采區(qū)通風設計說明說

1、 目 錄 第一章 采區(qū)概況1.1 采區(qū)位置1.2 開采技術條件第二章 采區(qū)通風系統(tǒng) 2.1 采區(qū)通風系統(tǒng)要求2.2 采區(qū)進風上山與回風上山的選擇與確定2.3 回采工作面的通風方式選擇與確定第三章 采區(qū)風量的計算3.1 工作面的供風及工作面風量計算原則及要求3.2 回采工作面風量的計算3.3 掘進工作面風量的計算3.4 硐室風量的計算3.5采區(qū)風量分配第四章 采區(qū)通風阻力計算 4.1摩擦阻力的計算 4.2計算列表第五章 主要安全技術措施5.1防瓦斯安全技術措施 5.2防火安全技術措施第六章 避災路線 第一章 采區(qū)概況1.1 地質(zhì)條件 采區(qū)內(nèi)只有采區(qū)內(nèi)只有一層煤層，煤層屬于厚煤層。煤層無瓦斯突出，

2、地板穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)涌水較小，煤層埋藏穩(wěn)定，構(gòu)造簡單。煤巖爆炸指數(shù)為34%70%,煤層瓦斯含量小，采區(qū)所屬礦井屬于低瓦斯礦井。 1.2開采條件 本采區(qū)為某礦第二水平某采區(qū)，采區(qū)上部標高-250m，下不標高-550m。本采區(qū)東西為已采三采區(qū)，西面為四采區(qū)。區(qū)內(nèi)煤層埋藏穩(wěn)定、構(gòu)造簡單，煤質(zhì)中硬，自然發(fā)火期312個月。走向長度2020m，傾向長度為1160m，傾角為15。采煤工藝選取為綜采，兩翼走向長壁開采方式。采區(qū)相對瓦斯涌出量5m3/噸日，屬于瓦斯礦井。采區(qū)絕對瓦斯涌出量5m/min運輸大巷在-550m標高，回風大巷標高-250m標高，采區(qū)生產(chǎn)能力120萬t。 第2章 采區(qū)通風系統(tǒng)2.1 采區(qū)通風系統(tǒng)

3、要求采區(qū)通風系統(tǒng)主要決定于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足通風的特殊要求。如瓦斯大或地溫高，有時是決定通風系統(tǒng)的主要條件。在確定采區(qū)通風系統(tǒng)時，應遵守安全、經(jīng)濟、技術先進合理的原則，滿足下列基本要求：（一）采區(qū)必須實行分區(qū)通風。1、準備采區(qū)，必須在采區(qū)構(gòu)成通風系統(tǒng)以后，方可開掘其它巷道。2、采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風、排水系統(tǒng)后，方可回采。3高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設置至少1 條專用回風巷；4低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設置1條專用回風巷。5、采區(qū)的進、回風巷必須貫穿整個采區(qū)，嚴禁一段為進

4、風巷、一段為回風巷。（二）采、掘工作面應實行獨立通風。（三）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要保證風流流動的穩(wěn)定性，采掘工作面盡量避免處于角聯(lián)風路中。（四）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，應力求通風系統(tǒng)簡單，以便在發(fā)生事故時易于控制風流和撤退人員。（五）對于必須設置的通風設施(風門、風橋、擋風墻等)和通風設備(局部通風機、輔助通風機等)，要選擇好適當位置，嚴把規(guī)格質(zhì)量，嚴格管理制度，保證通風設備安全運轉(zhuǎn)。盡量將主要風門開關、局部通風機開停等狀態(tài)參數(shù)和風流變化參數(shù)納入到礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。（六）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要保證通風阻力小，通風能力大，風流暢通，風量按需分配。因此，應特別注意加強巷道的維護，及

5、時處理局部冒頂和堵塞，支護良好，保證有足夠的斷面。（七）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，盡量減少采區(qū)漏風量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風流在其流動路線上被加熱與污染的程度最小。（八）設置消防灑水管路、避難硐室和災變時控制風流的設施。明確避災路線和安全標志。必要時，建立瓦斯抽放系統(tǒng)、防滅火灌漿系統(tǒng)。（九）采區(qū)絞車房和變電所，應實行分區(qū)通風。2.2采區(qū)進回風上山的選擇與確定1、單一煤層布置通常，一個采區(qū)布置兩條上山。一條是運煤上山，另一條是軌道上山。當采區(qū)生產(chǎn)能力大，產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大時，可增設專用的通風上山。布置兩條上山時，可用軌道上山進風、輸送機上山回風；也可用輸送機上山進

