【導讀】計算，附有圖紙。災害防治作為煤礦安全生產的必要前提，因此在設計的最后專門編寫。一章對其進行闡述。采用主斜井、副斜井進風，回風立井回風的中央并列式通風系統(tǒng)。風機壓入式通風。主通風機通風方法為機械負壓抽出式通風。

　　

【正文】 儲量 開采煤柱損失 開采損失 設計可采儲量 井筒及 工業(yè)場地 采空區(qū) 大巷 小計 8 2 9 合計 因 2+ 4 號煤層基本為井筒保安煤柱，本次設計不計算其可采儲量。當開采 8 號煤層西部時，通過順槽向上打斜巷進行炮采，回收可采資源。 安全煤柱及各種煤柱的留設與計算方法 巷道煤柱 f MHS )(1 ?? 式中： S1—— 巷道保護煤柱的水平寬度， m； H—— 巷道的最大垂深， m； M—— 煤層厚度， m； f—— 煤的強度系數(shù)。 1 ( 2 . 5 0 . 6 ) 2 4 0 ( 2 . 5 0 . 6 4 . 3 5 ) 2 4 . 72HMSmf? ? ?? ? ? 巷道煤柱取 30m。 井田邊界煤柱留 20m，水平大巷之間留 30m，兩側留 30m 煤柱，采空區(qū)邊界 留 30m,工業(yè)場地按二級保護 ,井筒按一級保護，再根據(jù)表土層和基巖厚度 (表土移動角 45176。，基巖移動角 72176。 )計算保安煤柱。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（?？疲? 18 當?shù)V井報廢時，預計護巷煤柱損失可回收 50%左右。 礦井設計生產能力及服務年限 礦井工作制度 礦井年工作日為 330d，每天四班作業(yè)，日凈提升時間 16h。 礦井設計生產能力的確定 根據(jù)山西省文件晉煤辦發(fā) [20xx]43 號文，批準礦井生產能力為 。 礦井服務年限 礦井服務年限按下式計算 : T= Z /(AK) 式中： T—— 礦井服務年限， a； Z—— 礦井可采儲量， Mt； A—— 礦井生產能力， Mt/a； K—— 儲量備用系數(shù)，取 。 T= Z /AK=( )=。經計算礦井服務年限為 。 各煤層開采服務年限表 開采煤層 可采儲量 (Mt) 服務年限 (a) 8 9 合計 井田開拓 井田內地質構造 本井田中東部發(fā)育一個寬緩的向斜構造，軸向北東，向南傾伏 ，東南翼地層走向北西，傾向西南，傾角約 8176。左右。 西北翼地層走向南西，傾向南東，傾角約 10176。井太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（?？疲? 19 田北部邊界附近斷裂構造發(fā)育，但基本不影響井田的開拓開采。本井田構造簡單。 本礦 4 號煤層自燃等級為Ⅲ級，屬不易自燃煤層， 8號煤層自燃等級為Ⅱ級，屬自燃煤層。在開采下組煤中應加強煤層自燃發(fā)火的預防措施以及因地壓作用使采空區(qū)產生裂縫，致使有毒有害氣體涌入巷道的防治措施。 井田內設計開采的 9號煤層賦存穩(wěn)定，為主要可采煤層。 井田內礦井水文地質類型為中等。礦井為低瓦斯礦井。 井田開拓方案 工業(yè)場地位置的選擇 本礦主要開采 9 號煤層。礦井 2+ 4號煤層基本采空，不能布置正規(guī)機械化采煤工作面。故本次設計首先開采 8號煤層。根據(jù)現(xiàn)有工業(yè)場地條件，利用原山西銀宇煤業(yè)有限公司副斜井刷大后作為礦井的主斜井，利用原山西銀宇煤業(yè)有限公司主斜井作為副斜井。在原山西銀宇煤業(yè)有限公司主、副井工業(yè)場地（距主斜井井口 264m）新掘專用回風井。礦井工業(yè)場地地形較平坦，地面工業(yè)、生活建筑比較齊全，且具有一定規(guī)模，可以滿足礦井整合后 。 井筒布置 結合 礦井開采技術條件和管理水平，設計 礦 井 開 拓方式 為 斜井 開 拓，達產時布置有3個井筒，即主斜井、副斜井和回風立井。 ：井筒斜長 507m（至 9號煤層下方 74m 處），傾角 24176。，半圓拱斷面，凈寬 ，凈斷面 ㎡。裝備大傾角膠帶輸送機。擔負礦井的煤炭提升任務。井筒內設檢修道、行人臺階，兼作礦井的進風井和安全出口。 ：井筒斜長 471m（至 9號煤層），傾角 22176。，半圓拱斷面，凈寬 ，凈斷面 ㎡。井筒內裝備單鉤串車，擔負礦井的人員升降及全部輔助提升任務，兼作礦井的進風井和安全出口。 ：井筒凈直徑 ，凈斷面 ㎡，垂深 185m（至 8號煤層中）。裝備行人梯子間。為礦井的專用回風井兼作礦井的安全出口。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（?？疲? 20 井田開拓方案 根據(jù)井田內各可采煤層賦存條件， 2+3 號、 4號煤層基本采空。 