矿井通风毕业设计

毕业设计题目郑煤集团振兴二矿矿井通风设计学生姓名 AAA 专业班级采矿工程07学号学0000000000000完成时间2007年6月30日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 IABSTRACT II\o"CurrentDocument"1矿井概况及井田地质特征 1\o"CurrentDocument"矿区概况 1地理位置 1\o"CurrentDocument"主要自然灾害 2\o"CurrentDocument"小窑分布及开采情况 3\o"CurrentDocument"矿区水源、电源及通信情况 3\o"CurrentDocument"井田地质特征 4矿区地质 4地质构造 5煤层 6煤质 6\o"CurrentDocument"瓦斯、煤尘、煤层自燃及地温、顶底板、煤与瓦斯突出 6水文地质 8\o"CurrentDocument"2井田勘探程度 11\o"CurrentDocument"以往地质工作 11\o"CurrentDocument"对本次设计采用的储量核实报告评价 11\o"CurrentDocument"存在的问题和建议 12

\o"CurrentDocument"3矿井通风设计 14\o"CurrentDocument"矿井通风系统的选择 14\o"CurrentDocument"选择矿井通风系统的原则 14\o"CurrentDocument"选择矿井主要通风机的工作方法 16\o"CurrentDocument"选择矿井通风方式 17\o"CurrentDocument"风量计算及风量分配 19\o"CurrentDocument"风量计算的标准与原则 19\o"CurrentDocument"采煤工作面需风量的计算 20\o"CurrentDocument"掘进工作面风量计算 22\o"CurrentDocument"碉室实际需要风量 23\o"CurrentDocument"其他用风碉室需风量计算 24\o"CurrentDocument"矿井总风量计算 24风速验算 25风量分配 27规程规定 27\o"CurrentDocument"采区通风设计 29\o"CurrentDocument"采区通风系统的确定 29\o"CurrentDocument"采区进风上山与回风上山的选择 30\o"CurrentDocument"回采工作面的通风系统 31\o"CurrentDocument"掘进工作面通风设计 34\o"CurrentDocument"掘进通风方法 343.4.2掘进工作面所需风量及掘进面的设计353.4.2掘进工作面所需风量及掘进面的设计35II\o"CurrentDocument"掘进通风设备选择 36\o"CurrentDocument"掘进通风技术管理和安全措施 38\o"CurrentDocument"全矿井通风总阻力的计算 39\o"CurrentDocument"矿井通风总阻力的计算原则 39\o"CurrentDocument"矿井通风总阻力的计算 39\o"CurrentDocument"选择主要通风机 41概算矿井通风费用 43主要通风机的耗电量 43局部通风机的耗电量 44吨煤的通风电费计算 44矿井反风措施 45矿井反风的目的意义 45反风方法及安全可靠性分析 45矿井通风系统综合析 454安全技术措施 47矿井水灾防治 47矿井水灾防治具体措施 47矿井火灾防治 47矿井粉尘灾害防治 48矿井粉尘灾害防治具体措施 48瓦斯灾害防治措施 50预防瓦斯积聚 50iiiTOC\o"1-5"\h\z防止瓦斯爆炸 51顶板灾害防治 51顶板灾害防治的具体措施 515矿山环保 53矿山污染源概述 53大气污染 53水污染源 53固体废物 54噪声污染源 54结束语 55致^ 56参考文献 57附录一 58附录二 59IV郑煤集团振兴二矿通风设计摘要本设计是根据郑州煤业集团公司振兴二矿的实际情况进行的通风初步设计。 设计从郑煤集团振兴二矿地理位置、井田地质特征、附近工业、农业等情况入手，针对该矿的赋存特征对该矿进行通风设计。该设计中采用立井多水平开采的开拓方式，走向长臂采煤法，运用炮采放顶回采工艺，用全部跨落法处理采空区，针对矿井通风系统进行了初步设计，分别对采区通风系统、采煤工作面通风系统、掘进工作面通风进行了细致的设计及设备选型计算，另外在设计中也对矿井五大灾害的预防和治理、矿山环保等也做了概要的设计。关键词通风系统工况点/特性曲线/风阻/灾害预防/灾害治理/矿山环保THEREVITALIZATIONOfZHENGZHOUCOALINDUSTRYGROUPIITHEACTUALSITUATIONOFINDUSTRYGROUPDESIGNTHEMINEVENTILATIONPRELIMINARYDESIGNABSTRACTThedesignisbasedontherevitalizationofZhengzhouCoalIndustryGroupIItheactualsituationofthemineventilationpreliminarydesign.RevitalizationoftheseconddesignfromZhengCoalMinelocation,geologicalcharacteristicsIda,neartheindustrial,agricultural,etc.tostart,forthemine'sexistingfeaturesofthemineforventilation.Thedesignstandardsusedinshaftminingtodevelopmultipleways,tothelongarmofminingmethod,theuseofartilleryminingextractiontechnology,thetreatmentwithallcross-fallgob,ventilationsystemforapreliminarydesignoftheminingareawereventilationsystem,ventilationsystemcoalface,washeadingfaceventilationdesignandequipmentselectionanddetailedcalculations,theotheralsointhedesignofthefiveminedisasterpreventionandmanagement,miningandenvironmentalprotectionhavealsodoneasummaryofthedesign.Inthedesignprocess,asfaraspossibletheuseoftheminingindustryiscurrentlymaturetechnologyandequipment,andstrivetoachievegoodeconomicandsocialbenefits.KEYWORDSventilationsystemoperatingpoint/curve/drag/disasterprevention/disastermanagement/miningenvironmentalprotectionII郑煤集团振兴二矿矿井通风设计1矿井概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1,1 地理位置1.1,1,1 矿井位置及交通情况郑州煤炭工业（集团）振兴二矿有限公司位于郑州市二七区侯寨乡三李村境内，东北距郑州市区约15km,西南距新密市区约22km,西南距新密市区约20km,各乡村间均有公路相通，交通极为便利，详见交通位置图 1-1。图1-1振兴二矿交通位置示意图1.1,1,2地形、地貌本区为丘陵地形，区内最高海拔标高为226.20m,最低海拔标高为147.30m,相对高差为78.90m。区内总体地势呈西南高、东北低，地面坡度较大，冲沟发育，有利于大气降水的迳流与排泄。