XX 大學 20 屆 畢 業(yè) 設 計 論 文 題目 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 班 級 學 號 姓 名 指導教師 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 摘 要 本設計分為一般部分和科技英語翻譯部分 一般部分為永城礦區(qū)陳四樓煤礦 240 萬噸 年新 井通風安全設計 科技英語翻譯部分為計算機映射采礦中的斷層 陳四樓煤礦設計生產能力為 240 萬噸 年 礦井服務年限為 55 年 采用立井單水平 回風 大巷布置在巖層中作為本礦井的開拓方案 水平設在 520 米 帶區(qū)布置采用帶區(qū)單一煤層分帶 巷道布置 初期在一帶區(qū)布置一個綜合機械化放頂煤工作面 采用傾斜長壁一次開采 礦井采 用抽出式通風方式 軌道斜巷進風 皮帶斜巷回風 根據通風容易和困難時期的風量和通風阻 力計算選擇主要通風機 并對通風系統(tǒng)進行了評價 設計對礦井的瓦斯 自然發(fā)火等自然災害提出了有效的防治措施 特別對自然發(fā)火的防治 進行了詳細的敘述和黃泥灌漿設計 可有效防治自然發(fā)火 科技英語翻譯部分探討了計算機映射采礦中的斷層 并舉例說明 關鍵詞 立井 長壁 抽出 突水 斷層 ABSTRACT This design is made up of the ordinary part and the scientific English translation part The ordinary part is the ventilation safety design of 2 4 Mt a The scientific English translate part is about the mining s chasm in the post of the computer Chensi colliery designing production capability is 2 4Mt a and the service time limit is 55 years Its mining method is of the vertical shaft with single levels up and down hill The level is on 520m The set up of the belt area applies single seam zone roadway layout In the early period we set up an integrated mechanized caving face with a tilt wall mining The mining applies Out of a ventilation shaft the track Inclined Drift into the wind Inclined Drift back to the wind belt The mine s ventilation machine is chosen according to the mine s air quantity in easy and difficulty ventilation periods and the calculation of the mine s ventilation resistance and the mine s ventilation system is evaluated We put forward some effective measures to prevent the disasters of methane natural fire and so on and we especially dwell on the prevention of natural fire and the design of yellow mud grouting and it has a good result The scientific English translate part proclaims that the mining s chasm in the post of the computer and gives some examples Key words vertical mining longwall draw out sudden inflow of water chasm 目 錄 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1 1 礦區(qū)概述 1 2 井田地質特征 1 2 1 勘探程度 1 2 2 地層 1 2 3 地質構造 1 2 4 水文地質 1 3 煤層特征 1 3 1 煤層 1 3 2 煤的特征 1 3 3 開采技術條件 2 井田開拓 2 1 井田開拓的基本問題 2 2 井筒形式確定 2 3 工業(yè)廣場及井筒位置 2 4 開采水平的確定 2 5 大巷和井底車場的布置 2 6 礦井開拓方案 2 7 礦井的基本巷道 3 采煤方法與采區(qū)巷道布置 3 1 帶區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) 3 1 1 帶區(qū)準備方式的確定 3 1 2 生產系統(tǒng) 3 1 3 帶區(qū)內巷道掘進 3 2 帶區(qū)主要硐室 3 3 采煤方法 3 1 采煤工藝方式 4 礦井通風 4 1 礦井通風系統(tǒng)選擇 4 1 1 礦井地質概況 4 1 2 開拓方式 4 1 3 開采方法 4 1 4 變電所 充電硐室 火藥庫 4 1 5 工作制 人數 4 2 礦井通風系統(tǒng)的確定 4 2 1 礦井通風系統(tǒng)的基本要求 4 2 2 礦井通風方式的選擇 4 2 3 確定礦井通風方法 4 2 4 帶區(qū)通風系統(tǒng)的要求 4 2 5 工作面通風方式的選擇 4 3 礦井風量計算 4 3 1 礦井風量的計算原則 4 3 2 總風量的計算 4 3 3 礦井風量分配 4 4 掘進通風 4 4 1 掘進通風方法的選擇 4 4 2 掘進通風量 4 4 3 掘進工作面設備選擇 4 5 全礦通風阻力的計算 4 5 1 礦井最大阻力路線 4 5 2 礦井通風阻力計算 4 5 3 礦井通風總風阻 4 5 4 礦井通風等積孔 4 5 5 礦井通風系統(tǒng)的分析與評價 4 6 礦井主要通風機選型 4 6 1 礦井自然風壓的計算 4 6 2 通風機的選擇 4 6 3 電動機的選擇 4 6 4 對礦井主要通風設備的要求 4 6 5 對反風 風峒的要求 4 7 礦井反風措施及裝置 4 7 1 礦井反風的目的和意義 4 