【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)式，根據(jù)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合本設(shè)計(jì)井田的具體情況，從技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來選擇最適宜的通風(fēng)方式。選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)考慮以下兩種因素：（1）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級。（2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。一般說來，新建礦井多數(shù)是在中央并列式、中央分列式、兩翼對角式和分區(qū)對角式中選擇。各種通風(fēng)方式見示意圖。圖39 中央并列式圖310 中央分列式圖311 兩翼對角式圖312 分區(qū)對角式下面對這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表比較，通風(fēng)方式比較見表51。表51 通風(fēng)方式比較通風(fēng)方式中央并列式中央分列式兩翼對角式分區(qū)對角式優(yōu)點(diǎn)初期投資較少，出煤較多通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)廣場沒有主扇的噪音影響；從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好通風(fēng)路線短，阻力小缺點(diǎn)風(fēng)路較長，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大建井期限略長，有時(shí)初期投資稍大建井期限略長，有時(shí)初期投資稍大井筒數(shù)目多基建費(fèi)用多適用條件煤層傾角大、埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重煤層走向較大（超過4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風(fēng)道通過對以上幾種通風(fēng)方式的比較和技術(shù)分析，結(jié)合礦井的地質(zhì)條件，煤層為緩傾斜煤層，全礦共2個(gè)帶區(qū)。礦井年產(chǎn)量90萬t，為中型礦井，煤層傾角10176。~12176。，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，自然發(fā)火期5個(gè)月，煤塵有弱爆炸性，爆炸指數(shù)18%，瓦斯涌出量小，礦井風(fēng)量很大。根據(jù)以上分析，確定技術(shù)可行的兩個(gè)方案為：兩翼對角式通風(fēng)或中央并列式通風(fēng)。通過經(jīng)濟(jì)比較，兩翼對角式通風(fēng)方式和中央并列式通風(fēng)方式相比：初期投資一樣多，只是兩翼對角式通風(fēng)總費(fèi)用多。而中央并列式通風(fēng)初期工程量小，投資少，投產(chǎn)快；地面建筑集中，便于管理；易于實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。另外本礦井的走向不長，故確定該礦井采用中央并列式通風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)示意圖見圖313。圖313 通風(fēng)系統(tǒng)示意圖第四章 采煤方法與采區(qū)巷道布置及帶區(qū)通風(fēng)第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征一、煤層的埋藏條件本區(qū)開采9號煤，煤層埋藏在+630m~+300m之間，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角變化小，傾角在10176。~12176。之間，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量為120m3/h。總體可見，該煤層的開采條件相當(dāng)好。二、帶區(qū)煤層特征9號煤層厚8～10m，平均厚9m，含夾矸0～4層，結(jié)構(gòu)為簡單型，屬較穩(wěn)定可采煤層。煤層老頂為22m的砂巖，直接頂為3m的砂質(zhì)頁巖?；镜诪?m的砂質(zhì)頁巖，直接底為30m的砂巖。煤質(zhì)以低中灰～中灰、特低硫?yàn)橹?，極少量低硫、低中硫，中磷，為高固定炭的貧煤為主。三、地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層起伏不明顯且無斷層，傾角10176。~12，煤層賦存條件性當(dāng)好。四、頂?shù)装逄匦悦簩永享敒?2m的砂巖，直接頂為3m的砂質(zhì)頁巖。基本底為8m的砂質(zhì)頁巖，直接底為30m的砂巖。頂板完整性和穩(wěn)定性好，容易管理，底板一般不會發(fā)生“底鼓”。五、水文地質(zhì)本區(qū)水文地質(zhì)類型簡單，井下涌水主要來自頂板淋水和井筒及采空區(qū)滲水，涌水量與季節(jié)有關(guān)。根據(jù)礦井地質(zhì)報(bào)告，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力達(dá)到90萬t/a時(shí)，預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為120m3/h。六、地表情況本區(qū)對應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、無鐵路，開采不受地表的限制。第二節(jié) 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)將井田沿傾向劃分為東西兩個(gè)帶區(qū)，首采帶區(qū)為一帶區(qū)，走向長度1830m，傾向長度1800m，區(qū)內(nèi)沒有大的地質(zhì)變化。