8號煤層和 9號煤層間距平均 ，設計確定布置一個水平開拓整個井田。水平設在 9號煤層中，水平標高 +992m，開采 9 號煤層。 .開拓巷道布置 主斜井進入 9號煤層后延伸 74m 設井底煤倉，煤倉上口設在 9 號煤層底板上，通過斜巷向東北方向與 801 采區(qū)膠帶巷（沿 8號煤層底板布置）相連，至東南邊界境界煤柱。另向西北方向沿 9號煤層底板布置 902 采區(qū)膠帶巷，至井田西北邊界境界煤柱。在主井井底布置清理撒煤斜巷。副斜井進入 9 號煤層后沿 9號煤層底板平行東南境界煤柱布置801 采區(qū)軌道巷，并布置主水泵房、主變電所、水倉等硐室。 801 采區(qū)軌道巷和主井清理撒煤斜巷連通。向北和 902 采區(qū)膠帶巷平行布置 902 采區(qū)軌道巷?；仫L立井見 8 號煤層后，沿 8號煤層頂板以 145176。的方位角向東南掘進 66m,然后以 54176。的方位角向東北掘進 304m 布置 801 總回風巷。從 801 總回風巷向東北和西北分別布置 80 902 采區(qū)回風巷，東北和西北方向的三條巷道在境界煤柱處貫通，形成一水平開拓系統(tǒng)。巷道間距均為 30m，兩側煤柱各留設 30m。 井口數(shù)目和位置的選擇 本礦井共布置 3 個井筒，分別為主斜井、副斜井和回風立井。主、副斜井和回風立井均布置在位于井田中南部的工業(yè)場地內。 水平劃分及階段垂高的確定 根據(jù)井田內各可采煤層賦存條件和煤層間距，設計確定布置一個水平開拓整個井田。水平設在 9 號煤層中，水平標高 +992m，開采 9 號煤層。 主要運輸大巷及總回風巷道 的布置方式和位置選擇 根據(jù)煤層賦存及開采技術條件 ,801 采區(qū)膠帶巷沿 8號煤層底板布置， 801 采區(qū)軌道太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（專科） 21 巷沿 9號煤層底板布置 ,總回風巷和 801 采區(qū)回風巷沿 8號煤層頂板布置。 902 采區(qū)膠帶巷、 902 采區(qū)軌道巷沿 9號煤層底板布置， 902 采區(qū)回風巷沿 9號煤層頂板布置。 礦井各水平、煤層、上下山和采區(qū)的開采順序 根據(jù)井田開拓布置，按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》要求，并結合工作面技術裝備和管理水平，煤層開采順序為自上而下依次開采。 全井田共布置 2 個采區(qū)， 8 號煤層東翼劃分為 1個采區(qū)。為一采區(qū)， 8 號煤層西 翼、9號煤層劃分為 1個采區(qū)，為二采區(qū)。首采區(qū)為一采區(qū)，布置 1個綜采工作面保證礦井的設計生產能力。首采面布置在一采區(qū)東翼井田邊界。 采區(qū)接替采用順序接替， 8 號煤層一采區(qū)（ 801）， 8號煤層二采區(qū)（ 802）， 9號煤層二采區(qū)（ 902）。 801 采區(qū)內工作面布置和回采方向均采取后退式。 80 902 采區(qū)內工作面布置采取前進式。回采方向采用后退式。采區(qū)接替順序見表 341。 表 341 采區(qū)接替表 采區(qū)名稱 開采煤層 可采儲量 (Mt) 服務年限 (a) 接替采區(qū) 801 8 802 802 8 902 902 9 小計 8號層采區(qū)共布置 8 個正規(guī)工作面，工作面接替見表 342. 表 342 工作面接替表 工作面名稱 年推進長度 推進長度 服務年限 (a) 接替工作面 80101 950 457 80102 80102 542 80103 80103 530 80104 80104 513 80105 80105 516 80106 80106 554 80201 80201 910 80202 80202 915 小計 4937 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（?？疲? 22 第三章 采區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法及采煤工藝 采煤方法的選擇及其依據(jù) 1）該礦地質構造簡單，水文地質類型簡單。對采煤方法選擇影響不大。屬于低瓦斯礦井。該井田 9號煤層煤塵有爆炸危險性，井田 內 9 號煤層自燃傾向性等級為Ⅱ級，自燃傾向性為自燃。井田屬地溫、地壓正常區(qū)。 2）煤層賦存條件 （ 1） 2+3 號煤層：位于山西組中部，上距下石盒子組 K4 砂巖 20m 左右，煤層厚度～ ，平均 ，穩(wěn)定，全井田可采，結構簡單，有時含有一層夾石，夾石最大厚度 。頂板巖性可砂質泥巖或細砂巖，底板巖性為細砂巖或砂質泥巖。