【正文】 車場及硐室5450ｍ水平南大巷6南翼通風暗斜井及總回71603采區(qū)軌道上山81603運輸石門916039材料巷、切眼1016039運輸巷1116039工作面安裝第五節(jié) 礦井通風一. 礦井通風方式該礦井一水平通風方式初期為中央分列式，后期為混合式，中央風井擔負南一、南三和所有北翼采區(qū)的通風，南風井擔負南五、南七和南九采區(qū)的通風。根據(jù)礦井二水平的開拓布置和現(xiàn)有的通風系統(tǒng)，設(shè)計推薦礦井二水平初期仍采用中央分列式通風方式，中央風井負擔礦井二水平1601601601601204采區(qū)的通風。二水平后期礦井通風方式可采用兩種方案：方案一是混合式，既與一水平相同，中央風井負擔1601603和所有北翼采區(qū)的通風，南風井擔負南十一、1201201601601601611采區(qū)的通風。方案二是對角式，在礦井北翼增掘北風井，南風井擔負南十一、1201201601601601611采區(qū)的通風，北風井擔負北十、北十二、1201606采區(qū)的通風。但因二水平后期井底車場至北十二采區(qū)6000多米，如利用中央風井供風，經(jīng)測算，遠遠超過設(shè)計規(guī)范對負壓值（﹤2940pa）的要求，中央風井已不能滿足礦井通風要求，不論是從通風安全，還是從礦井抗災(zāi)能力考慮，方案一都不可取，故二水平后期礦井通風方式選擇方案二。為確保經(jīng)濟合理，具體實施前，應(yīng)專門聘請專家進行優(yōu)化論證。二. 礦井通風系統(tǒng)二水平初期：新鮮風流→由副井經(jīng)320m水平車場→軌道（皮帶）暗斜井→450m水平車場→450南、北運輸大巷→采區(qū)軌道上（下）山→工作面進風巷→回采工作面。乏風風流→工作面回風巷→采區(qū)回風上山→420南、北翼回風巷→回風暗斜井→總回風巷→中央風井排出地面。二水平后期：新鮮風流→由副井經(jīng)320m水平車場→軌道（皮帶）暗斜井→450m水平車場→450南、北運輸大巷→采區(qū)軌道上（下）山→工作面進風巷→回采工作面。乏風風流→工作面回風巷→采區(qū)回風上山→420南、北翼回風巷→回風暗斜井→總回風巷→南、北風井排出地面。三. 礦井風量計算按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，并參照《棗莊礦業(yè)集團公司生產(chǎn)礦井風量計算細則》（試行）的要求，對該礦所需風量進行了計算。二水平初期為過渡期，一、二水平同時生產(chǎn)，一水平布置兩個回采工作面，一個備用回采工作面，六個掘進工作面，二水平布置兩個回采工作面，八個掘進工作面。礦井需風量160m3/s，；二水平后期最大負壓位于北十采區(qū)，屆時全礦布置三個回采工作面（兩綜一高），一個備用工作面，十二個掘進工作面。礦井需風量116m3/s。第五章 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)與主要設(shè)備第一節(jié) 通風設(shè)備二水平通風方式初期為中央分列式，副井進風，中央風井回風。后期礦井通風方式改為對角式通風，副井進風，北風井和南風井回風。一. 中央風井風機中央風井擔負礦井二水平1601601601601204采區(qū)的通風。最大負壓位于1204采區(qū)，屆時風量為88m3/s，通過與中央風井現(xiàn)安裝的2K604No28軸流式通風機裝置性能曲線（圖511）對照知，現(xiàn)中央風井風機滿足二水平初期通風的需要。二. 南風井風機南風井擔負南十一、1201201201601601601611采區(qū)的通風。最大負壓位于南十一采區(qū)，屆時風量為64m3/s，通過與南風井現(xiàn)安裝的BDK8No24對旋式通風機裝置性能曲線（圖512）對照知，現(xiàn)南風井風機滿足二水平南翼通風的需要。三. 北風井風機北風井擔負北十、北十二、1201606采區(qū)的通風。北風井通風最容易時期風量為56m3/s。通風最困難時期風量為64m3/s。根據(jù)所需風量和前、后期負壓做了兩個方案，見表511。經(jīng)比較認為方案Ⅰ較合理，推薦選用BDK546No20型對旋防爆軸流式風機，前期風葉角度為37176。/29176。后期風葉角度為40176。/32176。該風機具有效率高、噪音低、電耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、安裝簡單，不需要風機房、無需設(shè)反風道，土建工程量少等特點。