一、帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定傾斜長壁采煤法的應(yīng)用條件（1）根據(jù)我國目前情況，一般認(rèn)為傾斜長壁采煤法適用于傾角小于12176。的緩斜煤層。（2）工作面走向斷層少。（3）當(dāng)煤層頂板十分破碎時(shí)，不宜應(yīng)用傾斜長壁采煤法。傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）巷道布置簡單，巷道掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用低、投產(chǎn)快。（2）運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，環(huán)節(jié)少，占用設(shè)備少，運(yùn)輸費(fèi)用低。（3）由于傾斜長壁工作面的回采巷道既可以沿煤層掘進(jìn)，又可以保持固定的方向，故可以使采煤工作面保持等長，從而減少了因工作面長度的變化給生產(chǎn)帶來的不利影響，對綜合機(jī)械化采煤非常有利。（4）通風(fēng)線路短，風(fēng)流方向轉(zhuǎn)折變化少，同時(shí)使巷道交叉點(diǎn)和風(fēng)橋通風(fēng)構(gòu)筑物也相應(yīng)減少，有效風(fēng)量較高。另外，可以保證工作面的獨(dú)立通風(fēng)，從而有利于安全生產(chǎn)。（5）對某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)。如傾斜和斜交斷層比較發(fā)育時(shí)，布置傾斜工作面可以減少斷層對開采的影響，可保證工作面的有效推進(jìn)長度；當(dāng)煤層頂板淋水較大或采空區(qū)采用注漿放火時(shí)，仰斜開采有利于疏干工作面，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；當(dāng)瓦斯涌出量大時(shí)，俯斜開采有利于減少工作面的瓦斯含量。（6）煤炭損失少，資源采出率高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果比較顯著。可以顯著改善工作面單產(chǎn)、巷道掘進(jìn)率、采出率、勞動生產(chǎn)率和噸煤成本等幾項(xiàng)指標(biāo)。傾斜長壁仰斜開采與俯斜開采的比較仰斜開采的適用條件為：頂板有較大淋水；煤質(zhì)較硬不易片幫；瓦斯含量少；采用全部充填法處理采空區(qū)；易自燃發(fā)火時(shí)需要采用注水灌漿等防滅火措施。俯斜開采的適用條件：頂板淋水很??；煤層厚度大，煤質(zhì)松軟易片幫；瓦斯含量大的煤層。帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定由于傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)9號煤層瓦斯低，煤層頂板有少量淋水，易自燃發(fā)火，地質(zhì)條件條件又很好，所以采用傾斜長壁仰斜開采的采煤法會取的更好的效果。9號煤層厚9米，帶區(qū)內(nèi)采用沿空掘進(jìn)，分層跳采接替，所以分帶之間不留煤柱。采空區(qū)上覆巖層尚未垮落穩(wěn)定之前不能進(jìn)行沿空掘進(jìn)，工作面接替采用跳采方式，因此在保證本帶區(qū)一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)的同時(shí)，注意另一分帶的掘進(jìn)準(zhǔn)備，以保證工作面的正常接替。表41 首采帶區(qū)工作面接替順序工作面接替順序84951037261二、生產(chǎn)系統(tǒng)全礦井煤的大巷運(yùn)輸全部采用3t底卸式礦車，帶區(qū)運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，相鄰的兩個(gè)分帶設(shè)立一個(gè)帶區(qū)煤倉。帶區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采方式，通風(fēng)系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)小。①運(yùn)煤系統(tǒng)工作面—→運(yùn)輸斜巷—→帶區(qū)煤倉—→運(yùn)輸大巷—→井底車場—→井底煤倉—→主井②運(yùn)料系統(tǒng)副井—→井底車場—→運(yùn)輸大巷—→進(jìn)風(fēng)行人斜巷—→軌道斜巷—→工作面③排矸系統(tǒng)出矸地為大巷和煤倉施工地等處。出矸地—→運(yùn)輸大巷—→井底車場—→副井④供電系統(tǒng)地面變電站—→副井—→中央變電所—→運(yùn)輸大巷—→帶區(qū)變電所—→軌道斜巷—→工作面⑤排水系統(tǒng)運(yùn)輸斜巷—→運(yùn)輸大巷—→井底車場—→井底水倉—→副井—→地面三、帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)施工方法巖石斜巷施工：鉆爆法。煤倉施工：先自下向上掘鑿小反井，而后再自上向下刷大成設(shè)計(jì)斷面。在掘鑿小反井時(shí)采用深孔掏槽爆破法。帶區(qū)巷道施工：采用鉆爆發(fā)法掘進(jìn)，用刮板機(jī)運(yùn)輸。支護(hù)方式采用錨噴支護(hù)。通風(fēng)方法掘進(jìn)通風(fēng)的基本要求：掘進(jìn)巷道應(yīng)采用礦井全壓通風(fēng)或局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，不得采用擴(kuò)散通風(fēng)；局部通風(fēng)采用壓入式，通風(fēng)機(jī)和啟動裝置必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷中，要安裝風(fēng)電閉鎖裝置，距離回風(fēng)口不得小于10 m。本礦工作面推進(jìn)1700m左右，回采巷道采用單巷布置，獨(dú)頭巷道通風(fēng)超過1000 m會有困難，所以每隔800900m開設(shè)一個(gè)中切眼。