【正文】 式大巷裝車站線路設(shè)計(jì)示意圖1—運(yùn)輸上山 2—采區(qū)煤倉3—空車存車線 4—重車存車線 5—道岔L = L1+ L2+ L3+ L4 =+++ = 134 m式中： L—車場(chǎng)線路長(zhǎng)度 ，m ； L4—單開道岔長(zhǎng)度，m 。 采區(qū)主要硐室的布置、采區(qū)煤倉由于煤層產(chǎn)量不同，采區(qū)煤層煤倉應(yīng)分別設(shè)計(jì)，此處只說明2煤層的采區(qū)煤倉。圖537 采區(qū)煤倉斷面示意土圖,根據(jù)查找資料確定2煤層采區(qū)煤倉容量為500t。煤倉上、下口在一個(gè)垂直面上。采用錨桿支護(hù)，煤倉高度為20m。為了避免堵倉，煤倉下口采用雙曲線，并且在煤倉內(nèi)預(yù)埋鋼絲繩。為了防止雜物和大塊煤及矸石進(jìn)入煤倉，在煤倉上口設(shè)置鐵蓖子。煤倉示意圖見圖537。 絞車房絞車房布置在圍巖穩(wěn)定、無淋水、地壓小、易維護(hù)的地點(diǎn)（巖層中），并且與煤層底板有一定的安全距離，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，其絞車房硐室主要尺寸見表532。表532 寬度（mm）高度（mm）長(zhǎng)度（mm）左側(cè)人行道左側(cè)人行道凈寬自地面起墻高拱高凈高前面人行道寬后面人行道寬凈長(zhǎng)13001700570014502850430010008009000 采區(qū)變電所采區(qū)變電所布置在圍巖穩(wěn)定、地壓小、通風(fēng)良好、無淋水的地點(diǎn)，設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷中心，第一水平上山部分共有4個(gè)區(qū)段，因此將采區(qū)變電所布置在二、三區(qū)段之間。每煤層各布置1個(gè)采區(qū)變電所，共計(jì)2個(gè)采區(qū)變電所，采用錨網(wǎng)噴支護(hù) 底板采用100號(hào)混凝土鋪底，%的坡度，以防礦井水留進(jìn)變電所。變電所硐室為直墻拱型，其尺寸見表423。表423 變電所硐室尺寸寬度（m）長(zhǎng)度（m）高度（m）10第5章 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 礦井通風(fēng)系統(tǒng)，南北傾斜寬3～4km，面積約50km2， m3/t ，綜合各種通風(fēng)方式的特點(diǎn)，選定中央分列式（邊界式）為礦井的通風(fēng)方式。采用這種通風(fēng)方式，安全性好，礦井通風(fēng)阻力小，對(duì)瓦斯、自然發(fā)火的管理有利，且工業(yè)廣場(chǎng)不受主要通風(fēng)機(jī)噪音的影響。 礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式 方案的比較(1)抽出式抽出式通風(fēng)是將主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井附近，工作時(shí)使井下整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)。采用這種通風(fēng)方式，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從地面漏向礦內(nèi)；當(dāng)塌陷裂通過廢舊小窯時(shí)，會(huì)將小窯內(nèi)積存的有害氣體抽到井下，并使工作面的有效風(fēng)量減少，一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高，有可能使采空區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量減少，比較安全。(2)壓入式壓入式是將主要通風(fēng)機(jī)安裝在進(jìn)風(fēng)口附近，工作時(shí)使井下整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)。采用這種通風(fēng)方式，礦井地面漏風(fēng)是從礦井內(nèi)漏向礦外，在跨落裂隙通達(dá)地表時(shí)，礦井采空區(qū)煤炭自燃生成的有害氣體及小窯內(nèi)積存的有害氣體可通過裂隙向外漏出；但因?yàn)槁╋L(fēng)源附近煤炭自燃初期生成的氣體難以檢測(cè)到，使自燃征兆不宜發(fā)現(xiàn)；一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下的風(fēng)流壓力降低，有可能上采空區(qū)拿瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)；并且壓入式通風(fēng)必須在礦井總線路設(shè)置若干構(gòu)筑物，而其中有些是交通要道，人員、車輛或提升容器來往頻繁，使風(fēng)門易損壞，漏風(fēng)較大，通風(fēng)管理比較困難。(3)壓抽混合式壓抽混合式通風(fēng)是在進(jìn)風(fēng)井口安裝一風(fēng)機(jī)作壓入式運(yùn)轉(zhuǎn)，在回風(fēng)井口安裝一風(fēng)機(jī)作抽出式運(yùn)轉(zhuǎn)。采用這種通風(fēng)方式，通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)連地面的漏風(fēng)較小，但使用時(shí)風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理比較復(fù)雜。通過上述分析與比較，選定主要通風(fēng)機(jī)的工作方式為抽出式。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖見圖911。圖911 2煤層首采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖 新鮮風(fēng)流 乏風(fēng)1—運(yùn)輸大巷 2—軌道上山（進(jìn)風(fēng)） 3—運(yùn)輸上山（回風(fēng)）4—區(qū)段運(yùn)輸平巷 5—工作面 6—區(qū)段回風(fēng)平巷 7—回風(fēng)大巷 全礦所需風(fēng)量的計(jì)算及其分配 原則礦井需風(fēng)量按下列要求分別計(jì)算，并取最大值。