【正文】 25 掘進(jìn)工作面設(shè)備裝置 1） 風(fēng)筒的種類 掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒。（ 2）工風(fēng)面運(yùn)輸機(jī)設(shè)備在回風(fēng)流運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性差。 24 下行通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：（ 1）空氣中煤塵濃度較小。同向、逆向指風(fēng)流方向與煤炭運(yùn)輸方向之間的關(guān)系而言，當(dāng)風(fēng)流方向與煤流方向一致時(shí)，為同向通風(fēng)；反之，為逆向通風(fēng)。 前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)工作量小，不存在采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)問(wèn)題，在巷旁支護(hù)好、漏風(fēng)不大時(shí)，有一定優(yōu)越性。上行風(fēng)是煤礦采用最廣泛的風(fēng)流流動(dòng)形式，適用范 圍很廣。見(jiàn)圖 23。 從生 產(chǎn)角度出發(fā)，采區(qū)至少有兩條上山，一條為運(yùn)輸上山，另一條為軌道上山，兩條上山即為采區(qū)內(nèi)的進(jìn)、回風(fēng)巷道。 （ 8）機(jī)電硐室須設(shè)在進(jìn)風(fēng)流中。有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時(shí)應(yīng)符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。 完備的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流方向，風(fēng)量和風(fēng)質(zhì)，采區(qū)應(yīng)該有足夠的供風(fēng)量，并按需分配到各個(gè)采、掘工作面。 ∑ Qdj獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和， m3/min。所以，綜采工作面需風(fēng)量為 1233m3/min，炮采工作面需風(fēng)量為 735m3/min。 表 31 風(fēng)速限定表 Table31 wind speed definition table 井巷名稱 最低允許風(fēng)速 (m/s) 最高允許風(fēng)速 (m/s) 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐 15 專為升降物料的井筒 12 風(fēng)橋 10 升降人員和物料的井筒 8 主要進(jìn)、回風(fēng)巷道 8 架線電機(jī)車巷道 8 運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道 6 回采工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷 4 掘進(jìn)中的巖巷 4 其它人行巷道 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量 [9] 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即： Q 采 =nQ 綜采 +nQ 炮采 (m3/min) 式中： Q 綜采 綜采工作面所需要的風(fēng)量， m3/min； Q 炮采 一般機(jī)采 工作面所需要風(fēng)量， m3/min； 17 n 各種開(kāi)采法工作面的個(gè)數(shù)，個(gè)。 兩翼對(duì)角式的適 用條件是：煤層走向長(zhǎng)度超過(guò) 4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井，采用兩翼對(duì)角式比較適宜。第二水平為后期，考慮到開(kāi)采深度及通風(fēng)路線長(zhǎng)度的增加，原定再上一個(gè)風(fēng)井，為混合式通風(fēng)，以滿足通風(fēng)需要。鑒于該礦水量較大，在萬(wàn)一突水時(shí)能在水中運(yùn)轉(zhuǎn)的潛水泵較為適宜，但在付井底的安裝有困難，因此，研究決定普通臥泵和潛水泵混合排水方式排水比較合理。最大繩速 m/s，年提升能力 144MT 為設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 的 160%。井筒深 13 度 318m。第一水平中期，為了接替順利，在二水平增加兩個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面。由于這種支架架設(shè)后將工作面與老空區(qū)完全隔開(kāi)了，因而在頂板管理方式上仍屬于陷落法進(jìn)行管理 [8]。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) [4] 礦井采區(qū)上山設(shè)計(jì)為三條：軌道上山、膠帶運(yùn)輸機(jī)上山和回風(fēng)上山。 炮采工作面采用單體液壓支柱，正懸臂齊梁直線柱布置，控頂距為 米，即最小 控頂距三排支柱，最大控頂距為四排支柱，每推進(jìn)一排放一次頂，采用刮板輸送機(jī)將煤運(yùn)出。 見(jiàn)圖 22。為解決這一問(wèn)題，在井底車場(chǎng)兩翼，分別設(shè)有水閘門，在排水能力不足時(shí)，關(guān)閉水閘門，由副井增援或外運(yùn)排水設(shè)施的。