【正文】 分布有趙家梁二礦、平寺溝煤礦、當(dāng)中溝煤礦、南沙灣煤礦、燕家塔煤礦等 5 處生產(chǎn)小煤礦，均以平硐人工開采 52煤層，開采設(shè)備簡陋。其中：全區(qū)可采煤層 1 層， 為 52煤層；局部可采煤層2 層，為 3 42 上 煤層；其余均不可采。北部可采連片面積為 ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸， 厚度穩(wěn)定，屬局部可采煤層。距下覆 42 上 煤層間距 ～ ，平均間距 35m。井田內(nèi)東西兩側(cè)坡谷地帶大部已自燃，中部可采連片面積約 ，煤層厚度 ～ ，平均 ，厚度穩(wěn)定，由南向北逐漸變厚，屬局部可采的穩(wěn)定性煤層。底板標(biāo)高為 +1065～ +1105m。 52煤層： 埋深 0～ ，井田南東部有小范圍出露，沿露頭遭受自燃。煤層厚度 ～ ，平均 ，由南向北逐漸變薄。底板標(biāo)高為 +1015～ +965m。 水文地質(zhì) 由于本區(qū)為干旱、半干旱大陸性氣候，降雨集中、蒸發(fā)強烈，加之地表植被稀疏，使得地表水的侵蝕作用極為明顯。烏蘭木倫河、悖牛川呈南北向流經(jīng)井田西、東邊界，兩條河流在南部交匯，形成窟野河。據(jù)煤田水文地質(zhì)勘探隊 1988 年 5 月至 7 月的間斷觀測，悖牛川河流量 ～ ，一般 m3/s。 42 上 煤層在局范圍內(nèi)有偽頂存在，厚度 ～ ，為泥巖及粉砂質(zhì)泥巖。煤礦北東部主要為砂質(zhì)泥巖中等穩(wěn)定頂板（ Ⅱ 類），西部主要為粉砂巖穩(wěn)定頂板（ Ⅲ 類）。 52煤層直 接頂以灰色灰白色粗粒長石石英砂巖和細(xì)粒砂巖為主，厚度分別為 、。老頂多以中～粗粒砂巖及細(xì)砂巖，底板以黑色粉砂巖為主，厚度為 ～ （ 2）瓦斯 本井田瓦斯成分以 N2為主，占 80%以上， CH4含量在 ～ 。 （ 3）煤塵 本井田各 可采煤層煤塵測試的火焰長度均大于 400mm，巖粉用量在 50～ 80%之間，煤塵爆炸指數(shù)遠(yuǎn)大于 10%，煤塵具有爆炸的危險性。 礦井現(xiàn)狀 本井田設(shè)計可采儲量為 ，其中： 31 煤層設(shè)計可采儲量 ； 42 上 煤層設(shè)計可采儲量 ； 52煤層設(shè)計可采儲量 。其中： 31 煤系統(tǒng)開采 31煤和 42 上 兩層煤，設(shè)計生產(chǎn)能力 ，已作為獨立建井建成投產(chǎn)； 52煤系統(tǒng)開采一層煤（即 52煤層），已有小井采用房柱式炮采工藝，生產(chǎn)能力 。 52 煤生產(chǎn)系統(tǒng)已有井筒分別為新建主斜井、副斜井、原主斜井和回風(fēng)立井，利用及 改造方案如下： ① 新建主斜井 該井筒為新建井筒，現(xiàn)已竣工， 井筒傾 角 176。 設(shè)計該井筒仍作為主井，井筒內(nèi)鋪設(shè)鋼繩芯帶式輸送機，承擔(dān) 52煤層生產(chǎn)系統(tǒng)原煤提升任務(wù)，并 兼作進風(fēng)及安全出口 。斜長 264m。改造后的副斜井井筒，凈寬 5400mm，凈斷面積 ，井筒采用混凝土砌碹支護，掘進斷面積為 。主要用于輔助運輸和進風(fēng)，兼作安全出口。斜長 209m，井筒凈寬 3000mm，凈斷面積 ，井筒采用混凝土砌碹支護，掘進斷面積為 。經(jīng)與礦方協(xié)商利用該井筒作為管道斜井。 ④ 回風(fēng)立井 該井筒原為趙家梁煤礦已有的回風(fēng)井，井筒直徑 ，凈斷面積 ，井筒垂深34m，采用混 凝土支護，掘進斷面積 。 根據(jù)通風(fēng)的要求，設(shè)計擬將該井筒直徑刷大到 ，凈斷面積達(dá)到 ，掘進斷面積 ，采用混凝土砌碹支護。 井下運輸 根據(jù)推薦的 52煤層生產(chǎn)系統(tǒng)井田開拓方案及礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，井下主運輸系統(tǒng)選 用帶式輸送機連續(xù)運輸。 52 煤層帶式輸送機煤門和主斜井選用一條帶式輸送機，西翼帶式輸送機大巷設(shè)備選型如下： 主要技術(shù)參數(shù)： 輸送量 Q＝ 750t/h，機長 L＝ 1325m（初期鋪設(shè) 644m），傾角 δ＝ 0176。帶寬 B＝1000mm，帶速 υ＝ ，帶強 800N/mm（ PVG 整芯阻燃帶），防爆電動機型號：YB2315L14， N＝ 160kW， 2 臺（初期 1 臺），限矩形液力偶合器： YOXⅡ Z560， 2 臺（初期 1 臺）；減速器型號： B3SH08+FAN+逆止器 ， i＝ 20， 2 臺（初期 1 臺）；防爆制動器：YBWZ5400/121， 2 臺（初期 1 臺）；拉緊方式：液壓自動拉緊裝置， 1 臺。 確定礦井投產(chǎn)后選用各型無軌膠輪車輛共計 11 輛，其中： WC24RE 型無軌膠輪人車 4 輛（其中備用 1 輛）； WqC2J(A)型生產(chǎn)指揮車 2 輛；WC3E 型無軌膠輪車自卸式 5 輛（其中備用 1 輛）；礦井生產(chǎn)期間，隨著開拓距離的變化，適時調(diào)整車輛。 （ 2）趙家梁煤礦可采煤層為 52號、 31號煤層，煤層在區(qū)內(nèi)屬賦存范圍內(nèi)全部可采、結(jié)構(gòu)較簡單、屬于穩(wěn)定的中厚煤層和薄煤層。 （ 4）根據(jù)煤層的埋藏深度以及井田布置確定趙家梁煤礦的設(shè)計特征。 （ 5）通過對礦井進行水平劃分及大巷布置，確定煤層的 開采順序及井下運輸方式。 礦井通風(fēng)設(shè)計的基本任務(wù)是建立一個安全可靠、技術(shù)先進和經(jīng)濟的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。對于新建礦井的通風(fēng)設(shè)計，既要考慮當(dāng)前的需要，又要考慮長遠(yuǎn)發(fā)展的可能。無論新建、改建或擴建礦井的設(shè)計，都必須貫徹安全第一，預(yù)防為主的安全方針，遵照礦山安全規(guī)程、技術(shù)操作規(guī)程、設(shè)計規(guī)范和有關(guān)的規(guī)定。 