【正文】 3．放炮時(shí)必須攜帶沼氣測(cè)量?jī)x。其個(gè)體特性曲線如下圖：圖73 扇風(fēng)機(jī)特性曲線容易時(shí)期和困難時(shí)期的工作點(diǎn)風(fēng)量（m3/s）全壓（mm H2O）效率（％）安裝角（176。對(duì)抽出式通風(fēng)，分別求出兩個(gè)時(shí)期的扇風(fēng)機(jī)靜壓：容易時(shí)期： 式中：——通風(fēng)容易時(shí)期幫助主扇風(fēng)壓工作的礦井自然風(fēng)壓，Pa。如果礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，則只計(jì)算頭15－25a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的巷道通風(fēng)總阻力。/min風(fēng)速m/s校核1副井＜8m/s，滿足要求2風(fēng)井＜8m/s，滿足要求3運(yùn)輸大巷＜8m/s，滿足要求4采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)＜8m/s，滿足要求5軌道上山＜8m/s，滿足要求6采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)＜8m/s，滿足要求7工作面進(jìn)風(fēng)巷＜4m/S，滿足要求8工作面1728＜4m/s，滿足要求9工作面回風(fēng)巷＜4m/s，滿足要求10回風(fēng)大巷＜4m/s，滿足要求表75 困難時(shí)期巷道風(fēng)速驗(yàn)算1副井＜8m/s，滿足要求2風(fēng)井＜8m/s，滿足要求3運(yùn)輸大巷＜8m/s，滿足要求4采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)＜8m/s，滿足要求5軌道上山＜8m/s，滿足要求6采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)＜8m/s，滿足要求7工作面進(jìn)風(fēng)巷＜4m/S，滿足要求8工作面1728＜4m/s，滿足要求9工作面回風(fēng)巷＜4m/s，滿足要求10回風(fēng)大巷＜4m/s，滿足要求 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算在扇風(fēng)機(jī)整個(gè)服務(wù)年限內(nèi)，礦井通風(fēng)總阻力隨著開(kāi)采深度的增加和走向范圍的擴(kuò)大以及產(chǎn)量提高而增加，為了扇風(fēng)機(jī)處于整個(gè)服務(wù)年限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在選擇扇風(fēng)機(jī)時(shí)必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對(duì)應(yīng)于扇風(fēng)機(jī)服務(wù)年限 內(nèi)通風(fēng)最困難時(shí)期礦井總阻力，后者對(duì)應(yīng)于通風(fēng)量最容易時(shí)期的礦井總阻力，同時(shí)還考慮到自然風(fēng)壓的作用。 采用壓入式或中央并列式通風(fēng)時(shí)，可取 ～；采用中央分列式或 混合式通風(fēng)時(shí)，可取 ～；采用對(duì)角式或分區(qū)式通風(fēng)時(shí)，可取 ～。 ΣQht =2200=400 m3/min 硐室需風(fēng)量計(jì)算 各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室進(jìn)行計(jì)算： 采區(qū)變電所及變電硐室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量： Qri= 60~80m3 /min 采區(qū)絞車(chē)房和采區(qū)變電所需風(fēng)量均取 80 m3/min。 2）、局部通風(fēng)機(jī)選型 確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù) Qa =PqQh 式中 Qa風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量，m3/min； Qh掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3/min； Pq風(fēng)筒的漏風(fēng)系數(shù)。 Qghi ＝100 ＝ 75 m3/min 兩條煤巷掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量 Qht = 752 = 150 m3/min Qghi＝4Nhi Nhi ——第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)。 1. 按瓦斯涌出量算 Qhi＝100QghiKghi 式中 Qhi —— 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3/min； Qghi —— 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min； Kghi —— 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)， 一般可取 ~。 （2） 壓入式通風(fēng)，風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程較大，可以防止瓦斯層狀積 聚，散熱效果好，然而，抽出式通風(fēng)有效吸程小，排污風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)、速度慢。掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井總風(fēng)壓和利用局部動(dòng)力設(shè)備兩種方法。 5． 掘進(jìn)巷道采用混合式通風(fēng)，必須采用局部通風(fēng)機(jī)，不得采用風(fēng)幛通風(fēng)。 局部通風(fēng)機(jī)或濕式除塵器的吸入風(fēng)量必須小于供給該處的風(fēng)量，以免產(chǎn)生循 環(huán)風(fēng)。經(jīng)驗(yàn)算：240≤1728≤3840，符合要求。 Sw ——采煤工作面有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂時(shí)有效斷面 的平均值，m2； 根據(jù)所選支架型號(hào)和采煤面支撐高度確定采煤工作面有效通風(fēng)斷 面為： Sw = = 16 m2采煤工作面長(zhǎng)度/M工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)＜15158080120120150150180＞180工作面的長(zhǎng)度系數(shù)，可按表選取。調(diào)節(jié)風(fēng)窗：增加風(fēng)阻 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 采區(qū)風(fēng)量因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)礦井兩個(gè)生產(chǎn)工作面，為機(jī)采工作面，工作面瓦斯相對(duì)涌出量 ,工作面瓦斯絕對(duì)涌出量 5m3/min。工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)所產(chǎn)生的活風(fēng)壓與工作面的通風(fēng)壓力作用方向一致，瓦斯?jié)舛炔粫?huì)增加，因此著火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性小。 煤層傾角平均 30176。煤層本身具有自然發(fā)火危險(xiǎn)，前進(jìn)式通風(fēng)使自然發(fā)火更加容易， 增加通風(fēng)管理難度， 故考慮采用后退式回采順序。 工作面通風(fēng)方式的選擇 工作面通風(fēng)有上行風(fēng)和下行風(fēng)之分，兩種通風(fēng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下是 上行通風(fēng)和下行通風(fēng)兩種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較： 1）上行風(fēng)風(fēng)速小時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚，下行風(fēng)時(shí)， 沼氣和空氣混合能力大，不易出現(xiàn)分層和局部積聚； 2）上行風(fēng)流動(dòng)途中瓦斯被帶入工作面，工作面瓦斯?jié)舛却?，下行風(fēng)流 動(dòng)途中瓦斯被帶入回風(fēng)巷，工作面瓦斯?jié)舛刃。?3）上行風(fēng)須把風(fēng)流引導(dǎo)到最低水平，然后上行，路線長(zhǎng)，風(fēng)流被地溫 加熱程度大，且運(yùn)輸設(shè)備發(fā)熱量也加入，故工作面溫度高； 4）上行風(fēng)上隅角瓦斯?jié)舛瘸３?，限制了生產(chǎn)能力； 5）下行風(fēng)運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷運(yùn)轉(zhuǎn)安全性差； 6）下行風(fēng)比上行風(fēng)所需的機(jī)械風(fēng)壓大，因?yàn)橐朔匀伙L(fēng)壓，且一旦 停風(fēng)機(jī)，工作面風(fēng)向逆轉(zhuǎn)； 7）下行風(fēng)工作面若有火源，產(chǎn)生火風(fēng)壓與機(jī)械風(fēng)壓相反，會(huì)使工作面風(fēng)量減少，甚至反風(fēng)，導(dǎo)致瓦斯?jié)舛壬仙氏滦酗L(fēng)在起火地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)大。 方案二：輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng) 軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影 響，軌道上山的絞車(chē)房易于通風(fēng)；變電所設(shè)在兩上山之間，其回風(fēng)口設(shè) 置調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間的風(fēng)壓差通風(fēng)。 ⑶采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過(guò)采空區(qū)和冒落 區(qū)。礦井年產(chǎn)量 90萬(wàn)t，為中型礦井，煤層傾角不等，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，煤塵具有爆炸性，瓦斯涌出量小，礦井風(fēng)量較大，為實(shí)現(xiàn)盡快采煤和保證安全起見(jiàn)，根據(jù)以上分析，確定前期技術(shù)可行的方案為：中央分列式通風(fēng)。2．采區(qū)通風(fēng)的基本要求： 1）回采面和掘進(jìn)面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，不能串聯(lián)； 2）工作面盡量避免位于角聯(lián)分支上，要保證工作面風(fēng)向穩(wěn)定； 3）煤層傾角大于 12176。