經(jīng)計(jì)算， 8 表 26 井筒特征 Table26 well chamber characteristics 井筒名稱 主井 副井 西風(fēng)井 東風(fēng)井 井口坐標(biāo) X(m) 3909938 3908700 3910785 Y(m) 446296 444850 446125 Z(m) + + + + 用 途 提煤 混合 回風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 箕斗 罐籠 （有梯子間） （有梯子間） 井筒傾角 /176。 礦井主付井井口及工業(yè)廣場(chǎng)，布置在九里山南，大陸村東北側(cè)。 煤層名稱 煤層厚度 傾向 傾角/ 176。大煤以上統(tǒng)稱為頂板水，包括沖積層、基研風(fēng)化帶和砂巖等含水層：大煤以下統(tǒng)稱為底板水，包括第八層灰?guī)r，第二灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r等含水層。深溝平時(shí) 干枯，夏季雨后有短暫時(shí)間流水。 設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》以及國(guó)家制定的其他有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策等有關(guān)要求，力爭(zhēng)做到分析論證清楚、論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭(zhēng)使自己的設(shè)計(jì)成果達(dá)到較高水平。因此礦井 2 通風(fēng)設(shè)計(jì)合理與否對(duì)礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益具有長(zhǎng)期而重要的影響。 用于礦井的主要有離心式和軸流式兩類通風(fēng)機(jī)，以前全用離心式。在 礦井一水平 的 通風(fēng)設(shè)計(jì) 中 ， 選用兩翼對(duì)角式通風(fēng)（也可看作分區(qū)式通風(fēng)），計(jì)算了 礦井需風(fēng)量 和兩個(gè) 時(shí)期的通風(fēng)阻力，并選擇了主要通風(fēng)機(jī)，計(jì)算了噸煤 通風(fēng) 電費(fèi)，繪制了通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 ，同時(shí)得出了幾個(gè)關(guān)于通風(fēng)設(shè)計(jì)的結(jié)論。 1745 年俄國(guó)科學(xué)家發(fā)表了空氣在礦井中流動(dòng)的理論， 1764 年法國(guó)采礦工程發(fā)表了關(guān)于礦井自然通風(fēng)的理論，成為礦井通風(fēng)史上奠基的兩篇論文。 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，礦井通風(fēng)方面，已經(jīng)可以利用電算技術(shù)確定礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)其進(jìn)行解算。 隨著礦井的開(kāi)采規(guī)模逐漸擴(kuò)大，井下的溫度逐漸升高，瓦斯含量的不斷增加以及煤的自燃特性愈益加劇，合理的解決礦井通風(fēng)問(wèn)題就顯得特別重要了。井田北緣有九里山，高出地面約 70 米。見(jiàn)表 21。 表 23 煤層特征表 Table23 coal bed characteristic table 3） 瓦斯煤塵 九里山礦瓦斯，根據(jù)大煤采樣規(guī)定，和演馬莊礦實(shí)測(cè)計(jì)算結(jié)果，應(yīng)屬超級(jí)瓦斯區(qū)，并有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)。 2） 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 [1] 根據(jù)井田的煤層賦存條件、可采儲(chǔ)量和礦井的境界范圍， 礦井設(shè)計(jì)為中型煤礦，年產(chǎn) 90萬(wàn)噸，日產(chǎn)能 力達(dá)到 2795 噸。 井筒 井筒特征見(jiàn)表 26。 由于礦井的井架、井筒、巷道、井底、井底車場(chǎng)及運(yùn)輸大巷，均由混凝土及鋼材等不易燃材料構(gòu)成，而且井底車場(chǎng)的火藥庫(kù)、泵房、變電所均設(shè)有防火柵欄兩 用門，因此，在井筒、井底車場(chǎng)設(shè)防火門意義就不大了。 井底煤倉(cāng)的型式、容量及清理運(yùn)煤方式：井地煤倉(cāng)為直徑 6m 的圓筒煤倉(cāng)，容量 464 噸，煤由漏斗進(jìn)入箕斗經(jīng)主井提至地面。 綜機(jī)工作面采用 MLSS3170 型調(diào)高雙滾筒采煤機(jī)。大煤底版為粉砂巖，局部具有砂巖矽質(zhì)結(jié)核，大煤距九層灰?guī)r 10米左右，煤層傾角 176。 11 煤層 頂板底板 圖 23 采區(qū)上山布置示意圖 picks the area to climb mountains the arrangement hint 工作面順槽，均以分層回采分 層掘進(jìn)布置。下順槽由于除要裝有 SZQ75 型轉(zhuǎn)載機(jī)外，還需要可供移動(dòng)的變電站用輕便軌道，因而選用 米長(zhǎng)梁 米長(zhǎng)柱 的礦用工字鋼支架，進(jìn)行支護(hù)。但機(jī)車臺(tái)數(shù)為 3 臺(tái)， 2臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)， 1臺(tái)檢修。