【正文】 按國家有關(guān)規(guī)定加快推進礦井六大系統(tǒng)工程的建設(shè)工作。 （ 3）改造工期長 5個月。 方案Ⅱ優(yōu)點 （ 1）礦井通風(fēng)能力富裕系數(shù)大、有提升的空間。 方案比選 44 本設(shè)計推薦方案一。 改造工程 新建一回風(fēng)立井，井筒直徑為 ，擔負全礦井的回風(fēng)任務(wù)，新建回風(fēng)立井內(nèi)安裝梯子間，作為礦井的一個安全出口。 礦井通風(fēng)困難時期等積孔為： A2= 220/（ 2925） 1/2=。 Q2 /S3 ） +h 局 式中： h—— 礦井阻力， Pa； α —— 井巷摩擦阻力系數(shù)， ； L—— 井巷長度， m； P—— 井巷凈斷面周長， m； S—— 井巷凈斷面積， m2； Q—— 通過井巷的風(fēng)量， m3/s； h 局 —— 局部阻力， h 局 =15% h（ Pa）； 達到設(shè)計生產(chǎn)能力后，選擇通風(fēng)容易時期及困難時期的風(fēng)阻路線進行阻力計算（其中容易時期位于 15204回采工作面，困難時期位于 15109 回 采工作面）。 根據(jù)井上下關(guān)系及考慮井下馬頭門支護應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，確定 新建回風(fēng)立井共設(shè)置一雙向 馬頭門，井底位于 15 號煤層頂板以上 15m 處穩(wěn)定的細砂巖層內(nèi)，馬頭門通過斜巷與回風(fēng)大巷連通。 （ 4）現(xiàn)主扇已經(jīng)調(diào)到最大角度，總風(fēng)量為 9600m3/min，礦井所需總風(fēng)量為13200m3/min，遠遠滿足不了生產(chǎn)需要，需對主扇進行改造。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析 （ 1）井筒：現(xiàn)有進風(fēng)井筒的最大進風(fēng)能力為 13380m3/min，回風(fēng)井的最大回風(fēng)能力為 11304m3/min，回風(fēng)井不能滿足礦井正常生產(chǎn)時的風(fēng)量要求。 礦井達到設(shè)計生產(chǎn)能力時，全礦井共布置一個綜采工作面、一個煤巷綜掘工作面、一個煤巷普掘工作面、一個半煤巖巷普掘工作面，另考慮礦井生產(chǎn)銜接需要，一個回采備用工作面（預(yù)抽工作面）、兩個備用掘進工作面。 礦井回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)能力核定 回風(fēng)井筒 石港公司現(xiàn)有一個回風(fēng)立井，井筒直徑為 ，井筒設(shè)封閉梯子間，風(fēng)速按 15m/s 計算，則回風(fēng)井最大通風(fēng)能力為： 22 15=回風(fēng)石門及大巷 37 礦井現(xiàn)有東、西回風(fēng)大巷共兩條回風(fēng)大巷，斷面均為 ，其最大通風(fēng)能力為： 2 8=采區(qū)回風(fēng)巷 根據(jù)礦井的開拓部署，全礦井共劃分為兩個采區(qū)，分別為一采區(qū)和二采區(qū)，礦井生產(chǎn)在兩采區(qū)內(nèi)交替銜接，每個采區(qū)布置一條采區(qū)回風(fēng)巷，斷面為 ，則采區(qū)回風(fēng)巷最大通風(fēng)能力為： 6= 主扇能力核定 礦井主扇運行參數(shù)見下表： 項目 紅 衛(wèi)立井主扇 主扇型號 FBCDZ型 No28 電機功率 kw 2 560 葉片角度（度） 一級 +45；二級 +33 風(fēng)量 m3/min 9579 風(fēng)壓（ Pa） 2520 通風(fēng)阻力（ Pa） 2520 運行 參數(shù) 電流（ A） 等積孔（ m2） 電壓（ V） 6000 生產(chǎn)廠家 山西運城巨龍 現(xiàn)主扇已經(jīng)調(diào)到最大角度，總風(fēng)量為 9600m3/min，通風(fēng)富裕系數(shù)不能滿足 倍。 （ 5）礦井總風(fēng)量計算 35 Q 總 =（ ++120+900） =13168m3/min。 