【正文】 合布置的采區(qū)，必須設(shè)置1條專用回風(fēng)巷。但九里山礦由于礦井水文、瓦斯地質(zhì)條件，其中軌道上山、運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山均布置在頂板巖層內(nèi)，呈水平狀[11]。 回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的子系統(tǒng)。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。采煤工作面通風(fēng)方法是指采煤工作面采用正壓、負(fù)壓或混合式通風(fēng)?；夭晒ぷ髅娴娘L(fēng)流流動(dòng)形式是指工作面采用上行風(fēng)和下行風(fēng)。從國內(nèi)外采用下行風(fēng)的經(jīng)驗(yàn)看，對(duì)降低氣溫、減少工作面瓦斯?jié)舛鹊榷加蟹e極作用但采用下行風(fēng)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定。1）采煤工作面的通風(fēng)方式根據(jù)礦井瓦斯、水文地質(zhì)條件，采區(qū)布置等因素，工作面通風(fēng)系統(tǒng)有U型與Z型兩種方案可供選擇。U型后退式通風(fēng)系統(tǒng)在我國使用比較普遍?？梢栽诠ぷ髅嫔嫌缃前苍O(shè)導(dǎo)風(fēng)設(shè)施或采用抽放瓦斯的措施，也可采取改變工作面通風(fēng)系統(tǒng)來解決上隅角瓦斯易超限問題。采用前進(jìn)式U型通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而是涌向回風(fēng)平巷。采用Z型前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的進(jìn)風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。所以，采取通風(fēng)系統(tǒng)確定為U型。上行風(fēng)與下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾斜的關(guān)系而言，當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜方向自下而上流動(dòng)，為上行通風(fēng)；當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平高于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜方向自上而下流動(dòng)，為下行通風(fēng)。上行通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）風(fēng)流排除瓦斯的效果好，洗刷能力強(qiáng)，因?yàn)橥咚贡瓤諝廨p（)，其自然流動(dòng)方向和上行風(fēng)的方向一致，在正常風(fēng)速（）的情況下，瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的可能性較小。（3）運(yùn)輸巷機(jī)械設(shè)備處在新鮮風(fēng)流中，安全性好。上行通風(fēng)的缺點(diǎn)：（1）風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)；煤炭在運(yùn)輸過程中不斷放出的瓦斯，增加了采煤工作面的瓦斯?jié)舛?。?）工作面采用上行通風(fēng)時(shí)，上隅角容易引起瓦斯積聚，給現(xiàn)場(chǎng)瓦斯管理工作帶來一定難度。這是因?yàn)楣ぷ髅嫦滦酗L(fēng)的方向和運(yùn)煤方向相同，吹起煤塵的能力比上行風(fēng)小。這是因?yàn)楣ぷ髅嫦滦酗L(fēng)和瓦斯飄浮的方向是相反的，只要下行風(fēng)保持足夠的風(fēng)速（／s以上），就能對(duì)向上輕浮的瓦斯產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng)混合能力，使瓦斯局部積聚更難形成，尤其對(duì)采煤工作面上隅角瓦斯稀釋更為顯著。（3）工作面的氣溫可以降低。下行通風(fēng)的缺點(diǎn)：（1）下行風(fēng)和瓦斯流動(dòng)方向相反，風(fēng)壓損失大。（3）采用下行風(fēng)，自然風(fēng)壓作用方向與機(jī)械風(fēng)壓相反，需要的機(jī)械風(fēng)壓大，主要通風(fēng)機(jī)一旦因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面下行風(fēng)流有可能停止或反風(fēng)。根據(jù)上行風(fēng)與下行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)，還有《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，確定風(fēng)流流動(dòng)形式為上行通風(fēng)。 掘進(jìn)通風(fēng)方法本礦井掘進(jìn)工作面采用壓入式通風(fēng)，兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)供風(fēng)。工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成一個(gè)炮眼拋擲區(qū)，風(fēng)流由風(fēng)筒射出后按紊動(dòng)射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風(fēng)流中，二者摻混共同向前移動(dòng)，其流速在軸流方向逐漸減小，到一定距離后反向往巷道口方向運(yùn)動(dòng)，為了有效地排出炮煙，風(fēng)筒出口與工作面的距離不超過有效射程（一般為5米），否則會(huì)出現(xiàn)煙流停滯區(qū)。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，因此選用直徑為600㎜的膠布風(fēng)筒。表33 風(fēng)筒特性表Table 33 duct characteristics table風(fēng)筒類別風(fēng)筒直徑㎜接頭方式百米風(fēng)阻Ns2/m8備注膠布風(fēng)筒600雙反邊30m一節(jié)2）局部通風(fēng)設(shè)備選擇BKJ6611型通風(fēng)機(jī)具有效率高、噪音低的特點(diǎn)，最高效率達(dá)90%，與JBT型相比，提高效率15%~30%；常用工作區(qū)的噪聲為98~99dB（A），比JBT型局部通風(fēng)機(jī)降低6~8dB(A)。