安全工程畢業(yè)設計——通風系統(tǒng)設計

1、<p>　　論文題目：xxxx通風系統(tǒng)設計 </p><p>　　專 業(yè)：安全工程</p><p>　　畢 業(yè) 生：x x （簽名） </p><p>　　指導老師：xxxx （簽名）

2、 </p><p>　　Xxxx （簽名） </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計山西xx煤業(yè)xxxx通風系統(tǒng)的設計，在本井田范圍內，地質條件簡單，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危險，設計年產量0.9

3、0Mt/a，服務年限67a，開拓方式為斜井開拓，工作面采用傾斜長壁后退式開采法。在礦井一水平的通風設計中，選用中央并列式通風，計算了礦井需風量、容易時期和困難時期的通風阻力，并選擇了主要通風機，計算了噸煤通風電費，繪制了通風系統(tǒng)圖和通風網絡圖，以及對礦井的主要災害提出應對的辦法，本設計充分結合實際情況，采用切實可行的先進技術，為整個井田的安全生產奠定了良好的基礎。</p><p>　　關 鍵 字：通風系統(tǒng)；

4、通風阻力； 噸煤通風費； 風量計算； 災害</p><p><b>　　論文類型：設計類</b></p><p>　　Subject :The ventilation design for the yuanxiang coal mine</p><p>　　Major :Safety Engineering</p

5、><p>　　Name : (Signature) </p><p>　　Supervisor :(Signature) </p><p>　　(Signature) </p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、<p>　　This article is the ventilation system design for Yuanxiang coal mine of Shanxi Huarun Coal. within the scope of the Ida, the geological condition is simple, with large amount of water inflow and gas emission

7、in prominent danger. The annual output of the mine is designed 0.90 million tons, length of service 67 years. It uses the process of opening up by inclined shafts and longwall retreat mining method of the "Flayer st

8、yle" mining for the whole floor in the working face. It selects the central </p><p>　　Key words: Ventilation system Airflow calculation Resistance Ventilation costs </p><p><b>　　Di

9、saster</b></p><p>　　Thesis : Design</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1選題背景</b></p><p>　　xx煤業(yè)先后在內蒙古、江蘇、湖南、河南、貴州、山西等地通過新建、兼并、重組等方式獲取一批

10、煤炭資源。特別是自2009年6月份以來，xx煤業(yè)充分利用山西省煤炭資源整合的機遇，積極參與山西省煤炭資源整合工作，先后投資165.52億元整合該省呂梁市所屬興縣、中陽、石樓、臨縣以及太原古交等區(qū)域的煤炭資源，獲取優(yōu)質煤炭資源10.62億噸，新增煤炭產能1710Mt/a。截止2011年底，xx煤業(yè)投資區(qū)域已覆蓋國內6個省、自治區(qū)，所屬全資及控股的項目公司9個；參股項目3個。公司保有儲量33.90億噸，全資或控股（可控口徑）礦井38對，產能

11、3253Mt/a。2011年，xx煤業(yè)實現原煤產量1641萬噸,原煤銷售量1600萬噸，銷售收入約84億元。</p><p>　　太原xx煤業(yè)有限公司是在xx電力控股公司整合收購山西xx煤焦化集團80%資產的基礎上于2010年4月底組建而成，現隸屬于xx旗下xx煤業(yè)控股有限公司，坐落于山西省太原古交市。注冊資金40億元，主要經營煤、焦、化和電力等產業(yè)?，F擁有三座煤礦（xxxx、中社煤礦和紅崖頭煤礦），兩座焦化廠（

12、第一焦化廠、第二焦化廠）和一座熱電廠、一個鐵路發(fā)運站、一個汽運隊。煤炭產能為255萬噸/年，原煤入洗能力為600萬噸/年，焦炭產能為300萬噸/年，發(fā)電量為1.8億Kwh/年，鐵路發(fā)運及汽運吞吐能力均為500萬噸/年。</p><p>　　xxxx位于古交市原相鄉(xiāng)原相村以東，距古交市區(qū)約14km，行政區(qū)劃隸屬于古交市原相鄉(xiāng)管轄。根據晉煤重組辦發(fā)[2009]79號文和[2010]43號文批復，原山西xx煤焦化集團有

