【導讀】孝義市晉陽煤礦位于呂梁山脈中段東麓，晉中盆地西南隅。北與汾陽市毗鄰，西北與中陽縣相依，西與交?？诳h接壤，南與靈石縣相連，東南與介休市隔汾河相望。晉陽礦基本位于山西省的中部，南岡蒲鐵路從介休市穿過。義市鐵路經礦區(qū)北邊通過，在孝義市與介西線按軌。公路有307國道Ⅱ級公。Ⅲ級以下公路還有，孝（義）-午（城）公路與介西線平行，礦區(qū)。公路向東7km2與孝午公路連接，自礦區(qū)中心到孝義市區(qū)14km2，孝義襟呂梁帶汾水，地形由西北向東南呈緩傾單斜態(tài)勢。中部為黃土丘陵區(qū)和臺塬區(qū)，丘陵區(qū)山巒疊嶂，溝谷呈羽毛狀；臺塬區(qū)?；钚枰瑸橹饕┧?。綜上所述，本礦區(qū)交通便利，電源和水源充足可靠，土產材料易于解決。同時，有老礦區(qū)的支持和建設生產經驗。井田內地層有上而下有：。斷裂孫氏店斷層，井田內斷層受其控制以南北向斷層為主。降的正斷層，因而使井田地層自東向西呈臺階下降。井田內普遍有燕山期的巖漿活動，呈層狀侵入上侏羅統(tǒng)紅色砂漿內。

　　

【正文】 10m，防止長時間空頂，如果出現液壓支架故障，可以采取插花移架的方式。 （ 9）工作面冒頂時，要及 時用木料接頂。 （ 10）工作面支架中心保持 1500mm 支架歪斜不大于 5176。，支架仰角不大于 7176。，垂直頂底板支撐。 回采巷道布置 回采巷道布置方式 布置帶區(qū)回采巷道是為了把回采工作面和礦井主要開拓巷道聯(lián)系起來，構成運輸、動力、通風等生產系統(tǒng)，以保證連續(xù)不斷地進行回采。 帶區(qū)巷道布置依據及要求： （ 1）依據：地質條件；設計資料，如年產量，開拓方式等；符合生產設計規(guī)范，并技術裝備滿足要求。 （ 2）要求：合理的集中生產；合理的生產能力；合理的服務年限；良好的經濟效益等。 沿空掘巷雖然不能減少順槽的數目 ，但是可以保留煤柱，為此減少了煤炭損失，減少了順槽之間的聯(lián)絡巷道，減少了巷道維護工程量，甚至基本上不用維修，對巷道支護要求也不太嚴格，易于推廣。 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 38 頁 根據本礦井的實際情況，回采巷道運輸順槽和軌道順槽采用沿空掘巷。為滿足綜放工作面生產運料和通風的要求，上下順槽的斷面積設計為。其斷面圖如圖 3— 3— 3。 工作面軌道順槽和運輸順槽雖然采用沿空掘巷，但是為了在掘進時不受采空區(qū)積水和冒落的頂板的影響，應留 5m 的小煤柱。為保護大巷，停采線設在離大巷 80m 處，即留設 80m 的大巷保護煤柱。這一煤柱可在大巷報廢前將 其采出。 工作面回采巷道布置 （ 1）工作面輔助運輸順槽 輔助運輸順槽在實體煤中掘進，采用矩形斷面，凈寬凈高 =，凈斷面 。采用錨網支護，錨桿間排距為 800 800mm，錨桿為248。22 2200mm 的螺紋鋼樹脂錨桿。沿煤層底板掘進，如遇斷層時，輔順按不大于 8176。的坡度過斷層施工。在頂板破碎及過斷層區(qū)段，采用打錨索或架棚加強支護。 此順槽為工作面輔助運輸順槽，作為進風、運料等輔助運輸之用，在其內靠工作面?zhèn)炔贾靡苿幼冸娬尽? （ 2）工作面膠帶運輸順槽 膠帶運輸順槽在實體煤中掘進，采用矩形 斷面，凈寬凈高 =，凈斷面 。采用錨網支護，錨桿間排距為 800 800mm，錨桿為248。22 2200mm 的螺紋鋼樹脂錨桿。沿煤層底板掘進，如遇斷層時，膠順按不大于 10176。的坡度過斷層施工。在頂板破碎及過斷層區(qū)段，采用打錨索或架棚加強支護。膠帶輸送機順槽用作回風、煤炭運輸，在其內遠離工作面?zhèn)炔贾媚z帶輸送機。 （ 3）回采巷道采用單巷布置，輔助運輸巷和膠帶運輸巷。 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 39 頁 圖3 2 輔 助運輸順槽斷面 表 3— 2 輔助順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 40 頁 圖3 2 膠 帶輸送機順槽斷面 表 3— 3 運輸順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 41 頁 4 礦井通風 礦井通風系統(tǒng)選擇 礦井概況 晉陽 井田總面積 68km2，地勢東高西低，地處平原，自然坡度為 %，地勢平緩，地面標高 +～ +，井田走向長 8km，傾斜方向長度 。從整體情況看，本礦煤層頂板較為平整和堅固，適合機械化采煤，礦井采綜采放頂煤開采 ,礦井的主要通風硐室有：機電、充電、火藥庫、變電所等。 