【正文】 n mSQ ? m in240 3m ax mSQ ? 式中 S為巖巷掘進巷道斷面積， m2； m 3m in mQ ??? m i n3 7 4 3m a x mQ ??? 按照以上方法 4（式中 S取代為 ）可以計算出巖巷掘進最大需風(fēng)量為 m3/min，滿足要求。 m 3mQ b ??? 由以上四中方法計算的掘進巷道所需風(fēng)量最大值為： m 3mQ b ? 5）按風(fēng)速進行驗算 （ 1）按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面的風(fēng)量滿足： m in15 3m in mSQ ? m in240 3m ax mSQ ? 式中 S為煤巷掘進巷道斷面積， ； m i 3m in mQ ??? m i 2 1 4 0 3m a x mQ ??? 由風(fēng)速驗算可知， Q= m3/min符合風(fēng)速要求。 故連采機掘進工作面風(fēng)量： m in120304 3mQ b ??? 4）炸藥量計算 巖石大巷的掘進一般采用炮掘，所以風(fēng)量計算要按照炸藥量計算。 工作面需風(fēng)量： m i n1 3 5)( 0 0 3mQ b ?????? 3)按人數(shù)計算 按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進工作面的最多人數(shù)計算工作面所需風(fēng)量。 煤巷掘進工作面需風(fēng)量 各掘進工作面所需風(fēng)量計算如下： 1）按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時 tLSAQ y 3 2)( ?? （ ） 式中： Qy— 采用壓入式通風(fēng)時，稀釋、排除掘進巷道炮煙所需風(fēng)量， m3/min； A— 為同時爆破的炸藥量， Kg，最大為 ； S— 掘進巷道的凈斷面積， m3,10； L— 從工作 面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計算： L=400A/S，則 L=400 t— 掘進巷道的通風(fēng)時間，一般取 2030min,取 20min。 從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊，但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。壓入式通風(fēng)時 炮煙沿巷道流動，勞動衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時間長。 （ 2）抽出式通風(fēng)有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口射流的有效射程達，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強。 壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點比較： （ 1）抽出式通風(fēng)時，污濁風(fēng)流必須通過局部通風(fēng)機，極不安全。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前壓入式局部通風(fēng)機 10米以上，同時其風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面的距離還應(yīng)大于炮煙拋擲長度，一般為 30米左右，混合式通風(fēng)機見圖 。 圖 抽出式通風(fēng) 3）混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)的布置如圖 ，其中壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口與工作面的距離仍應(yīng)小于有效射程長度，抽出式風(fēng)筒吸收風(fēng)口與工作面的距離和壓入式局部通風(fēng)機所在位置有關(guān)。 圖 壓入式通風(fēng) 2）抽出式通風(fēng) 這種通風(fēng)方式是把局部通風(fēng)機安裝在離巷道口 10m以外的回風(fēng)側(cè)。 1） 壓入式通風(fēng) 局部通風(fēng)機和啟動裝置安裝在 離掘巷道口 10m外的進風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進工作面，污風(fēng)沿巷道排出。本設(shè)計決定采用局部動力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機進行掘進的通風(fēng)。 掘進通風(fēng)總的可以分為總風(fēng)壓通風(fēng)法和局部動力通風(fēng)法。 掘進方法的確定 本設(shè)計掘進頭的供風(fēng)既利用局部通風(fēng)機，也利用礦井的總風(fēng)壓，此處只對局部通風(fēng)機通風(fēng)方法做具體分析。 4 掘進通風(fēng) 掘進巷道時，為了稀釋和排除自煤巖體內(nèi)涌出量的有害氣體， 爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，保持掘進頭的良好氣候條件，必須對掘進頭進行獨立通風(fēng)，即向掘進面進入新鮮風(fēng)流，排出含有煙塵的污濁空氣。 優(yōu)點：工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和瓦斯積聚，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。運輸設(shè)備運轉(zhuǎn)時多產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。工作面平巷中的運輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，安全性好。 表 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點 通風(fēng) 系統(tǒng) 示意圖 適用條件及優(yōu)缺點 上 行 通 風(fēng) 適用條件：在煤層傾角大于 12度的回采工作面，應(yīng)采用上 行 通風(fēng)。 （ 5）測風(fēng)站 用以測量全礦井總進風(fēng)量和總回風(fēng)量以及各水平采掘區(qū)和回采工作面的進風(fēng)量。