7 2 礦井反風設施的布置 4 7 3 對礦井通風設備的要求 4 8 概算礦井通風費用 5 礦井安全技術措施 5 1 礦井火災 5 1 1 礦井自然發(fā)火概況 5 1 2 礦井自然發(fā)火分析 5 1 3 防止煤層自燃發(fā)火的預報及監(jiān)測措施 5 1 4 防滅火措施 5 2 礦井瓦斯 5 2 1 礦井瓦斯地質條件 5 2 2 礦井及采區(qū)瓦斯涌出概況 5 2 3 礦井瓦斯防治措施 5 3 井下防治水措施 5 4 避災路線 參考文獻 致 謝 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1 1 礦區(qū)概述 永城礦區(qū)陳四樓井田位于河南省永城市境內 行政區(qū)屬于永城市城廂 陳集 順和三個鄉(xiāng) 井田中心南距永城市區(qū) 8km 地理坐標為東經 116 22 20 北緯 30 00 35 礦區(qū)北靠隴海鐵路 東臨京滬鐵路 青 青龍山 阜 阜陽 鐵路從礦區(qū)東南 約 20km 處穿過 西有京九鐵路商阜段 永城縣城距商丘車站 95km 距徐州車站 97km 距宿州車站 74km 其間均有柏油公路相連 區(qū)內主要村鎮(zhèn)之間亦有簡易公 路相通 交通運輸十分便利 見圖 1 1 山 東河 南 江 蘇 黃 海商 丘 永 城 徐 州夾 河寨 連 云 港淮 安南 京 鎮(zhèn) 江 常 州 無 錫 蘇 州 上 海南 通宣 城銅 陵 蕪 湖格 溪口合 肥水家湖 蚌 埠阜 陽 樣 集夏 邑 青龍山 邳 縣駱 馬湖 宿 遷 清 江 市寶 應博 州安 徽陳 家 集蘆 苓 海青 町唐州漯 阜 線 隴 線京 杭 運 河淮 北 礦務 局 淮 南礦 務局青阜線 宿 縣 煤 田 津 線阜 淮 線 淮 南 線 長 江白 唐 淮北 京鄭 州 永 城 礦 區(qū) 陳 四 樓 礦 圖 1 1 永城礦區(qū)交通位置圖 1 2 井田地質特征 1 2 1 勘探程度 本井田自 1957 年普查找煤開始 至 1986 年 4 月提交精查地質報告 歷時 30 年 共施工鉆孔 283 個 平均每平方公里近 3 9 個鉆孔 鉆探工程量 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 152372 67m 全國儲委煤炭專業(yè)委員會于 1986 年 5 月 24 日至 2 7 日對該報告進行了審查 地質 11 隊根據審查意見 對報告進行了修改補充 于 7 月 22 日送交煤委復查 1986 年 8 月 27 日獲正式批準 該井田地質勘探工作基本符合 煤炭資源地質勘探規(guī)范 的規(guī)定 勘探手段的 確定基本合理 報告對井田地質構造 地層 煤層 煤質 水文地質及開采技術條 件等方面的研究 基本上達到了精查勘探的要求 正式批準后的 井田精查地質報告 可作為礦井設計和建設的依據 1 2 2 地層 永城煤田為華北型沉積 地層分區(qū)屬華北區(qū) 魯西分區(qū) 徐州小區(qū)的范疇 本 井田無基巖出露 全部被新生界沖積層所覆蓋 缺失上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng) 三迭系 至第三系古新統(tǒng)兩段 鉆探揭露的基巖地層上至石千峰組 平頂山砂巖 下至中 奧陽統(tǒng)馬家溝灰?guī)r 厚度 1100m 自下而上敘述如下 1 中奧陶統(tǒng)馬家溝組 O2m 由白云質灰?guī)r 灰?guī)r組成 井田內揭露厚度 30 40 20m 2 石炭系 C2 3 假整合于中奧陶統(tǒng)之上 中統(tǒng)本溪組 C 2b 由鋁質泥巖及山西式鐵礦組成 厚度 2 22m 平均 8 7 8 m 上統(tǒng)太原組 C 3t 由 9 11 層薄至中厚層狀灰?guī)r和泥巖 砂質泥巖及粉 細 砂巖組成 間夾不可采煤層 3 5 層 厚度 93 164m 平均 133 m 3 二迭系 P 揭露厚度 961 2m 下統(tǒng)齊全 上統(tǒng) K6 標志層以上多被剝蝕 山西組 P1s 厚度 89 94 131 78 m 平均 106 43m 由泥巖 砂質泥巖 砂 巖及煤層組成 二 2 煤層斌存于中部 下以 K3 灰?guī)r標志層頂界與石炭系分界 上 以 K4 鮞狀鋁質泥巖底界與下石盒子組分界 下石盒子組 P1x 厚度 48 63 112 27m 平均 74 92m 由泥巖 砂質泥巖 砂巖及三煤組組成 以 K5 砂巖標志層底界與上石盒子分界 上石盒子組 P2s 鉆孔穿見厚度 728 98 m 共分四段 每段底部都以一層穩(wěn) 定的砂巖標志層相分界 K5 K9 其巖性組成也是以泥巖 砂質泥巖 粉砂巖及 砂巖為主 不含具有工業(yè)價值的煤層 4 新生界 Rz 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 井田內覆蓋層中 僅有上第三系和第四系 缺失下第三系 厚度 300 430m 平均 333 73 m 由粘土 亞枯上 亞砂土及中 細 粉砂交互成層 上第三系為 河湖相沉積 直接覆蓋于古生界之上 1 2 3 地質構造 1 褶曲 井田內褶曲較少 2 斷裂 井田內斷裂構造較少 均為正斷層 其中 F39 斷層沿煤層傾向將井田一分為二 F39 斷層落差在 0 40m 1 2 4 水文地質 1 含水層及隔水層特征 自上而下分為四個含水組 1 新生界孔隙含水組 區(qū)內松散地層沉積為沖積及湖積 其厚度受古地形 影響而東薄西厚 南薄北厚 含水砂層一般為 1 12 層 平均總厚 86 34m 淺部 以大氣降水垂直滲入為主 中部及深部以水平側向滲透為主 屬孔隙承壓水 q 0 004 7 0t s m K 0 6 23m d 含水砂層之間及其與基巖之間有厚度比較穩(wěn) 定的枯土層 形成天然的隔水屏障 局部地段與基巖處有透鏡狀砂層 即所謂 天 窗 對淺部開采會具有一定影響 2 二迭系砂巖裂隙 孔隙含水組 主要由上 下石盒子組及山西組砂巖裂 隙孔隙承壓水組成 其補給方式以水平側向滲透補給為主 滲透能力差 富水性弱 逕流滯緩 以靜儲量為主 易于疏干 q 0 1213t s m K 0 568 3 91m d 水質 類型為 SO 4 N 型 3 石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水組 主要含水巖層為石灰?guī)r 11 層 次為砂巖 灰?guī)r以 L2 L3 L4 L7 L8 L9 L10七層比較穩(wěn)定 巖溶裂隙比較發(fā)育 但多被泥質或 鈣質充填 4 奧陶系巖溶裂隙含水組 區(qū)域范圍內 在安徽省閘河煤田東西兩側出露 本煤田僅在芒山有局部出露 巖溶發(fā)育 富水性強 2 井田水文地質條件 本井田水文地質類型為中等 簡單 