6、風、軌道上山回風。這些做法各有利弊，現(xiàn)分析如下：采用軌道上山進風、輸送機上山回風的通風系統(tǒng)，雖然避免上述的缺點，但輸送機設備處于回風流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風門，風門數(shù)目較多。這種通風的好處是新鮮風流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱的影響，工作面衛(wèi)生條件好；軌道上山的絞車房易于通風；下部車場不設風門。但軌道上山的上部和中部車場凡與回風巷相連處，均要設風門與回風隔開，為此車場巷道要有適當?shù)拈L度，以保證兩道風門之間有一定的間距，以解決通風與運輸?shù)拿?。采用輸送機上山進風，軌道上山回風的通風系統(tǒng)，由于風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，使進風的煤塵濃度增大；煤炭在運輸過程中所

7、用處的瓦斯，可是盡風流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機設備所散發(fā)的熱量，使進風流溫度升高。此外，需在軌道上山下部車場內(nèi)安設風門，此處運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防治風流短路。三條上山，為單一煤層三條上山的采區(qū)通風系統(tǒng)。上山均布置在煤層中，其中一條為膠帶輸送機上山，一條為軌道上山，一條為專用回風上山。這種采區(qū)通風系統(tǒng)，是采用膠帶輸送機上山與軌道上山作采區(qū)主要進風巷，回風上山作采區(qū)專用回風巷。這樣使專用回風上山中沒有機械和電器設備，而且絞車運輸與膠帶運輸又互不干擾，比較安全，采區(qū)通風系統(tǒng)簡單，通風管理容易。 綜合以上各種上山選擇的優(yōu)缺點，以及本采區(qū)的地質(zhì)與開采條件，選擇軌道上山

8、進風，輸送機上山回風的通風系統(tǒng)較為適合。 2.3 回采工作面的通風方式選擇工作面通風方式及優(yōu)缺點的比較通風方式適應條件及優(yōu)缺點U型通風方式后退式一進一回，在我國使用比較普遍，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道維修量小，工作面漏風小，風流穩(wěn)定，易于管理，但上隅角瓦斯容易超限，工作面進、回風巷要提前掘進。此種通風方是對了解煤層賦存狀況，掌握甲烷、火的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，較為有利。由于巷道均維護在煤體重，因而巷道的漏風率減少，適用于低瓦斯礦井前進式一進一回，可緩和采，掘緊張關系，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而涌向回風順曹。其缺點是：采空區(qū)漏風不易管理，且需沿空護巷。這種通風系統(tǒng)適用于推進距離，低瓦斯，自燃傾向性弱的煤層

9、Y型通風方式兩進一回，在回采工作面的上、下端各設一條進風巷道，另外在采空區(qū)一側(cè)設回風道。優(yōu)點為：可以很好的解決工作面上隅角瓦斯超限問題，改善了工作環(huán)境，提高回收率。E型通風方式兩進一回，下兩條為進風巷，上面為回風巷。優(yōu)點：使下回風平巷和下部工作面回風速度降低，抑制煤塵飛揚，降低采空區(qū)溫度。但是容易引起工作面上隅角瓦斯超限。W型通風方式兩進一回，或一進兩回。優(yōu)點：相鄰工作面公用一個進或回風巷，減少了巷道的開掘和維護，漏風少，利于防火，在近水平煤層的綜采工作面中應用較廣。Z型通風方式一進一回，前期掘進巷道工程量小，風流比較穩(wěn)定，采空區(qū)漏風介于U型后退和U型前進式之間，但需要沿空護巷和控制經(jīng)過踩空區(qū)

10、的漏風，其難度較大 綜合以上工作面通風方式及優(yōu)缺點的比較，以及本采區(qū)的地質(zhì)與開采條件，回采工作面選擇U型前進式通風方式較為適合。第3章 采區(qū)風量的計算3.1 采區(qū)風量的計算原則及要求1、礦井需風量計算原則礦井需風量應按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定的備用風量系數(shù)后，計算出礦井總風量。1）按該用風地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于4 m3。2）按該用風地點風流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合規(guī)程的有關規(guī)定分別計算，取其最大值。2、礦井需風量計算 無論礦井或采區(qū)的供風量，均按該地區(qū)各個實際用