13、限公司古交xxxx為單獨保留礦井，兼并重組后主體企業(yè)為xx電力控股有限公司。礦井生產能力為90萬噸/年，井田面積為18.2505km2。</p><p>　　xxxx絕對瓦斯涌出量66.39m3/min。相對涌出量為30.29m3/t典型的高瓦斯礦井，因為該礦井以前屬于xx集團（民營企業(yè)），存在管理不當和通風系統(tǒng)設計不合理，導致各種事故頻發(fā)，嚴重危害了礦工的生命安全。</p><p>　　

14、1.2選題目的及意義</p><p>　　眾所周知，井下風量不足會引起瓦斯積聚，工作環(huán)境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問題，而風量過剩也會導致不良的影響，如漏風量大，動力過度消耗，風流發(fā)生過度的冷卻作用，巷道內礦塵飛揚，激發(fā)煤的自燃等。因此礦井通風設計合理與否對礦井的安全生產及經濟效益具有長期而重要的影響[7]。 礦井通風設計是礦井設計的主要內容之一，是反映礦井設計質量和水平的主要因素。其目的就是供給礦井新鮮風量，

15、以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風流的質量和數量以符合國家安全衛(wèi)生標準造成良好的工作環(huán)境、防止各種傷害和爆炸事故、保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產。 礦井通風是各生產環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，它是依靠通風動力將定量的新鮮空氣沿著既定的通風路線不斷地輸入井下，以滿足回采工作面、掘進工作面、機電硐室、火藥庫以及其他用風地點的需要，同時將用過的污濁空氣不斷的排出地面。對保證礦井的生產和安全，有十分重要的作

16、用。 隨著礦井的開采規(guī)模逐漸擴大，井下的溫度逐漸升高瓦斯含量的不斷增加以及煤的自燃特性愈益加劇，合理的解決礦井通風問題就顯得特別重要了。同時礦井通風對于提高礦工的勞動效率、保證礦工的安全</p><p>　　1.3國內外研究現狀</p><p>　　煤炭是世界工業(yè)經濟發(fā)展的主要能源，很早以前就有采礦的歷史，煤炭是世界上儲量最多，分布最廣的常規(guī)能源，也是最廉價的能源。目前世界煤炭可采儲量約為

17、9800多億噸，按目前的全球生產能力，煤炭資源尚可開采1901多年，而石油可開采約40年。礦井通風史也隨之產生。</p><p>　　約在1640年，人們開始把進風和回風分開，以利用自然通風壓力進行礦井通風。為了加大通風壓力，1650年在回風路線上設置火筐，1787年又在回風路線上設置火爐，使回風風流加熱。 1745年俄國科學家發(fā)表了空氣在礦井中流動的理論，1764年法國采礦工程發(fā)表了關于礦井自然通風的理論，成為

18、礦井通風史上奠基的兩篇論文。</p><p>　　我國煤礦事故多發(fā)，2003年百萬噸死亡率為4％，是美國的100倍.雖然近幾年這個數據有所下降，但相比于美國等發(fā)達國家仍有很大差距。據統(tǒng)計，造成重特大人員傷亡的事故，一般都與礦井通風有關.礦井通風是煤礦安全生產的基礎。它借助于機械或自然風壓，讓井下各用風點輸送適量的新鮮空氣，供人員呼吸,稀釋各種有害氣體和浮塵，降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造環(huán)境溫度,創(chuàng)造良好的氣候條件，并在發(fā)生

19、災變時能夠根據救災需要來調節(jié)與控制風流流動的路線通，通風是保證煤礦安全生產很重要的一環(huán)，不良的通風可能導致瓦斯、粉塵和有害氣體濃度超標、以及礦井高溫，從而誘發(fā)瓦斯爆炸、粉塵爆炸、作業(yè)人員中毒或窒息、火災事故。</p><p>　　中國煤礦通風法規(guī)標準在2006年11月2日依照國家有關煤炭安全生產法規(guī)《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)定編制而成的行業(yè)標準《煤礦井工開采技術條件》（AQ1028-2006）發(fā)布，并于2006年12月

20、1日起實施。同時美國煤礦通風法規(guī)標準CFR Title30-75《地下煤礦強制性安全標準》規(guī)定設計與地下煤礦相關的各個方面，如支護、通風、防塵、防火、用電等[5]。</p><p>　　表1.1 中美兩國空氣成分濃度標準對比</p><p>　　由表可見，兩國標準對井內空氣成分要求差異較大，AQ1028-2006沒有對C2H2、C3H8、H2、MAPP的濃度做出要求，且二者在CO和H2S

