【正文】 其適用條件和優(yōu)缺點如下： 采煤工作面通風方式示意圖如下： （ 1）“ U”型通風系統(tǒng)：工作面采用后退式回采，上、下順槽在煤體中維護，漏風量小。 工作面下行通風，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。 2）下 行通風，在沒有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險、傾角小于 12176。 （ 2）風流方向與運煤方向相反，引起煤塵飛揚，增加了回采工作面的進風流中煤塵濃度；同時，煤炭在運輸中放出的瓦斯又隨風流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛?。的回采工作面，都應采用上行通風。 確定采煤工作面的通風方式 按采煤工作面的回風方向，可分為上行通風和下行通風。 適宜于采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風量大，瓦斯涌出量大，上下階段同時生產(chǎn)等的礦井。具體可分為以下三種情況，各自的適用條件及優(yōu)缺點如下： 軌道上山回風，運輸上山送風 1）輸送機上山送風，其風流與運煤路線相同而方向相反，所以風門較少，比較容易控制風流； 2）由于風流方向與運煤方向相反，風流與煤的相對速度增加，造成大量的煤塵飛揚；同時，煤在運輸過程中不斷有瓦斯涌出，使進風井中的煤與瓦斯?jié)舛壬撸? 3）輸送機上山 電器設備散熱，使進風流溫度生高； 4）軌道上山下部車場需安設風門，不易管理。由于本井田范圍大，在后期開采中宜采用中央分列式。 表 4－ 3 通風電費表 項目 方案 方案一 方案二 年耗電費（萬 kw） 維修費（萬元） 總計（萬元） 212 4）通風費用總計比較 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 44 頁 我們把通風巷道工程量及維護費用、通風設備費用和通風電費求和，分別得到兩種方案的總費用，如下： 表 4－ 4 通風費用總表 項目 方案 方案一 方案二 掘進費用（萬元） 231 維護費用（萬元） 1 5 設備費（萬元） 630 電費（萬元） 212 總計（萬元） 由以上經(jīng)濟比較得知，方案一較方案二更經(jīng)濟。風峒、擴散器等輔助設施及風機房的建設費用為 30 萬元。 方案二：中央分列式通風選用扇風機作主扇，每臺風機配一臺異步電動機，共需兩套，一套工作，一套備用。從安全角度考慮需要一套風機和電動機備用。 本礦屬低瓦斯礦井，考慮到設計礦井 范圍大，井型大，為了快出煤，減少初期投資，節(jié)省風井工業(yè)場地，壓煤少，按照開拓設計方案，確定本礦通風方式為：中央并列式通風。 采用分區(qū)對角式通風要多掘風井，由于本礦埋藏深，在技術、經(jīng)濟上均不合理。 結合本礦井地質(zhì)條件：若采用中央分列式通風，需把風井布置在一翼，另一翼通風線路太長，通風阻力太大，沿通風線路漏風大，并且所選用風機及配套電動機功率較大，經(jīng)濟上不合理。 （ 4） 分區(qū)對角式 優(yōu)缺點：各分區(qū)有獨立的通風路線，互相不影響而且通風阻 力小，建井工期短，安全生產(chǎn)好，分區(qū)風井多，占場地多，通風機管理分散。 （ 3） 兩翼對角式 優(yōu)缺點：由于風流路線較短，阻力和漏風小，所以各采區(qū)風阻較穩(wěn)定；礦井總風壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；但它的初期投資較大，管理相對分散，發(fā)生事故時反風較困難。工業(yè)廣 場沒有噪音和污風的污染，回風井系統(tǒng)設備防塵管理比較方便。 適用條件：新建礦井，煤層傾角大，埋藏深度走向長度一般小于 4km，瓦斯、自然發(fā)火不嚴重的礦井。綜上所說，這些通風方式的進中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 42 頁 風井都在井田走向的中央。 礦井通風類型的確定 根據(jù)進回風井的相對位置，井筒的數(shù)量和巷道的布置特點，礦井通風方式分為中央式、對角式和混合式三類。 礦井通風系統(tǒng)的基本要求 選擇任何通風系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠、技術經(jīng)濟、指標合理的原則。煤質(zhì)穩(wěn)定 ，硬度中硬，普氏硬度為 2～ 3，平均容重為 ，塊質(zhì)隨變質(zhì)程度而增。 