其主要依據是 1 直接充水含水層 三煤層和二煤層頂板砂巖含水性弱 單位涌水量一般 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 小于 0 01t s m 本應為簡單類型 但 F18 以北存在太原組灰?guī)r補給 2 上覆新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于 30m 的粘土層阻隔 正常 地段對煤系地層無充水作用 3 下覆太原組灰?guī)r含水層與二 2煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層 厚 度在 50m 以上 正常地段二 2煤層的開采不存在底板突水的威脅 4 井田內斷層富水性及導水性弱 q 0 001t s m 5 主采煤層頂底板巖層穩(wěn)定 6 礦床遠離地表水體 3 礦井預計涌水量 井田南部和西部均以斷層構成阻水邊界 東部煤層露頭與粘土隔水層相接 只 有北界 F11 斷層使二 2煤與對帶太原組灰?guī)r相接 可視大弱補給邊界 采用 集水廊道 法計算 礦井預計正常涌水量 894 m3 h 其中 K 5砂巖 328 m3 h 三煤組 291 m3 h 二煤組 275m3 h 最大涌水帶 1627m3 h 1 3 煤層特征 1 3 1 煤層 井田內含煤地層自下而上為石炭系上統(tǒng)太原組 二迭系下統(tǒng)山西組 下石盒子 組及二迭系上統(tǒng)上石盒子組 共含煤 17 20 層 煤層總厚 13 85m 其中有經濟價 值的為下二迭統(tǒng)的山西組及下石盒子組 該兩含煤地層總厚度平均 181m 煤層總 厚 10 42m 含煤系數 58 其中山西組的二 2煤層為主要可采煤層 下石盒子組中 可采和大部可采的煤層有三 1 三 22 三 4三層 見表 1 1 二 2煤層為一穩(wěn)定 較穩(wěn)定 結構簡單 偶含泥巖夾殲一層 的厚煤層 全區(qū)穩(wěn) 定可采 為本設計主要考慮可采煤層 三 1煤層 層位穩(wěn)定 平均厚度衛(wèi) 1 30m 其可采范圍集中在 08 線以南 04 線以南以單層結構為主 以北漸變?yōu)殡p層結構 未受巖漿巖破壞 三 22煤層 較穩(wěn)定 平均厚度 1 5m 受巖槳巖破壞范周約占十分之一 從南 向北由單層結構漸變?yōu)殡p層至三層結構 三 4煤層為一較穩(wěn)定 不搖定煤層 在可采范圍內平均厚度約為 1 6m 單層與 雙層結構的穿見層次基本相等 受巖漿巖影響的范圍約占三分之一 煤層變質為天 然焦 而且結構變得復雜 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 1 3 2 煤的特征 各煤層均為高變質階段的年青無煙煤 二 2煤層低灰分 特低硫 磷 高發(fā)熱 量 理論分選比重 1 7 時 可選性為易選至極易選 化學活性好 抗碎強度及熱穩(wěn) 定性中等 可作動力及民用煤 亦可用于氣化 三煤組各煤層煤質的共同點是 中至富灰分 三 1煤為富灰 特低硫 磷 高熔點 中至高發(fā)熱量 理論分選比重 1 7 時 可選性中等 化學活性一般不佳 熱穩(wěn)定性差 中等 強結渣 不易磨 可作動力 發(fā)電及民用煤 1 3 3 開采技術條件 1 煤層頂底板 二 2煤層頂板以砂巖為主 完整性和穩(wěn)定性較好 頂板較易管理 底板一般不 會發(fā)生 底鼓 三煤組各可采煤層由于層間距小 砂巖厚度薄且穩(wěn)定性較差 2 瓦斯 井田內瓦斯含量普遍較低 一般小于 1cm3 g 由于構造和巖槳巖的熱力作用 僅個別點有富集現象 二 2煤層 6707 孔 6 56 cm3 g 6919 孔 3 49 cm3 g 瓦斯 風化帶分布很廣很深 除個別富集點之外 都屬瓦斯風化帶 直至 800m 以深 一 般認為 瓦斯風化帶界面處的相對瓦斯涌出量為 2 m3 t d 左右 二 2煤層相對瓦 斯涌出量為 2 0 m3 t d 3 煤塵無爆炸性到具弱爆炸性 4 各煤層均無自然發(fā)火傾向 5 地溫 二 2煤層在 650 m 以深 除 63 至 65 線范圍地溫低于 31 其余均高于 31 屬一級熱害區(qū) 三 2煤層僅在 0312 孔至 650m 以深出現小范圍的一級熱害區(qū) 井田 內其余地段地溫均屬正常 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 2 井田開拓 2 1 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內 為了采煤 從地面向地下開拓一系列巷道進入媒 體 建立礦井提升 運輸 通風 排水和動力供應等生產系統(tǒng) 這些用于開拓的井 下巷道的形式 數量 位置及其相互聯系和配合稱為開拓方式 合理的開拓方式 需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較 才能確定 確定開拓問題 需根據國家政策 綜合考慮地質 開采技術等諸多條件 經全 面比較后才能確定合理的方案 在解決開拓問題時 應遵循下列原則 1 貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策 為早出煤 出好煤高產高效創(chuàng)造條 件 在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量 尤其是初期建設工程量 節(jié) 約基建投資 加快礦井建設 2 合理集中開拓部署 簡化生產系統(tǒng) 避免生產分散 做到合理集中生產 3 合理開發(fā)國家資源 減少煤炭損失 4 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定 要建立完善的通風 運輸 供電系 統(tǒng) 創(chuàng)造良好的生產條件 減少巷道維護量 使主要巷道經常保持良好狀態(tài) 5 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況 并為采用新技術 新工藝 發(fā) 展采煤機械化 綜掘機械化 自動化創(chuàng)造條件 6 根據用戶需要 應照顧到不同煤質 煤種的煤層分別開采 以及其它有益礦 物的綜合開采 本井田開拓主要考慮以下幾個因素 1 煤層賦存穩(wěn)定 傾角為 5 到 17 平均為 9 新生界地層厚度為 300 430m 平均為 348 73m 煤層厚度平均為 6m 2 礦區(qū)地勢平坦 地面標高變化于 32m 35m 之間 其多為農田 沒有大 的地表水系和水體 2 2 井筒形式確定 井筒形式有三種 平硐 斜井 立井 一般情況下 平硐最簡單 斜井次之 立井最復雜 