【正文】 圍大，地質(zhì)和地面地形復(fù)雜；或產(chǎn)量大，瓦斯涌出量大的礦井。 通風(fēng)機(jī)的工作方式礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)中，主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種：壓入式、抽出式、壓抽混合式。在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，較為安全。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。它的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，事故發(fā)生時(shí)的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而且嚴(yán)重影響礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。①U形與Z形通風(fēng)系統(tǒng)。目前我國普遍使用U形后退式通風(fēng)系統(tǒng)（）。前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)工作量小，不存在采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)問題，在巷旁支護(hù)好、漏風(fēng)不大時(shí)，有一定優(yōu)越性。采用Z形后退式通風(fēng)系統(tǒng)（）的工作面的采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，也是涌向回風(fēng)巷，工作面采空區(qū)回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但進(jìn)風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。Z形通風(fēng)系統(tǒng)的采空區(qū)漏風(fēng)，介于采用U形后退式和U形前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)之間；該通風(fēng)系統(tǒng)需沿空支戶巷道和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較大[3]。據(jù)進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的數(shù)量和位置的不同，Y形通風(fēng)系統(tǒng)（）可以有多種不同的方式。工作面采用Y形通風(fēng)系統(tǒng)會使回風(fēng)道風(fēng)量加大，但上隅角及回風(fēng)道德瓦斯不易超限，并可在上部進(jìn)風(fēng)道內(nèi)抽放瓦斯。該系統(tǒng)的進(jìn)回風(fēng)平巷都布置在煤體中。雙Z形通風(fēng)系統(tǒng)，其中間巷與上、下平巷分別在工作面的兩側(cè)。雙Z形前進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)（）的上、下進(jìn)風(fēng)平巷維護(hù)在采空區(qū)時(shí)。 ③在H形通風(fēng)系統(tǒng)中，兩進(jìn)兩回的通風(fēng)系統(tǒng)（），三進(jìn)一回系統(tǒng)（），其特點(diǎn)是：工作面風(fēng)量大，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，氣象條件好，增加了工作面的安全出口，工作面機(jī)電設(shè)備都在新鮮風(fēng)流巷道中，通風(fēng)阻力小，在采空區(qū)的回風(fēng)巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角的瓦斯，但沿空護(hù)巷困難，由于有附加巷道，可能影響通風(fēng)的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜。（2）掘進(jìn)工作面通風(fēng)方法掘進(jìn)通風(fēng)方法有總風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)3種。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)利用局部通風(fēng)機(jī)做動力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，它是目前局部通風(fēng)最主要的方法。