梧桐莊150萬(wàn)t新井通風(fēng)設(shè)計(jì).docx

梧桐莊礦150萬(wàn)t/a新井通風(fēng)設(shè)計(jì)1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述梧桐莊礦井位于河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)東南部，漳河、岳城水庫(kù)以北，地處磁縣西部。以北神崗村為中心，北距峰峰集團(tuán)公司15km，東距磁縣15km。礦井西北部以F25斷層、東南部以F5斷層形成的地塹為界；西南部28號(hào)勘探線為界為界；東北部以磁縣礦為界。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1所列的平均值選取。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1.211.20夏1.211.201.2井田地質(zhì)特征井田的走向最大長(zhǎng)度為6.85km，最小長(zhǎng)度為6.11km，平均長(zhǎng)度為6.28km。井田傾斜方向的最大長(zhǎng)度為3.99km，最小長(zhǎng)度為3.24km，平均長(zhǎng)度為3.95km。煤層的傾角最大為16，最小為3，平均為7，井田平均水平寬度為3.92km。水平面積為24.62平方公里。1.3 煤層特征本礦井可采煤層有2#煤層，其煤層平均厚度為4.5m，具體參見(jiàn)圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷夯?yàn)分析梧桐莊礦井首采區(qū)和二采區(qū)瓦斯涌出量較小，達(dá)產(chǎn)后絕對(duì)瓦斯涌出量4.726m3/min， 相對(duì)瓦斯涌出量1.805m3/t；聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)期間瓦斯等級(jí)鑒定為低瓦斯礦井，相對(duì)瓦斯涌出量0.46m3/t，二氧化碳相對(duì)涌出量1.43m3/t。根據(jù)鑒定結(jié)果，2#煤塵有爆炸性。煤塵爆炸指數(shù)30.25。煤的自燃，礦井煤層有自燃發(fā)火傾向，屬于二級(jí)自燃發(fā)火煤層。2. 井田開(kāi)拓2.1井田境界與儲(chǔ)量礦井地質(zhì)資源量：2#煤164.57（Mt），礦井工業(yè)儲(chǔ)量154.33（Mt）， 礦井可采儲(chǔ)量123.10（Mt），本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/年。工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為500m350m的長(zhǎng)方形，工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為670.1(萬(wàn)t)。2.2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，每天三班作業(yè)，其中二班生產(chǎn)、一班準(zhǔn)備，凈提升時(shí)間為16小時(shí)。本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)噸/年,礦井服務(wù)年限為58.6年。2.3井田開(kāi)拓工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同。本井田形狀呈長(zhǎng)方形，儲(chǔ)量分布比較均勻，地質(zhì)、水文條件簡(jiǎn)單，為了均衡礦井初期和后期的生產(chǎn)運(yùn)輸量，縮短通風(fēng)網(wǎng)路，決定將井筒的位置設(shè)于井田儲(chǔ)量中央的位置，即主井、副井位于工業(yè)場(chǎng)地。這樣既可以不增加初期工程量投資，又能照顧礦井中后期的開(kāi)采布置。根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200350米，因此必須采用多水平開(kāi)采，結(jié)合本礦井井田考慮，決定本井田劃分為兩個(gè)水平，階段垂高在175250之間變化。2號(hào)煤層平緩，傾角為316不等，平均為7，為緩傾斜煤層。階段內(nèi)采用帶區(qū)式布置。煤層的頂板為粉砂巖或中粒砂巖底板一般為粉砂巖，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開(kāi)采的影響，將第一水平大巷布置在距煤層底板大約20m處的粉砂巖中，第二水平大巷也布置在距煤層底板大約20m處的粉砂巖中。由于是低瓦斯礦井，根據(jù)通風(fēng)需要，故布置一條軌道進(jìn)風(fēng)大巷，再布置一條運(yùn)輸大巷，大巷間距25m，沿走向布置。選用雙立井兩水平開(kāi)拓（一水平標(biāo)高-550m，二水平標(biāo)高-725m），各水平均為帶區(qū)式布置。井底車場(chǎng)為環(huán)形車場(chǎng)，井口標(biāo)高為+176m。主立井、副立井井口設(shè)在井田中央即井田儲(chǔ)量中央，主要運(yùn)輸大巷沿煤層地板巖層走向布置。圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖3. 巷道布置與采煤方法3.1帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（一帶區(qū)）位于井田北翼，大巷的北部。本礦瓦斯涌出量較小，沒(méi)有突出危險(xiǎn)，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單涌水量小，兩條大巷就能滿足生產(chǎn)系統(tǒng)的要求，一條運(yùn)煤，一條運(yùn)料；為減少掘進(jìn)費(fèi)用，且2號(hào)煤層賦存較穩(wěn)定，將兩條大巷布置在2號(hào)煤層的底板中。區(qū)段平巷采用雙巷掘進(jìn)，由于首采區(qū)工作面推進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)1500m以上，生產(chǎn)服務(wù)年限在1年以上，一個(gè)工作面就能保證全礦井年設(shè)計(jì)產(chǎn)量的要求，所以采用順次接替方式開(kāi)采。區(qū)段平巷間設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷，保證掘進(jìn)通風(fēng)順暢，減少局部通風(fēng)機(jī)的工作阻力首采帶區(qū)工作面長(zhǎng)度取198 m；兩斜巷設(shè)計(jì)均為矩形斷面。首采帶區(qū)工作面平均推進(jìn)長(zhǎng)度為1500m。本井田開(kāi)采順序?yàn)橄乳_(kāi)采第一水平，再開(kāi)采第二水平；帶區(qū)內(nèi)回采順序：采用后退式，即由帶區(qū)邊界向大巷推進(jìn)。3.2 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。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用配套設(shè)備：ZZ9900/29/50型支撐掩護(hù)式液壓支架、MGTY500/1200-3.3D型雙滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)SGZ764/264A、SZB-764/132型轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM110型破碎機(jī)、SSJ1000/2160型帶式輸送機(jī)。采煤機(jī)截深0.63m，其工作方式為雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，工作面端頭進(jìn)刀方式。工作面用先移架后推溜的及時(shí)支護(hù)方式。3.3回采巷道布置本設(shè)計(jì)開(kāi)采采用區(qū)段下行式開(kāi)采。工作面回采采用后退式開(kāi)采，開(kāi)采2煤上部區(qū)段時(shí)同時(shí)準(zhǔn)備相鄰下部區(qū)段。區(qū)段平巷沿煤層走向掘進(jìn)，為了適合往復(fù)式回采要求，區(qū)段平巷采用雙巷掘進(jìn)，每間隔200米開(kāi)聯(lián)絡(luò)巷，方便兩條巷道的通風(fēng)及設(shè)備聯(lián)系。掘進(jìn)時(shí)要求區(qū)段上下兩平巷平行布置，保持綜采工作面等長(zhǎng)要求。 