通風機設(shè)備方案比較表 表511 方案 項目方案 Ⅰ方案 Ⅱ風機型號BDK548 No202200kw1K58450kw返風方式倒轉(zhuǎn)返風倒轉(zhuǎn)返風總投資（萬元）其中：設(shè)備、安裝費（萬元）土建（萬元）4250主要優(yōu)缺點投資省電耗小返風方便噪音低施工工期短投資高電耗較大漏風大噪音高第二節(jié) 礦井提升一. 主暗斜井提升設(shè)備一水平為立井提升，系統(tǒng)詳見第一章第四節(jié)。二水平為450水平，主暗斜井提升提出二個方案。方案Ⅰ：斜井箕斗提升。方案Ⅱ：DX1000型強力膠帶運輸機提升，裝機4200kW，PLC集中控制，配備電軟啟動，機尾裝載初步考慮為振動式給煤機。由于斜井箕斗提升存在提升連續(xù)性差、配套系統(tǒng)復雜、運行安全可靠性差、管理維護困難等諸多缺點，近年來，普遍認為不如膠帶運輸機運輸更為簡單、可靠、連續(xù)、高效。故選擇方案Ⅱ，即強力膠帶運輸機提升（布置形式見附圖521）。主要參數(shù)如下： 表521膠帶B=1000mm巷道傾角0176。13176。F=3100N/mm最大塊度300mm帶速張緊形式液壓絞車運輸量600t/h運輸能力190萬t/a功率4200kW最終運輸長度850m二. 副井提升設(shè)備一水平為立井提升，系統(tǒng)詳見第一章第四節(jié)。二水平為450水平，副井（暗斜井）提升提出二個方案。方案Ⅰ：，延深長度130m，450水平施工井底清撒通道與檢修通道，合140m；絞車及傳動裝置不變，電控及信號系統(tǒng)需要大規(guī)模改動或更換；井筒裝備須延深130m；井底須安裝操車系統(tǒng)2套，搖臺2套。方案Ⅱ：現(xiàn)有副井提升系統(tǒng)不變，在320水平開門，向下施工暗斜井約550m，其中斜巷約500m，β＝16176。／20E雙滾筒纏繞式提升機一臺，裝機260kW，配備交流變頻PLC電控，選用69＋F261570光ZS鋼絲繩，斜巷軌道規(guī)格為38kg/m（布置形式見附圖522）。兩方案比較如下表： 表522方案號方案Ⅰ方案Ⅱ方案內(nèi)容立井延深130m立井不延深，施工軌道暗斜井礦井生產(chǎn)能力萬t/a過渡期：一水平120二水平60達產(chǎn)期：二水平100過渡期：一水平120二水平60達產(chǎn)期：二水平100新 施 工巷道長度立井 130m井底清撒通道 120m井底檢修通道 40m上車場 200m暗斜井 550m增加設(shè)備操車系統(tǒng)及搖臺 2套井筒裝備 延深130m電控及信號系統(tǒng) 改造或更換交流變頻控制系統(tǒng) 1套供電設(shè)備 1套增加負荷60kW260kW副立井每循環(huán)提升時間T人＝T矸＝T人＝T矸＝T人＝T矸＝副立井提升能力145萬t/a215萬t/a160萬t/a軌道暗斜井提升能力108萬t/a軌道暗斜井提升參數(shù)Vmax=7車／鉤總投資（萬元）設(shè)備安裝主要優(yōu)缺點優(yōu)點：1. 設(shè)備投資較小。2. 運輸環(huán)節(jié)不增加。缺點：1. 多水平提升后，提升效率大為下降，生產(chǎn)能力滿足不了設(shè)計要求。2. 絞車電控及信號系統(tǒng)復雜、不可靠。3. 新舊井筒貫通期間礦井停產(chǎn)30天左右。優(yōu)點：1. 提升能力充足。2. 便于管理。3. 礦井不停產(chǎn)。4. 不改變原立井絞車系統(tǒng)。缺點：1. 增加一個運輸環(huán)節(jié)。2. 礦井總負荷略有增加。通過上述比較，可以看出方案Ⅰ存在眾多缺點，尤其是該方案無法滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，故淘汰方案Ⅰ，選擇方案Ⅱ，即：副立井不延深，施工軌道暗斜井。三. 人員提升通過上述比較，已將副立井延深的方案淘汰，一水平人員上下井可直接由原有副井上下，二水平人員必須在轉(zhuǎn)經(jīng)一水平后由暗斜井上下井，現(xiàn)就人員提升提出二個方案。方案Ⅰ：人員上下走軌道暗斜井，使用斜巷人行車提升。方案Ⅱ：人員上下走皮帶暗斜井，使用架空乘人索道。索道布置在皮帶暗斜井一側(cè)，巷道斷面適當加大。兩方案比較如下表： 表523方案號方案Ⅰ方案Ⅱ方案內(nèi)容軌道暗斜井人行車提升。皮帶暗斜井架空乘人索道提升。裝備斜巷人行車架空乘人索道裝機功率220kW45kW提升人員效率與提料相互影響，效率差。