①壓入式局部通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置安裝在離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，將新鮮風(fēng)流流經(jīng)風(fēng)筒輸送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排出。新鮮風(fēng)沿巷道流入，污風(fēng)通過風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)抽出。按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。長抽短壓（前壓后抽）。 長抽短壓通風(fēng)方式長壓短抽（前抽后壓）。 圖 長壓短抽通風(fēng)方式混合式通風(fēng)的主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量，當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面大時(shí)風(fēng)速就更小，則此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。一般，混合式通風(fēng)是大斷面長距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式。其通風(fēng)量取決于可利用的風(fēng)壓和風(fēng)路風(fēng)阻。這種方法輔助工程小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便，通常用于需風(fēng)量不大的短巷掘進(jìn)通風(fēng)中。兩條平行巷道的獨(dú)頭部分可用風(fēng)障或風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，巷道的其余部分用主巷進(jìn)風(fēng)，配巷回風(fēng)。這種方法也常用于解決長巷掘進(jìn)通風(fēng)的困難。此種方法用于煤層上山掘進(jìn)通風(fēng)，有良好的排瓦斯效果。在短巷掘進(jìn)時(shí)，可用木板、帆布；長巷掘進(jìn)，可用磚、石、混凝土材料構(gòu)筑風(fēng)墻。適用于短距離或無其他好方法可用時(shí)采用。因此在瓦斯涌出量大，使用通風(fēng)設(shè)備不安全或技術(shù)不可行的局部地點(diǎn)，可以使用全風(fēng)壓通風(fēng)。引射器通風(fēng)，引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法。圖 引射器通風(fēng)引射器通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是無電氣設(shè)備，無噪聲；具有降溫、降塵作用。缺點(diǎn)是風(fēng)壓低、風(fēng)量小、效率低，并存在巷道積水問題。使用的前提條件是有高壓水源或氣源[3]。如礦井供風(fēng)量每人不少于4m3/min，在主要進(jìn)風(fēng)道、回風(fēng)道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風(fēng)速不能超過8m/s。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作流程 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定XX煤礦通風(fēng)方式。（2）采區(qū)、工作面、備用面及掘進(jìn)面的通風(fēng)設(shè)計(jì)，根據(jù)各面生產(chǎn)需求以及其環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式，并計(jì)算出采掘工作面的需風(fēng)量。依據(jù)XX煤礦實(shí)際條件，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求計(jì)算出礦井需風(fēng)量。計(jì)算出通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)阻力，確定礦井的通風(fēng)難易程度。（5）選擇通風(fēng)設(shè)備。（6）從一通三防方面提出相關(guān)安全措施。清徐縣城距太原市約40km，其間有307國道相通。本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為一百五十萬噸，采用一套綜采來滿足產(chǎn)量的要求。