【正文】 ； 其他地點： 5m3/s。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 163 風量分配 （ 1）按井筒分配 進風井筒： 主斜井 （ 凈斷面積 ） ： 50m3/s， 風速 ； 進風行人井 （ 凈斷面積 ） ： 70m3/s， 風速 ； 副斜井 （ 凈斷面積 ） ： 110m3/s， 風速 。 其它需風量計算 其它風量按（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 ）的 10%計取。S 掘 經(jīng)驗算，掘進工作面風量為 20m3/s 時，其 風速符合《煤礦安全規(guī)程》第一百零一條的規(guī)定。 ⑤ 驗算掘進工作面風速 根據(jù)《煤礦安 全規(guī)程》的規(guī)定，掘進工作面的風速應(yīng)滿足下式要求： N 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量， m3/min； 4 —— 每人每分鐘需風量， m3/min； N —— 掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取 15。 則 Q 掘 = 100 =② 按炸藥使用量計算 Q 掘 =（ Ajb ） /（ tc ） 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量 ， m3/min； Aj —— 掘進工作面一次爆破的最大炸藥用量， m3/min，取 5kg； B—— 每公斤炸藥爆破后生成的當量 CO 量， m3/kg，取 ； T—— 通風排煙時間， min，取 25； C— — 爆破并經(jīng)通風排煙后允許人員繼續(xù)回掘進工作面工作的 CO 濃度，?。ァ?S 掘 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 161 經(jīng)驗算，掘進工作面風量為 20m3/s 時，其風速符合《煤礦安全規(guī)程》第一百零一條的規(guī)定。 ⑤ 驗算掘進工作面風速 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，掘進工作面的風速應(yīng)滿足下式要求： N 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量， m3/min； 4 —— 每人每分鐘需風量， m3/min； N —— 掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取 15。 則 Q 掘 = 100 = ② 按炸藥使用量計算 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 160 Q 掘 =（ Ajb ） /（ tc ） 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量 ， m3/min； Aj —— 掘進工作面一次爆破的最大炸藥用量， m3/min，取 5kg； B—— 每公斤炸藥爆破后生成的當量 CO 量， m3/kg，取 ； T—— 通風排煙時間， min，取 25； C— — 爆破并經(jīng)通風排煙后允許人員繼續(xù)回掘進工作面工作的 CO 濃 度，?。?。 （ 1） 9 煤掘進工作面配風量計算 ① 按瓦斯涌出量計算 Q 掘 = 100q 掘 K d 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量 ， m3/min； q 掘 —— 掘進工作面瓦斯絕對涌出量 （風排量） ， 。 （ 4） 15 煤準備工作面風量計算 按 15 煤生產(chǎn)工作面風量的一半計算，即 。 根據(jù)以上計算，工作面需風量取 。 則： Q 采 =100= m3/min =段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 159 ② 按同時工作的最多人數(shù)計算 Ｑ 采 ＝ 4Ｎ＝ 450＝ 200 m3/min 式中 N—— 回采工作面同時工作的最多人數(shù)， 50 人 。因此，在本工作面回采的同時，其接替工作面應(yīng)同時進行預(yù)抽，方可滿足抽采設(shè)計要求的預(yù)抽期及預(yù)抽效果，故準備工作面需適當配風，其配風量按生產(chǎn)工作面配風量的一半計算，即 。 ④ 按風速驗算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面風量應(yīng)滿足： 15Sc≤Q 采 ≦ 240Sc 經(jīng)驗算，?。?采 ＝ 43 m3/s 符合要求。 回采工作面需風量計算 （ 1） 9 煤綜采工作面風量計算 ① 按瓦斯涌出量計算 Q 采 =100q 采 K 式中 q 采 —— 回采工作面瓦斯絕對涌出量 ， ； K—— 回采工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)， 綜采工作面 取 。K 礦通 式中 Q 礦需 —— 礦井需風量， m3/min； 4 —— 每人每分鐘需風量， m3/min； N —— 井下同時工作的最多人數(shù)，取 130 人； K 礦通 —— 礦井通風系數(shù)，取 。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，礦井所需風量按以下兩種方法分別計算，并取其中的最大值。 硐室通風：蓄電池機車充電室、爆炸材料 庫 、采區(qū)變電所等硐室采用獨立通風；其它硐室采用擴散通風，硐室長度不大于 6m。 三、采掘工作面及硐室通風 回采工作面通風：實行獨立通 風，利用礦井通風系統(tǒng)負壓通風。 在礦井生產(chǎn) 20 年時，在井田的深部潘溝村附近新打一立井，作為深部回風井。礦井 初期 布置 3 個 進 風井， 分 別為主斜井、副斜井和進風行人井， 布置2 個回風井 ， 分別為北風井和西風井。 礦井通風系統(tǒng)及通風網(wǎng)絡(luò)見圖 5－ 2－ 1～ 2。因此，推測本礦井隨著開采深度的增加，地溫不會發(fā)生異常。 瓦斯抽采前后涌出量預(yù)測對比 表 5－ 1－ 14 名稱 抽采前瓦斯涌出量（ m3/min） 抽采后瓦斯涌出量（ m3/min） 9煤 層 15煤層 9煤層 15煤層 回采工作面 掘進工作面 生產(chǎn)采區(qū) 全礦井 （二）地溫預(yù)測 根據(jù)鉆孔地溫簡易測試結(jié)果，本井田屬地溫正常區(qū)。 由于本次計算中煤層瓦 斯含量是按平均瓦斯含量來計算，在礦井淺部開采時，瓦斯含量會小于平均瓦斯含量，開采深部時瓦斯含量將大于平均瓦斯含量。 ③ 抽采負壓 根據(jù)鄰近礦井及其它礦井的瓦斯抽采經(jīng)驗，采煤工作面預(yù)抽的孔口負壓為 15kPa，掘進工作面抽采的孔口負壓為 7～ 10kPa，采空區(qū)瓦斯抽采的孔口負壓為 5kPa。 ② 抽采時間 從保證回采工作面的安全需要，結(jié)合礦井采掘計劃安排，設(shè)計 9 號煤綜采面預(yù)抽率為 35%，預(yù)抽時間為 ～ 年， 15 號煤綜采面預(yù)抽率為 40%，預(yù)抽時間為 1～ 2 年，預(yù)抽時間隨著煤 層瓦斯含量增加而增加。