【導(dǎo)讀】本設(shè)計礦井為七臺河精煤集團公司新鐵一礦新井設(shè)計。本礦井設(shè)計采用雙立井開拓，劃分為兩個水平，2個采區(qū)。雙翼開采，二個工作面達產(chǎn)，達產(chǎn)時采區(qū)個數(shù)為二個。采用分組聯(lián)合布置。為綜合機械化采煤工藝。頂板處理方法為全部垮落法。62#、65#、88#、98#、99#，煤層總厚度為21米。煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤，設(shè)計井田的可

　　

【正文】 ： Q―工作面日產(chǎn)量， t 36 L―工作面斜長， m r―煤的容重， t/m3 m― 采高 ， m n―晝夜循環(huán)數(shù) C―采區(qū)回采率（本采區(qū)取 ） 即 ： L≈ 300m； 根據(jù)綜采工作面經(jīng)濟長度和有關(guān)規(guī)定， L 大約為 150 米。采用走向長壁采煤，上式計算得到的 L 值，還應(yīng)通過下述公式確定的工作面 L’ 來校核，若 L＜＝ L’ 則 L 合理。 L=（ 60 V B Cｆ M）／（ Qb Sn P ∮ ） 式中： V— 工作面內(nèi)允許的最大風速，取 4m/s B— 工作面最小控頂距， m Cｆ — 風速收縮系數(shù) M— 工作面采高， m Qb— 晝夜產(chǎn)煤一噸所需風量， m3/t Sn— 循環(huán)進度 P— 煤層生產(chǎn)率 ∮ — 晝夜循環(huán)數(shù) 由此可知，工作面長度為 150 米，截深為 米，年生產(chǎn)時間為 330 天，即可達產(chǎn)。 采區(qū)上山布置 考慮該礦井為高瓦斯礦井，為安全起見，擬布置三條上山，分別為軌道上山，運輸上山和回風上山，為了實現(xiàn)兩翼開采結(jié)合生產(chǎn)均衡的要求，三條上山大致位于采區(qū)走向中央，其也位于同一層面。間距大致為 20 米，大致平行于煤層，其中三條上山傾角大約 22176。 采區(qū)車場布置 (1)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 ① 在雙軌運輸巷道中 2 列列車車場的最突出部分之間的距離采區(qū)裝車點不得小于 ，礦車摘掛鉤地點不 得小于 1m。 37 ② 串車提升的各車場必須設(shè)有信號硐室及躲避硐。 ③ 使用絞車提升的傾斜井巷上端，必須有足夠的過卷距離。 風量的調(diào)節(jié)方法與措施 調(diào)節(jié)方法主要有 局部 風量調(diào)節(jié)和礦井總風量調(diào)節(jié)。 措施主要有采用改變主扇的工作特性或改變礦井網(wǎng)絡(luò)路總風阻值和改變主扇轉(zhuǎn)速或改變主扇中葉片安裝角的辦法。 礦井通風阻力的計算 確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力 (1)進行礦井通風總阻力計算，應(yīng)考慮主要通風機服力期內(nèi)(20～ 25a)，在達到設(shè)計產(chǎn)量時，既能克服礦井的最大阻力 (即通風困難時期 )，又能保證礦井在最小阻力 (即容易時期 )的情況下通風機的效率不低于 。 (2)確定計算阻力路線，根據(jù)所給出的兩個時期通風系統(tǒng)圖，憑直觀和經(jīng)驗先擇一條風量最大， 巷道總長度最大的線路計算最大阻力，不必算出所有巷道的阻力。 (3)確定礦井通風容易時期和困難時期。 (4)如果礦井服務(wù)年限增長，則只計算投產(chǎn)之后 20～ 25a 兩個時期中巷道通風總阻力 。 38 (5)為了計算風硐的阻力，必須先計算主要通風機的風量 Qf。 壓入式用下列公式： Qf=(～ )Q Qf— 通過主要通風機的風量 Q— 礦井總排風量 風井有提升任務(wù)時取 故 Qf= 5044=5552 m3/min (6)為經(jīng)濟合理，安全地使用通風機，必須使礦井總阻力 hr max不能太大，礦井通風的設(shè)計負壓、不 能超過 2490P a。 