21、的最大濃度要求上相差1000多倍。研究發(fā)現，AQ1028-2006中有濃度規(guī)定的氣體，如NO2、SO2、NH3，在規(guī)定濃度以上便能使人發(fā)生頭痛咳漱、窒息等癥狀，嚴重者致人死亡，只有在達到規(guī)定濃度數千倍以上才會發(fā)生爆炸，如CO濃度在0.0024％以上就有CO中毒的危險，而在2.5％以上才有爆炸的危險，與此相反，沒有做到要求的氣體通常對人體無毒或者毒性較小，只有達到較高值時才會影響人的身體狀況，而在濃度較低時便能發(fā)生爆炸，例如，C3H8的濃

22、度在10％以下時只引起輕度頭暈，極高濃度時才可導致窒息，而其濃度在0.4％以上就有爆炸的危險。由此推出，AQ1028-2006的規(guī)定是從井下作業(yè)人員的身體健康出發(fā)的，而CFR Title30-75中則已有文字說明對氣體濃度的規(guī)定旨在防止氣體聚集引發(fā)爆炸。因此，標準的差異就在于各自的出發(fā)點不同。</p><p>　　礦井的主要有離心式和軸流式兩類通風機，以前全用離心式。由于軸流式通風機具有結構簡單緊湊、體積小、重量

23、輕，再者是工作效率高，尤其是大型軸流式通風機，效率可達85％，三是有翼角調整裝備，便于機械性能調節(jié)或進行反風這些優(yōu)點，現在大部分礦井都采用軸流式通風機。 隨著生產的發(fā)展，對礦井通風的要求不斷提高，也更具有合理性。如礦井供風量每人不少于4m3/min，在主要進風道、回風道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風速不能超過8m/s?；夭晒ぷ髅妗⒕蜻M煤巷和半煤巖巷最小風速不小于0.25m/s等規(guī)定，這都為礦井的安全生產打下了基礎。 隨著計算

24、機的發(fā)展和廣泛應用，礦井通風方面，已經可以利用電算技術確定礦井通風網絡，并對其進行解算。主要是礦井通風狀況的模擬與預測，通風系統(tǒng)改造方案的比較計算和風量分配與礦井阻力計算等方面。</p><p>　　1.4主要設計內容、思路及工作流程</p><p><b>　　1.4.1設計內容</b></p><p>　　對古交xxxx通風現狀分析，根據當

25、地的氣候條件、煤礦瓦斯/二氧化碳涌出量，結合該礦的實際生產能對其進行設計。</p><p>　?。?）熟悉xxxx的井田開拓及巷道布置，對整個礦井生產系統(tǒng)進行分析，從整體布局出發(fā)設計xxxx通風系統(tǒng)。</p><p>　?。?）xxxx的通風系統(tǒng)的設計，從地質環(huán)境因素和開采計劃兩方面考慮，合理的設計各個采區(qū)的通風系統(tǒng)。</p><p>　?。?）采區(qū)風量的計算與分配

26、，根據工作面和掘進的需要設計風量。</p><p>　?。?）通風構筑物的設置，在必要的位置設置通風構筑物，確保風流和風量的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　1.4.2設計思路</b></p><p>　　根據對xxxx的初設進行系統(tǒng)性分析，了解有關礦區(qū)的安全概況和井田特征，利用所學專業(yè)知識參照參考資料計算礦井儲量確定礦井生產能力，目前該礦

27、只有南翼采區(qū)進行生產，根據所學的專業(yè)知識結合xxxx的實際情況，通過計算確定礦井各個巷道的用風量，從而確定礦井的總風量，并計算礦井的通風阻力。從建設本質安全型礦井出發(fā)設計合理和有效的通風方案。</p><p><b>　　1.4.3工作流程</b></p><p><b>　　（1）收集資料；</b></p><p>　　

28、（2）分析影響生產安全的因素確定礦井通風系統(tǒng)的類型；</p><p>　　（3）分析礦井巷道布置；</p><p>　　（4）分析地質因素（礦井瓦斯、煤層自燃、高溫影響、煤層賦存及地質構造等）和</p><p>　　采礦計劃（服務年限、巷道參數、通風設施等）的影響；</p><p>　?。?）初步確定通風系統(tǒng)方案；</p>&l