3.4部分井巷特征參數(shù) 表2部分井巷特征參數(shù) 井巷名稱長(zhǎng)度(m)斷面（m2）周長(zhǎng)（m）副井44.1623.55井底車場(chǎng)15.615.00軌道石門(mén)15.615.00軌道大巷15.615.00帶區(qū)車場(chǎng)15.615.00分帶進(jìn)風(fēng)斜巷14.3515.20分帶軌道巷14.3515.20工作面27.9721.60分帶運(yùn)輸巷14.3515.20分帶回風(fēng)斜巷14.3515.20回風(fēng)膠帶大巷12.815.00回風(fēng)石門(mén)12.815.00回風(fēng)大巷12.815.00風(fēng)井19.6315.704. 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定4.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定的原則 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是結(jié)合礦井開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)，建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于管理的通風(fēng)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算各用風(fēng)地點(diǎn)的需風(fēng)量、總風(fēng)量與總風(fēng)壓，并選擇礦井通風(fēng)設(shè)備。不管選擇何種通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等要求，具體要遵循以下原則：1 每個(gè)礦井和階段水平之間必須有兩個(gè)安全出口；2 進(jìn)風(fēng)井巷道與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m3；3 新設(shè)計(jì)的箕斗井和混合井禁止做進(jìn)風(fēng)井，已做進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使得進(jìn)風(fēng)流的含塵濃度達(dá)到上述要求；4 主要回風(fēng)井巷不得做人行道，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；5 礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60%以上；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)；7 井下破碎硐室和炸藥庫(kù)必須設(shè)有獨(dú)立的回風(fēng)道；8 主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)有反風(fēng)裝置，并在10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，反風(fēng)量要大于40%；9 可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井要盡量獨(dú)立通風(fēng)；10 總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；11 井下通風(fēng)設(shè)施必須保持完好無(wú)損，通風(fēng)巷道保證有足夠的斷面大小。4.2礦井通風(fēng)方式的選擇選擇通風(fēng)方案的考慮因素選擇任何通風(fēng)方式都需要符合投產(chǎn)較快、出煤較快、安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等原則。選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)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(jí)。2.經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。4.2.1礦井通風(fēng)方案礦井通風(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(duì)角式、采區(qū)式和混合式通風(fēng)中選擇，以下為各方案的示意圖。方案一：中央并列式進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井沿井田走向及傾斜角度均大致并列于井田的中央，如圖4.1圖4.1 中央并列式通風(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(mén)方案二：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，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，如圖4.2。圖4.2 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(mén)方案三：兩翼對(duì)角式進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，回風(fēng)井設(shè)在沿淺部走向的兩翼附近或者沿傾斜方向的淺部，如圖4.3。圖4.3 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(mén)方案四：采區(qū)式通風(fēng)方式在井田的每一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域開(kāi)鑿進(jìn)、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)即為采區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，見(jiàn)圖4.4。圖4.4 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(mén)1）礦井通風(fēng)方式的選擇下面對(duì)這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表比較，見(jiàn)表4.1表4.1 通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件通風(fēng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件中央并列式初期投資較少，工業(yè)場(chǎng)地布置集中，管理方便，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)間短。風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大。煤層傾角大，埋藏深，但走向長(zhǎng)度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重。中央分列式通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加一個(gè)安全出口，工業(yè)廣場(chǎng)沒(méi)有主要通風(fēng)機(jī)的噪音影響，從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大。煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重。兩翼對(duì)角式封路較短，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(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大。煤層走向較大，井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井。采區(qū)式通風(fēng)方式通風(fēng)線路短、幾個(gè)分區(qū)域可以同時(shí)施工的優(yōu)點(diǎn)外，更有利于處理礦井事故、運(yùn)送人員設(shè)備也方便。工業(yè)場(chǎng)地分散、占地面積大、精通保護(hù)煤柱較多。井田面積較大、局部瓦斯含量大，采區(qū)離工業(yè)廣場(chǎng)比較遠(yuǎn)。