【導讀】煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤，設(shè)計井田的可采儲量20700Mt，服務(wù)年限。設(shè)計采用以雙立井為主的聯(lián)合開拓方式，劃分兩個水平，六個采區(qū)。時采區(qū)為一采區(qū)和二采區(qū)，各布置一個工作面，聯(lián)合布置，17#、21#層單獨開采。理方法為全部垮落法。入式通風，礦井容易時期設(shè)計需風量為139m3/s，困難時期設(shè)計需風量為146m3/s。所需通風構(gòu)筑物進行布置。

　　

【正文】 采區(qū)煤炭運輸，一條回風 上 山負擔采區(qū)回風。 本采區(qū)布置 1 個采煤工作面，分別位于 17層 左 一回采工作面，兩個采煤工作面均采用 綜合機械化 放頂煤 采 煤法，采用液壓 支架 支護。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 個掘進工作面，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 煤層 名稱 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)通風設(shè)計原則及要求 采區(qū)通風系統(tǒng)是礦井通風系統(tǒng)的基本組成部分。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法，同時要滿足通風的特殊要求。如高瓦斯或地溫很高，有時是決定采區(qū)通風系 21 統(tǒng)的主要條件 ， 在確定采區(qū)通風系統(tǒng)時應(yīng)滿足的條件 如下： ，保 證風流流動的穩(wěn)定性，盡可能避免對角風路，盡量減少采區(qū)漏風量，并有利于采區(qū)瓦斯的合理排放及采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風流在其流動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，如采用下行通風時，必須報礦總工程師批準，并遵守下列規(guī)定： （ 1） 回采工作面的風速不得低于 1m/s； （ 2） 機電設(shè)備設(shè)在風道時，回采工作面回風道風流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，并應(yīng)裝瓦斯自動檢測報警斷電器； （ 3） 應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風流、防止火災氣體涌入風流的安全措施 。在有煤和瓦斯突出的危險的、傾角大于 12186。 的煤層中，嚴禁采用下行通風； （ 4） 開采有煤塵爆炸危險的礦井，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，在所有運輸巷道和回風巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。 （ 5）必須保證通風設(shè)施規(guī)格質(zhì)量要求。 （ 6）要保證風量按需分配，盡量使用通風阻力小而且風流暢通。 （ 7）機電硐室必須在進風流中。 （ 8）采空區(qū)必須及時封閉。 （ 9）要設(shè)置管線、避災路線、避災硐室和局部反風系統(tǒng)。 采區(qū) 上 山通風系統(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 上 山，一條軌道 上 山，一條輸送機 上 山。采區(qū)通風方式主要有三種：輸送機下山進風，軌道下山回風 。軌道下山進風，輸送機下山回風 。軌道下山、運輸機下山進風，回風上山回風。采區(qū)通風方式的比較見表 44。 回采工作面通風系統(tǒng) 1. 回采工作面通風系統(tǒng)的基本要求 （ 1） 回采工作面與掘進工作面都應(yīng)獨立通風； （ 2） 風流穩(wěn)定。回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上； （ 3） 當無法避免時，應(yīng)有保證風流穩(wěn)定的措施 ； （ 4） 漏風小。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部 及外部漏風，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風 ； （ 5） 回采工作面的調(diào)風設(shè)施可靠 ； （ 6） 保證風流暢通。 2. 回采工作面的通風系統(tǒng)選擇 22 按回采工作面的回風方向 進行 選擇，對上 、下 行通風 的 優(yōu)缺點 進行 比較 。上、下行風比較見表 45。 表 44 采區(qū)上山通風系統(tǒng)比較 表 45 回采工作面上、下行通風適用條件及優(yōu)缺點 通風系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點 通風系統(tǒng) 下山數(shù)目 適用條件及優(yōu)缺點 輸送機上山進風，軌道上山回風 2 條 ，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； ，風流與煤的相對速度增 2 條加，造成大量的煤塵飛揚 。同時， 煤在運輸過程中不斷涌出瓦斯 .使進風中是煤塵和瓦斯?jié)舛仍黾樱? ，使進風溫度增高； ，不易管理。 軌道上山進風，輸送機上山回風 2 條 、車輛通過方便； ； ，含煤塵較少； ，作為回風、運料用的各區(qū)段中部車場、上山下部車場內(nèi)均須設(shè)置風門，不易管理，漏風大。 軌道上山、輸送機上山進風，回風上山回風 3 條 采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風量多， 瓦斯涌出量大，上、下階段同時生產(chǎn)。