黑河兴边煤矿矿井通风设计计划书

1 黑河 兴边煤矿矿井通风设计 计划书 第一部分 兴边煤矿矿井通风设计 第 1 章 矿区及安全概况井田地质特征 区概况 通位置 黑河兴边煤矿位于黑龙江省黑河市西 175 ， 行政区隶属于黑河市罕达气乡 其地理坐标为东经 12555481260050， 北纬 500751501049井田范围北起煤层露头 ， 西、南以 层为界 ， 东以 层为界 。 本矿区现有公路与黑河市和嫩江县相通 黑河至加格达奇的砂石公路在本井田边界通过 ， 公路交通极为方便 ， 黑宝山至木耳气 (以下称黑 木铁路 )的地方标准轨距铁路已在井田北部建成通车 ， 该线路距本矿井 0.8 通过 ， 给本矿井煤炭的外运提供了便利条件 本矿井的煤炭可通过铁路 、公路运往全国各地 ， 交通十分便利 (详见交通位置图 1 2 图 1 通位置图 形地势 本区位于大兴安岭西坡，居黑宝山 低山丘陵区，海拔高度 385 446m ，井筒海拔高度 400m，地势为 西北高，东南低，西部为丘陵台地、东部为河谷低地。 流 本区内有裸河和根里河由西向南流入泥鳅河，属季节性河。 象地震 本区属中温带大陆性季风气候，冬季严寒干燥，夏季凉爽多雨，年平均气温 00 ，最高气温 ，最低气温 。年降水量 531 536蒸发量 869 990平均风速 s，主导风向为西北风，每年 10 月至翌年四月为冻结期，冻结深度 冻层分布在河谷附近和潮湿地带，属岛状冻土，厚度可达 15m。 本区地震烈度为 5 区度。 区经济概况 黑河市兴边矿业有限公司是黑河市政府通过招商引资引进的以煤炭生产为主业的民营企业 井水电源及通信情况 1)水源 根据黑龙江省煤田地质勘探公司提供的井田水文地质图表明本地区地下水 3 较丰富 ， 故分别在矿井的一采区和二采区附近设置深水井四眼 ， 做为矿井水源 2)电源 距本矿 20 设有嫩江电业局黑宝山区域变电所 ， (110/35/V， 主变容量为 28000 该变电所两回 110 路分别来自嫩江和黑河 ， 可做为矿井电源 3)通信 外部有线通信和移动通信都已经具备 地环境保护现状及存在问题 本矿井地处肥沃的“北大荒”，属国营“二九一”农场管辖，区内耕地多，少占农田是本设计的指导思想之一。考虑黑河及兴边矿区的实际情况，矸石排放方式为设临时矸石山。但从长远考虑，建议建设单位应尽早进行资源的综合利用，以减少对环境的破坏。 田地质特征 质构造 1)地质年代，地层层序 本区煤系地层基底为古生界变质岩系，古生界之上为中生界侏罗系，白垩系及新生界第三系和第四系地层 上侏罗统煤系地层在区内普遍发育 ，煤层主要赋存于上侏罗统九峰山组二段、三段 2)煤系地层走向、倾向及倾角 井田内为一宽缓的向斜构造，轴向 东倾伏 南翼被 层所切，西部被 层截断，东部被 层切断，北翼地层出露 地层倾角在向斜北翼一般为 1020，在向斜轴部附近则变为 5 3)断层褶皱情况 4 (1)断裂构造 在本矿井开采范围内有 8 条断层，断层落差较大，均为正断层，但因断层面闭合程度较好，且破碎带多被泥质、钙质所充填，断层含水性弱，导水性差 (2)褶曲 本井田褶曲不发育，仅存在一个宽缓的向斜构造 向斜北翼地层倾斜较陡 ，南翼地层倾斜很缓，且被 层截断，向斜轴部附近倾角仅 5左右 (3)岩浆岩 本区火成岩侵入体为玄武安山岩，侵入层位于 及 上 3 煤层附近，目前钻探控制平面位于 6探线间的中 浅 部，在此范围内 号煤层被火成岩吞蚀。在 6 勘探线以西， 次 玄武安山岩对煤层侵蚀逐渐减少。 层及煤质 1)煤层 本区煤层赋存于九峰山组中部 (二 、 三段中 )， 共见煤八层 ， 其中全区可采两 层 ( 、 )，本 矿井 开采 、 号煤层。 号煤层 煤 厚 均煤厚3.3 m 左右； 号煤层 煤 厚 均煤厚 3.3 m 左右 。 、 煤层的平均倾角均为 20， 、 煤层的平均间距为 25 m。 2)煤层露头 本区煤层露头平均厚度为 0.9 m。 3)煤质 本区煤炭呈黑色、灰黑色至钢灰色 ， 以沥青光泽为主 ， 少量含有金属光泽 块状为主 ， 少量粉浅状及鳞片状 ， 条带状结构 ， 贝壳状阶梯断口 肉眼煤岩类型以光亮型为主 、 号煤 层 原煤平均灰分 挥发 份一般 为 胶质层 厚度平均 为 煤容重 含量 为 磷含量 应 用基低位 发热 量平均 为 本区煤 层 以特低硫，低磷、低 等 发热 量的 长 焰煤 为 主，零星 5 分布少量气煤，弱粘 结 煤及 贫 煤。