【文章內(nèi)容簡介】 積 178。，凈斷面積 178。 礦井前期開拓系統(tǒng)已基本形成。主斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井及回風(fēng)斜井已掘至井底，并通過井底聯(lián)絡(luò)巷形成聯(lián)系，井底排水及一采區(qū)排水系統(tǒng)已基本形成。 采區(qū)巷道布置 已施工完的一采區(qū)運(yùn)輸下山、進(jìn)風(fēng)行人下山、回風(fēng)下山大部分布置在 K2 號煤層中，首采工作面（ 1201 工作面 ）運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷已掘進(jìn)部分，接替工作面（ 1202 工作面 ）掘進(jìn)頭運(yùn)輸、回風(fēng)系統(tǒng)已基本形成。 運(yùn)輸方式 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模 9 萬噸 /年，各主要地點(diǎn)運(yùn)輸方式如下： 主斜井采用提升絞車作混合提升，主要 提升煤炭、矸石、材料、人員及設(shè)備等； 一采區(qū)運(yùn)輸下山采用采用礦用防爆絞車運(yùn)輸煤炭、矸石、材料、設(shè)備； 總運(yùn)輸巷設(shè)置兩臺小絞車對拉運(yùn)輸煤炭、矸石、材料、設(shè)備等； 1201 運(yùn)輸巷設(shè)置兩臺小絞車對拉運(yùn)輸煤炭、設(shè)備等； 進(jìn)下其它平巷采用礦車運(yùn)輸； 1201 采煤工作面采用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸煤炭； 1201 采煤工作面下口采用一臺轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載煤炭至礦車。 主斜井布置單軌道，巷道軌型 30Kg/m，軌距 600mm，一采區(qū)軌道下山布置單軌道，巷道軌型 22Kg/m，軌距 600mm，井下水平巷內(nèi)布置單軌道，巷 道軌型 15Kg/m，軌距 600mm。 運(yùn)輸系統(tǒng) 煤流方向：采煤工作面 (刮板運(yùn)輸機(jī) )→ 刮板轉(zhuǎn)載機(jī) →1201 運(yùn)輸巷（對拉絞車）→ 一采區(qū)運(yùn)輸下山（礦用防爆絞車） → 總運(yùn)輸巷（對拉絞車） → 主斜井（礦用絞車） → 地面； 材料流向：地面 → 主斜井（礦用絞車） → 總運(yùn)輸巷（對拉絞車） → 一采區(qū)運(yùn)輸下山（礦用防爆絞車） → 各水平甩車場（礦車） → 井下用料點(diǎn)； 掘進(jìn)矸石流向：掘進(jìn)面 → 掘進(jìn)巷道（礦車） → 水平甩車場（礦車） → 一采區(qū)運(yùn)輸下山（礦用防爆絞車） → 總運(yùn)輸巷（對拉絞車） → 主斜井（礦用絞車） → 地礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 8 頁 面排矸場 人員運(yùn)送：主斜井采用斜井 人車，使用主斜井提絞車提升或下放人員。 礦井開采技術(shù)條件 礦井設(shè)計(jì)能力 根據(jù)采礦許可證，合理確定礦井能力，對保證礦井生產(chǎn)的穩(wěn)定性及可靠性、節(jié)省基本建設(shè)投資及早投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了地質(zhì)資料提供的地質(zhì)條件，煤炭資源條件、煤炭賦存條件、開采技術(shù)條件和業(yè)主的投資等綜合因素，確定礦井以一個走向長壁工作面達(dá)到 9 萬 t/a 能力是切實(shí)可行的。礦井首采工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷已施工布置，首采面布置在 Ⅱ 煤層中，工作面斜長 65m，到設(shè)計(jì)以一個走向長壁工作面達(dá)到 9 萬 t/a 規(guī)模的能力。 服務(wù)年限 恒姑煤礦服務(wù)年限按下式計(jì)算 T=Z 可 /A =（ a） 式中： T—— 服務(wù)年限， a Z 可 —— 可采儲量， 萬 t A —— 設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，按 9 萬 t/a 計(jì)算 K—— 構(gòu)造簡單，儲量備用系數(shù)取 經(jīng)計(jì)算，礦井服務(wù)年限 ，滿足《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 本方案采用斜井開拓，以一個走向長壁采煤工作面和二個掘進(jìn)工作面保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。礦井工業(yè)場地設(shè)在主斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井及回風(fēng)斜井附近，通過本次設(shè)計(jì)能充分利用現(xiàn)有巷道，并提高資源回收率，將使井上、井下生產(chǎn)系統(tǒng)布局合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更 好。 