【正文】 工業(yè)場地受主要通風機噪音影響和回風風流污染 適用于煤層角大 ， 埋藏深 ， 井田走向長度小于4 千米 ， 瓦斯與自燃發(fā)火都不嚴重的礦井 ， 或受地形地質(zhì)條件限制 ，在兩翼不宜開掘風井時使 用 中央式 邊界式 通風阻力較小 ， 內(nèi)部漏風較小 。 （ 10）所有礦井必須采用機械通風。 22 （ 6） 每個礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。所有采煤工作面、分區(qū)回風及總回風巷須采取上行風流。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施，其漏風率不得大于 15%，應有可靠的降塵設施，膠帶井不得兼作回風井。 （ 2）根據(jù)各種掘進通風方法的特點，結合 XX煤礦掘進情況，確定掘進工作面局部通風機通風方法設計為壓入式通風。 本章小結 本章是采區(qū)回采工作面和掘進工作面的通風設計。 采區(qū)風流路徑 采區(qū)生產(chǎn)所需的新鮮風流由副平硐、主平硐至水平井底車場，再通過一采區(qū)膠帶、21 輔運下山進入采區(qū)各用風點。 （ 8）機電硐室須設在進風流中。 （ 6）采煤工作面和掘進工作面的進風和回風，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。有特殊困難必須串聯(lián)通風時應符合《規(guī)程》有關規(guī)定。嚴禁將一條上、下山或盤區(qū)的風巷分為兩段，其中一段為進風巷，另一段為回風巷。完備的采區(qū)通風系統(tǒng)應能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風流方向，風量和風質(zhì)，采區(qū)應該有足夠的供風量，并按需分配到各個采、掘工作面。 掘進工作面 風筒 風機 圖 掘進工作面壓入式通風方法 采區(qū)通風系統(tǒng)設計 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求 在一般情況下，一個礦井總是同時有幾個采區(qū)進行回采和準備。 基于上述分析，當以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進時應采用壓入式通風，而當以排除粉塵為主的井筒掘進時，宜采用抽出式通風。 （ 4）抽出式通風時，新鮮風流沿巷道進入工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好；而壓入式通風時，污風沿巷道緩慢排出，掘進巷道越長 ，排污風速度越慢，受污染時間越久。 （ 2）壓入式通風風筒出口風速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風速較大而提高散熱效果。 18 回風巷 進風巷 工作面 圖 U 型后退式 掘進通風方式確定 目前的掘進通風 方式 掘進通風方法有總風壓通風、引射器通風和局部通風機通風 3 種。 XX煤礦通風方式確定 根據(jù)礦井瓦斯、水文地質(zhì)條件，采區(qū)布置等因素，工作面通風系統(tǒng)有 U 型與 Z 型兩種方案可供選擇。 Y 形通風系統(tǒng) 生產(chǎn)實際中應用較多的是在回風側加入附加的新鮮風流，與工作面回風匯合后從采空區(qū)側流出的通風系統(tǒng)。 H 形通風系統(tǒng) 包括兩進兩回式和三進一回式兩種通風方式。 W 形前進式 巷道維護在采空區(qū)內(nèi)，巷道維護困難，漏風大，采空區(qū)涌出的瓦斯量也大 。 Z 形前進式 工作面的進風側沿采空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯涌向工作面，特別是上隅角，回風側不能抽風瓦斯。 各種通風系統(tǒng)特點如表 所示。 （ 1） XX 煤礦周邊環(huán)境、地質(zhì)構造、煤層與煤質(zhì)、瓦斯、井田水文地質(zhì)條件等概況。 結合本礦井地質(zhì)條件簡單、煤層賦存穩(wěn)定、煤層傾角近水平的特點，參考陜北地區(qū)生產(chǎn)礦井生產(chǎn)經(jīng)驗和所選設備能力較大等因素，綜合確定首采區(qū)工作面長度 200m。運輸能力 700～ 900t/h，工作長度 200m，裝機功率 2 200kW。 （ 2） 工作面設備 根據(jù)所需采高 （最大采高 3m） 、截割功率及液壓支架高度，選用 MG400/930AWD 型雙滾筒采煤機，裝機功率 2 400+2 55+20kW（截割功率 2 400kW），電壓 3300V。采煤機前端滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤。 工作面生產(chǎn)方式及設備 （ 1） 工作面生產(chǎn)方式 工作面以液壓支架形成 的空間作為采、裝、運設備及人員安全活動空間。 一采區(qū)尺寸、可采儲量及生產(chǎn)能力如表 所示。局部發(fā)育寬緩的波狀起伏；北區(qū)近東西向，寬度 4～ 5km 的狹長階梯式斷陷帶，該斷陷帶內(nèi)次級小斷裂構造較發(fā)育。長度 51m。