粘 结 性不好，无 结 焦性，低熔点，易 选 。可做 为动 力用煤及民用煤 。 质勘探程度 本井田最后一次精查基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。根据本区断裂的一般规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在建井和生产过程中予以注意。 井安全概况 文地质 本井田地处的黑宝山 木耳气煤田，为丘陵台地，井田边界内地下含水带较少，因此矿 井 开采时主要受地表河流、洪水堆积的地表水影响，总的变化趋势是由西向东逐渐减弱，井田地表多为沼泽湿地，夏季含水丰富 斯赋存状况 本矿井为瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为 14m3/煤工作面绝对瓦斯涌出量为 进工作面绝对瓦斯涌出量为 尘及煤的自燃 地质部门对 号煤层 与 号煤层 做了爆炸性试验，在勘探报告中注明，煤尘 具有 爆炸性危险 。 煤炭自燃倾向：经测定， 号煤层 与 号煤层 的 自燃 较发火严重 。 6 温 本区测得简易和近似稳态测温数值均属地温正常范围。 7 第 2 章 矿井储量及生产能力 田境界及储量 田 境界 由黑龙江省国土资源厅 2003年 11 月批准的兴边煤矿井田范围由 19个拐点坐标 连线 圈定：井田面积 量 1)储量计算基础 (1)最低可采厚度：煤层倾角小于 25o 时取 层倾角在 2545o (2)煤层灰分：小于 40%； (3)煤层容重： 触变质部分 (4)储量计算边界：与井田边界一致，浅部以煤层露头风化带底面 (即至地面垂深 10m)为界 ， 深部以 m 标高为界 (垂深 600 m)； (5)断层煤柱：根据断层落差暂定为：落差 50层一侧留 30m 煤柱，落差 50m 的，断层一侧留 50m 煤柱 2)储量计算结果 根据储量计算公式 ： 可得出井田内的工业储量 。本设计井田面积为 设计共含煤 2 层， 号 煤 层 煤 厚 号煤层 煤厚 层平均倾角为 20。 根据储量计算公式 : (2式中： 井田工业储量， S 井田面积， 8 m 煤厚， m； 煤 层 容重； 煤层倾角。 可得出井田内的地质储量以及井田内的工业储量 1.4/ 井工业储量 t， 扣除断层煤柱、井田境界煤柱、防水煤柱和工业场地煤柱 ， 以及开采损失煤量 总计： t。 井田的可采储量计算公式： （ 2 （ 80% 中： 井田可采储量， 井田工业储量， P 固定损失 ， C 回采率 ， 厚煤层 C 75%， 中 厚煤层 C 80%， 薄 煤层 C 85%； 矿井工业储量 t， 扣除断层煤柱、井田境界煤柱、防水煤柱和工业场地煤柱 ， 以及开采损失煤量后 ， 矿井设计可采储量为 井设计生产能力及服务年限 井工作制度 本矿井设计年工作日 330d，采煤每日二班作业，一班准备；掘进三班作业；每班工作 8h，每天净提升时间为 14h 井设计生产能力 及服务年限 矿井设计时确定的煤炭年产量，单位 :Mt/a，应根据资源条件、外部建设条 9 件、国家对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素确定。 矿井设计生产能力划分为： 大型矿井 : a 及以上 ; 中型矿井 : a； 小型矿井 : a 及以下； 新建矿井及其第一水平的设计服务年限不宜小于下表 2规定： 表 2建矿井设计服务年限 矿井设计生产能力 (Mt/a) 矿井设计服务年限(a) 第一开采水平设计服务年限 煤层倾角 45 以上 70 35 0 30 0 25 20 15 0 20 15 15 服务年限的计算公式 ： T=Z/(AK) （ 2 式中： Z设计可采储量， T矿井服务年限， a； A矿井设计生产能力， Mt/a； K储量备用系数， 按生产能力 t/a 计算，储量备用系数取 矿井服务年限为： T= 72.0 a 按生产能力 a 计算，储量备用系数取 矿井服务年限为： 10 T= 48.0 a 按生产能力 t/a 计算，储量备用系数取 矿井服务年限为： T= 36.0 a 根据兴边煤矿资源条件、外部建设条件开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素。