1.1.1,3 地表水系本区属淮河流域颍河水系。勘探区处在西部梨园河与东部下李河河间地段。梨园河发源于南部山区，在山坡坡脚处接受圣水峪泉及三李泉泉水补给后向北迳流， 一般郑煤集团振兴二矿矿井通风设计流量为2.15m3/s,最大洪峰流量可达3513m3/s；下李河发源于南部山区，在山坡坡脚处接受九娘庙泉泉水补给后向北迳流，一般流量为 2.9872m3/s,最大洪峰流量可达2882m3/so梨园河和下李河向北汇入贾鲁河，经郑州、中牟向南于周口注入颍河。气象本区属典型的温带大陆性季风气候，夏、秋两季炎热多雨，冬、春两季寒冷干燥，年平均降水量为620mm,降水多集中于7~9月份，约占全年降水量的60%以上。年平均蒸发量为1669mm,年平均相对湿度为65%。历年最高气温达43C,最低气温达-16.5C,年平均气温14.5C。每年6月份地面温度最高，平均31.5C左右，最低为元月份，平均-1C左右。每年2~10月份以东风、东北风为主，11月份至来年元月份盛行西北风，一般风速为3m/s,最大风速可达18m/s。地震根据国家地震局武汉地震大队1977年提供的“河南省地震危险区划图”和“河南省地震烈度区划图”，本区为五级地震区，震中烈度为6~7度。工农业生产概况矿区位于农村，当地经济以农业为主，主要农作物有小麦、玉米、谷类和蔬菜等，工业主要为建筑材料和煤炭资源开发。矿区煤炭生产及规划概况三李井田（振兴二矿、三李煤业）位于郑州市二七区与新密市交界处，行政区划大部分归郑州市二七区侯寨镇管辖，少部分归新密市白寨镇管辖。井田浅部边界大致以二1煤露头线为界，深部大约到-400m标高等高线；东部最远到郭楼断层，西部最远至第18勘探线。走向长5.43km,倾斜宽2.36km,面积5.5261km2。地面村庄本区位于郑州市二七区侯寨乡，当地经济以农业为主，区内较大的村庄有郭小寨、桐树洼、下李河等。主要自然灾害矿区内雨量充沛，暴雨后常有山洪暴发等自然灾害，另外矿井还有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、地表崩塌、滑坡等。郑煤集团振兴二矿矿井通风设计小窑分布及开采情况本区内无生产矿井，西南、南部中、小型矿井较多。西部约3.5km处为新密市刘堂煤矿，矿井涌水量为15m3/h左右，以顶板淋水为主。附近梨园河煤矿一矿和梨园河煤矿二矿均开采一1煤层，因矿井涌水量较大，排水费用较高，一直没有投入正常生产；三李煤矿、李宅煤矿均为竖井开采二 1煤层，开采标高在煤层底板土0m等高线以浅，采掘范围内煤厚0~10.80m,充水方式主要以顶板淋水为主，较丰富的泥灰岩水在浅露头带常通过采动裂隙对矿井进行充水，甚至造成淹井事故。因此，本矿必须建立即弄清老窑水积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上，要注意探放水工作，特别是在采空区和老窑附近采煤时，要采取“预测预报，有疑必探，先探后掘，先探后采”的探放水措施，防止采空区积水和老窑积水的突然涌出。矿区水源、电源及通信情况水源条件生活用水水源：取自工业广场附近的井泉水，水质较好，能满足饮用水质要求。通过管道引至矿区生活水池蓄水后分别供给各生活用水点，该井泉水可满足矿井生活用水需要。生产用水水源：矿井生产用水主要来源于矿井处理后的井下水， 矿井井下水通过污水处理系统处理后，由水泵抽至井下生产、防尘、消防水池，然后用管道接至井下各用水点，采用静压方式供水。当矿井处理水不能满足要求时，可以由生产和生活用水水池补给。电源振兴二矿地面10kV变电所双回路供电引自附近变电站，与井下中央变电所、 11采区上部变电所和11采区中部变电所及掘进工作面各低压配电点构成三级供电网络。地面主要机房（主通风机、主井提升机、副井提升机、压风机房）的两回路电源均来自地面变电所不同的两个母线段；井下高压供电系统从地面10kV变电所的10kV母线上共配出两趟高压电缆，经副井筒敷设至中央变电所两根型号为：MYJV42-8.7/10KV-3X70交联聚乙烯绝缘电缆，形成双回路互为备用，并分列运行。通讯郑煤集团振兴二矿矿井通风设计振兴二矿使用的是JSY2000-06D程控调度交换机，初装容量128门，供矿井行政调度通信联络。在井底一井口一地面绞车房、采面一调度室、地面变电所一井下中央配电室等主要工作地点均设直通电话。直通电话地面采用 6082G电话机，井下采用KTH17本安型话机。井下电话电缆采MHYV1*4*7/028型矿用电话电缆，采用JHH系列KLH12本安型接线盒。采用矿用阻燃通信电缆沿副井引到井下，以确保井下调度通信的畅通和安全。调度程控交换机与集团公司调度交换机直接联网。1.2 井田地质特征矿区地质地层本矿区煤系地层为石炭系太原群（C3）、二迭系山西组（Pi）和二迭系石盒子群（P2）,其中本区可采煤层为二迭系山西组二 1煤层。但为本采区设计和安全生产需要，同时叙述奥陶系中统马家沟组（O3M）地层情况。1、奥陶系中统马家沟组（O3M）本区钻孔揭露马家沟组（O3M）地层最大厚度为39.22m,根据区域资料，马家沟组（O3M）地层总厚度约154.80m。岩性为浅灰色〜灰色厚层状石灰岩。2、石炭系（C）本区石炭系C仅发育上统本溪组和太原组，厚度79.07〜87.48m,平均83.11m。1）本溪组（C2b）本组下自奥陶系马家沟组石灰岩顶，上至一 1煤层底或相当于一1煤层层位的炭质泥岩底，平均厚度11.25m,由浅灰色、灰色铝质泥岩组成。本溪组与下伏奥陶系马家沟组为平行不整合接触；2）太原组（C2t）太原组（C2t）及一煤段，下自一1煤层或相当于一1煤层层位的炭质泥岩底，上至菱铁质泥岩（L9灰岩层位）顶面，平均厚度71.39m,与下伏本溪组之间为整合接触。根据岩性组合特征可将本组划分为上、中、下三段；3、二叠系本区二叠系主要发育有下统山西组、下统下石盒子组地层，上统上石盒子组以上层位多遭受剥蚀，仅东北部保留少量上石盒子组下部。二叠系与下伏石炭系太原组地层呈整合接触。本段只叙述下统山西组（Pis）部分地层情况。下统山西组（Pis）

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计山西组即二煤段，下自太原组顶部菱铁质泥岩顶面，上至下石盒子组底部砂锅窑砂岩底面，厚度89.17〜97.33m,与下伏太原组地层呈过度整合接触关系。综合柱状图地层主状层厚岩石名称岩性描述单位制号第四系Q砂石层近代河床，砂砾石,亚砂土，黄土，亚木^土,底部为砂砾石。上门组:134.43中粒砂岩紫红色,层状石英砂岩，具斜层理。130.01中粒砂岩黄绿色,层状石英砂岩，分层较好，节理发育富含铁质矿物逑/,56.23砂质泥岩上部黄绿色，下部灰色，层理不发育,或块状含铝质，具滑感,硅质胶经219.07泥岩深灰色,厚层状,局部为团块含少量铝土质上石合学组i1220.79中细砂岩黑灰色，来泥岩及白云母片，上部夹一层薄煤，下部夹二层薄煤下石盒子组15.01泥岩深灰色厚层状，石英长石砂岩,含少量铝土质考:59.96砂质泥岩灰白色层状，层理不发育，下部为炭质泥岩山西组20.10中细砂岩灰色性硬，节理发育，含铁质泥岩8.75砂质泥岩灰黑色,组织细密，含多量砂质及云母片20.00中细砂岩青灰色,层状,石英长石成份,胶结紧密，坚硬花!5.81砂质泥岩灰黑色,层状，组织较细密，性较硬，含黄铁矿—0.67二2煤层灰黑,黑色粉状，似金属泽，属半光亮型煤a30.36中细砂岩灰色中厚层状石英砂岩，性不稳定5.80二1煤层灰黑,黑色粉状，似金属泽，属半光亮型煤太原组18.80后灰岩青灰色图1-2煤层综合柱状地质构造本区总体构造形态为一西北〜东南走向、 倾向北东、倾角10。〜17。的单斜构造,地层产状较平缓，发育有宽缓的褶皱；区内发育的断层数量较少，规模较大的有三李正断层（F3）、DF5正断层、F5正断层等，本区西部发育有滑动构造。根据以上构造特征，确定本区的构造复杂程度为中等。郑煤集团振兴二矿矿井通风设计煤层井田含煤地层主要包括石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组，含煤地层总厚428.32m,分为6个含煤段，共计含煤12层，煤层总厚5.34m,含煤系数为1.25%,山西组和太原组为主要含煤地层。