【正文】 結(jié)論 .............................................................................. 38 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 39 1 1 礦井設(shè)計(jì)概況 礦區(qū)概述及 井田地質(zhì)特征 1）礦區(qū)概述 峰峰集團(tuán)有限公司新三礦位于河北省邯鄲市西南部，隸屬邯鄲市峰峰礦區(qū)管轄。礦井北以技術(shù)邊界與泉頭井田相鄰；南至 F26 號(hào)斷層與梧桐莊井田分界；西至技術(shù)邊界與三礦井田相隔；東至 F8 號(hào)斷層與九龍礦相望。 表 1 空氣平均密度一覽表 季節(jié) 地點(diǎn) 進(jìn)風(fēng)井筒（ kg/m3） 出風(fēng)井筒（ kg/m3） 冬 夏 2）井田地質(zhì)特征 井田南北平均長(zhǎng) ，東西平均寬 ，井田面積 18. 13km2。根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，新三礦瓦斯絕對(duì)涌出量 32m3/min，相對(duì)涌出量 ，因此，本煤層按高瓦斯煤層設(shè)計(jì)。 據(jù)煤芯煤樣測(cè)定結(jié)果，本煤層都沒(méi)有自然發(fā)火傾向。 井田開(kāi)拓 1） 井田境界與儲(chǔ)量 礦井地質(zhì)資源量： 2煤 （ Mt），礦井工業(yè)儲(chǔ)量 （ Mt）， 礦井可采儲(chǔ)量 （ Mt），本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120萬(wàn) t/年。 2） 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算，“三八”工作制，即二班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時(shí)間為 8小時(shí)，凈提升時(shí)間為 16小時(shí)。 2 圖 1 綜合地質(zhì)柱狀圖 3） 井田開(kāi)拓 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。 選用立井單水平開(kāi)拓暗斜井延深，一水平劃分為兩個(gè)帶區(qū)，二水平劃分為四個(gè)帶區(qū)。立井井口設(shè)在井田中央即井田儲(chǔ)量中央，一水平布置三條主要運(yùn)輸巖石大巷，二水平采用暗斜井延深至 370m 水平后，設(shè)置二條主要運(yùn)輸巷、一條回風(fēng)巷，兩條運(yùn)輸大巷均布置在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷在煤層中沿煤層地板走向布置。設(shè)主副井、風(fēng)井各 一個(gè)。 3 巷道布置與采煤方法 1） 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（一帶區(qū)）位于井田北翼，大巷西部。工作面采用” U”型通風(fēng)，分帶運(yùn)輸斜巷出煤兼進(jìn)風(fēng)，與帶區(qū)運(yùn)輸大巷、軌道大巷相連，分帶回風(fēng)斜巷運(yùn)料兼回風(fēng)，與帶區(qū)回風(fēng)大巷相連。三條大巷之間間距 30m。 首采帶區(qū)走向長(zhǎng)度 1600 米，傾向平均 2080 米，煤層厚 m，傾角 6～ 10176。由于煤層較厚，采用綜合機(jī)械化采煤法。但結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，帶區(qū)工作面的長(zhǎng)度為 175 m 可以滿足產(chǎn)量的要求，又因設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，故確定帶區(qū)工作面的長(zhǎng)度為 180 m。 根據(jù)新三礦煤層的賦存條件，適宜建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，因此本設(shè)計(jì)采用一礦一面達(dá)產(chǎn)。待首采帶區(qū)一分帶全部采完 后，相鄰北側(cè)分帶工作面已經(jīng)準(zhǔn)備出來(lái)，可以投入生產(chǎn)，依次類推。 2） 采煤方法 主采煤層選用綜采開(kāi)采工藝，傾斜長(zhǎng)壁全部垮落一次采全高的采煤方法。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用配套設(shè)備：液壓支架 ZZ4000/18/3， ZC186— ZZ38 的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī) SGZ— 764/264A、 SZB764/132型轉(zhuǎn)載機(jī)、 PCM110型破碎機(jī)、 SSJ1000/2 160型帶式輸送機(jī)。工 作面用先移架后推溜的及時(shí)支護(hù)方式。采用 1000 mm寬的膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤；無(wú)極繩絞車斜巷運(yùn)料、運(yùn)設(shè)備；輔助運(yùn)輸巷鋪設(shè)軌道，通過(guò)設(shè)備車輛。 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理：集中進(jìn)回風(fēng)線路要短，通風(fēng)總 阻力要小，多階段同時(shí)作業(yè)時(shí)，主要人行運(yùn)輸巷道和工作點(diǎn)上的污風(fēng)不串聯(lián)。 (2) 通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔助通風(fēng)機(jī)要少。 (4) 通風(fēng)動(dòng)力消耗少，通風(fēng)費(fèi)用低。 （ 2）進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于 。 （ 4）主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害。 （ 6）采場(chǎng)、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)串聯(lián)時(shí)，應(yīng)禁止人員作業(yè)。 （ 8）主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求 10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。 (2) 經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備裝備費(fèi)用。 方案一：中央并列式 風(fēng)井主副井都位于中央工業(yè)廣場(chǎng)上，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖 。 6 I1 234I6 5123 4II65 圖 中央分列式通風(fēng)方式 1—— 主井 2—— 副井 3—— 運(yùn)輸大巷 4—— 回風(fēng)大巷 5—— 回風(fēng)石門 方案三：兩翼對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田的中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖 。 