【導(dǎo)讀】煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量20700Mt，服務(wù)年限。設(shè)計(jì)采用以雙立井為主的聯(lián)合開(kāi)拓方式，劃分兩個(gè)水平，六個(gè)采區(qū)。時(shí)采區(qū)為一采區(qū)和二采區(qū)，各布置一個(gè)工作面，聯(lián)合布置，17#、21#層單獨(dú)開(kāi)采。理方法為全部垮落法。入式通風(fēng)，礦井容易時(shí)期設(shè)計(jì)需風(fēng)量為139m3/s，困難時(shí)期設(shè)計(jì)需風(fēng)量為146m3/s。所需通風(fēng)構(gòu)筑物進(jìn)行布置。

　　

【正文】 采區(qū)煤炭運(yùn)輸，一條回風(fēng) 上 山負(fù)擔(dān)采區(qū)回風(fēng)。 本采區(qū)布置 1 個(gè)采煤工作面，分別位于 17層 左 一回采工作面，兩個(gè)采煤工作面均采用 綜合機(jī)械化 放頂煤 采 煤法，采用液壓 支架 支護(hù)。工作面最大拉頂距為 ，最小拉頂距為 。頂板管理方式為全部垮落法管理頂板。 本采區(qū)還布置了 兩 個(gè)掘進(jìn)工作面，分別位于 17層 右 零片順槽， 17層 右 零片順槽。 表 43 一采區(qū)煤層特征表 序 號(hào) 煤層 名稱(chēng) 煤層厚度 （ m） 煤層間距 （ m） 傾角 （ 186。） 頂板 巖性 底板 巖性 1 17 118 33 砂巖 砂巖 2 21 33 砂巖 砂巖 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法，同時(shí)要滿(mǎn)足通風(fēng)的特殊要求。如高瓦斯或地溫很高，有時(shí)是決定采區(qū)通風(fēng)系 21 統(tǒng)的主要條件 ， 在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的條件 如下： ，保 證風(fēng)流流動(dòng)的穩(wěn)定性，盡可能避免對(duì)角風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采區(qū)瓦斯的合理排放及采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風(fēng)流在其流動(dòng)路線上被加熱與污染的程度最小。 。 12186。 的回采工作面都應(yīng)采取上行通風(fēng)，如采用下行通風(fēng)時(shí)，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守下列規(guī)定： （ 1） 回采工作面的風(fēng)速不得低于 1m/s； （ 2） 機(jī)電設(shè)備設(shè)在風(fēng)道時(shí)，回采工作面回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò) 1%，并應(yīng)裝瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電器； （ 3） 應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入風(fēng)流的安全措施 。在有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)的、傾角大于 12186。 的煤層中，嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)； （ 4） 開(kāi)采有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，在井下的兩翼、相鄰的采區(qū)和相鄰的煤層，都必須用水棚隔開(kāi)，在所有運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。 （ 5）必須保證通風(fēng)設(shè)施規(guī)格質(zhì)量要求。 （ 6）要保證風(fēng)量按需分配，盡量使用通風(fēng)阻力小而且風(fēng)流暢通。 （ 7）機(jī)電硐室必須在進(jìn)風(fēng)流中。 （ 8）采空區(qū)必須及時(shí)封閉。 （ 9）要設(shè)置管線、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。 采區(qū) 上 山通風(fēng)系統(tǒng)選擇 結(jié)合本礦的地質(zhì)條件、煤層賦存情況及礦井生產(chǎn)能力等具體 因素，本采區(qū)根據(jù)技術(shù)條件做如下布置，一條回風(fēng) 上 山，一條軌道 上 山，一條輸送機(jī) 上 山。采區(qū)通風(fēng)方式主要有三種：輸送機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，軌道下山回風(fēng) 。軌道下山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)下山回風(fēng) 。軌道下山、運(yùn)輸機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)。采區(qū)通風(fēng)方式的比較見(jiàn)表 44。 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng) 1. 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 （ 1） 回采工作面與掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)； （ 2） 風(fēng)流穩(wěn)定。回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上； （ 3） 當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施 ； （ 4） 漏風(fēng)小。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部 及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng) ； （ 5） 回采工作面的調(diào)風(fēng)設(shè)施可靠 ； （ 6） 保證風(fēng)流暢通。 2. 回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇 22 按回采工作面的回風(fēng)方向 進(jìn)行 選擇，對(duì)上 、下 行通風(fēng) 的 優(yōu)缺點(diǎn) 進(jìn)行 比較 。上、下行風(fēng)比較見(jiàn)表 45。 表 44 采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)比較 表 45 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 通風(fēng)系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 通風(fēng)系統(tǒng) 下山數(shù)目 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng) 2 條 ，其風(fēng)流與運(yùn)煤路線相同而方向相反，所以風(fēng)門(mén)較少 .比較容易控制風(fēng)流； ，風(fēng)流與煤的相對(duì)速度增 2 條加，造成大量的煤塵飛揚(yáng) 。同時(shí)， 煤在運(yùn)輸過(guò)程中不斷涌出瓦斯 .使進(jìn)風(fēng)中是煤塵和瓦斯?jié)舛仍黾樱? ，使進(jìn)風(fēng)溫度增高； ，不易管理。 軌道上山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)上山回風(fēng) 2 條 、車(chē)輛通過(guò)方便； ； ，含煤塵較少； ，作為回風(fēng)、運(yùn)料用的各區(qū)段中部車(chē)場(chǎng)、上山下部車(chē)場(chǎng)內(nèi)均須設(shè)置風(fēng)門(mén)，不易管理，漏風(fēng)大。 