50，長度 433m，安裝 1 部阻燃膠帶輸送機，擔負煤炭運輸任務，并兼進風。布置在菜溝村附近的菜溝回風平硐與主、副平硐服務于一采區(qū)東北局部、二采區(qū)和三采區(qū)。 +1165m 水平開拓巷道穿過斷層后與沿 F2斷層保護煤柱布置的暗斜井連接。 根據(jù)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)對的井筒的功能要求，設計布置主平硐擔任煤炭運輸及輔助進風任務、副平硐擔任輔助運輸及主要進風任務、回風斜井擔任回風任務。工業(yè)場地位于溝兩側 52煤層底板以下 30m左右。礦井設計可采儲量為 ，經(jīng)計算礦井服務年限為 。 （ 3） 市場條件 井田煤質(zhì)優(yōu)良?？刹擅簩淤x存穩(wěn)定，為近水平煤層（煤層傾角小于 3176。地面實行 “三八 ”工作制，第每天三班作業(yè)，每班工作 8小時，其中二班生產(chǎn)，一班檢修。 井田水文地質(zhì)類型為二類一型，即以裂隙含水層充水為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦床。 向兩側溝谷傾斜，溝邊緣以下谷坡較為陡峻，局部地段兩岸谷坡形成陡崖，不利于降水及地表水的滲入，對地下水的形成十分不利。東北部屬清水川流域，面積約 。本區(qū)潛水主要以泉或泄流形式排泄，人工開采及垂向蒸發(fā)亦是排泄方式之一。 區(qū)內(nèi)潛水主要接受大氣降水的入滲補給，補給量受大氣降水量，降水強度，降水形式，地形地貌， 含水層巖性等諸多因素的制約。區(qū)域內(nèi)可分為三個自然地貌區(qū)，12 即沙漠灘地區(qū)（包括低緩黃 土梁崗區(qū)），河谷階地區(qū)及黃土梁峁區(qū)?？碧絽^(qū)內(nèi)共取瓦斯樣 11 組， 見表 。 瓦斯 根據(jù)勘探報告，在井田內(nèi) 取 16 個瓦斯采樣測試分析：各層煤所含瓦斯成份多是以氮氣為主，二氧化碳微量，多屬氮氣帶。 無機組分總含量 ％～ ％。 惰質(zhì)組含量約占 ～ %，顯示煤的高絲炭化特征，其中 42煤最低， 51煤最高。絲炭呈絲絹光澤，纖維狀結構；各煤層內(nèi)生裂隙不甚發(fā)育，裂隙填充少量方解石脈或細小黃鐵礦脈及薄膜；煤層以中條帶～細條帶狀結構為主，均一狀結構；煤層水平層理發(fā)育。含煤地層總厚度 ～，平均厚度 。 ，地質(zhì)構造屬簡單類型；井田北部（ F1和 F2斷層之間的斷陷帶）傾角最大 8176。 的張性正斷層，斷層兩側各有 1～ 10m 寬的拖曳和牽引帶，受其影響局部地層傾角可達 8176。 ZK1613鉆孔底部發(fā)現(xiàn)斷層破碎帶痕跡。 F2斷層為正斷層，傾向北東，傾角 65176。 ～ 80176。 井田中部及北部邊緣發(fā)育二條較大的正斷層（ F F2），近東西向分布，形成東西走向、南北寬約 4～ 5km 的狹長斷陷帶，東西延伸至井田外圍。 地質(zhì)構造 井田位于華北地臺鄂爾多斯盆地東緣河東斷褶帶西側，伊陜單斜區(qū)東北角與烏拉山～呼和浩特斷陷的接合帶部位，其特殊的大地構造位置既具備了鄂爾多斯盆地次級構造單元陜北斜坡的主體構造形態(tài)，又具有河東斷褶帶與烏拉山～呼和浩特斷陷的斷裂構造發(fā)育的特點。年蒸發(fā)量 ，相當降水量的 倍。 降雨多集中在七、八、九三個月。 本礦井設計年產(chǎn)量為一百五十萬噸，采用一套綜采來滿足產(chǎn)量的要求。 （ 6）從一通三防方面提出相關安全措施。計算出通風容易時期和通風困難時期的通風阻力，確定礦井的通風難易程度。 （ 2）采區(qū)、工作面、備用面及掘進 面的通風設計，根據(jù)各面生產(chǎn)需求以及其環(huán)境選擇合適的通風方式，并計算出采掘工作面的需風量。如礦井供風量每人不少于 4m3/min，在主要進風道、回風道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風速不能超過 8m/s。缺點是風壓低、風量小、效率低，并存在巷道積水問題。 引射器通風，引射器產(chǎn)生的通風負壓，通過風筒導風的通風方法。適用于短距離或 無其他好方法可用時采用，如圖 所示。此種方法用于煤層上山掘進通風，有良好的排瓦斯效果，如圖 所示。兩條平行巷道的獨頭部分可用風障或風筒導風，巷道的其余部分用主巷進風，配巷回風。其通風量取決于可利用的風壓和風路風阻。 圖 長壓短抽通風方式 混合式通風的主要缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風筒重疊段巷道內(nèi)的風量，當掘進巷道斷面大時風速就更小，則 此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。其布置如圖 所示。按局部通風機和風筒的布設位置，分為長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。如圖 所示。局部通風機通風是我國礦井廣泛采用的一種掘進通風方法。漏風攜帶出的瓦斯可能會使工作面超限；雙 Z 形后退式通風系統(tǒng)（如圖 所示）的上、下入風平巷布置在煤體中，漏風攜帶出的瓦斯不進入工作面，工作面比較安全 [3]。 