分為普通風(fēng)門和自動啟動風(fēng)門兩種。 （ 2）擋風(fēng)墻 在需要截斷風(fēng)流和不通行的巷道內(nèi)可以設(shè)置擋風(fēng)墻，按其服務(wù)年限長短分為永久性和暫時性。為了使井下各用風(fēng)地點得到所需要的風(fēng)量，保證風(fēng)流按預(yù)定的通風(fēng)路線，就必須在某些通風(fēng)巷道的交叉口附近巷道設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門等，以控制風(fēng)流，為了防止這些設(shè)施漏風(fēng)或風(fēng)流短路，要求對通風(fēng)設(shè)施進行正確的設(shè)計，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠 性。 2）回采工作面上下行通風(fēng) 回采工作面上行通風(fēng)和下行通風(fēng)的比較見下表 ， 由于煤層傾角最大為 35186。 針對本礦特點： 1） 帶區(qū) 內(nèi)區(qū)段較長，沿空留巷比較難，且費用高，故不易選用 Y形、 W形 、 Z形 通風(fēng)方式。采用此種方式有利于滿足上下工作面同采，實現(xiàn)集中生產(chǎn)的需要。 Z 型 回風(fēng)巷為沿空巷，可以提高煤炭回采率；巷道采準(zhǔn)工作量小；采區(qū)內(nèi)進風(fēng)總長度基本不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻；無上偶角瓦斯積聚問題，但是回風(fēng)巷常出現(xiàn)沼氣超限的情況；同時也需要在邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了行道的 維護和掘進費用。 Y 型 當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯，對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機電設(shè)備，可以防止工作面上偶角瓦斯積聚及保證足夠的風(fēng)量。工作面上偶角易積聚瓦斯，工作面進風(fēng)巷一次掘進，維護量大。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有“ U”、“ Y”、“ W”、“ Z”形，各通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點和適用條件（由于工作面為后退式開采，故各種通風(fēng)形式只有考慮后退式），如下見表 。時，不能采用下行風(fēng)； 4）回采工作面的風(fēng)速不得低于 1m/s； 5）工作面回風(fēng)流中沼氣濃度不得超過 1％； 6）必須保證通風(fēng)設(shè)施（風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)筒）規(guī)格質(zhì)量要求； 7）要保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小風(fēng)流暢通； 8）機電硐室必須在進度風(fēng)流中； 9）采空區(qū)必須要及時封閉； 10）要防止管路、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。 1． 帶區(qū) 通風(fēng)總要求： 1）能夠有效地控制 帶區(qū) 內(nèi)風(fēng)流方向、風(fēng)量大小和風(fēng)質(zhì)； 2）漏風(fēng)少； 3）風(fēng)流的穩(wěn)定性高； 4）有利于排放沼氣，防止煤塵自燃和防塵； 5）有較好的氣候條件； 6）安全經(jīng)濟合理技術(shù)。因此，根據(jù)礦井實際的條件，確定該礦井采用 抽出式通風(fēng)。用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點。 （ 5）如果能夠嚴防總進風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機的規(guī)格尺寸和通風(fēng)機電力費用都較抽出式為小。 （ 4）在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件，用抽出式通風(fēng)，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主要通風(fēng)機的一部分風(fēng)流短路，總進風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少。 （ 2）壓入式主要通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險?？偦仫L(fēng)巷無法連通或維護苦難時期的條件下優(yōu)缺點：（ 1）壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓入到地面；（ 2）進風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理苦難；（ 3） 風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；（ 4）由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定的困難；（ 5）通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于負壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。 缺點：當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)和采區(qū)溝通時，抽出式會 使 小窯存積的有害氣體抽到井下使礦井 有效風(fēng)量減少。 通風(fēng)機的工作方法 礦井通風(fēng)機的工作 方法有抽出式、壓入式和壓抽混合式 三種， 但是 煤礦主要通風(fēng)機的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種 ， 現(xiàn)將兩種工作方法的優(yōu)缺點對比如下： 其適用條件和優(yōu)缺點見表 。 