【正文】 礦井自然風壓 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，進、回風井井口標差在 150m 以上，或進、出風井口標高相同但井深 400m以上，宜計算礦井的自然風壓。 ① 摩擦阻力計算 1—— 2—— 3—— 4—— 5—— 9—— 10—— 11 表 通風容易時期井巷阻力表 序號 名稱 α Kg/m3 L m U m S m2 R Ns/m8 Q m3/s V m/s H r pa 12 進風井 630 20 23 進風石門 620 91 34 軌道巷 100 11 45 工作面 188 93 59 右回風巷 100 12 910 回風大巷 3480 599 1011 回風井 720 36 合計 862 ② 總 阻力計算 沿著上述風路，將各區(qū)域的摩擦阻力累加起來，并考慮適當的局部阻力系數（一般不細算局部阻力），即可算出通風容易時期的井巷通風總阻力為： hf ＝ （ 公式 ） ＝ 862 39 ＝ Pa 困難時期的通風網絡圖見下面 ： 109471235639。 37 對于有兩臺或多臺主要通風機工作的礦井，礦井通風阻力應按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。 2）為維護巷道，防止坑木腐爛、金屬銹蝕、以及行人安全等，所有巷道都應分配一定的風量。 該礦井的在煤巷掘進中采用綜掘，因此這里取 60m3/min。各種通風機的額定風量可按表 選取。 S2考慮到掘進長度比較長，因此 采用雙反邊接頭方式。 1) 按瓦斯涌出量計算 設有兩個掘進面， 日進 共 27 米，巷道寬度為 米，高度為 米。 k 采 — 工作面的長度系數，可按 表 選取。至少進行 5 晝夜的觀測，得出 5 個比值，取其最大值。 由于本井 田 煤層埋藏較深、瓦斯 大 、 漏風小 、通風系統(tǒng)復雜的特點， 以簡化井下通27 風構筑物，有利于通風管理和水平過渡，一旦 主要通風機 停轉也有利于采空區(qū)瓦斯的管理 ， 因此采用抽出式通風 。 三 、礦井通風容易、困難時期的確定 工作面達產后，離帶區(qū)石門最近的分帶且在一個工作面快要結束時，風流從運輸大巷通過帶區(qū)石門直接進入分帶進風斜巷，清洗工作面后，經過分帶回風斜巷通過回風石門抵達回風大巷，再由回風井排至地面。 (2)利于礦井建設與連續(xù)、高效、安全生產。煤的容重均為 。 圖 工作面膠帶運輸 巷 工作面 軌道 運輸巷采用單巷布置，巷道內鋪設 600mm 軌道用于運送設備材料等。輸送機平巷隨采隨棄，電氣設備平巷加以維護，作為下一帶區(qū) 的 軌道 運輸巷。 21 圖 采煤工作面布置圖 4)支護方式 本設計為綜合機械化采煤，工作面采用 支撐式 液壓支架支護。依據 帶區(qū) 特征，工作面采用后退式開采，工作面推進長度取 1800m。 ⑸技術經濟效果比較顯著。 ⑵ 國家關于煤炭生產的方針、政策 18 ⑶ 對采煤機械化程度的要求及設備供應條件 ⑷ 臨近或相似礦井的采煤實踐經驗 ⑸ 生產管理水平 采煤方法選擇的基本要求 ⑴ 保證安全生產及勞動條件 ⑵ 最好的經濟效果，回采工作面的產量高，勞動生產率高，材料消耗少，生產成本低。采（帶）區(qū)采出率按下式計算： %100??? 帶區(qū)工業(yè)儲量 開采損失帶區(qū)工業(yè)儲量帶區(qū)采出率 （ 公式 ） 采（帶）區(qū)設計可采儲量等于采（帶）區(qū)工業(yè)儲量減去開采損失，在開采過程中的煤炭損失主要有：分帶煤柱損失、大巷保護煤柱、割煤損失等。 開采順序 由于本井田只有 15 號煤層可采。 （ 3） 確定 帶區(qū) 主要硐室的布置 帶 區(qū)煤倉 帶區(qū)煤倉是帶區(qū)巷道布置中的一個組成部分，是帶區(qū)運輸的一個重要環(huán)節(jié)，對帶區(qū)的穩(wěn)產高產起重要作用。 (4)生產系統(tǒng)簡單合理。 D—帶區(qū)走向長度 ， 3660m n 取 18 時，工作面長度為 188m。為了減少初期工程量及初期投資，使礦井盡快投產， 首先開采井田中央井筒附近帶區(qū) 。 (2) 采用單巷布置時，運輸大巷中的一側需要設置轉載機及膠帶輸送機，另一側要設置泵站及移動變電站等電氣設備，故巷道斷面較大。 一帶區(qū)工作面仰斜布置，煤層傾角 7176。本巷道負擔全礦回風。 