（1）按井下同時(shí)工作的最大人數(shù)，供風(fēng)量不得少于4 m3/(人min)；（2）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實(shí)際需風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。 礦井風(fēng)量的計(jì)算 (1)按回采工作面所需風(fēng)量的計(jì)算（共2個(gè)采煤工作面） 采煤工作面風(fēng)量應(yīng)該按下列因素分別計(jì)算，取其最大值①按瓦斯涌出量計(jì)算Qwi = 100QgwiKgwi ——921式中： Qwi第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m3/minQgwi第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min， Kgwi第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)， m3/min ， m3/min ； m3/min ， m3/min② 按工作面進(jìn)風(fēng)溫度計(jì)算Qwi = 60VwiSwiKwi ——922式中：Vwi第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)溫度確定， ；Swi第i個(gè)采煤工作面的有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂時(shí)的有效斷面的平均值，對(duì)于支撐掩護(hù)式支架 Sw=3（），M為采高 ，m 。Kwi第i個(gè)采煤工作面的長(zhǎng)度系數(shù)，工作面長(zhǎng)為187米，有效通風(fēng)面積為 m2 , m3/min。 ，有效通風(fēng)面積為 m2 , m3/min 。③按使用炸藥量計(jì)算 Qwi = 25Awi = 255 = 125 m3/min 式中：25—每使用1K炸藥的供風(fēng)量，m3/minAwi第i個(gè)采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，Kg，取5Kg，兩煤層相同。④按工作人員數(shù)量計(jì)算： Qwi = 4Nwi = 435 = 140 m3/min 式中：4—每人每分鐘供給的最低風(fēng)量，m3/min ； Nwi第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) ，為35人 ；綜合上述計(jì)算， m3/min ； m3/min⑤按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量：Qwi60Swi 二1煤層最小風(fēng)量為144m3/min ；7煤層最小風(fēng)量為99m3/min 按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)工作面的最大風(fēng)量：Qwi604Swi 二1煤層最大風(fēng)量為2304 m3/min ；7煤層最大風(fēng)量為1584 m3/min經(jīng)驗(yàn)算后確定Qw2= m3/min和Qw7= m3/min ， m3/min。（2）、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算（共4個(gè)掘進(jìn)工作面）：煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。①按瓦斯涌出量計(jì)算： Qhi = 100QshiKghi 式中： Qhi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3/min Qghi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min，2 Kghi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用系數(shù)，查找資料為2 。 m3/min ，需要風(fēng)量為112 m3/min ； m3/min ，需要風(fēng)量為66 m3/min②按炸藥量計(jì)算： Qni = 25 Ahi = 258 = 200 m3/min式中：25—使用1Kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min Ahi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破使用的最大炸藥量，Kg 取10 ，兩煤層相同。③按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量的計(jì)算：Qhi=ΣQhfiKhfi 式中: ΣQhfi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和 ，m3/min ； Khfi—為防止局部通風(fēng)機(jī)循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量的備用系數(shù)， 。 兩煤層各有2個(gè)掘進(jìn)工作面；2煤層掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量和為200 m3/min ，需要風(fēng)量為260 m3/min ；7煤層掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量和為150 m3/min ，需要風(fēng)量為195 m3/min4）按工作人員數(shù)的計(jì)算： Qhi = 4Nhi = 410 = 40 m3/min 式中： Nhi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人 ，各工作面相同 。