（4）氣象本區(qū)地處我國西部內(nèi)陸，屬典型的中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。降雨多集中在七、八、九三個(gè)月。℃，極端最低氣溫為－24℃，℃；最熱為7月份，℃，最冷為1月份，平均－℃。降水主要集中在7～9月份，占總量的69%，尤以8月份最多，約占總量的25%，并多以暴雨形式出現(xiàn)，易形成洪水、同時(shí)誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害。最大凍土深度146cm（1968年）。根據(jù)具體構(gòu)造形態(tài)及斷裂構(gòu)造的分布特征將井田劃分為南北兩個(gè)不同的構(gòu)造單元，南區(qū)主體為向西南傾斜的單斜構(gòu)造，傾向SW，傾角1～3176。井田以F2斷裂南北分界，形成南區(qū)寬緩的單斜構(gòu)造形態(tài)，總體抬升幅度較大，52煤層底板標(biāo)高一般在+1160～+1175m之間，最低+1155m，最高靠近F2斷層附近煤層底板標(biāo)高在+1185m左右，近于水平地層，起伏較小，井田東南部邊緣地段煤層逐漸變薄，甚至局部尖滅，幅高降低20m左右，西南部地勢較低，沿溝谷煤層出露較多，剝蝕范圍較大。F1斷層為正斷層，傾向南西，一般傾角65176。局部75176。近直立。F2斷層位于先期開采地段北部邊界，勘探報(bào)告對該斷層進(jìn)行了重點(diǎn)控制，根據(jù)地表、鉆孔驗(yàn)證及二維地震等手段進(jìn)行控制，查明了該斷層的性質(zhì)、規(guī)模及平面擺動位置?！?0176。井田內(nèi)該斷層地表控制點(diǎn)5個(gè)，且斷層上下盤通過鉆孔驗(yàn)證，其平面擺動范圍控制在100m以內(nèi)。先期開采地段與F2斷層之間推斷存在規(guī)模較小的次級斷層（F5），勘探報(bào)告依據(jù)鉆孔煤層底板等高線進(jìn)行推斷，屬隱伏斷層，地表覆蓋未出露?！?7176。距斷層破碎帶稍遠(yuǎn)處，地層復(fù)趨平緩。根據(jù)勘探報(bào)告提供的資料，井田地層平緩，南部（F2斷層以南）傾角1～3176。次級小斷裂構(gòu)造較發(fā)育，構(gòu)造較南部相對復(fù)雜。 煤層與煤質(zhì)（1）煤層麥地掌井田含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組第一段至第四段。含煤9層，自上而下編為23444552上、52和53煤，含煤系數(shù)14%。絲炭呈絲絹光澤，纖維狀結(jié)構(gòu)；各煤層內(nèi)生裂隙不甚發(fā)育，裂隙填充少量方解石脈或細(xì)小黃鐵礦脈及薄膜；煤層以中條帶～細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)為主，均一狀結(jié)構(gòu)；煤層水平層理發(fā)育?！??！?，顯示煤的高絲炭化特征，其中42煤最低，51煤最高。惰質(zhì)組一般以碎屑絲質(zhì)體為主，次為絲質(zhì)體，含少量半絲質(zhì)體，含極少量微粒體及粗粒體、菌類體。％～％。各煤層的最大鏡質(zhì)組反射率（Rmax%）%之間變化。根據(jù)勘探報(bào)告，在井田內(nèi)取16個(gè)瓦斯采樣測試分析：各層煤所含瓦斯成份多是以氮?dú)鉃橹?，二氧化碳微量，多屬氮?dú)鈳А^(qū)內(nèi)各煤層埋藏淺,地層產(chǎn)狀進(jìn)水平，無貯氣構(gòu)造，煤的變質(zhì)程度低，雖有少量瓦斯溢出，但大多沿巖石裂隙逸散于大氣中，因此測試結(jié)果氣體總量很小?？碧絽^(qū)內(nèi)共取瓦斯樣11組。屬水系發(fā)育的黃土梁峁區(qū)，地形破碎，切割強(qiáng)烈。區(qū)域內(nèi)可分為三個(gè)自然地貌區(qū)，即沙漠灘地區(qū)（包括低緩黃土梁崗區(qū)），河谷階地區(qū)及黃土梁峁區(qū)。區(qū)內(nèi)可分為新生界松散巖類孔隙及裂隙潛水，中生界碎屑巖類裂隙孔隙潛水與層間裂隙承壓水。區(qū)內(nèi)潛水主要接受大氣降水的入滲補(bǔ)給，補(bǔ)給量受大氣降水量，降水強(qiáng)度，降水形式，地形地貌，含水層巖性等諸多因素的制約。徑流方向受區(qū)域地形控制總體由北往南運(yùn)動。本區(qū)潛水主要以泉或泄流形式排泄，人工開采及垂向蒸發(fā)亦是排泄方式之一。依據(jù)地質(zhì)勘探及詳查資料，結(jié)合地形地貌，確定井田中部，沿銀巧圪塔、紅崖灣、大墩梁、塌樓梁、太平墩一帶，有一NWSE向的分水嶺，沿塌樓梁、墩梁一帶，有一近WE向的分水嶺，將勘探區(qū)內(nèi)潛水劃分為東北、東南、西部三個(gè)流域區(qū)。