按照 以上计算 ， 结合 表 2建矿井 生产能力与服务年限的要求 确定 该设计的生产能力为 t/a，服务年限为 48.0 a。 采区的年生产能力计算 一采区年产量 =LHc230 （ 2 =22030=t 二采区年产量 =LHc230 （ 2 =20030=390297.6 t 式中： L采煤工作面长度， m； H煤层平均厚度 ， m； 煤层容重 ， c回采率 ， 80%； 矿井掘进出煤按采面生产能力 10%计算 掘面年产量 =（ 10%=t 根据矿井 设计的 t/a 的 生产能力 ， 应 由 两个工作面同时生产 才能达到设计生产能力 。 11 第 3 章 井田开拓 田 开拓 田开拓方式 根据上述特点，设计确定本矿井采用 多斜井 单水平集中大巷、上下山开采的开拓方式 口数目 本矿井移交生产时共开凿三条井筒，分别为主井、副井、风井 具体参数如表 3示 表 3筒规格及功能 井筒名称 断面面积 规格（ 井筒长(m) 井口 标高(m) 倾角（ ） 用途 主井 023 400 20 提升煤 ， 进风 副井 132 400 18 人员、材料、设备、出矸 ， 进风 风井 76 400 21 回风 平划分及阶段垂高 平划分 本井田呈一单斜构造，可采煤层倾角为 025，大部分在 1022，属倾斜 缓倾斜煤层 井田开采下部边界标高为 表 标高为 +400m， 从地表至井田下部边界，矿井开采垂高 6500m，以现有采区上山提升设备的能力为限制条 12 件，本矿井可以实现一个水平上、下山开采 根据本井田的煤层赋存条件及储量分布状况，设计运输水平确定在 +50采垂高 为 650m。 +50m 以上为上山开采， +50m 以下为下山开采 口及工业场地位置 按矿井井口及工业场地位置选择的一般原则，结合首采区位置，对本矿井井口及工业场地位置布置如下： 井口位置设在二采区上部。工业场地内设主、副、风井三条斜井井筒，投产时主、副、风井均掘至车场水平，然后通过 +50m 运输大巷与一采区联络。矿井移交时 +50m 井底车场主要布置水泵房、变电所、机修硐室、火药库及水仓硐室，其余井底车场工程可在矿井移交后接续采区三、四采区生产前建设。矿井初期移交两个采区即一、二采区，二 个综采工作面，开拓方式采用集中大巷，分区石门开拓。 同时，方案具有井巷工程、公路、铁路投资省，井下运输环节少，运营费用低等优点。 平及主要开拓巷道 1)开采上限确定 根据可采煤层风氧化带及防水安全煤岩柱留设高度计算结果，暂定本矿井可采煤层开采上限为 +350m，待矿井建设后可视实见围岩条件及涌水情况作适当调整 2)大巷布置 矿井水平大巷的布置方式采用集中大巷的布置方式。 根据本井田有 两 个可采煤层 ， 井下主要运输巷道服务时间长，为保证巷道的稳定性， +50m 运 输大巷及 +50m 运 输石门均设于 下层 煤层底板岩石中 13 3)主要开拓巷道 断面 尺寸 如下图所示 ： 图 3井井筒断面 示意 图 锚 杆锚深( m m )(m )巷 道围 岩分 类3基 m )围 岩分 3砼 ( m )根)(厚掘进高度3400(00直径( m m ) 14间距( m m )800备 注水 沟1铺 轨(m) (m)1600备 注1 00340033001 0018003 8 003 6 0015005 005 001 5 401 0 60D 273 0扶手台阶 断 面 特 征 表 14 图 3井井筒断面 示意 图 台阶11004 5 0 01 7 1 0( m m )掘进高度砼 ( m )0 . 3 6每米巷道工程量及材料消耗量表3 9 0 0扶手800掘断面( m )基 础掘进体积( m )1 5 . 4巷 道围 岩分 类1 5 . 4分 类围 岩2净1 3 . 5拱0 . 6 43墙( m m )掘进宽度4 5 0 03605 0 01 6 01 0 02 0 0390038001650锚深( m m )直径( m m )小 计1 . 