11、風地點，按照風量計算依據(jù)，分別計算出各個用風地點的實際最大需風量，從而求出該地區(qū)的風量總和，再考慮一定的備用風量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風量，即由采、掘工作面、硐室和其它用風地點計算到各個采區(qū)和全礦井總風量。3、2 回采工作面風量的計算1、 采煤工作面需風量的計算 采煤工作面的風量應按下列因素分別計算，取其最大值。（1） 按瓦斯涌出量計算 =100（381851440）1.6=3181.7 絕對瓦斯涌出量為：Q=6.250912460 =21.92 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定：絕對瓦斯涌出量大于5時，須設專用瓦斯排放巷，經(jīng)調(diào)整后取絕對瓦斯涌出量為Q=4. =10041.2=480 式中：-第i個采煤工

12、作面需要風量，； -第i個采煤工作面瓦斯平均絕對涌出量，?？筛鶕?jù)該采煤工作面煤層埋藏條件、地質(zhì)條件、開采方法、頂板管理、瓦斯含量、瓦斯來源等因素進行計算。抽放礦井的瓦斯涌出量，應相對瓦斯抽放量進行計算。生產(chǎn)礦井可按條件相似的工作面推算; -第i個采煤工作面因瓦斯用處不均勻的備用風量系數(shù)，他好似該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，在整個工作面開采期間，均勻間隔的選取不少于5個晝夜，進行觀測，得出5個比值，取其最大值。通常根據(jù)采煤方法各個采煤工作面瓦斯用處不均勻的備用風量系數(shù)選取。各種采煤工作面瓦斯涌出量不均勻的備用風量系數(shù)采煤方法機采工作面 1.2

13、-1.6 炮采工作面 1.4-2.0 水采工作面 2.0-3.0 當采煤工作面有其他有害氣體涌出時，也可按有害氣體涌出量和不均勻系數(shù)，使其稀釋到煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高允許濃度計算。（2） 按工作面進風流溫度計算采煤工作面應有良好的氣候條件。進風流溫度可根據(jù)風流溫度預測方法進行計算。其氣候與風速應符合采煤工作面空氣溫度與風速對應表的規(guī)定。采煤工作面空氣溫度與風速對應表采煤工作面進風流氣溫/采煤工作面風速/（m/s）1515-1818-2020-2323-260.3-0.50.5-0.80.8-1.01.0-1.51.5-1.8采煤工作面的需要風量計算 =601.511.11.4=1398.6式中

14、：-第i個采煤工作面的風速，按采煤工作面進風流溫度從采煤工作面空氣溫度與風速對應表中選取，； -綜采工作面，用支撐式支護時S=3.75（M-0.3）；使用掩護式支撐時，S=3（M-0.3）;M為煤層開采高度，m； -第i個采煤工作面的長度系數(shù)。可按采煤工作面長度風量系數(shù)表選取。 采煤工作面長度風量系數(shù)表采煤工作面長度/m工作面長度風量系數(shù)5050-8080-120120-150150-1801800.80.91.01.11.21.30-1.40（4） 按工作人員數(shù)量計算： 按每人每分鐘應供給4m3新鮮風量計算：=450=200式中：-第i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。（5） 低瓦斯礦井綜

15、采工作面所需風量 設計院情報協(xié)作組建議的參數(shù)計算式如下： =200x2.42x1.41x1.0x1.0=682.44 m3/min （7-2-7）式中 采高系數(shù)，當采高h2 m時，；當h2m時，； 溫度系數(shù)，以L表示工作面長度，則； 溫度系數(shù)，見表7-2-2。表7-2-2工作面溫度系數(shù)工作面溫度，151617182223242526溫度系數(shù)，K30.70.81.01.21.4 支架后方控頂系數(shù)。頂板易于冒落時，1；需要強制放頂時，1.1； 200綜采工作面基本風量。相當于采高h1.0m，工作面風速為1.5 m/s，控頂距為4 m，有效通風斷面系數(shù)為0.55時的風量，m3/min 按風速進行驗算

