煤礦消防完整版-大學畢業(yè)設計論文

摘要礦井通風設計在整個礦井的設計內(nèi)容中占有重要的地位，是保證井下安全生產(chǎn)和礦工生命安全的重要環(huán)節(jié)。礦井通風的主要任務是向井下持續(xù)輸送新鮮空氣，稀釋并排除多種對人體有害的氣體，為井下提供安全舒適的工作環(huán)境。此次設計根據(jù)煤礦煤田地質(zhì)條件，當?shù)貧夂驐l件，可采煤層構(gòu)造等情況，設計最有利的通風系統(tǒng)，以最實用，可靠的方式向井下各工作地點提供新鮮穩(wěn)定的風流，從而保證井下工作人員的身體健康和工作安全。本設計根據(jù)的是大同鵲山精煤有限責任公司，可開采侏羅系大同組3、4、7、8、11、12、14號煤層，井田面積10.9214km2，生產(chǎn)規(guī)模為110萬噸/年。礦井采用3個井筒開拓，主斜井、副斜井和風井。礦井采用中央分列式通風方式，抽出式通風，礦井在容易時期和困難時期負壓分別為931.01Pa和1331.50Pa。在風井口配備兩臺2K60型礦用防爆軸流式通風機兩臺，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用，總回風量為68m3/s，選擇Y-315L1-2電機，功率為160kw。關(guān)鍵詞：礦井開拓；礦井通風設計；通風機

ABSTRACTMineventilationdesigninthedesignofthewholeminecontentoccupiesanimportantposition,istoensureminesafetyproductionandanimportantpartoftheminer'slifesafety.Toundergroundmineventilationisthemaintaskofthecontinuousconveyingfreshair,dilutionandruledoutavarietyofharmfulgas,forundergroundtoprovideasafeandcomfortableworkingenvironment.Thisdesignaccordingtothecoalminecoalfieldgeologicalconditions,thelocalclimateconditions,minableseamstructure,etc.,designthebestventilationsystem,inthemostpracticalandreliablemethodtominetheworksitetoprovidefreshandstablewindflow,soastoensurethehealthofundergroundworkersandjobsecurity.Thedesignonthebasisofdatongqueshanplantco.,LTD.,isrecoverableJurassicdatonggroup3,4,7,8,11,12,14#coalseam,miningfieldareaof10.9214km2andtheproductionscaleof1.1milliontons/year.Mineadoptsthreeshaft,themainslope,slopeandwindwell.Mineadoptscentralsuchventilationmethod,drawer-typeventilation,mineineasyanddifficulttimeduringtheperiodofnegativepressureofPaPa931.01and931.01respectively.Inwindwellequippedwithtwotype2k60mineexplosion-proofaxialflowfantwo,afunctioning,abackup,totalairvolumeof68m3/sback,choosel1Y-315-2motors,powerof160kw.Keywords:minedevelopment;Mineventilationdesign;Theventilator

目錄TOC\o"1-3"\h\u121991礦井概況及井田地質(zhì)特征 117271.1礦區(qū)概述 191361.1.1井田位置及交通條件 1267181.1.2自然地理 13231.1.3礦井生產(chǎn)建設情況 454901.1.4周邊礦井情況 4167051.2煤系地層情況 6138111.2.1井田地質(zhì)特征 671481.2.2煤層及煤質(zhì) 6226601.2.3頂?shù)装鍫顩r 10264011.2.4礦井瓦斯含量 12323271.2.5礦井煤塵 13325901.2.6煤的自燃傾向性 13149761.3井田儲量 14227911.3.1井田面積 14113371.3.2井田儲量計算 1421621.3.3服務年限 1427812井田開拓設計 15135342.1開拓方式的選擇 153252.1.1開拓方式的分類 15251512.1.2開拓方式的選擇 16154742.2井筒的特征 1618982.2.1井筒坐標 16263662.2.2井筒的數(shù)量、凈斷面積、用途 16243842.3大巷情況 17266722.4井底車場 1751652.4.1井底車場組成 17102362.4.2井底車場主要硐室 1783593采區(qū)布置及開采方法設計 19266393.1采區(qū)布置 19216443.1.1水平劃分 195513.1.2采區(qū)劃分 19119223.1.3采區(qū)巷道布置 1977533.1.4開采順序與接替 19292303.1.5首采面位置及布置 20183253.2采煤方法 20259983.2.1采煤工作面的布置 20155593.2.2采煤工作面運輸和回風順槽 20165493.2.3采區(qū)煤炭運輸、輔助運輸、通風及防塵系統(tǒng) 214173.2.4工作面長度及采高 21238973.2.5采煤工作面設備選擇 2284083.2.6工作面采量核定 24313124礦井通風設計 25190054.1通風系統(tǒng) 25115014.1.1礦井通風方式 2559294.1.2礦井通風方法 26175354.2礦井總風量計算及分配 26203614.2.1配分標準 26122174.2.2井下工作面人數(shù)及瓦斯涌出量 2671544.2.3井下各用風地點風量計算 27160894.2.4礦井風量分配 30137324.3通風網(wǎng)絡圖的編制 31123384.4礦井通風阻力的計算 32275014.5礦井主要通風機的選擇 3686994.5.1礦井通風設備的要求 36191374.5.2主要通風機的選擇 3670504.5.3主要通風機的電動機選擇 3830348參考文獻 4012642致謝 41