其中赋存于山西组下部的二i煤层为大部可米煤层。二i煤层厚度为0〜8.98m,平均2.94m,简单结构，基本上不含夹什，为中厚煤层。煤层赋存比较稳定，中西部煤层厚度变化较大，大部分为中厚及薄煤厚点，并有多个滑动构造成因的零煤厚点。煤质二1煤层原煤灰分（Ad）16.12%、硫分（Std）2.57%、磷分（Pd）0.081%、水分（Mad）0.90%、挥发分（Vdaf）6.48%、发热量（Qgr.V.ad）28.77MJ/kg。属低中灰、特低硫、高热值煤之贫煤，可做良好的动力用煤。二1、一1煤浮煤元素组成均以碳元素为主，次为氢元素。依据《中国煤炭分类国家标准》（GB5751-86）,以浮煤干澡无灰基挥发分（Vdaf）、氢元素含量（Hdaf）及镜煤最大反射率（Romax）等为主要指标，确定二1、一1煤层煤类见表1-1。表1-1煤类确定结果表煤层指标特征煤类Vdaf(%)Hdaf(%)Romax二17.512.943.93无烟煤三号一14.792.624.15无烟煤二号1.2.5瓦斯、煤尘、煤层自燃及地温、顶底板、煤与瓦斯突出瓦斯、煤尘和煤的自燃性1）瓦斯：根据勘探报告提供的瓦斯地质图得知，相对瓦斯涌出量为 5〜10m3/t,2008年5月26日三李井田（振兴二矿、三李煤业）的东部龙岗煤业发生了煤与瓦斯突出事故，鉴于该矿与龙岗煤业相邻，瓦斯地质条件相似，并且矿井在巷道掘进过程郑煤集团振兴二矿矿井通风设计中也发生了顶钻、夹钻、吸钻等现象，根据河南煤炭工业局豫煤安 [2008]790号文件，振兴二矿被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。所以本次设计按煤与瓦斯突出矿井设计；2）煤尘的爆炸性：由煤炭科学院重庆分院2003年8月对相邻振兴二矿所出具的煤尘爆炸性鉴定报告，二1煤尘无爆炸危险性；3）煤层自燃：由煤炭科学院重庆分院2003年8月对振兴二矿二1煤所出具的煤炭自燃倾向性鉴定，签定结果为属田类不易自燃煤层；地温由勘查线地温剖面图以及二1煤层底板等温线图上可以看出，本区二 1煤底板温度为28.00〜37.60C,其变化具有以下规律：1）倾向上煤层底板温度与埋藏深度大体呈正相关关系；2）因13-1孔岩石温度出现的异常变化，等温线与二1煤层底板等高线相互穿插，致使相同标高东部比西部岩温高；3）本区13-2孔以西二1煤层底板温度正常，13-2孔与12-4孔之间为一级高温区，12-4孔以东为二级高温区；4）因本区部分地段地温梯度垂向上的变化无规律性，有时上部温度反而比下部温度高，这极有可能影响地温高温区范围的划分，正常区也有存在局部热害的可能；煤层顶、底板1）顶板：二1煤层直接顶板为深灰色、灰黑色中厚层状泥岩及砂质泥岩，厚2.54〜18.79m,平均8.87m,富含植物化石；老顶为大占砂岩，厚度0〜15.57m,平均7.31m,岩性为灰色薄层状细粒长石石英砂岩，硅质胶结，含泥质条带或泥质包体，发育水平、缓波状层理，层面上具零星大片白云母和炭质，局部相变为含砂质条带的砂质泥岩；2）底板：二1煤层直接底板为灰黑色薄层状砂质泥岩或泥岩，含星点状白云母片,富含植物化石，发育水平层理，平均厚4.92m；老底为灰色、深灰色厚层状细-中粒石英砂岩，钙硅质胶结，含黄铁矿结核，具交错层理或波状层理，层面上富集白云母片。煤与瓦斯突出根据勘探报告提供的瓦斯地质图得知，相对瓦斯涌出量为 5〜10m3/t,2008年5月26日三李井田（振兴二矿、三李煤业）的东部龙岗煤业发生了煤与瓦斯突出事故，鉴于该矿与龙岗煤业相邻，瓦斯地质条件相似，并且矿井在巷道掘进过程中也发生了顶钻、夹钻、吸钻等现象，根据河南煤炭工业局豫煤安 [2008]790号文件，振兴二矿郑煤集团振兴二矿矿井通风设计被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。所以本次设计按煤与瓦斯突出矿井设计。矿井建设过程中必须密切注意：1)尽量减少石门等巷道的次数和频率。2)制定专门的巷道揭煤防突措施并贯彻执行。1.2.6水文地质地质含水层简述本区二1煤矿床位于贾峪断层、郭小碧断层和三李断层的上升盘，三个断层均较大，且断层带导水性均较差，具有相对阻水性质，使以上断层成为煤矿床的相对阻水边界；南部荥巩背斜轴向东西，为区域上的分水岭，地下水在南部广泛分布的寒武、奥陶系灰岩露头部位接受大气降水补给后，向北及东北方向运移。上述三条阻水断层和荥巩背斜轴构成了一个单面进水、三面阻水的四边形水文地质单元， 11采区处于其东部排泄储存区中。1)主要含水层(1)奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层：为一1煤层底板直接充水含水层，区内10-4、15-4、12-7和13-1四孔揭露该层位。结合钻探和瞬变电磁资料，确定本区奥陶系石灰岩含水层富水性强，但富水性不均一，富水性强的区域主要分布于F5断层附近，以及15-4孔、12-7孔周围。如果该含水层与上覆灰岩含水层发生水力联系，将对开采二 1煤产生间接影响。(2)L1-3灰岩岩溶裂隙含水层L1-3灰岩为一1煤层顶板直接充水含水，二1煤间接充水含水层。根据10-4、12-7、15-4及三李煤矿主检孔钻探资料，结合瞬变电磁解释，可以看出本区L1-3灰岩岩溶裂隙发育很不均一，在西南浅部及断层附近具有强烈的导水能力和富水性，深部富水性逐渐减弱L7〜8灰岩岩溶裂隙含水层L7〜8灰岩为二1煤直接充水含水层，主要由太原组上段灰岩组成，部分区段 L6灰岩距L7灰较近，也属于上段含水层。L7〜8灰岩厚度5.11〜16.12m,平均11.1m。综合分析抽水试验和三维地震成果，本区 L7〜8灰岩裂隙、岩溶发育极不均一，导、富水性各处差异较大，主要富水区受断裂构造影响明显，富水性较强，范围集中分布在西部、西南部及三李断层下盘，是矿井防治水的重点对象。

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计（4）二1煤层顶板砂岩裂隙含水层二1煤层顶板砂岩裂隙含水层为二i煤层直接充水含水层。本区划分了七个二i煤层顶板砂岩富水异常区，主要分布于西南和南部，这些地段二i煤层顶板砂岩与新近系灰岩距离较近，属基岩风华带，可接受新近系泥灰岩水的直接补给，具有一定的富水性。（5）新近系泥灰岩岩溶裂隙含水层新近系泥灰岩岩裂隙含水层主要为泥灰岩和砂砾层，平均厚度 110.62m。新近系泥灰岩富水区，主要集中在西北部，东部泥灰岩富水性弱。新近系泥灰岩与下伏各基岩含水层为角度不整合接触关系，通过露头直接补给下伏含水层。主要隔水层1）本溪组泥岩、铝土质泥岩隔水层本溪组泥岩、铝土质泥岩隔水层主要由泥岩、铝土质泥岩组成，局部夹中细粒砂岩和砂质泥岩，平均厚11.25m。正常情况下该层段岩性致密，透水性能差，隔水性能良好，能有效阻隔太原组上段灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层间水力联系， 但在沉积厚度较小、遭受构造破坏时，则会弱化或失去隔水作用。2）太原组中段碎屑岩段隔水层太原组中段碎屑岩段隔水层为L4灰岩顶上至L7灰岩底之间的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等碎屑岩组成，平均厚度33.88m。间夹数层薄煤层，岩性致密完整，透水性差，是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。3）二i煤底板碎屑岩段隔水层二i煤底板碎屑岩段隔水层为自二1煤层底至L9灰岩顶之间的砂质泥岩、砂岩段，平均厚度34.46m。该段岩性致密，裂隙不发育，透水性差，具有相对隔水能力，强度大，可增强整体的隔水性，正常情况下可阻隔太原组上部灰岩段岩溶裂隙水向矿坑充水。4）二1煤层顶板碎屑岩段隔水层二1煤层顶板碎屑岩段隔水层指大占砂岩、香炭砂岩之间以及香炭砂岩和砂锅窑砂岩之间的砂泥岩段，厚度20〜40m,因位于采动后形成的导水裂隙带内，只能起到暂时的隔水作用。