提升設(shè)備選用一臺(tái)，其規(guī)格如下： 卷筒數(shù)量 ： 2 個(gè) 卷筒直徑： 3500 ㎜ 卷筒寬度： 1700 ㎜ 鋼絲繩最大靜張力： 17000 ㎏ 鋼絲繩最大靜張力差： 11500 ㎏ 減速比： 1： 配用 YR1433912型電動(dòng)機(jī)，電壓為 6KV，容量為 630KW，轉(zhuǎn)速為 491 轉(zhuǎn) /分。 所采用的一噸礦車單層雙車多繩罐籠，其平面規(guī)格為 4500 1400 毫米，并采用等重尾繩平衡系統(tǒng)，主繩采用三角股鋼絲繩，其規(guī)格為： 6 20+121170特 Z（ S） Tb乙左右捻向各兩條，重量 公斤 /米，尾繩采用扁鋼絲繩兩條，規(guī)格為： 74 18130 型。 臥泵規(guī)格 ： 水量： 7噸 /分 420 噸 /時(shí) 揚(yáng)程： 360 米 電動(dòng)機(jī)： JSQ1584680 瓦 6000 伏 15 3 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 通風(fēng)系統(tǒng)選擇 九里山井田大煤屬優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤，煤層賦存穩(wěn)定，傾角 度 ~16 度，煤厚平均 米，沖積層較厚，屬于煤與瓦斯突出礦井，采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量為，煤塵無(wú)爆炸性，煤層無(wú)自然發(fā)火期，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 90 萬(wàn)噸。 通風(fēng)系統(tǒng)選擇 根據(jù)礦井瓦斯涌出量，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，煤層賦存條件等因素，考慮兩種可行方案，分別是中央邊界式和兩翼對(duì)角式。 風(fēng)速驗(yàn)算的要求： 各條井巷的供風(fēng)量確定后，按《規(guī)程》第 101 條規(guī)定的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。 18 Q采 =60 V Swi V工作面風(fēng)速， m/s Swi工作面有效斷面積，㎡ Q 綜采 =60 8=864m3/min Q 炮采 =60 5=540m3/min 以上需風(fēng)量計(jì)算中，綜 采面需風(fēng)量最大值是 1233m3/min，炮采面需風(fēng)量最大值是 735m3/min。 按各工作點(diǎn)所計(jì)算的風(fēng)量來(lái)考慮漏風(fēng)及配風(fēng)不均等因素的影響，因此，在風(fēng)量分配時(shí)，對(duì)每條巷道實(shí)際供風(fēng)量應(yīng)按實(shí)際需要風(fēng)量再乘以礦井通風(fēng)系數(shù)K 礦 (～ )， （ 1）火藥庫(kù)實(shí)際需風(fēng) 量 Q 火 =130m3/min；（經(jīng)驗(yàn)值） （ 2）充電硐室實(shí)際需風(fēng)量 Q 充 =180m3/min；（經(jīng)驗(yàn)值） （ 3）機(jī)電硐室實(shí)際需風(fēng)量 Q 機(jī) = 0 ??? ?? =228m3/min； （ 4）井下變電所需風(fēng)量 Q 變 =80m3/min；（經(jīng)驗(yàn)值） （ 5）采區(qū)硐室實(shí)際需風(fēng)量 Q 采硐 =80m3/min；（經(jīng)驗(yàn)值） 礦井總風(fēng)量計(jì)算 Qkj=(∑ Qcj+∑ Qjj+∑ Qdj+∑ Qgj)Kkj 式中： Qkj礦井總進(jìn)風(fēng)量， m3/min。從通風(fēng)的角度來(lái)看，每一個(gè)釆區(qū)就是礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)區(qū)域，它們各自與礦井的主要進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷相連通，是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路的連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。 （ 2）保證風(fēng)流流動(dòng)的穩(wěn)定性，在采區(qū)逆風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)盡量避免或減少角聯(lián)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風(fēng)流，保證水采工作面及其回風(fēng)巷的風(fēng)流中的瓦斯和 CO2 濃度都必須符合《規(guī)程》規(guī)定。 （ 10）采掘工作面空氣溫度不得超過(guò) 26℃；機(jī)電硐室不得超過(guò) 30℃。 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(kāi)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(kāi)采煤層群和分層開(kāi)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。 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)。 U 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)在我國(guó)使用比較普遍。所以，采取通風(fēng)系統(tǒng)確定為 U型。 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