1礦井概況及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1井田位置及交通條件該礦位于大同煤田西北部、大同煤田侏羅系含煤地層剝蝕邊界線附近，大同市左云縣鵲兒山鎮(zhèn)石墻框村、鵲兒山村、小破堡村及其以東一帶，行政隸屬左云縣鵲兒山鎮(zhèn)管轄，其地理坐標為：東經(jīng)：112o48′50″~112o49′18″北緯：40o05′40″~40o08′24″井田東距大同市28km，西距左云縣城22km，南距新高山煤炭集運站3km，本礦有運煤鐵路專用線，左云縣至大同市的公路沿十里河從井田南部通過，京包、北同蒲、大秦鐵路線交匯于大同市鐵路樞紐,井田交通便利。1.1.2自然地理表1—1礦井自然地理情況地形地貌特征本井田位于大同煤田西北部，為黃土丘陵區(qū)，井田內(nèi)大部分為黃土覆蓋，植被稀少，地形切割強烈，沖溝發(fā)育，溝內(nèi)常年干涸無水，總體地勢呈東北高西南低趨勢，十里河從井田南部通過，支溝呈羽狀分布。井田內(nèi)最高點位于北部，標高1340m，最低點位于十里河河床1195m，最大相對高差145m。水文本區(qū)屬海河流域，永定河水系，桑干河支系。井田內(nèi)最大的河流為十里河，由西向東從井田南部通過，河床寬500-700m，河床最低標高1195m，十里河發(fā)源于井田西部左云縣曹家堡一帶，經(jīng)左云縣城進入大同平原，匯入御河，注入桑干河，河流全長89.3km，流域面積1304km2，上游河床寬約50m，中游寬約200-900m，下游寬達600m，坡度1-2‰，一般流量0.5-2.0m3/s，據(jù)觀音堂水文站資料最大洪峰流量為2020m3/s（1967）。近幾年，河流時有干枯；鵲兒山溝，位于井田西部，河床寬50-150m，河底標高約1205-1225m，流經(jīng)小破堡、鵲兒山、石墻匡村等村莊，為季節(jié)性河流；井田共發(fā)育有沖溝9條，呈樹枝狀展布，流向鵲兒山河，平時干涸無水，雨季有短暫水溪。氣象本區(qū)屬黃土高原地帶，半干旱大陸性季風氣候，冬季嚴寒，夏季炎熱，氣候干燥，風沙嚴重，根據(jù)大同氣象臺及左云縣氣象臺資料分述如下：①氣溫以年溫差與日溫差大為特點，年平均氣溫為5.1℃，極端最高溫度在39.9℃，極端最底溫度在-35℃。最冷月為1月，平均溫度-14℃；最高氣溫月為7月，平均溫度22℃。年最高最低溫差可達60℃以上，一般日溫差20℃。②降水量年降水量分配極不均勻，暴雨強度大，多集中在7、8、9三個月，約占年降水量的80%，年最大降水量為628.3mm，年最小降水量為259.3mm，最大日降水量為79.90mm，年平均降水量為389.43mm。③蒸發(fā)量全年日照時間為2880-3140h，平均為3011.4h。歷年來蒸發(fā)量大大超過降水量，一般蒸發(fā)量為降水量的4-5倍，年蒸發(fā)量在1885.1-2386.3mm之間。④風大同地區(qū)一向以風沙多而著稱，西北風幾乎貫穿全年，多集中于冬春季節(jié)，年平均風速為3.2m/s，最大風速可達17m/s。⑤濕度歷年平均相對濕度53%，最大相對濕度100%，最小相對濕度為0。⑥凍土歷年凍土月份為11月至第二年4月，最大凍土深度1610mm。⑦最大積雪深度：歷年積雪時間為11月份至第二年3月份，最大年積雪深度為1996年3月23日，積雪深度為9cm。⑧年霜凍期：歷年年霜凍期為177-218天，一般為每年的9月至翌年的4月。⑨年結(jié)冰期：歷年年結(jié)冰期為177-209天，一般為每年的10月至翌年的4月。1.1.3礦井生產(chǎn)建設情況大同鵲山精煤有限責任公司（原名左云縣鵲兒山煤礦）在1958年前由社隊開采，年產(chǎn)量3萬噸，1958年后轉(zhuǎn)為縣營礦井。1964年進行改擴建，1968年建成投產(chǎn)，1969年達到5萬噸設計能力，1974年該礦生產(chǎn)原煤13.6萬噸，為設計能力的2.7倍。1980年根據(jù)省計委晉計煤基字（1980）第201號文和山西地方煤管局晉地煤基字（1980）第160號文件精神擴建為年產(chǎn)30萬噸礦井，1982年建成投產(chǎn)，1983年生產(chǎn)原煤28萬噸/年。1984年第三次改擴建，被列為山西省地方煤礦六十個重點改擴建礦井之一，經(jīng)山西省計委以晉計基燃字（1984）第265號文批復，將擴建為生產(chǎn)能力60萬噸/年的礦井，并委托沈陽煤礦設計院進行初步設計，此后的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，在上世紀90年代中期產(chǎn)量達到90萬噸，2003年山西省煤炭工業(yè)局晉煤規(guī)發(fā)[2003]686號《關(guān)于2003年全省國有煤礦礦井、選煤廠生產(chǎn)能力核定的批復》核定本礦2003年生產(chǎn)能力為110萬噸/年，2008年核實的煤炭生產(chǎn)許可證載明本礦生產(chǎn)能力為110萬噸/年。1.1.4周邊礦井情況礦井四鄰：礦井東與大同煤礦集團四臺溝煤礦相鄰，南與大同煤礦集團燕子山煤礦相接，西與山煤集團左云草垛溝煤業(yè)有限公司相連，北界基本為侏羅系剝蝕邊界eq\o\ac(○,1)大同煤礦集團有限責任公司四臺礦四臺礦為國有企業(yè)，采礦許可證號1000000220032，隸屬大同煤礦集團有限責任公司，批準開采侏羅系大同組所有煤層，生產(chǎn)規(guī)模500萬噸/年，井田面積65.4584km2。該礦井為生產(chǎn)礦井，采用斜井—豎井聯(lián)合開拓，采煤方法為綜合機械化開采方法，實際生產(chǎn)能力500萬噸/年，現(xiàn)在本井田東部生產(chǎn)，對本礦生產(chǎn)無影響。eq\o\ac(○,2)大同煤礦集團有限責任公司燕子山礦燕子山礦為國有企業(yè)，采礦許可證號100000220032，隸屬大同煤礦集團有限責任公司，批采開采侏羅系大同組所有煤層，生產(chǎn)規(guī)模400萬噸/年，井田面積55.2936km2，該礦井為生產(chǎn)礦井，采用斜井—豎井聯(lián)合開拓，采煤方法為綜合機械化開采方法，實際生產(chǎn)能力450萬噸/年，現(xiàn)在井田南部十里河以南開采，對本礦生產(chǎn)無影響。eq\o\ac(○,3)山煤集團左云草垛溝煤業(yè)有限公司為2009年兼并重組整合煤炭企業(yè)，經(jīng)濟類型為有限責任公司，批準開采侏羅系大同組5、8、11、14號煤層，生產(chǎn)規(guī)模60萬噸/年，井田面積10.1028km2,該礦井現(xiàn)為整合基建礦井，采用斜井開拓，綜合機械化采煤。對本礦生產(chǎn)無影響。該公司兼并重組整合的原礦井為左云縣管家堡鄉(xiāng)曹家溝煤礦、左云縣鵲兒山鎮(zhèn)小西溝煤礦和左云縣鵲兒山鎮(zhèn)小西溝二號井煤礦，見圖1-3及表1-6。a原左云縣管家堡鄉(xiāng)曹家溝煤礦曹家溝煤礦采礦許可證號1400000020703，經(jīng)濟類型為集體企業(yè)，井田面積1.3805km2，批準開采侏羅系大同組11、14號煤層，生產(chǎn)規(guī)模21萬噸/年，采用斜井開拓，房柱式采煤方法，開采11、14號煤層，未發(fā)現(xiàn)越層越界開采現(xiàn)象，有積水、有積氣，為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，煤的自燃等級Ⅰ類，為容易自燃煤層，2009年12月參與兼并重組整合關(guān)閉。b原左云縣小西溝煤礦小西溝煤礦采礦許可證號1400000731200，經(jīng)濟類型為國有企業(yè)，井田面積1.3603km2，批準開采侏羅系大同組11號煤層，生產(chǎn)規(guī)模9萬噸/年，采用斜井開拓，房柱式采煤方法開采11號煤層，未發(fā)現(xiàn)越層越界開采現(xiàn)象，有積水、有積氣，為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，煤的自燃等級Ⅰ類，為容易自燃煤層，2009年12月參與兼并重組整合關(guān)閉。c原左云縣鵲兒山鎮(zhèn)小西溝二號井煤礦小西溝二號井煤礦采礦許可證號1400000721199，經(jīng)濟類型為集體企業(yè)，井田面積0.3105km2，批準開采侏羅系大同組8、11號煤層，生產(chǎn)規(guī)模為9萬噸/年，采用斜井開拓，房柱式采煤方法，開采8、11號煤層，未發(fā)現(xiàn)越層越界開采現(xiàn)象，有積水、有積氣，為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，煤的自燃等級Ⅰ類，為容易自燃煤層，2009年12月參與兼并重組整合關(guān)閉。