3 6基 础3( m m )壁厚1 0 0 14锚杆数量( 根)1 6 . 0铺 轨( m )1间距( m m )锚 杆8 0 0 1 6 0 06 0 01 0 0备 注1( m )水 沟备 注1 7 1 0 01 0 0巷 道 断 面 特 征 表0 . 3 64 3 0 0 15 图 3井井筒断面 示意 图 水 沟断面(m )掘进体积( m )巷 道19. 8分 类围 岩18. 4净围 岩分 类基 础砼 ( m )基 础 量( 根)锚杆数20. 0(m )铺 小 计壁厚12 0(每米巷道工程量及材料消耗量表掘进高度(432 02掘528 019. 8掘进宽度( 间距(m m )96 0 196 0锚深(m m ) 14直径(m m )锚 杆(m )1备 注备 注扶手台阶960 断 面 特 征 表52 8050 406001680252012042004320120 16 图 3输大巷断面 7 01 6 7 0 1 0 6 080 801004 5 6 04 4 0 041804100220019002201550410基 m)(m)铺 轨1水 沟备 注900间距( m m ) 16直径( m m )80(180掘进高度巷 道 断 面 特 征 表壁厚( 根)墙砼 ( m )3基 围 岩断面( m )围 岩巷 道掘进体积( m )锚深( m m )锚 杆不受采动影响 17 图 3风 大巷断面 锚 杆锚深(m m )(掘进宽度每米巷道工程量及材料消耗量表16. 1掘进体积( m )巷 道围 岩分 类3拱15. 0净断面(m )围 岩分 类216. 1掘460 0基 础3砼 ( m )墙 小 锚杆数量( 根)(壁厚巷 道 断 面 特 征 表掘进高度400 0(10 0直径(m m ) 14间距(m m )80 0备 注水 沟铺 轨(m ) (m )14. 7净周长160 16. 010 0 10 0100460 0440 04000390022001700100100 18 井采区接续 采区位置的确定 以 断层及 +50m 煤层底板等高线及井田境界拐点联线可以将本井田划分为6 个采区 矿井的一、二采区 的 可采储量占全矿井的 33%，高级储量占全矿井的55%。 三采区地理位置位置较偏僻 ，五 、 六 采区煤层赋存深，高级储量比例低，使井巷工程量加大，矿井初期投资费用高，采区布置可靠性低 根据采区煤层赋存特点结合建井条件 ，设计确定矿井首 采采区 为一 采区和 二采区 区划分及开采顺序 1)采区划分及采区储量 采区划分已在井口位置选择章节中论述，全井田划分 六 个采区，即一、二、三、四、五 、六 采区 ,矿井基建一采区和二采区。 2)采区接续 设计对采区接续的原则确定为先近部后远部 即一 、二采区先投产，后分别接续三、 四 采区和 五 采区 、六采区 采区接续表如 表 3表 3区接 续表 可采储量小 计 60 采区名称一采区二采区三采区四采区开 采 时 间 12 . 40. 9 0服务年限0. 4 39. 915 . 1(M t/ a )0. 4 7年产量(a )14 . 410 20 30(a )40五采区六采区 21 . 00. 4 30. 5 29. 0 99. 4 58. 1 715 13 48 .5 4 2(4 8. 5 )21 . 7500. 4 70. 3 9(M t ) 19 第 4 章 采区通风设计 区通风 区概况 1）采区位置： 黑河兴边煤矿 二采区。 2）采区范围：本采区煤层上边界为 )断层，下边界为 )断层，左边界为 )断层和 I)断层，右边界为采区边界线。 3）本采区共有两层煤可采，煤层特征见表 4 表 4区可采 煤层特征 表 序号 煤层名称 煤层厚度（ m） 煤层间距（ m） 倾角 （ ） 顶板岩性 底板岩性 1 I 0 13 粉砂岩 粉砂岩 2 5 粉砂岩 细砂岩 4）瓦斯情况：根据地质报告提供的采样资料，本采区采煤工作面绝对瓦斯涌出量 进工作面绝对瓦斯涌出量 采区瓦斯等级为瓦斯矿井。 5）自然发火期： 6。 6）准备方式：本采区采用上山开采 ，开采 +50m 至 +300m 标高 之间的煤层，布置三条上山，一条轨道上山负担采区进风，一条皮带运输机上山负担采区煤炭运输，一条回风上山负担采区回风。