2）礦井通風(fēng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較技術(shù)比較該礦為低瓦斯礦井，并且有自燃發(fā)火傾向，但走向長(zhǎng)度較大，大于4km，且瓦斯涌出量小。通過(guò)初步的技術(shù)比較及綜合分析，方案一和方案二比方案三和方案四有更明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)濟(jì)比較方案一和方案二兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開(kāi)拓量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購(gòu)置和通風(fēng)點(diǎn)給等方面考慮。巷道開(kāi)拓及維護(hù)費(fèi)用之比較兩方案中不同（或多出）巷道，相同巷道不再做經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表4.2到4.3。3）進(jìn)行工程掘進(jìn)費(fèi)用比較兩者相比較而言，中央并列式通風(fēng)，多一條回風(fēng)石門(mén)，其工程量為1053m；中央分列式通風(fēng)，多一個(gè)進(jìn)風(fēng)井，其工程量為368m。其井巷掘進(jìn)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用如表4.2和表4.3。表4.2井巷掘進(jìn)費(fèi)用方案 項(xiàng)目中央并列式通風(fēng)中央分列式通風(fēng)工程項(xiàng)目工程量（m）單價(jià)(元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）回風(fēng)石門(mén)10534000421.2040000回風(fēng)井010000036810000368合計(jì)421.23684）井巷維護(hù)費(fèi)用比較表4.3 井巷維護(hù)費(fèi)用比較方案項(xiàng)目中央并列式通風(fēng)中央分列式通風(fēng)工程項(xiàng)目工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）回風(fēng)石門(mén)105318018.95401800回風(fēng)井012003681204.416合計(jì)18.9544.416通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用礦井主通風(fēng)機(jī)、配套電機(jī)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)按100萬(wàn)元計(jì)算，主要通風(fēng)機(jī)房必須安裝兩套主要通風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)。一套工作，一套備用，則共需要設(shè)備費(fèi)用1002=200萬(wàn)元。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門(mén)、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按50萬(wàn)元計(jì)算，則建一風(fēng)機(jī)房需要250萬(wàn)元。兩方案的經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表4.4。表4.4通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用方案項(xiàng)目中央并列式通風(fēng)中央分列式通風(fēng)通風(fēng)設(shè)備費(fèi)250*2萬(wàn)元250*2萬(wàn)元5）通風(fēng)總費(fèi)用比較通風(fēng)費(fèi)用匯總見(jiàn)表4.5。表4.5 通風(fēng)總費(fèi)用比較方案項(xiàng)目中央并列式通風(fēng)（萬(wàn)元）中央分列式通風(fēng)（萬(wàn)元）井巷掘進(jìn)費(fèi)421.2368井巷維護(hù)費(fèi)18.9544.416通風(fēng)設(shè)備費(fèi)250*2250*2總費(fèi)用940.154872.416本礦井設(shè)計(jì)為150萬(wàn)噸礦井，同時(shí)為低瓦斯礦井，對(duì)通風(fēng)量要求較高，方案一和方案二進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，方案一四需要掘進(jìn)的回風(fēng)石門(mén)數(shù)多，掘進(jìn)費(fèi)用太多，又由于該礦井的走向長(zhǎng)度大于4km，而采用方案一的走向不能太大，小于4km為宜，所以，經(jīng)過(guò)綜合比較分析，采用方案二的通風(fēng)方式，即采用中央分列式通風(fēng)方式。4.2.2礦井通風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作方式礦井通風(fēng)機(jī)的工作方式有抽出式、壓入式及壓抽混合式。其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表4.6。表4.6 通風(fēng)方式分類通風(fēng)方式適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 抽出式優(yōu)點(diǎn)：主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高，可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比價(jià)安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式比，不存在向下水平過(guò)度時(shí)期改變通風(fēng)方法的困難。缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)孛娲嬖谛〗阉輩^(qū)井和開(kāi)采裂隙溝通時(shí)，會(huì)把小窖積存的有害氣體抽到井下，使工作面有效風(fēng)量減少。壓入式優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省風(fēng)井場(chǎng)地，施工方便；主要通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)少，整理方便；開(kāi)采淺部煤層時(shí)采區(qū)準(zhǔn)備較容易，工程量少；能把部分小窯塌陷的有害氣體壓到地面。缺點(diǎn)：井口房、井底煤倉(cāng)及裝載硐室漏風(fēng)大，管理困難；風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；由第一水平的壓入式過(guò)渡到第二水平的抽出式有一定的困難；通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)；當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流壓力降低，可能在短時(shí)間內(nèi)引起采區(qū)或封閉區(qū)瓦斯大量涌出；主要通風(fēng)機(jī)位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)有噪音影響。 壓抽結(jié)合式 優(yōu)點(diǎn)：通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓狀態(tài)，回風(fēng)部分處于負(fù)壓狀態(tài)，工作面大致處于中間狀態(tài)，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)連接地表的漏風(fēng)因而較小，適用于自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井。缺點(diǎn)：使用風(fēng)機(jī)設(shè)備較多，管理復(fù)雜。現(xiàn)將三種工作方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：抽出式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，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(xiǎn)。