5）二叠系上、下石盒子组碎屑岩段隔水层二叠系上、下石盒子组碎屑岩段隔水层指上、卜石盒子组各含煤段中的砂泥岩段,二叠系上、下石盒子组碎屑岩段隔水层指上、卜石盒子组各含煤段中的砂泥岩段,郑煤集团振兴二矿矿井通风设计厚度300〜400m。岩性以泥岩、砂质泥岩为主，致密细腻，隔水性能良好，能对上部新近系泥灰岩含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系，起到良好的阻隔作用。10郑煤集团振兴二矿矿井通风设计2井田勘探程度以往地质工作先后有中南煤田地质局127队、103队、125队、河南省煤田地质局一队等单位在本区及周围进行过地质勘查工作。1987年10月~1992年8月，河南省煤田地质局一队在三李勘探区进行详查地质工作，完成地质检测报告。对本次设计采用的储量核实报告评价本次设计采用的地质报告是郑州煤业集团2007年5月提交的《郑煤集团振兴二矿生产地质报告》，该报告在矿区采取地表地质测量、老碉清理、井下实测、施工短坑配并合采样测试，收集水文地质、工程地质、环境地质资料等手段完成普查任务，对矿区的地质勘探程度达到普查的程度，查明了矿区内可采煤层有一层，确定了区内可采煤层二1煤为井田内煤层赋层较深，主采煤层为二1煤层，倾角不大，煤层平均厚度2.94m,煤层变异系数大，属三软不稳定煤层，煤尘不具有爆炸危险性，属田类不易自燃煤层。本次利用该矿二1煤设计资源储量进行可采储量及服务年限的计算。根据可采储量计算公式：Q采=Q*K (2-1)式中：Q采 可米储量Q 矿井设计资源储量一井巷煤柱K 设计矿井回采率(对回采率的要求：中厚煤层不应小于0.75%,薄煤层不应小于80%0)矿井服务年限按以下公式计算：由于自然因素的影响，根据本设计矿井的实际情况和矿井服务年限的计算公式，(2-1)T-Z/(AK)(2-1)式中：Z一矿井设计可采储量，tA一生产能力，t/aK一矿井储量备用系数，K-1.3-1.511郑煤集团振兴二矿矿井通风设计因为矿井工程地质条件较差，构造复杂程度中等，水文地质条件中等，确定了振兴二矿准采标高内保有可采储量1209万t,井田的储量、煤层赋存的状况、地质条件和开采技术等因素是确定矿井设计生产能力大小的依据， 除此之外还应考虑到今后市场对煤炭的需求量。根据以上各因素结合本设计矿井的实际情况，确定本设计矿井为年设计生产能力为30万t/a，服务年限26年通过上述地质勘探工作，认为对本区煤层赋存情况和地质构造基本达到了普查的阶段，区内断裂构造发育明显，构造复杂程度中等。但在矿山开采技术条件方面勘查、研究不足，矿井瓦斯赋存含量未曾提及。由于矿井的地质勘探程度仅达到普查的程度，可靠性差；给设计带来了一定的难度，特别是风量计算、矿井瓦斯抽放和老窑积水方面，只能预计或根据相邻矿井类比取值，可靠性极差。建议业主加大地勘费用投入，作进一步的勘查工作，提高控制与研究程度，查清矿井瓦斯赋存、老碉积水量等详细数据。为安全、合理开采地下煤炭资源提供指导依据，降低开采风险，提高企业经济效益。存在的问题和建议存在问题1）矿井资源量深部研究程度和控制程度低，资源量级别较低；2）储量核实报告对可采煤层缺乏深入的分析和研究，建议在今后的生产中加强管理，注意收集有关的资料并进行总结分析。3）勘探工作对矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出、矿井涌水量等工作不够深入。2、建议1）加强地质勘探工作，提高矿井资源储量级别；2）今后在矿山生产过程中，有针对性地采集煤样，对煤质的变化情况进行监控。3）矿井生产过程中进行瓦斯含量及瓦斯涌出量的测定，定期进行瓦斯等级鉴定，获得可靠的瓦斯数据；4）开采过程中应加强对瓦斯浓度的检测及矿井通风外， 还应采取有效的预防措施,应加强矿井瓦斯含量测定及通风工作，确保安全生产；5）进一步加强水文地质工作，切实弄清地表水和地下水、矿井充水因素、矿井涌水量等资料;12郑煤集团振兴二矿矿井通风设计6）切实弄清矿区内的小煤窑开采范围和老窑、采空区积水情况；7）矿井必须加强对井田范围内老窑、采空区积水等水文地质条件情况调查工作。8）加强瓦斯压力、含量、梯度等参数收集，按规定定期进行矿井瓦斯等级鉴定。9）总的来说，建议业主加大地勘费用投入，作进一步的勘查工作，提高控制与研究程度，彻底弄清矿井的地质构造情况。为安全、合理开采地下煤炭资源提供指导依据，降低开采风险，提高企业经济效益。10）矿井要加强对井田范围内老窑、采空区积水等水文地质条件情况的调查工作。11）矿井要加强瓦斯压力、含量、梯度等参数收集，按规定定期进行矿井瓦斯等级鉴定。12）矿井在采掘过程中，要按要求留设各类煤柱，并将各类煤柱标注在采掘工程平面图和井上下对照图上。13郑煤集团振兴二矿矿井通风设计3矿井通风设计矿井通风系统的选择选择矿井通风系统的原则(一)必须符合《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定：(1)每个矿井必须有完整的独立通风系统。(2)应根据矿井的灾害类型及等级选择适宜的通风系统。(3)箕斗提升井或胶带运输并不应兼作进风井，如果兼作进风井使用时，必须遵守《煤矿安全规程》的有关规定：当箕斗或胶带运输井兼作进风井时，箕斗井风速不得大于6m/s、胶带井风速不得大于4m/s,应有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合卫生标准，胶带井还应设有消防设施。当采用箕斗井回风时，井上、下卸载装置和井塔必须有完善的封闭设施，其漏风率不得大于15%,应有可靠的降尘设施，胶带并不得兼作回风井。(二)通风系统的选择应有利于加快矿井建设速度，有利于矿井高产高效、安全生产，整个系统技术经济合理。还应综合考虑以下因素：(1)风井位置要在洪水位标高以上(大中型矿井考虑百年一遇、小型矿井考虑50年一遇)，进风井口须避免污染空气进入，距有害气体源的地点不得小于500m。(2)井口工程地质及井筒施工地质条件简单。(3)占地少，压煤少，交通方便，便于施工。(4)通风系统简单，风流稳定，易于管理。(5)发生事故时，风流易于控制，井下每一水平到上一水平和每个采区至少要有两个通往地面的安全出口，以便于人员撤出。(6)使专用通风巷道的数目最少，风路最短，贯通距离短，井巷工程量省。(7)尽可能使每个采区的产量均衡，阻力接近，避免过多的风量调节，尽量少设置通风构筑物，以免引起大量漏风。(8)多风机抽出式通风时，为了保证风机联合运转的稳定性，应尽量降低总进风道公共风路段的风阻(一般要求公共区段的负压不超过任何一个通风机负压的30%)o(9)新设计矿井不宜在同一井口采用多台主要通风机用、并联运转。14郑煤集团振兴二矿矿井通风设计（10）井下爆破材料库必须有单独的进风流，回风必须直接引入矿井主要回风道。井下充电碉室必须独立通风，回风可引入采区回风道；（11）应满足防治瓦斯、煤层自燃、煤尘爆炸及火灾对矿井通风系统的特殊要求。通风设计的依据是：振兴二矿绝对瓦斯涌出量为5.38m3/min,相对瓦斯涌出量为10.6m3/t,为煤与瓦斯突出矿井，煤尘无爆炸危险性，主采煤层二 1煤层为不易自燃煤层。矿井采用立井多水平上下山开拓，走向长壁后退式采煤法，炮采放顶煤采煤工艺，巷道掘进施工采用炮掘工艺。全矿共划分+34m、-104m、-280m三个开采水平，+34m水平的12采区已经开采完毕，现生产-104m水平的11采区，-280m的13采区作为11采区的接替采区。矿井通风系统包括：通风方式，即进风井和出风井的布置方式（分为中央式、对角式、分区式和混合式）；通风方法，即矿井主要通风机的工作方法（分为抽出式、压入式和抽压混合式三种）矿井通风系统应符合的要求：1、每一个生产矿井，必须至少有两个能行人的通达地面的安全出口。各个出口之间的距离不得小于30m。如果采用中央式通风系统时，还要在井田境界附近设置安全出口。井下每一个水平到上水平和每个采区至少都要有两个便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相连通。