1.2煤系地層情況1.2.1井田地質(zhì)特征井田位于大同煤田的西北部，大同礦區(qū)西北部，屬黃土半掩蓋區(qū)，基巖僅出露于溝谷兩測。揭露地層由老到新為：寒武系中統(tǒng)徐莊組、石炭系中統(tǒng)本溪組、侏羅系下統(tǒng)永定莊組、中統(tǒng)大同組、云崗組、白堊系下統(tǒng)左云組、第四系中、上更新統(tǒng)和全新統(tǒng).本井田內(nèi)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)大同組(J2d)。大同組共含煤13層。以11-3、7號煤層頂可將大同組分為下、中、上三部分，也即三個旋回。本井田位于大同煤田的北部，大同向斜北西翼。井田內(nèi)總體地層走向NE，傾向SE，傾角2°-6°，井田內(nèi)以次一級構(gòu)造褶曲為主，由一系列傾角不大的背斜、向斜組成。各背、向斜兩翼對稱，傾角2°-6°。井田內(nèi)斷層不多，斷距不大在開采11-3、14號煤層時普遍存在古河流沖刷現(xiàn)象。沖刷層為砂礫巖、粗粒砂巖，沖刷的深度、寬度、長度均不同。如11-3號煤層北二盤區(qū)11806工作面，由于沖刷，使11-3號煤層出現(xiàn)了150m×100m范圍內(nèi)無煤區(qū)。在14號煤層也發(fā)育有沖刷現(xiàn)象，這些沖刷使煤層局部變薄，給開采造成了很大的影響。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。綜上所述井田地質(zhì)構(gòu)造復雜程度為簡單類型1.2.2煤層及煤質(zhì)本井田大同組含煤地層平均厚182.40m。共含2-2、2-3、3、4、5、7、8、9、11-3、12、13、14、15號等13層煤，煤層總厚14.80m，含煤系數(shù)為8.1%。其中可采煤層7層，即3、4、7、8、11-3、12、14號，可采煤層總厚12.82m，含煤系數(shù)7%，采礦許可證批準開采3、4、7、8、11、12、14號煤層，和井田內(nèi)開采煤層一致，井田內(nèi)3、4號煤層基本采空，7、8、號煤層大部采空，11-3、（勘探區(qū)為11號煤層的分叉煤層）、12、14號煤層均有開采，現(xiàn)主要開采11-3、12、14號煤層。各主要可采煤層以弱玻璃光澤較多，油脂-瀝青光澤較少。階梯狀或參差狀斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)，含有菱鐵質(zhì)結(jié)核，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，填充碳酸鹽類礦物，節(jié)理發(fā)育中等，下部煤層可見黃鐵礦結(jié)核。宏觀煤巖成分以亮煤為主，其次為暗煤，鏡煤呈細條帶或線理狀分布。宏觀煤巖類型以半亮型煤為主，光亮型和半暗型煤為輔。顯微煤巖有機組成，鏡質(zhì)組+半鏡質(zhì)組占50-70%，一般60%左右；絲質(zhì)組一般在35-45%，穩(wěn)定組在5%以下。無機組成主要是粘土類礦物。上部煤層硫化鐵類礦物含量很少，下部11-3、12、14煤層的含量較高平均在1.5%左右。3號煤層：水分（Mad）原煤4.44%-9.01%，平均6.95%，浮煤8.93%，為特低-中等水分。灰分（Ad）原煤12.83%-28.11%，平均21.24%，浮煤7.55%，為低灰-中灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤30.38%-35.21%，平均32.08%，浮煤32.58%，為中高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤0.62%，浮煤0.30%，為低硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤24.71MJ/kg-25.24MJ/kg，平均24.93MJ/kg，為中熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。4號煤層：水分（Mad）原煤4.88%-7.05%，平均5.86%，浮煤6.92-7.20%，平均7.06%，為低水分。灰分（Ad）原煤4.99%-19.49%，平均10.90%，浮煤2.59%-6.74%，平均7.06%，為特低灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤26.21%-39.74%，平均33.55%，浮煤35.91%-36.13%，平均36.02%，為中高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤0.48%-0.99%，平均0.77%，浮煤0.20%-0.29%，平均0.25%，特低硫-中硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤25.53MJ/kg-31.34MJ/kg，平均27.91MJ/kg，為高熱值－特高熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。7號煤層：水分（Mad）原煤3.05%-8.45%，平均6.30%，浮煤8.05%，為特低-中等水分。灰分（Ad）原煤8.92%-21.50%，平均14.69%，浮煤5.13%，為特低灰-中灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤21.76%-37.96%，平均32.29%，浮煤32.98%，為中等揮發(fā)分－高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤0.43%-0.72%，平均0.58%，浮煤0.26%，為特低硫－低硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤22.14MJ/kg-28.12MJ/kg，平均25.65MJ/kg，為低熱值－高熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。8號煤層：水分（Mad）原煤4.31%-7.19%，平均5.36%，為特低-低水分。灰分（Ad）原煤5.13%-30.23%，平均12.37%，為特低灰-高灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤24.19%-29.40%，平均26.57%，為中等揮發(fā)分-中高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤0.63%，為低硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤20.47MJ/kg-28.75MJ/kg，平均26.26MJ/kg，為低熱值-高熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。11-3號煤層：水分（Mad）原煤3.23%-11.06%，平均6.12%，浮煤5.36%-7.54%，平均6.45%，為特低－中等水分。