16、：按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最低風速，驗算最小風量： =600.2511.1=166.5綜采和綜放工作面的最小風量驗算： =600.511.1=333按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高風速，驗算最大風量： =60411.1=2664式中：-第i個采煤工作面的平均有效斷面積，m2。所以 166.5 2664 即采煤工作面風量480合適. 3.3 掘進工作面風量的計算 煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風量，應按下列因素分別計算，取其最大值：（1）按瓦斯涌出量計算： =1000.4652.0=93式中：-第i個掘進工作面的需風量，； -第i個掘進工作面的平均絕對瓦斯涌出量，。按該工作面煤層的地質(zhì)條件、瓦斯含量和掘

17、進方法等因素進行計算，抽放礦井的瓦斯涌出量，應扣除瓦斯抽放量。生產(chǎn)礦井可按條件相似的掘進工作面來推算之。 -第i個掘進工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，其含義和觀察計算方法與采煤工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)相似。通常，機掘工作面取=1.5-2.0.炮掘工作面取=1.8-2.5.當有其他有害氣體時，應根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定的允許濃度按上式計算的原則計算所需風量。按工作人員數(shù)量計算： =425=100式中：-第i個掘進工作面同時工作面的最多人數(shù)，人。（2） 按局部通風機吸風量計算： （一般長度在1000m以內(nèi)的單巷掘進，可選直徑為500mm以下的風筒；長度在1000m以上的單巷掘進，宜選用

18、600mm以上的大直徑風筒。）所以風機選用NO.6號FD2系列局部通風機。（風量：285-465）. =2851.3=370.5式中：-第i個掘進工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風額定風量的和，； -為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，一般取1.21.3，進風巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3.（3） 按風速進行計算：按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最低風速，驗算最小風量：有瓦斯涌出的巖巷： =600.1511.1=99.9按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高風速，驗算最大風速: =60411.1=2664-第i個掘進工作面巷道的凈斷面積。m2。(6) 按上述條件計算的最大值，再按配置獨立送風（非串聯(lián)）局部通風

19、機太熟和型號的額定吸風量總和的計算： =2851.25=356.25式中：-同時運轉(zhuǎn)的局部通風機額定風量的綜合，； -防止局部通風機洗循環(huán)風的風量備用系數(shù)，進風巷中無瓦斯時取1.15，有瓦斯時取1.25. 即：356.25 2664；所以選擇風機合適，風量 370.5 為局部風機吸風量。3.4 硐室風量的計算 各個獨立通風硐室的供風量，應根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算：（1） 機電硐室：采區(qū)小型機電硐室，按經(jīng)驗值確定需風量或取60-80。（2） 絞車房：采區(qū)硐室，按經(jīng)驗值確定需風量或取60-80。（3） 采區(qū)需風量計算： =（1398.6+370.5+80+92.46）1.1=1941.53.

20、5 采區(qū)風量分配3.5.1分配原則采區(qū)風量確定后，分配給各用風地點的風量，用不得低于其計算的需風量；所有巷道度偶應分配一定的風量；分配后的風量，應保證采區(qū)內(nèi)各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足煤礦安全規(guī)程的各項要求。3.5.2、總風量校核驗算：先將以上計算得出的采區(qū)總風量中減去獨立回風的掘進風量和硐室風量，按相關原則對剩余的風量進行大致的分配。即：Qm=1941.16 =1941.16-（370.5+80）=1491.06式中：-采區(qū)總風量中減去獨立回風的掘進風量和硐室風量后的剩余風量，； -采區(qū)總風量，； -各掘進工作面所需風量之和，； -各硐室所需風量之和，；剩余風量分配方法是：先用下式計算

21、回采工作面日產(chǎn)一頓煤所需配合的風量，即：=1491.06/（3741.64+1909）=0.264(）/（）式中：-回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風量，（）/（） -各個回采工作面的日產(chǎn)量之和，； -各個備用工作面的計劃日產(chǎn)量之和，。分配給各個回采工作面的風量為： =987.8分配給各個備用工作面的風量為： =503.98第4章 采區(qū)總阻力的計算4.1 摩擦阻力的計算原則 礦井通風總阻力的計算原則： （1）如果礦井服務年限不長（10-20），選擇達到設計產(chǎn)量后通風容易和困難兩個時期分別計算其通風阻力；若礦井服務年限較長（30-50）, 只計算頭15-25年左右通風阻力容易和困難兩個力時期的通風