本設計礦井井型為 600 萬 t/a，服務年限為 年。 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 39 頁 圖3 2 輔 助運輸順槽斷面 表 3— 2 輔助順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 40 頁 圖3 2 膠 帶輸送機順槽斷面 表 3— 3 運輸順槽斷面特征 圍巖類別 斷面 m2 掘進尺寸 m 錨桿 mm 凈周長 m 凈 掘 寬 高 排列方式 排距 間距 錨深 直徑 煤 3 矩形 750 800 2200 22 中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 41 頁 4 礦井通風 礦井通風系統(tǒng)選擇 礦井概況 晉陽 井田總面積 68km2，地勢東高西低，地處平原，自然坡度為 %，地勢平緩，地面標高 +～ +，井田走向長 8km，傾斜方向長度 。膠帶輸送機順槽用作回風、煤炭運輸，在其內(nèi)遠離工作面?zhèn)炔贾媚z帶輸送機。的坡度過斷層施工。22 2200mm 的螺紋鋼樹脂錨桿。 （ 2）工作面膠帶運輸順槽 膠帶運輸順槽在實體煤中掘進，采用矩形 斷面，凈寬凈高 =，凈斷面 。在頂板破碎及過斷層區(qū)段，采用打錨索或架棚加強支護。沿煤層底板掘進，如遇斷層時，輔順按不大于 8176。采用錨網(wǎng)支護，錨桿間排距為 800 800mm，錨桿為248。這一煤柱可在大巷報廢前將 其采出。 工作面軌道順槽和運輸順槽雖然采用沿空掘巷，但是為了在掘進時不受采空區(qū)積水和冒落的頂板的影響，應留 5m 的小煤柱。為滿足綜放工作面生產(chǎn)運料和通風的要求，上下順槽的斷面積設計為。 沿空掘巷雖然不能減少順槽的數(shù)目 ，但是可以保留煤柱，為此減少了煤炭損失，減少了順槽之間的聯(lián)絡巷道，減少了巷道維護工程量，甚至基本上不用維修，對巷道支護要求也不太嚴格，易于推廣。 帶區(qū)巷道布置依據(jù)及要求： （ 1）依據(jù)：地質(zhì)條件；設計資料，如年產(chǎn)量，開拓方式等；符合生產(chǎn)設計規(guī)范，并技術裝備滿足要求。垂直頂?shù)装逯巍? （ 10）工作面支架中心保持 1500mm 支架歪斜不大于 5176。移架與采煤機后滾筒的距離一般不超過 10m，防止長時間空頂，如果出現(xiàn)液壓支架故障，可以采取插花移架的方式。 （ 7）工作面停采時要編制停采措施，加強頂板管理。及時采取措施防止冒頂。 （ 4）工作面基本頂初次來壓和周期來壓期間，應加強來壓的 預測工作，由礦壓部門在軌道、運輸順槽掛牌標明來壓位置。液壓系統(tǒng)壓力不足時，要及時停機，查明原因，處理好再移架支護。 支護要求： （ 1）工作面應達到動態(tài)的質(zhì)量標準化要求，確?！叭薄⒁黄?、二暢通”的質(zhì)量要求。 本工作面采空區(qū)采用全部跨落法管理頂板。 運煤路線：煤機割煤（支架放煤） →前、 后刮板輸送機→轉載機→破碎機→兩部順槽膠帶輸送機→東部膠帶輸送機→井底煤倉→主井裝載皮帶→主井至地面煤倉 5）工作面支護和頂板管理 工作面用液壓支架支護，中間支架型號為 ZFS6200/18/35，端頭支架型 號為 ZTF6500/19/32，支架高度在 1800— 3500mm，支架寬度 1410— 1580mm。尾梁、插板完成大塊煤的破碎并通過上下擺動破壞掩護梁上方由大塊煤形成的臨時拱式結構。 割完三角煤以 后，將兩個滾筒的上下位置調(diào)換，采煤機空機返回，進入中國礦業(yè)大學 成人教育學院 通風與安全專業(yè) 畢業(yè)設計 第 36 頁 正常割煤狀態(tài)。按要求推移刮板輸送機至平直狀態(tài)。 3）采煤機進刀 端頭自開缺口斜切進刀，進刀長度為 30m，進刀深度為 。 日推進度為： 8=（ m/d） 年推進度為： 300=1920（ m/a） 2）工作面落煤 工作面采用走向沿 底開低位放頂煤一次采全高的綜合機械化開采方法，管理頂板采用全部跨落法。 由上式可得： A=L V M B γ C =190 8 =10584t 考慮到帶區(qū)影響系數(shù)，本礦取 則工作面年實際出煤量為： A=10584 300 2 =6032880t 在回采同時，還有掘進出煤，在此取掘進出煤量為工作面產(chǎn)量的 2%。推進方向由工作面向大巷回采。噸煤成本一般可降低 8～ 10元?；夭晒ばЭ商岣?2— 5 倍。 