保证有一个井筒进新鲜空气，另一个井筒排出污浊的空气△2、进风井口，必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵入的地方，距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于500m。进风井筒冬季结冰，对工人身体健康、提升和其它设施有危害时，必须装设暖风设备，保持进风井口以下的空气温度在 2c以上。进风井与出风井的设备地点必须地层稳定且有利于防洪。 总回风道不得作为主要行人道，矿井的回风流和主要通风机的噪音不得造成公害。3、箕斗提升或装有皮带运输机的井筒不应兼作风井。如果兼作风井使用时，必须遵守下列规定：1）箕斗提升兼作回风井时，井上下装、卸井塔都必须有完善的封闭措施，其漏风率不超过15%,并应有可靠的降尘设施，但装有皮带运输机的井筒不得兼作回风井；2）箕斗提升井或装有皮带运输机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s；装有皮带运输机的井筒中的风速不得超过4m/s,并都应有可靠的防尘15郑煤集团振兴二矿矿井通风设计措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准。皮带运输机的井筒中还应装有专用的消防管路。4、所有矿井都必须采用机械通风，主要主要通风机（供全矿、一翼或一个分区使用）必须安装在地面。同一井口不宜选用几台主要通风机并联运转，主要通风机要有符合要求的防爆门，反风设备和专用的供电线路.5、每一个矿井必须有完整的独立的独立通风系统，不宜把两个可以独立通风的矿井合并一个通风系统，若有两个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前，各采区的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通，下水平的回风流和上水平的进风流必须严格隔开， 在条件允许时，要尽量使总进风早分开，总川风晚汇合。6、采用多台分区主要通风机通风时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主要通风机的回风流，中央主要通风机和每一翼［耍通风机的刎风流都必须严格隔开C7、采煤工作面的掘进工作面都应采用独立通风。采煤工作面和其相连接的掘进工作面，在布置独立通风有困难时，可采用串联通风，但必须符合《煤炭安全规程》第114.条的存关规定..8、井下火药库必须有单独的进风风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风道或主要回风道，井下充电碉室必须有单独的风流通风，回风风流可以引入采区回风道中。选择矿井主要通风机的工作方法主要通风机的工作方法有压入式、抽出式和压抽混合式三种，三种通风方法的优缺点比较见表3—1。由于振兴二矿属于煤与瓦斯突出矿井，矿井通风方法设计为抽出式。抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态，当一旦主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，为比较安全。16

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计表3—1三种通风方式的比较通风力式适用条件及优缺点抽出式是当前通风方式中的主要形式，适应性较广泛，尤箕对高瓦斯矿井，更有利于对瓦斯的管理，也适用于矿井走向长，开采面积大的矿井优点：.井下风流处于负压状态，一旦主扇因故停止运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；.漏风量小，通风管理较简单；.与压入式比，/、存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难 ；缺点：当地面有小窖塌陷区分布较广， 并和采区相沟通的条件下，会把小窖积存的有害气体抽到井下，同时使通过主扇的一部分风流短路， 总进风量和工作面有效风量都会减少压入式低瓦斯矿井的―水平,矿井地面地形复杂高差起伏，无法在高山上设置通风机。总回风巷无法连通或维护困难的条件下优缺点：.压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把把小窖塌陷区的有害气体带到地面；.进风线路漏风大，管理困难；.风阻大、风量调节困难；.由第一水平的压入式过渡到深部水平的抽出式有一定困难；.通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有17郑煤集团振兴二矿矿井通风设计可能使采空区瓦斯涌出量增加抽压混合式可产生较大的通风压力，能适应大阻力矿井需要， 但通风管理困难，一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用， 只是个别用于老井延深或改建的低瓦斯矿井选择矿井通风方式选择通风方式主要考虑因素1）自然因素：煤层赋存状态、埋藏深度、冲积层厚度、矿井瓦斯等级、煤层爆炸性、煤层自然发火性、矿井地质条件、井田尺寸及年生产能力等。2）经济因素：井巷工程量、通风运营费、设备运转、维修和管理条件等。另外根据开采技术条件，要考虑灌浆，注水以及瓦斯抽放等要求。2、通风方式的技术比较：1）中央并列式的适用条件煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大（井田走向长度小于4km）,而且瓦斯、自然发火都不严重的矿井，采用中央并列式是较合理的。2）中央分列式的适用条件煤层倾角较小、埋藏较浅、走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重的矿井，采用中央分列式是较合理的。它与中央并列式相比，安全性要好，通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯、自然发火的管理工作是较有利的，且工业广场没有主要通风机噪音的影响。3）两翼对角式的适用条件煤层走向长度超过4km,井型较大，煤层上部距地面较浅，瓦斯和自然发火严重的矿井，采用两翼对角式比较适宜。4）分区对角式的适用条件煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风巷，在此条件下开掘第一水平时，只能用这种小风井分区通风的布置方式。5）混合式的适用条件井型大、走向长，为了缩短基建时间，在初期采用中央式通风系统，随着生产的18郑煤集团振兴二矿矿井通风设计发展，当开采到两翼边界附近时，再建立对角式通风系统。在矿井通风系统确定的基础上，绘制矿井最容易时期与最困难时期通风系统示意图， 图中应标明巷道长度，通过风量，通风构筑物位置，新、乏风流方向等。振兴二矿煤层倾角不大、埋藏比较深，走向长度不大，而且煤层不易自燃、瓦斯涌出量不大，宜采用中央并列式。矿井有主井、副井、风井三个井筒，其中主井和副井为进风井，风井为回风井，首采工作面的通风路线为：副井（主井）一井底车场一联络巷一皮带运输下山一11011运输巷一11011工作面一11011回风巷一1101联络巷一专用回风下山一回风平巷一回风石门一风井一地面（主要通风机） 。3.2风量计算及风量分配风量计算的标准和原则（一）风量计算的标准供给煤矿井下任何工作面风地点的新鲜风量，必须依据下述各种条件进行计算，并取其最大值，作为该工作用风地点的供风量。（1）按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得小于,34m。（2）按该用风地点的风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体浓度，风速以及温度等都符合《煤矿安全规程》的有关各项规定要求分别计算，取其最大值。回风巷类型比较见表3—2。表3—2风巷类型比较适用条件及优缺点一进一回U型后退式：应用普遍，优点是结构简单，巷道维修量小，工作面漏风小，风流急定，易于管埋。但上隅角瓦斯容易超限，，作面、回风巷要提前掘进。适附十低瓦M矿井。U型前进式：可缓和采、掘紧张关系，采空区瓦斯/、涌相，作面而涌相回风顺槽。”点是采空区漏风不易管理，且需沿空护巷。这种通风系统适用于推进距离短、低瓦k自燃倾向性弱的煤层。19