3）其他裝置其他裝置有兩道正向風(fēng)門三道反向風(fēng)門，防逆風(fēng)設(shè)備（包括感應(yīng)風(fēng)板和瓦斯傳感器），兩道防突柵欄和隔爆水棚，這些設(shè)施有效的防止了突出造成損失的擴(kuò)大，加大了掘進(jìn)工作面的安全系數(shù)。（2） 防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒壞，除加強(qiáng)對(duì)局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置的檢查和檢修外，采用如QC8380型磁力啟動(dòng)器。（4） 在煤巷掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)安設(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置和防逆風(fēng)裝置。當(dāng)因檢修、停電等原因停風(fēng)時(shí)，必須撤出人員，切斷電源。為了主要通風(fēng)機(jī)于整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在選擇主要通風(fēng)機(jī)時(shí)必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對(duì)應(yīng)于主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)期限內(nèi)通風(fēng)最困難時(shí)期礦井總阻力，后者對(duì)應(yīng)于通風(fēng)最容易時(shí)期的礦井總阻力，同時(shí)還考慮到自然風(fēng)壓的作用。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的阻力最大風(fēng)路。在選定的線路上(分最容易和最困難時(shí)期)，從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號(hào)，對(duì)各段井巷進(jìn)行阻力計(jì)算，然后累加起來得出這兩個(gè)時(shí)期的各自井巷通風(fēng)總阻力(h阻易、h阻難)。見圖31。通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，為了計(jì)算礦井的阻力，必先算出Q扇：對(duì)于抽出式：Q扇=(～)Q礦(m3/min)式中，～。Q扇難=72=。計(jì)算方法：沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：h摩=aLUQ2/S3（Pa）式中：L、U、S分別為各井巷的長度、周長、凈斷面積(m,m,m2)； a摩擦阻力系數(shù)；Q各井巷和硐室所通過的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計(jì)算的各井巷硐室所需要的實(shí)際風(fēng)量值再乘以K礦(即考慮井巷的內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)后所求得風(fēng)量值，m3/s。 具體計(jì)算數(shù)據(jù)見表3表36。 主要通風(fēng)機(jī)選型 選擇主要通風(fēng)機(jī)通常用主要通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線來選擇主要通風(fēng)機(jī)。由于九里山煤礦進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的地面水平標(biāo)高相差不大，所以，自然風(fēng)壓的影響可以忽略不計(jì)。對(duì)軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時(shí)期表35 通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)阻力計(jì)算表Table 35 mine ventilation period of easy putation of the total resistance12采區(qū)節(jié)點(diǎn)名稱支護(hù)形式斷面形狀 αLUSRQhV12副井混凝土砌碹圓形31828116160 23進(jìn)風(fēng)石門1料石砌碹半圓17218102容 34進(jìn)風(fēng)石門2料石砌碹半圓14124745西大巷料石砌碹半圓125094026956軌道上山1錨噴半圓50094013967軌道上山2錨噴半圓30093778軌道上山3錨噴半圓60924易89下聯(lián)巷錨噴半圓208910下順槽工字鋼梯形6001321011炮采面單體液壓架矩形1005131112回風(fēng)巷工字鋼梯形600132時(shí)1213上聯(lián)巷 錨噴半圓501321314回風(fēng)上山1錨噴半圓2010491415回風(fēng)石門料石砌碹半圓101054期1516西風(fēng)井混凝土砌碹圓形1261354風(fēng)硐54合計(jì) 1044表36 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)阻力計(jì)算表Table36 ventilation shaft difficult time putation of the total resistance11采區(qū)節(jié)點(diǎn)名稱支護(hù)形式斷面形狀 αLUSRQhV12副井混凝土砌碹圓形318126 23進(jìn)風(fēng)石門1料石砌碹半圓17218112困34′進(jìn)風(fēng)石門2料石砌碹半圓1412654′5′東大巷料石砌碹半圓12509585′101軌道上山錨噴半圓340948難101102下聯(lián)巷錨噴半圓5016102103下順槽工字鋼梯形120021103104綜采面液壓支架160821時(shí)104105回風(fēng)巷工字鋼梯形120021105106上聯(lián)巷 錨噴半圓2021106107回風(fēng)上山錨噴半圓4801067107108回風(fēng)石門料石砌碹半圓101072108109東風(fēng)井混凝土砌碹圓形12872風(fēng)硐72合計(jì) 應(yīng)在安裝角θ較大的情況下工作。為一個(gè)級(jí)差)確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線。對(duì)離心式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況下工作。選定主要通風(fēng)機(jī)后，將兩個(gè)時(shí)期的主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)、動(dòng)輪直徑、動(dòng)輪葉片安裝角度(指軸流式)、轉(zhuǎn)數(shù)、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線及工作點(diǎn)。