【文章內(nèi)容簡介】 采工作面（或者一個炮采工作面）和兩個煤巷掘進工作面。綜機工作面采用MLSS3170型調(diào)高雙滾筒采煤機。該機生產(chǎn)能力為0780噸/小時，，該機構(gòu)造簡單，操作方便，性能良好，生產(chǎn)能力大、外型小，除塵系統(tǒng)可靠等優(yōu)點，為此綜采工作面采用MLSS3170型機組為理想的采煤機。由于MLSS3170型采煤機本身帶有弧型擋煤板所以工作面可以實現(xiàn)機械化裝煤，不需要專門的裝煤設備。炮采工作面采用單體液壓支柱，正懸臂齊梁直線柱布置，即最小控頂距三排支柱，最大控頂距為四排支柱，每推進一排放一次頂，采用刮板輸送機將煤運出。 采煤準備 采煤方法本礦井開采的二1煤層位于二迭系山西組下部二1煤層，～，；煤層傾角平均8～12176。煤層底板標高為160～+70m,埋深140～340m,。煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，全區(qū)可采。井田地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件簡單，為低瓦斯礦井。確定采用走向長壁炮采放頂煤采煤法，一次采全厚,全部陷落法管理頂板。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)[4]（一）、采區(qū)巷道布置：22運輸下山布置在二1煤層底板巖石中，22軌道下山布置在二1煤層中，沿煤層頂板布置。采區(qū)中部車場布置在煤層及底板巖石中。為減少煤柱損失，提高資源回收率，設計采用走向沿空掘巷方式布置工作面的上下順槽，工作面采用跳采方式接替。（二）、區(qū)段劃分：本采區(qū)共劃分為5個區(qū)段，可布置8個采煤工作面。(三)、根據(jù)井田開拓方式及采區(qū)巷道布置方式，全礦井以一個炮采放頂煤工作面和兩個煤巷掘進頭來保證礦井設計生產(chǎn)能力，投產(chǎn)工作面為22081工作面，位于22采區(qū)下部。，一次采全高。則回采工作面生產(chǎn)能力為：Q=LYMRC回=8040093%=284565(t)式中：Q—回采工作面年產(chǎn)量，tL—工作面長度 ，取80mY—工作面年推進度，取400(m/a)M—工作面采高，R—二1煤體容量，(t/m3)C—工作面回采率，取93%掘進出煤按回采面年產(chǎn)量的10%計算，則礦井年產(chǎn)量為：A=284565=313022(t)經(jīng)計算：完全可以滿足礦井30萬噸/年的礦井設計生產(chǎn)能力。 礦井運輸、提升及排水 礦井運輸（一）、煤炭運輸系統(tǒng)：回采面原煤（或掘進頭原煤）→運輸順槽→22運輸下山→主井底煤倉→主井→地面→貯煤場。（二）、矸石及輔助運輸系統(tǒng)：掘進矸石→掘進巷道→22軌道下山→22上車場→軌道大巷→副井底車場→副井→地面。設備及材料（平板車及材料車）→副井罐籠→井底車場→22上車場→22軌道下山→中部車場→工作面順槽或掘進工作面 提升設備主副井為一對立井，井筒直徑為6m，主井井口鎖口標高+，井架箕斗卸裝標高+。井筒深度318m。，采用一對8 m3（6噸）箕斗提煤，并采用靜水壓拉緊裝置密封鋼絲繩罐道。副井井口鎖口標高+ m，井底軌面標高225m，采用一對一噸雙車單層多繩提升罐籠，繩尾為7418130型扁鋼絲繩。并采用球扁鋼固定灌道。1）主井提升主井裝備一對8 m3（6噸）箕斗，專供提煤用。，其規(guī)格如下：卷筒數(shù)量： 2個卷筒直徑： 3500㎜卷筒寬度： 1700㎜鋼絲繩最大靜張力： 17000㎏鋼絲繩最大靜張力差：11500㎏減速比： 1：配用YR1433912型電動機，電壓為6KV，容量為630KW，轉(zhuǎn)速為491轉(zhuǎn)/分。選用TKD1286型交流傳動控制設備，帶動力制動。提升繩采用619+137170IST型鋼繩，直徑37㎜，㎏/ m。 m/s，年提升能力144MT為設計年產(chǎn)量的160%。提升信號采用聲光雙重信號，轉(zhuǎn)發(fā)直發(fā)兩種方式。2）副井提升設備副井裝備一對一噸雙車單層多繩提升罐籠，專供提升人員、物料和矸石。4型多繩輪絞車，, m/s，配備ZD215218型直流電機，其容量為400瓦，電壓440伏，轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分。附全套電動發(fā)電機組的電控設備。所采用的一噸礦車單層雙車多繩罐籠，其平面規(guī)格為45001400毫米，并采用等重尾繩平衡系統(tǒng)，主繩采用三角股鋼絲繩，其規(guī)格為：6 20+121170特Z（S）Tb乙左右捻向各兩條，尾繩采用扁鋼絲繩兩條，規(guī)格為：7418130型。，圍抱角180度，罐籠自重約5噸。，計算結(jié)果如下：最大靜張力：12320＜16140公斤最大靜張力差：3672＜3680公斤襯墊壓力：＜20公斤/平方公分靜防滑安全系數(shù)：＞動防滑安全系數(shù)：＞防滑允許加速度：＞防滑允許減速度：＞緊急制動力：＞3 排水設備回采工作面涌水經(jīng)順槽自流到區(qū)段進風聯(lián)巷，再經(jīng)22運輸下山流至22采區(qū)水倉，再經(jīng)22軌道下山排至采區(qū)上車場，經(jīng)軌道大巷自流到副井底水倉，經(jīng)副井排至地面。