3214I321 44 4 4I 圖 采區(qū)式通風(fēng)方式 1—— 主井 2—— 副井 3—— 運(yùn)輸大巷 4—— 回風(fēng)石門 3）通風(fēng)方式的選擇 各種通風(fēng)方式的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表 。 投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，煤層傾角大，走向長(zhǎng)度不長(zhǎng)（一般小于 4km）， 埋藏深 ，而且瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井。 中 央 分 列 式 進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，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 煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大而瓦斯和自然發(fā)火較嚴(yán)重的礦井。 ，回風(fēng)井系統(tǒng)設(shè)備防塵管理比較方便。如果只有一個(gè)回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)分別位于驚天的兩翼稱為單翼對(duì)角式。 ，阻力和漏風(fēng)小，所以各采區(qū)風(fēng)阻比較穩(wěn)定； ，工業(yè)廣場(chǎng)不受污染，比中央分列 式安全性更好； ，建井期較長(zhǎng)，管理相對(duì)分散，發(fā)生事故時(shí)反風(fēng)較困難。 分 區(qū) 對(duì) 角 式 通風(fēng)井大致位于井田走向的中央，每個(gè)采區(qū)各有一個(gè)回風(fēng)井，無(wú)總回風(fēng)巷。 ，互相不影響而且通風(fēng)阻力小，建井工期段； ；分區(qū)風(fēng)井多，占場(chǎng)地多，通風(fēng)機(jī)管理分散。 混 合 式 混 合 式 進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井有 3個(gè)以上井筒，有中央并列式和對(duì)角式混合、中央并列和分列式混合、中央分列式和對(duì)角式混合等 適用于走向距離 很長(zhǎng) 以及老礦井的深部開(kāi)采與擴(kuò)建；多煤層、多井筒、多水平開(kāi)采，有利于礦井分區(qū)分期投資；大型礦井井田范圍較大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開(kāi)拓的礦井 8 分 區(qū) 式 分 區(qū) 回 風(fēng) 進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，在采區(qū)開(kāi)掘回風(fēng)井，并分別安設(shè)通風(fēng)機(jī)分區(qū)抽出 適用于煤層距地表較淺，或地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)鑿淺部的總回風(fēng)道。另 外礦井走向長(zhǎng)，多煤層開(kāi)采，高溫礦井，亦有采用此方式 對(duì)有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 此外，還適用于高瓦斯礦井和具有一定條件的大型礦井 分 區(qū) 回 風(fēng) 各分區(qū)有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)井系統(tǒng)。 2）經(jīng)濟(jì)比較 方案一和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開(kāi)拓工程量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購(gòu)置費(fèi)用和通風(fēng)電費(fèi)等方面考慮，巷道開(kāi)拓及維護(hù)費(fèi)用只比較兩個(gè)方案中不同或多出的部分，相同部分不作比較。 綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的比較，總體上中央并列式通風(fēng)方式優(yōu)于兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，故本礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。但自然風(fēng)壓一般較小且隨季節(jié)變化，難以滿足礦井通風(fēng)的要求，因此《煤礦安全規(guī)程》第一百二十一條規(guī)定：礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。 表 通風(fēng)方式比較 通風(fēng)方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 抽 出 式 1．井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng) 機(jī)因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。 3．與壓入式比較，不存在過(guò)度到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。 是當(dāng)前通風(fēng)方式的主要形式，適應(yīng)性較廣泛，尤其對(duì)高瓦斯礦井，更有利于對(duì)瓦斯的管理，也適用于礦井走向長(zhǎng)，開(kāi)采面積大的礦井。 1．進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難。 一水平的壓入式過(guò)渡到深部水平的抽出式有一定困難。 低瓦斯礦的第一水平，礦井地面比較復(fù)雜，高差起伏，無(wú)法在高山上設(shè)置通風(fēng)機(jī)。 通風(fēng)管理困難。 根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，井田中各煤層沼相對(duì)瓦斯涌出量 ，屬高瓦斯礦井；又根據(jù)鑒 定結(jié)果， 2煤煤塵不具有自燃傾向性且礦井為中型礦井，而通風(fēng)機(jī)的抽出式工作方式有漏風(fēng)量少和通風(fēng)管理簡(jiǎn)單，不存在過(guò)渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇通風(fēng)機(jī)的工作方式為抽出式。它主要取決于帶區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足通風(fēng)的特殊要求。帶區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分帶通風(fēng)。帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，工作面的安全生產(chǎn)，而且影響到全礦的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。 