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 由于本地區(qū)的地勢條件所限制 故不能用平硐開拓 根據陳四樓礦井的自然地理條件 技術經濟條件等因素 綜合考慮其實際情況 地勢低洼平坦 地面標高 32 35m 平均 33 73 m 煤層埋藏較穩(wěn)定 距 地面垂深在 300 800m 之間 礦井年設計生產能力為 240 萬 t a 為大型礦井 綜上所述 本礦可以采用立井開拓 2 3 工業(yè)廣場及井筒位置 1 工業(yè)廣場及井筒位置確定的原則 工業(yè)廣場應盡量位于井田中央或走向煤炭運量的中心 以形成雙翼井田 降 低運輸 通風 巷道維護費用 做到均衡生產 綜合經濟效益好 工業(yè)廣場應不壓煤或少壓煤 工業(yè)廣場有較好的地形和工程地質條件 井筒應有利于第一水平的開采 并兼顧其他水平 有利于井底車場和主要運 輸大巷的布置 石門的工程量要盡量少 有利于首采區(qū)或帶區(qū)布置在井筒附近的富煤地段 以保證有良好的前期效益 井筒不宜穿過厚表土層 厚含水 斷層破壞帶 煤與瓦斯突出煤層或軟弱煤 層 離水源 電源較進 礦井專用鐵路線短 道路布置合理 2 井筒數目和位置的確定 根據以上的一些基本原則 本礦井采用立井開拓在技術 經濟 安全等方面綜 合起來最合理 工業(yè)廣場位于井田儲量的中央 以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井 田 可以使沿井田走向的井下運輸工作量最小 通風網絡最短 通風阻力最小 根 據情況在工業(yè)廣場內布置一個主井 一個副井 兩個風井形成兩翼對角式通風 2 4 開采水平的確定 本礦井煤層傾角較小 可以考慮劃分一個或兩個水平 根據 煤炭工業(yè)設計規(guī) 范 規(guī)定 緩傾斜 傾斜煤層的階段垂高為 200 350m 用兩水平時 需考慮第一 水平的服務年限和第二水平的延伸 根據本礦的實際情況決定單水平開拓時 水平 布置在 520 兩水平時一水平布置在 520 二水平布置在 720 二水平延深方法考 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 慮用立井延深或者暗斜井延深 2 5 大巷和井底車場的布置 考慮到系統(tǒng)的可靠性和生產的方便 單水平開拓時決定開拓一條運輸大巷 一 條回風大巷 由于服務于整個井田 根據條件可以選擇將大巷布置在底板巖層中或 者煤層中 兩水平開拓時兩個水平分別布置一條運輸大巷 一條回風大巷 大巷均 布置在煤層底板巖層中 2 6 礦井開拓方案 綜合經濟 技術和安全三方面的考慮 選取最優(yōu)方案為 立井單水平 回風大 巷布置在巖層中作為本礦井的開拓方案 如圖 2 3 所示 304567 80 304567 80 方案 立井單水平開拓 回風大巷布置在巖層中 2 7 礦井的基本巷道 1 井筒 井筒的位置與井筒的形式 用途有密切的聯系 合理確定井筒的位置和形式對 井下的開拓布置 地面設施布局 運輸線路布置和方式有著決定性的作用 根據以 上所述的井筒位置選擇的一些基本原則和礦井開拓方案 已經選定了井筒的位置 形式等 現分別對主井 副井 風井介紹如下 1 主井 主井井筒采用立井形式 圓形斷面 凈直徑為 6 5m 凈斷面面積 33 18 井筒內裝備兩對 12 噸長形箕斗 井壁采用混凝土砌碹厚 450mm 充填2m 混凝土厚 50mm 此外 還布置有檢修道 動力電纜 照明電纜 通訊信號電纜 人行臺階等設施 主井井筒斷面和井筒特征表見附圖 2 副井 副井井筒采用立井形式 圓形斷面 凈直徑為 7 5m 凈斷面面積為 44 15 井筒內裝備一對 1 5 噸礦車雙層四車加寬罐籠一對 井壁采用混凝土砌2m 碹支護方式 井筒主要用于提料 運人 提升設備 矸石等 采用金屬罐道梁 行 鋼組合罐道 端面布置 罐道梁采用通梁式布置方式 副井內除裝備罐籠外 還 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 設有梯子間作為安全出口 并設有管子道 電纜道 副井井筒斷面和井筒特征表見 附圖 3 風井 風井井筒采用立井形式 圓形斷面 凈直徑為 5m 凈斷面面積為 19 63 采用混凝土支護方式 井壁厚度為 400mm 備有安全出口 風井井筒斷2m 面和井筒特征表見附圖 4 風速驗算 所選定的副井作為進風井 風井作為回風井 其斷面的大小必須 符合風速要求 由第九章 礦井通風與安全 的風速驗算可知 所選擇的井筒符合 風速要求 2 主要開拓巷道 運輸大巷 回風大巷基本布置在煤層底板巖石中 巷道基本保持水平 坡度 1 3 為便于維護 并根據現場使用情況 決定其斷面均采用半圓拱型 錨噴 支護 運輸大巷斷面特征見附圖 回風大巷斷面特征見附圖 各主要開拓巷道的斷面尺寸 均按運輸設備的外形尺寸以及 規(guī)程 第 19 條 第 20 條有關安全間隙的要求而確定其斷面尺寸 并按通風要求驗算其風速 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 3 采煤方法與采區(qū)巷道布置 3 1 帶區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) 首采帶區(qū)為一帶區(qū) 走向長度 1 8 km 傾向長度 800 1800m 區(qū)內沒有較大 斷層 3 1 1 帶區(qū)準備方式的確定 傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有以下優(yōu)點 1 巷道布置簡單 巷道掘進和維護費用低 投產快 2 運輸系統(tǒng)簡單 占用設備少 運輸費用低 3 由于傾斜長壁工作面的回采巷道既可以沿煤層掘進 有可以保持固定的 方向 故可以使采煤工作面保持等長 從而減少了因工作面長度的變化給生產帶來 的不利影響 對綜合機械化采煤非常有利 4 通風線路短 風流方向轉折變化少 同時使巷道交叉點和風橋通風構筑 物也相應減少 5 對某些地質條件的適應性強 如傾斜和斜交斷層比較發(fā)育時 布置傾斜 工作面可以減少斷層對開采的影響 可保證工作面的有效推進長度 當煤層頂板淋 水較大或采空區(qū)采用注漿放火時 仰斜開采有利于疏干工作面 創(chuàng)造良好的工作環(huán) 境 當瓦斯涌出量大時 俯斜開采有利于減少工作面的瓦斯含量 6 技術經濟效果比較顯著 可以顯著改善工作面單產 巷道掘進率 采出 率 勞動生產率和噸煤成本等幾項指標 由于傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有很多的優(yōu)點 同時二 2煤層的條件 又很好 所以采用傾斜長壁采煤法會取的更好的效果 帶區(qū)內采用沿空掘進 跳采接替 所以分帶之間不留煤柱 首采一帶區(qū)共分為 