【文章內容簡介】 方案三：兩翼對角式 進風井位于井田的中央，回風井設在井田兩翼的上部邊界，如圖 。 圖 兩翼對角式通風方式 1— 主井 2— 副井 3— 運輸大巷 4— 回風大巷 5— 回風石門 方案四：采區(qū)式通風方式 每一個分區(qū)域內均設置進風井及回風井，構成獨立的通風系統(tǒng)，見圖 。 圖 24 采區(qū)式通風方式 1— 主井 2— 副井 3— 運輸大巷 4— 回風石門 技術比較 1234 51234表 21 各種方案的技術比較表 使用條件 優(yōu)點 缺點 中央并列式 煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大 ( ≤4km)，瓦斯、自然發(fā)火都不嚴重，在此條件下，采用中央并列式是比較合理的 由于煤層傾角大，總回風石門長度小，開掘費小，兩個井筒集中，便于開掘，開掘費也較少，便于貫通，建井期限較短，具有初期投資較少、出煤較快的優(yōu)點。同時它的護井煤柱較小，且便于延深井簡，為深部通風的準備工作提供有利條件。 風路較長，阻力較大，采空區(qū)的漏風較大，同時，由于產(chǎn)生的阻力較大，通風電力費較大，進風與出風兩井筒之間的漏風較大，箕斗井回風時外部漏風較大等。 中央分列式 適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大 (≤ 4km) ，而且瓦斯，自然發(fā)火比較嚴重的新建礦井。 如果中央有兩個井筒，以后在延深井筒、做深部通風的準備工作時，也就不會困難，這種方式由于多打一個直通地面的回風井，所以礦井的通風阻力較小，內部漏風小，這對于瓦斯，自然發(fā)火的管理工作是比較有利的，增加了一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主要通風機的噪音影響，從回風系統(tǒng)鋪設防塵灑水管路系統(tǒng)都比較方便。 與中央并列式相比，這種通風方式的安全性要好，建井期限略長，有時初期投資稍大 (多打一個出風井，少掘一條總回風石門 )。 使用條件 優(yōu)點 缺點 適用于煤層走向較大 (超過 4km)、井型較大、煤層上風路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風較小，比中央并列總回風石門長度長，開掘費高，兩個井筒分散，不便 兩翼對角式 部距地面較淺、瓦斯和自然發(fā)火嚴重的新建礦井。有些瓦斯等級不高，但煤層走向較長、產(chǎn)量較大的新礦井，也可采用這種通風方式。 式安全性更好。 于開掘，開掘費也較高，建井期限較長，具有初期投資較高、出煤慢。 分區(qū)對角式 煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風道 (因會穿出地面 )，在此條件下，開采第一水平時，只能采用這種小風井 (立井、斜井或平峒 )分區(qū)通風的布置方式。 每個采區(qū)各有獨立通風路線，互不影響，更有利于處理礦井事故，運送設備也方便。 工業(yè)場地分散，占地面積大，精通保護煤柱較多。 綜上所述，根據(jù)該礦井的實際情況， 全井田東西走向長 ，大于 4km,井型較大，為 高瓦斯特大型礦井， 故通過技術比較，預選用兩翼對角式和分區(qū)對角式 。 經(jīng)濟比較 由于兩者耗費不同，故對二者進行經(jīng)濟比較： 表 22 兩種方案的經(jīng)濟比較表 井巷掘進費用 方案 項目 兩翼對角式 分區(qū)對角式 工程項目 工程量 （ m） 單價 （元 /m） 費用 （萬元） 工程量 （ m） 單價 （元 /m） 費用 （萬元） 回風大巷 4400 6000 1320 0 0 0 回風井 2 440 55000 4840 4 440 55000 9680 合計（萬元） 6160 萬元 9680 萬元 井巷維護費用 方案 項目 兩翼對角式 分區(qū)對角式 工程項目 工程量 （ m） 單價 （元 /m） 費用 （萬元） 工程量 （ m） 單價 （元 /m） 費用 （萬元） 回風大巷 4400 180 79 0 0 0 回風井 2 440 120 11 4 440 120 22 合計（萬元） 90 萬元 22萬元 通風設備購置及維護費用 方案 項目 兩翼對角式 分區(qū)對角式 通風設備購置費用 數(shù)量（臺） 單價 （萬元） 費用 （萬元） 數(shù)量（臺） 單價 （萬元） 費用 （萬元） 4 100 400 8 100 800 通風設施土建費用 數(shù)量（個） 單價 （萬元） 費用 （萬元） 數(shù)量（個） 單價 （萬元） 費用 （萬元） 2 50 100 4 50 200 通風設備維護費用 數(shù)量（臺） 單價 （萬元 /年） 費用 （萬元 /元） 數(shù)量（臺） 單價 （萬元 /年） 費用 （萬元 /年） 2 8 16 4 8 32 合計（萬元） 516 1032 總計（萬元） 6766 10734 綜上所述，根據(jù)經(jīng)濟比較兩翼對角式和分區(qū)對角式，該礦井選擇兩翼對角式通風方式。 