29、t;p><b>　?。?）系統(tǒng)優(yōu)化；</b></p><p>　?。?）確定通風系統(tǒng)方案。</p><p>　　2 井田概況及地質特征</p><p><b>　　2.1井田概況</b></p><p><b>　　2.1.1交通位置</b></p>&l

30、t;p>　　山西xx煤焦化集團有限公司古交xxxx位于山西省古交市原相村以東，距古交市區(qū)約14km，古交至太原既有太(原)─古(交)一嵐(縣)鐵路，又有太佳公路相連，鐵路里程54km，公路里程49km。礦區(qū)內，自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。礦井交通位置見圖2.1。</p><p>　　圖2.1 xxxx交通位置</p><p><b>　　2.1.2地

31、形地勢</b></p><p>　　本區(qū)位于呂梁山脈中段東翼，地勢南高北低，最高點在井田南部麻沿嶺，標高1596.8m，最低點在井田北部原平川河谷，標高1235m，最大相對高差361.8m。井田內溝谷縱橫，切割劇烈，地形復雜，山頂黃土廣布，溝谷兩側基巖裸露，屬剝蝕侵蝕中山地貌，間有山間寬谷地貌。</p><p><b>　　2.1.3河流</b></

32、p><p>　　本區(qū)屬黃河流域汾河水系，原平南川河為井田內僅有的河流，在井田西北部流過，屬季節(jié)性河流，干旱時斷流，雨季流量增大，一般流量為30L/s左右。</p><p>　　2.1.4氣象及地震</p><p>　　井田屬大陸性季風氣候區(qū)域，氣候冷熱多變，晝夜溫差較大，四季分明，年平均氣溫9.5℃，降水量主要集中在7、8、9月份，年降水量338.1～632.6mm，蒸

33、發(fā)量為771.9～1240.1mm，蒸發(fā)量是降水量的2倍。霜凍期為10月中旬至次年的3～4月份，最大凍土深度為0.5～0.8m。風向以西北風為主。</p><p>　　根據《中國地質動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)動峰值加速度為0.15g。</p><p><b>　　2.1.5經濟概況</b></p><p>　　區(qū)內居

34、民多數從事農業(yè)生產，少數人參加煤炭采掘或其它工業(yè)生產。礦區(qū)內多為貧脊的山地，農作物以小米、高梁為主，畜牧業(yè)也占有一定比例。區(qū)內工業(yè)較少，主要是鄉(xiāng)村、個體辦小冶煉，其它工業(yè)不發(fā)達。建材除鋼材、水泥外，其它如石灰、磚瓦、砂石均可就地解決。</p><p>　　2.1.6礦區(qū)開發(fā)史</p><p>　　本區(qū)煤層埋藏較深，未受到小窯開采破壞，與井田相鄰的西山煤電集團公司馬蘭礦、屯蘭礦、東曲礦已開采

35、數年，其地質條件和開采煤層的技術條件與本礦井相差不大，其建設和生產經驗可作為本礦借鑒。</p><p><b>　　2.2地質特征</b></p><p><b>　　2.2.1地層</b></p><p>　　原相井田位于太原西山煤田西部，井田內基巖裸露良好，出露地層多為石千峰組，僅在原平南川溝谷兩側有上石盒子組地層出露

36、。下石盒子組及以下地層均為鉆孔揭露，新生界分布于山頂上或溝谷內。現由老到新分述如下：</p><p>　?。?）奧陶系中統(tǒng)(O2)</p><p>　　厚400m左右，與下伏地層連續(xù)沉積，為煤系的底盤。煤田西部、北端廣泛分布，黃褐色泥灰?guī)r、白云質灰?guī)r互層。奧陶系侵蝕面之下20-150m可見二個石膏帶，厚度分別為30m和20m，間夾白云質灰?guī)r。石膏帶多呈灰色致密塊狀硬石膏。成為白色纖維石膏充

37、填于角礫狀白云質灰?guī)r之間。井田內鉆孔揭露最大厚度為89.40m(9號孔)。</p><p>　?。?）石炭系中統(tǒng)本溪組(C2)</p><p>　　本組平行不整合于奧陶系中統(tǒng)之上。底部為山西式鐵礦，呈雞窩狀分布。其上由砂質泥巖、砂巖、石灰?guī)r夾煤線組成，屬海陸交互相沉積。井田內僅9號鉆孔揭露該組地層，厚45.50m。</p><p>　?。?）石炭系上統(tǒng)太原組(C3)