10 個分帶 推進長度基本為 1680 2070m 左右 本礦井設計為 240 萬 t 的大型礦井 需要用一個工作面滿足設計產量的要求 結合礦井設計的需要和工作面產量及設備 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 能力 工作面長度設為 200 m 左右 由影響工作面長度的因素得知 200 m 既能滿足 設備的要求也適合本礦煤層的賦存條件 采空區(qū)上覆巖層尚未垮落穩(wěn)定之前不能進行沿空掘進 因此工作面接替采用跳 采方式 在保證本帶區(qū)一個工作面達產的同時 注意另一分帶的掘進準備 以保證 工作面的正常接替 表 3 2 首帶區(qū)工作面接替順序 工 作 面 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 接 替 順 序 1 5 2 7 9 10 8 6 4 3 3 1 2 生產系統(tǒng) 全礦井煤的大巷運輸全部采用 3t 底卸式礦車 帶區(qū)運輸采用膠帶運輸機運輸 采用大巷兩側直接布置工作面的開采方式 相鄰的兩個分帶設立一個帶區(qū)煤倉 大 巷兩側的帶區(qū)也可以共用相近的煤倉 行人進風斜巷以及回風斜巷 帶區(qū)內的開采采用后退式開采方式 通風系統(tǒng)簡單 漏風小 1 通風系統(tǒng) 副井 井底車場 運輸石門 運輸大巷 進風行人斜巷 軌道斜巷 工作面 皮帶斜巷 回風斜巷 回風大巷 回風井 2 運煤系統(tǒng) 工作面 運輸斜巷 帶區(qū)煤倉 運輸大巷 運輸石門 主井 3 運料系統(tǒng) 副井 井底車場 運輸石門 運輸大巷 進風行人斜巷 軌道斜巷 工作面 4 排矸系統(tǒng) 出矸地為大巷 上下山 斜巷的掘進頭和煤倉施工地等處 出矸地 運輸大巷 井底車場 副井 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 5 供電系統(tǒng) 地面變電站 副井 中央變電所 運輸大巷 帶區(qū)變電所 軌道斜 巷 工作面 6 排水系統(tǒng) 運輸斜巷 運輸大巷 井底車場 井底水倉 副井 地面 3 1 3 帶區(qū)內巷道掘進 1 施工方法 a 巖石斜巷施工 鉆爆法 b 煤倉施工 先自下向上掘鑿小反井 而后再自上向下刷大成設計斷面 在掘 鑿小反井時采用深孔掏槽爆破法 c 帶區(qū)巷道施工 采用 MRH S100 型綜掘機割煤 用膠帶輸送機運輸 迎頭配 備錨桿鉆機打孔和安裝錨桿 用煤電鉆打幫部錨桿 用煤電鉆式風動扳手安裝幫部 錨桿 錨索采用錨桿鉆機打孔和安裝 2 通風方法 掘進通風的基本要求 掘進巷道應采用礦井全壓通風或局部通風機通風 不得 采用擴散通風 局部通風采用壓入式 通風機和啟動裝置必須安裝在進風巷中 距 離回風口不得小于 10 m 本礦工作面推進 1680 2070m 回采巷道采用單巷布置 獨頭通風超過 1000 m 會有困難 所以每隔 800 900m 開設一個中切眼 3 2 帶區(qū)主要硐室 1 帶區(qū)煤倉 帶區(qū)運煤巷為膠帶輸送機運煤 帶區(qū)運煤巷把煤直接運至帶區(qū)煤倉 每個帶區(qū) 均設帶區(qū)煤倉 通過帶區(qū)煤倉與運輸大巷連接 垂直式煤倉受力性能好 較少發(fā)生堵塞現象 圓形斷面受力性能好 斷面利用 率高 施工方便 便于維護 不易堵倉 因此本礦帶區(qū)煤倉采用垂直式煤倉 圓形 斷面 直徑 5 m 煤倉高度從 20 m 到 30 m 不等 2 帶區(qū)變電所 井底中央變電所至帶區(qū)的供電系統(tǒng)電路壓降較大 為保證帶區(qū)正常生產 需布 置帶區(qū)變電所 帶區(qū)變電所應設在通風良好 圍巖穩(wěn)定 地壓小 易維護 無淋水 易于搬遷變壓器等電器設備的地方 并使變電所位于帶區(qū)用電負荷中心 根據本礦 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 情況 布置在兩大巷之間 變電所采用錨噴帶支護 底板用 100 號混凝土鋪底并高 出鄰近巷道底板 200 300mm 具有 0 3 的坡度 3 3 采煤方法 帶區(qū)所采煤層為二 2煤層 平均厚度 6 0 米 煤層傾角 5 17 平均 9 為緩傾斜煤層 結構單一 賦存穩(wěn)定 帶區(qū)區(qū)內無大斷層影響 二 2煤層頂板以砂巖為主 完整性和穩(wěn)定性較好 頂板較易管理 底板一般不 會發(fā)生 底鼓 三煤組各可采煤層由于層間距小 砂巖厚度薄且穩(wěn)定性較差 本礦井為低瓦斯礦井 煤無自燃傾向性 煤塵無爆炸性到具弱爆炸性 礦井正常用水量為 275m3 h 3 4 采煤工藝方式 根據可采煤層特征 可采煤層為緩傾斜或近水平厚煤層 結合礦井實際條件 煤質硬度較大 f 3 5 4 本煤層平均厚 6 0m 煤厚穩(wěn)定 在采區(qū)范圍內 煤層結 構單一 賦存穩(wěn)定 綜合考慮分層綜采采煤法和綜采放頂煤采煤法的優(yōu)缺點 決定 選用走向長壁全部跨落一次采全高綜采放頂煤采煤法 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 4 礦井通風 礦井通風是礦井生產環(huán)節(jié)的重要部分 礦井通風設計依據 1 礦井的天然安全條件 2 礦井的設計生產能力 3 礦井的開拓方式和采煤方法 4 采煤的年度計劃及礦井各水平的服務年限 5 各種經濟參數 性能及有關的法規(guī) 政策 4 1 礦井通風系統(tǒng)選擇 礦井通風系統(tǒng)包括 1 通風方式 即為進 出風井的相對位置 中央式 對角式 混 合式 2 通風方法 即礦井主扇的工作方法 抽出式 壓入式 抽壓混合式 3 通 風網絡 即井下進 回風巷道的聯系方式 通風系統(tǒng)的選擇要根據礦井的開拓開采 條件 4 1 1 礦井地質概況 陳四樓井田位于河南省永永城市境內 井田中心南距永城市區(qū) 8km 井田位于 黃淮沖積平原東部 地勢低洼平坦 自西北向東南微微傾斜 地面標高 32 49 36 50m 一般為 32 35m 之間 相對高差 3m 左右 地表廣為巨厚的新生界松 散沖積物所覆蓋 井田走向長度 7 0km 傾斜方向長度 4 0km 水平面積 28km2 井 田內煤層賦存穩(wěn)定 主要可采煤層為二 2煤層 井田可采儲量約 17196 41 萬 t 礦 年產 240 萬 t 為大型礦井 服務年限為 55 年 在井田范圍內 二 2煤層賦存穩(wěn)定 平均傾角 9 礦井相對瓦斯涌出量較小 為低瓦斯礦井 煤層無自然發(fā)火危險 煤塵為無爆炸性到具弱爆炸性 4 1 2 開拓方式 井田開拓采用立井單水平帶區(qū)式開拓 水平標高 520m 為進行高產高效礦井 