【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 員，提高勞動(dòng)效率，安全性高。 （ 2） 刨煤機(jī)為靜力破煤定高開(kāi)采，其行走速度一般在 ，小于滾筒截齒線(xiàn)速度 4m/s，工作面粉塵濃度低。 （ 3） 刨煤機(jī)落煤工藝是淺截深多循環(huán)，對(duì)頂板振動(dòng)小，有利于頂板管理。 但是刨煤機(jī)工作面具有如下缺點(diǎn)： （ 1） 刨煤機(jī)生產(chǎn)廠家少，功率大、能力強(qiáng)的產(chǎn)品需要引進(jìn)，維修和更換配件不方便，價(jià)格昂貴。 （ 2） 設(shè)備投資高，按主要設(shè)備進(jìn)口，配備支架?chē)?guó)產(chǎn)，工作面投資約為 8000~10000 萬(wàn)元；滾筒薄煤層綜采工作面按引進(jìn)采煤機(jī)考慮，設(shè)備投資在 4000 萬(wàn)元左右。 （ 3） 由于半煤巖巷掘進(jìn)速度慢，不能發(fā)揮刨煤機(jī)系統(tǒng)快速推進(jìn)的特點(diǎn)，將影響礦井年產(chǎn)量； （ 4） 刨煤機(jī)工作面對(duì)煤層構(gòu)造及頂?shù)装逡蟊容^高。 （ 5） 設(shè)計(jì)調(diào)研國(guó)內(nèi)刨煤機(jī)使用現(xiàn)狀，月產(chǎn)量較高，但是沒(méi)有年產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一方面說(shuō)明掘進(jìn)設(shè)備不配套，另一方面說(shuō)明國(guó)內(nèi)刨煤機(jī)的使用并不成熟。 通過(guò)上述比較： 從煤層賦存條件分析：雖然本礦井可采區(qū)域薄煤層賦存穩(wěn)定，但構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜 ，從目前井下回采的情況揭露，局部有隱伏小斷層和陷落柱，且煤層頂?shù)装鍡l件較差，均以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主。比較適合采用滾筒綜采工藝。 從工作面單產(chǎn)分析：兩種工藝基本相當(dāng)，但刨煤機(jī)工作面投資高，順槽掘進(jìn)速度限制了設(shè)備性能，而滾筒綜采設(shè)備應(yīng)用可靠，經(jīng)驗(yàn)豐富，投資低的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)推薦采用滾筒綜采工藝。 根據(jù)上述采煤工藝的比選并結(jié)合目前中興煤礦井下一、二采區(qū)回采工作面采煤工藝，礦井產(chǎn)業(yè)升級(jí)投產(chǎn)時(shí)維持一采區(qū)中厚煤層綜采工作面，二采區(qū)普采升級(jí)為薄煤層綜采工作面，同時(shí)在三采區(qū)增加一套 2 號(hào)煤薄煤層綜采工作面。井下初期以三個(gè)綜采工作 面來(lái)保證 300 萬(wàn) t 年生產(chǎn)能力，中后期當(dāng)回采 5（ 4+5）號(hào)煤層或 8 號(hào)煤層時(shí)， 2 個(gè)綜采工作面即能滿(mǎn)足 300萬(wàn) t/a 能力。 采區(qū)劃分 目前井下有兩個(gè)生產(chǎn)采區(qū)（即一采區(qū)和二采區(qū)），均布置于在現(xiàn)井底車(chē)場(chǎng)附近，一采區(qū)布置有一個(gè)普采面，二采區(qū)布置一個(gè)綜采工作面，兩采區(qū)尺寸較小，東西長(zhǎng)約 ，南北寬不足 1km。本次改造對(duì)上煤組開(kāi)拓維持這兩個(gè)采區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀，下煤組統(tǒng)一劃分采區(qū)。對(duì)其它區(qū)域，考慮到井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)開(kāi)采的需要，應(yīng)加大采面推進(jìn)長(zhǎng)度，減少采面搬家次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。除現(xiàn)生產(chǎn)的一、二采區(qū)外，全井田上 煤組劃分為兩個(gè)采區(qū)：三采區(qū)（單翼采區(qū)）和四采區(qū)（雙翼采區(qū)）；全井田下煤組共劃分為兩個(gè)雙翼采區(qū)：五采區(qū)（東翼采區(qū)）和六采區(qū)（西翼采區(qū)）。 12 即全礦井共劃分為六個(gè)采區(qū)：上煤組四個(gè)采區(qū)，下煤組兩個(gè)采區(qū)。 （三） 礦井通風(fēng) 通風(fēng)方式 礦井通風(fēng)方式采用抽出式。 根據(jù)井下開(kāi)拓部署，確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)為混合式，其中：中興行人斜井、中興副斜井、峁上主斜井進(jìn)風(fēng)，峁上回風(fēng)斜井、馬莊立井回風(fēng)。 