已大面積采空。 （ 2） 4 號煤層：位于山西組下部，上距 2+3 號煤層 ～ ，平均 。井田內穩(wěn)定可采，煤層厚度 ～ ，平均 ，結構簡 單，無夾石。煤層頂板巖性為細砂巖或砂質泥巖。底板巖性為砂質泥巖或粉砂巖。已大面積采空。 （ 3） 8 號煤層：位于太原組下段頂部，上距 4號煤層 ～ ，平均 。煤厚 ～ ，平均 。全區(qū)穩(wěn)定可采，結構簡單，有時含 1 層夾石。為井田主要穩(wěn)定可采煤層之一。頂板為泥灰?guī)r或石灰?guī)r。底板為砂質泥巖或粉砂巖。 （ 4） 9 煤層：位于 8號煤下 ～ ，平均 。煤厚 ～ ，平均。厚度穩(wěn)定，全井田可采，結構簡單，有時含 1～ 2層夾石。頂?shù)装鍘r性均為 細砂巖或砂質泥巖。 采煤方法的選擇 根據(jù)各煤層賦存條件， 9號煤層采用綜采一次采全高采煤法。 首采工作面布置在 8號煤層中。礦井達產時 8 號煤層布置一個綜采一次采全高回采工作面。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（?？疲? 23 采煤工藝 8號煤采用綜采一次采全高采煤法，設計工作面長 150m，采煤機割煤并裝煤，采用綜采液壓支架管理頂板。 回采工作面作業(yè)方式采用“四六”作業(yè)，三采一準，每班工作 6 個小時。 工藝流程 采煤機 割煤 →移架→裝煤及運煤→推移刮板輸送機→移架→機組端頭斜切進刀 。 進刀方式 工作面采用端部斜切進刀方式，具體過程以機頭進刀為例敘述如下： 1）采煤機割透機頭時，采煤機后 30m 外，刮板輸送機推向煤墻，做好采煤機進刀和推移機頭工作。 2）讓采煤機反向牽引，沿溜方向彎曲段切入煤墻，使采煤機進入下刀工藝，同時將機頭頂向煤墻，使整個刮板輸送機成一條直線。 3）讓采煤機正向牽引，再次割透機頭，割掉三角煤，開始進入下一個循環(huán)。 4）機組割煤時，采用前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤的方式。 割煤 割煤順序為采煤機在工作面由機頭→機尾，機尾→機頭反 復運行，循環(huán)順序割煤。 工作面采用采煤機螺旋滾筒不斷旋轉割煤，從而完成割煤順序。 移架方式 工作面移架時，采取及時支護方式，從端頭或端尾跟機移架。 裝煤及運煤 機組割下煤落入刮板輸送機運至端頭卸載匯入轉載機，進入順槽帶式輸送機，再輸入采區(qū)帶式輸送機運至井底煤倉。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）說明書 礦井通風與安全（專科） 24 工作面回采方向采用后退式。 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設備選型 選型原則 綜采工作面的采、裝、運、支工序全部采用機械化。 從目前綜采的發(fā)展趨勢，設計安全高 效的綜采面要求加大工作面的長度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機，提高采煤的截割速度，相應要求提高移架速度，與大運量的重型可彎曲刮板輸送機相匹配，加強端頭支護，采用長距離順槽膠帶輸送機。針對上述要求，對于綜采系統(tǒng)設計考慮了以下原則： ，生產可靠，提高綜采設備的開機率，達到安全高效。同時各設備間要相互配套，保證運輸暢通，并增加運輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達到采運平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢。 ，加大工作面推進長度，減少搬家次數(shù)，并保證 快速搬家。同時做到采準工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，采用掘進機掘進，利用頂板完整，煤層比較堅硬的條件，采用樹脂錨桿支護，以提高掘進速度，保證工作面的接替要求。 ，要求系統(tǒng)簡單、環(huán)節(jié)少，把工作人員及材料快速方便地運送至工作地點，作為提高工作面生產能力的一個重要因素考慮，并在巷道布置上加以保證。 綜采工作面總體配套設計包含以下內容： 1）成套設備生產能力、技術參數(shù)的配套計算和校核； 2）根據(jù)設備特點對工作面長度和巷道斷面進行參數(shù)優(yōu)化； 3）工作面成套設備的合理布置。 由于進口設備價格昂貴 ，后期維護成本高，而國產設備目前已能夠滿足厚煤層綜采工作面的要求，在國內很多礦井得到應用，因此本次設計工作面設備液壓支架 (電液控制系統(tǒng)進口 )、刮板輸送機、采煤機均選用國產設備。 工作面主要設備選型：、