則掘進工作面需要風(fēng)量為：∑ Q 掘 = 5＝ 。 Q 掘頭 —— 掘進頭的實際風(fēng)量 。 Q 掘 =Kf Q 扇 34 式中： Kf—— 為防止局部通風(fēng)機吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，取 Kf=。 B、 按 掘進工作面 同時工作的最多人數(shù)計算 Q 采 =4N 式中： Q 總 —— 回采工作面 總 需 風(fēng)量， m3/min； N—— 回采工作面 的最多人數(shù)，按 40 人； Q 采 =4 40=160m3/min C、 按 回采工作面溫度 計算 Q 采 =60 VC SC KI 式中： VC—— 回采工作面適宜風(fēng)速，取 ； SC—— 回采工作面平均有效斷面，按最大和最小控頂距有效斷面的平均值計算， 9m2； KI—— 工作面長度系數(shù)，取 ； Q 采 =60 9 =972m3/min 通過以上計算，回采工作面風(fēng)量設(shè)計取最大值為 。 按采煤、掘進、硐室及其他用風(fēng)地點實際需要風(fēng)量的總和計算 Q 總 ＝ (∑ Q 采 ＋∑ Q 掘 ＋∑ Q 硐 +∑ Q 其它 )（另外考慮備用一個回采面、備用兩個掘進面） 抽放后回采工作面瓦斯風(fēng)排量最大為 ；掘進工作面風(fēng)排量最大為： 。/min 礦井采空區(qū)瓦斯配抽量 采用高抽巷抽放礦井采空區(qū)瓦斯，根據(jù)陽泉地區(qū)經(jīng)驗抽放率為 40%，礦井采空區(qū)瓦斯涌出量約為 ；采空區(qū)瓦斯抽放量為： Q 抽 6= 40%=179。 η = 70%=179。η 式中： Q 抽 4—— 掘 進工作面瓦斯抽放量， m3/min； K—— 瓦斯抽放影響效應(yīng)系數(shù)， K=； q3—— 掘進工作面預(yù)計煤壁瓦斯涌出量，取 ； 179。/min 85%=179。 100m η —— 預(yù)抽鉆孔數(shù)量 .取 117 個。 15 號煤回采工作面瓦斯涌出量為 ；其中，回采工作面鄰近層瓦斯涌出量為 ，占回采工作面總瓦斯涌出量的 %；開采層瓦斯涌出量為 ，占回采工作面總瓦斯涌出量的 %。 d（平均） 百米鉆 孔瓦斯流量衰減系數(shù) （平均） 百米鉆孔初始瓦斯流量 山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15號煤層埋藏最大深度為 567m，則礦井 15號煤層最大瓦斯含量為： W==同時，根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院 2021 年編制的《石港煤礦煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及礦井瓦斯危險程度評價》山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15號煤層瓦斯基本參數(shù)實測值如下： 煤層瓦斯壓力 ～ 煤層瓦斯含量 ～ 179。石港煤礦為煤與瓦斯突出礦井。 巖巷普掘工作面主要裝備有： ZMS30 型手持式幫錨桿氣動鉆機、 7655 型風(fēng)鉆、FBD 系列對旋式局部扇風(fēng)機等掘進設(shè)備。 15 號煤下分層 上分層開采時需鋪設(shè)金屬網(wǎng)假頂，下分層回采工作面進、回風(fēng)順槽采用拱型金屬棚支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。 瓦斯尾巷：采用矩形斷面，錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道沿 15 號煤層頂板掘進。在二采區(qū)新掘的主要巷道布置須按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第十六條規(guī)定執(zhí)行，詳見如下參數(shù)。C 式中： A 采 —— 回采工作面生產(chǎn)能力， t/a； l—— 回采工作面長度，取 100m； L—— 工作面年推進度， ； M—— 回采工作面采高， 15 號煤為 ； γ —— 煤的容重， 15號煤為 ； C—— 工作面回采率， 15 號煤層取 。 