【文章內(nèi)容簡介】 員，提高勞動效率，安全性高。 （ 2） 刨煤機為靜力破煤定高開采，其行走速度一般在 ，小于滾筒截齒線速度 4m/s，工作面粉塵濃度低。 （ 3） 刨煤機落煤工藝是淺截深多循環(huán)，對頂板振動小，有利于頂板管理。 但是刨煤機工作面具有如下缺點： （ 1） 刨煤機生產(chǎn)廠家少，功率大、能力強的產(chǎn)品需要引進，維修和更換配件不方便，價格昂貴。 （ 2） 設備投資高，按主要設備進口，配備支架國產(chǎn)，工作面投資約為 8000~10000 萬元；滾筒薄煤層綜采工作面按引進采煤機考慮，設備投資在 4000 萬元左右。 （ 3） 由于半煤巖巷掘進速度慢，不能發(fā)揮刨煤機系統(tǒng)快速推進的特點，將影響礦井年產(chǎn)量； （ 4） 刨煤機工作面對煤層構(gòu)造及頂?shù)装逡蟊容^高。 （ 5） 設計調(diào)研國內(nèi)刨煤機使用現(xiàn)狀，月產(chǎn)量較高，但是沒有年產(chǎn)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，一方面說明掘進設備不配套，另一方面說明國內(nèi)刨煤機的使用并不成熟。 通過上述比較： 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)造相對復雜 ，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，但刨煤機工作面投資高，順槽掘進速度限制了設備性能，而滾筒綜采設備應用可靠，經(jīng)驗豐富，投資低的優(yōu)點，設計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)升級投產(chǎn)時維持一采區(qū)中厚煤層綜采工作面，二采區(qū)普采升級為薄煤層綜采工作面，同時在三采區(qū)增加一套 2 號煤薄煤層綜采工作面。井下初期以三個綜采工作 面來保證 300 萬 t 年生產(chǎn)能力，中后期當回采 5（ 4+5）號煤層或 8 號煤層時， 2 個綜采工作面即能滿足 300萬 t/a 能力。 采區(qū)劃分 目前井下有兩個生產(chǎn)采區(qū)（即一采區(qū)和二采區(qū)），均布置于在現(xiàn)井底車場附近，一采區(qū)布置有一個普采面，二采區(qū)布置一個綜采工作面，兩采區(qū)尺寸較小，東西長約 ，南北寬不足 1km。本次改造對上煤組開拓維持這兩個采區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀，下煤組統(tǒng)一劃分采區(qū)。對其它區(qū)域，考慮到井田構(gòu)造簡單，為適應產(chǎn)業(yè)升級開采的需要，應加大采面推進長度，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采區(qū)：上煤組四個采區(qū)，下煤組兩個采區(qū)。 （三） 礦井通風 通風方式 礦井通風方式采用抽出式。 根據(jù)井下開拓部署，確定礦井通風系統(tǒng)為混合式，其中：中興行人斜井、中興副斜井、峁上主斜井進風，峁上回風斜井、馬莊立井回風。 通風系統(tǒng) 通風系統(tǒng)的設計滿足下列要求： （ 1） 將足夠的新鮮空氣有效的送到井下工作場所，保證安全生產(chǎn)和良好的勞動條件 . （ 2） 通風系統(tǒng)簡單 ，風流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災能力。 根據(jù)礦井開拓部署，達到設計產(chǎn)量時礦井通風系統(tǒng)為：新鮮風流從中興副斜井、中興行人斜井、峁上主斜井進入，經(jīng)原井底車場 /峁上主斜井與上煤組軌道大巷聯(lián)絡巷、上煤組軌道大巷（膠帶輸送機大巷）、工作面中部車場、工作面運輸順槽至采煤工作面。乏風風流經(jīng)工作面回風順槽、回風聯(lián)絡巷、回風大巷、上煤組回風大巷、至峁上回風斜井 /馬莊風井排至地面。礦井達到設計產(chǎn)量時通風系統(tǒng)見圖 521。 礦井中后期最大負壓時，主要通風系統(tǒng)為：新鮮風流從峁上主斜井、中興副斜井、中興行人斜井進入，經(jīng)原井底車場 /峁 上主斜井與上煤組軌道大巷聯(lián)絡巷、上煤組軌道大巷（膠帶輸送機大巷）、工作面中部車場、工作面運輸順槽至采煤工作面。乏風風流經(jīng)工作面回風順槽、回風聯(lián)絡巷、回風大巷、回風下山、至馬莊風井 /峁上回風斜井排至地面。礦井中后期最大負壓時通風系統(tǒng)見圖 522。 礦井風量 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及設計規(guī)范有關規(guī)定，參考鄰近生產(chǎn)礦井實際配風經(jīng)驗，礦井總風量采用兩種方法計算，進行比選。 （ 1） 按井下同時工作的最大班下井人數(shù)計算 Q=4NK=4234。 式中： N— 井下同時工作最多人數(shù)； K— 礦井通風系數(shù)（包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均等因素），根據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》，混合式通風， K=。 （ 2） 按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需要的風量的總和計算： Q=（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 備 +∑Q 其它 ） K 式中： ∑Q 采 — 采煤工作面實際需要風量的總和， m3/s。 ∑Q 掘 — 掘進工作面實際需要風量的總和， m3/s。 ∑Q 硐 — 硐室實際需要風量的總和， m3/s。 13 ∑Q 備 — 備用采煤工作面實際需要風量的總和， m3/s。 ∑Q 其它 — 礦井除了采煤、掘進、硐室和備用采煤工作面以外，其 它井巷實際需要風 量的總和， m3/s。 采煤工作面實際需要的風量，應按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作面溫度、炸藥用量、人數(shù)等分別計算，取其中最大值，并用風速驗算。 掘進工作面實際需要的風量，應按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、局部通風機實際吸入風量、工作面溫度、炸藥用量、人數(shù)等分別計算，取其中最大值，并用風速驗算。 