選擇礦井主要通風機的工作方法 礦井主要通風機有壓入式和抽出式兩種工作方法 ， 對兩種工作方法進行技術比較，如下表所示。 表 23 兩種工作方法的技術比較表 通風方法 抽出式 壓入式 井下壓力狀態(tài)及安全性 主要通風機使井下風流處于負壓狀態(tài)。一旦主要通風機因故停止運轉，井下風流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全 主要通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主要通風機停轉時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，安全性較差 通風構筑物的管理 通風構筑物較少，通風管理工作較簡單，漏風較少 須在礦井總進風路線上設置若干構筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大 進風量及風流的質量 在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主要通風機的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少 能用一部分回風流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。另外，如果能夠嚴防總進風路線上的漏風，則壓入式主要通風機的規(guī)格尺寸和通風電力費用都較抽出式為小 兩個相鄰水平之間的過渡 抽出式通風不存在向深水平過渡時改變通風方法的問題。過渡期短，能夠按照既定的采掘程序和起止期限進行生產(chǎn)，過渡時期通風系統(tǒng)和風量不會發(fā)生較大變化，過渡過渡到深水平抽出式通風時，有一定困難，因為過渡時期是新舊水平同時產(chǎn)生，戰(zhàn)線較長，如果某環(huán)節(jié)因故出現(xiàn)問題，就不能按照既定的采掘程序和起止期限進行生產(chǎn)，期限短，過渡簡單 使過渡時期通風系統(tǒng)和風量都發(fā) 生較大的變化，想把壓入式主要通風機直接變?yōu)槌槌鍪街饕L機，比較困難，有時還須額外增掘一些井巷工程，使過渡期限拉得過長 通過上表的技術比較得出，該礦井適宜采用采用抽出式通風方法。由于礦井瓦斯等級定為高瓦斯礦井，當?shù)V井主要通風機因故停止運轉后，抽出式通風方法使井下處于負壓狀態(tài)，瓦斯涌出量減少，井下的安全性較好；通風設施少，管理簡單，漏風量小；可以避免向深水平過渡時改變通風方法的問題，過渡工程量小，過渡期短。綜上所述，該礦井宜選擇抽出式通風。 3 采區(qū)通風 對于高瓦斯礦井，回采工作面通風是控制瓦斯?jié)舛鹊幕敬胧?，通風系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠，以保證不間斷地向工作面供給足夠的風量，并在瓦斯涌出量較大條件下，具備解決工作面隅角區(qū)域瓦斯?jié)舛瘸迒栴}的能力。 采區(qū)通風系統(tǒng) 采區(qū)的通風方式分為兩種，一種為軌道上山進風，運輸上山回風；另一種為運輸上山進風，軌道上山回風?，F(xiàn)對二者進行技術比較： 表 31 技術比較表 采區(qū)通風方式 優(yōu)點 缺點 軌道上山進風 運輸上山回風 不受煤塵、瓦斯污染和溫度的影響。 輸送機設備處于回風流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風門，風門數(shù)目較多，不容易管理。 運輸上山進風 軌道上山回風 輸送機設備處于新鮮 風流中，安全性較好；只需在軌道上山的下部車場安裝風門，風門數(shù)目較少，易于管理。 容易引起煤塵飛 揚，使進風流的煤塵濃度增大；煤炭在運輸過程中所涌出的瓦斯，可使進風流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機設備所散發(fā)的熱量，使進風流溫度升高。 