四、帶區(qū)車場及主要硐室?guī)^(qū)車場設(shè)計(jì)帶區(qū)煤層傾角10176。~12176。帶區(qū)大巷和回采巷道通過繞道直接連接，車場簡單，采用無極繩絞車輔助運(yùn)輸。大巷為3 t底卸式礦車運(yùn)煤，皮帶斜巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，設(shè)帶區(qū)煤倉，大巷裝車。帶區(qū)主要硐室①帶區(qū)煤倉帶區(qū)運(yùn)煤巷為膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，帶區(qū)運(yùn)煤巷把煤直接運(yùn)至帶區(qū)煤倉，每個(gè)帶區(qū)均設(shè)帶區(qū)煤倉，通過帶區(qū)煤倉與運(yùn)輸大巷連接。②帶區(qū)變電所井底中央變電所至帶區(qū)的供電系統(tǒng)電路壓降較大，為保證帶區(qū)正常生產(chǎn)，需布置帶區(qū)變電所。帶區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在通風(fēng)良好，圍巖穩(wěn)定，地壓小，易維護(hù)，無淋水，易于搬遷變壓器等電器設(shè)備的地方，并使變電所位于帶區(qū)用電負(fù)荷中心。第三節(jié) 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求（1）帶區(qū)通風(fēng)總要求：①能夠有效地控制帶區(qū)內(nèi)風(fēng)流方向、風(fēng)量大小和風(fēng)質(zhì)；②漏風(fēng)少；③風(fēng)流的穩(wěn)定性高；④有利于排放瓦斯，防止煤塵自燃和防塵；⑤有較好的氣候條件；⑥安全經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)。（2）帶區(qū)通風(fēng)的基本要求：①每個(gè)帶區(qū)必須有單獨(dú)的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，回采面和掘進(jìn)面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，不能串聯(lián)；②回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s；③工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1％；④必須保證通風(fēng)設(shè)施（風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)筒）規(guī)格質(zhì)量要求；⑤要保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小風(fēng)流暢通；⑥機(jī)電硐室必須在進(jìn)度風(fēng)流中；⑦采空區(qū)必須要及時(shí)封閉；⑧要防止管路、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。二、工作面通風(fēng)方式的選擇工作面通風(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”、“Y”、“W”、“E”、“Z”型，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件如下(由于工作面為后退式開采，故各種通風(fēng)形式只考慮后退式)：“U”型通風(fēng)：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?！癦”型通風(fēng)：采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，而是涌向采回風(fēng)巷，工作面采空區(qū)回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但不能在進(jìn)風(fēng)側(cè)抽放瓦斯。“Y”型、“W”型、“Ｅ”型：這三種通風(fēng)系統(tǒng)均為兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回的采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)。圖41 采煤工作面通風(fēng)方式本設(shè)計(jì)中采用中央并列式通風(fēng)，且單工作面生產(chǎn)，決定采用風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小的“Ｕ”型通風(fēng)方式。三、帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)由于本設(shè)計(jì)礦井為帶區(qū)布置，有專門的回風(fēng)大巷，因此采用運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)。工作面布置兩條回采巷道，運(yùn)輸斜巷和軌道斜巷，一條進(jìn)風(fēng)，另一條回風(fēng)?？梢圆捎密壍佬毕镞M(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸斜巷回風(fēng)，也可采用運(yùn)輸斜巷進(jìn)風(fēng)、軌道斜巷回風(fēng)。（一）軌道斜巷進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸斜巷回風(fēng)這種通風(fēng)的好處是新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱的影響，工作面衛(wèi)生條件好；軌道斜巷上部的絞車房易于通風(fēng)。（二）運(yùn)輸斜巷進(jìn)風(fēng)、軌道斜巷回風(fēng)這種通風(fēng)的特點(diǎn)是運(yùn)煤設(shè)備處在新風(fēng)中，比較安全。