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的概述及要求采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)回風(fēng)和工 作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備 和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。 抽出式： 主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)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)。用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回 風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。 煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種。每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一個(gè) 采區(qū)，都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。下面對(duì)這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件比較根據(jù)礦井的煤層地址情況，開(kāi)拓方式，及開(kāi)采方法設(shè)計(jì)三個(gè)井筒，即主井，副井，回風(fēng)井，提出本礦井前25年左右的礦井通風(fēng)方案為：中央分列式，中央并列式方案 1：中央分列式：進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央 方案 2：中央并列式：無(wú)論沿井田走向或傾斜方向，進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井均位于井田的中央，布置在同一工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。煤層和工作面的開(kāi)采順序和接替順序本井田主采煤層為B B3煤層，采用上山布置，進(jìn)風(fēng)平巷和回風(fēng)平巷采用沿空掘巷，采區(qū)內(nèi)采用留置保護(hù)煤柱保護(hù)上下山開(kāi)采，開(kāi)采順序如下圖4—6所示，它的接替順序?yàn)椋?，2，3，4，5，6……圖46 工作面接替順序風(fēng)流系統(tǒng)為：副井→井底車(chē)場(chǎng)→大巷→軌道上山和運(yùn)輸上山→工作面運(yùn)輸平巷→綜采工作面→工作面軌道平巷→回風(fēng)上山→風(fēng)井運(yùn)煤系統(tǒng)為：綜采工作面→工作面運(yùn)輸平巷→運(yùn)輸上山→溜煤眼→大巷→井底煤倉(cāng)→主井運(yùn)料系統(tǒng)為：副井→井底車(chē)場(chǎng)→大巷→軌道上山→工作面軌道平巷→綜采工作面運(yùn)矸系統(tǒng)為：綜采工作面→工作面軌道平巷→軌道上山→大巷→井底車(chē)場(chǎng)→副井排水系統(tǒng)為：工作面污水→軌道上山→大巷→井下中央泵房→地面供電系統(tǒng)為：高壓電纜由井底中央變電所→大巷→經(jīng)采區(qū)變電所降壓→回采和掘進(jìn)工作面的配電點(diǎn)及輸送機(jī)，絞車(chē)等用電地點(diǎn)供水系統(tǒng)為：由地面儲(chǔ)水池→專用管道→采區(qū)用水地點(diǎn)（用于防塵噴霧）7 礦井通風(fēng)及安全 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)合理等總原則。開(kāi)拓巷道都布置為巖石上山（軌道上山，運(yùn)輸上山），軌道上山主要用于進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料、運(yùn)矸和行人，運(yùn)輸上山主要用于運(yùn)煤。采區(qū)內(nèi)的開(kāi)采采用后退式開(kāi)采，通風(fēng)方式采用U型通風(fēng)方式。完成這三個(gè)工序即為完成一個(gè)循環(huán)。（2）工作面支護(hù)采用追機(jī)移架的方式對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)。然后將運(yùn)輸機(jī)移直(見(jiàn)圖（b）)；再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下位置，重新返回割煤至運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭處(見(jiàn)圖（c）)；將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤(見(jiàn)圖（d）)。根據(jù)采煤機(jī)能力確定工作面長(zhǎng)度L≤ QK N Brc式中：Q ——采煤機(jī)日生產(chǎn)能力 Q=日采煤作業(yè)時(shí)間60VmaxMBγ Q=16604=52416t K ——開(kāi)機(jī)率，即循環(huán)率 N ——日進(jìn)刀數(shù)4刀B——采煤機(jī)截深，0. 8m M ——采高，4m r ——煤的容重 179。根據(jù)實(shí)際情況及設(shè)備能力已經(jīng)確定工作面長(zhǎng)度為180m。各煤層具線理狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，層 狀構(gòu)造普遍發(fā)育。－50 176。B3煤層底板該煤層底板為粉砂巖， MPa, MPa, MPa, ,屬軟弱強(qiáng)度的巖石B2煤層頂板.