有關(guān)數(shù)據(jù)見表37。/ 30176。/ 42176。 圖35中，點(diǎn)M1為通風(fēng)容易時(shí)期工況點(diǎn)，阻力為1450Pa,風(fēng)量為64m3/s。點(diǎn)M2為通風(fēng)困難時(shí)期工況點(diǎn)，阻力為2650Pa,；點(diǎn)M2下方的點(diǎn)為困難時(shí)期設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量。當(dāng)選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用下列兩種方法計(jì)算。其電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出和輸入功率N電入分別用下式計(jì)算：(kw)式中：η轉(zhuǎn) 傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，η轉(zhuǎn)=1；(kw)式中：～，；η電電動(dòng)機(jī)效率，～，或在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征上查得。由于容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)功率小于困難時(shí)期功率的60%，即127＜289=，所以，選用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。表38 電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)表Table 3 8 motor performance parameters table型號(hào)額定功率kw額定電流 A轉(zhuǎn)數(shù)r/min效率 %Y2355M2250750Y2355L2350750 礦井反風(fēng)設(shè)計(jì) 反風(fēng)的目的意義反風(fēng)裝置就是使正常風(fēng)流反向的設(shè)當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒附近和井底車場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時(shí)，為了避免大量的CO和CO2等有害氣體進(jìn)入采掘工作面危及井下工人的生命安全，則利用主要通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)裝置迅速的將風(fēng)流方向反向。 反風(fēng)方法選擇礦井反風(fēng)方法主要有：設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)，利用備用風(fēng)機(jī)做反風(fēng)道反風(fēng)，風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)和調(diào)節(jié)動(dòng)葉片安裝角反風(fēng)[10]。由于所選用的風(fēng)機(jī)為對(duì)旋結(jié)構(gòu)，反轉(zhuǎn)反風(fēng)即可，但考慮萬一風(fēng)量不足，因此，方案確定為專用反風(fēng)道進(jìn)行反風(fēng)。1反風(fēng)進(jìn)風(fēng)門；2風(fēng)硐；3風(fēng)機(jī)；4擴(kuò)散器；5，7反風(fēng)導(dǎo)向門；6反風(fēng)繞道圖36專用反風(fēng)道反風(fēng)示意圖Figure36 antiWind Road layout plan 礦井通風(fēng)評(píng)價(jià) 礦井噸煤通風(fēng)電費(fèi)噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，用下公式計(jì)算：式中：E主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；D電價(jià)，（假設(shè)）；T礦井年產(chǎn)量，t；If礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；Ia礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量。Ia=15536524=657000kw?h則噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為： = 礦井等積孔、總風(fēng)阻1）總風(fēng)阻計(jì)算R礦易 =h阻易/Q2扇=1450/642=R礦難=h阻難/Q2扇=2650/=式中：R礦易、R礦難容易時(shí)期和困難時(shí)間的全礦總風(fēng)阻，Ns2/m8。4 安全技術(shù)措施與環(huán)保 礦井安全技術(shù)措施根據(jù)設(shè)計(jì)礦井瓦斯涌出量、煤塵爆炸性、煤炭自然發(fā)火、礦井涌水等具體情況，依據(jù)實(shí)習(xí)礦井在防治災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)、《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，提出具體的、并具有針對(duì)性的礦井主要安全技術(shù)措施。通風(fēng)區(qū)負(fù)責(zé)全礦防突技術(shù)業(yè)務(wù)管理，技術(shù)科、地測(cè)科負(fù)責(zé)其分管業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的防突工作，安監(jiān)科負(fù)責(zé)防突工作的監(jiān)督檢查。每次防突專業(yè)會(huì)議要有詳細(xì)的會(huì)議記錄備查。負(fù)責(zé)編制、審批并組織實(shí)施和檢查年度、季度及月防突計(jì)劃。其月計(jì)劃、月總結(jié)、突出動(dòng)態(tài)季報(bào)，要按規(guī)定及時(shí)上報(bào)局通風(fēng)出。2）由總工程師負(fù)責(zé)組織有關(guān)工程技術(shù)人員，針對(duì)礦井實(shí)際情況，制定行之有效的防突技術(shù)措施，并遵守下述原則：（1）要將抽放瓦斯作為采掘工作面防突的根本行措施；（2）各礦井必須堅(jiān)持“四位一體”的綜合防突技術(shù)措施；（3）有突出危險(xiǎn)的頂層采煤工作面必須執(zhí)行先抽后采、邊采邊抽以及高位抽放等綜合抽放的原則，并保證有不少于四個(gè)月的預(yù)抽期；（4）頂層掘進(jìn)工作面要積極推廣采用邊掘邊抽與超前排放瓦斯鉆孔相結(jié)合的綜合措施；（5）各種抽放瓦斯