本設計礦井井型為 600 萬 t/a，服務年限為 年。井田開拓方式為立井單水平，全礦可采煤層為 1 層 3煤，煤層平均厚度 ，傾角較小，平均 7176。煤質穩(wěn)定 ，硬度中硬，普氏硬度為 2～ 3，平均容重為 ，塊質隨變質程度而增。本設計礦井屬低瓦斯礦井，該煤層二氧化碳相對涌出量為 ，瓦斯相對涌出量為 m3/t，各煤層均有自然發(fā)火傾向，煤層自然發(fā)火期為 3～ 6個月，煤塵有爆炸性危險。 礦井通風系統(tǒng)的基本要求 選擇任何通風系統(tǒng)，都要符合投產快、出煤較多、安全可靠、技術經濟、指標合理的原則。具體的說，要適應以下基本要求： （ 1） 礦井至少要有兩個通地面的安全出口； （ 2） 進風井口要有利于防洪，不受粉塵有害氣體污染； （ 3） 北方礦井，井口需安裝供暖 設備； （ 4） 總回風巷不得作為主要行人道； （ 5） 工業(yè)廣場不得受扇風機的噪音干擾； （ 6） 裝有皮帶機的井筒不得兼作回風井； （ 7） 裝有箕斗的井筒不得作為主要進風井； （ 8） 可以獨立通風的礦井，采區(qū)盡可能獨立通風； （ 9） 通風系統(tǒng)要為防瓦斯、火、煤塵、水及高溫創(chuàng)造條件； （ 10） 通風系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風系統(tǒng)的發(fā)展變化。 礦井通風類型的確定 根據進回風井的相對位置，井筒的數量和巷道的布置特點，礦井通風方式分為中央式、對角式和混合式三類。其中中央式分為中央并列式和分列式；對角式分為兩翼對角式和分區(qū)對角式。綜上所說，這些通風方式的進中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 42 頁 風井都在井田走向的中央。以下為幾種通風方式的優(yōu)缺點及適用條件： （ 1） 中央并列式 優(yōu)缺點：初期投資少，出煤快，采區(qū)生產集中，便于管理；節(jié)省風井工業(yè)廣場占地，壓煤少；便于井筒延伸，為深部通風提供有利條件；風流折返流動路線長，通風阻力大，通風費用高；工業(yè)廣場有風機，噪音大。 適用條件：新建礦井，煤層傾角大，埋藏深度走向長度一般小于 4km，瓦斯、自然發(fā)火不嚴重的礦井。 （ 2） 中央分列式 優(yōu)缺點：與中央并列式相比，其安全性好；建井期兩井深部延伸，通風不困難，風流不折返，阻力小，內部漏風小，有利于防火。工業(yè)廣 場沒有噪音和污風的污染，回風井系統(tǒng)設備防塵管理比較方便。 適用條件：煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大而瓦斯和自然發(fā)火較嚴重的礦井。 （ 3） 兩翼對角式 優(yōu)缺點：由于風流路線較短，阻力和漏風小，所以各采區(qū)風阻較穩(wěn)定；礦井總風壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；但它的初期投資較大，管理相對分散，發(fā)生事故時反風較困難。 適用條件：適用于走向長度超過 4km，井型較大，產量高，煤層距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的礦井。 （ 4） 分區(qū)對角式 優(yōu)缺點：各分區(qū)有獨立的通風路線，互相不影響而且通風阻 力小，建井工期短，安全生產好，分區(qū)風井多，占場地多，通風機管理分散。 適用條件：煤層距地表較淺，高低起伏較大，無法開掘淺部總回風巷，而且表土層沒有沙層，便于開掘小風井。 結合本礦井地質條件：若采用中央分列式通風，需把風井布置在一翼，另一翼通風線路太長，通風阻力太大，沿通風線路漏風大，并且所選用風機及配套電動機功率較大，經濟上不合理。因此，不考慮采用中央分列式。 采用分區(qū)對角式通風要多掘風井，由于本礦埋藏深，在技術、經濟上均不合理。因此也排除了分區(qū)對角式。 本礦屬低瓦斯礦井，考慮到設計礦井 范圍大，井型大，為了快出煤，減少初期投資，節(jié)省風井工業(yè)場地，壓煤少，按照開拓設計方案，確定本礦通風方式為：中央并列式通風。 本礦的通風方案比較 1）巷道工程量及維護費用 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 43 頁 表 4－ 1 井巷掘進費及維護費表 項 目 方 案 方案一 方案二 中央并列式 中央分列式 工程量 風井工程量（ m） 1000 總回風巷工程量（ m） 5000 掘進費用 單價（元／ m） 2310 單價（元／ m） 433 總費用（萬元） 231 總費用（萬元） 維護費用（萬元） 1 5 總計 （萬元） 232 2）設備費用比較 方案一：中央并列式通風選用 62A14－ 11NO24 型軸流式通風機，投產及達產時配 1000KV、 6KV、 500r/min 同步電動機拖動，每套設備需購置費 萬元。