礦井 生產(chǎn)能力 23 回采工作面生產(chǎn)能力計算： A 采 =l∏型鋼梁采用“一梁三柱”支設(shè)，即每根∏型鋼梁下至少支三根單體液壓支柱。； 6～ 8—— 頂板巖柱的重量，是采高的 6～ 8 倍。據(jù)地質(zhì)報告， 15 號煤上分層頂板主要為 泥巖、砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r 等 ，底為 15 號煤下層。 21 回采工作面運煤設(shè)備：礦井投產(chǎn)后回采工作面綜采設(shè)備 可 租賃陽煤集團現(xiàn)有的設(shè)備，根據(jù)陽煤集團綜采設(shè)備配套現(xiàn)狀，結(jié)合工作面生產(chǎn)能力要求，工作面運煤設(shè)備選用 SGB764/264 型可 彎曲刮板輸送機，其主要技術(shù)特征如下： 鋪設(shè)長度： 100m；小時運量： 600t/h；鏈速： ；電機型號： YSB— 132，功率為 2132Kw ，電壓： 1140V；鏈破斷力： 610KN；外形尺寸： 1500 7642 34（長 寬 高 mm）；質(zhì)量： 160t。 Vc＝ 15（ 100＋ 30－ ） /（ 1080－ 15 ）＝ (5) 采煤機計算循環(huán)時間 T＝ (L＋ 30－ Lc)/ Vc＋ Tc 式中： T—— 采煤機計算循環(huán)時間， min； L—— 回采 工作面長度 ， L＝ 100 m； 30—— 進刀割煤長度， m； Lc—— 采煤機總長， Lc＝ . m； Vc—— 采煤機計算割煤速度 ,Vc=； Tc—— 采煤機進刀停頓時間， Tc＝ ； T ＝ (100＋ 30－ )/ ＋ ＝ min 20 (6) 采煤機最大割煤速度 Vmax＝ K Vc 式中： Vmax—— 采煤機最大割煤速度， m/ min； K—— 采煤機割煤不均均衡系數(shù)，取 ； Vc—— 采煤機計算割煤速度， Vc =。 （ 2）采煤機截深的選擇 目前國內(nèi)普遍采用的截深為 600— 800mm，考慮到本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及管理水平，設(shè)計選用采煤機截深為 600mm。 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備選型 本設(shè)計 采用一 個綜采工作面來保證 礦井 900kt/a 的設(shè)計生產(chǎn)能力，回采工作面 采用綜合機械化采煤工藝，回采工作面采、裝、運全部實現(xiàn)機械化。 采煤方法 17 主要可采煤層賦存狀況 15 號煤層傾角為 7176。 排水系統(tǒng) 進、回風(fēng) 順槽 → 采區(qū) 軌道巷 （采區(qū) 水倉 ） → 井底水倉 → 混合提升 斜井 → 地面。 麻花頭錨桿Φ18 2 00 0mmW鋼帶BHW95022 0 3 4 2 0 0麻花頭錨桿Φ18 2 00 0mm錨 索Φ17 .8 5 20 0mm500 150 80mm水泥托板4寸風(fēng)管2寸水管電纜100 100 8mm球型托盤 16 15 號煤下分層回采工作面與上分層回采工作面上下重疊布置，共布置兩條巷道，分別為運輸順槽、回風(fēng)順槽，通風(fēng)方式為一進一回。運輸順槽 、回風(fēng)順槽沿 15 號煤層 頂 板布置，內(nèi)錯瓦斯尾巷布置在 15 號煤層頂板上方 2m處。 14 軌道巷（ 沿 15 煤頂板 ） 膠帶巷（ 沿 15 煤頂板 ） Φ1 7 . 8 6 2 0 0 m mΦ1 8 2 0 0 0 m m1 0 0 0 4 8 0 0 m m經(jīng)緯網(wǎng)等級C 20噴砼水 溝2 0 0 2 0 01 5176。即礦井 移交生產(chǎn)及達到設(shè)計產(chǎn)量時，在 一采 區(qū) 15 號煤 上分 層布置 一 個綜采工作面。 20176。 134176。