5) 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按最小風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)煤巷掘進(jìn)最小風(fēng)量：Qhi60Shi = 60 = m3/min 按最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)量：Qhi604Shi = 604 = m3/min式中：Shi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，據(jù)資料顯示為7平方米。經(jīng)驗(yàn)算后確定2煤層各掘進(jìn)工作面需風(fēng)量為260 m3/min ； m3/min ， m3/min。（3）、硐室需風(fēng)計(jì)算：各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計(jì)算。①機(jī)電硐室（6個(gè)） 發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算：Qri =（3600ΣNQ）/（ρCp60Δt） =（3600500）/（16010）= 75 m3 /min式中： Qri—第i個(gè)機(jī)電硐室的需風(fēng)量, m3/min ΣN—機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)（變壓器）總功率，Kw；取500KwQ—機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，取 。ρ—空氣密度。Cp—空氣的定壓比熱，一般可取1KJ/()。Δt—機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的溫度差，度 。 空氣壓縮機(jī)房電機(jī)功率和為230kw , ，機(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流溫差為10度，需要風(fēng)量為230 m3/min ；水泵房電機(jī)功率和為680kw , ，機(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流溫差為10度，需要風(fēng)量為68 m3/min ；絞車房（2個(gè)）電機(jī)功率和為180kw , ，機(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流溫差為2度，需要風(fēng)量為90，m3/min ；每個(gè)采區(qū)變電所需風(fēng)量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定為90 m3/min，有2個(gè)采區(qū)變電所，共計(jì)風(fēng)量為180 m3/min ，合計(jì)上述機(jī)電硐室共需要風(fēng)量568 m3/min②爆破材料庫（1個(gè)）Qri = 4V/60 = 4100/60 = 7 m3/min 式中： V—庫房容積，m3但大型爆破材料庫不得小于100 m3/min，設(shè)計(jì)為100 m3/min。③充電硐室（1個(gè)）：Qri = 200Qrhi = 200 = 40 m3/min 式中： Qrhi—第i個(gè)充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量，m3/min。但煤礦安全規(guī)程規(guī)定充電硐室的風(fēng)量不小于100 m3/min ，定為100 m3/min 。（4）、其他用風(fēng)巷道的需風(fēng)量的計(jì)算： 大巷裝車為盡頭式裝車，根據(jù)最低風(fēng)速的要求， m3/min ；，每個(gè)采區(qū)煤倉機(jī)頭處通風(fēng)量為30 m3/min， m3/min 。（5）、 全礦井總風(fēng)量的計(jì)算 礦井的總進(jìn)風(fēng)量應(yīng)按采煤，掘進(jìn)，硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算： Qm =（ΣQwt+ΣQhi+ΣQrt+ΣQot）Km =（++768+）= m3/min 設(shè)計(jì)為5000m3/min式中： ΣQwt—采煤工作面和備用工作面的需風(fēng)量之和，m3/minΣQht—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/minΣQrt—硐室所需風(fēng)量之和，m3/minΣQot—其他用地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m3/minKm—礦井通風(fēng)系數(shù)， 礦井風(fēng)量的分配及風(fēng)速的驗(yàn)算礦井風(fēng)量的分配及風(fēng)速的驗(yàn)算見表523。表523 礦井風(fēng)量的分配及風(fēng)速的驗(yàn)算序號(hào)井巷名稱風(fēng)量m3/min凈斷面m2風(fēng)速m/s最大風(fēng)速m/s1副井4900122井底車場(chǎng)500083運(yùn)輸大巷248084二1煤層軌道上山231085二3煤層軌道上山1740862煤上下順槽1560677煤上下順槽112068回風(fēng)大巷500089風(fēng)井500015 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 由于礦井服務(wù)年限比較長(zhǎng)，考慮到通風(fēng)機(jī)的設(shè)備選型，礦井瓦斯涌出量隨深度的變化，礦井所需風(fēng)量和風(fēng)壓也是變化的，需分兩次進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。第一水平為第一期，此處詳細(xì)設(shè)計(jì)，期于水平為第二期，此處不作詳細(xì)設(shè)計(jì)。 礦井容易時(shí)期通風(fēng)阻力的計(jì)算