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计Z型前期掘进巷道工程量小，风流比较稳定，采空区漏风介于 U型前进式和U“后退式之间，但需沿空护巷和控制经过采空区的漏风，具难度较小一进两回Y型在U型的基础上增设了一条尾巷， 改变了采空区瓦斯在上隅角处流动方向，“上隅角瓦斯不易超限，但需沿空护巷并做边界会风上山。应用广泛。U型+尾巷排放，优点同上，不需边界回风上山，但要另作一条专用回风顺槽二进一回二进二回双Z型后退式通风系统，工作面风量较 U型可增加一倍；漏风带涌出的瓦斯不进入工作面，比较安全，但工作面漏风较大，需沿空护巷和设置边界回风上山双 Z型前进式通风系统，工作面风量较U型可增加一倍；工作面漏风较大，需在采空区同时，护两条巷道W型后退式：是高瓦斯矿井综采工作面的主要通风系统。工作面的风量较 U型M风可增加一倍，产量可显著提高，缺点是巷道工程量较大，且中间巷和工作面联结4支护较困难。W型前进式：较后退式可缓和采、掘紧张关系，但巷道均维护在采空区内，不易呆证巷道有足够的断面积，且漏风大，采空区的瓦斯涌出量也较大。H型后退式：采空区内瓦斯不涌相工作面，上隅角瓦斯不易超限，增加了工作面，全出口，机电设备均在进风巷汇总，通风阻力小，缺点是用两条巷道需沿空维护且“能影响风流的稳定性，管理复杂三进一此型通风系统风排瓦斯能力大，上隅角瓦斯不易超限，机电设备均进风巷中，风"稳定，适合于高产高效的矿井，但巷道工程量较大，维护巷道多20郑煤集团振兴二矿矿井通风设计回（二）风量计算原则无论矿井或采区的供风量，均按该地区各个实际用风地点，按照风量计算标准，分别计算出各个地点的实际最大需风量，从而求出该地区风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，作为该地区的供风量。即“由里往外”的计算原则，由采掘工作面、碉室和其他用风地点计算出各采区风量，最后求出全矿井总风量。采煤工作面需风量的计算采煤工作面需要风量应按矿井各个采煤工作面 需要风量的总和计即：汇。*=打取。小+项崎+噌茸工m7,式中：Q综采一综采工作面所需要的风量，m3/sQ机采一般机采工作面所需要风量，m3/s；Q炮采一炮采工作面所需要风量，m3/s；Q其它一其它开采法工作面所要风量，m3/s；Q备一备用工作面所需要风量，为生产工作面风量的一半， m3/s；n—各种开采法工作面的个数一储炮采工作面所需风量，应按下列因素分别进行计算，取其最大值。1、按瓦斯涌出量计算根据矿区实际情况，采用本煤层预抽与高位顶板岩石钻孔抽放相结合的方法治理瓦斯，最终预计风排瓦斯量4.11m3/min。Qwi=100xQgwixKgwi=100X4.11xi.8=739m3/min式中：Qwi一风排瓦斯量，4.07m3/min；Kgwi—瓦斯涌出不均衡系数，取1.8;2、按工作面空气温度计算Q采=60XVwixSwixKwi3..=60x1.5X4X1.35=486m/min式中：Vwi—工作面适宜风速，取1.5m/s；Swii工作面有效断面积，取4m；21

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计表3—3气温、风速表采煤工作面进风流气温(0C)米煤工作面风速(m/s)<150.3〜0.515〜180.5〜0.818〜200.8〜1.020〜231.0〜1.523〜261.5〜1.8表3—4长度风量系数表采煤工作面长度(m)工作面长度风量系数<500.850--800.980--1201.0120--1501.0150--1801.0〉1801.30--1.403、按炸药使用量计算Qwi=25义Awi=25x8=200m3/min4、按工作人员数量计算一一一一 ____3_一Qwi=4N=4X60=240m/min式中：N采一工作面最多人数，单班取30人，交接班时最多人数60人；4—工作面人员供风量，m3/min；5、按风速验算根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行验算据以上计算可知，采煤工作面最大风量为 739m3/min。按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Qwi>60X0.25XSwi3..=60x0.25X4=60m/min22郑煤集团振兴二矿矿井通风设计按最高风速验算各个采煤工作面最大风量Qwi<60x4XSwi=60x4X4=960m3/min为保证采煤工作面风量充足，降低工作面温度，根据以上计算，决定对工作面配风739m3/min。3.2.3 掘进工作面风量计算掘进工作面所需风量应按以下因素分别进行计算，取其最大值。1、按瓦斯涌出量计算1）按瓦斯相对涌出量计算Qhi=100XQghiXKghi=100X0.47X1.7=80m3/min式中：Qhi一掘进工作面的需风量，m3/min；Qghi一掘进面绝对瓦斯涌出量，m3/min；Kghi-掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，取 1.7；2）按炸药量计算Qhi=25xAhi=25x4=100m3/min式中：Qhi一掘进工作面的需风量，m3/min；25—使用1kg炸药的供风量，m3/min；Ahi一掘进工作面一次爆破需要的最大炸药量，取 4kg；3）按照局部通风机吸风量计算本矿采用HTF（5）X18KW型局部通风机供风，该局部通风机吸风量164m3/minQhi=22Q耶*&期=164X1.3=214m3/min式中：,。炉一每个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和；长淮一为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，此处取1.3;4）按工作面人员数量计算：Qhi=4XNhi=4X7=28m3/min23郑煤集团振兴二矿矿井通风设计式中：Qhi一掘进工作面的需风量，m3/min；4一工作面人员的供风量，m3/min；Nhi一掘进工作面最多人数，取7人；5）按风速验算：根据以上计算可知，掘进工作面需风量 390m3/min。按最小风速验算，各个煤巷掘进工作面的最小风量：Qhi>60X0.25XSdi=60X0.25X10.5=158m3/min按最大风速验算，各个煤巷掘进工作面的最大风量：Qhi<60X4XSdi=60X4X10.5=2520m3/min为保证掘进工作面风量充足，根据以上计算，决定对每个掘进工作面配风214m/min。全矿井三个掘进面同时掘进：即掘进工作面抽采钻场、备用工作面上付巷、备用工作面下付巷。故抽采钻场、上付巷、下付巷三个掘进面的总供风量为 :642m3/min.碉室实际需要风量根据该矿实际情况，碉室设计为一个井底洗煤平巷、一个井底变电所、一个井底泵房、一个绞车房、一个采区泵房、一个采区变电所。变电所及变电碉室，可按经验值确定需风量： 60m3/min；瓦斯泵站：60m3/min；井底洗煤平巷：60m3/min；一个绞车房：60m3/min；=60+60+120+60+60=360甫/min其他用风碉室需风量计算主要是指三专碉室、抽放碉室等，这些巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，取其最大值。