采煤方法：采用走向長壁后退式采煤法，放炮落煤，全部垮落法管理頂板。 開拓系統(tǒng)情況 設(shè)計(jì)利用的主斜井井口標(biāo)高為 + ，方位角 42176。，傾角 25176。，斜長為217m，采用半圓拱形巷道斷面，穿層布置，穿過 K2 號煤層落底 K2 號煤層底板巖層標(biāo)高。表土及破碎段砌碹支護(hù)，基巖段采用錨噴支護(hù)。掘進(jìn)斷面積 6. 3m178。，凈斷面積 178。 設(shè)計(jì)利用的進(jìn)風(fēng)行人斜井井口標(biāo)高為 +，方位角 47176。，傾角 26176。，斜長為 210m，采用半圓拱形巷道斷面，在標(biāo)高 + K2 號煤層后落平。表土及破 碎段砌碹支護(hù)，其余段采用錨噴支護(hù)。掘進(jìn)斷面積 178。，凈斷面積 178。 設(shè)計(jì)利用的回風(fēng)斜井井口標(biāo)高 +，方位角為 54176。，傾角 28176。，長度為203m。采用半圓拱形巷道斷面，在標(biāo)高 + K2 號煤層后落平。采用砌礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 9 頁 碹支護(hù)。掘進(jìn)斷面積 178。，凈斷面積 178。 礦井前期開拓系統(tǒng)已基本形成。主斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井及回風(fēng)斜井已掘至井底，并通過井底聯(lián)絡(luò)巷形成聯(lián)系，井底排水系統(tǒng)已基本形成。 據(jù)從現(xiàn)場及業(yè)主了解到的情況，本區(qū)煤礦開采歷史長，大量的小窯非法開采形成了部分采空區(qū)。開采時，多沿煤層露 頭采用斜井開采，采用自然通風(fēng)，在國家相關(guān)政策的執(zhí)行中，小窯均已關(guān)閉、封停， K2 號煤層 露頭附近存在大量老窯采空區(qū)。 礦井安全條件 本礦井資源較可靠，可采煤層 Ⅰ 層（ K2 號煤層），主要可采煤層賦存穩(wěn)定，這些是井田開采的有利條件。 對開采不利的主要有兩點(diǎn)：一是礦井煤層瓦斯含量大，要求在采掘過程中加強(qiáng)瓦斯管理；二是煤層底板松軟遇水易底鼓，因此在采掘過程加強(qiáng)對井下積水的破碎地段頂板的支護(hù)和底板的管理。 礦區(qū)的地質(zhì)勘探程度低，建議提升勘探程度，以減少風(fēng)險。礦井在今后的開采過程中注意收集地質(zhì)資料，并加以整理，作為現(xiàn)有 地質(zhì)資料的補(bǔ)充。 恒姑煤礦開采 Ⅱ 號 煤層，煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，開采技術(shù)條件較好。許可開采標(biāo)高 +800+300m資源量為 萬噸，設(shè)計(jì)可采儲量為 萬噸，資源條件較好 礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 10 頁 第二章 通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)方式 ： 中央式并列通風(fēng)系統(tǒng)建井期限短，初期投資少，出煤快，護(hù)井煤柱較?。坏嘛L(fēng)流路線長，阻力大，井底車場附近漏風(fēng)大。一般適用于煤層瓦斯和自然災(zāi)害問題都不嚴(yán)重，埋藏深、傾角大，但走向長度不大的礦井。 通風(fēng)方法 ： 抽出式通風(fēng)方法，主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，風(fēng)流由井下流入風(fēng)機(jī)排出地表。整 個通風(fēng)系統(tǒng)處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：主扇停轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力升高，可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全，有利于瓦斯管理；外部漏風(fēng)量少，通風(fēng)管理簡單；與壓入式通風(fēng)相比，不存在向下水平過渡時期改變通風(fēng)方法的困難。缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)孛娲嬖诶细G及采空塌陷區(qū)并和開采裂隙溝通時，會把其中的有害氣體抽到井下，并降低回采工作面的風(fēng)量。根據(jù)本采區(qū)實(shí)際，地面并不存在老窯及采空塌陷區(qū)，故前述缺點(diǎn)在本采區(qū)不予考慮。 壓入式通風(fēng)方法，主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井口，風(fēng)流由地面流入風(fēng)機(jī)進(jìn)入井下。整個通風(fēng)系統(tǒng)處于高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài) 。