【正文】 第 7 章 通風設備選型 通風設 備概況 石港 公司 現(xiàn)安裝有 FBCDZ548 No28 型防爆對旋軸流通風機 2 臺，其中一臺工作 ,一臺備用。 主要安全措施 礦方必須加大瓦斯預抽工作及瓦斯預抽后的效果檢驗工作，必須達到“將煤層瓦斯含量降到 8 m3/t 以下，或將煤層瓦斯壓力降到 MPa（表壓）以下”的要求后再進行相應的采掘工作，嚴格遵循不采突出面、不掘突出頭的原則。 方案Ⅱ缺點： （ 1）新建風井工業(yè)廣場，改造費用超出方案一約 1000 萬左右。安裝梯子間 費用 490萬元 1450萬元 960萬元 進場公路 工程量 新修 費用 30萬元 30萬元 井下巷道 工程量 通風聯(lián)絡 巷：凈斷面，長度： 100m； 費用 133萬元 +133萬元 工期 4月 9月 合計 費用 977萬元 開拓方案優(yōu)缺點： 方案Ⅰ優(yōu)點 （ 1）工業(yè)廣場不需要新購地及建設相應的地面設施。 井巷改造后通風阻力 經(jīng)計算，礦井通風容易時期 、困難時期阻力分別為 1742Pa(177mmH2O)和 2685 Pa(273mmH2O)。 井巷工程量 井巷工程量表 巷道名稱 支護形式 凈斷面（ m2） 掘進斷面（ m2） 長度（ m） 回風立井 表土段：鋼筋混凝土 30 基巖段：混凝土 300 通風聯(lián)絡巷 錨噴 100 合計 430 工期 : 本礦井地面施工所必需的水源、電源、道路已經(jīng)具備，工業(yè)場地內挖、填方量較小、井下已具備施工條件，制約因素較少，為加快施工進度，井筒可采用返井鉆機配合施工，施工工期為 4個月。 41 15 號煤通風容易時期阻力計算 序 號 井 巷 支架 α 104 P L S Q H V 名 稱 性質 N/s2/m4 (m) (m) (m2) (m3/s) (Pa) (m/s) 1 瓦斯管路井 料石碹 100 280 55 2 瓦斯管路巷 錨噴 80 1400 55 3 進風巷 錨噴 80 150 62 4 二區(qū)軌道巷 錨噴 80 750 5 工作面進風順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 800 6 回采工作面 液壓支架 330 13 100 12 7 工作面回風順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 15 800 14 8 二區(qū)回風巷 錨噴 70 30 9 回風大巷 錨噴 70 13 50 65 10 回風立井 混凝土 200 351 11 130 11 小計 12 附加風阻 15% 13 合 計 15號煤通風困難時期阻力計算 序 號 井 巷 支架 α 104 P L S Q H V 名 稱 性質 N/s2/m4 (m) (m) (m2) (m3/s) (Pa) (m/s) 1 瓦斯管路井 料石碹 100 280 55 2 瓦斯管路巷 錨噴 80 1400 55 3 進風巷 錨噴 80 150 62 4 軌道巷 錨噴 80 840 5 工作面進風順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 1300 6 回采工作面 液壓支架 330 13 100 12 7 工作面回風順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 15 1240 14 8 回風巷 錨噴 70 515 9 回風大巷 錨噴 70 13 860 65 10 回風立井 混凝土 200 351 11 130 11 小計 12 附加風阻 15% 13 合 計 42 礦井等積孔 A=式中： A—— 等積孔， m2； Q—— 風量， m3/s； h—— 風壓， Pa。 L 第 6 章 通風系統(tǒng)改造方案 礦井通風系統(tǒng)改造方案 方案一（原風井場地新建回風立井） 改造工程 在原回風井場地，距原回風立井井筒以東約 20m處新建一回風立井，與現(xiàn)回風立井通過風硐在地面并聯(lián)，共同擔負全礦井的回風任務。 