根據(jù)我國其他預(yù)抽瓦斯礦井實際抽采瓦斯情況的統(tǒng)計分析 ， 預(yù)抽 1 年的預(yù)抽率可達 25%，預(yù)抽兩年的預(yù)抽率可達 40%。因此，根據(jù)礦井的瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽采瓦斯的目的，結(jié)合抽采瓦斯方法的選擇原則，確定段王煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主、采空區(qū)抽采（裂隙帶 抽采）為輔，預(yù)抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法。 （ 3）抽采瓦斯方法選擇 段王煤礦主要開采 15煤層，從 《煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報告》、 預(yù)測的瓦斯涌出量構(gòu)成以及實測來看，其瓦斯來源主要為本煤層的瓦斯涌出。由于煤層屬于較難抽采煤層，因此在采取煤層預(yù)抽時，為了提高預(yù)抽效果，可以延長預(yù)抽時 間，增大鉆孔密度，以及采用交叉鉆孔進行瓦斯抽采。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 154 （ 2）瓦斯抽采的可行性 目前段王煤礦測得的 9號煤百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為 ? ＝ ，透氣性系數(shù)為 ?? m2/，此煤層為低透氣性煤層，屬于較難抽采煤層。 根據(jù)預(yù)測，當?shù)V井采至深部，產(chǎn)量達到 ，礦井絕對瓦斯涌出量將達 到 ，遠大于 40m3/min。 ③ 開采具有煤與瓦斯突出危險煤層。 瓦斯抽 采 （ 1）礦井抽采瓦斯的必要性 根據(jù)原煤炭工業(yè)部 1997 年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第 9 條規(guī)定，凡符合 下列情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，開展瓦斯抽放工作： ① 符合《煤礦安全規(guī)程》第 150 條的 (即一個采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min，或一個掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通風方法解決不合理的 )。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 153 礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果見表 5－ 1－ 13。 （ 4） 礦井瓦斯涌出量 預(yù)測 ??????? ni iAni iAiqkq1 01)0( 區(qū)井 式中： q 井 —— 礦井相對瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) i—— 第 i 個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量， m3/t； A0 i—— 第 i 個生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； K″—— 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 。 15煤層采區(qū)相對瓦斯涌出量 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 152 / m i )( 3???????區(qū)q 絕對瓦斯涌出量＝ 1740/1440=采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果見表 5－ 1－ 12。其計算公式為： 0)1q11 4 4 0(Ani ini iAiqkq???????? 掘采區(qū) 式中： q 區(qū) —— 生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量， m3/t； Ao —— 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t/d； q 采 i—— 第 i 回采工作面瓦斯涌出量， m3/t； Ai —— 第 i 回采工作面平均日產(chǎn)量， t/d； k′—— 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 ； q 掘 i—— 第 i 掘進面工作面瓦斯涌出量， m3/min。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 151 掘進工作面瓦斯涌出量預(yù)測一覽表 表 5－ 1－ 11 煤層 煤壁瓦斯 涌出量（ m3/min） 落煤瓦斯 涌出量（ m3/min） 絕對瓦斯 涌出量（ m3/min） 備注 9 綜掘 15 綜掘 （ 3） 采區(qū)瓦斯涌出量 預(yù)測 根據(jù)采區(qū)布置，在礦井產(chǎn)量 ，設(shè)兩個采區(qū)，每個采區(qū)配一個回采工作面，兩個掘進頭。 9煤綜掘工作面瓦斯涌出量 : q3= 602430 300?? ( )=； q4=(2+4 ) 602430 300?? (2 160/24/30/300 25 00 ?)=； q 掘 ＝ +＝ 。 15煤掘進工作面基本情況見表 5－ 1－ 10， 瓦斯涌出量預(yù)測見表 5－ 1－ 11。 min） ，按下式計算： q0＝ [(Vr)2＋ ]W0 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 150 式中 Vr—— 煤的揮發(fā)份， %。 )12(04 ???? vLqvDq 式中： q4—— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； D—— 巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度， m。 （ 2） 掘進工作面瓦斯涌出 量 預(yù)測 掘進工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量兩部分組成，其絕對瓦斯涌出量按下式確定： q 掘 ＝ q3＋ q4 式中： q 掘 —— 掘進工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min； Q3—— 落煤瓦斯涌出量， m3/min； Q4—— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； q3＝ Svγ(W0－ Wc) 式中 S—— 煤巷掘進斷面積， m2； V—— 巷道平均掘進速度， m/min； γ—— 煤的密度， t/m3。 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表 表 5－ 1－ 9 回采工作面 不均衡系數(shù) 相對涌出量（ m3/t） 絕對涌出量（ m3/min） 備注 9煤回采工作面 15煤回采工作面 從表中可以看出：