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省風(fēng)井場地，施工方便，主要通風(fēng)機(jī)臺數(shù)少，管理方便；開采淺部煤層時采區(qū)準(zhǔn)備較容易，工程量少，工期短，出煤快；可用一部分回風(fēng)把老窯及采空塌陷區(qū)有害氣體壓到地面。缺點(diǎn)：井口房、井底煤倉及裝載硐室漏風(fēng)大，管理困難；風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；由淺部的壓入式過渡到深部水平的抽出式時改造工程量大，過渡期長，通風(fēng)管理困難；當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力降低，可能自短時間內(nèi)引起采空區(qū)或封閉區(qū)的瓦斯大量涌出；主要通風(fēng)機(jī)位于工業(yè)場地內(nèi)有噪音。一般認(rèn)為：壓入式通風(fēng)不宜用于高瓦斯礦井。本礦為高瓦斯突出礦井，不宜采用壓入式通風(fēng)。再者 地面并不存在老窯及采空塌陷區(qū)，故前述優(yōu)點(diǎn)在本采區(qū)不是特別突出。而壓抽混合式使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備較多，管理復(fù)雜。在此不予考慮。 綜上所述，本采區(qū)選用抽出式通風(fēng)方法更為合理。 采面通風(fēng)方式 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，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)路線的鏈接形式，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。它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足全礦井通風(fēng)的特殊要求。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時的風(fēng) 流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。 在通風(fēng)系統(tǒng)中要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 11 頁 證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。 工作面通風(fēng)方式的選擇與回風(fēng)的順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有 “ U” 、 “ W” 形等。各通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件 （ 1） U通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件 在區(qū)內(nèi)后退式回采方式中，這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)流線路長，變化大。工作面上偶角易積聚瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)巷一次掘進(jìn)，維護(hù)量大。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。 （ 2） W 通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件 當(dāng)采用對拉式工作面時，可以采用上下平巷同時進(jìn)風(fēng)和中間巷道回風(fēng)的方式。采用此種方式有利于滿足上下工作面同采，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)的需要。這種通風(fēng)方式的主要特點(diǎn)是不用設(shè)置第二條風(fēng)道；若上下端平巷進(jìn)風(fēng)，在該巷只撤、安裝維護(hù)采煤設(shè)備等又良好的環(huán)境，同時，易于稀釋工作面瓦斯，使上偶角瓦 斯不易于積聚，排放炮煙、煤塵速度快。 （ 1）上行通風(fēng) 適用條件：在煤層傾角大于 12176。的回采工作面，應(yīng)采用上下通風(fēng)。 優(yōu)點(diǎn)：瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛?。工作面平巷中的運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，安全性好。 缺點(diǎn)：風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，引起煤塵飛揚(yáng)，增加了回采工作面的進(jìn)風(fēng)流中煤塵濃度；同時，煤炭在運(yùn)輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛?。