本采区布置一个采煤工作面，此采煤工作面采用综合机械化采煤法，采用支撑式液压支架支护。工作面最大控顶距 小控顶距为 板管理方式为全部垮落法管理顶板。 7） 本采区还布置了 2 个掘进工作面和一个备用工作面。 20 区通风设计原则及要求 每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。煤层群或分层开采的每个上山采区或下采区，采用联合布置，都必须至少设置一条专门的回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁将一条上、下山或采区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。 采煤工作面和掘进工作面都应该采用独立通风，有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。 采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区 。 区参数 1）采区走向长度： 1498m； 2）区段斜长： 200m； 3）区段数目： 4； 4）回采工作面 参数：回采工作面长度 200m，高度 班进 采区回采工艺为综合机械化采煤法。 道及断面布置形式 巷道断面设计的基本原则 是，在满足技术要求的 前提下， 尽量 提高 断面的利用率 以减小断面积 、降低施工成本和加快施工速度。在 充分 考虑巷道所处位置的围岩条件、 受力 条件、巷道用途、支护方式、支护材料、安全问题 的前提下 ， 选择合理的巷道断面 形状。 1） 采区轨道上 、下 山断面 采区 的轨道 上 、下山负担 采区 的 材料、 矸石的运输及行人 任务，为采区的 主要 进风巷道 ，布置单轨运输 。其断面选择为半圆 拱形较 适合 见图 4 2） 采区 运输 上 、下 山断面 21 采区 运输 上 、下 山断面 负担 采区的运煤任务 ，巷道内 铺设 单组 皮带 。 其断面选择为 半圆拱形 巷道较为适合见图 4 3） 采区 回风 上 、下 山断面 采取回风 上 、 下山 主要 负担采区 各 用风地点 联系 回风大巷 的 主要回风巷道，巷道内不铺设轨道及皮带 。 其断面选择为 半圆拱形 巷道较为适合见图 4 4） 区段 运 输 平巷 断面 区段 运输平巷主要 负担 工作面的煤炭运输，作为工作面的进风巷道 ， 巷道内铺设单轨和单组皮 带 图 。 其断面选择为 梯形巷道 巷道较为适合见 图 4 5） 区段 回风 平巷 断面 区段 回风平巷主要负担 工作面的 回风 及向 工作面的运料 ， 巷道内铺设单轨 。其断面选择为 梯形巷道 巷道较为适合见图 4 6） 采区石门 断面选择为 三心拱形巷道 巷道较为适合见图 4 7） 采区主要硐室 断面选择为 半圆拱形较为 适合见图 4 22 图 4区 轨道上 、下 山断面 示意 图 0 . 5 70 . 5 7505010015028012203450340050190015001505 0 08003 9 0 03 8 0 01 0 5 0锚 杆锚深( m m )( m m )掘进宽度每米巷道工程量及材料消耗量表1 1 . 8掘进体积( m )巷 道围 岩分 类3拱1 0 . 8净断面( m )围 岩分 类21 1 . 8掘3 9 0 0基 础3砼 ( m )墙 小 计1 . 0 3锚杆数量( 根)( m m )壁厚巷 道 断 面 特 征 表掘进高度3 4 5 0( m m )50直径( m m ) 16间距( m m )8 0 0备 注水 沟1铺 轨( m ) ( m )1 2 . 5净周长2 0 0 00 . 3 0 0 . 1 6 1 3 . 