采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，式通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。采用壓抽結(jié)合式通風(fēng)時(shí)工作面大致處于中間狀態(tài)，其正壓或負(fù)壓均不大而且使用風(fēng)機(jī)設(shè)備較多，風(fēng)機(jī)之間配合很難達(dá)到好的效果，通風(fēng)機(jī)設(shè)備管理困難、復(fù)雜，因此很明顯不適合采用。在地面小窖塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會(huì)把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的一部分回風(fēng)風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)較少，用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)風(fēng)流把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面，如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費(fèi)用都較抽出式為小。在由壓入式通風(fēng)過(guò)度到深水平抽出式通風(fēng)時(shí)，有一定困難，過(guò)渡時(shí)期是新舊水平同時(shí)產(chǎn)生，路線較長(zhǎng)，有時(shí)還須額外增掘一些井巷工程，使過(guò)渡時(shí)期拉得過(guò)長(zhǎng)、用抽出式通風(fēng)，就沒(méi)有這些缺點(diǎn)。正因?yàn)槌槌鍪接兄?dú)自的優(yōu)點(diǎn)，井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式相比，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。本礦井地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為高瓦斯突出礦井，自然發(fā)火危險(xiǎn)性較小，走向較長(zhǎng)，開(kāi)采面積較大，因此選用抽出式通風(fēng)方式。5采區(qū)通風(fēng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容，它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足全礦通風(fēng)的特殊要求。采區(qū)通風(fēng)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，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。在通風(fēng)系統(tǒng)中，要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)。采區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。5.1采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車場(chǎng)都要安裝風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)數(shù)目較多。采用運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，由于風(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(guò)程中釋放的瓦斯，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，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車場(chǎng)內(nèi)安設(shè)風(fēng)門(mén)，運(yùn)輸?shù)V車來(lái)往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防治風(fēng)流短路。本礦井相對(duì)瓦斯涌出量為1.805m3/t，屬低瓦斯礦井，結(jié)合實(shí)際條件，確定在一個(gè)采區(qū)布置兩條條上山，一條分帶運(yùn)輸上山，一條分帶軌道上山，分帶軌道上山做進(jìn)風(fēng)井，分帶運(yùn)輸上山回風(fēng)。風(fēng)流由風(fēng)井進(jìn)入后在上山上部匯入軌道上山。各采煤工作面以及掘進(jìn)工作面采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)的通風(fēng)方式，運(yùn)輸上山僅進(jìn)少量風(fēng)流，供行人和維修使用。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是采用軌道上山和運(yùn)輸上山兼做進(jìn)風(fēng)井，減少了風(fēng)井掘進(jìn)工程量，提高斜巷的利用率，在運(yùn)輸上山上部設(shè)置風(fēng)門(mén)使進(jìn)風(fēng)流匯入軌道上山，運(yùn)輸上山的風(fēng)速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山風(fēng)速不致太大，車輛通過(guò)方便。5.2回采工作面通風(fēng)方式5.2.1回采工作面通風(fēng)方式工作面通風(fēng)方式的選擇因瓦斯涌出量、開(kāi)采工作條件和開(kāi)采技術(shù)而異，按工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的數(shù)量和位置，可以分為U型、Y型、E型、W型和Z型等通風(fēng)方式，一般均采用后退式進(jìn)行開(kāi)采。各通風(fēng)方式的示意圖和優(yōu)缺點(diǎn)如表5.1所示。表5.1回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較通風(fēng)方式示意圖優(yōu)缺點(diǎn)U型優(yōu)點(diǎn)：對(duì)了解煤層賦存情況，掌握瓦斯、火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律較為有利；巷道均維護(hù)在媒體中，因而巷道的漏風(fēng)率較少。缺點(diǎn)：煤炭自燃威脅較大；上隅角易瓦斯?jié)舛雀?，容易積聚。Y型優(yōu)點(diǎn)：較好的解決的回采工作面上隅角瓦斯超限的隱患；工作面上下端均處于進(jìn)風(fēng)流中，改善了作業(yè)環(huán)境；實(shí)行沿空留巷，提高采區(qū)回收率。缺點(diǎn)：需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)用。Z型優(yōu)點(diǎn)：與前進(jìn)式U型相比，巷道的采掘工程量較少；進(jìn)、回風(fēng)巷只需在一側(cè)采空的條件下維護(hù)；采區(qū)內(nèi)進(jìn)、回風(fēng)巷的總長(zhǎng)度近似不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻、改善通風(fēng)。缺點(diǎn)：當(dāng)采空區(qū)涌出的瓦斯量及漏風(fēng)量較大時(shí)，其回風(fēng)巷常易出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象。W型優(yōu)點(diǎn)：減少了巷道的開(kāi)掘和維護(hù)費(fèi)用；風(fēng)阻小，風(fēng)量大，漏風(fēng)量小，利于防火；便于回收安裝維修采煤設(shè)備；當(dāng)中間平巷進(jìn)風(fēng)且設(shè)運(yùn)輸機(jī)時(shí)，既保證了運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，又保證了進(jìn)、回風(fēng)巷的總斷面比較接近缺點(diǎn)：兩條巷道的進(jìn)風(fēng)都會(huì)匯合于上面或下面，使上或下面的風(fēng)速增高，工作面產(chǎn)生的煤塵受到風(fēng)力的沖擊容易飛揚(yáng)，對(duì)上或下面的防塵不利。