采煤方法 參照國內(nèi)外類似煤層的開采方法，特別是鄰近的晉陽 礦區(qū)成熟的經(jīng)驗，對 3厚煤層的開采采用綜采放頂煤采煤法。各煤層均含有煤塵爆炸危險性，并有自燃發(fā)火傾向。屬于近水平煤層?！?9176。外表呈黑色及鋼灰色，玻璃光澤及似金屬光澤，比重及硬度較大，普氏硬度為2～ 3，平均容重為 ，塊質(zhì)隨變質(zhì)程 度而增。 本礦帶區(qū)采出率經(jīng)計算為 %，滿足規(guī)范上帶區(qū)采出率要求。 帶區(qū)生產(chǎn)能力按下式計算： A 區(qū) = K1 K2 n A0 （ 3— 2） 式中： K1—— 工作面不均衡系數(shù)，帶區(qū)內(nèi)兩工作面同采，取 ； K2—— 帶區(qū)內(nèi)掘進出煤系數(shù)，取 ； N—— 帶區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn) 帶的工作面?zhèn)€數(shù)，取 1。雙向割煤，往返一次割兩刀，每刀進尺 。 帶區(qū)生產(chǎn)能力和采出率 由于本礦井型較大，故采用兩個帶區(qū)兩個工作面回采，只要每個帶區(qū)達到 300 萬 t/年即可，工作面布置為綜放面。 掘進通風方式分為壓入式、抽出式和混合式。錨索采用錨桿鉆機打孔和安裝。用煤電鉆式 YJ— 24 型風鉆打幫部錨桿孔。 風流線路為：副井→井底車場→輔助運輸大巷→輔助運輸順槽→工作面→運煤順槽→回風斜巷→回風大巷→東部風井 運煤系統(tǒng)為：工作面→運煤順槽→膠帶運輸大巷→井底煤倉→主井 運料系統(tǒng)為：副井→材料換裝硐室→輔助運輸大巷→輔助運輸順槽→工作面 運矸系統(tǒng)為：出矸地點→輔助運輸順槽→輔助運輸大巷→矸石換裝硐室→副井→地面 帶區(qū)巷道掘進方法 施工方法 采用 MRH— S100 型綜掘機割煤，前期用 SB620 型刮板運輸機運輸，后期用 SJ— 800 型膠帶輸送機運輸。 帶區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采，通風方式采用 U 型通風方式。 生產(chǎn)系統(tǒng) 全礦井煤的運輸全部采用膠帶輸送機，實現(xiàn)連續(xù)化運輸。由于采空區(qū)上覆巖層尚未跨落穩(wěn)定之前不能進行沿空掘巷，因此工作面接替采用跳采方式。開拓巷道布置三條大巷，即輔助運輸大巷，膠帶運輸大巷和回風大巷，帶區(qū)工作面的兩個順槽直接和大巷相連，其中工作面輔助順槽和輔助運輸大巷相連，且通過斜巷與回風大巷相連，工作面膠帶運輸順槽 通過皮帶斜巷把煤輸送到帶區(qū)臨時煤倉，再經(jīng)皮帶運輸大巷運到井底車場。本設計為 600 萬 t的大型礦井，由于一個工作面不能滿足設計產(chǎn)量 的要求，結合本礦設計的需要和工作面產(chǎn)量及設備能力，故要設置兩個帶區(qū)兩個工作面同采，這樣一個工作面的長度定為 190m 即可滿足產(chǎn)量要求，且由影響工作面長度因素得知，190m 長既能滿足設備的要求也適合本礦煤層的賦存條件，所以確定帶區(qū)工作面長度為 190m。由于煤層較厚，采用綜采放頂煤采煤法。煤層頂?shù)装迩闆r見表 3— 1 表 3— 1 煤層頂?shù)装迩闆r表 頂、底板名稱 巖石名稱 厚度（ m） 巖性特征 老頂 中砂巖 — 灰綠 灰白色，泥硅質(zhì)膠結，厚狀、致密，堅硬，遇水易風化， f=810 直接頂 粉砂巖及粉 細砂巖 0— 灰 深灰色，較致密堅 硬，水平層理，含點狀黃鐵礦晶粒， f=46 直接底 鋁質(zhì)泥巖 — 淺灰色，具滑感，遇水易膨脹， 含植物化石碎片， f=46 老底 粉砂巖 — 淺灰 灰黑色，致密堅硬，水平層理，含黃鐵礦， f=68 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采煤方法及工作面長度 首采區(qū)煤層厚 ，傾角 7176。煤塵的頂板為深灰色粉砂巖及細砂巖，底板為黑色粉砂巖，較穩(wěn)定。主要含水層富水性較好。屬于近水平煤層。～ 9176。外表呈黑色及鋼灰色，玻璃光澤及似金屬光澤，比重及硬度較大，普氏硬度為2～ 3，平均容重為 ，塊質(zhì)隨變質(zhì)程度而增。 根據(jù)各采區(qū)工作面采煤能力的要求，運輸機運量配套適應，進行選型計算及電機功率選取匯總見表 2— 11 表 2— 11 鋼繩芯帶式輸送機選型表 名 稱 東部大巷 西部大巷 北部運輸巷（前期） 北部運輸巷（后期） 機長（ m） 1500 1910 540 234