獨立通風的硐室實際需要的風量，應根據(jù)不同類型硐室分別計算，機電設備散熱量大的硐室，應按機電設備運轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，其它硐室按經(jīng)驗配風。 其它井巷實際需要風量，應按瓦斯涌出量和最低風速分別計算，取其中最大值。 抽放瓦斯 的礦井，應按抽放瓦斯后煤層的瓦斯涌出量計算風量。 計算基礎資料： 各工作地點最大工作人數(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： 。 風量計算： 1）按炸藥用量計算： 普掘工作面使用炸藥，按掘進最大斷面配風。 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量 CO的量，根據(jù)炸藥有毒氣體國 家標準，取 b=； t— 吹散炮煙時間，取 30min； c— 爆破經(jīng)通風后，允許工人進入工作面的 CO 濃度，取 c=%。 計算結(jié)果： Q 普掘 =2）按工作地點最大工作人數(shù)計算 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）按工作地點風溫計算 工作地點的氣溫預測采用改進型 “ 平松良雄實用近似計算法 ” ，以井巷通風網(wǎng)絡為基礎，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，逐段進行數(shù)次迭代，求出井巷通風網(wǎng)絡各節(jié)點和終端年平均氣溫，加上對應的氣溫年變化波輻值，并用地面最高月平均氣象參數(shù)直接計算進行校核。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，滿足《煤礦安全規(guī)程》第一百零二條的規(guī)定，故工作地點風溫對風量計算沒有要求。但隨著開采深度的增加，地溫增加，由于礦井無二級高溫區(qū)，在這種情況下，可以采取措施，人為地加大工作地點的風量，以達到降溫效果。 14 4）按瓦斯 和二氧化碳涌出量分別計算 產(chǎn)業(yè)升級初期 2號煤層綜采工作面最大相對瓦斯涌出量為 ，絕對涌出量 ，生產(chǎn)后期 8 號煤層綜采工作面最大相對瓦斯涌出量為 ，絕對涌出量 ；。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，當 1個采煤工作面瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 個掘進工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min 時，用通風方法解決瓦斯問題不合理。 根據(jù)以上工作面瓦斯涌出量的預計，本煤層瓦斯抽放率達到 40%以上，鄰近層抽放率達到 60%~70%，采空區(qū)瓦斯抽放量達 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量系數(shù)，即工作面瓦斯涌出絕 對量的最大值與平均值之比。綜采取 ，綜掘取 ，普掘取。 初期 2 號煤層綜采工作面： Q 綜采 2=100 = 。取 35 m3/s； 后期 8 號煤層綜采工作面： 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）各用風地點風量取值 根據(jù)上述計算，可以看出，由于該礦井為高瓦斯，決定各用風地點風量的主要因素為瓦斯涌出量，綜合上述計算，設計取值如下： A、初期 a、綜采工作面 綜采工作面： 3 個， 335=105m 3/s ； 備用工作面： 1 個，取 20m3/s； ΣQ 采 =105+20=125 m3/s。 b、掘進工作面 綜掘工作面： 3 個， 315=45m 3/s； 普掘工作面： 3 個， 2 條巖巷機械化作業(yè)線， 1 個煤巖巷混合普通鉆爆法掘進頭。 310=30m 3/s； ΣQ 掘 =45+30=75m3/s。 c、硐室風量 獨立通風的硐室風量按有關規(guī)程規(guī)定和生產(chǎn)礦井的經(jīng)驗數(shù)據(jù)配風： 井下爆破材料庫 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 量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 125＋ 75＋ 21） 5 ％ 15 =； f、礦井總風量： Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 +Q 其它 ） =（ 125＋ 75＋ 21＋ ） =根據(jù)上述計算結(jié)果，考慮到礦井開采邊角煤，增加殘采工作面及相應的掘進工作面，確定礦井總風量為 300m3/s。 B、后期 礦井開采進入后期由兩個 8 號煤層綜采工作面保證 300萬 t/a 礦井產(chǎn)業(yè)升級設計生產(chǎn)能力，考慮到礦井開采邊角煤，必要時增加殘采工作面及相應的掘 進工作面。此時，風量分配如下： 綜采工作面： 2 個， 552=110m 3/s； 備用工作面： 1 個， 55m3/s； ΣQ 采 =110+55=165m3/s。 綜掘工作面： 2 個， 215=30m 3/s； 普掘工作面： 2 個， 210=20m 3/s。 ΣQ 掘 =30+20=50 m3/s。 硐室風量： 井下爆破材料庫 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、 其它用風量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 165+50+18） 5% =。 b、礦井總風量 Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ＋ Q 其它 ） =（ 165＋ 50＋ 18＋ ） =根據(jù)上述計算結(jié)果，考慮到礦井開采邊角煤，增加殘采工作面及相應的掘進工作面，總風量亦取 300 m3/s。 礦井通風負壓及等積孔 （ 1） 通風負壓 礦井通風負壓采用下式計算： )( 2 PaS QPLh ????? ? 式中： α — 通風阻力系數(shù)（ kgS 2/m3）； L、 P、 S— 分別為巷道長度（ m）、周邊長（ m）、凈斷面積（ m2）； Q— 通過巷道的風量（ m3/s）。 計算結(jié)果， 礦井 產(chǎn)業(yè)升級初期 通風負壓為： 峁上風井的通風負壓為，馬莊風井的通風負壓為 ； 后期峁上風井通風負壓為，馬莊風井的通風負壓為 。 16 （ 2） 自然風壓 礦井井深大于 100m，按經(jīng)驗公式： Hn=P0H