E型優(yōu)點(diǎn)：下平巷和下部工作面回風(fēng)速度降低，故可抑制煤塵的產(chǎn)生；與U型通風(fēng)方式相比，可使上部工作面氣溫降低。缺點(diǎn)：采空區(qū)的瓦斯較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出，使該處時(shí)常處于瓦斯超限狀態(tài)，故僅適用于低瓦斯礦井U+L型5.2.2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(jiàn)表5.2。由于2#煤層傾角平均7度左右，根據(jù)該礦實(shí)際情況，確定回采工作面為上行通風(fēng)。表5.2回采工作面上、下行通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)工作面風(fēng)向示意圖優(yōu)缺點(diǎn)上行通風(fēng)優(yōu)點(diǎn)：(1) 瓦斯比空氣密度小，有一定的上浮力，其自然流動(dòng)的方向和上行風(fēng)流的方向一致，有利于帶走瓦斯、較快地降低工作面的瓦斯?jié)舛龋?2) 采用上行風(fēng)時(shí)，工作面運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好；(3) 工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，采用上行風(fēng)在起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。缺點(diǎn)：(1) 上行風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，易引起煤塵飛揚(yáng)，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大；(2) 煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中所釋放出的瓦斯被上行風(fēng)流帶人工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛壬撸绊懥斯ぷ髅娴陌踩l(wèi)生條件；(3) 上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。下行通風(fēng)優(yōu)點(diǎn)：(1) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬?duì)較小些；(2) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較?。?3) 下行風(fēng)流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。缺點(diǎn)：(1) 采用下行風(fēng)時(shí)，運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性較差；(2) 工作面一旦起火，所產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機(jī)械風(fēng)壓作用方向相反，下行風(fēng)在起火地點(diǎn)引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些，滅火工作困難；(3) 除淺礦井的夏季之外，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相反，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)（逆轉(zhuǎn))的可能。5.2.3通風(fēng)構(gòu)筑物因?yàn)樯a(chǎn)的需要，井下巷道是縱橫交錯(cuò)彼此貫通。為了使井下各用風(fēng)地點(diǎn)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)巷道的交叉口附近設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門(mén)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(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠性。1）風(fēng)橋在進(jìn)風(fēng)流與回風(fēng)流平面交叉的巷道處，必須設(shè)置風(fēng)橋，風(fēng)橋使兩支相叉的風(fēng)流隔開(kāi)，使之構(gòu)成立體交叉風(fēng)路的通風(fēng)設(shè)施。2）擋風(fēng)墻在需要截?cái)囡L(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(zhǎng)短分為永久性和暫時(shí)性。3）風(fēng)門(mén)分門(mén)是建筑在人員和礦車需要通過(guò)的巷道，而又不允許風(fēng)流通過(guò)的巷道，按其規(guī)定要求建兩座風(fēng)門(mén)，其間距要大于運(yùn)輸車輛的長(zhǎng)度，以便一座風(fēng)門(mén)啟動(dòng)時(shí)，另一座風(fēng)門(mén)能夠關(guān)閉，不至于形成風(fēng)流短路，分為普通風(fēng)門(mén)和子總啟動(dòng)的風(fēng)門(mén)兩種。4)調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)窗用以增加巷道的局部阻力，以調(diào)節(jié)用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，本設(shè)計(jì)主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式工作方法，調(diào)節(jié)風(fēng)窗全部設(shè)在回風(fēng)道中。5)測(cè)風(fēng)站用以測(cè)量全礦井總進(jìn)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(jìn)風(fēng)量。測(cè)風(fēng)站的位置一般在比較規(guī)整的巷道內(nèi)。6. 掘進(jìn)通風(fēng)無(wú)論是在新建、擴(kuò)建或是生產(chǎn)礦井中，都需要開(kāi)掘大量的井巷工程，以便準(zhǔn)備新的采區(qū)和采煤工作面。在開(kāi)掘井巷時(shí)，為了稀釋和排除自煤（巖）體內(nèi)涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵、保持良好的工作環(huán)境和氣候條件，必須對(duì)掘進(jìn)頭進(jìn)行不間斷的通風(fēng)，即向掘進(jìn)面輸入新鮮空氣，排除有害煙塵和污濁空氣。本設(shè)計(jì)達(dá)產(chǎn)時(shí)，只有一個(gè)工作面就可以滿足產(chǎn)量要求。局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)規(guī)則如下：(1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；(2) 局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)；(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)；(4) 壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；(5) 當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。6.1掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式掘進(jìn)通風(fēng)總的可以分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全風(fēng)通風(fēng)和引射器通風(fēng)。出于掘進(jìn)面通風(fēng)必須做到風(fēng)質(zhì)好，風(fēng)量穩(wěn)定等多方面的考慮。本設(shè)計(jì)決定采用局部動(dòng)力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)的通風(fēng)。