軌道上山、輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng) 3 條 采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風(fēng)量多， 瓦斯涌出量大，上、下階段同時(shí)生產(chǎn)。是目前大中型礦井普遍采用的通風(fēng)系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時(shí)具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，但需增加一條上山，工程量較大。 23 上行通風(fēng) 在煤層傾角大于 12186。 回采工作面，都應(yīng)采用上行通風(fēng)。優(yōu)缺點(diǎn)如下： ，有利于較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛龋? ，引起煤塵飛揚(yáng)，增加了回采工作面進(jìn)風(fēng)流中煤塵的濃度；同時(shí)，煤炭在運(yùn)輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了 工作面的瓦斯?jié)舛龋? ，使工作面氣溫升高。 下行通風(fēng) 在沒(méi)有煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出危險(xiǎn)的、傾角小于 12186。 的煤層中，可考慮采用下行通風(fēng)；工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量，但運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)流中，不太安全。 根據(jù)本采區(qū)的實(shí)際情況，本采區(qū)煤層傾角均大于 12176。 ， 因此 采用上行通風(fēng)。 掘進(jìn)通風(fēng) 根據(jù)開(kāi)拓、開(kāi)采 巷道 布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定 合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類(lèi)型和直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。 局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)原則可以歸納如下： (1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件； (2) 局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)； (3) 盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)； (4) 壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒 。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型； (5) 當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行 [5]。 局部通風(fēng)方法 掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動(dòng)力設(shè)備通風(fēng)的方法。當(dāng)總風(fēng)壓不能滿(mǎn)足掘進(jìn)通風(fēng)的要求時(shí)，必須借助專(zhuān)門(mén)的動(dòng)力設(shè)備對(duì)掘進(jìn)巷道進(jìn)行局部通風(fēng)，其中按動(dòng)力源分為引射器和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)。按工作方式分為，壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng) 。 壓入式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，運(yùn)轉(zhuǎn)較為安全。風(fēng) 筒出口風(fēng)速和有效射程大，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時(shí)間短，有利于巷道排煙。抽出式有效吸程短，通風(fēng)效果差，且局部通風(fēng)及布置在回風(fēng)流中。所以本采區(qū)掘進(jìn)通風(fēng) 24 采用壓入式。采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖 41； 圖 41 采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置 風(fēng)筒及局部通風(fēng)機(jī)選擇 根據(jù)本采區(qū)得實(shí)際情況和風(fēng)筒的特點(diǎn)，本采區(qū)采用的是帆布風(fēng)筒。因?yàn)榉硷L(fēng)筒應(yīng)用廣泛，最大的優(yōu)點(diǎn)時(shí)輕、拆裝方便，不通風(fēng)時(shí)可占空間小。根據(jù)實(shí)際情況和規(guī)程規(guī)定，選擇直徑為 400mm 的帆布風(fēng)筒 30 個(gè) (通風(fēng)距離 300m)。 柔性風(fēng)筒的 Pq值可以用下式計(jì)算 )1/(1 fq np ??? （ 42） 式中 ： n—— 接頭數(shù) ； j? —— 每個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接 j? =～ ；螺旋反接 j? =。掘進(jìn)長(zhǎng)度按最長(zhǎng)的算由圖可量出來(lái) 1200m,換算可得 n 為 )1/(1 fq np ??? =1/(140)= 根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 ： 3 8 03 0 ???? hq QpQ 本礦井采用壓入式通風(fēng)，設(shè)風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失為 hvo，則局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓Ht(Pa)； 2 2300ht f a h v o f a h QH R Q Q h R Q Q P aD? ? ? ? ? （ 43） 根據(jù)需要的 Qa、 Ht 值在各類(lèi)局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上， 結(jié)合 本采區(qū)實(shí)際情況 ,選取型號(hào)為 YBT30/222 的局部通風(fēng)機(jī)，一個(gè)掘進(jìn)工作面 2 臺(tái)。 FBD 系列風(fēng)機(jī) 主要技術(shù)參 25 數(shù) 見(jiàn) 表 46。 