礦井通風(fēng)方案技術(shù) 由于該礦為 低瓦斯礦井 ， 煤塵 不 具有爆炸性，煤無 自燃發(fā)火 的傾向 ， ， 通過初步的技術(shù)比較， 煤層傾角為 21186。 工業(yè)場地分散、占地面積大、井筒保護煤柱較多。 煤層走向較大（超過 4Km），井型較大，煤層上部都距地表較淺，瓦斯和自 燃 發(fā)火嚴重的礦井。 兩翼對角式 風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好。 建井期限略長，有時初期投資稍大。 煤層傾角大、埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自 燃發(fā)火都不嚴重。 表 通風(fēng)方式的比較 通風(fēng)方式 優(yōu)點 缺點 適用條件 中央并列式 初期投資少，工業(yè)場地布置集中，管理方便，工業(yè)場地保護煤柱小，保護井筒的煤柱較少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時間短 。 圖 兩翼對角式通風(fēng) 方式 1主井， 2副井， 3運輸大巷， 4回風(fēng)大巷， 5回風(fēng)石門 方案 4：采區(qū)式通風(fēng)方式 每一個分區(qū)內(nèi)均設(shè)置進風(fēng)井和回風(fēng)井，構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖 。 圖 中央并列式通風(fēng)方式 1主井， 2副井， 3運輸大巷， 4回風(fēng)大巷， 5回風(fēng)石門 方案二：中央分列式 兩回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼，副井進風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)，如圖 。 2）礦井通風(fēng)方案 礦井通風(fēng)方式根據(jù)回風(fēng)井的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、采區(qū)式和混合式 通風(fēng)中選擇，以下為前四種方案的示意圖。選擇礦井通風(fēng)方式時，應(yīng)該考慮以下兩種因素： （ 1）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級。具體地說，要適應(yīng)以下基本要求： （ 1）礦井至少要有兩個通地面的安全出口； （ 2）進風(fēng)井口要有利于防洪、不受粉塵有害集體的污染； （ 3）北方礦井，井口需裝供暖設(shè)備； （ 4）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道； （ 5）工業(yè)廣場不得受扇風(fēng)機的噪音干擾； （ 6）裝有皮帶機的井筒不得兼作回風(fēng)井； （ 7）裝有箕斗的井筒不得兼作為主要進風(fēng)井； （ 8）可以獨立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨立通風(fēng)； （ 9）通 風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件； （ 10）通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。掘進寬度為 ，高為 ，設(shè)計掘進斷面為和 ，凈斷面為 。 3）回采巷道布置 工作面回采巷道布置方式為一進一回， 分帶 運輸巷布置帶式輸送機，運煤兼進風(fēng)， 分帶回風(fēng)巷布置軌道，輔助運輸兼回風(fēng) 。采煤機 截深 ，其 工作方式 為 雙向割煤，追機作業(yè)，工作面端頭進刀方式。工作面的推進方向確定為后退式。 帶區(qū)內(nèi)煤層開采 順序 ，帶 區(qū)呈兩翼布置，因此可以在開采一翼的同時準(zhǔn)備另一翼。 煤柱尺寸的確定 ，帶區(qū)兩邊各留設(shè) 10 米保護煤柱。帶區(qū)巷道布置，在大巷兩側(cè)沿偽傾斜布置工作面，仰斜開采和俯斜開采。 將投產(chǎn)帶區(qū)分為兩個塊段，工廣南區(qū)和工廣北區(qū)。 巷道布置與采煤方法 1） 帶 區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 初期采區(qū)范圍：南界為長溝支五斷層，北到 F103 斷層；東為 3 煤層露頭，西以 430m大巷為界。 立井 單 水平開拓 （井筒位于井田南北向中央）， 主、副井井筒均為立井，布置于 F103 斷層南面， 井田 南 北方向 中央， 單水平分四個帶區(qū)開采。一條為膠帶機大巷，用來運煤兼回風(fēng)；另一條為軌道大巷，負責(zé)輔助運輸及進風(fēng)。主井凈直徑 5m，裝備一對 8t 多繩箕斗，擔(dān)負井下煤炭的提升，兼做回風(fēng)井；副井凈直徑 6m，裝備一對 1t礦車雙層四車多繩寬、窄罐籠，擔(dān)負人員、材料、矸石、設(shè)備的提升，兼做進風(fēng)井 。綜上分析，根據(jù)全礦井煤層賦存特點及前后期開采條件，設(shè)計確定第一水平標(biāo)高為 430m。根據(jù) 3 上 2煤層賦存情況，其埋深大部分在－ 250m～－ 650m之間。 經(jīng)分析研究，將 水平標(biāo)高定在 430m，可以盡量沿煤層布置軌道大巷及膠帶機大巷，盡量多出掘進煤，利于首采面的順槽布置。其中3 上2 煤層厚度大，儲量豐富，為本區(qū)主要煤層。3 煤頂、底板砂巖抽水試驗，水位標(biāo)高2 7 . 6 4 ～3 2 . 6 1 m ，單位涌水量0 . 0 0 33 0 6 ～0 . 0 4 4 l / s . m ，富水性弱，礦化度0 . 2 9 4 2 ～0 . 5 7 3 7 g / l ，水質(zhì)屬H C O 3 N a ～H C O 3 . C l N a . C a 型水，為開采３煤層的直接充水含水層。 底部泥質(zhì)含量增多，常為細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，且細砂巖中見有粉砂巖泥巖包裹體。中下部以砂巖為主，夾泥巖、粉砂巖薄層，砂巖含量較高。在3 上 煤層頂?shù)装逵袔r漿巖侵入，巖性為閃長巖，對區(qū)內(nèi)煤層有變質(zhì)作用，形成天然焦，面積較小，只在井田的西北角。 Limitispo r i t e s s p . Vitreispo r i t e s s p . C a l a m o s