該煤層頂板為粉砂巖，巖石破碎有支護(hù)，穩(wěn)定性差， MPa, , MPa, ,屬軟弱強(qiáng)度的巖石。井下揭露含煤段厚度12米，共含煤2層，其中可采煤層2層。煤層傾角8－15176。布置層位運(yùn)輸大巷基本上沿B3煤層底板間距大于30m處布置，軌道大巷道坡度一般為千分之三。/2 C1=C+A139。 井底車(chē)場(chǎng)鋪軌副井井底車(chē)場(chǎng)擔(dān)負(fù)全礦輔助運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)量較小，所運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備不 可拆件重量大， 為此確定井底車(chē)場(chǎng)鋪軌采用 30 Kg/m 軌型， 鋼筋混凝土軌枕， 軌距為 600 mm。 采區(qū)硐室絞車(chē)房：設(shè)在軌道上山上部車(chē)場(chǎng)，用于提升。然后，調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)摘鉤，架線電機(jī)車(chē)重新?tīng)恳熊?chē)駛向采區(qū) 主排水泵房及水倉(cāng)主排水泵房布置6臺(tái)，其中工作兩臺(tái)備用2臺(tái)，檢修2臺(tái).礦井正常涌水量80立方米/小時(shí)，最大涌水量160立方米/小時(shí)。參考煤礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一列車(chē)一般為20輛礦車(chē)。為了保證礦井生產(chǎn)及安全的需要一般井底車(chē)場(chǎng)設(shè)有各個(gè)硐室?；仫L(fēng)立井：凈直徑為6m，井筒垂深560m采用混凝土澆筑支護(hù)形式，支護(hù)厚度為500mm，裝備行人梯子間，做礦井的專用回風(fēng)井和安全出口。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間。 根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，新建礦井采區(qū)開(kāi)采順序必須遵循先近后遠(yuǎn)，逐步向井 田邊界擴(kuò)展的前進(jìn)式開(kāi)采。 煤層群的分組 煤層群分組根據(jù)井田地質(zhì)情況，煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度在12m 左右，井田走向長(zhǎng)度 ，井田內(nèi)地層呈向南西方向傾斜的單斜構(gòu)造。所以采區(qū)走向長(zhǎng)度設(shè)為1500米。根據(jù)我組設(shè)計(jì)的礦區(qū)煤層賦存條件，生產(chǎn)技術(shù)和水平接替等因素綜合考慮確定我礦區(qū)開(kāi)采水平高度為732米。凈斷面積/㎡ 該設(shè)計(jì)采用三個(gè)井筒的井田開(kāi)拓方式：主井、副井、風(fēng)井，通風(fēng)方式為中央分列式通風(fēng)。風(fēng)井井口位置的布置在井田上部東，西各一個(gè)。因此，提出以下三個(gè)方案：方案一：立井兩水平，一水平+732m，二水平+914m，直接延深方案二：立井兩水平，一水平+732m，二水平+914m，暗斜井延深兩種開(kāi)拓方案的開(kāi)拓示意圖見(jiàn)圖3—1所表示。 本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對(duì)井筒的開(kāi)鑿將不會(huì)造成 影響。太長(zhǎng)的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開(kāi)拓也是不可行的。本井田地勢(shì)比較平緩，高 低地的最大高差也不過(guò)幾十米，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開(kāi)拓對(duì)于本井田來(lái)說(shuō)是沒(méi)有可行性的。井筒選擇應(yīng)綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本，并結(jié)合開(kāi)拓的具體條件選擇井筒。 3)建井及外運(yùn)條件 本井田內(nèi)良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條 件。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭?jī)?chǔ)量及質(zhì)量、 煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場(chǎng)銷售量等許多因素有關(guān)。 a 斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 20m 的保護(hù)煤柱，井田境界煤柱損失 井田境界留設(shè) 30m 的邊界煤柱，井田境界煤柱：井田境界面積297967萬(wàn)平方米煤柱損失：29796712cos10=工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱：工業(yè)廣場(chǎng)面積：300400=120000平方米損失煤柱：12000012cos10=采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失：井筒保護(hù)煤柱：278萬(wàn)噸運(yùn)輸大巷保護(hù)煤柱：煤柱損失：++278+=礦井采區(qū)回采率，應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于 75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于 80 ﹪；薄煤層不應(yīng)小于 85﹪。 根據(jù)