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 設計開采并結合本礦井實際情況 在井田內劃分八個帶區(qū) 東區(qū)南翼為一帶區(qū) 北 翼為三帶區(qū) 中部為二帶區(qū) 以及工業(yè)場地下的八帶區(qū) 西區(qū)南翼為六帶區(qū) 北翼 為四帶區(qū) 中部為五帶區(qū)以及工業(yè)場地下的七帶區(qū) 東區(qū)服務年限為 31 5a 西采 區(qū)布置與東區(qū)基本相同 服務年限為 23 5a 4 1 3 開采方法 帶區(qū)內布置一個綜放 采 工作面保產 工作面長度 200m 同時布置一備用 面 根據通風需要 一個工作面布置兩條回采巷道 一條進風 行人運料 另一條 回風 鋪設膠帶運煤 大采高工作面生產能力為 6612 3t d 每日推進度為 3 936m 采煤機選用 MXA 300 3 5D 采煤機 截深 0 8m 日進 6 刀 綜放 采 工作面裝備的部分機電設備見表 4 1 表 4 1 綜放 采 工作面部分機電設備一覽表 地點 機電設備名稱 容量 1 工作面 MXA 300 3 5D 采煤機 300 2 kw 2 工作面 SGZ 764 500 刮板輸送機 2 200 kw 3 運輸斜巷 SZZ 764 132A 轉載機 132kw 4 運輸斜巷 SSJ1200 M A 膠帶輸送機 1200 mm 5 工作面 ZZPF4800 17 33 液壓支架 6400 kN 4 1 4 變電所 充電硐室 火藥庫 井下大巷采用 3t 底卸式礦車運輸 1 5t 礦車輔助運輸 井底車場設變電所等 硐室 帶區(qū)內設變電所 遇巖巷掘進所需火藥由井底車場火藥庫提供 各硐室均需 獨立通風 4 1 5 工作制 人數 各工作面均采用四六工作制 井下同時作業(yè)的最多人數為 400 人 綜采面同時工作最多人數 50 人 4 2 礦井通風系統(tǒng)的確定 4 2 1 礦井通風系統(tǒng)的基本要求 選擇任何通風系統(tǒng) 都要符合投產較快 出煤較多 安全可靠 技術經濟指標 合理等總原則 具體地說 要適應以下基本要求 1 礦井至少要有兩個通地面的安全出口 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 2 進風井口要有利于防洪 不受粉塵等有害氣體污染 3 北方礦井 冬季井口需裝供暖設備 4 總回風巷不得作為主要行人道 5 工業(yè)廣場不得受扇風機的噪音干擾 6 裝有皮帶機的井筒不得兼作回風井 7 裝有箕斗的井筒不得作為主要進風井 8 可以獨立通風的礦井 采區(qū)盡可能獨立通風 9 通風系統(tǒng)要為防瓦斯 火 塵 水及高溫創(chuàng)造條件 10 通風系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風系統(tǒng)的發(fā)展變化 4 2 2 礦井通風方式的選擇 礦井通風系統(tǒng)類型有中央并列式 中央分列式 對角式 混合式和分區(qū)式 根 據它們各自的優(yōu)缺點結合本設計井田的具體情況 從技術上的可行性和經濟上的合 理性來選擇最適宜的通風方式 選擇礦井通風方式時 應考慮以下兩種因素 1 自然因素 煤層賦存條件 埋藏深度 沖擊層深度 礦井沼氣等級 2 經濟因素 井巷工程量 通風運行費 設備裝備費 一般說來 新建礦井多數是在中央并列式 中央分列式 兩翼對角式和分區(qū)對 角式中選擇 下面對這幾種通風方式的特點及優(yōu)缺點適用條件列表比較 見表 4 2 表 4 2 通風方式比較 通風 方式 中央并列式 中央分列式 兩翼對角式 分區(qū)對角式 優(yōu)點 初期投資較少 出煤較多 通風阻力較小 內部漏風 小 增加了一個安全出口 工業(yè)廣場沒有主扇的噪音 影響 從回風系統(tǒng)鋪設防 塵灑水管路系統(tǒng)比較方便 風路較短 阻力 較小 采空區(qū)的 漏風較小 比中 央并列式安全性 更好 通風路線短 阻力小 缺點 風路較長 風阻 較大 采空區(qū)漏 建井期限略長 有時初期 投資稍大 建井期限略長 有時初期投資稍 井筒數目多基 建費用多 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 風較大 大 適用條 件 煤層傾角大 埋 藏深 但走向長 度并不大 而且 瓦斯 自然發(fā)火 都不嚴重 煤層傾角較小 埋藏較淺 走向長度不大 而且瓦斯 自然發(fā)火比較嚴重 煤層走向較大 超過 4km 井 型較大 煤層上 部距地表較淺 瓦斯和自然發(fā)火 嚴重的新礦井 煤層距地表淺 或因地表高低 起伏較大 無 法開掘淺部的 總回風道 通過對以上幾種通風方式的比較和技術分析 結合礦井的地質條件 水平標高 為 520m 煤層為緩傾斜煤層 全礦共八個帶區(qū) 礦井年產量 240 萬 t 為大型礦 井 井田走向長度大于 4km 煤層傾角小 為緩傾斜煤層 煤層無自然發(fā)火危險 煤塵無爆炸性到弱爆炸性 瓦斯涌出量小 礦井風量很大 根據以上分析 確定技 術可行的兩個方案為 兩翼對角式通風或中央分并式通風 下面進行經濟比較 通過經濟比較 兩翼對角式通風方式和中央分列式通風方式相比 初期投資一 樣多 只是兩翼對角式總費用稍多 但相差不大 而兩翼對角式比中央并列式通風 線路短 阻力小 漏風少 通風總費用少 另外本礦井的走向太長 故確定該礦井 采用兩翼對角式通風方式 比較結果見表 4 3 表 4 3 各方案經濟比較 項 目 中央并列式 兩翼對角式 工程量 m 單價元 m 費用 萬元 工程量 m 單價元 m 費用 萬元 風井井筒 前期 520 8438 8 438 8 520 8438 8 438 8 風井井筒 后期 0 8438 8 0 520 8438 8 438 8 回風大巷 前期 2300 2702 5 621 6 2300 2702 5 621 6 回風大巷 后期 5100 2702 5 1378 3 5100 2702 5 1378 3 前期投資 萬元 1060 4 1060 4 合計 萬元 2438 7 2877 5 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 4 2 3 確定礦井通風方法 煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種 現將兩種工作方法的優(yōu) 缺點對比如下 1 抽出式主扇使井下風流處于負壓狀態(tài) 當一旦主扇因故停上運轉時 井 下風流的壓力提高 有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少 比較安全 2 壓入式主扇使井下風流處于正壓狀態(tài) 當主扇停轉時 風流壓力降低 