連續(xù)運轉(zhuǎn)，效率高，可達2600人／班方便程度固定時間運行，不便于人員上下。連續(xù)運轉(zhuǎn)，上下人極為方便。占用軌道提升時間1h／班0安全可靠程度差高對安全裝備要求高低維護、管理難度高方便、簡單技術(shù)先進程度落后先進總投資（萬元）設(shè)備安裝主要優(yōu)缺點優(yōu)點：1. 投資小。缺點：1. 安全可靠性差。2. 管理難度大。3. 占用軌道暗斜井提升時間。4. 人員上下井過于集中，極不方便。優(yōu)點：1. 運行連續(xù)，人員上下井方便。2. 對生產(chǎn)無影響。3. 索道高度低，運行安全、平穩(wěn)、可靠。4. 便于管理。缺點：1. 投資較大。通過比較，可以看出方案Ⅱ遠遠優(yōu)于方案Ⅰ，故選擇方案Ⅱ，即主皮帶巷內(nèi)布置架空乘人索道（布置形式見附圖521）。第三節(jié) 排水設(shè)備一水平為一級排水，系統(tǒng)詳見第一章第四節(jié)。二水平設(shè)計為450水平，本設(shè)計提出三個方案。方案Ⅰ：單級排水。在450水平施工水平中央泵房，選用MD280659水泵4臺，配用φ325管路2趟。關(guān)于管路的敷設(shè)有三個小方案可供選擇：、320井底車場、副立井敷設(shè)至地面。由于副立井井筒內(nèi)以無足夠位置可供安裝管路，故淘汰該方案。，管路由此鉆孔直接敷設(shè)至地面。由于鉆孔深度太大，技術(shù)上難以實現(xiàn)，而且打孔與安裝綜合費用在5000元/m以上，費用巨大；再加上鉆孔位置位于距工廣約600米的農(nóng)田內(nèi)，征地、管理等工作的難度巨大，故淘汰該方案。，管路沿軌道暗斜井、320井底車場、專用鉆孔敷設(shè)至地面。該方案具有較高的可行性，故選擇該小方案與方案Ⅱ、方案Ⅲ進行比較。方案Ⅱ：二級排水。在450水平施工水平泵房，選用MD280434型水泵4臺，配用φ325管路2趟，管路沿軌道暗斜井經(jīng)斜井上部排水管通道敷設(shè)至320水平大巷，長度650m。450水平涌水經(jīng)此管路排入320水平，轉(zhuǎn)經(jīng)320水平排至地面。方案Ⅲ:混合排水在450水平施工水平泵房，同時選用MD280434和MD280659兩種水泵，MD280434水泵采用二級排水，配用φ325管路1趟，管路經(jīng)軌道暗斜井敷設(shè)至320井底車場，450水平涌水由此管路轉(zhuǎn)經(jīng)320水平排至地面，此系統(tǒng)為正常工作水泵和管路；MD280659水泵采用單級排水，配用φ325管路1趟，管路經(jīng)軌道暗斜井、320井底車場與副立井原有閑置的1趟φ325管路對接，敷設(shè)至工廣地面，450水平涌水由此管路直接排至地面，此系統(tǒng)為出現(xiàn)最大涌水時備用水泵和管路。三方案比較詳見表531。通過比較，可以看出方案Ⅲ投資少、運行經(jīng)濟、可行性高，同時礦井也具有相當強的抗災(zāi)能力，盡管系統(tǒng)稍嫌復雜，但與方案Ⅰ、方案Ⅱ比較，仍然優(yōu)勢明顯，故選擇方案Ⅲ，即混合排水。第四節(jié) 礦井壓風該礦井一水平壓風系統(tǒng)為地面壓風機房集中供風，系統(tǒng)詳見第一章第四節(jié)。二水平投產(chǎn)后用風狀況變化如下表： 表541時期過渡期達產(chǎn)期礦井生產(chǎn)能力萬t/a一水平120二水平60一水平0二水平100增加風耗24 m179。/min53 m179。/min工作風機臺數(shù)33總裝機臺數(shù)55凈工作時間 h24年電耗 萬kWh配用管路Ф219δ10Ф275δ10由上表可以看出,現(xiàn)有壓風系統(tǒng)理論上可以滿足礦井用風需要，但該礦現(xiàn)用風機自85年安裝至今已使用18年，超出報廢年限3年，效率下降至80%左右，維修頻繁，4臺機子需換缸、換軸，另1臺還需更換電機，實際狀況已不能滿足生產(chǎn)需要，而且該型機效率低、電耗巨大，故本設(shè)計方案為更換空壓機，就更換空壓機提出兩個方案。方案Ⅰ：更換螺桿式壓風機，地面集中供風，集中控制。方案Ⅱ：更換移動式壓風機，分散供風，就地控制。方案比較表 表542方案號方案Ⅰ方案Ⅱ方案內(nèi)容螺桿式空壓機，集中供風移動式壓風機，分散供風排氣量 m179。/min10 m179。/min排氣壓力 MPa功率kW44055工作臺數(shù)212裝機臺數(shù)315帶載時間10平均年電耗 萬元工作可靠性高一般總投資（萬元）