東北部屬清水川流域。梁的延伸方向受水系的控制，以分水嶺為中心，向兩側(cè)展布，梁面多以黃土及極少量風(fēng)積沙覆蓋。向兩側(cè)溝谷傾斜，溝邊緣以下谷坡較為陡峻，局部地段兩岸谷坡形成陡崖，不利于降水及地表水的滲入，對地下水的形成十分不利。東北部的寧條溝、紅崖灣、大墩溝、老虎溝一帶由西南向東北流入小南川溝匯入清水川河。井田水文地質(zhì)類型為二類一型，即以裂隙含水層充水為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦床。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合礦區(qū)工作習(xí)慣，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天，日凈提升時(shí)間16h。地面實(shí)行“三八”工作制，第每天三班作業(yè)，每班工作8小時(shí)，其中二班生產(chǎn)，一班檢修。工業(yè)資源/?？刹擅簩淤x存穩(wěn)定，為近水平煤層（煤層傾角小于3176。各煤層有自燃傾向性，煤塵有爆炸性。（3）市場條件井田煤質(zhì)優(yōu)良。（4）煤炭外運(yùn)條件礦井生產(chǎn)的煤炭既可通過汽車運(yùn)至附近用戶，也可以通過神（木）～朔（州）鐵路外運(yùn)，交通運(yùn)輸條件便利。工業(yè)場地處地形地勢，經(jīng)計(jì)算場地標(biāo)高約+1129～+1136m。根據(jù)井田范圍形狀特征，開拓巷道沿菜溝煤層露頭風(fēng)氧化帶布置最合理。即礦井有條件選擇平硐開拓，設(shè)計(jì)確定采用平硐開拓。結(jié)合工業(yè)場地總平面布置、堅(jiān)向布置，為充分利用地形地勢，主、副平硐與一采區(qū)回風(fēng)斜井3個(gè)井筒井口布置在3個(gè)水平標(biāo)高平臺處，其中主平硐進(jìn)口標(biāo)高+、副平硐進(jìn)口標(biāo)高+。井田南區(qū)+1165m水平開拓巷道沿菜溝煤層露頭保護(hù)煤柱布置。暗斜井與各輔助水平及二水平連接。布置在主工業(yè)場地的一采區(qū)回風(fēng)斜井與主、副平硐服務(wù)于一采區(qū)。布置在大墩溝風(fēng)井場地的1對進(jìn)回風(fēng)井立井服務(wù)于井田北區(qū)。13180。副平硐井口位于工業(yè)場地西南部輔助生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，井口標(biāo)高+，傾角5186。一采區(qū)回風(fēng)斜井井口位于工業(yè)場地西南側(cè)山坡上，井口標(biāo)高+，傾角0～25186。其主要為一采區(qū)服務(wù)，稱之為一采區(qū)回風(fēng)斜井。 采區(qū)布置及裝備 井田地質(zhì)特征根據(jù)構(gòu)造形態(tài)及斷裂構(gòu)造的分布特征，井田劃分為南北兩個(gè)不同的構(gòu)造單元，南區(qū)主體為向西南傾斜的單斜構(gòu)造，傾向SW，傾角1～3176。南北區(qū)以F2斷層為界。落差110m左右，自西向東規(guī)模逐漸變小。 一采區(qū)尺寸、可采儲量及生產(chǎn)能力表采區(qū)名稱走向長度（km）傾斜長度（km）開采面積（km2）可采儲量（Mt）生產(chǎn)能力（Mt/a）一采區(qū) 采煤方法與工藝井田可采煤層特征，～，為中厚及薄煤層，南、北兩區(qū)均為單斜構(gòu)造，煤層結(jié)構(gòu)簡單，近水平煤層。根據(jù)煤層為近水平煤層、有自燃發(fā)火傾向性，同時(shí)考慮工作面采空區(qū)容易管理，工作面由采區(qū)邊界向準(zhǔn)備巷道后退式推進(jìn)，采用長壁后退式采煤方法。采煤機(jī)作為割煤設(shè)備，跨在刮板輸送機(jī)上運(yùn)行。采煤采用雙滾筒采煤機(jī)。面向煤壁，右滾筒為右螺旋（即順時(shí)針螺旋），左滾筒為左螺旋（即逆時(shí)針螺旋）。采煤機(jī)割下的煤一部分落入刮板輸送機(jī)，由刮板輸送機(jī)運(yùn)出工作面；另一部分落入刮板輸送機(jī)與煤壁之間底板上，由采煤機(jī)清底裝煤，另外刮板輸送機(jī)前移也起到清理底煤作用?！瑑A角小于40176。 可彎曲刮板輸送機(jī)考慮工作面長度及采煤與刮板輸送機(jī)連接尺寸要求，選用SGZ730/400型刮板輸送機(jī)。 采掘工作面概況 采煤工作面概況～，煤層結(jié)構(gòu)較簡單，大部分具一層夾矸，～，巖性為粉砂質(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖。結(jié)合本礦井地質(zhì)條件簡單、煤層賦存穩(wěn)定、煤層傾角近水平的特點(diǎn)，參考陜北地區(qū)生產(chǎn)礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和所選設(shè)備能力較大等因素，綜合確定首采區(qū)工作面長度200m。 工作面特征表采區(qū)工作面編號采煤工藝工作面參數(shù)年生產(chǎn)能力（Mt）面長（m）采高（m）年進(jìn)度（m）一采區(qū)1001綜采2001728 掘進(jìn)工作面概況礦井初期時(shí)共配備3個(gè)掘進(jìn)工作面。（1）XX煤礦周邊環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造、煤層與煤質(zhì)、瓦斯、井田水文地質(zhì)條件等概況。3 采掘工作面通風(fēng)方式選擇 采煤工作面通風(fēng)方式確定 現(xiàn)有通風(fēng)方式采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)是由進(jìn)、回風(fēng)巷（順槽）、工作面、采空區(qū)和通風(fēng)設(shè)施等構(gòu)成，包括采煤工作面的通風(fēng)方法、風(fēng)流流動形式、通風(fēng)方式和采空區(qū)漏風(fēng)方式等。 各通風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)Ｕ形通風(fēng)系統(tǒng)Ｕ形后退式其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理等；缺點(diǎn)是上隅角瓦斯易超限，工作面進(jìn)、回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)，維護(hù)工作量大。Z形通風(fēng)系統(tǒng)Z形后退式工作面的采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，而是涌向回風(fēng)巷，工作面采空區(qū)回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但進(jìn)風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。Z形通風(fēng)系統(tǒng)采空區(qū)漏風(fēng)，介于U形后退和U形前進(jìn)式之間。在中間巷內(nèi)布置瓦斯鉆孔時(shí)，抽放孔處于抽放區(qū)域的中心，因而抽放率比采用U形通風(fēng)系統(tǒng)的工作面提高50%。雙Z形通風(fēng)系統(tǒng)雙Z后退式上、下入風(fēng)平巷布置在煤體中，漏風(fēng)攜帶出的瓦斯不進(jìn)入工作面，工作面比較安全。雙Z形通風(fēng)系統(tǒng)的工作面有一段時(shí)下行通風(fēng)，并且需設(shè)邊界上山，維護(hù)在采空區(qū)的巷道在支護(hù)上還要防止漏風(fēng)。工作面風(fēng)量大，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，氣象條件好，增加了工作面的安全出口，工作面機(jī)電設(shè)備在新鮮風(fēng)流巷道中，通風(fēng)阻力小，在采空區(qū)的回風(fēng)巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角瓦斯。在工作面和采空區(qū)的瓦斯涌出量都較大，在入風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)都需增加風(fēng)量以稀釋整個(gè)工作面瓦斯時(shí)，可考慮采用H形通風(fēng)系統(tǒng)。工作面采用Y形通風(fēng)系統(tǒng)會使回風(fēng)道風(fēng)量加大，但上隅角及回風(fēng)道的瓦斯不易超限，并可在上部進(jìn)風(fēng)道內(nèi)抽放瓦斯。是井下采煤的工作地點(diǎn)，又是井下人員最集中的地點(diǎn)，因此其通風(fēng)系統(tǒng)的好與壞對礦井安全生產(chǎn)有直接影響。，U型通風(fēng)系統(tǒng)簡單、施工量小、工作面漏風(fēng)小、風(fēng)流穩(wěn)定、易于管理。工作面通風(fēng)方式布置見圖 。 各掘進(jìn)通風(fēng)方法特點(diǎn) XX煤礦掘進(jìn)通風(fēng)方式確定經(jīng)上述幾種掘進(jìn)通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較，確定掘進(jìn)巷道采用局部通風(fēng)方式，局部通風(fēng)機(jī)有壓入和抽出式兩種可選擇。（2）壓入