從安全角度考慮需要一套風機和電動機備用。風峒、擴散器等輔助設施及風機房的建設費用為 20 萬元。 方案二：中央分列式通風選用扇風機作主扇，每臺風機配一臺異步電動機，共需兩套，一套工作，一套備用。每套設備購置費為 300 萬元。風峒、擴散器等輔助設施及風機房的建設費用為 30 萬元。 表 4－ 2 通風設備費用表 項 目 方 案 方案一 方案二 設備費（萬元） 2 2 300 輔助費用（萬元） 20 30 總計（萬元） 630 3）電費比較 通風電費按風機服務年限為 20 年計算。 表 4－ 3 通風電費表 項目 方案 方案一 方案二 年耗電費（萬 kw） 維修費（萬元） 總計（萬元） 212 4）通風費用總計比較 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 44 頁 我們把通風巷道工程量及維護費用、通風設備費用和通風電費求和，分別得到兩種方案的總費用，如下： 表 4－ 4 通風費用總表 項目 方案 方案一 方案二 掘進費用（萬元） 231 維護費用（萬元） 1 5 設備費（萬元） 630 電費（萬元） 212 總計（萬元） 由以上經濟比較得知，方案一較方案二更經濟。綜合比較結 果，本設計選取方案一，即該礦井采用中央并列式通風。由于本井田范圍大，在后期開采中宜采用中央分列式。 采區(qū)通風 采區(qū)的通風方式可分為軌道上山通風和運輸上山通風。具體可分為以下三種情況，各自的適用條件及優(yōu)缺點如下： 軌道上山回風，運輸上山送風 1）輸送機上山送風，其風流與運煤路線相同而方向相反，所以風門較少，比較容易控制風流； 2）由于風流方向與運煤方向相反，風流與煤的相對速度增加，造成大量的煤塵飛揚；同時，煤在運輸過程中不斷有瓦斯涌出，使進風井中的煤與瓦斯?jié)舛壬撸? 3）輸送機上山 電器設備散熱，使進風流溫度生高； 4）軌道上山下部車場需安設風門，不易管理。 軌道上山進風，運輸上山回風 1）軌道上山下部車場可不安設風門，車輛通過方便； 2）上山絞車房便于得到新鮮風流； 3）進風風流不受上山運煤和瓦斯污染，含煤塵較少； 4）當采用煤層雙巷布置時，作為回風、運料用的各區(qū)段中部車場，上山上部車場內均需設置風門，不易管理，漏風大。 適宜于采區(qū)生產能力大，所需風量大，瓦斯涌出量大，上下階段同時生產等的礦井。根據該礦的實際情況，應采用第二種通風方式，即軌道上山進中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 45 頁 風，運輸 上山回風。 確定采煤工作面的通風方式 按采煤工作面的回風方向，可分為上行通風和下行通風。 1）上行通風，在煤層傾角大于 12176。的回采工作面，都應采用上行通風。 優(yōu)缺點： （ 1）瓦斯自然流動方向和風流方向一致，有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛取? （ 2）風流方向與運煤方向相反，引起煤塵飛揚，增加了回采工作面的進風流中煤塵濃度；同時，煤炭在運輸中放出的瓦斯又隨風流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛取? （ 3）運輸設備運轉時所產生的熱量隨風流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。 2）下 行通風，在沒有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險、傾角小于 12176。的煤層中，可考慮采用下行通風。 工作面下行通風，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧猓€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量。 另外，按采煤工作面的巷道布置及回采工藝可分為“ U”、“ Y”、“ W”、“ Z”型通風系統(tǒng)。其適用條件和優(yōu)缺點如下： 采煤工作面通風方式示意圖如下： （ 1）“ U”型通風系統(tǒng)：工作面采用后退式回采，上、下順槽在煤體中維護，漏風量小。 （ 2）“ Y”型通風系統(tǒng)：工作面采用 后退式回采，上、下順槽同時進風，改善了回風巷U 型 Y