通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足下列要求： （ 1） 將足夠的新鮮空氣有效的送到井下工作場(chǎng)所，保證安全生產(chǎn)和良好的勞動(dòng)條件 . （ 2） 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 ，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力。 根據(jù)礦井開(kāi)拓部署，達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)礦井通風(fēng)系統(tǒng)為：新鮮風(fēng)流從中興副斜井、中興行人斜井、峁上主斜井進(jìn)入，經(jīng)原井底車(chē)場(chǎng) /峁上主斜井與上煤組軌道大巷聯(lián)絡(luò)巷、上煤組軌道大巷（膠帶輸送機(jī)大巷）、工作面中部車(chē)場(chǎng)、工作面運(yùn)輸順槽至采煤工作面。乏風(fēng)風(fēng)流經(jīng)工作面回風(fēng)順槽、回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷、回風(fēng)大巷、上煤組回風(fēng)大巷、至峁上回風(fēng)斜井 /馬莊風(fēng)井排至地面。礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖 521。 礦井中后期最大負(fù)壓時(shí)，主要通風(fēng)系統(tǒng)為：新鮮風(fēng)流從峁上主斜井、中興副斜井、中興行人斜井進(jìn)入，經(jīng)原井底車(chē)場(chǎng) /峁 上主斜井與上煤組軌道大巷聯(lián)絡(luò)巷、上煤組軌道大巷（膠帶輸送機(jī)大巷）、工作面中部車(chē)場(chǎng)、工作面運(yùn)輸順槽至采煤工作面。乏風(fēng)風(fēng)流經(jīng)工作面回風(fēng)順槽、回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷、回風(fēng)大巷、回風(fēng)下山、至馬莊風(fēng)井 /峁上回風(fēng)斜井排至地面。礦井中后期最大負(fù)壓時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖 522。 礦井風(fēng)量 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，參考鄰近生產(chǎn)礦井實(shí)際配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，礦井總風(fēng)量采用兩種方法計(jì)算，進(jìn)行比選。 （ 1） 按井下同時(shí)工作的最大班下井人數(shù)計(jì)算 Q=4NK=4234。 式中： N— 井下同時(shí)工作最多人數(shù)； K— 礦井通風(fēng)系數(shù)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均等因素），根據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，混合式通風(fēng)， K=。 （ 2） 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要的風(fēng)量的總和計(jì)算： Q=（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 備 +∑Q 其它 ） K 式中： ∑Q 采 — 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和， m3/s。 ∑Q 掘 — 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和， m3/s。 ∑Q 硐 — 硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和， m3/s。 13 ∑Q 備 — 備用采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和， m3/s。 ∑Q 其它 — 礦井除了采煤、掘進(jìn)、硐室和備用采煤工作面以外，其 它井巷實(shí)際需要風(fēng) 量的總和， m3/s。 采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作面溫度、炸藥用量、人數(shù)等分別計(jì)算，取其中最大值，并用風(fēng)速驗(yàn)算。 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸入風(fēng)量、工作面溫度、炸藥用量、人數(shù)等分別計(jì)算，取其中最大值，并用風(fēng)速驗(yàn)算。 獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要的風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型硐室分別計(jì)算，機(jī)電設(shè)備散熱量大的硐室，應(yīng)按機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計(jì)算，其它硐室按經(jīng)驗(yàn)配風(fēng)。 其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯涌出量和最低風(fēng)速分別計(jì)算，取其中最大值。 抽放瓦斯 的礦井，應(yīng)按抽放瓦斯后煤層的瓦斯涌出量計(jì)算風(fēng)量。 計(jì)算基礎(chǔ)資料： 各工作地點(diǎn)最大工作人數(shù)：綜采工作面 16人；綜掘工作面 14人；普掘工作面 14 人。 普掘工作面一次最大炸藥消耗量： 。 普掘工作面最大凈斷面： 。 風(fēng)量計(jì)算： 1）按炸藥用量計(jì)算： 普掘工作面使用炸藥，按掘進(jìn)最大斷面配風(fēng)。 Q=Ab/t/c （ m3/min） 式中： A— 次起爆最大炸藥消耗量， ； b— 每公斤炸藥爆破后生成的當(dāng)量 CO的量，根據(jù)炸藥有毒氣體國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)，取 b=； t— 吹散炮煙時(shí)間，取 30min； c— 爆破經(jīng)通風(fēng)后，允許工人進(jìn)入工作面的 CO 濃度，取 c=%。 計(jì)算結(jié)果： Q 普掘 =2）按工作地點(diǎn)最大工作人數(shù)計(jì)算 綜采工作面： Q 綜采 =164=84 m 3/min= m3/s； 普掘工作面： Q 普掘 =144=64 m 3/min= m3/s； 綜掘工作面： Q 綜掘 =144=64 m 3/min= m3/s。 3）按工作地點(diǎn)風(fēng)溫計(jì)算 工作地點(diǎn)的氣溫預(yù)測(cè)采用改進(jìn)型 “ 平松良雄實(shí)用近似計(jì)算法 ” ，以井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以井口年平均氣象參數(shù)為依據(jù)，自井口至采掘工作面終端，逐段進(jìn)行數(shù)次迭代，求出井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)和終端年平均氣溫，加上對(duì)應(yīng)的氣溫年變化波輻值，并用地面最高月平均氣象參數(shù)直接計(jì)算進(jìn)行校核。根據(jù)井田地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)地溫梯度 3℃ /100m，屬地溫正常區(qū)。礦井首采區(qū)工作面溫度低于 26186。C，滿(mǎn)足《煤礦安全規(guī)程》第一百零二條的規(guī)定，故工作地點(diǎn)風(fēng)溫對(duì)風(fēng)量計(jì)算沒(méi)有要求。但隨著開(kāi)采深度的增加，地溫增加，由于礦井無(wú)二級(jí)高溫區(qū)，在這種情況下，可以采取措施，人為地加大工作地點(diǎn)的風(fēng)量，以達(dá)到降溫效果。 14 4）按瓦斯 和二氧化碳涌出量分別計(jì)算 產(chǎn)業(yè)升級(jí)初期 2號(hào)煤層綜采工作面最大相對(duì)瓦斯涌出量為 ，絕對(duì)涌出量 ，生產(chǎn)后期 8 號(hào)煤層綜采工作面最大相對(duì)瓦斯涌出量為 ，絕對(duì)涌出量 ；。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，當(dāng) 1個(gè)采煤工作面瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min 時(shí)，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理。 根據(jù)以上工作面瓦斯涌出量的預(yù)計(jì)，本煤層瓦斯抽放率達(dá)到 40%以上，鄰近層抽放率達(dá)到 60%~70%，采空區(qū)瓦斯抽放量達(dá) 到采空區(qū)瓦斯涌出的 40%以上。中興煤礦回采工作面抽放率取 60%。 Q=100qK c 式中： q— 工作面絕對(duì)瓦斯涌出量（經(jīng)瓦斯抽放后剩余量）； Kc— 工作面瓦斯涌出不均勻備用風(fēng)量系數(shù)，即工作面瓦斯涌出絕 對(duì)量的最大值與平均值之比。綜采取 ，綜掘取 ，普掘取。 初期 2 號(hào)煤層綜采工作面： Q 綜采 2=100 = 。取 35 m3/s； 后期 8 號(hào)煤層綜采工作面： Q 綜采 8=100= 3/min=。