表 46 YBT 系列風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 風(fēng)機(jī)型號(hào) 額定風(fēng)量 (m3/min) YBT11 13024 195300 YBT22 240370 YBT30 250425 第 5 章 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則 1 必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定： （ 1） 每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 2） 應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類(lèi)型及等級(jí)選擇適宜 的通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 3） 箕斗提升井或膠帶運(yùn)輸井不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作進(jìn)風(fēng)井使用時(shí)，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)箕斗或膠帶運(yùn)輸井兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，箕斗井風(fēng)速不得大于 6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當(dāng)采用箕斗井回風(fēng)時(shí)，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風(fēng)率不得大于 15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施 ，膠帶井不得兼作回風(fēng)井 。 2 通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。 3 還應(yīng)綜合 考慮以下因素： （ 1） 風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上 (大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮50 年一遇 )，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于 500m。 （ 2） 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。 （ 3） 占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。 （ 4） 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。 （ 5） 發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通往地面的安全出口，以便于人員撤出。 （ 6） 使專(zhuān)用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 （ 7） 盡可能使每個(gè)采區(qū)的產(chǎn)量均衡 ，阻力接近，避免過(guò)多的風(fēng)量調(diào)節(jié)， 盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。 （ 8） 多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn) 26 風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻 (一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過(guò)任何一個(gè)通 風(fēng)機(jī)負(fù)壓的30%)。 （ 9） 新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 10） 井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須直接引入礦井主要 回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)可引入采區(qū)回風(fēng)道； （ 11） 應(yīng)滿(mǎn)足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特 殊要求。 （ 12） 后期通風(fēng)合理。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 按進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置分為中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對(duì)角式、混合式 (包括中央并列與對(duì)角、中央分列與對(duì)角、中央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng) ) 【 9】 。 1 選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素： （ 1） 自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級(jí)、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。 （ 2） 經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量大、通風(fēng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維修和管理?xiàng)l件等。另外根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放 等要求。 （ 3） 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析見(jiàn)表 51。 表 51 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析 分類(lèi) 通風(fēng)系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 中 央 式 中 央 并 列 式 出風(fēng)井與進(jìn)風(fēng) 井大致并列于 井田中央 適用于煤層傾角較大，走向不長(zhǎng) (一般小于 4km 左右 )，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井 1．初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理； 2．節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng) 井壓煤少； ，風(fēng)路較長(zhǎng)，阻力較大 中 央 分 列 式 進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng) 井大致位于井田走向的中央，沿井田傾斜方向有一定的距離 適用于煤層傾角小，走向長(zhǎng)不大的礦井 ； ，內(nèi)部漏風(fēng)少，有利于對(duì)瓦斯、 自然發(fā)火的管理； ； 、壓煤較多 27 對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井大致位 于井田走向的中央出風(fēng)井位 于沿傾 斜 淺 部走向的兩翼 一般適用于煤走向長(zhǎng) (超過(guò) 4km)、井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點(diǎn)與中央并列式相反，不中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長(zhǎng) 對(duì)于瓦斯噴出或 有煤與瓦斯突出的礦井，應(yīng)采用對(duì)角式的通風(fēng)系統(tǒng) 混合式 進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井由三個(gè)以上井筒按中央式與對(duì)角式混合組成 。 其中有中央分列與對(duì)角混合式 ， 中央并列與對(duì)角混合以及中央并列與中央分列混合等 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于： ； 。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； ，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開(kāi)拓的 礦 井 分 區(qū)