【正文】 之間，其回風(fēng)口設(shè) 置調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間的風(fēng)壓差通風(fēng)。礦井年產(chǎn)量 90萬(wàn)t，為中型礦井，煤層傾角不等，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，煤塵具有爆炸性，瓦斯涌出量小，礦井風(fēng)量較大，為實(shí)現(xiàn)盡快采煤和保證安全起見(jiàn)，根據(jù)以上分析，確定前期技術(shù)可行的方案為：中央分列式通風(fēng)。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的概述及要求采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)回風(fēng)和工 作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備 和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。 抽出式： 主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口， 在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下， 整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。 煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種。下面對(duì)這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件比較根據(jù)礦井的煤層地址情況，開(kāi)拓方式，及開(kāi)采方法設(shè)計(jì)三個(gè)井筒，即主井，副井，回風(fēng)井，提出本礦井前25年左右的礦井通風(fēng)方案為：中央分列式，中央并列式方案 1：中央分列式：進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央 方案 2：中央并列式：無(wú)論沿井田走向或傾斜方向，進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井均位于井田的中央，布置在同一工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。開(kāi)拓巷道都布置為巖石上山（軌道上山，運(yùn)輸上山），軌道上山主要用于進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料、運(yùn)矸和行人，運(yùn)輸上山主要用于運(yùn)煤。完成這三個(gè)工序即為完成一個(gè)循環(huán)。然后將運(yùn)輸機(jī)移直(見(jiàn)圖（b）)；再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下位置，重新返回割煤至運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭處(見(jiàn)圖（c）)；將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤(見(jiàn)圖（d）)。根據(jù)實(shí)際情況及設(shè)備能力已經(jīng)確定工作面長(zhǎng)度為180m。－50 176。井下揭露含煤段厚度12米，共含煤2層，其中可采煤層2層。布置層位運(yùn)輸大巷基本上沿B3煤層底板間距大于30m處布置，軌道大巷道坡度一般為千分之三。 井底車場(chǎng)鋪軌副井井底車場(chǎng)擔(dān)負(fù)全礦輔助運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)量較小，所運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備不 可拆件重量大， 為此確定井底車場(chǎng)鋪軌采用 30 Kg/m 軌型， 鋼筋混凝土軌枕， 軌距為 600 mm。然后，調(diào)車機(jī)車摘鉤，架線電機(jī)車重新?tīng)恳熊囻傁虿蓞^(qū) 主排水泵房及水倉(cāng)主排水泵房布置6臺(tái)，其中工作兩臺(tái)備用2臺(tái)，檢修2臺(tái).礦井正常涌水量80立方米/小時(shí)，最大涌水量160立方米/小時(shí)。為了保證礦井生產(chǎn)及安全的需要一般井底車場(chǎng)設(shè)有各個(gè)硐室。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間。 煤層群的分組 煤層群分組根據(jù)井田地質(zhì)情況，煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度在12m 左右，井田走向長(zhǎng)度 ，井田內(nèi)地層呈向南西方向傾斜的單斜構(gòu)造。根據(jù)我組設(shè)計(jì)的礦區(qū)煤層賦存條件，生產(chǎn)技術(shù)和水平接替等因素綜合考慮確定我礦區(qū)開(kāi)采水平高度為732米。風(fēng)井井口位置的布置在井田上部東，西各一個(gè)。 本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對(duì)井筒的開(kāi)鑿將不會(huì)造成 影響。本井田地勢(shì)比較平緩，高 低地的最大高差也不過(guò)幾十米，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開(kāi)拓對(duì)于本井田來(lái)說(shuō)是沒(méi)有可行性的。 