沿上述兩個時期通風阻最大的線路分別用下式計算出各段井巷摩擦阻力 hfr=A L u Q2/S3 式中 hfr— 井巷摩擦阻力 Pa S— 進風巷的凈斷面積 m2 A— 摩擦阻力系數(shù) L— 井巷長度 m U— 井巷的周長 m 計算得在礦井通風容易時期的通風阻力為 711Pa,在通風困難時期總阻力為 75， 76 39 表 75 容易時期最小通風阻力計算表 序 號 巷道 名稱 支護 方式 巷道長度 (m) 凈斷面積 (m2 ) 凈周長 (m) 風量(m3 /s) 通風阻力系數(shù)(Ns 2 /m4 ) 風速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 450 50 2 5 2 井底 車場 錨噴 735 20 18 3 50 3 主石門 錨噴 220 4 34 4 中部運輸大巷 錨噴 3300 2 149 5 采區(qū) 石門 錨噴 220 22 6 分帶運輸 巷 錨噴 1500 12 12 25 88 40 7 回采工作面 液壓支架 200 12 14 20 8 區(qū)段回風平巷 錨噴 3300 4 110 9 風井 井筒 錨噴 600 170 小計 648 合計 (加 10％局部損失 ) 711 表 76 困難時期 最大通風阻力計算表 序 號 巷道名稱 支護 方式 巷道長度(m) 凈斷面積(m2 ) 凈周長(m) 風量(m3 /s) 通風阻力系數(shù)(Ns 2 /m4 ) 風速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 450 50 5 2 井底車 場 錨噴 735 20 18 61 3 主石門 錨噴 220 84 41 4 中部運輸 大巷 錨噴 3300 172 5 采區(qū) 石門 錨噴 220 23 6 分帶 運輸 巷 錨噴 1500 12 12 126 7 回采 工作 面 液壓支架 200 12 14 30 8 區(qū)段 回風 平巷 錨噴 3300 243 9 風井 井筒 錨噴 600 8 244 小計 991 合計 (加 10％局部損失 ) 1066 42 礦井等積孔的計算 1. 等積孔 A=247。 hRm m2 Am ax= ? 247。 = m22 Am in= ? 247。 = m22 所以，礦井通風屬于容易級 通風設(shè)備的選擇 通風設(shè)備的選擇是根據(jù)計算出的 Q 和通風最容易時期最小阻力和通風最困難時期最大阻力進行設(shè)計的 . 主扇的選擇計算 主扇的選擇計算主要以風機的工作風量來考慮 : 風機的工作風量 Qf＝ PLQ＝ 168＝ m3/s 式中 : PL— 考慮外部漏風系數(shù) 。取 對抽出式通風礦井 ,通常采用軸流式風機 ,軸流式風機風壓靜壓力 : Hs=h+Hd+Hn 式中 :h— 礦井總風阻 Hd— 風機附屬裝置的阻力 。取 20 Hn— 自然風壓 ,當自然風壓與扇風機風壓同向作用時 ,Hn 取正 ,反向取負。 Hs1： Hs1=hf1+hdhn=+150＝ Hs2=hf2+hd+hn＝ +150＝ : 43 Rs1= hs1/Q 2f ＝ ＝ Rs2= hs2/Q 2f ＝ ＝ JBT62－ 6 風機技術(shù)性能 最困難時期葉片安裝角 為 350 最容易時期葉片安裝角為 300 由于本設(shè)計中選用了軸流式扇風機 ,可用靜壓特性 曲線求出 公況點。根據(jù)下式求得風機的最大最小工作風阻 : Rmax=hsmax/Q 2 ＝ Rmin=hsmin/Q 2 = 電動機的選擇 根據(jù)流式扇風機的實際共況點 ,由下式可求得電動機在困難時期和容易時期所需要的功率 .根據(jù)設(shè)計手冊的配套設(shè)備 ,選用 JS1105－ 4型電動機兩臺 ,一臺工作 ,一臺使用。 功率： 1050KW,兩時期均用最大功率。電壓： 6000V 反風措施 一 般情況下，火災(zāi)發(fā)生在總進風流中時，應(yīng)進行全礦性反風，阻止煤煙侵入井下采掘區(qū)。具體措施為： (1)短路反風，通過開關(guān)風門來完成。 (2)全井反風 前者風門能夠?qū)е峦咚狗e聚，后者可保證井下工作地點適當?shù)娘L量。 礦井安全技術(shù)措施 一、預(yù)防瓦斯爆炸措施 (1)首先建立完善的制度和嚴格的管理制度作到預(yù)防為主； (2)采掘工作面都應(yīng)當獨立通風，如不得以串聯(lián)通風時，在進入串聯(lián)工作面的風流中必須裝有瓦斯自動報警斷電裝置，瓦斯?jié)舛炔坏?超過 % 44 二、 預(yù)防煤塵爆炸措施 (1)在井下一定距離內(nèi)應(yīng)有完善的防塵撒水系統(tǒng)，必須建立嚴格完善的規(guī)章制度； (2)在有些地段采用水簾噴霧撒水撒布巖粉及設(shè)置水棚等綜合防塵措施，尤其在風速過大的地方，應(yīng)采取嚴格的防塵措施。 其他事故的預(yù)防 工作面溜機司機不許正對溜頭，如有必要，溜頭必須設(shè)防溜設(shè)施，工作面所有電器設(shè)備必須防暴，電纜懸掛必須整齊。 