利用局部通風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法。常用的通風(fēng)方式分為：壓入式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)和混合式通風(fēng)。6.1.1壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)把局部通風(fēng)機(jī)和附屬裝置安裝在離掘巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。具體通風(fēng)方式布置如圖6.1。圖6.1 壓入式通風(fēng)6.1.2抽出式通風(fēng)抽出式通風(fēng)把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出，抽出式通風(fēng)布置見(jiàn)圖6.2。圖6.2 抽出式通風(fēng)6.1.3混合式通風(fēng)混合式通風(fēng)的布置如圖6.3所示，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(zhǎng)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(jī)所在位置有關(guān)。壓入式局部通風(fēng)機(jī)可隨工作面的推進(jìn)及時(shí)向前移動(dòng)，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前壓入式局部通風(fēng)機(jī)10米以上，同時(shí)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(zhǎng)度，一般為30米左右，混合式通風(fēng)機(jī)見(jiàn)圖6.3。圖6.3 混合式通風(fēng)由于混合式通風(fēng)適用于大斷面長(zhǎng)距離的巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式，由于采煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進(jìn)，因此本次設(shè)計(jì)只考慮壓入式和抽出式兩種方式。壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)比較：1）抽出式通風(fēng)時(shí)，污濁風(fēng)流必須通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。而壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)的為新鮮風(fēng)流，故安全性高。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(dá)，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強(qiáng)。3）抽出式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)筒中排出，不污染巷道中的空氣，故勞動(dòng)衛(wèi)生條件好。壓入式通風(fēng)時(shí)炮煙沿巷道流動(dòng)，勞動(dòng)衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時(shí)間長(zhǎng)。4）抽出式通風(fēng)只能使用剛性風(fēng)筒或帶剛性圈的柔性風(fēng)筒，壓入式通風(fēng)可以使用柔性風(fēng)筒。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。結(jié)合本礦井的瓦斯?jié)舛?、掘進(jìn)條件和粉塵濃度，本礦井設(shè)計(jì)采用壓入式掘進(jìn)通風(fēng)。6.2 煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：6.2.1按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí) （6.1）式中：Qy采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排除掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，m3/min；A為同時(shí)爆破的炸藥量，Kg，最大為6.5Kg；S掘進(jìn)巷道的凈斷面積，m3,12.8；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：L=400A/S，則L=4006.5/12.8=203.1t掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取20-30min,取20min。Qy=7.836.5(203.112.8)220=131.8m3min6.2.2按瓦斯涌出量計(jì)算根據(jù)礦井安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1%的要求計(jì)算，即：Qb=100qbKb1-K （6.2）式中：Qb掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；qb掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，4.726 m3/min；Kb掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量不均衡的風(fēng)量系數(shù)，取2; K礦井瓦斯抽放率，一般為80%。所以工作面需風(fēng)量：Qb=1004.72621-0.8=189.04m3min6.2.3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。 （6.3） 式中：4每人每分鐘供給4 m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；N該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人。故掘進(jìn)工作面風(fēng)量：Qb=430=120m3min6.2.4炸藥量計(jì)算巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計(jì)算要按照炸藥量計(jì)算。 （6.4） 式中：25使用一克炸藥的供風(fēng)量，m3/min；A該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。Qb=256.5=162.5m3min由以上四中方法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：Qb=189.04m3min6.2.5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： （6.5） （6.6）式中S為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積，12.8m2；Qmin=1512.8=192m3minQmax=24012.8=3072m3min由風(fēng)速驗(yàn)算可知，Q=189.04 m3/min不符合風(fēng)速要求。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取300 m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。2）按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足： （6.7） （6.8）式中S為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積，14.35 m2；Qmin=914.35=129.15m3minQmax=24014.35=3444m3min按照以上方法1、3、4（式中S取代為18m2）可以計(jì)算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量為162.5 m3/min，滿足要求。對(duì)于巖巷掘進(jìn)根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取300m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。