按瓦斯涌出量计算Qoi=133XQgoiXKoi=133X1.03X1.25=171m3/min式中：Qoi—其他用风巷道的瓦斯绝对涌出量， m3/min；24郑煤集团振兴二矿矿井通风设计Koi—其他用风巷道瓦斯涌出不均匀系数，取1.25;按最低风速验算Qoi>60X0.15XSoi=60X0.15X10.1=90.9Soi—其他井巷净断面积m2；经过验算可知，其他井巷需风量可取171m3/min矿井总风量计算该矿井通风容易时期的通风线路为首采工作面的通风路线： 副井（主井）一井底车场一进风巷一联络巷一皮带运输下山一11011工作面运输巷一11011工作面一11011工作面回风巷一11011回风联络巷一专用回风下山一回风平巷一回风石门一风井一地面。该矿井通风困难时期的通风线路为开采煤层的最后一个采面： 副井（主井）一井底车场一进风巷一联络巷一皮带运输下山一1151工作面运输巷一1151工作面一1151工作面回风巷一1151回风联络巷一专用回风下山一回风平巷一回风石门一风井一地面。由于矿井通风容易时期和困难时期用风地点的用风量相等， 所以矿井在通风容易与通风困难时期的需风量不变。矿井总风呈按卜式计算0」0。.+工0配+工公+工J式中：~"一矿井总进风量，m3/min；2以，一采煤工作面实际需要风量总和，m3/min；工°褊’一掘进工作面实际需要风量总和, m3/min；To. o一碉室实际需要风量总和，m3/min；J"'一矿井中除采煤、掘进和碉室以外其它井巷需要通风量总和， m3/min；…一矿井通风系数（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）宜取1.15〜1.25。江僚4Z。讯+£。质+Z。比反人25郑煤集团振兴二矿矿井通风设计=(739+642+360+171)X1.2=2294.4m3/min=39m3/s矿井通风系数，取1.2;风速验算当风量分配到各个用风地点，应结合运输条件选择经济断面，防止巷道内风速过大或过小，尽量使巷道内风速处于适宜风速范围内，如果有困难，也需要满足煤矿安全规程对风速的要求[16]0见各种巷道和采煤工作面适宜风速表。根据演算风速符合要求，具体风速看表3—5:表3—5各种巷道和采煤工作面适宜风速表序号巷道名称适宜风速(m/s)1运输大巷、主石门、井底车场4.5〜5.02回风大巷、回风石门、回风平胴5.5〜6.53采区回风巷、回风上山3.5〜4.54采区进风巷、进风上山4.5〜5.55采区运输机巷、胶带输送机巷3.0〜3.56采煤工作面1.5〜2.5在计算出的矿井需风量Q=39m3/s,减去独立回风的碉室、巷道风量和掘进风量后，各采煤工作面风量按其产量，瓦斯涌出风情况配风。详见矿井风量分配表 3-6表3—6风量分配表分配地点计算风量, 3(m/s)分配风量, 3(m/s)回米工作回12.314掘进工作回3.6526

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计碉室8.910总风量3239各条井巷的供风量确定后，要按《规程》第101条规定的风速进行验算。如果某条井巷的风速不符合《规程》规定，则必须进行调整，然后将各地点、各

咎道的凤员、断面、风速列成一览表。《期杆》规定的风速限定信见表3-7所示表3-7风速限定值井巷名称最低允许风速(m/s)最高允许风速(m/s)无提升设备的风井和风胴一15专为升降物料的井筒一12风桥一10升降人员和物料的井筒一8主要进、回风巷道一8架线电机车巷道1.08运输机巷道、采区进、回风巷道0.256采煤工作面，煤巷和半煤岩巷0.254出0.154其它人行巷道0.15一风量分配分配原则及方法(1)分配原则矿井总风量确定后，应将其分配到各用风点，其主要分配原则是:分配到各用风地点(包括回采面、掘进面、碉室)的风量，应不低于上面所计算出的风量；风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体，风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求.27郑煤集团振兴二矿矿井通风设计(2)分配方法当矿井总风量确定后，首先按照采区布置图给各回采工作面、掘进面、碉室分配用风量；从总风量中减去各回采工作面、掘进面、碉室用的风量，余下的风量按按采区产量、采掘面数目、碉室数目等分配到各采区。再按一定比例将这部分风量分配到其他用风点。用于维护巷道和保证行人安全。(3)风量分配本设计在风量按需分配时运用了矿井通风仿真系统，根据上述风速不超限，不低于下限的原则，将总风量分配各巷道，即将各个巷道固定风量，从而求得南北两翼最大阻力路线，根据最大阻力路线，进行增阻调节，将巷道内的增加的阻力有构筑物的加在构筑物上，没有构筑物的加在巷道的阻力上，从而使整个风网达到平衡。经过调节后使整个网络自然分风满足人们的意愿。并且经过仿真系统模拟后，可以肯定实际生产中的风量就是这样分配的，对实际生产具有重要的指导意义。风量分配后的风速校核规程要求根据《煤矿安全规程》供给井下空气的质量主要有一下要求：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%,瓦斯或二氧化碳浓度不超过0.5%。每人每分钟供风量不少于4m3。有害气体的浓度不超过表3—8规定：表3—8矿井有害气体最高允许浓度名称最高允许浓度(％)一氧化碳0.0024氧化氮(换算成二氧化氮NO2)0.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2s0.00066氨NH30.004注:矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。作业场所空气中粉尘(总粉尘、呼吸性粉尘)浓度应符合表3—9要求。28

郑煤集团振兴二矿矿井通风设计⑷ 进风井口以下的空气的温度（干球温度，下同）必须在2c以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过 26C,机电设备碉室得空气温的不得超过30C、机电设备碉室得空气温度超过34C时必须停止作业。井巷中的风流速度应符合表3—10要求。表3—9粉尘最高允许浓度粉尘中游离含量最高允许浓度（mg/m3）总粉尘呼吸性粉尘<10103.510〜〈502150〜〈8020.5>8020.3表3—10井巷中的允许风流速度允许风速（m/s）最低最高无提升设备的风井和风胴15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料得井筒8主要进、回风巷8架线电机车巷道1.08运输机巷，采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其他同分人行巷道0.1529郑煤集团振兴二矿矿井通风设计注：设有梯子间得井筒或修理中的井巷中的井筒，风速不得超过 8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表定执行。无瓦斯涌出得架线电机车巷道的最低风速可低于上表得规定值，但不得低于0.5m/so综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表的规定值，但不得超过5m/so矿井在生产期间必须制定风量计算办法，根据鉴定结果计算矿井风量，并及时进行合理的风量分配，保证矿井通风安全，以风定产。3.3 采区通风设计采区通风系统的确定1、采区通风系统的基本要求采区通风系统主要取决于采煤方法，但又能在一定程度上影响着采区的巷道布置系统。其合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故时的风流控制，生产的顺序完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全状况。完备的采区通风系统应能有效地控制采区内的风流方向，风量和风质，采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。