有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加 比較危險 3 采用壓入式通風時 須在礦井總進風路線上設置若干構筑物 使通風管 理工作比較困難 漏風較大 4 在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣 并和采區(qū)相溝通的條件下 用抽出式通風 會把小窯積存的有害氣體抽到井下 同時使通過主扇的一部分風流短路 總進風量 和工作面有效風量都會減少 用壓入式通風 則能用一部分回風流把小窯塌陷區(qū)的 有害氣體帶到地面 5 如果能夠嚴防總進風路線上的漏風 則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風電 力費用都較抽出式為小 6 在由壓入式通風過渡到深水平抽出式通風時 有一定困難 過渡時期是 新舊水平同時產生 路線較長 有時還須額外增掘一些井巷工程 使過渡期限拉得 過長 用抽出式通風 就沒有這些缺點 綜上所述 一般地說 在地面小窯塌陷區(qū)漏風嚴重 開采第一水平和低沼氣礦 井等條件下 采用壓入式通風是比較合適的 否則不宜采用壓入式通風 因此 根據給定的條件 由于本井田內沒有小窯塌陷區(qū) 不與其他小窯區(qū)溝通 為了便于管理 確定本設計礦井采用抽出式通風 抽出式通風與壓入式通風比較具有以下優(yōu)點 1 井下風流處于負壓狀態(tài) 當主通風機因故障停止運轉時 井下的風流壓 力提高 可以使采區(qū)瓦斯涌出量減少 比較安全 2 漏風量小 通風管理容易 3 對高瓦斯礦井瓦斯管理很有利 4 2 4 帶區(qū)通風系統(tǒng)的要求 1 帶區(qū)通風總要求 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 1 能夠有效地控制帶區(qū)內風流方向 風量大小和風質 2 漏風少 3 風流的穩(wěn)定性高 4 有利于排放沼氣 防止煤塵自燃和防塵 5 有較好的氣候條件 6 安全經濟合理技術 2 帶區(qū)通風的基本要求 1 每個帶區(qū)必須有單獨的回風道 實行分區(qū)通風 回采面和掘進面都應采用 獨立通風 不能串聯 2 工作面盡量避免位于角聯分支上 要保證工作面風向穩(wěn)定 3 煤層傾角大于 12 時 不能采用下行風 4 回采工作面的風速不得低于 1m s 5 工作面回風流中沼氣濃度不得超過 1 6 必須保證通風設施 風門 風橋 風筒 規(guī)格質量要求 7 要保證風量按需分配 盡量使通風阻力小風流暢通 8 機電硐室必須在進風風流中 9 采空區(qū)必須要及時封閉 10 要防止管路 避災路線 避災硐室和局部反風系統(tǒng) 由于本設計礦井為帶區(qū)布置 產量較大 有專門的回風大巷 因此采用運輸大 巷進風 回風大巷回風 在工作面回風上 軌道斜巷進風 運輸斜巷回風 4 2 5 工作面通風方式的選擇 工作面通風方式的選擇與回風的順序 通風能力和巷道布置有關 目前工作面 通風系統(tǒng)形式主要有 U Y W E Z 形 各種形式的優(yōu)缺點及使用條 件如下 由于工作面為后退式開采 故各種通風形式只考慮后退式 U 型通風 U 型通風方式系指采煤工作面有二條巷道 一條為進風道 一 條為回風道 上行通風時 其下順槽為進風道 上順槽為回風道 下行通風時 則 相反 在區(qū)內后退式回采方式中 這種通風方式具有風流系統(tǒng)簡單 漏風小等優(yōu)點 但風流線路長 變化大 工作面上偶角易積聚瓦斯 工作面進風巷一次掘進 維護 量大 這種通風方式 如果瓦斯不太大 工作面通風能滿足要求 即可采用 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 Y 型通風 Y 型通風方式指在回采工作面的上 下端各設一條進風道 另 在采空區(qū)一側設回風道 其優(yōu)點為 由于采空區(qū)的沼氣 通過巷旁支護流入回風平巷 則較好地解決了回采工作 面上隅角的沼氣超限之患 由于工作面上 下端均處于進風流中 故改善了作業(yè)環(huán)境 實行沿空留巷 可提高采區(qū)回收率 由于存在上述優(yōu)點 故多適用在沼氣涌出量特大的煤層開采中 當采煤工作面 產量大和瓦斯涌出量大時 采用這種方式可以稀釋回風流中的瓦斯 對于綜采工作 面 上下平巷均進新鮮風流有利于上下平巷安裝機電設備 可以防止工作面上偶角 瓦斯積聚及保證足夠的風量 這種通風方式使用于瓦斯涌出量大的工作面 但需要 邊界準備專用回風上山 增加了巷道掘進 維護費用 W 型通風 W 型通風方式指采煤工作面 有三條平巷 即上 下平巷進風 或回風相中間平巷回風或進風的布置形式 它的優(yōu)點在于 相鄰的兩個工作面共用一條進風或回風巷道 從而減少了采準巷道的開掘和 維護費用 通風網路屬并聯結構 因而風阻小 風量大 漏風量小 利于防火 當上下端平巷進風 且設運輸機時 則在該巷中有回收安裝維修采煤設備的 良好環(huán)境 當中間平巷進風且設運輸機時 既保證了運輸設備處于新鮮風流中 又保證 了進 回風巷的總斷面比較接近 故在近水平煤層的綜采工作面中應用較廣 E 型通風方式 E 型通風方式具有三條通風巷道 其上平巷為回風巷 而 下平巷及中間平巷為入風巷 下平巷和下部工作面回風速度降低 故可抑制煤塵的 產生 與 U 型通風方式相比 可使上部工作面氣溫降低 但采空區(qū)的空氣流動相應 發(fā)生了變化 迫使采空區(qū)的沼氣較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出 使該處 時常處于沼氣超限狀態(tài) 故僅適用于低沼氣礦井 Z 型通風 Z 型通風方式是 U 型通風方式的改進 其優(yōu)點為 與前進式 U 型相比 巷道的采掘工程量較少 進 回風巷只需在一側采空的條件下維護 采區(qū)內進 回風巷的總長度近似不變 有利于穩(wěn)定風阻 改善通風 除上述 5 種基本通風方式外 隨煤層開采條件 開采技術 沼氣貯存 自然發(fā) 火傾向性的不同 尚可采用 X H 雙 Z 偏 W 偏 Y 型等通風方式 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 由于本設計中采用兩翼對角式通風 且單工作面生產 對照以上工作面通風系 統(tǒng)形式 決定采用風流系統(tǒng)簡單 漏風小的 U 型通風方式 4 3 礦井風量計算 4 3 1 礦井風量的計算原則 礦井需風量 按下列要求分別計算其中最大值 1 井下同時工作最多人數計算 每人每分種供給風量不得少于 4 m3 2 采煤 掘進 硐室及其他實際需風量總和進行計算 4 3 2 總風量的計算 礦井總風量是井下各個工作地點的有效風量和各條風路上的漏風的總合 采用分別計算法計算礦井總風量 礦井總風量 Q 是礦井內各用風地點所需風量 