灰分（Ad）原煤5.12%-31.31%，平均13.14%，浮煤3.74%-5.50%，平均4.62%，為特低灰－高灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤26.14%-32.44%，平均29.06%，浮煤27.17%-30.95%，平均29.06%，為中等揮發(fā)分－中高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤0.30%-3.85%，平均1.46%，浮煤0.32%-0.33%，平均0.33%，為特低硫-高硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤20.26MJ/kg-30.36MJ/kg，平均26.10MJ/kg，為低熱值－特高熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。14號煤層：水分（Mad）原煤3.12%-8.17%，平均5.56%，浮煤4.44-6.96%，平均5.70%，為特低－中等水分。灰分（Ad）原煤7.80%-28.23%，平均17.65%，浮煤3.66%-3.71%，平均3.59%，為特低灰－中灰煤。揮發(fā)分（Vdaf）原煤26.22%-35.50%，平均30.83%，浮煤29.89%-36.29%，平均33.09%，為中等揮發(fā)分－中高揮發(fā)分煤。硫分（St,d）原煤1.76%-3.01%，平均2.42%，浮煤0.60%-0.75%，平均0.68%，為中高硫－高硫分煤。發(fā)熱量（Qgr,v,d）原煤19.88MJ/kg-28.12MJ/kg，平均25.09MJ/kg，為低熱值－高熱值煤。膠質(zhì)層厚度（y）：0mm。煤灰成分及灰熔融性：在此僅有4號煤層測試資料，煤灰成分以SiO2為主，含量58.50%，Al2O3含量為18.72%，F(xiàn)e2O3含量較高為12.11%，其它氧化物含量較低。煤灰熔融性測定的軟化溫度低于1250C°，屬于較低軟化溫度灰。有害元素：4號煤磷含量測定結(jié)果≤0.001%，為特低磷煤。1.2.3頂?shù)装鍫顩r表1—2各層煤層頂?shù)装鍫顩r煤層頂板偽頂老頂?shù)装?號煤層：以偽頂為主，老頂次之除鵲12、臺15鉆孔為老頂外，其它均為偽頂，巖性為炭質(zhì)泥巖，厚度0.20-0.50m，穩(wěn)定性差分布在鵲12、臺15兩鉆孔附近，巖性為中砂巖、粉砂巖，厚度分別為10.10m、8.50m砂質(zhì)泥巖、粉砂巖4號煤層分布較穩(wěn)定，巖性為粉砂巖、粉細砂巖互層，厚度1.90-8.31m，巖石致密堅硬，穩(wěn)定性好僅云410號孔為厚度0.27m的炭質(zhì)泥巖細砂巖、砂質(zhì)泥巖，致密堅硬，屬老底7號煤層老頂為主，直接頂次之分布在鵲9、鵲11、鵲12號孔，厚度1.70-6.00m，均為單層結(jié)構(gòu)，巖性粉砂巖，巖石膠結(jié)致密，堅硬、穩(wěn)定性較好，鵲8號孔有0.20m的炭質(zhì)泥巖，穩(wěn)定性差主要分布在井田南部，巖性為粗砂巖，厚度10-20m，巨厚層，膠結(jié)致密，穩(wěn)定性好為砂質(zhì)泥巖、細砂巖與砂質(zhì)泥巖互層8號煤層直接頂為主，老頂次之鵲13號孔為0.40m的泥巖，性脆，易碎，穩(wěn)定性差分布于鵲8、鵲9號孔，巖性為中砂巖、細砂巖，巖石膠結(jié)良好、致密、堅硬，穩(wěn)定頂板細砂巖、砂質(zhì)泥巖，巖石致密屬老底11-3號煤層直接頂板為主全區(qū)分布，厚度0.60-5.60m，由北向南逐漸變厚，最厚處在云410號孔，最薄處在鵲8號孔均為復雜結(jié)構(gòu)，為細砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，細砂巖與薄煤層互層，結(jié)構(gòu)復雜，其強度視巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而定，隨有機質(zhì)含量的增加，且以煤線形式出現(xiàn)，巖石的強度降低，頂板穩(wěn)定性較差砂質(zhì)泥巖，細砂巖12號煤層分布在鵲3、鵲11、鵲12、鵲13、鵲9、鵲10號鉆孔中，巖性為泥巖及砂質(zhì)泥巖與細砂巖互層，厚度一般為1.20-6.14m，最厚處在鵲9號孔處，巖石膠結(jié)致密，穩(wěn)定性較好有偽頂分布的鉆孔有鵲7、鵲8、臺15，巖性為炭質(zhì)泥巖，厚度0.30-0.50m，性脆，易碎僅410、鵲6號鉆孔分布老頂，巖性細砂巖、中粒粗砂巖，厚度1.12，8.33m，膠結(jié)致密，堅硬砂質(zhì)泥巖同細砂巖互層為主14號煤層分布的鉆孔有鵲4、鵲9、鵲10、臺15，巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖互層、粉砂巖，厚度1.80-4.70m，巖石膠結(jié)良好，屬中等穩(wěn)定頂板全區(qū)分布較穩(wěn)定，巖性以粗砂巖、細砂巖為主，厚度一般為2.46-5.00m，最厚處在鵲7號孔，厚度為14.58m，最薄處在鵲2號孔，厚度為1.20m，巖石致密，膠結(jié)良好，堅硬屬穩(wěn)定頂板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖與細砂巖互層1.2.4礦井瓦斯含量大同鵲山精煤有限責任公司開采11-3、12、14號煤層，據(jù)2007年12月29日山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā)[2007]2030號《關(guān)于2007年度年產(chǎn)30萬噸及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復》，2007年度大同鵲山精煤有限責任公司瓦斯相對涌出量為3.25m3/t，絕對涌出量6.67m3/min，相對二氧化碳涌出量2.87m3/t，絕對二氧化碳涌出量5.90m3/min，批復等級為低瓦斯礦井。2008年12月16日山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā)[2008]1116號文件《關(guān)于大同市2008年度30萬噸/年及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復》，2008年度大同鵲山精煤有限責任公司瓦斯相對涌出量3.2m3/t，絕對涌出量6.58m3/min,二氧化碳相對涌出量2.30m3/t。絕對涌出量4.73m3/min，鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。2010年6月11日山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤瓦發(fā)[2010]471號《關(guān)于大同市2009年度30萬噸/年及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復》，2009年度大同鵲山精煤有限責任公司瓦斯相對涌出量1.94m3/t，絕對涌出量4.96m3/min，二氧化碳相對涌出量1.52m3/t，絕對涌出量3.89m3/min，鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。2011年2月17日山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤瓦發(fā)[2011]271號《關(guān)于大同2010年度礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復》，大同鵲山精煤有限責任公司2010年度瓦斯相對涌出量1.54m3/t，絕對涌出量3.39m3/min，二氧化碳相對涌出量1.4m3/t，絕對涌出量3.57m3/min，鑒定結(jié)果為低瓦斯。