3)建井及外運(yùn)條件 本井田內(nèi)良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條 件。 a 斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 20m 的保護(hù)煤柱，井田境界煤柱損失 井田境界留設(shè) 30m 的邊界煤柱，井田境界煤柱：井田境界面積297967萬(wàn)平方米煤柱損失：29796712cos10=工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱：工業(yè)廣場(chǎng)面積：300400=120000平方米損失煤柱：12000012cos10=采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失：井筒保護(hù)煤柱：278萬(wàn)噸運(yùn)輸大巷保護(hù)煤柱：煤柱損失：++278+=礦井采區(qū)回采率，應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于 75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于 80 ﹪；薄煤層不應(yīng)小于 85﹪。按照現(xiàn)行的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》中對(duì)煤層各級(jí)資源量的劃分原則，結(jié)合煤礦區(qū)巷道工程的實(shí)際控制情況，以現(xiàn)有巷道控制的及以下二個(gè)高段（50米）范圍內(nèi)，劃分為（332）資源量，（332）資源量的外圍推算二個(gè)水平（即100米） 劃分為（333）資源量，其余的為（334）資源量，其中風(fēng)化帶底界不能直接估算（332）資源量，凡（332）資源量界直接為風(fēng)化帶的，在風(fēng)化帶下劃出50米的（333）資源量?，F(xiàn)有開(kāi)采B煤組煤層的礦井，均開(kāi)采西山窯組下段所含煤層，該段一般含煤23層，煤層多呈層狀產(chǎn)出，層位和厚度較為穩(wěn)定。煤層傾角8176。厚度一般010米，與下伏侏羅系地層呈不整合接觸。1941年－1942年蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家杜阿耶夫在準(zhǔn)噶爾盆地南緣進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，將該區(qū)煤系地層劃分成十一個(gè)含煤和不含煤的層次。后峽十四號(hào)井田靠近東南溝的中東部位，屬于烏魯木齊河流域，附近及井田內(nèi)無(wú)常年性地表河流和其它水體。2號(hào)溝位于西灣村煤礦與自強(qiáng)露天礦的分界處，為一干溝。所以該礦與外界的交通條件較為方便。但在井田內(nèi)除與外界相通的簡(jiǎn)易路通到礦井井口和露天坑外，再無(wú)其它車輛可以通行之路，將對(duì)未來(lái)的礦井建設(shè)帶來(lái)不便。3號(hào)溝位于露天坑?xùn)|幫的東側(cè)，為一干溝。1號(hào)溝中有一小溪，由井田北界以北250米處一基巖(W2)水補(bǔ)給，流經(jīng)井田，水質(zhì)優(yōu)良，平時(shí)水量?jī)H可滿足西灣村煤礦生活和綠化用水，融雪季節(jié)和遇降陣雨時(shí)與匯集的地表水匯合，順溝流向井田東南方。并根據(jù)中、新生代地層中動(dòng)物化石將侏羅系劃分為中一下侏羅統(tǒng)，此外劃分了漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)地層。第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積層（Q3eol）：大面積分布于山梁和山坡上，由亞砂土、黃土構(gòu)成，松散無(wú)膠結(jié)，厚度一般18米，與下伏侏羅系地層呈不整合接觸。－15 176。煤的成因類型屬于腐植煤類，變質(zhì)程度屬于低變質(zhì)階段的煙煤，工業(yè)牌號(hào)多為長(zhǎng)焰煤和不粘煤。Es——井田設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 Pz——煤柱損失C ——采區(qū)平均回采率礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：（工業(yè)儲(chǔ)量損失儲(chǔ)量）x采區(qū)平均回采率（ ）= 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度結(jié)合本礦井煤層條件、儲(chǔ)量情況、以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時(shí)間；同時(shí)考慮設(shè)備檢修 以及工人工作時(shí)間等實(shí)際的因素，在滿足《煤礦安全規(guī)程》的條件之下，本礦井工作制 度安排如下： 礦井工作日為 330 天。礦井的生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t 是可行 的、合理的，并且符合《煤礦安全規(guī)程》和《設(shè)計(jì)規(guī)的相關(guān)要求。 斜井：利用斜井開(kāi)拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開(kāi)拓困難時(shí)，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長(zhǎng)的斜井井峒的條件。