由于煤層頂板較好管理，可依實際情況及通風的要求，適當加大端面距，并嚴格禁止工作人員在機道上通行 ,對周期來壓和初次來壓期間，如果出現(xiàn)煤 壁片幫時，應(yīng)及時組織人員進行安全處理。 打眼時必須掌握好打眼角度。 各專業(yè)工種必須保證持證上崗 ,不經(jīng)培訓(xùn)，不許從事主要工作。 工作面無風或風量不足時 ,不許生產(chǎn)。 三、避災(zāi)路線及自救 ，人員撤退路線為 : 工作面→ 區(qū)段運輸平巷→采區(qū)石門→軌道上山→運輸大巷→主石門→井底車場→副井至地面 , 人員撤退路線為 : 工作面→區(qū)段運輸平巷→回風石門→風井至地面 ： (1)如果遇到涌水事故 ,應(yīng)避開水頭沖擊 ,然后撤到上部水平。 (2)遇到事故無法 撤退時 ,應(yīng)躲進 避 難硐室 ,待火災(zāi) 減輕在撤 至安全地帶 .井下人員要佩帶自救器。 (3)當發(fā)生火災(zāi)或 爆炸時 ,位于事故 地點或附近的 工作人員 ,迎著風流撤退 ,位于回風巷的人員佩帶自救器或濕手巾捂著鼻口 ,以最大速度通過捷徑進入新鮮風流中。 45 第 8 章 礦井排水 概述 在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，隨時都有各種水源涌入礦井。礦井排水設(shè)備不僅要排除各時期涌入礦井的礦水，而且在遭到突然涌水的襲擊有可能淹沒礦井的情況下，還要搶險排水。 礦井水來源及涌水量 礦井水的來源可分為地面水和地下水，地面 水主要來源溝渠和池塘里的積水以及季節(jié)性雨水，融水等。 對排水設(shè)備的要求 ，其中工作水管的能力，應(yīng)能配合工作水泵在 20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵，在 20h 內(nèi)能排出 24h 的最大涌水量。 ，應(yīng)在 20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量，除工作水泵外，還應(yīng)配 作為備用和輪換維修的水泵，備用水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的 70%，并且工作和備用水泵的總能力應(yīng)在 46 20h 內(nèi)，排出礦井 24h 的最大涌水量，檢修水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的 25％。 、備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時開動工作和備用的水泵，主排水泵房的供電線路不得少于兩回路，當一回路停止供電時，另一回路應(yīng)能擔負全部負荷的供電。 。 礦井主要排水設(shè)備 新鐵一礦采用揚水法排水。 本系統(tǒng)采用集中排水系統(tǒng)，采用雙立井開拓時，可將全部井巷的涌水匯集到水倉內(nèi)，而后用泵將水倉的水直接排至地面。 排水方式和排水系統(tǒng)簡介 新鐵一礦采用揚水法排水方式。主排水設(shè)備負責把全礦或大部分涌水排至地面；輔助排水設(shè) 備負責把下一開采水平范圍的水排至主排水設(shè)備所在的水平；區(qū)域排水設(shè)備負責把區(qū)域的涌水直接排至地面；轉(zhuǎn)載排水設(shè)備負責把由于反向坡度不能自流集中到主排水，轉(zhuǎn)載到主排水設(shè)備，中央排水設(shè)備負責把幾個涌水量不大的礦井涌水，匯集起來排出礦井。 本系統(tǒng)采用集中排水系統(tǒng)，采用雙立井開拓時，可將全部井巷的涌水集中水倉內(nèi)，而后用泵將水倉的水直接排至地面。 礦井排水系統(tǒng)，依據(jù)礦井開采深度、開拓系統(tǒng)及各水平涌水量的大小，采用中央排水系統(tǒng)或分段排水系統(tǒng)。這兩種排水系統(tǒng)闡述如下： ① 集中排系統(tǒng) 這種排系統(tǒng)是將全部井巷 的涌水集中至水倉內(nèi)，而后用泵將水倉的水直接排至地面。集中排水系統(tǒng)開拓量小，管路敷設(shè)簡單，基建費用低，便于管理，是我國普遍采用的排水系統(tǒng)。 ② 分段排水系統(tǒng) 當單水平開拓井筒延深，排水所需壓頭超過了水泵可能產(chǎn)生的揚程時，可以采用分段排水系統(tǒng)，即先將涌水排至井筒中間水倉，然 47 后再由中間泵房將水排至地面。 本礦井屬于低涌水量礦井。 主排水設(shè)備及管路的選擇計算 ① 設(shè)計依據(jù)：礦井正常涌水量： QE＝ 礦井最大涌水