为此，采区通风系统应满足下列基本要求：1）每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。2）保证风流流动的稳定性，在采区逆风系统中应尽量避免或减少角联通风。3）通风系统力求简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤走人员。4）采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风，有特殊困难必须用联通风时应符合《规程》有关规定。5）煤层倾角大于12。的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工批准，并须遵守一些规定。a采煤工作面的风速，不得低于lm/s；b机电设备设在回风巷时，其风流中瓦斯浓度不得超过 1%,并应装有瓦斯、自动检测报警断电装置；c进、回风巷中，都必须设置消防供水管路。有煤与瓦斯（二氧化碳）突出的采煤工作面严禁采用下行通风。6）采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。30郑煤集团振兴二矿矿井通风设计7)采空区须及时封闭。随着回采工作面的推进，通至采空区的风眼须逐一封闭，采区结束后至多不超过一个月，必须设密闭全部封闭采区。8)机电碉室须设在进风流中。碉室深度不超过6m,入门宽度不小于1.5m者，可用扩散通风。9)改变采区通风系统时，应报矿总工批准。掘进巷道与其它巷道贯通前，通风部门必须做好调整通风系统的准备工作，贯通后立即调整系统，防止瓦斯积聚，待风流稳定后，才可恢复工作。10)采掘工作面空气温度不得超过26C；机电碉室不得超过30Co3.3.2采区进风上山与回风上山的选择对于薄及中厚的缓倾斜煤层，我国广泛采用走向长壁采煤法。厚煤层则多采用倾斜分层走向长壁采煤法或放顶煤开采，开掘采区下、下山联络回风大巷及运输大巷。从生产角度出发，采区至少有两条上山，一条为运输上山，另一条为轨道上山，两条上山即为采区内的进、回风巷道。可以采用运输上山作进风道，轨道上山作回风道；也可以采用轨道上山作进风道，回风上山作回风道。有些大型矿井采区走向比较长，当采区生产能力大、产量集中、瓦斯涌出量大时可以采用三条上山。除上面两条上山外，有一条专门的回风上山，供通风、行人之用。这样按标高布置这三条上山成为品”字形巷道布置，专用回风上山(巷)在上面，并且在其他两条上山的中间，运输上山和轨道上山均为进风巷道，主要是靠专用回风上山(巷)回风。轨道上山进风、运输上山回风的主要优点是：(1)轨道上山的采区下部车场可以直接和阶段运输大巷相连通，不必在该处设置风门。从而，避免了因运料列车通过该处，导致风门漏风。(2)在运输上山的运煤过程中，煤流将释放瓦斯并产风煤尘，运煤设备将释放热量。然而，轨道上山进风，可使新鲜风流免受瓦斯、煤尘的污染，有利于保证较优的风质。(3)轨道上山发生火灾事故的机率较低，且可避免运输上山发生火灾事故时，有害气体侵入采、掘作业地点，而造成的严重危害。轨道上山进风方式的主要不足是：(1)区段运输巷不宜直接和运输上山相联通。在该联接处，既需保证运煤的方便和畅通，又需设置风门、防止新鲜风流直接由运输上山排入总回风巷形31郑煤集团振兴二矿矿井通风设计成短路。显然，在该处设置的风门常存在确较大的漏风。(2)轨道上山的上部车场和区段回风巷不能直接相通也需有风门。从而，引起了运料用车通过该处风门时的漏风。(3)当运输上山采用多台运输机串联运输时，其上部运输机的动力设备系设在不能确保新鲜风流的地点，这是《规程》所不允许的。当煤层倾角大于21〜23。时，运煤上山采用溜槽自溜运煤方式时，运煤过程中产生的煤尘很大，为保证风质，一般不宜采用运输上山进风方式。如煤层倾角大于15〜17。，运煤上山无法使用皮布运输机而只好风用多台链板运输机时，为避免在回风巷道中，布置运输机的机电设备，一般多宜采用运输上山进风方式。当煤层倾角小于15〜17。，运煤上山中只需安设一台皮带运输机时，则视运料(运什)工作量的大小和来料地点而异。一般由运输水平来料且运输量较大时，宜采用轨道上山进风方式。由回风水平来料或(运料(肝)工作量较少时，则宜采用运输上山进风方式。对于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井或一般矿井只要采区走向和倾斜较长， 瓦斯涌出量较大，为安全起见，常用“品”字形布置三条上山，就克服了上述两种布置法的缺点。根据该矿井实际情况，选用运输机上山和轨道上山进风，专用回风下山回风的方式。运输上山采用多种运输机串联运输时，其上部运输机的动力设备正好处在新鲜风流中，符合《煤矿安全规程》规定。3.3.3 回采工作面的通风系统1、采煤工作面的通风方式采煤工作面通风方法是指采煤工作面采用正压、负压或混合式通风。当采煤工作面无辅助扇风机时，它取决于矿井通风系统的通风方法。采煤工作面的通风方式采煤工作面的通风系统由采煤工作面的瓦斯、温度和煤层自然发火等因素所确定的，主要是指采煤工作面的进、回风巷的布置方式和数量。根据采煤工作面进、回风巷道的布置方式和数量，可将工作面通风系统分为以下几种类型：U型与Z型通风系统这二种采煤工作面通风系统有一条进风巷道和一条回风巷道。U型后退式通风系统在我国使用比较普遍。其优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面采空区漏风小，风流稳定，易于管理等；缺点是上隅角瓦斯易超限、工作面进、回风巷要提前掘进，维护工作量大。可以在工作面上隅角安设导风设施或采用32郑煤集团振兴二矿矿井通风设计抽放瓦斯的措施，也可采取改变工作面通风系统来解决上隅角瓦斯易超限问题。前进式通风系统的维护工作量小，不存在采掘工作面用联通风问题，在巷旁支护好、漏风不大时，有一定优越性。采用前进式U型通风系统的工作面的采空区瓦斯不涌向工作面，而是涌向回风平巷。采用Z型后退式通风系统的工作面的采空区瓦斯不会涌入工作面， 面是涌向回风巷，工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯，但进风侧不能抽放瓦斯。采用Z型前进式通风系统的工作面的进风侧沿采空区可以抽放瓦斯，采空区的瓦斯易涌向工作面，特别是上隅角，回风侧不能抽放瓦斯。Z型通风系统的风空区漏风，介于风用U型后退式和U型前进式通风系统之间，该通风系统需沿空支护巷道和控制经过采空区的漏风，其难度较大Y型、W型、E型及双Z型通风系统这三种采煤工作面通风系统均为两进一回或一进两回的采煤工作面通风系统。据进风巷与回风巷的数量和位置的不同，Y型通风系统可以有多种不同的方式。生产实际中应用较多的是在回风侧加入附加的新鲜风流，与工作面回风汇合后从采空区侧流出的通风系统，工作面采用Y型通风系统会使回风巷道风量加大，但上隅角及回风巷道的瓦斯不易超限，并可在上部进风道内抽放瓦斯。后退式W型通风系统，用于高瓦斯的长工作面或双工作面。该系统的进、回风平巷都布置在煤体中。当由中间及下部平巷进风，上部平巷回风时，上、下段工作面均为上行式通风，但上段工作面的风速高，对防尘不利，上隅角瓦斯可能会超限，所以在瓦斯涌出量很大时，常风用上、下平巷进风，中间平巷回风的 W型通风系统；或者反之，采用由中间卷进风，上、下平巷回风的通风系统以增加风量，提高产量。在中间巷内布置抽放瓦斯钻孔时，抽放孔由于处于抽放区域的中心，因而抽放率比采用U型通风系统的工作面提高50%oW型前进式通风系统的巷道维护在采空区内，巷道维护困难，漏风大，采空区涌出的瓦斯量也大。E型通风方式（串联掺新风），与W型布置形式类似，为三条通风巷道，其上平巷为回风巷，中间巷及下平巷为进风巷。为了使被串联的工作面进风风流中瓦斯浓度不超过0.5%,其它有害气体不超过《规程》规定的浓度，可采取串联掺新风的通风方式。但该方式使采空区的瓦斯较集中地从上部工作面的上隅角涌出， 而使该处容易瓦斯超限，故适用于低瓦斯矿井煤层自燃不严重的回采工作面。33郑煤集团振兴二矿矿井通风设计双Z型通风系统，其中间卷与上、下平巷分别在工作面的两侧。双 Z型前进式通风系统的上、下进风平巷维护在采空区