初期 52 煤層系統(tǒng)共有四條井筒，分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)立井和管子井。主斜井和副斜井為主要進風(fēng)井，回風(fēng)立井回風(fēng)。此時期多用局部通風(fēng)機對獨頭巷道進行局部通風(fēng)。 （ 2） 礦井生產(chǎn)時期的通風(fēng) 礦井生產(chǎn)時期的通風(fēng)是指礦井投產(chǎn)后，包括全礦開拓、采準(zhǔn)和采煤工作面以及其他井巷的通風(fēng)。礦井達(dá)產(chǎn)后通風(fēng)阻力最小時為礦井通風(fēng)容易時期；礦井通風(fēng)阻力達(dá)最大時為通風(fēng)困難時期。 ② 礦井服務(wù)年限較長時，考慮到通風(fēng)機設(shè)備選型，礦井所需要風(fēng)量和風(fēng)壓的變化等因素，又徐分為兩期進行通風(fēng)設(shè)計。第二期的通風(fēng)設(shè)計只做一般的原則規(guī)劃，但對礦井通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)礦井整個生產(chǎn)時期的技術(shù)經(jīng)濟因素，做出全面的考慮，以使確定的通風(fēng)系統(tǒng)即可適應(yīng)現(xiàn)實生 產(chǎn)的要求，又能照顧長遠(yuǎn)的生產(chǎn)發(fā)展與變化情況。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方法如下 [9]： （ 1）以開拓開采工程平面圖或通風(fēng)系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風(fēng)流方向在各個分支節(jié)點處順序編號； （ 2）按照風(fēng)流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點的編號順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖； （ 3）按風(fēng)流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉； （ 4）在不影響解算要求的情況下可以適當(dāng)簡化； （ 5）對通地表的 進、回風(fēng)井口，只要標(biāo)高一樣均可編為同一號碼，視為一個通大氣的節(jié)點； （ 6）完成風(fēng)網(wǎng)圖的雛形后，可以按具體情況適當(dāng)簡化美化，盡量繪成光滑弧狀的對稱形； （ 7）主要的漏風(fēng)通路應(yīng)以虛線標(biāo)記，畫在風(fēng)網(wǎng)圖中； （ 8）風(fēng)網(wǎng)圖應(yīng)該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在一條直線上； （ 9）繪制風(fēng)網(wǎng)圖過程中不可隨意改變節(jié)點編號，以利于與原圖相對照； （ 10）最后在風(fēng)網(wǎng)圖上表明風(fēng)流方向及有關(guān)參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。 通風(fēng)方式 適用條件及優(yōu)缺點 抽 出 式 是當(dāng)前通風(fēng)方式中的主要形式 ,適應(yīng)性較廣泛 ,尤其對高瓦斯礦井 ,更有利于對瓦斯的管理 ,也適用于礦井走向長 ,開采面積大的礦井 優(yōu)點 : ① 井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； ② 漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單； ③ 與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難 。 壓 入 式 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)把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面； ② 進風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難； 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困難； ⑤ 通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于正壓狀態(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 抽壓混合式 可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力， 能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井 表 三種通風(fēng)方式的比較 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則 （ 1）必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定： ① 每個礦井必須有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。 ③ 箕斗提升井或膠帶運輸井不應(yīng)兼作進風(fēng)井，如果兼作進風(fēng)井使用時， 必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)箕斗或膠帶運輸井兼作進風(fēng)井時，箕斗井風(fēng)速不得大于 6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。 （ 2）通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟合理 [11]。 ② 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。 ④ 通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。 ⑥ 使專用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 ⑧ 多風(fēng)機抽出式通風(fēng)時，為了保證風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻 (一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過任何一個通風(fēng)機負(fù)壓的 30%)。 礦井通風(fēng)系 統(tǒng)的選擇 按進、回風(fēng)井的相對位置分為中央式（包括中央并列與中央分列）、對角式、混合式（包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等），以及區(qū)域式。 ② 經(jīng)濟因素：井巷工程量大、通風(fēng)運營費、設(shè)備運轉(zhuǎn)、維修和管理條件等。 見表 。且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井。內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強。 風(fēng)流線路短，阻力小。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； ③ 大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的 礦 井 優(yōu)點：回風(fēng)井輸了多，通風(fēng)能力大，布置靈活，適應(yīng)性強 缺點：通風(fēng)設(shè)備多 表 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點 礦井風(fēng)量計算 礦井需風(fēng)量按下列要求分別計算，并采取其中最大值。 按井下同時工作的最多人數(shù)進行計算 NKQ 4? (31) 式中 Q—礦井總供風(fēng)量， min3m ； 4—每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)， min3m 每人； N—井下同時工作的最多人數(shù)， 65 人； K—風(fēng)量備用系數(shù)，中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)取 ； 則： smmQ 33 i n3 2 ????? 按井下采煤、掘進、硐室及其它地點實際需風(fēng)量的總和計算 ? ? mrtrthtwtm kQ ????? ? ? ? ? (32) 式中： ?wtQ ―― 回采工作面風(fēng)量之和 ， sm3 ； ?htQ ―― 掘進工作面需風(fēng)量之和 ， min3m ； ?rtQ ―― 獨立回風(fēng)硐室需風(fēng)量之和， min3m ； ?otQ ―― 除了采煤、掘進和硐室外其他井巷需風(fēng)量之和， min3m ； km ―― 礦井通風(fēng)系數(shù)，取 。 因此 smmQ wi 33 i 6 0 0 ????? ② 按工作面進風(fēng)流溫度計算 wiwiwiwi kSvQ ??? 式中 wiv —回采工作面適宜風(fēng)速， m/s，取 ； wiS —回采工作面平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，取8m2； wik —工作面長度系數(shù)，取 ； 因 此 smQ wi ???? ③ 按工作面人員數(shù)量計算 采煤工作面的需風(fēng)量 : wiwi nQ ??4 (34) 式中 4—每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量， min3m ； nwi —采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，取 20 人； smmQ wi 33 i n80204 ???? 按 ① 、 ② 、 ③ 項中取最大值原則，根據(jù)附近煤礦工作面配風(fēng)情況及相關(guān)經(jīng)驗，設(shè)計確定 52 煤綜采工作面風(fēng)量 sm3 。 （ 2）掘進工作面風(fēng)量 ① 按 瓦斯涌出量計算 g h ig h ihi k ??? 100 (36) 式中 hiQ —掘進工作面實際需風(fēng)量， sm3 ； ghiQ —掘進工作面平均瓦斯涌出量，取 min3m ； ghik —掘進工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，取 ； smmQ g h i 33 i 2 326 1 0 0 ????? ② 按掘進工作面最大人員數(shù)量計算 smmnQ hihi 33 m i n481244 ?????? ③ 按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》讀本第 128 條，為保證局部扇風(fēng)機不發(fā)生循環(huán)風(fēng)，按局部扇風(fēng)機地點（巷道）的供風(fēng)量必須大于局部扇風(fēng)機吸風(fēng)量的 倍，即 Q 巷 局。 按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算，綜掘面需要的風(fēng)量為： hiQ ＝ 300＝ 402 min3m 即 sm3 ，取 sm3 炮掘面需要的風(fēng)量為： hiQ ＝ 260＝ min3m ，即 sm3 ，取 sm3 。 （ 3）井下獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量計算