運輸大巷 巷道斷面見圖。 本設計礦井地質簡單，井底車場位置處無斷層、含水層。井架天輪型號為 TSG3000/17，直徑 3m。 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提 升、運輸、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。 第二節(jié) 礦井開拓方式、 礦井的設計能力及服務年限 一 、礦井工作制度 礦井年工作日數的確定 按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定：礦井設計生產能力按年工作日 300 天計算。 第二章 礦井設計 與開采 第一節(jié) 井田 境界及可采儲量 一、 二礦井田位于沁水煤田東北部 ，北至石太線保護煤柱， 與三礦和新景礦隔路相望； 南至平定治西勘探井田邊界， 與五礦為界； 東與大陽泉 地方煤礦相鄰 ； 西以人為劃定的桑掌勘探西界和冶頭勘探西界連線為界 ，與西上莊礦相鄰，基本沒有擴大的可能性。 （ 2）煤塵 二礦在多年生產中雖未發(fā)生過煤塵爆炸事故，但 173 地質勘探隊對礦區(qū)揮發(fā)分大于10％的點進行煤塵爆炸試驗，煤層無爆炸危險的可能。在此單斜基礎上發(fā)育次一級的寬緩褶曲和一些短軸褶曲。主要由淺紅色細粒長石砂巖組成，間夾薄層紫紅、暗紫色砂質泥巖及粉砂巖。本組屬于過渡環(huán)境沉積。厚度 ～ ，平均 。年平均氣溫在 ℃ ，極端最高氣溫 ℃ ，最低氣溫℃ ，極端最高地溫 ℃ ，最低地溫 ℃ 。 三、礦區(qū)水文情況 我礦井田內的河流為季節(jié)性河流， 區(qū)內蒙村河是影響礦井生產生活的主要季節(jié)性河流，由北向南貫穿區(qū)內，經三礦地段到賽魚口直入桃河，屬海河流域滹沱河水系。21 北緯 ： 37176。2139。區(qū)內地形切割劇烈，沖溝極為發(fā)育，其 山脊與溝谷多數成北東向排列于分水嶺兩側，猶如羽狀，形成復雜的中高山地貌。 降雨時，河水迅速上漲，甚至形成山洪，雨后很快變小，多數河溝滲漏水不明顯，只有小南溝河和大南溝河的下游段存在明顯的漏水現象； 由于采區(qū)塌陷和附近村莊小煤窯的開采、報廢，造成地面裂縫，雨季水量向井下滲漏，給雨季生產帶來了一定影響。井田內鉆孔揭露最大厚度為 。 3 號煤屬穩(wěn)定煤層， 6 號煤為不穩(wěn)定煤層。厚度 ～，平均 。 層厚累厚 柱狀巖石名稱 巖 性 描 述 石灰?guī)r 深灰色 致密堅硬 富含動物化石 加方解石脈 15煤灰黑色 含沙粒不等上多下少 含植物化石黑色 致密 含鋁質 下部含砂粒泥巖 沙質泥巖(m) (m) 1:100 圖 煤層圍巖性質 4 井田地質構造 二礦井田地質構造簡單，煤層穩(wěn)定，賦存豐富 ，基本構造形態(tài)為一單斜，近東西走向，向南傾斜，傾角 5176。瓦斯涌出量為： 40~100m3/min。煤層的露頭深度為658 米，基本無風化帶。 ＝ 2） 礦井可采儲量 礦井可采儲量 ＝ （礦井工業(yè)儲量 永久煤柱損失） 礦井 回收率。 （ 2） 井筒形式、數目、 位置的確定 通過方案的比較，確定了 雙 立井 雙 水平開 拓 的方式，因此井筒形式為立井：《煤礦安全規(guī) 程》規(guī)定：每個生產礦井必須至少有兩個能行人的通到地面的安全出口。 (2) 工業(yè)場地距國鐵、國道近，礦井鐵路專用線、進場公路建設方便，投資省。據以上要求及本礦井條 件選擇各主要巷道斷面 各主要大巷（主石門、運輸大巷，回風巷）、采區(qū)上、下山等斷面均為半圓拱形，支護形式為錨噴支護，帶區(qū)回風大巷斷面為矩形，支護形式為金屬錨桿支護。罐道選用 38kg/m 軌道，布置方式為雙軌單側布置，9 間距 1300mm。矸石經運輸大巷運至井底車場后由副井提升至地面。半圓拱斷面，凈斷面積 m2，掘進斷面 m2，巷內鋪設單軌，錨噴支護。 回采工作面參數的確定 (1)工作面長度 依據一帶區(qū)地質情況與開拓設計中確定的開采條件，綜合考慮適宜的設備性能，通風安全的要求，工作面推進度的合理性，設計一帶區(qū)工作面長為 188m。輸送機平巷隨采隨棄，電氣設備平巷加以維護，作為下一帶區(qū)的軌道運輸巷。膠帶運輸巷由于與采煤工作面相連，故要求必須沿煤層開掘。帶區(qū)平均傾向長度為 1800m。 (2)帶區(qū)生產能力合理，有合理的可采儲量與服務年限。根據礦井開拓布置，全井田劃分為 四個 帶 區(qū) ， 共布置 兩 條 大巷 ，分別是運輸 大巷 和回風 大巷 。 變電所尺寸為 *，高度為 3m，通道高度為 ，斷面為半圓拱形，采用錨噴支護。 通風系統(tǒng)：地面→副井→運輸大巷→ 分帶進風斜巷 → 工作 面→ 分帶 回風 斜 巷→ 回風大巷 →風井→地面。其選用的采煤機為： MX2 300；配套的電動機為： JDFM2B150；選擇液壓支架，型號為： ZY5600；工作面輸送機： SGB764/264；移架步距為 米；進回風采用 PDZ 型端頭液壓支架。工作面出煤經分帶斜巷運輸直達運輸大巷，運輸環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單，運輸設備數量和輔助人員可以減少約 30%— 40%。一個工作面達產，回采巷道包括一條運輸 斜 巷、軌道 斜 巷和開切眼 ， ， 采空區(qū)處理為全部垮落法。 3)工作面落煤、裝煤、運煤 本礦井設計為全部設備機械化礦井，工作面生產能力大，推進快，因此選用采煤機落煤。 采空區(qū)采用全部跨落法處理，采空區(qū)直接頂頂冒落后基本可以添滿采空區(qū)。當瓦斯含量不大，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量不大時一般采用單巷布置。 膠帶 運輸巷由于與采煤工作面相連，故要求必須沿煤層開掘。初期投產達到設計產量時，由一個工作面達到產量，綜采面產量確定為 萬 t/a。 二 、通風構筑物 為保證采區(qū)內通風風流的穩(wěn)定，在巷道內設置一系列通風構筑物，控制風流的流向，本礦的主要通風構筑物有： 風門：在采區(qū)的上部車場和中部車場以及一些人員和車輛可以通行，風流不能通過的巷道，至少設立兩道風門，其間距要大于運輸工具的長度。礦井通風設計的主要內容之一，是反映礦井設計質量的主要因素。 1) 按瓦斯涌出量計算 根據《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風巷風流中沼氣的濃度不得超過 1％的要求計算。其氣溫與風速應符合 表 表 采煤工作面空氣溫度與風速對應表 采煤工作面進風氣溫 /℃ 采煤工作面風速 /m 采煤工作面有串聯通風時，按其中一個最大需風量計算。 Q 掘 ＝ 4 20 ＝ 4 20 ＝ 80 m3/min 取其以上最大值作為該掘進工作面的有效風量，既 240m3/min。 104 53 49 45 41 38 32 30 29 R100/N M8 ④ 風筒的出口風量 Q 均 ＝ 出入 ? （公式 ） 式中： Q 入 — 風機入口風量 , m3/min Q 出 — 風機出口風量 , m3/min Q 均 ＝ 出入 ? ＝ 240343? ＝ 290 m3/min ⑤ 風機的風壓 h 理 ＝ Rp 按最小風速驗算，各個 半煤巖 巷掘進工作面最小風量： Q 掘 ≥ 60 S 掘 （ 公式 ） 各個煤巷或半煤巖巷掘進工作面的最小風量 : Q 掘 ≥ 60 S 掘 （ 公式 ） Q 掘 ≥ 60 ＝ 207 m3/min 按最高分速驗算，各個掘進工作面的最大風量： Q 掘 ≤ 60 4 S 掘 （ 公式 ） Q 掘 ≥ 60 ４ ＝ 2808 m3/min 式中 S 掘 — 掘進工作面巷道的凈斷面積，㎡。 礦井的總進風量應按采煤、掘進、硐室及其其他地點實際需要風量的總和計算： Qm＝ (∑ Qwt＋∑ Qht＋∑ Qrt＋∑ Qot) km （ 公式 ） 式中 ∑ Qwt— 采煤工作面?zhèn)€備用工作面所需風量之和， m3/min； ∑ Qht— 掘進工作面所需風量之和， m3/min； ∑ Qrt— 硐室所需 風量之和， m3/min； ∑ Qot — 其他用風地點所需風量之和， m3/min； km— 礦井通風（包括礦井內部漏風和配風不均勻等因素）系數，可取 ～ 。 如果計算正確，則 副井 進風量和 風井 回風量 數值相等。 2）容易和困難時期阻力計算 按照風流經過巷道時產生阻力的方式不同，可分為摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力一般占礦井通風總阻力的 90%左右，局部阻力參照經驗按井巷摩擦阻力的 10%計。 1）選擇通風機的基本原則