22、阻。為此必須先繪出這兩個時期的通風網(wǎng)絡圖。如附圖1 2、通風容易和通風困難兩個時期總阻力的計算，應沿著這兩個時期的最大通風阻力風路，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，作為這兩個時期礦井的通風阻力。最大通風阻力風路可根據(jù)風量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接確定時，應選幾條可能最大的路線進行計算比較。 3、礦井通風總阻力不應超過2940Pa。 4、礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力15%計算。 4.2 計算列表（附最后頁-為礦井通風時期井巷摩擦阻力計算表） 4.3采區(qū)總阻力計算沿礦井通風容易和

23、困難兩個時期通風阻力的最大風路（入風井口到風硐之前）,分別用下式計算各段井巷的摩擦阻力： 值可以從表中查的，或選用相似礦井的實測數(shù)據(jù)。將各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為兩個時期的井巷通風總阻力。即：摩擦阻力可按表進行計算: =1.3155.01=201.51Pa 第五章 采取安全專題設計 -瓦斯事故的預防預處理5.1 預防瓦斯事故措施 一 、加強通風管理，防止瓦斯積聚1、為強化采掘工作面瓦斯管理，每月由礦總工程師組織有關人員對所有采掘工作面進行瓦斯防治評價，凡沒有參與評價或未通過評價的采掘工作面不準生產(chǎn)。 2、任何人不得隨意拆除或破壞通風設施，保證全礦井通風設施齊全可靠，操

24、作靈活。所有風門必須實現(xiàn)正反向風門閉鎖，防止風流短路或紊亂。3、風門之間的間距不得小于5m，反向風門距工作面回風巷不得小于10m，與工作面的最近距離一般不得小于70m,如小于70m時應設置3道反向風門。3、井下主要進回風巷、采區(qū)進回風巷之間風門應聯(lián)鎖完好，能自動關閉，確保通風系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。4、礦井每月必須進行不少于三次的全面測風，及時掌握各巷道、采掘工作面和硐室風量的分配情況。 5、各采掘工作面的供風量必須滿足生產(chǎn)需要和規(guī)程的規(guī)定，任何人不得隨意改變供風量和通風系統(tǒng)。具有突出危險的采掘工作面必須制訂專項防治煤與瓦斯突出安全技術措施。6、抓好巷道維修工作，確保足夠的通風斷面，嚴防冒頂堵塞巷道事故

25、的發(fā)生，通風巷道由生產(chǎn)技術科、安全質(zhì)量監(jiān)察科、通風科、維修隊、開拓隊經(jīng)常派人檢查維護，確保通風系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。6、所有煤巷掘進工作面應按系列化裝備管理，新設計巷道開口施工前瓦斯傳感器、風筒、水管、壓風管路、電話必須安裝到位。局部通風機堅持停工不停風，防止瓦斯積聚。7、井下所有盲巷必須及時密閉，通風科每旬對井下所有巷道、密閉及防滅火情況全面檢查一次，檢查后及時向安全監(jiān)察科、總工程師匯報。 8、嚴禁串聯(lián)通風或其他不符合規(guī)程規(guī)定的擴散通風、老塘通風。9、掘進工作面開工前必須實現(xiàn)“雙回路供電”、“三專兩閉鎖”，突出礦井應實現(xiàn)“雙三?！钡认盗谢b備項目。10、采掘面過采空區(qū)或老巷時，必須制訂專項防治瓦斯及其他有害氣體的安全技術措施?；馂牡奶幚矸椒?、發(fā)生火災時的行動原則：在井下不論任何人發(fā)現(xiàn)了煙氣或明火等火災災情，均應立即向現(xiàn)場領導匯報，并迅速通知在附近工作的人員，現(xiàn)場人員在盡可能判明事故性質(zhì)、地點及災害程度、蔓延方向等情況的同時迅速向調(diào)度中心報告。如火勢不大，應根據(jù)現(xiàn)場條件立即組織力量將火撲滅。如火災范圍大或火勢猛，現(xiàn)場人員無法搶救，同時人身安全有受到威脅的可能或是其他地區(qū)發(fā)生火災接到撤退命令時，應立即進行自救和組織避災。2、礦調(diào)度中心在接到報告后，應根據(jù)火災的情況，采取下列措施：(1)通知災區(qū)全體