6.3掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型6.3.1風(fēng)筒的選擇由6.1節(jié)可知，本礦井掘進(jìn)采用壓入式通風(fēng)，掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒，柔性風(fēng)筒重量輕，易于存儲(chǔ)和搬運(yùn)，連接和懸吊也較為方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且適合于壓入式通風(fēng)?？紤]到本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭距離較長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，決定使用膠片風(fēng)筒，其具體參數(shù)見(jiàn)表6.1。表6.1 風(fēng)筒規(guī)格及接頭形式風(fēng)筒類型風(fēng)筒直徑（mm）接頭方法百米風(fēng)阻（NS2/m8）節(jié)長(zhǎng)（m）壁厚（mm）風(fēng)筒質(zhì)量（kg/m）膠布風(fēng)筒800雙反邊13101.23.21）風(fēng)筒風(fēng)阻風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，風(fēng)筒長(zhǎng)度為2076.64m，由于聯(lián)絡(luò)巷間距為214m，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒總風(fēng)阻為：Rp=214/10013=27.82NS2/m82）風(fēng)筒的漏風(fēng)率柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)率風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)值可用下式計(jì)算：=QfQ0=11-pL10000 (6.9) 式中：柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)；Qf局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量，m3/min；Q0風(fēng)筒末端的風(fēng)量，m3/min；p風(fēng)筒100m長(zhǎng)度的漏風(fēng)率，%,百米漏風(fēng)率可從表6.2中查??；L風(fēng)筒總長(zhǎng)度，m。表6.2 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率p風(fēng)筒接頭類型風(fēng)筒100m漏風(fēng)率p/%膠接0.1-0.4多反邊0.4-0.6多層反邊3.05插接12.8帶入數(shù)據(jù)，則柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)為：=11-0.62076.6410000=1.143）局部通風(fēng)機(jī)選型局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa： (6.10) 式中： 風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面的計(jì)算取1.14；Qk掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量,m3min。則局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa=1.14300=342m3min6.3.2局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓Ht（Pa）為： (6.11)式中：Ht局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓，Pa；R風(fēng)筒總風(fēng)阻，NS2/m8；Qa局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/s；Qh掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/s；空氣密度，kg/m3。帶入已知數(shù)據(jù)得：Ht=27.823426030060+0.8111.205300236000.84=852.5 Pa6.3.3局部通風(fēng)機(jī)的選擇礦用局部通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩種，軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa和工作全風(fēng)壓Ht選取FBD-No5.6型軸流式風(fēng)機(jī)，其工作參數(shù)見(jiàn)表6.3。表6.3 局部通風(fēng)機(jī)參數(shù)風(fēng)機(jī)類型功率（KW）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）效率(%)風(fēng)量（m3/min）風(fēng)壓（Pa）FBD-No5.62*11380/66029008038024042037006.4掘進(jìn)通風(fēng)機(jī)技術(shù)管理和安全措施6.4.1保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流1）局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，無(wú)論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量。2）提高有效風(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高通風(fēng)設(shè)備的安裝質(zhì)量。6.4.2保證局部通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)1）局部通風(fēng)機(jī)必須有專人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于10m，局部通風(fēng)機(jī)吸收風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。2）防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒壞，采用QC83-80型磁力啟動(dòng)器。3）局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備必須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。4）安設(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置，局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。6.4.3局部通風(fēng)機(jī)的管理工作主要是保證局部通風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)管理及檢查。7 礦井風(fēng)量計(jì)算與分配7.1礦井總風(fēng)量的計(jì)算礦井總風(fēng)量是井下各個(gè)工作地點(diǎn)有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的計(jì)算方法。生產(chǎn)礦井總風(fēng)量按以下要求風(fēng)別計(jì)算，并取其中的最大值。（1）井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 （7.1）式中：N井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，700人；Kt礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.21.25，本設(shè)計(jì)取1.25根據(jù)本礦井井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700人，則：Q=4700 1.25=3500m3min（2）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算 （7.2）式中：采煤工作面和備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外其他需要通風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量總和，。