6 23 图 4区 运输 上 、下 山断面 示意 图图 900 (m)铺 轨 水 沟备 注800间距( m m ) 16直径( m m )50(150掘进高度巷 道 断 面 特 征 表壁厚( 根)墙砼 ( m )3基 围 岩断面( m )围 岩巷 道掘进体积( m )锚深( m m )锚 杆 24 4区回风 上 、下 山断面 示意 图 100335033005019001508005 0 014003 9 0 03 8 0 1(m)(m)铺 轨 水 沟备 注800间距( 16直径(0(350掘进高度巷 道 断 面 特 征 表壁厚(根 )墙砼 (m )3基 围 岩断面(m )围 岩巷 道掘进体积(m )锚深( 杆 25 图 4段 运 输 平巷 断面 示意 图 2200/3446(进高度每米巷道工程量及材料消耗量表锚 杆掘进体积( m )3围 岩基 础巷 道分 ）m )围 岩2净4850(进宽度锚深( m m )铺 轨(m)直径( m m )(厚间距( m m )锚 杆水 沟备 注(m)备 注6 0 080 080 080 080 080 01000160025022006 0 0 1 1 0 0 8 1 0 1 5 4 0 6 0 04 6 5 0钢 带 =3 0 0 2 0 0 5 01 6 0 0 2 0 0 5 0木板带型 式金属锚杆木 锚 杆 14 800 1600 顶 板3 5 3 5 1000/800 1600 两 帮1 1托 板金属倒楔锚杆型 式木 锚 40 7481 4巷 道 断 面 特 征 表钢带( k g ) 木板带( m )3 26 4段回风 平 巷 断面 示意 图 2200/3446(进高度每米巷道工程量及材料消耗量表锚 杆掘进体积(m )3围 岩基 础巷 道分 ）m )围 岩2净4850(进宽度锚深(m m)铺 轨(m)直径(m m)(厚间距(m m)锚 杆水 沟备 注(m)备 注600800800800800800100016002502200钢 带 =30 20 0 5016 00 20 0 50木板带型 式金属锚杆木 锚 杆 14 800 1600 顶 板35 35 1600 两 帮1 1托 板金属倒楔锚杆型 式木 锚 断 面 特 征 表4650钢带(k g) 木板带(m )1970 18008803 27 图 4区石门断面 示意 图 4700分 类围 岩围 岩分 类备 注砼 (m )基 m )3基 掘进宽度4700断面(m )()小 m)铺 轨(m)1水 沟800锚 杆间距(m m)直径(m m) 14壁厚(00锚深(m m)1600备 注234500150035003600195610067 断 面 特 征 表2450 2450 28 图 4区主要硐室断面 示意 图 0. 2228 2025002640巷 道 断 面 特 征 表810掘进高度砼 (m )每米巷道工程量及材料消耗量表(m m)(m m)掘净分 m )基 围 岩分 2826 40拱3墙断面(m )围 岩2掘进宽度100锚深(距(m m) 直径(. 71小 计0. 2170基 础3 锚杆数量(根)10 00 16 00铺 轨(m)1备 注水 沟(m)282027501500810880壁厚600锚 杆1001250125070备 注 29 采顺序 本采区的开采顺序为先开采 I 号煤层，采 I 号煤层的同时备采 I 号煤层，掘进 煤层，开采每层煤都布置一个回采工作面。 区进风上山和回风上山的选择 1） 采区上山布置 结合本矿的地质条件、煤层赋存情况及矿井生产能力等具体因素，本采区根据技术条件做如下布置，一条回风上山，一条轨道上山，一条运输上山。采区通风方式主要有三种：输送机上山进风，轨道上山回风；轨道上山进风，输送机上山回风；轨道上山、运输机上山进风，回风上山回风。通过对采区通风方式的比较 (见表 4 通过表 4知三种通风方式的优缺点，鉴于本采区生产能力大，所需风量多，瓦斯涌出量大，同时从管理的角度考虑，所以本采区选用轨道上山、运输机上山进风，回风上山回风的采区通风系统。 30 表 4区上山通风系统比较 通风系统 上山数目 适用条件及优缺点 输送机上山进风，轨道上山回风 2 条 风流与运煤路线相同而方向相反，所以风门较少。比较容易控制风流； 流与煤的相对速度增加，造成大量的煤尘飞扬 ;同时，煤在运输过程中不断涌出瓦斯 进风温度增高； 易管理。 轨 道 上 山 进风，输送机上山回风 2 条 辆通过方便； 煤尘较少； 为回风、运料用的各区段中部车场、上山下部车场内均须设置风门，不易管理，漏风大。 