但隨開采深度增加，瓦斯含量可能增加，局部瓦斯聚集可能性時刻存在，該礦1980年發(fā)生過兩次局部瓦斯爆炸，雖然是低瓦斯礦井，但為保證安全生產(chǎn)，開采中要加強通風和瓦斯監(jiān)測工作，防范瓦斯事故發(fā)生。日常工作中要加強瓦斯監(jiān)測，以便加強對瓦斯的管理。1.2.5礦井煤塵山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2008年8月3日檢驗報告，大同鵲山精煤有限責任公司11號煤煤塵爆炸性火焰長度>400mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量75%，有爆炸性。山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2008年8月3日鑒定報告14號煤層火焰長度>400mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉用量75%,煤塵有爆炸性。開采中要嚴格實行灑水除塵制度，防范煤塵爆炸事故發(fā)生。1.2.6煤的自燃傾向性據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2008年8月3日檢驗報告，大同鵲山精煤有限責任公司11號煤層自燃傾向性吸氧量0.78cm3/g，自燃等級I級，為容易自燃煤層。山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2009年8月3日鑒定報告14號煤吸氧量0.77cm3/g,自然傾向性等級為I級,屬于容易自然煤層。煤層自燃最短發(fā)火期為3-6個月，煤層在開采和堆放時要注意防范。開采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須采取綜合預防煤層自然發(fā)生的措施。如發(fā)生火區(qū)必須注明所有火區(qū)及曾經(jīng)發(fā)火的地點。每一處火區(qū)都要按形成的先后順序進行編號，并建立火區(qū)管理卡片?；饏^(qū)位置關(guān)系圖和火區(qū)管理卡必須永久保存。1.3井田儲量1.3.1井田面積2006年12月22日山西省國土資源廳頒發(fā)采礦許可證，證號為1400000633082，批準井田面積10.9124km2。1.3.2井田儲量計算本井田地層平緩，約為3o-6o左右，故采用地質(zhì)塊段法估算資源/儲量，即采用煤層偽厚及水平投影面積估算，資源/儲量估算以Kt為單位，不保留小數(shù)，計算公式為：Q=S×M×D式中：Q—資源/儲量（Kt）S—塊段面積k（m2）M—塊段內(nèi)平均煤厚(m)D—視密度（t/m3）1.3.3服務年限本礦井現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模110萬噸/年。根據(jù)礦井服務年限=可采儲量/生產(chǎn)能力×1.4（儲量備用系數(shù)）=27392/1100×1.4=18年礦井服務年限為18年。

2井田開拓設計2.1開拓方式的選擇2.1.1開拓方式的分類井田開拓方式按井筒形式可以分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓四類；按開采水平數(shù)目可分為單水平開拓和多水平開拓兩類；按階段內(nèi)的布置方式可分為采區(qū)式、分段式和帶區(qū)式三類。井田開拓方式的概念是井筒形式、開采水平數(shù)目和階段內(nèi)的布置方式的組合。如“立井一單水平一采區(qū)式”、“斜井一多水平一分段式”及“平硐一單水平一帶區(qū)式”等。在開拓方式的構(gòu)成因素中，井筒形式占有著突出的地位，因此常以井筒形式為依據(jù)，把井田開拓分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓等幾種方式。表2—1各類開拓方式特點：斜井開拓主、副井筒均為斜井的開拓方式稱為斜井開拓。斜井開拓方式在我國煤礦中應用較廣，半數(shù)以上的礦井是斜井開拓。隨著技術(shù)和設備水平的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、大傾角帶式輸送機的應用，使斜井開拓方式的應用更加廣泛立井開拓主、副井均為立井的開拓方式稱為立井開拓。由于煤層賦存條件和開采技術(shù)水平的不同，立井開拓分為立井單水平采區(qū)式開拓、立井多水平采區(qū)式開拓等.平硐開拓利用水平巷道從地面進入煤體的開拓方式稱為平硐開拓。井田內(nèi)的劃分及巷道布置等與斜井、立井開拓方式基本相同。根據(jù)地形條件與煤層賦存狀態(tài)的不同。按平硐與煤層走向的相對位置不同，平硐分為走向平硐、垂直平硐和斜交平硐；按平硐所在標高不同，平硐分為單平硐和階梯平硐綜合開拓采用立井、斜井、平硐等任何兩種或兩種以上井筒形式開拓的方式稱為綜合開拓2.1.2開拓方式的選擇根據(jù)本礦的現(xiàn)有條件，本礦井生產(chǎn)能力，井田范圍，確定井田開拓方式為斜井單水平分區(qū)式，共有3個井筒為生產(chǎn)服務，開采最大深礦度142m。2.2井筒的特征2.2.1井筒坐標表2—2井筒坐標詳情井筒名稱井口坐標西安80坐標（6°）礦區(qū)獨立坐標北京54坐標（6°）HYXYXYX主井1217.23副井1216.67風井1250.322.2.2井筒的數(shù)量、凈斷面積、用途

表2—3井筒詳情井筒名稱方位角(o)斜長(m)傾角(o)井筒寬度(m)凈高（m）井筒凈斷面積（m2）砌壁井筒用途厚度(m)材料主井72o47′00″385224.203.011.310.35砌碹主提升、進風副井172o47′00″325253.522.548.00.30砌碹進風、行人進料風井69o30′00″335254.03.011.08砌碹回風2.3大巷情況根據(jù)礦井開拓圖，主井和副井分別連接兩條井底大巷，在采區(qū)下部車場連接三條軌道上山分別是軌道上山、運輸上山、回風大巷等。2.4井底車場2.4.1井底車場組成井底車場是聯(lián)接井筒和井下主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是聯(lián)接井下運輸和井筒提升的樞紐，擔負著煤炭、矸石、物料和人員的轉(zhuǎn)運及為全礦井通風、排水、供電服務的任務。2.4.2井底車場主要硐室表2—4井底車場硐室按其所在位置分為：主井系統(tǒng)硐室有翻車機硐室、井底煤倉、箕斗裝載硐室、撒煤清理硐室等；副井系統(tǒng)硐室有馬頭門、井下主變電硐室與主排水泵房、水倉、等候室等；其他硐室有調(diào)度室、電機車庫及機車修理硐室、防火門硐室、爆炸材料庫、消防材料庫、人車場、工具庫、醫(yī)療室等井底車場硐室的布置要符合《煤礦安全規(guī)程》及《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》的規(guī)定，滿足技術(shù)經(jīng)濟合理的要求，盡量減少工程量和適應各種硐室工藝上的要求，根據(jù)硐室的用途，地質(zhì)條件、施工安裝和生產(chǎn)使用方便等因素確定各種硐室的布置方法。