Kt礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素抽出式一般可取Kt=1.151.20，本設(shè)計(jì)中取Kt =1.20。7.1.1綜采工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中最大值。1）按瓦斯涌出量計(jì)算根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1%的要求計(jì)算。即： Qai=100qaiKai (7.3)式中：第個(gè)采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，由于本礦井只設(shè)一綜采工作面，采煤量占總采煤量的90%，可計(jì)算采煤工作面瓦斯涌出量為4.7260.9=4.2534m3min；（設(shè)計(jì)抽采率為70%，原絕對(duì)瓦斯涌出量4.726m3min）第個(gè)采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè)，測(cè)出5個(gè)比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面可取Kai=1.21.6；炮采工作面可取Kai=1.412。工作面其按照瓦斯?jié)舛扔砍隽坑?jì)算： Qai=1004.25431.4=595.602m3min2）按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算：采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣候條件，溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下列要求，見(jiàn)表7.1。表7.1 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表工作面溫度/1515181820202323262628工作面風(fēng)速/ms-10.30.50.50.80.81.01.01.51.52.02.02.5配風(fēng)調(diào)整系數(shù)/Kap0.900.901.001.001.101.101.251.251.40按下式計(jì)算：Qai=60VaiSai （7.4）式中：Vai第i個(gè)工作面風(fēng)速，m/s；Sai第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，27.97m2。對(duì)于綜采一次采全高工作面，取溫度為22，則風(fēng)速為1.4m/s，采煤工作面面積為S=14m2，代入上式可得：Qai=601.427.97=2349.48m3min3）按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 Qai=4Ni （7.5）式中：4每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/minNi第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，綜采工作面一般為40人可得：Qai=440=1640m3min按照以上三種計(jì)算風(fēng)量的方法，選擇計(jì)算的最大風(fēng)量，所以工作面的風(fēng)量為1640.52 m3/min。4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：15SaiQai240Sai (7.6） 式中：Sai第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，27.97m2綜采一次采全高工作面的面積為27.97m2，代入上式：15Sai=419.55m3min240Sai=6712.8m3min所以綜采工作面最大的風(fēng)量為2349.8m3min,滿足風(fēng)速要求。本礦井采用由首采面開(kāi)始往下依次開(kāi)采，礦井只有一個(gè)綜采工作面，則：Qai采=2349.8m3min7.1.2備用工作面需要風(fēng)量計(jì)算備用工作面的需風(fēng)量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半。當(dāng)采區(qū)風(fēng)量不富裕時(shí)，也可按工作面不積聚瓦斯為原則配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于15 m3/min。本設(shè)計(jì)礦井采用第一種，即為與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半： Qai=2349.8/2=1174.9m3min由礦井開(kāi)拓圖可知。礦井設(shè)一備用工作面，則：Qai備=1174.9m3min所以，Qa=Qa采+Qa備=3524.7m3min7.1.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：1)按瓦斯涌出量計(jì)算：根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1的要求計(jì)算。即：Qai=100qbiKbi (7.7） 式中：qbi第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min；本礦取4.2534 m3/min；Kbi第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果確定，一般機(jī)掘工作面取1.52，炮掘工作面取1.82.0，本設(shè)計(jì)取 Kbi取2。掘進(jìn)工作面日出煤量按工作面日出煤量的10%計(jì)算，所以qbi=4.253410%=0.42534m3min所以掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量可以計(jì)算為：Qbi=1000.425342=85.068m3min2)按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 Qbi=4Ni (7.8）式中：4每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；Ni第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，一般取30人。 Qbi=430=120m3/min 由以上兩種方法計(jì)算的掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量最大值為:Qbi=120m3min后期南翼與北翼同時(shí)交替開(kāi)采時(shí)，需有兩個(gè)掘進(jìn)巷：Qbi=2120=240m3min7.1.4硐室需風(fēng)量計(jì)算1)井下火藥庫(kù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，大型爆破材料庫(kù)風(fēng)量不得小于100 /min，中小型不得小于60/min，本設(shè)計(jì)中取100m3min。2)絞車房井下絞車房一般單獨(dú)供風(fēng)，從一些設(shè)計(jì)單位及部分生產(chǎn)礦井分配情況來(lái)統(tǒng)計(jì)，絞車房的一般供風(fēng)量為6080m3/min，取80m3/min為佳。因此，本設(shè)計(jì)中取80m3/min。3)采區(qū)變電所按煤炭安全規(guī)程要求，一般為80m3/min。4)充電硐室：80m3/min5)檢修硐室：100m3/min6)其它硐室：200m3/min綜上所述，硐室總風(fēng)量： Qd=80+100+802+80+100+2004=1320m3min7.1.5其他巷道所需風(fēng)量計(jì)算其它巷道所需風(fēng)量由下式計(jì)算： QBi600.25S4 (7.9） 式中：S其它巷道平均斷面面積，取S=14.4m2QBi600.2514.44=864m3min7.1.6 K