取 55 m3/s； 綜掘工作面： Q 綜掘 =100=783m 3/min=。取 15 m3/s； 普掘工作面： Q 普掘 =100=264m 3/min=；取 10 m3/s。 5）各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量取值 根據(jù)上述計(jì)算，可以看出，由于該礦井為高瓦斯，決定各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量的主要因素為瓦斯涌出量，綜合上述計(jì)算，設(shè)計(jì)取值如下： A、初期 a、綜采工作面 綜采工作面： 3 個(gè)， 335=105m 3/s ； 備用工作面： 1 個(gè)，取 20m3/s； ΣQ 采 =105+20=125 m3/s。 b、掘進(jìn)工作面 綜掘工作面： 3 個(gè)， 315=45m 3/s； 普掘工作面： 3 個(gè)， 2 條巖巷機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)， 1 個(gè)煤巖巷混合普通鉆爆法掘進(jìn)頭。 310=30m 3/s； ΣQ 掘 =45+30=75m3/s。 c、硐室風(fēng)量 獨(dú)立通風(fēng)的硐室風(fēng)量按有關(guān)規(guī)程規(guī)定和生產(chǎn)礦井的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)配風(fēng)： 井下爆破材料庫(kù) 14= 4m3/s； 中央變電所 24=8m 3/s； 采區(qū)變電所 3 3=9m3/s； ΣQ 硐 =4+8+9=21m3/s。 e、其他用風(fēng) 量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 125＋ 75＋ 21） 5 ％ 15 =； f、礦井總風(fēng)量： Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 +Q 其它 ） =（ 125＋ 75＋ 21＋ ） =根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，考慮到礦井開(kāi)采邊角煤，增加殘采工作面及相應(yīng)的掘進(jìn)工作面，確定礦井總風(fēng)量為 300m3/s。 B、后期 礦井開(kāi)采進(jìn)入后期由兩個(gè) 8 號(hào)煤層綜采工作面保證 300萬(wàn) t/a 礦井產(chǎn)業(yè)升級(jí)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，考慮到礦井開(kāi)采邊角煤，必要時(shí)增加殘采工作面及相應(yīng)的掘 進(jìn)工作面。此時(shí)，風(fēng)量分配如下： 綜采工作面： 2 個(gè)， 552=110m 3/s； 備用工作面： 1 個(gè)， 55m3/s； ΣQ 采 =110+55=165m3/s。 綜掘工作面： 2 個(gè)， 215=30m 3/s； 普掘工作面： 2 個(gè)， 210=20m 3/s。 ΣQ 掘 =30+20=50 m3/s。 硐室風(fēng)量： 井下爆破材料庫(kù) 14= 4m3/s； 中央變電所 24=8m 3/s； 采區(qū)變電所 23= 6m3/s； ΣQ 硐 =4+8+6=18m3/s。 a、 其它用風(fēng)量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 165+50+18） 5% =。 b、礦井總風(fēng)量 Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ＋ Q 其它 ） =（ 165＋ 50＋ 18＋ ） =根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，考慮到礦井開(kāi)采邊角煤，增加殘采工作面及相應(yīng)的掘進(jìn)工作面，總風(fēng)量亦取 300 m3/s。 礦井通風(fēng)負(fù)壓及等積孔 （ 1） 通風(fēng)負(fù)壓 礦井通風(fēng)負(fù)壓采用下式計(jì)算： )( 2 PaS QPLh ????? ? 式中： α — 通風(fēng)阻力系數(shù)（ kgS 2/m3）； L、 P、 S— 分別為巷道長(zhǎng)度（ m）、周邊長(zhǎng)（ m）、凈斷面積（ m2）； Q— 通過(guò)巷道的風(fēng)量（ m3/s）。 計(jì)算結(jié)果， 礦井 產(chǎn)業(yè)升級(jí)初期 通風(fēng)負(fù)壓為： 峁上風(fēng)井的通風(fēng)負(fù)壓為，馬莊風(fēng)井的通風(fēng)負(fù)壓為 ； 后期峁上風(fēng)井通風(fēng)負(fù)壓為，馬莊風(fēng)井的通風(fēng)負(fù)壓為 。 16 （ 2） 自然風(fēng)壓 礦井井深大于 100m，按經(jīng)驗(yàn)公式： Hn=P0H