3采區(qū)布置及開采方法設計3.1采區(qū)布置3.1.1水平劃分根據(jù)各可采煤層賦存情況及煤層間距，現(xiàn)主要開采14號煤層。井下布置一個開采水平，不布置開采上下山。3.1.2采區(qū)劃分全井田按開采水平劃分了六個采區(qū)。3.1.3采區(qū)巷道布置本井田位于大同煤田北西部，大同煤田侏羅系剝蝕邊界附近，屬大同向斜北西翼，井田內(nèi)主要為褶曲構(gòu)造，地層傾角平緩，井田內(nèi)可采煤層傾角在2o-6o左右，為近水平煤層，因此井下采用集中大巷布置方式，不布置采區(qū)上下山巷道，開拓巷道就是采區(qū)巷道。14號煤層主要巷道為南北向布置，兩翼開采，盤區(qū)有三條主要大巷，即運輸大巷、軌道大巷和回風大巷，三條巷平行布置，末端延伸至井田北部邊界，運輸大巷與中央正巷相連，軌道大巷與中央副巷相接，回風大巷與風機相接，開采順序為盤區(qū)前進式。3.1.4開采順序與接替采區(qū)開采順序遵循由近至遠，先開采離井筒近的煤層，然后逐漸向井田邊界推進。根據(jù)井田開拓布置，井下按開采水平共劃分六個采區(qū)。礦井達到生產(chǎn)能力時據(jù)井田開拓布置，礦井達到設計生產(chǎn)能力時布置一個回采工作面，從井田開拓部署可以看出，井田總體可分為南部采區(qū)、北部采區(qū)兩大塊，其中南部采區(qū)按開采水平包括一采區(qū)、二采區(qū)、三采區(qū)，北部采區(qū)按開采水平包括四采區(qū)、五采區(qū)、六采區(qū)。其采區(qū)接替順序總體為：一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)→五采區(qū)→六采區(qū)。3.1.5首采面位置及布置根據(jù)礦井開拓部署，為減少初期井巷工程量，縮短建井工期，首采區(qū)就近布置在距離大巷最近的一采區(qū)。一采區(qū)位于井田的南部，西起于主斜井井筒，北至井田大巷邊界，南到井田南部邊界，東到井田東方邊界，采區(qū)煤層賦存比較穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件簡單。首采面北側(cè)順槽為回風順槽,沿煤層頂板布置，斷面為矩形，錨桿錨索支護，巷道鋪設軌道，主要用于該工作面的回風和輔助運料。南側(cè)順槽為運輸順槽,沿煤層頂板布置，斷面為矩形，錨桿錨索支護，巷道鋪設軌道，主要擔負該工作面的提煤運輸和進風任務。3.2采煤方法3.2.1采煤工作面的布置設計14號煤層采用綜合機械化放頂煤采煤，鵲山精煤責任有限公司設計生產(chǎn)能力為110萬噸/年。設計為了減少礦井初期投入，盡快取得經(jīng)濟效益，應盡量縮短建井工期，將一采區(qū)布置于大巷旁，剩余采區(qū)沿著軌道上山依次布置。3.2.2采煤工作面運輸和回風順槽根據(jù)礦井現(xiàn)有開采條件，采區(qū)綜采工作面北側(cè)順槽為回風順槽,沿煤層頂板布置，斷面為矩形，錨桿錨索支護，巷道鋪設軌道，主要用于該工作面的回風和輔助運料。順槽內(nèi)布置有防塵管路和排水管路各一趟。采工作面南側(cè)順槽為運輸順槽,沿煤層頂板布置，主要用于該工作面的進風和運煤。斷面為矩形，錨桿錨索支護，巷道鋪設皮帶運輸機、轉(zhuǎn)載機和軌道，主要用于該工作面的進風、運輸煤炭及移動變電站、乳化液泵站等設備的移動。軌道順槽內(nèi)布置有供水管路和排水管路各一趟，另外布置有電纜、高壓液管等。3.2.3采區(qū)煤炭運輸、輔助運輸、通風及防塵系統(tǒng)工作面采用雙滾筒采煤機落煤，其螺旋滾筒配合工作面輸送機前移配合裝煤落煤由工作面輸送機→轉(zhuǎn)載機→帶式輸送機→運輸大巷皮帶巷帶式輸送機。工作面機頭、機尾溢出的浮煤由人工裝入輸送機內(nèi)。輔助運輸設備及運輸方式：工作面需要的材料，通過副井由絞車下放到坑底，再由軌道大巷通過JD-11.4絞車運送至采煤工作面。礦井采用中央分列式通風方式，抽出式通風為保證防塵用水的清潔,在供水管路進入順槽的地點給每條支管路安設一過濾器。超前工作面,由兩順槽每隔10～15m向煤壁打深孔注水。鉆孔直徑φ65mm，鉆孔長度60～8Om,鉆孔沿煤層打，終孔點距一分層假頂1.5～2.Om。采用靜壓注水,水壓不小于2MPa。要求噴霧嘴完好不堵塞,內(nèi)噴霧壓力不小于2MPa,外噴霧壓力不小于1.5MPa,霧化程度高,特別是外噴霧要能夠封閉截割產(chǎn)塵部位。3.2.4工作面長度及采高1.工作面長度確定綜采工作面長度應充分考慮礦井地質(zhì)條件與工作面技術(shù)裝備水平，還應考慮頂板情況、煤層瓦斯含量以及工作面通風等因素，條件受限時，工作面長度不宜過大。根據(jù)鵲山精煤有限公司礦井可采煤層賦存條件綜合確定14號煤層開采工作面長度為120m。2.工作面采高14號煤層的厚度由0.70~7.60m,中西部較厚，多超過3.00m，其余地方小于3.00m，平均3.22m，煤層頂板多為中粒砂巖，底板多為砂質(zhì)泥巖。結(jié)構(gòu)簡單，含夾石0-2層，一般0-1層。為穩(wěn)定煤層，全部可采，該煤層為礦井主要可采煤層。3.放煤方式和放煤步距根據(jù)我國放頂煤工作面的實際情況，確定放頂煤步距時可以借鑒以下經(jīng)驗公式：L=（0.15～2.0）h式中：L——放煤步距，m；h——放煤口至煤層頂部的垂高，m。另據(jù)，國內(nèi)放頂煤生產(chǎn)經(jīng)驗，當回采工作面采放比為1：1左右時，宜采用割1刀放1次頂煤的“一采一放”采煤工藝，此時放煤步距與采煤機截深相等；當回采工作面采放比為1：2左右或更大時，宜采用“兩采一放”采煤工藝，此時放煤步距為兩倍的采煤機截深。鵲山精煤有限公司礦井14號煤層采放比均小于1:2，宜采用“一采一放”采煤工藝。綜合上述分析，設計暫確定放煤步距為0.6m，即“一采一放”。3.2.5采煤工作面設備選擇1.采煤機的選擇本礦井煤層夾矸較少，采煤機械設備選擇力求運量合理、壽命長、安全可靠、技術(shù)先進，其次各設備間相互配套，保證運輸暢通、采運能力平衡。1）采煤機截割功率按采煤機單位能耗計算采煤機功率為：式中：——采煤機截割功率，kW；——備用系數(shù)，取1.5；——采煤機割煤單位能耗=0.55～0.85kWh/m3，，取0.65kWh/m3。工作面采煤機一般割煤速度O7.2m/min，取7m/min，則：N=60×1.5×0.6×3.2×7×0.65=786.24kW2）采煤機型號及主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)上述計算，所選采煤機裝機功率應大于計算功率，結(jié)合本礦井14號煤層的采高、硬度及產(chǎn)量要求等，設計選用MG2-100型采煤機。2.部刮板輸送機考慮到工作面運煤設備統(tǒng)一配套，設計選用SGB-764型刮板輸送機，中間槽尺寸:1500×764×220mm，運輸能力:800t/h，鏈速:1.2m/s。3.轉(zhuǎn)載機和破碎機1)轉(zhuǎn)載機選用與工作面生產(chǎn)能力相適應的SGB-764型刮板轉(zhuǎn)載機，中間槽尺寸:1500×764×220mm輸送能力800t/h，鏈速:1.2m/s2)破碎機破碎機選用PCM110型破碎機，破碎能力800t/h。4.帶式輸送機根據(jù)工作面運煤設備的運輸能力，回采工作面膠帶順槽運煤設備選用DP-1063型膠帶輸送機，運輸能力：630t/h，帶寬：1000mm，帶速：3.15m/s5.工作面支護設備工作面頂板采用全部垮落法管理。根據(jù)礦方提供的資料及鄰近煤礦實測的礦壓數(shù)據(jù)，設計采用“老頂周期來壓步距法”和“估算法”計算液壓支架工作阻力。在采煤機割煤后，滯后采煤機后滾筒3-5架（不得超過6架）支架移架，再移運輸機，即割煤—移架—移運輸機，移架步距0.8m。移架順序為：1、采煤機向下（上）端正常割煤時,滯后煤機后滾筒3--5架移架(頂板破碎時可緊跟前滾筒移架)。2、采煤機割煤并移架后，及時將支架的擋煤板伸出護頂。3、采煤機進刀，向上（下）正常割煤時，自下（上）而上（下）滯后煤機后滾筒3～5架移架(頂板破碎時可緊跟前滾筒移架)。4、在采煤機割煤時，超前采煤機前滾筒3架將護幫板收回，并滯后采煤機前滾筒3架,順序?qū)⒆o幫板挑起。考慮到14號煤層頂板巖性，并結(jié)合高產(chǎn)高效綜采工作面的要求，設計綜采工作面液壓支架工作阻力宜適當提高。