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)輸過程中釋放的瓦斯，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)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高；在工作面回風(fēng)上，由于本礦井9號煤層具有爆炸性，爆炸指數(shù)18%，為了防止在運(yùn)輸過程中風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，而導(dǎo)致煤塵飛揚(yáng)，引起煤塵爆炸事故，因此采用軌道斜巷進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸斜巷回風(fēng)。軌道斜巷通過行人進(jìn)風(fēng)斜巷（石門）與運(yùn)輸大巷相連，運(yùn)輸斜巷通過回風(fēng)斜巷（石門）與回風(fēng)大巷相連，形成帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。帶區(qū)通風(fēng)示意圖見圖42。圖42 帶區(qū)通風(fēng)示意圖第四節(jié) 采煤方法一、采煤工藝方式選擇采煤工藝采煤工藝：采煤工作面各工序所用的方法、設(shè)備及其在時(shí)間、空間上的相互配合。由于我國國情和煤田地質(zhì)條件的復(fù)雜性，因而決定了我國煤礦技術(shù)裝備是多層次的，在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)必將是綜采、普采、炮采三種工藝方式并存。就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看，綜采是采煤工藝的重要發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗以及勞動條件好、勞動強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)。但是，綜采設(shè)備價(jià)格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)揮有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)、較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)我國的經(jīng)驗(yàn)和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少、上綜采后能很快獲得高產(chǎn)、高效，或者某些地質(zhì)條件特殊上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。普采設(shè)備價(jià)格便宜，一套普采設(shè)備的投資只相當(dāng)于一套綜采設(shè)備的四分之一，而產(chǎn)量平均近綜采產(chǎn)量的三分之一。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強(qiáng)，工作面搬遷容易。對推進(jìn)距離短、形狀不規(guī)則、小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮，而采用普采則可以取得較好的效果。與綜采相比，普采操作技術(shù)比較容易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機(jī)械的重點(diǎn)。炮采工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)裝備少，適應(yīng)性強(qiáng)，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡單，是我國目前采用仍然較多的一種采煤工藝，但是，由于炮采單產(chǎn)和效率低、勞動條件差，根據(jù)我國的技術(shù)政策，凡條件適于機(jī)采的炮采面，特別是在國有重點(diǎn)煤礦都要逐步改造成普采面。選擇原則采煤方法的選擇，應(yīng)根據(jù)煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、地面保護(hù)要求、設(shè)備供應(yīng)狀況以及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、效率、成本和煤的回收率等因素，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。需遵循以下原則：①煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤方法；②安全勞動條件好；③盡可能采用機(jī)械化采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效；④材料消耗少，生產(chǎn)成本低；⑤便于生產(chǎn)管理。確定采煤工藝方式根據(jù)所采煤層特征，煤層平均厚9m，煤層傾角10176。~12176。，為緩傾斜煤層，結(jié)構(gòu)單一，賦存穩(wěn)定。結(jié)合礦井實(shí)際情況，綜合考慮采用分層綜采采煤法，全部跨落法管理頂板。煤層平均厚9m，分3層開采。分層分采時(shí)，在同一分帶內(nèi)，采完上分層后，要待上分層采空區(qū)跨落穩(wěn)定之后，才能掘進(jìn)下分層的斜巷和開切眼。二、綜采工藝割煤割煤方式為雙滾筒采煤機(jī)往返一次割兩刀，采用工作面端部斜切進(jìn)刀，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。，每班割四刀。裝煤與運(yùn)煤螺旋滾筒自動裝煤，用綜采設(shè)備配套的輸送機(jī)將煤運(yùn)出工作面。移架采用分組間隔交錯(cuò)式及時(shí)移架支護(hù)方式。三、工作面生產(chǎn)能力本礦井設(shè)計(jì)井型為90萬t/a，采用綜合機(jī)械化采煤。設(shè)計(jì)采用一個(gè)工作面生產(chǎn)，一個(gè)工作面?zhèn)?