工作面、采空區(qū)和通風(fēng)設(shè)施等構(gòu)成。 回采工作面的風(fēng)流流動(dòng)形式是指工作面采用上行風(fēng)和下行風(fēng)。 1） 采煤工作面的通風(fēng)方式 根據(jù)礦井瓦斯、水文地質(zhì)條件，采區(qū)布置等因素，工作面通風(fēng)系統(tǒng)有 U型與 Z型兩種方案可供選擇?？梢栽诠ぷ髅嫔嫌缃前苍O(shè)導(dǎo)風(fēng)設(shè)施或采用抽放瓦斯的措施，也可采取改變工作面通風(fēng)系統(tǒng)來解決上 23 隅角瓦斯易超限問題。采用 Z 型前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的進(jìn)風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。上行風(fēng)與下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾斜 的關(guān)系而言，當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜方向自下而上流動(dòng)，為上行通風(fēng)；當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平高于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜方向自上而下流動(dòng)，為下行通風(fēng)。（ 3）運(yùn)輸巷機(jī)械設(shè)備處在新鮮風(fēng)流中，安全性好。（ 3）工作面采用上行通風(fēng)時(shí)，上隅角容易引起瓦斯積聚，給現(xiàn)場瓦斯管理工作帶來一定難度。這是因?yàn)楣ぷ髅嫦滦酗L(fēng)和瓦斯飄浮的方向是相反的，只要下行風(fēng)保持足夠的風(fēng)速（在／ s以上），就能對(duì)向上輕浮的瓦斯產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng)混合能力，使瓦斯局部積聚更難形成，尤其對(duì)采煤工作面上隅角瓦斯稀釋更為顯著。 下行通風(fēng)的缺點(diǎn)：（ 1）下行風(fēng)和瓦斯流動(dòng)方向相反，風(fēng)壓損失大。 根據(jù)上行風(fēng)與下行風(fēng)的優(yōu) 缺點(diǎn)，還有 《 煤礦安全規(guī)程 》 的規(guī)定，確定風(fēng)流流動(dòng)形式為上行通風(fēng)。 工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成一個(gè)炮眼拋擲區(qū)， ，風(fēng)流由風(fēng)筒射出后按紊動(dòng)射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風(fēng)流中，二者摻混共同向前移動(dòng)，其流速在軸流方向逐漸減小，到一定距離后反向往巷道口方向運(yùn)動(dòng)，為了有效地排出炮煙，風(fēng)筒出口與工作面的距離不超過有效射程（一般為 5 米），否則會(huì)出現(xiàn)煙流停滯區(qū)。 表 33 風(fēng)筒特性表 Table 33 duct characteristics table 風(fēng)筒類別 風(fēng)筒直徑㎜ 接頭方式 百米風(fēng)阻 Ns2/m8 備注 膠布風(fēng)筒 600 雙反邊 30m一節(jié) 2） 局部通風(fēng)設(shè)備選擇 BKJ6611 型通風(fēng)機(jī)具有效率高、噪音低的特點(diǎn)，最高效率達(dá) 90%，與 JBT型相比，提。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，因此選用直徑為 600 ㎜的膠布風(fēng)筒。 掘進(jìn)通風(fēng)方法 本礦井掘進(jìn)工作面采用壓入式通風(fēng)，兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)供風(fēng)。（ 3）采用下行風(fēng)，自然風(fēng)壓作用方向與機(jī)械風(fēng)壓相反，需要的機(jī)械風(fēng)壓大，主要通風(fēng)機(jī)一旦因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面下行風(fēng)流有可能停止或反風(fēng)。（ 3）工作面的氣溫可以降低。這是因?yàn)楣ぷ髅嫦滦酗L(fēng)的方向和運(yùn)煤方向相同，吹起煤塵的能力比上行風(fēng)小。 上行通風(fēng)的缺點(diǎn)：（ 1）風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)；煤炭在運(yùn)輸過程中不斷放出的瓦斯，增加了采煤工作面的瓦斯?jié)舛取? 上行通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：（ 1）風(fēng)流排除瓦斯的效果好，洗刷能力強(qiáng)，因?yàn)橥咚贡瓤諝廨p（瓦斯密度為 )，其自然流動(dòng)方向和上行風(fēng)的方向一致，在正常風(fēng)速（ ）的情況下，瓦斯分層流動(dòng) 和局部積聚的可能性較小。所以，采取通風(fēng)系統(tǒng)確定為 U型。采用前進(jìn)式 U型通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而是涌向回風(fēng)平巷。 U 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)在我國使用比較普遍。從國內(nèi)外采用下行風(fēng)的經(jīng)驗(yàn)看，對(duì)降低氣溫、減少工作面瓦斯?jié)舛鹊榷加蟹e極作用但采用下行風(fēng)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定。 采煤工作面通風(fēng)方法是指采煤工作面采用正壓、負(fù)壓或混合式通風(fēng)。 回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng) 采煤工作 面通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的子系統(tǒng)。 22 《煤礦安全 規(guī)程》第 113 條規(guī)定：高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的礦井的每個(gè)采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少1 條專用回風(fēng)巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置 1條專用回風(fēng)巷?？梢圆捎眠\(yùn)輸上山作進(jìn)風(fēng)道，軌道上山作回風(fēng)道；也可以采用軌道上山作進(jìn)風(fēng)道，回風(fēng)上山作回風(fēng)道。 （ 10）采掘工作面空氣溫度不得超過 26℃；機(jī)電硐室不得超過 30℃。硐室深度不超過 6m，入門寬度不小于 者，可用擴(kuò)散通風(fēng)。水采工作面由采空區(qū)和冒落區(qū)回風(fēng)時(shí)，必須使水采工作面有足夠的新鮮