轨道上山、运输 机 上 山 进风，回风上山回风 3 条 采区生产能力大，所需风量多，瓦斯涌出量大，上、下阶段同时生产。是目前大中型矿井普遍采用的通风系统；避免了上述两种系统的缺点，同时具备两者的优点，但需增加一条上山，工程量较大。 2）工作面进风巷及通风方式的选择 工作面的通风方式视瓦斯涌出量、开采工作条件和开采技术而异，按工作面进回风巷的数量和位置，可分为 U 型、 E 型、 W 型、 Z 型等通风方式，其中U 型应用最为普遍。下面进行几种通风类型的比较和选择。 U 型通风的煤炭自燃威胁较大，上隅角瓦斯浓度高， U 型后退式通风方式多适用于 瓦斯 涌出量不大，且不易自然发火的煤层开采中，对 瓦斯 涌出量很大，且易自燃发火的煤层，必须采用特殊措施。 W 型的优点在于：相邻的两个工作面共用一条进风或回风巷道，从而减少 31 了采煤巷道的开拓和维护费用；通风网络属于并联结构，故而风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。 E 型通风方式与 U 型相比可使上部工作面气温降低，但采空区的空气流动相应发生可变化，迫使采空区的 瓦斯 较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于 瓦斯 超限状态，故仅适用于 瓦斯 矿井。 Z 型通风方式的优点是：与前进式 U 型相比，巷道的采煤工程量较少；进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。 Y 型通风方 式的优点是：较好的解决了回采工作面上隅角的 瓦斯 超限之患；由于工作面上下端均处于进风流中，故改善了作业环境；实行沿空留巷，可提高采区回收率。 本采区工作面采用 U 型通风，结构简单，巷道施工维修量小，易于管理。对上隅角瓦斯超限，可设风障引流或在上隅角埋管抽放。由于采煤工作面进风巷道水平低于回风巷道水平，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，为上行风 。 3）工作面通风方向 （ 1）工作面通风的基本要求： 回采工作面与掘进工作面都应独立通风； 风流稳定。回采工作面分支应尽量避免处在角联分支或复杂网络的内联分支上； 当无 法避免时，应有保证风流稳定的措施 ； 漏风小。应尽量减小回采工作面的内部及外部漏风，特别应避免从外部向回采工作面的漏风 ； 回采工作面的调风设施可靠 ； 保证风流畅通。 （ 2）工作面的通风方向选择 按回采工作面的回风方向选择，对上、下行通风优缺点进行比较 (表 4 32 表 4采工作面上、下行通风适用条件 通风系统 适用条件及优缺点 上行通风 利于较快的降低工作面的瓦斯浓度； 起煤尘飞扬，增加了回采工作面进风流中煤尘的浓度；同时，煤炭在运输中放出的瓦斯又随风流带到回采工作面，增加了工作面的瓦斯浓度； 工作面气温升高。 下行通风 在没有煤 (岩 )与瓦斯 (二氧化碳 )突出危险的煤层中，可考虑采用下行通风；工作面下行通风，除了可以降低瓦斯浓度和工作面温度外，还可以减少煤尘含量，减低水砂充填工作面的空气温度，有利于提高工作面的产量，但运输设备处于回风流中，不太安全。 工作面的绝对瓦斯涌出量为 从安全角度出发 ， 本 采区工作面采用上行通风 。工作面的新鲜风流由区段的运输平巷进风，分别向工作面供风，由区段的回风平巷回至回风上山。 部通风 部通风设计原则 局部通风机是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可以归纳如下： 1）矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件； 2）局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进； 3）尽量采用先进技术先进的低噪、高效型局部通风机； 4）压入式通风易采用柔性风筒，抽出式通风易采用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型； 33 5） 当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。 