而且立井開(kāi)拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零，本井田采用立井開(kāi)拓時(shí)，對(duì)于煤炭的提升也較合適。綜合以上因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置如下：表3—2 井筒位置坐標(biāo)井筒名稱YXZ副井220主井220風(fēng)井220 井筒數(shù)目的確定根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件，各井筒均采用立井。 開(kāi)采水平的布置本井田傾斜長(zhǎng)度為2100米，礦井為傾斜煤層年產(chǎn)90萬(wàn)噸的中型礦井。以上條件很適合布置綜合機(jī)械化采煤。 5 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 井筒時(shí)全礦共布置主立井，副立井，回風(fēng)立井三個(gè)井筒，各井筒用途分述如下：主立井：，支護(hù)厚度為500mm。井底車場(chǎng)線路及調(diào)車方式 如圖：51圖51 井底車場(chǎng)驗(yàn)算副井的空，重車線的長(zhǎng)度。水倉(cāng)容量按容納8小時(shí)礦井正常涌水量考慮，總?cè)萘?000立方米/小時(shí) 主變電所主變電所雨排水泵房聯(lián)合布置，經(jīng)通道與井底車場(chǎng)想通。 主要開(kāi)拓巷道主要開(kāi)拓巷道主要有主運(yùn)輸大巷，這些巷道的服務(wù)年限比較長(zhǎng)，要求 能長(zhǎng)時(shí)間的滿足礦井生產(chǎn)的需要，所以采用半圓拱形斷面。6 采煤方法和采區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征礦區(qū)內(nèi)地層呈向南西方向傾斜的單斜構(gòu)造。頂?shù)装鍘r層組成和力學(xué)性質(zhì)：B3煤層頂板該煤層直接頂板以鈣質(zhì)膠結(jié)的粗砂巖為主，厚度一般在25米左右。單一到簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，無(wú)斷裂構(gòu)造，瓦斯含量低，所以該區(qū)煤礦開(kāi)采技術(shù)條件屬于簡(jiǎn)單類型。本礦井的兩層煤均屬于傾斜煤層，根據(jù)本采區(qū)的形狀特點(diǎn)，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法。（1）．回采工藝三八制作業(yè)，二班生產(chǎn)，一班檢修。故常布置多循環(huán)方式組織作業(yè)，在冊(cè)人數(shù)為100人，勞動(dòng)組織表見(jiàn)表5－6。它們通過(guò)采區(qū)車場(chǎng)和采區(qū)進(jìn)風(fēng)平巷及回風(fēng)平巷進(jìn)行連接，再和工作面相連接。根據(jù)我組設(shè)計(jì)條件和要求可選擇第一種方案?，F(xiàn)將兩種工作方 法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：1．抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主扇因故停上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； 2．壓入式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降 低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停 止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)滿足：分區(qū)通風(fēng)、采掘工作面應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)內(nèi) 所有的巷道，回采工作面， 備用工作面，掘進(jìn)工作面和硐室等有足夠的風(fēng)量； 采區(qū)內(nèi)風(fēng)流穩(wěn)定；有利于采空區(qū)瓦斯排放和防止浮煤自燃；通風(fēng)系統(tǒng)具有一定的抗災(zāi)能力和滿足一些特殊要求的能力（如抽放瓦斯、防火灌漿、煤層注水、區(qū)域反風(fēng)和降溫等） 。后期采用中央分列式和兩翼對(duì)角式的方 法通風(fēng)確定采區(qū)的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較 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。 輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，由于風(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(guò)程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響 工作面的安全衛(wèi)生條件； 輸送機(jī)上山設(shè)備所散發(fā)的熱量， 使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。 由于本礦井的準(zhǔn)備巷道是二條上山，故只能采用 U 型通風(fēng)，再加上本礦井的煤層傾角 30176。其缺點(diǎn)是上行風(fēng)流將煤炭運(yùn)輸過(guò)程中所逸散的瓦斯和煤塵帶入工作面，增大了瓦斯和煤塵的濃度，也易引起煤塵飛揚(yáng)。本工作面選取 Kw 為 。 ，也可以采用混合式。