【正文】 又采煤工作面的需風(fēng)量可用下式計(jì)算：Qwi=100QgwiKgwi （42）式中 Qwi—第 i 個(gè)煤層采煤工作面需風(fēng)量，m 3/min；Qgwi—第 i 個(gè)煤層采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，m 3/min；Kgwi—第 i 個(gè)煤層采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，這里取 。根據(jù)本礦實(shí)際情況本礦現(xiàn)階段只采 2 號(hào)煤層，一個(gè)回采工作面日產(chǎn)量為：2727t／d；按每日 2 班生產(chǎn)，則工作面生產(chǎn)時(shí)間按 16h 考慮華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 2）采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算（1）按瓦斯涌出量計(jì)算Ad=（90 萬 t/a）/330=2727（t/d） （41）Qgwi=QAd/16/60=122727/16/60=34m179。1）礦井風(fēng)量計(jì)算原則《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：采區(qū)回風(fēng)道、采掘工作面回風(fēng)道中甲烷和二氧化碳濃度不得超過 1%，采掘工作面的空氣溫度不得超過 26176。1—軌道上山；2—運(yùn)輸上山；3—回風(fēng)上山：4—區(qū)段運(yùn)輸平巷；5—輔巷；6—區(qū)段回風(fēng)平巷；7—回風(fēng)大巷；8—聯(lián)絡(luò)巷 1；9—聯(lián)絡(luò)巷 2；10—采空區(qū) 風(fēng)量計(jì)算與分配礦井總風(fēng)量是井下各工作地點(diǎn)的有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上漏風(fēng)量總和。圖 44 工作面采煤初期通風(fēng)方法1—軌道上山；2—運(yùn)輸上山；3—回風(fēng)上山：4—區(qū)段運(yùn)輸平巷；5—輔巷；6—區(qū)段回風(fēng)平巷；7—回風(fēng)大巷；8—聯(lián)絡(luò)巷 1；9—聯(lián)絡(luò)巷 2當(dāng)工作面開采繼續(xù)向后開采時(shí)，當(dāng)越過原來的聯(lián)絡(luò)巷后，就將后面的聯(lián)絡(luò)航打開，并且將工作面之前的聯(lián)絡(luò)巷和輔巷都密閉，不密閉就成為盲巷了。當(dāng)工作面繼續(xù)想后推進(jìn)，將原來的聯(lián)絡(luò)巷 1 和工作面以前的輔巷密閉，然后把如圖 45 所示的聯(lián)絡(luò)巷打通，以供工作面通風(fēng)。所示的路線回到回風(fēng)上山。在掘進(jìn)初期的時(shí)候由于剛掘進(jìn)一點(diǎn)，只掘除了三條聯(lián)絡(luò)巷，而又因?yàn)樵诰蜻M(jìn)初期是用區(qū)段運(yùn)輸平巷作為回風(fēng)巷的，所以如果要想沖洗掘進(jìn)頭 1，就需要將通風(fēng)機(jī)放在繞道里面為掘進(jìn)頭供風(fēng)，這樣才能保證回風(fēng)的順暢。下行通風(fēng)如果工作面一個(gè)地方著火，火風(fēng)壓會(huì)使風(fēng)流反向，導(dǎo)致下面的地方?jīng)]有新鮮風(fēng)流進(jìn)入，危及人員安全。染新鮮風(fēng)流，又不會(huì)使乏風(fēng)和運(yùn)煤巷道沖突，所以采用軌道上山和運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)。而運(yùn)輸上山輔助進(jìn)風(fēng)，因?yàn)槠溥M(jìn)風(fēng)量少，所以第一可以為掘進(jìn)頭供風(fēng)；第二，雖然運(yùn)輸上山會(huì)往下運(yùn)煤，新鮮風(fēng)流進(jìn)入可能會(huì)污染，但是新鮮風(fēng)流的進(jìn)入也使得運(yùn)輸上山的空氣能夠符合行人的要求。對(duì)于從上水平下料的采區(qū)來說，料車通過下部車場(chǎng)很少，上述問題一般不存在，所以這種通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于從上水平下料的采區(qū)比較適合。軌道上山回風(fēng)，它與各區(qū)段回風(fēng)巷及回風(fēng)石門連通，凡與進(jìn)風(fēng)巷連接地點(diǎn)，設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物。因?yàn)檫\(yùn)輸上山既運(yùn)煤，又用做回風(fēng)，危險(xiǎn)度較高，故不采用這種方式。以下對(duì)其作簡(jiǎn)略說明。只設(shè)兩條上山時(shí)，一條進(jìn)風(fēng)另一條回風(fēng)。39在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。（1）方案一：抽出式抽出式是主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。（2）方案二：中央邊界式（中央分列式）中央邊界式（中央分列式）是進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向中央、在傾斜方向上兩井相隔一段距離，回風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底。礦井反風(fēng)容易，便于管理。根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置，又分為中央并列式和中央邊界式（中央分列式） 。