部通风方法 压入式通风与抽出式通风比较： 掘进通风方法分为利用矿井总风压通风和利用局部动力设备通风的方法。当总风压不能满足掘进通风的要求时，必须借助专门的动力设备对掘进巷道进行局部通风，其中按动力源分为引射器和局部通风机通风。局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，是由局部通风机和风筒组成一体进行通风。按工作方式 分为压入式通风和抽出式通风。 压入式通风的局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，运转较为安全。风筒出口风速和有效射程大，排烟能力强，工作面通风时间短，有利于巷道排烟。抽出式有效吸程短，通风效果差，且局部通风及布置在回风流中。所以采用压入式。 本采区掘进巷道局部通风系统布置如下图 4 图 4区局部通风示意图 4 筒选择 风筒是最常用的导风装置。 在巷道断面容许的情况下，尽可能选择直径较大的风筒，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗；一般来说，通风长度在 200选用直径为 400风筒 ；通风长度 200500m，宜选用直径 500风长度 5001000m,宜选用直径 8001000风筒。 采区 掘进巷道最长可达 930m 左右，根据情况选择直径为 800风筒进行局部通风，由于工作面联络巷道为近水平，掘进条件较好，风筒采用罗圈反压边连接，风筒按平均单节长 30m 计算，最短风筒有 32 节，应有 31 个接头。 部通风机选择 1)掘进工作面实际需要风量的计算 在第五章可知道掘进工作面的需风量为 Q 掘 =255m3/） 局部通风机的选型： 根据掘进工作面所需风量 风筒的漏风情况，用下式计算风机的工作风量：Q 扇 =Q 掘 P (4式中： Q 掘 局部通风机工作风量， m3/ P 局部通风机供风巷道风筒漏风系数。如有实测百米漏风率 按公式 (4算，当无实测资料时，应按公式 (4算。 P=1/（ 100） (4式中： L 风筒长度， m； 柔性风筒应按下式计算： P=1/（ 1 ） (4式中： n 风筒接头数； 35 L 接 一个接头漏风率，插接时 圈反压边连接时 故 P=1/（ 1=据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机工作风压值： Q 掘 (4式中： 压入式风筒的总风阻， NS2/筒风阻是由摩擦风阻、局部风阻组成，其大小取决于风筒的直径、接头方式、风筒总长度、风压、单节风筒长度、风筒的材质等，如有实测百米风阻值 按公式 (4算，当无实测资料时，应按公式 (4算或参考表 的百米风阻值按公式 (4算。 压入式局部通风机全风压， L/100） (4L/（ +（ n /（ 2 (4 930/（ +（ 31 2 中： 风筒摩擦阻力系数（无实测资料时可参用表 4 NS2/ L 风筒长度， m； d 风筒直径， m； 空气密度， kg/ s 风筒断面积， n 风筒接头个数； 风筒接头局部阻力系数（无实测资料时可参用表 4 风筒拐 弯局部阻力系数（无实测资料时可参用表 4 二 采区掘进风筒有 一个 40、一 个 140和一个 90的拐弯 ， 风筒入口局部阻力系数， 36 当入口处完全修圆时，取 不加修圆的直角入口时，取 表 4性风筒 、 风筒直径（ 摩擦阻力系数 （ NS2/ 百米风阻值 R （ 接头局部阻力系数 注 300 412 头为插接、反边接头 400 14 500 4 00 4 700 00 000 4质风筒拐弯局部阻力系数参考表 拐弯角度 20 40 60 80 90 100 110 120 140 4筒断面 风筒直径 (300 400 500 600 800 风筒断面 (部通风机工作风量计算 Q 扇 =Q 掘 P (4式中： Q 掘 局部通风机工作风量， m3/ P 局部通风机供风巷道风筒漏风系数。如有实测百米漏风率 按公式 (4算，当无实测资料时，应按公式 (4算。 37 则 Q 扇 =Q 掘 P =25