礦井風量分配至兩個采區(qū)，兩采區(qū)現(xiàn)進風巷共四條，進風能力為18511m3/min，可滿足礦井正常生產(chǎn)的通風要求；一、二采區(qū)回風各一條，礦井 39 回風大巷與二區(qū)回風巷平行布置，兩采區(qū)現(xiàn)回風巷相當共四條，回風能力為21168m3/min，可滿足礦井正常生產(chǎn)的通風要求。從礦井開拓部署及生產(chǎn)實際上分析，兩采區(qū)內回采工作面走向長度為 1100m 左右，采長為 120m 左右，按月產(chǎn) 100kt 計算，工作面的月推進長度約為 150m，每個工作面的開采時間為 6個月，按石港公司現(xiàn)掘進隊組的配備及裝備，在 6 個月內完全能準備一個工作面，約需掘進 2300m 煤巷（含工作面進回風順槽、切巷及準備巷道）、 2200m 半煤巖巷（內錯尾巷、走向高抽巷及系統(tǒng)巷、工作面后高抽巷）），所以一個采區(qū)生產(chǎn)、另一個采區(qū)準備，能滿足礦井的正常生產(chǎn)。 38 本礦 15 號煤層全井田共劃分為兩個采區(qū)，按照《煤礦安全規(guī)程》第四十八條規(guī)定，一個采區(qū)一翼最多可布置一個回采、兩個掘進同時生產(chǎn)。 風量分配 將礦井總風量分配到井下各用風地點，具體配風見 下 表 風量分配表 序號 用風地點 個數(shù) （個） 單位配風量 總 配風量 m3/min m3/s m3/min m3/s 1 綜 采工作面 1 2670 2670 2 掘 進 面 3 1500 25 4500 75 3 爆炸材料發(fā)放硐室 1 150 150 4 備用回采面 1 1350 1350 5 備用 掘進面 2 1500 25 3000 50 6 其它 1530 1530 7 合 計 13200 220 第 5 章 礦井現(xiàn)有通風能力核定 通風方案改造之前，先以礦井所需風量 13200m3/min 為基礎，對移交采區(qū) 15號煤層開采時井巷 通風能力進行核定。 則：∑ Q 硐 =120 1=120m3/min。（ 1－ 40 %） =677m3/min； 因此，所選 局部通風機 是合理的，按 局部通風機 實際吸風量計算掘進風量也是合理的。 則： Q 掘進 = 650=。 （ 1－ na% ） 式中： Q 扇吸 —— 局部通風機的吸風量， m3/min； n—— 風筒節(jié)數(shù)，取 10m 一節(jié)，則掘 進 n=40 節(jié)； a%—— 每節(jié)風筒的漏風系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗取 %； 則掘 進 局部通風機吸風量為 464247。 （ 2） 掘進工作面風量 33 A、 按掘進瓦斯涌出量計算 Q 掘 =100q 掘 K 掘通 式中： K 掘通 —— 掘進工作面瓦斯涌出不均衡的風量系數(shù)，掘 進 取 ； q 掘 —— 掘進工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min。 K— 通風系數(shù)； K 備 =； （ 1） 回采 工作面需要風量 A、按瓦斯涌出量計算 根據(jù)前面對 15 號煤回采工作面瓦斯絕對涌出量預計 ，風排瓦斯量 為， 其中：瓦斯尾巷配風量為 800m3/min，瓦斯?jié)舛?%時可排出瓦斯800 % =16m3/min，其余 ＝ 。N 礦井需風量計算 通風 設計技術條件 礦井設計生產(chǎn)能力 90萬 t/a，采用一井一面達產(chǎn)； 采掘配備： 1： 3，即配備 1個回采工作面、 3 個掘進工作面。 q3 Q 抽 4=K/min 15號煤掘進工作面瓦斯抽放量 15 號煤掘進工作面采用預抽的方法抽放煤層瓦斯，根據(jù)我國煤礦瓦斯抽放實踐，瓦斯量可按下式計算： Q 抽 4=K Q 抽 1= 117 90247。 15號煤層瓦斯涌出量及構成比例匯總表 項 目 礦井 回采工作面 掘進工作面 采空區(qū) 本煤層 鄰近層 合計 合計 瓦斯涌出量(m3/min) 構成比例(%) 礦井瓦斯抽放效果 石港煤礦礦井布置一個 15號煤回采工作面，布置二個 15號煤巷掘進工作面，礦井瓦斯抽放量預測如下 : 15號煤回采工作面瓦斯抽放量 1） 15 號煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量 15 號煤回采工作面本煤層 瓦斯抽放量按以下公式計算： Q 抽 1=K′ q0 n L247。