本設(shè)計(jì)掘進(jìn)工作面掘進(jìn)長(zhǎng)度較長(zhǎng)（1500 米） ，利用礦井總風(fēng)壓通風(fēng)達(dá)不到掘進(jìn)通風(fēng)要求，因此，本設(shè)計(jì)選用局部動(dòng)力通風(fēng)方法，動(dòng)力設(shè)備為局部通風(fēng)機(jī)。 兩煤巷掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量相等。 柔性風(fēng)筒的 Pq 值可用下式計(jì)算 Pq = 1/（1nηj） 式中 n接頭數(shù) ηj每個(gè)接頭的漏風(fēng)率插接時(shí)ηj=；螺圈反邊接頭時(shí)ηj=。 上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量 T ≥ 90 104t / a 時(shí)取小值；T ＜ 90 104t / a 時(shí)取大值。①設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)阻力副井——井底車場(chǎng)——運(yùn)輸打巷——采區(qū)下部車場(chǎng)——軌道上山——采區(qū)中部車場(chǎng)——工作面進(jìn)風(fēng)巷——工作面——工作面回風(fēng)巷——回風(fēng)大巷②通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)路線副井——井底車場(chǎng)——運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車場(chǎng)——軌道上山——采區(qū)中部車場(chǎng)——工作面進(jìn)風(fēng)巷——工作面——工作面回風(fēng)巷——回風(fēng)大巷⑵通過(guò)主扇的風(fēng)量Q扇必須大于通過(guò)風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，為了計(jì)算礦井的阻力必須先計(jì)算出Q扇：對(duì)于抽出式：，式中：——為外部漏風(fēng)系數(shù)，所以： Q扇===沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：式中：L、V、S——分別為各井巷的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面積（）；a ——摩擦阻力系數(shù)；Q——各井巷和硐室所通過(guò)的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面計(jì)算的各井巷硐室所需要的實(shí)際風(fēng)量值再乘以（即考慮井巷的內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均等因數(shù)）后所求得風(fēng)量值，；將以上的計(jì)算結(jié)果填入下表其總和為總摩擦阻力即是式中：為各條井巷之摩擦阻力，Pa；由以上表格中得計(jì)算結(jié)果，可以得出風(fēng)容易時(shí)期的總阻力H阻==（pa)風(fēng)困難時(shí)期的總阻力H阻==(pa) 計(jì)算礦井的總風(fēng)阻及總等積孔(1)礦井總風(fēng)阻R礦易=h阻易/Q扇=（）2=R礦難=h阻難/R礦難=h阻難/Q2=()2=(2)等積孔A礦易=√R礦易=A礦難=√R礦難=對(duì)照《通風(fēng)安全學(xué)》中P49的表341可以知道，本設(shè)計(jì)所計(jì)算出的；、均在中阻力礦的指標(biāo)之內(nèi)，所以該設(shè)計(jì)礦井的通風(fēng)安全級(jí)別為通風(fēng)中等。）容易時(shí)期1177515困難時(shí)期113700 選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期主扇的輸入功率，計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出，當(dāng)選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用下式計(jì)算：容易時(shí)期： ＝困難時(shí)期： ＝根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，決定選用JR1510－4型電動(dòng)機(jī)。表732電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號(hào)容量（Kw）電壓（Kv）電流（A）轉(zhuǎn)速（rpm）效率（％）功率因數(shù)8506961485 防止特殊災(zāi)害的安全措施 預(yù)防瓦斯爆炸的措施1．礦井必須建立瓦斯的個(gè)體的回檢測(cè)和連續(xù)檢測(cè)的雙重監(jiān)測(cè)體系2．除了專職監(jiān)察人員外，班，組長(zhǎng)合技術(shù)人員，管理人員必須攜帶沼氣測(cè)定儀或沼氣連續(xù)指示報(bào)警器。要保證主扇在容易時(shí)期的工作效率不致太低，又能保證主扇在困難時(shí)期風(fēng)壓夠用且能有足夠的風(fēng)量，同時(shí)還要考慮自然風(fēng)壓的影響。 容易時(shí)期：Qm = （ΣQwt+ΣQht+ΣQrt+ΣQot）Km = (1728+600+300+) = m3/min 困難時(shí)期：Qm = （ΣQwt+ΣQht+ΣQrt+ΣQot）Km = (1728+600+300+) = =表72 容易時(shí)期通風(fēng)容易期阻力摩擦系數(shù)長(zhǎng)度周長(zhǎng)面積風(fēng)量摩擦阻力摩擦風(fēng)阻風(fēng)速巷道名稱支護(hù)方式aMm㎡QHfx103Rrv副井井筒混凝土38510207149626運(yùn)輸大巷錨噴1500410956軌道上山錨噴