本章討論通風(fēng)系統(tǒng)的類型及適用條件，選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量計(jì)算與分配，計(jì)算礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力，選擇礦井通風(fēng)設(shè)備，礦井通風(fēng)費(fèi)用計(jì)算等主要內(nèi)容。日產(chǎn)量 A＝125693％＝2）采區(qū)日生產(chǎn)能力計(jì)算公式： AB＝K 1K2ZA (32)式中：A B——采區(qū)生產(chǎn)能力；K1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，只有一個(gè)工作面，取 1；K2——采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取 ；ZA——采區(qū)內(nèi)同采工作面日產(chǎn)量之和；故 AB＝＝華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 其中掘進(jìn)出煤率為年產(chǎn)量的 10%本礦井兩翼布置，單面開采，同采工作面只有一個(gè)，因而本礦井的生產(chǎn)能力由該采區(qū)生產(chǎn)能力決定。1—軌道上山；2—運(yùn)輸上山；3—回風(fēng)上山優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車方便，搬道岔工程量?。蝗秉c(diǎn)：推車勞動(dòng)量大，易磨損鋼絲繩，人員來往困難，工程量大。圖 33 采區(qū)上部車場(chǎng)1—回風(fēng)大巷；2—回風(fēng)上山；3—軌道上山；4—區(qū)段回風(fēng)平巷；5—絞車房?jī)?yōu)點(diǎn)：車輛運(yùn)輸順當(dāng)，調(diào)車方便，回風(fēng)巷短，通過能力大；缺點(diǎn)：車場(chǎng)巷道斷面積大。本礦井每年工作日為 330 天，回采工作面循環(huán)工作組織為“三八”工作制度，即把每晝夜為三班，兩班生產(chǎn)一班檢修，每班工作時(shí)間為八小時(shí)，日進(jìn)十刀每刀 的作業(yè)方式。華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 采煤機(jī)的主要特征如下：（1）MG375GW采高：～；煤層傾角：〈35176。6）采煤機(jī)選擇華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 ；工作阻力：3600kN；初撐力：2608kN；外形尺寸：547014302500（長 寬高，單位：mm）操作方式：鄰架；（2）ZY300012/28支撐高度：～；適用條件：煤層厚度 ～，煤層傾角〈25176。3）采場(chǎng)支護(hù)方式由于是綜合機(jī)械化采煤，故采場(chǎng)支護(hù)方式選用掩護(hù)式液壓支架，支架型號(hào)見下表 31 采煤機(jī)與液壓支架型號(hào)表。之間，頂?shù)装寰鶎僦械葓?jiān)硬巖石，較易管理，加之井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，適合于機(jī)械化集中開采。3029盡頭式井底車場(chǎng)：與梭式井底車場(chǎng)的線路布置基本相似。環(huán)行立式井底車場(chǎng)的主副井儲(chǔ)車線垂直于運(yùn)輸大巷或石門?，F(xiàn)分別敘述如下：華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 它擔(dān)負(fù)著礦井煤、矸石、物料、設(shè)備、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)，并為礦井的通風(fēng)、排水、供電服務(wù)，是連接井下運(yùn)輸和井筒提升的樞紐。根據(jù)公式（231 ）：H 0=h0+h2式中 H0—巷道的凈高度（指除去支護(hù)厚度后，可能利用的最大空間高度） ，按設(shè)計(jì)規(guī)定，運(yùn)輸巷道的凈高度不小于 1900mm； h0—為拱的高度； h2—為巷道的墻高。3）巷道的凈斷面積根據(jù)公式：S 凈 =h（a+b） /2 （26）計(jì)算出梯形的凈斷面積 S 凈 =h（a+b）/2 =（+ ）/2 =178。其斷面形狀如圖 22 區(qū)段進(jìn)回風(fēng)巷斷面形狀所示。2）巷道的高度和寬度根據(jù)公式（24）：H 0=h0+h2 計(jì)算式中：H 0—巷道的凈高度（指除去支護(hù)厚度后，可能利用的最大空間高度） ，按設(shè)計(jì)規(guī)定，運(yùn)輸巷道的凈高度不小于 1900mm；h0—為拱的高度；h2—巷道的墻高。2）巷道的高度和寬度：利用公式（24）計(jì)算，取 h0為 ，h 2為 ，則 H0為 ；由于巷道為半圓拱形，拱高 h0=，則寬度 B=。取 h0 為 ，h 2 為 ，則 H0 為 ；由于巷道為半圓拱形，拱高h(yuǎn)0=，則寬度 B=。2）巷道選型根據(jù)礦井產(chǎn)量和地質(zhì)條件仍選巷道斷面形狀為半圓拱形，支護(hù)方式為噴漿支護(hù)，其斷面圖如圖 21。（3）大巷布置在巖石中，不受煤層起伏及走向變化的影響，可按開采技術(shù)要求直線掘進(jìn)，易于掌握工程質(zhì)量，便于采用大型運(yùn)輸設(shè)備，特別是皮帶運(yùn)輸。2322華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 副井凈直徑 6m，安裝金屬罐道、罐道梁、行人梯子間。