W形前進式通風系統(tǒng)的巷道維護在采空區(qū)內(nèi)，巷道維護困難，漏風大，采空區(qū)涌出的瓦斯量也大。生產(chǎn)實際中應用較多的是回風側加入附加的新鮮風流，與工作面回風匯合后從采空區(qū)側流出。 Z形前進式通風系統(tǒng)（如圖 所示）的工作面的進風側沿采 空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風側不能抽放瓦斯。其優(yōu)點結構簡單，工作面進、回風巷要提前掘進，維護工作量大。 采煤工作面及掘進面通風方法 （ 1）采煤工作面通風方法 通風設計中采煤工作面的通風系統(tǒng)，由采煤工作面的瓦斯、溫度和煤層自燃發(fā)火等所確定的，目前通風設計，根據(jù)采煤工作面進回風巷道的布置方式和數(shù)量，可將工作面通風系統(tǒng)分為 U形與 Z形通風系統(tǒng)， Y形、 W 形及雙 Z 形通風系統(tǒng)等類型。 壓抽混合式：在入風井口設一風機做壓入式工作，在回風井口設一風機做抽出式工作。當主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力降低。其優(yōu)點是回風井數(shù)量較多，通風能力大，布置較靈活，適應性強。風流路線短，阻力小。前者適用于煤層走向大于 4km，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。前者適用于煤層傾角大、埋藏深、2 井田走向長度小于 4km，瓦斯與自 然發(fā)火都不嚴重的礦井。礦井的通風系統(tǒng)可以看做是礦井通風的呼吸系統(tǒng)，其包括，向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排除污濁空氣的進、回風井的布置方法，以及主要通風機的工作方法，通風網(wǎng)絡和風流的控制設施。 礦井通風的主要動力是通風機。為了加大通風壓力， 1650 年在回風路線上設置火筐， 1787 年又在回風路線上設置火爐，使回風風流加熱。眾所周知，井下風量不足會引起瓦斯積聚，工作環(huán)境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問題，而風量過剩也會導致不良的影響，如漏風量大，動力過度消耗，風流發(fā)生過度的冷卻作用，巷道內(nèi)礦塵飛揚，激發(fā)煤的自燃等。在生產(chǎn)礦井中，有不少礦井因通風設計不合理造成1 了不必要的損失。煤礦安全生產(chǎn)事故，不但給國家財產(chǎn)和人民的生命安全造成了巨大的損失，并且嚴重的影響了我國的國際形象。而對于煤炭的需求，將在未來一個相當長的時間內(nèi)保持現(xiàn)狀，不會有大幅度的規(guī)模變動及減產(chǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)。煤炭是工業(yè)的糧食，煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關系到國計民生。 2 XX 煤礦基本概況 .................................................................................................................... 8 井田概況 ........................................................................................................................ 8 周邊環(huán)境 .............................................................................................................. 8 地質(zhì)構造 .............................................................................................................. 9 煤層與煤質(zhì) ........................................................................................................ 10 瓦斯 ..................................................................................................................... 11 井田水文地質(zhì)條件 ............................................................................................. 11 礦井設計生產(chǎn)能力 .................................