設計選用ZY5200-10型低位放頂煤液壓支架，支撐高度:1.0-2.3m，初撐力：4200KN，工作阻力:5200KN。3.2.6工作面采量核定1.采煤工作面年推進度采煤工作面采煤機截深為0.6m，設計采用“一采一放”的作業(yè)方式，采煤、放煤平行作業(yè)。即采煤機割一刀進0.6m，放頂煤液壓支架放一次頂煤，工作面每個循環(huán)進一刀，放一次頂煤，循環(huán)進度為0.6m，采區(qū)日循環(huán)次數(shù)均為9次，回收率0.97，則日循環(huán)進度為0.6×9=5.4m。采煤工作面年推進度按下式計算：年推進度＝日循環(huán)進度×年工作日×循環(huán)率采煤工作面年推進度=5.4×330×0.97=1728.54m2.采煤工作面生產(chǎn)能力計算=3.3*120*1728.54*0.97*1.42=942832.83t/a3.掘井工作面生產(chǎn)能力計算礦井移交生產(chǎn)及達到設計產(chǎn)量時，井下共裝備四個綜掘工作面，掘進斷面平均10.5m2，掘進工作面年總推進度為6000m，則掘進工作面掘進煤量計算如下：=6000×10.5×1.42=89460/a4.礦井生產(chǎn)能力計算全礦井生采能力=1032292.83t/a，能夠滿足該礦井110萬t/a設計生產(chǎn)能力的要求。

4礦井通風設計4.1通風系統(tǒng)礦井通風系統(tǒng)包括：通風方式，即為進風井和出風井的布置方式分為中央式、對角式、混合式；通風方法，即為礦井主扇的工作方法。4.1.1礦井通風方式

表4—1各種通風方式的適用條件及優(yōu)缺點分析見表類別通風方式解釋優(yōu)缺點及使用條件中央式中央并列式出風井和進風井大致并列位于井田走向中央節(jié)約場地，生產(chǎn)集中，便于管理，但進出風井風路長風阻大。適用于煤層傾角較大，走向不長的礦井中央分列式進風井位于走向中央，出風井位于井田淺部邊界沿走向中央風阻小，漏風小，便于對煤礦瓦斯、自然發(fā)火管理，但多一個場地多，適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井對角式兩翼對角式進風井位于走向中央，兩出風井位于沿傾斜淺部走向兩翼一般適用于煤走向長(超過4km)、井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點與中央并列式相反，不如中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長。對于瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井，應采用對角式的通風系統(tǒng)分區(qū)對角式進風井位于井田走向中央，在每個采區(qū)設一個小的回風井混合式以上各種的組合進出風井筒由三個以上井筒按上述各種方式混合組成在大型礦井、煤層構(gòu)造復雜礦井，以及為了縮短生產(chǎn)周期和壓縮投資金額的情況下使用4.1.2礦井通風方法主要通風機的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種，通過對三種通風方法優(yōu)缺點的比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件：煤層傾角較小,瓦斯含量低，設計確定該礦井采用機械抽出式通風方式。4.2礦井總風量計算及分配4.2.1配分標準供給礦井下工作面風地點的新鮮風量需要依據(jù)下述各種條件進行計算，并取其最大值，作為該工作用風地點的供風量。1.在該地點人數(shù)最多的情況下，每人每分鐘供給風量不得小于4m3。2.按該用風地點的風流中瓦斯?jié)舛龋L速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的各項規(guī)定要求并分別計算，然后取其最大值。3.風量計算原則按“由里往外”的計算原則，由采掘工作面、硐室和其他用風地點計算出各采區(qū)風量，最后求出全礦井總風量。4.2.2井下工作面人數(shù)及瓦斯涌出量1.工作面人數(shù)根據(jù)綜采工作面人員配備要求，每班需要人數(shù)如下表，表4—2項目采煤司機支架工三機司機電工泵站工班長正副隊長其他合計人數(shù)2322112114所以單個工作面每班每天需要14人，每天四班，所以單個工作面一天共需五十六人；共一個工作面同時開采，交接班時人數(shù)最多，共28人。2.瓦斯涌出量開采礦井14號煤層時，對于各工作面的最大絕對瓦斯涌出量，單個回采工作面為3.42m3/min，單個掘進工作面為0.82m3/min。4.2.3井下各用風地點風量計算采區(qū)實際需風量按下式計算：式中：——礦井通風總量，m3/min；——采煤工作面需風量，m3/min；——掘進工作面需風量，m3/min；——獨立通風硐室需風量，m3/min；——除采掘硐室外其它需風量，m3/min。——礦井通風需風系數(shù)(抽出式取1.15-1.20)，礦井為低瓦斯礦井，采用抽出式通風方式因此取1.2。1.采煤工作面需風量計算1）按瓦斯涌出量計算式中：——采煤工作面絕對瓦斯涌出量，礦井14號煤層開采時，單個回采工作面最大絕對瓦斯涌出3.42m3/min；——瓦斯涌出不均勻備用風量系數(shù)，通常，機采工作面可取1.2～1.6；本設計取1.3。=100×3.42m3/min×1.3=444.6m3/min2）按工作面溫度計算采煤工作面應有良好的溫度條件，以滿足通風要求。表4—3工作面氣溫與風速對照表工作面氣溫|℃，＜1515—2020—2222—2424—26工作面風速m3/s0.3—0.50.5—1.01.0—1.21.2—1.51.5—2.0式中：——采煤工作面風速，按采煤工作面進風流的溫度小于20℃設計，按試行辦法查得其風速為1.0m/s。——采煤工作面的平均有效斷面積，S=12.6m2；——工作面長度系數(shù)，本設計取1.4。=60×1.0×12.6×1.4=1058.4m3/min3）按工作人員數(shù)量和炸藥需要量計算式中：——采煤工作面同時工作的最多人數(shù),按交接班時28人考慮。=4×28=112m3/min4)按CO2涌出量計算工作面CO2涌出量遠小于瓦斯涌出量，在此不作計算。5)按炸藥使用量計算采煤工作面不使用炸藥，因此無需進行此項計算。6）按風速驗算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面最低風速為0.25m/s，最高風速為4m/s的要求進行驗算。即回采工作面風量需要滿足要求：60×0.25×11.7660×4×11.7660×0.25×11.76=176.4≤=(1058.4)≤60×4×11.76=2822.4所以，=17.64m3/s=1058.4m3/min。井下共布置一個綜采放頂煤工作面，Q采=17.64m3/s備用工作面按采煤工作面實際需風量50%取，Q備==8.82m3/s則工作面總風量為Σ=Q采+Q備=26.46m3/s2.掘進工作面需風量計算1）按瓦斯涌出量計算式中：——掘進工作面絕對瓦斯涌出量，礦井14號煤層開采時，單個掘進工作面最大絕對瓦斯涌出量0.82m3/min；——掘進工作面瓦斯涌出不均勻備用風量系數(shù)，綜掘工作面取1.5。=100×0.82×1.5=123m3/min=2.05m3/s2）按工作面最多人數(shù)計算式中：——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取28人；=4×28=112m3/min3）從前面計算可知，掘進工作面瓦斯涌出量較小，因此，掘進風量按局扇實際吸風量計算：式中：K——為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，取K=1.2。