鑒于該礦水量較大，在萬一突水時能在水中運轉(zhuǎn)的潛水泵較為適宜，但在付井底的安裝有困難，因此，研究決定普通臥泵和潛水泵混合排水方式排水比較合理。1）潛水泵3臺，一臺使用，一臺備用，一臺檢修。安于主井底水窩，每臺泵配一趟φ419毫米管路直接排出地面。潛水泵規(guī)格：水量20噸/分1200噸/時揚程：360米容量：1600瓦2）臥泵15臺，8臺適用，5臺備用，2臺檢修。安于主泵房內(nèi)，配備6趟φ419毫米管路，經(jīng)管子道由副井排出地面。臥泵規(guī)格：水量：7噸/分420噸/時揚程：360米電動機：JSQ1584680瓦6000伏3 礦井通風設計 通風系統(tǒng)選擇本礦井開采的二1煤層位于二迭系山西組下部二1煤層，～，；煤層傾角平均8～12176。煤層底板標高為160～+70m,埋深140～340m,。煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，全區(qū)可采。井田地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件簡單，為低瓦斯礦井。由于礦井服務年限較長，考慮到通風及設備選型，礦井所需風量和風壓的變化等因素，分為兩期進行設計[5]。第一水平為前期，走向長5000米，傾向長1000米。第二水平為后期，考慮到開采深度及通風路線長度的增加，原定再上一個風井，為混合式通風，以滿足通風需要。 主要通風機的工作方法抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態(tài)，當一旦主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式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(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。采用壓入式通風時，須使礦井總進風路線上設置若干構(gòu)筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大。根據(jù)本礦的實際情況，瓦斯含量大，易突出，是不宜采用壓入式通風的。因此，確定通風機工作方法為抽出式通風。 通風系統(tǒng)選擇根據(jù)礦井瓦斯涌出量，礦井設計生產(chǎn)能力，煤層賦存條件等因素，考慮兩種可行方案，分別是中央邊界式和兩翼對角式。中央邊界式的適用條件是：煤層傾角較小、埋藏較淺、走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴重的礦井，采用中央邊界式是較合理的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風阻力較小，內(nèi)部漏風小，這對于瓦斯、自然發(fā)火的管理工作是較有利的，且工業(yè)廣場沒有主要通風機噪音的影響。兩翼對角式的適用條件是：煤層走向長度超過4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的礦井，采用兩翼對角式比較適宜。經(jīng)比較，礦井走向長度約5km，較適合兩翼對角式，另外，兩翼對角式通風具有路線短，易于控制管理風路，巷道掘進量小，通風阻力小等優(yōu)勢，因此，選用兩翼對角式通風[6]。 風量計算及風量分配依據(jù)在煤礦實習收集的有關(guān)資料，按生產(chǎn)礦井的風量計算方法進行。其原則是：礦井的供風量應保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風流中沼氣、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。風速驗算的要求：各條井巷的供風量確定后，按《規(guī)程》第101條規(guī)定的風速進行驗算。如果某條井巷的風速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必須進行調(diào)整，然后將各地點、各巷道的風量、斷面、風速列成一覽表[7]。《規(guī)程》規(guī)定的風速限定值見表32所示。表31 風速限定表Table31 wind speed definition table井巷名稱最低允許風速(m/s)最高允許風速(m/s)無提升設備的風井和風硐15專為升降物料的井筒12風橋10升降人員和物料的井筒8主要進、回風巷道8架線電機車巷道8運輸機巷道、采區(qū)進、回風巷道6回采工作面，掘進中的煤巷和半煤巖巷4掘進中的巖巷4其它人行巷道 采煤工作面實際需要風量[9] 采煤工作面實際需要風量應按礦井各個回采工作面實際需要風量的總和計算，即：∑Q采=nQ綜采+nQ炮采(m3/min)式中：Q綜采 綜采工作面所需要的風量，m3/min；Q炮采 一般機采工作面所需要風量，m3/min；n 各種開采法工作面的個數(shù)，個。1）按瓦斯涌出量計算Q綜采=100Q 綜瓦式中：Q綜采綜采工作面所需的風量，m3/min；Q綜瓦綜采工作面的絕對瓦斯涌出量m3/min；Q綜瓦=m3/min式中：T綜采綜采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；K瓦瓦斯涌出不均衡系數(shù)，對高沼礦K瓦=～，對低沼礦則取K瓦=；100按回采工作面的沼氣濃度不超過1/100計算。