副井提升能力 噸/次③風(fēng)井?dāng)嗝婷娣e、提升能力與副井相同（3）井筒裝備主井凈直徑 5m，安裝金屬罐道、罐道梁、一對(duì) 10m179。②井筒位置為了使井下各翼儲(chǔ)量分布均衡，減少運(yùn)輸費(fèi)用和通風(fēng)阻力， 將主副井筒布置在井田中央。4）主、副井及風(fēng)井設(shè)計(jì)華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 這些方式的選擇主要取決于煤層傾角和煤層層間距離。為了盡量減少開拓工程量，改善開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通常根據(jù)煤種、煤質(zhì)、厚度及層間距等因素，按照開采技術(shù)的要求，將煤層群劃分為若干煤層組。而對(duì)于采區(qū)內(nèi)部來說，一般都采用后退式，即所謂采區(qū)前進(jìn)式、區(qū)內(nèi)后退式。19而當(dāng)在近水平煤層開采時(shí)，上、下行開采均可以。2）煤層開采順序（1）沿煤層傾斜方向的開采順序沿煤層傾斜方向，一般是自上而下按階段依次進(jìn)行回采，稱為下行開采順序。根據(jù)本礦的地質(zhì)等條件，正對(duì)選定的工業(yè)場(chǎng)地，和既有的井下工程設(shè)施，結(jié)合礦井的建設(shè)規(guī)模、煤層賦存條件、井筒提升方式和建設(shè)投資等因素，采用立井兩水平分區(qū)是開拓方式，即：全井田采用主立井、副立井、回風(fēng)立井多水平分區(qū)式開拓。如用華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 由于井田走向較長，故每個(gè)階段又可劃分為若干采區(qū)，根據(jù)井田范圍，初步設(shè)計(jì)每個(gè)階段為四個(gè)采區(qū)，除去工業(yè)廣場(chǎng)和井田邊界固定煤柱，則單向開采的采區(qū)走向長度為 800m，雙向開采為 1600m，傾斜長 924m。由于井田斜長較大，傾角在 8176。=924m，所以階段斜長為924m?，F(xiàn)對(duì)本井田進(jìn)行再劃分：由于井田走向長 ，傾斜長 ，又煤層傾角約為在 8176。由于本礦井的傾角是 8176。故本井田不采用單水平開拓。③單水平開拓用一個(gè)開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個(gè)階段，水平以上稱為上山階段，水平以下稱為下山階段。一般研究和討論的水平主要是指開采水平。階段的傾斜長度由階段的垂直高度決定，一般可以走一百米到一千米以上。用系數(shù) K 取 ，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A：A=Zk/（T K）=( 50)= 萬 t/a；根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 90 萬 t/a，計(jì)算服務(wù)年限：T=Zk/(AK)=(90)=通過上述計(jì)算，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 90 萬 t/a 時(shí)，服務(wù)年限T=50a 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，因此設(shè)計(jì)本礦井產(chǎn)量為 90萬 t/a。按大型礦井服務(wù)年限下限要求 [2]，T 取 60 年，儲(chǔ)量備用系數(shù) K 取 ，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A：A=Zk/（T K） [1]=(60)= 萬 t/a；可見，不能保證大型礦井的產(chǎn)量，設(shè)計(jì)為大型礦井不合理。當(dāng)?shù)V井儲(chǔ)量一定時(shí)，井型增加，投資增加，噸煤投資成本增加。所以，建設(shè)投資較高。為了提高資源的回收率，減少煤炭損失，國家規(guī)定采區(qū)回采率一般不應(yīng)小于以下數(shù)值：厚煤層：75%；中厚煤：80%；薄煤層：85%所以，礦井可采儲(chǔ)量可進(jìn)行如下計(jì)算：固定煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的 5%計(jì)算，本礦井可采的 5 號(hào)煤層均屬中厚煤層，采區(qū)回采率取 80%，故有：P=Zg5%= 萬 t；Zk=（ZgP）C =（）80 %= 萬 t各煤層儲(chǔ)量見下表 21表 21 儲(chǔ)量分配表煤層編號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 （A+ B+C） 固定煤柱損失 可采儲(chǔ)量萬單位 萬 t 萬 t 萬 t2 4860 243 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 經(jīng)實(shí)測(cè)取 179。 井田再劃分 井田邊界礦井井田范圍：井田東西走向長 ，南北傾斜寬 ，井田面積 178。華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書 煤塵爆炸指數(shù)為％～％。/t，絕對(duì)涌出量為 25m179。直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀結(jié)核及黃鐵礦聚集體，含海相動(dòng)物化石(在西翼曾采到完整的動(dòng)物介殼化石)層厚 ～，平均 。老頂：灰白色中砂巖，夾粉砂巖，厚層狀；巖石成分為石英及泥質(zhì)巖屑，次為暗色燧石，并含有紫紅色的礦物細(xì)粒；膠結(jié)物為高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，占 30％