——局扇銘牌額定風量。根據(jù)礦方提供資料，設計綜掘選用KDF－6.3型局扇額定風量450~230m3/min，風壓450~4950Pa，功率11×2kW。則：Q掘=1.2×350×2=840m3/min=14.0m3/s4）風速驗算按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進工作面的風量應滿足：60×0.25×60×4×式中：——掘進工作面巷道過風斷面，m2，取14.0m3；即：0.25×10≤≤4.0×10，滿足Q掘=5.0～79.2m3/s的要求。經(jīng)驗算，按局部通風機吸風量計算的掘進工作面風量符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定風速要求。取最大計算值并經(jīng)風速校驗，確定綜掘工作面需風量為14.0m3/s，取Q掘=14.0m3/s。3.硐室需風量計算按礦井各個獨立通風硐室實際需風量的總和計算，即；根據(jù)該礦實際情況，硐室設計為一個消防材料庫、一個中央變電所、一個井底水倉兩個采區(qū)絞車房、一個炸藥庫、兩個采區(qū)變電所、一個避難硐室?？砂唇?jīng)驗值確定需風量每個硐室需風量都為120m3/s，則=120×6=720m3/min=12m3/s(4)其他地點需要風量的計算其它風量取采煤工作面和掘進工作面需風總量的10%，＝(19.76+14.0)×10%=3.376m3/s(5)礦井總進風量=（26.46+14.0+12+3.376）×1.20=67.0032m3/s，所以礦井總需風量為67.0032m3/s。4.2.4礦井風量分配1.分配原則及方法1）分配原則礦井總風量確定后需要分配到各用風點，其主要分配原則是：分配到各用風地點(包括回采面、掘進面、硐室)的風量，應不低于上面所計算出的風量；風量分配后，應保證井下各處瓦斯?jié)舛?，有害氣體，風速等滿足《煤礦安全規(guī)程》的各項要求.2）分配方法首先按照礦井開拓及采區(qū)布置圖給各采掘工作面和硐室分配用風量；從總風量中減去以上分配的風量，余下的風量按按各采區(qū)條件分配到各采區(qū)，按一定比例將這部分風量分配到其他用風點用來稀釋瓦斯?jié)舛龋S護巷道并保證行人安全。2.風量分配將礦井總進風量分配到井下各用風地點，其中主斜井進風量24m3/s，副斜井進風量44m3/s，中央回風立井回風量68m3/s。表4—4礦井通風用風地點風量分配順序用風地點數(shù)量（個）單位配量總配風量m3/minm3/sm3/minm3/s1綜采工作面11587.626.461587.626.462綜掘工作面184014840143采區(qū)絞車房2180332064變電所2180332065炸藥庫1180318036井底水倉1180318037中央變電所1180318038其它212.43.54212.43.549總計4048684.3通風網(wǎng)絡圖的編制礦井通風阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是礦井通風設計、選擇扇風機的重要參數(shù)。1.圖紙和編制依據(jù)1）根據(jù)礦井開拓及采區(qū)布置圖作出通風容易和困難兩個時期的通風系統(tǒng)圖和立體示意圖；2）根據(jù)通風系統(tǒng)圖繪制礦井通風網(wǎng)絡圖，并酌情簡化；3）對通風系統(tǒng)的分支和節(jié)點以整數(shù)編號，做出表格進行風量分配和風速、風壓計算。4）在圖上標注各個分支的風量和風流方向。2.通風網(wǎng)絡圖的編制風網(wǎng)圖是點與線的組合圖，僅表示風網(wǎng)中各分支的風流方向的聯(lián)結(jié)形式，用不按比例表示空間關(guān)系的單線條繪制。繪制風網(wǎng)圖的方法如下：1）以礦井通風系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風流方向在各個分支節(jié)點處順序編號；2）按照風流方向，按節(jié)點的順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖；3）按風流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風路的交叉；4）在不影響解算要求的情況下可以適當簡化；5）對通地表的井口，標高一樣可編為同一號碼，視為一個通大氣的節(jié)點；6）完成風網(wǎng)圖的雛形后，可以適當簡化美化，盡量繪成光滑弧狀的對稱形；7）主要的漏風通路應以虛線標記，畫在風網(wǎng)圖中；8）盡量以回采工作面作為圖的中心，各采面排布在一條直線上；9）不可隨意改變節(jié)點編號，以利于與原圖相對照；10）最后在風網(wǎng)圖上表明風流方向、風量以及各工作面的位置。4.4礦井通風阻力的計算1.礦井摩擦阻力為了保證主要通風機在整個服務期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)進行運轉(zhuǎn)，所以在選擇主要通風機時就定考慮到礦井整個服務期內(nèi)最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，對于局部阻力一般取摩擦阻力10%。詳見下表。其中摩擦阻力計算公式如下：h=α·L·U·Q2/S3式中：h摩—摩擦阻力，Pa；α—摩擦阻力系數(shù)，N.s2/m4；L—井巷長度，m；U—井巷凈斷面周長，m；Q—通過井巷的風量，m3/s；S—井巷凈斷面積，m2。表4—5容易時期風量分配及摩擦阻力表起點井巷名稱支護形式α×104(N?s2/m4)L(m)U(m)S(m2)R×104(ku)Q(m3/s)h摩(Pa)V(m/s)1副井砌碹3501490.513.814.72266.440362.622.022輔助大巷錨噴150120514.314.3883.9540141.432.083膠帶順槽錨噴1602057.514.314.31609.8719.9263.881.394回風順槽錨噴1502108.914.314.31546.9519.9261.381.395回采工作面液壓支架22015015.812.6260.719.7610.341.006回風大巷錨噴150616.814.314.3452.461.08158.713.767回風石門錨噴15072.814.314.353.461.0819.923.768回風井錨噴300360.018.828.389.5861.0833.421.909小計841.3610局部阻力90.1411總計931.50表4—6困難時期風量分配及摩擦阻力表起點井巷名稱支護形式α×104(N?s2/m4)L(m)U(m)S(m2)R×104(ku)Q(m3/s)h摩(Pa)V(m/s)1副井砌碹3501490.513.814.72266.440362.622.022輔助大巷錨噴1502511.514.314.31842.340294.772.083膠帶順槽錨噴1603372.314.314.32638.719.9297.271.394回風順槽錨噴150347814.314.31700.819.9267.491.395回采工作面液壓支架22015015.812.6260.719.9210.341.006回風大巷錨噴1501434.714.314.31052.461.08329.633.767回風石門錨噴15072.814.314.353.461.0819.923.768回風井錨噴300360.018.828.389.5861.0833.421.909小計1215.4610局部阻力115.5511總計1331.01即可算出通風容易和困難兩時期的井巷通風總阻力分別為：hr.min=931.50hr.ma