運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時多產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。 （ 2）下行通風(fēng) 適用 條件：在沒有煤（巖）與沼氣（二氧化碳）突出危險的、傾角小于 12176。的煤層中，可考慮采用下行通風(fēng)。 優(yōu)點(diǎn)：工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和瓦斯積聚，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。 缺點(diǎn)：采用下行風(fēng)時，運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)巷中，安全性較差，下行風(fēng)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性要比上行風(fēng)可能性大。 綜上所述，確定該礦回采工作面為上行通風(fēng) 。 通風(fēng)構(gòu)筑物 因?yàn)樯a(chǎn)的需要，井下巷道是縱橫交錯彼此貫通。為了使井下各用風(fēng)地點(diǎn)得到所需要的風(fēng) 量，保證風(fēng)流按預(yù)定的通風(fēng)路線，就必須在某些通風(fēng)巷道的交叉口附近巷道設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門等，以控制風(fēng)流，為了防止這礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 12 頁 些設(shè)施漏風(fēng)或風(fēng)流短路，要求對通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠性。 （ 1）風(fēng)橋 在進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)流平面交叉的巷道處，必須設(shè)置風(fēng)橋，風(fēng)橋使兩支相叉的風(fēng)流隔開，使之構(gòu)成立體交叉風(fēng)路的通風(fēng)設(shè)施。 （ 2）擋風(fēng)墻 在需要截?cái)囡L(fēng)流和不通行的巷道內(nèi)可以設(shè)置擋風(fēng)墻，按其服務(wù)年限長短分為永久性和暫時性。 （ 3）風(fēng)門 風(fēng)門是建筑在人員和礦車需要通過的巷道，而又不允許風(fēng)流通過 的巷道，按其規(guī)定要建兩座風(fēng)門，其間距要大于運(yùn)輸車輛的長度，以便一座風(fēng)門啟動時，另一座風(fēng)門能夠關(guān)閉，不至于形成風(fēng)流短路。分為普通風(fēng)門和自動啟動風(fēng)門兩種。 （ 4）調(diào)節(jié)風(fēng)窗 調(diào)節(jié)風(fēng)窗用以增加巷道的局部阻力，以調(diào)節(jié)用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，本設(shè)計(jì)主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式工作方法，調(diào)節(jié)風(fēng)窗全部設(shè)在回風(fēng)道中。 礦井通風(fēng)與空氣 調(diào)節(jié) 課程設(shè)計(jì) 第 13 頁 第三章 礦井需風(fēng)量計(jì)算與分配 采煤工作面瓦斯涌出量為 m3/t、絕對瓦斯涌出量為 ；單個掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量為 m3/min；礦井相對瓦斯涌出量為 m3/t，礦井絕對瓦斯涌出量為 m3/min。 礦井最大作業(yè)人數(shù)為 50 人。其中采煤工作面 組長 2 人、放炮工 4 人、瓦檢員 2 人、電工 4 人、裝煤 工 8 人、運(yùn)矸員 10 人，總計(jì) 30 人。兩個掘進(jìn)工作面，共 20 人 。 炮掘工作面組長 1 人、放炮工 1 人、瓦檢員 1 人、電工 1 人、裝巖工2 人、運(yùn)矸員 4 人，總計(jì) 10 人。兩個掘進(jìn)工作面，共 20 人。 礦井掘進(jìn)工作面每次爆破的炸藥量 10 斤。 需風(fēng)量計(jì)算 (1)按井下同時工作的最多人數(shù)計(jì)算 Q 礦井 =4 N K 式中： Q 礦井 — 全礦井所需風(fēng)量， m179。/min； N— 井下同時工作的最多人數(shù)，采煤工作面和掘進(jìn)工作面的人數(shù)之和共有 50 個人； K— 礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素。采用壓入或中央并列式通風(fēng)時，可取 ～ ；采用中央分列式或混合式通風(fēng)時，可取～ ；采用對角式或分區(qū)式通風(fēng)時，可取 ～ 。上述備用系數(shù)