是目前大中型礦井普遍采用的通風系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點，同時具備兩者的優(yōu)點，但需增加一條上山，工程量較大。 23 上行通風 在煤層傾角大于 12186。 回采工作面，都應(yīng)采用上行通風。優(yōu)缺點如下： ，有利于較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛龋? ，引起煤塵飛揚，增加了回采工作面進風流中煤塵的濃度；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)舛龋? ，使工作面氣溫升高。 下行通風 在沒有煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出危險的、傾角小于 12186。 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(chǎn)量，但運輸設(shè)備處于回風流中，不太安全。 根據(jù)本采區(qū)的實際情況，本采區(qū)煤層傾角均大于 12176。 ， 因此 采用上行通風。 掘進通風 根據(jù)開拓、開采 巷道 布置、掘進區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進工藝，確定 合理的局部通風方法及其布置方式，選擇風筒類型和直徑，計算風筒出入口風量，計算風筒通風阻力，選擇局部通風機。 局部通風系統(tǒng)的設(shè)計原則 局部通風機是礦井通風系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風取自礦井主風流，其污風又排入礦井主風流。其設(shè)計原則可以歸納如下： (1) 礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為局部通風創(chuàng)造條件； (2) 局部通風系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟合理和技術(shù)先進； (3) 盡量采用先進技術(shù)先進的低噪、高效型局部通風機； (4) 壓入式通風易采用柔性風筒，抽出式通風易采用帶剛性骨架的可伸縮風筒或完全剛性的風筒 。風筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型； (5) 當一臺風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯(lián)合運行 [5]。 局部通風方法 掘進通風方法分為利用礦井總風壓通風和利用局部動力設(shè)備通風的方法。當總風壓不能滿足掘進通風的要求時，必須借助專門的動力設(shè)備對掘進巷道進行局部通風，其中按動力源分為引射器和局部通風機通風。局部通風機通風是礦井廣泛采用的掘進通風方法，是由局部通風機和風筒組成一體進行通風。按工作方式分為，壓入式通風與抽出式通風 。 壓入式通風的局部通風機和啟動裝置都位于新鮮風流中，運轉(zhuǎn)較為安全。風 筒出口風速和有效射程大，排煙能力強，工作面通風時間短，有利于巷道排煙。抽出式有效吸程短，通風效果差，且局部通風及布置在回風流中。所以本采區(qū)掘進通風 24 采用壓入式。采區(qū)掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置如圖 41； 圖 41 采區(qū)掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置 風筒及局部通風機選擇 根據(jù)本采區(qū)得實際情況和風筒的特點，本采區(qū)采用的是帆布風筒。因為帆布風筒應(yīng)用廣泛，最大的優(yōu)點時輕、拆裝方便，不通風時可占空間小。根據(jù)實際情況和規(guī)程規(guī)定，選擇直徑為 400mm 的帆布風筒 30 個 (通風距離 300m)。 柔性風筒的 Pq值可以用下式計算 )1/(1 fq np ??? （ 42） 式中 ： n—— 接頭數(shù) ； j? —— 每個接頭的漏風率，插接 j? =～ ；螺旋反接 j? =。掘進長度按最長的算由圖可量出來 1200m,換算可得 n 為 )1/(1 fq np ??? =1/(140)= 根據(jù)掘進工作面所需風量 Qh和風筒的漏風情況，用下式計算風機的工作風量 ： 3 8 03 0 ???? hq QpQ 本礦井采用壓入式通風，設(shè)風筒出口動壓損失為 hvo，則局部通風機全風壓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 值在各類局部通風機特性曲線上， 結(jié)合 本采區(qū)實際情況 ,選取型號為 YBT30/222 的局部通風機，一個掘進工作面 2 臺。 FBD 系列風機 主要技術(shù)參 25 數(shù) 見 表 46。 表 46 YBT 系列風機主要技術(shù)參數(shù) 風機型號 額定風量 (m3/min) YBT11 13024 195300 YBT22 240370 YBT30 250425 第 5 章 礦井通風系統(tǒng) 礦井通風系統(tǒng)的選擇 選擇礦井通風系統(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)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定： （ 1） 每個礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。 （ 2） 應(yīng)根據(jù)礦井的災害類型及等級選擇適宜 的通風系統(tǒng)。 （ 3） 箕斗提升井或膠帶運輸井不應(yīng)兼作進風井，如果兼作進風井使用時，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當箕斗或膠帶運輸井兼作進風井時，箕斗井風速不得大于 6m/s、膠帶井風速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標準，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當采用箕斗井回風時，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風率不得大于 15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施 ，膠帶井不得兼作回風井 。 2 通風系統(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)，整個系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟合理。 3 還應(yīng)綜合 考慮以下因素： （ 1） 風井位置要在洪水位標高以上 (大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮50 年一遇 )，進風井口須避免污染空氣進入，距有害氣體源的地點不得小于 500m。 （ 2） 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。 （ 3） 占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。 （ 4） 通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理。 （ 5） 發(fā)生事故時，風流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個采區(qū)至少要有兩個通往地面的安全出口，以便于人員撤出。 （ 6） 使專用通風巷道的數(shù)目最少，風路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 （ 7） 盡可能使每個采區(qū)的產(chǎn)量均衡 ，阻力接近，避免過多的風量調(diào)節(jié)， 盡量少設(shè)置通風構(gòu)筑物，以免引起大量漏風。 （ 8） 多風機抽出式通風時，為了保證風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進 26 風道公共風路段的風阻 (一般要求公共區(qū)段的負壓不超過任何一個通 風機負壓的30%)。 （ 9） 新設(shè)計礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風機串、并聯(lián)運轉(zhuǎn)。 （ 10） 井下爆破材料庫必須有單獨的進風流，回風必須直接引入礦井主要 回風道。井下充電硐室必須獨立通風，回風可引入采區(qū)回風道； （ 11） 應(yīng)滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災對礦井通風系統(tǒng)的特 殊要求。 （ 12） 后期通風合理。 礦井通風系統(tǒng)的選擇 按進、回風井的相對位置分為中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對角式、混合式 (包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進風和回風的獨立通風系統(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、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)濟因素：井巷工程量大、通風運營費、設(shè)備運轉(zhuǎn)、維修和管理條件等。另外根據(jù)開采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放 等要求。 （ 3） 各種通風系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點分析見表 51。 表 51 各種通風系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點分析 分類 通風系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點 中 央 式 中 央 并 列 式 出風井與進風 井大致并列于 井田中央 適用于煤層傾角較大，走向不長 (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)省風井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風 井壓煤少； ，風路較長，阻力較大 中 央 分 列 式 進風井與出風 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，走向長不大的礦井 ； ，內(nèi)部漏風少，有利于對瓦斯、 自然發(fā)火的管理； ； 、壓煤較多 27 對角式 進風井大致位 于井田走向的中央出風井位 于沿傾 斜 淺 部走向的兩翼 一般適用于煤走向長 (超過 4km)、井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點與中央并列式相反，不中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長 對于瓦斯噴出或 有煤與瓦斯突出的礦井，應(yīng)采用對角式的通風系統(tǒng) 混合式 進風井與出風井由三個以上井筒按中央式與對角式混合組成 。 其中有中央分列與對角混合式 ， 中央并列與對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)開拓的 礦 井 分 區(qū)