之和 并乘以適當系數 即 式 4 1 medcba KQ 式中 Q 全礦井需風量 m 3 min Q a 各回采工作面所需風量之和 m 3 min Q b 各備用工作面所需風量之和 m 3 min Q c 各掘進面所需風量之和 m 3 min Q d 各獨立通風硐室所需風量之和 m 3 min Q e 其他巷道風量之和 m 3 min Km 礦井風量備用系數 包括漏風和配風不均勻等因素 該值從實測和 統(tǒng)計中求得 一般取 1 15 1 25 取 1 15 1 回采工作面的需風量 規(guī)程 規(guī)定 采區(qū)回風道 采掘工作面回風道風流中瓦斯和二氧化碳濃度不 得超過 1 采掘工作面的溫度不得超過 26 采掘工作面的進風流中 按體積計 算 氧氣不得低于 20 二氧化碳不得超過 0 5 回采工作面用風量應按瓦斯 二氧化碳涌出量和爆破后有害氣體產生量以及工 作面氣溫 風速和人數等規(guī)定分別計算 然后取其中的最大值 1 按瓦斯涌出量計算 Qa Kaiqai 1 0 2 qeiwKai 60 24 1 0 2 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 式中 qai 瓦斯絕對涌出量 m 3 min qei 瓦斯相對涌出量 m 3 t d 為 0 33 w 日產量 t d 為 8000 Kai 瓦斯涌出不均衡系數 總采工作面取 1 3 1 45 此處取 1 4 1 工作面回風流中瓦斯允許濃度 0 2 工作面進風流瓦斯?jié)舛?規(guī)程 規(guī)定不得大于 0 2 則 Qa 0 33 8000 1 4 60 24 1 0 2 320 83 m3 min 2 按工作面人數計算 綜放工作面正常情況下為 40 人 風量按下式計算 Qa 4Nai 式中 4 以人數為計算單位的供風標準 即每分鐘供 4m3的風量 Nai 第 i 回采工作面的最多人數 45 此處取 1 4 則 Qa 4 40 160 m3 min 3 按工作面氣溫與風速的關系計算 用下式計算 Qa 60VaiSai 式中 Vai 回采工作面風速 按工作面溫度 24 查得 Vai 1 6m s Sai 第 i 回采工作面的平均斷面積 m 2 對于綜放面按下式計算 Sai 3 M 0 3 式中 M 采高 m 為 3 所以 S ai 3 3 0 3 8 1m2 則 Qa 60 1 6 8 1 777 6m3 min 4 按風速驗算 規(guī)程 規(guī)定 回采工作面的最小風速為 0 25m s 最高風速為 4 m s 按此 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 要求進行驗算 即 0 25 60 Sai 124 5 m3 min Q a 4 60 S ai 1944 m3 min 由以上三種計算得出 最大值為 486 m3 min 滿足要求 因此每個工作面風量 定為 486 m3 min 本設計礦井有一個工作面 則 Q a 777 6m3 min 2 備用工作面的需風量 備用工作面的需風量通常取為產量相同的生產采面風量之半 當采區(qū)風量不富 裕時 也可按工作面不積聚瓦斯為原則配風 但工作面風速不應小于 15m3 min 本設計礦井采用第一種 即為產量相同的生產采面風量之半 Qb 388 8 m3 min 本設計礦井設一個備用工作面 則 Q b 388 8m3 min 3 掘進工作面的需風量 本設計礦井既有巖巷掘進頭 又有煤巷掘進頭 在開采過程中掘進通風很重要 下面進行計算 1 按掘進工作面人數計算 Qci 4Nci 式中 Nci 第 i 個掘進工作面同時工作的最多人數 為 20 則 Q ci 4 20 80 m3 min 2 按溫度計算 Qci 60 V S Kt 式中 Q ci 掘進工作面實際需風量 m 3 min V 掘進工作面的風速 煤巷半煤巖取 0 5m s S 巷道凈斷面積 S 10 28m 2 Kt 掘進工作面的溫度調整系數 取 1 1 20 26 則 Q ci 60 0 5 10 28 1 1 339 24 m3 min 4 按風速進行驗算 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 規(guī)程 要求 每個巖巷掘進工作面的風量 Qci應滿足 0 15 60 Sci 132 3 Q ci 4 60 S ci 3528 m3 min 比較以上各風量數值 按取大值原則 得掘進工作面需風量 巖巷 339 24 m 3 min 本設計礦井同時存在兩個巖巷掘進頭 則 Q c 339 24 2 678 48m3 min 4 各硐室的需風量 1 火藥庫 Q d1 100 m3 min 2 絞車房 Q d2 80 m3 min 3 變電所 中央 Qd3 150 m3 min 采區(qū) 100 m3 min 4 充電硐室 Q d4 150 m3 min 5 機電泵房 Q d5 150 m3 min 則 Q d 100 80 200 150 150 730m3 min 5 其他巷道實際需風量 Q e 0 05 Q a Q c Q d 0 05 777 6 678 48 730 109 30m3 min 綜上所述 礦井總風量 Q 777 6 388 8 678 48 730 109 30 1 15 3086 81m3 min 4 3 3 礦井風量分配 1 分配原則 1 各用風地點風量按前述分配 2 對于掘進工作面風量 一般根據巷道斷面的大小 送風距離 煤巖巷三 個因素并按所選局部通風機性能供風 3 井下火藥庫 變電所 絞車房應單獨供風 4 分配的風量 各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度 應根據 規(guī)程 要求不 得超過規(guī)定限度 2 分配方法 陳四樓礦 240 萬噸新井設計 1 用礦井總風量按采區(qū)布置分別配 Qa Q b Q c Q d的用風量 2 從總風量中減去 Q a Q b Q c Q d 余下的風量與漏風量按采區(qū)的 產量比例進行分配 此部分風量可作為采區(qū)內增加新的用風地點或采區(qū)接替所需保 留的人行道和維護巷道用風 3 分配情況 1 綜放工作面 777 6 1 15 894 24 m 3 min 2 備采工作面 388 8 1 15 447 12 m 3 min 3 掘進頭 678 48 1 15 780 25m 3 min 4 火藥庫 100 1 15 115m 3 min 5 充電硐室 150 1 15 172 5 m 3 min 6 機電泵房 150 1 15 172 5 m 3 min 7 變電所 中央 150 1 15 172 5 m3 min 采區(qū) 100 1 15 115 m3 min 8 絞車