通過以上技術比較，結合該礦的實際情況，本礦井 710m 水平以上最大相對瓦斯涌出量為 ， 710～ 900m 水平最大相對瓦斯涌出量為 ，屬于高瓦斯礦井，根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：“高瓦斯礦井的每個采區(qū)，必須設置至少一個專用回風巷”，因此布置一個采區(qū)三條上山，分別為軌道上山、運輸上山、回風上山，采用軌道上山進風，回風上山回風，運輸上山供行人和維修使用。 這種布置的優(yōu)點是運輸上山的風速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山的風速不致太大。車輛通過方便，上山絞車房便于得到新鮮風流；進風流污染小，工作面環(huán)境好。 工作面通風 回采工作面通風方式的選擇 工作面的通風方式因瓦斯涌出量、開采條件和開采技術而異，按工作面近、回風巷的數(shù)量和位置，分為以下 幾種： 表 32 工作面通風方式對比表 通風方式 示意圖 優(yōu)缺點 U型 在區(qū)內后退式回采方式中，此通風方式具有風流系統(tǒng)簡單，漏風小等優(yōu)點但是風流路線長，變化大，工作面上隅角易積聚瓦斯，工作面進風巷一次掘進，維護量大，這種通風方式，如果瓦斯不太大，工作面通風能滿足條件。 W型 減少了巷道的開掘和維護費用；風阻小，風量大，漏風量小，利于防火；便于回收安裝維修采煤設備；當中間平巷進風且設運輸機時，既保證了運輸設備處于新鮮風流中，又保證了進、回風巷的總斷面比較接近，故在近水平煤層的綜采工作面中應用較廣。 Z 型 與前進式 U型相比，巷道的采掘工程量較少；進、回風巷只需在一側采空的條件下維護；采區(qū)內進、回風巷的總長度近似不變，有利于穩(wěn)定風阻、改善通風。 Y 型 采空區(qū)的瓦斯，通過巷旁支護流入回風平巷，較好地解決了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；工作面上、下端均處于進風流中，改善了作業(yè)環(huán)境；實行沿空留巷，可提高采區(qū)回收率。 回采工作面風向選擇 工作面的風向分為上行通風和下行通風，上行通風和下行通風是根據(jù)風流方向和煤層傾角的關系而言，利用下表進行對比： 表 33工作面風向選擇對比表 風向 優(yōu)點 缺點 上行通風 (1) 瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動的方向和上行風流的方向一致利于帶走瓦斯，在正常風速 (大于 ～ )下，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小。 (2) 采用上行風時，工作面運輸平巷中的運輸設備位于新鮮風流中，安全性較好。 (3) 工作面發(fā)生火災時，采用上行風在起火地點發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風要小些。 (4) 除淺礦井的夏季之外，采用上行風時，采區(qū)進風流和回風流之間產(chǎn)生的自然風壓和機械風壓的作用方向相同，對通風有利。 (1)上行風流方向與運煤方向相反，易引起煤塵飛揚，使采煤工作面進風流及工作面風流中的煤塵濃度增大。 (2) 煤炭運輸過程中放出的瓦斯進入工作面，使進風流和工作面風流瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面衛(wèi)生條件。 (3) 采用上行鳳時，進風風流流經(jīng)的路線較長，且上行風比下行風工作面的氣溫要高些。 下行通風 (1) 采煤工作面及其進風流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些。 (2) 采煤工作面及其進風流中的空氣被加熱的程度較小。 (3) 下行風流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象。 (1) 運輸設備在回風巷道中運轉，安全性較差。 (2) 工作面一旦起火，產(chǎn)生的火風壓和下行風工作面的機械風壓作用方向相反，使工作面風量減少，瓦斯?jié)舛壬?，下行風在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性比上行風要大些，滅火工作困難一些。 (3) 除淺礦井的夏季之外，采區(qū)進風流和回風流之間產(chǎn)生的自然風壓和機械風壓的作用方向相反，降低了礦井通風能力，而且一旦主要通風機停止運轉，工作面的下行風流就有停風或反風 (或逆轉 )的可能。 由于上行通風稍優(yōu)于下行通風，且根據(jù)該礦的實際情況，確定回采工作面為上行通風。 通風構筑物 為了保證 井下各個用風地點得到所需風量，在通風系統(tǒng)中設