工作面運(yùn)輸斜巷進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向 相反，易于引起煤塵飛揚(yáng)，運(yùn)輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風(fēng)流溫度增高。 該礦井各煤層均無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)，各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層，所以沒(méi)有太大的安全隱患。 回采工作面通風(fēng)方式選擇 采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求 （ 1）回采工作面與掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)。在礦井通 風(fēng)系統(tǒng)中，回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng)。 （ 5）保證風(fēng)流暢通。 表 回風(fēng) 工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較 通風(fēng) 系統(tǒng) 示意圖 優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件 U 型 在采區(qū)后退式回采方式中 ,這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單、漏風(fēng)小等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)流線路長(zhǎng)，變化大，工作面上隅角易積聚瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)巷一次掘進(jìn)，維護(hù)量大，這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。對(duì)于綜采工作 面，上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機(jī)電設(shè)備，可以防止工作面上隅角瓦斯聚集及保證足夠的風(fēng)量。 “ U”型通風(fēng)系統(tǒng)布置方便，通風(fēng)簡(jiǎn)單，工作面可采用后退式回采。開(kāi)掘井巷費(fèi)用低，同時(shí)結(jié)合煤層的儲(chǔ)存形式，本設(shè)計(jì)在回采工作面應(yīng)用“ U”型通風(fēng)系統(tǒng)。 掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （ 1）礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為掘進(jìn)通風(fēng)創(chuàng)造條件。 （ 3）盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。 掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇 向獨(dú)頭掘進(jìn)巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法按照動(dòng)力形式不同，可分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)。 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式利用局部風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的方法，是目前掘進(jìn)通風(fēng)的主要的辦法。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的三種通風(fēng)方式布置方式、優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表 41。 有效射程均比較大，可防止瓦斯層狀聚集及提高散熱效果。 筒，其成本低，質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸。 13 抽出式 10m ，喊瓦斯的污風(fēng)通過(guò)局部風(fēng)機(jī)，若局部風(fēng)機(jī)防爆性出現(xiàn)問(wèn)題，則非常危險(xiǎn)。 ，巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流流向工作面，安全性差。 作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，質(zhì)量大，運(yùn)輸不便。 壓抽混合式 10m10m 出式兩者優(yōu)點(diǎn)。 。 本礦井因是帶區(qū)布置，較三條大巷的巖巷掘進(jìn)量，區(qū)段巷道的煤巷掘進(jìn)量大，因此掘進(jìn)通風(fēng)主要煤巷的掘進(jìn)通風(fēng)，對(duì)應(yīng)上述三種掘進(jìn)通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件，我們選定壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式。 1）按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí) 237 .8 ( ) /yQ A LS t?? （ 41） 式中： yQ — 采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排出掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量， 3/minm ； 14 A— 為同時(shí)爆破的炸藥量， kg ；最大為 ； S— 掘進(jìn)巷道的凈斷面積， 3m ； 3m ； 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(jì)算 400 /L A S? ，則， L = 400 t— 掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取 2030min ，這里取 20min 。 工作面需風(fēng)量： 3100 6 ( 1 ) 180 / m inbQm? ? ? ? ? ? 3）按人數(shù)計(jì)算 按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量計(jì)算： 4bQN?? （ 43） 式中： 4— 每人每分鐘供給 4 3m 的規(guī)定風(fēng)量， 3/minm ； N— 該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取 40人。 15 325 180 / m inbQm? ? ? 由以上四種方法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為： 3180 / m inb ? 5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 （ 1）按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：