由于對瓦斯抽放要求達到30%以上，所以工作面相對瓦斯涌出量為（130％）＝8 m3/min。所以：Q綜采=100Q綜瓦=100=1233m3/minm3/min2）按工作人員數(shù)量計算按照設計，一個采煤工作面最多40人，一個掘進工作面最多20人。Q=4Nwi=440=160m3/min式中：Nwi采煤工作面最多的人數(shù)，個3）按工作面溫度進行計算表32 采煤工作面合理風速Table 32 coal face reasonable speed采煤工作面空氣溫度(℃)采煤工作面合理風速(m/s)18～18～20～20～23～23～26～根據(jù)礦井井下的溫度。Q采=60VSwiV工作面風速，m/sSwi工作面有效斷面積，㎡Q綜采=608=864m3/minQ炮采=605=540m3/min以上需風量計算中，綜采面需風量最大值是1233m3/min，炮采面需風量最大值是735m3/min。4）按風速進行驗算 參考表32（風速限定表）可知，~，，都在允許范圍內(nèi)。即：﹤﹤；﹤﹤通過驗算，符合要求。所以，綜采工作面需風量為1233m3/min，炮采工作面需風量為735m3/min。 掘進工作面需要風量根據(jù)實習礦井掘進工作面情況，兩備兩用，每臺風機吸風量為300m3/min。在此不再進行風量比較計算。掘進工作面的需風量為：==（2300）=720m3/minK掘備掘進工作面?zhèn)溆孟禂?shù)。 硐室需要風量硐室實際需要風量應按礦井各個獨立通風硐室實際需要風量的總和計算，即：∑Q硐=Q火+Q充+Q機+Q采硐+Q其它，m3/min式中：Q火 火藥庫實際需要風量，m3/min；(大型火藥庫供風100～150m3/min；中小型火藥庫供風60～100m3/min)；Q充充電硐室實際需要風量，%計算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗值給定100～200m3/min；Q機大型機電硐室實際需要風量，應按機電設備運轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，即Q機=(m3/min)Wi機電硐室中運轉(zhuǎn)的機電總功率，kw；(1μi)機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應根據(jù)實際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，～；～；8601kW/h的熱當量數(shù)，千卡；μi機電設備效率；Δt 機電硐室進回風流的氣溫差，℃；Q采硐采區(qū)絞車房或變電硐室實際需要風量，按經(jīng)驗供給風量60～80m3/min；Q其它其它硐室所需風量，根據(jù)具體情況供風。按各工作點所計算的風量來考慮漏風及配風不均等因素的影響，因此，在風量分配時，對每條巷道實際供風量應按實際需要風量再乘以礦井通風系數(shù)K礦(～)，并依此進行風速驗算和計算井巷通風阻力。（1）火藥庫實際需風量Q火=130m3/min；（經(jīng)驗值）（2）充電硐室實際需風量Q充=180m3/min；（經(jīng)驗值）（3）機電硐室實際需風量Q機==228m3/min；（4）井下變電所需風量Q變=80m3/min；（經(jīng)驗值）（5）采區(qū)硐室實際需風量Q采硐=80m3/min；（經(jīng)驗值） 礦井總風量計算Qkj=(∑Qcj+∑Qjj+∑Qdj+∑Qgj)Kkj式中：Qkj礦井總進風量，m3/min。∑Qcj采煤工作面實際需要風量總和，m3/min。∑Qjj掘進工作面實際需要風量總和，m3/min。∑Qdj獨立通風的硐室實際需要風量總和，m3/min?！芉gj礦井中除采煤、掘進和硐室以外其它井巷需要通風量總和，m3/min。Kkj礦井通風系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素)～。礦井總需風量為：Qkj=(1233+735+7204+130+180+805+228)=；（合116m3/S）由于礦井采準方式?jīng)Q定兩翼所需風量基本相同，所以，主要通風機選型時，兩翼可以選擇同等能力的風機。 采區(qū)通風設計 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求在一般情況下，一個礦井總是同時有幾個采區(qū)進行回采和準備。從通風的角度來看，每一個釆區(qū)就是礦井通風系統(tǒng)中的一個獨立的通風區(qū)域，它們各自與礦井的主要進風巷和回風巷相連通，是礦井通風系統(tǒng)的主要組成單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路的連接形式及采區(qū)內(nèi)的風流控制設施。采區(qū)通風系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng)(采煤方法)，但又能在定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。其