/t（實測） 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯來源及涌出構成 根據(jù) 2020 年 11 月河南理工大學編制的礦井瓦斯預測中結果：礦井瓦斯涌出量為 ，其中，回采工作面瓦斯涌出為 ，占全礦井瓦斯 28 涌出的 %；掘進工作面瓦斯涌出量為 ，占礦井總瓦斯涌出量的%；采空區(qū)瓦斯涌 出量約為 ；占礦井總瓦斯涌出量的 %。/t） 煤對瓦斯吸附常數(shù) a＝ ， b＝ 煤層透氣性系數(shù) 178。 27 根據(jù)報告結論： 15號煤層瓦斯含量（ W）具有隨埋藏深度（ H）增大而加大的整體趨勢（ R=%），兩者具有如下良好的線性統(tǒng)計規(guī)律 , 15 號煤層瓦斯含量增長梯度為 。 井巷總工程量 本次設計一采區(qū)準備巷、采區(qū)避難所等硐室已形成，礦井初設變更中 移交生產(chǎn)時僅剩余回采巷道未掘，其井巷總工程量為 2235m，其中巖巷為 875m，煤巷為1360m。 綜掘工作面主要裝備有： S100 型綜合掘進機、 SJ80 型可伸縮帶式輸送機、SGB620/40T 型刮板輸送機、 FBD系列對旋式局部扇風機等掘進設備。 25 開 切眼：采用矩形斷面，錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道布置在 15號煤層上方，巷道底板距 15 號煤層頂板 2m。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。 采區(qū)新掘主要巷道斷面特征表 序 號 巷道名稱 煤巖別 支護 方式 巷道 凈寬 （ mm） 斷面積 （ m2） 鋪設 設備 凈 掘進 1 膠帶巷 巖 錨噴 4200 膠帶 2 軌道巷 巖 錨噴 4400 軌道 3 回 風巷 巖 錨噴 4400 瓦斯管 15 號煤上分層 回采工作面進風順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。經(jīng)計算，綜采工作面產(chǎn)量加上掘進煤量完全滿足礦井設計生產(chǎn)能力 900 kt/a的要求。L 回采 工作面日進度、年進度及工作面長度 根據(jù)井田內煤層賦存情況、開采條件、選定的設備性能以及設計生產(chǎn)能力等因素，確定回采工作面長度為 100m。 礦井后期開采 15號煤層 下分層時，設計初步選定 ZY5000/16/35 型支撐掩護式液壓支架 ， 支架參數(shù)：長 寬 =56001 420mm； 重量： ； 設計按此支架驗算礦井提升絞車。 回采工作面支護 支架選型計算：支架承受的頂板壓力，用下列公式計算。 轉載機選用 SZZ764/132 型轉載機，電機功率為 132kW。 Qmax＝ 60 ＝ (8) 采煤機計算裝機功率 按采煤機單位能耗計算采煤機功率 N＝ QmaxHw 式中： N—— 采煤機計算裝機功 率， kW； Qmax—— 采煤機最大生產(chǎn)能力， Qmax ＝ ； Hw—— 采煤機能耗系數(shù)， Hw＝ kW h/ t。 19 L＝ 2727/ 15 ＝ （ m） ,取整數(shù)L=100m。 15號煤層上分層綜采工作面主要設備配備表 設備名稱 設備型號 功率 （ kw） 數(shù)量 采煤機 MG571WD 571 1臺 可彎曲刮板輸送機 SGZ764/264 264 1臺 轉載機 SZZ764/132 132 1臺 破碎機 PCM110 110 1臺 可伸縮膠帶輸送機 SSJ1000/1602 320 1臺 液壓支架 ZZ4200/15/32 68架 單體液壓支柱 DZ3025/100 140 根 乳化液泵站 WRB200/ 132 1臺 18 噴霧泵站 XPB250/ 30 1臺 煤層注水泵 5D2/150 13 1臺 回采工作面采煤和運煤設備進行設備選型 如下 。 采煤方法 本礦井為煤與瓦斯突出 礦井，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，嚴禁采用放頂煤開采，針對 15 號煤層賦存條件，適合于機械化開采，由于回采工作面采用液壓支架對頂板進行支護，可靠性好，安全程度高。 采區(qū)排水設備： （ 1）排 水泵所需排