鑒于一采區(qū)三條煤層準備巷在開掘過程時采取了邊掘邊抽措施，巷道周圍的瓦斯得到了一定的釋放，巷道處于卸壓區(qū)；巷道采用錨噴支護，對巷道進行了封閉；采區(qū)內(nèi)設(shè)置了避難所、反向風(fēng)門、水倉、水泵房等安全防護設(shè)施，符合《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，故設(shè)計確定已形成的一采區(qū)準備巷可利用，并要求所有入井人員必須隨身攜帶隔離式自救器。 采區(qū)開采順序為：一采區(qū)、二采區(qū)。在大巷掘進及地質(zhì)補堪過程中，發(fā)現(xiàn)陷落柱、斷層及撓曲構(gòu)造頻繁，適當縮短回采工作推進長度有利于回采工作面布置，故 2021年 5 月將 全井田 15 號煤層劃分為兩 個采區(qū) 。礦井安全出口符合《煤礦安全規(guī)程》第 18 條規(guī)定。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 900kt/a。 該礦 15號煤層曾于 2021 年 5月 14日和 2021 年 12 月 26 日先后在工作面發(fā)生過自燃。 （ 2）煤塵 精查勘探中于 20 402 號孔采取了 15 號煤層煤芯煤樣及石港煤礦煤層簡選樣做了煤塵爆炸性試驗，試驗結(jié)果表明 15 號煤層煤塵均具有爆炸性。厚度，平均 ，穩(wěn)定煤層，屬井田內(nèi)主要可采煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸 13 層，夾矸巖性為炭質(zhì)泥巖。 綜上所述，井田內(nèi)為單斜構(gòu)造，地層傾角一般較小，井田東北部發(fā)育一個短軸向斜和一個短軸背斜，井田及其附近發(fā)育 21 條斷層 （其中僅 3 條斷層落差大 8 于 10m）和 19 個小陷落柱，井田構(gòu)造簡單屬一類。井田內(nèi)地 層傾角一般為 4176。 采煤生產(chǎn)建設(shè)中，礦井的提升、通風(fēng)、供電、供水、通信和瓦斯排放系統(tǒng)，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為乙類設(shè)防類別。雨季一般為 8 月份，占全年降水量的 ％。 4． 氣象及地震 井田地處黃土高原，氣候干燥，晝夜溫差大，屬溫帶大陸性氣候，冬春干旱多風(fēng)，夏秋溫和多雨，全年夏短冬長。井田距周圍主要城鎮(zhèn)的里程如下：北距陽泉 90km，南距涉縣 87km，西距榆社 50km，東距邢臺 82km。 12′ 11″ ，東經(jīng) 113176。 通風(fēng)系統(tǒng)改造工程實施與設(shè)備更換期間，礦方必須制定出安全可靠的措施。 新 選用 FBCDZ10No33 型防爆對旋軸流式通風(fēng)機 2 臺， 1 臺工作， 1 臺備用。 五 、主要技術(shù)經(jīng)濟指標 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力為 900k t/a； 礦井全井田劃分為兩個采區(qū)，采用“一井一面”達產(chǎn)。 二、設(shè)計依據(jù) 2021 年 12 月山西地寶能源有限公司編制的《山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井地質(zhì)報告 》 ； 2021 年 10 月河南理工大學(xué)編制的《山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號煤層煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預(yù)測報 告》； 《 202 202 2021 年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果批復(fù)》； 4 2021 年 7 月河南理工大學(xué)編制的《山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號煤層開采礦井瓦斯涌出量預(yù)測》及晉煤瓦發(fā) [2021]1662 號批復(fù)文件； 礦方提供的