38、</p><p>　　本組為井田內主要含煤地層之一，底部以灰白色-粗粒石英砂巖K1(晉祠砂巖)與下伏本溪組整合接觸，海陸交互相沉積。由灰黑色泥巖、粉砂巖、砂巖、石灰?guī)r及4-5層煤組成，主要可采煤層6、8、9號煤賦存其中，地層厚度80.16-97.64m，平均87.77m。本組主要標志層分述如下：</p><p>　?。?）二疊系下統(tǒng)山西組(P11) </p><p>

39、;　　本組為井田內主要含煤地層之一。以北岔溝砂巖(K3)與下伏太原組整合接觸。屬陸相沉積，K3砂巖全井田普遍發(fā)育，厚1.80-15.65m，平均7.37m，巖性為灰白色石英、長石砂巖、粘土質膠結，分選不好，次棱角狀。斜層理發(fā)育，含粉砂質包裹體及炭質包裹體。K3以上為一套泥巖、碎屑巖夾煤層的沉積，0l-04號煤賦存于其中。其中2號煤層全井田穩(wěn)定可采。全組厚39.45～68.57m，平均61.05m。</p><p>

40、;　?。?）二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P21)</p><p>　　底部以K4(駱駝脖砂巖)與下伏地層呈整合接觸。K4厚度變化較大，1.40-10.30m，平均4.03m。為粗中粒石英砂巖，分選不好，次棱角狀，粘土質、鈣質膠結，斜層理發(fā)育，厚度及巖性變化較大，不易對比。其上為灰色、灰綠色泥巖、砂質泥巖、砂巖，頂部經常可見鮞狀、豆狀結構的含有紫斑的粘土泥巖(俗稱桃花泥巖)，是確定上下石盒子組K6砂巖的良好輔助標志。全組

41、厚84～142.8m，平均109.81m。</p><p>　?。?）二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P21)</p><p>　　厚400m左右，據巖性可分為上、下兩段：</p><p>　　下段(Pl-12)：以K6砂巖與下伏地層整合接觸。K6為一層灰綠色中-粗粒石英、長石砂巖，底部含礫，泥質膠結，分選性差，次棱角狀，斜層理發(fā)育，一般厚8m左右，穩(wěn)定性差。其上為灰綠、紫色

42、泥巖與灰綠色砂巖互層，中上部夾黃色泥巖、下部夾鋁質泥巖。含鐵錳質鮞粒。厚200m左右。</p><p>　　上段(Pl-22)：以一層含有肉紅色正長石較多的黃綠色砂巖(K7)為基底，K7砂巖底部含有石英、燧石礫，分選、磨圓度不佳，交錯層理十分發(fā)育，厚一般10m左右。其上為砂質泥巖夾有薄層砂巖，砂質泥巖黃綠色漸少，紫色也漸變?yōu)榻{紫色，厚200m左右。</p><p>　?。?）二疊系上統(tǒng)石千

43、峰組(P22)：</p><p>　　在井田內廣泛出露，厚＞200m，底部以一層紫色厚層狀含礫中-粗粒砂巖(K8)與上石盒子組分開，礫石多為肉紅色石英及燧石，磨圓度較好，分選不佳。泥質膠結，疏松，風化后呈渾圓狀，厚度7m左右。其上以紫色、磚紅色為主的砂質泥巖與砂巖互層，間夾3-4層結核狀淡水灰?guī)r。</p><p>　?。?)新生界第三系上新統(tǒng)(N2)</p><p>

44、;　　分布于井田中部溝谷兩側，厚0-55m，平均20m，不整合覆蓋于下伏基巖之上。底部為膠結或半膠結狀礫巖，礫石以石灰?guī)r、變質巖為主，磨圓度較好，上部為鮮紅色粘土，含粉砂質較多，夾2-3層鈣質結核。</p><p>　　(9）第四系中更新統(tǒng)(Q2)</p><p>　　厚0-30m，平均15m，多與保德紅土同地賦存。不整合覆蓋于下伏基巖之上，為淡紅色粘土、砂質粘土，中下部含大量鈣質結核。&

45、lt;/p><p>　　(10)第四系上更新統(tǒng)(Q3)</p><p>　　廣泛分存于井田中部及東部山梁之上，與Q2平行不整合接觸。本組為黃灰色黃土，垂直節(jié)理發(fā)育，底部有卵狀鈣質結核，地表多為耕地。厚0-20m，平均10m。</p><p>　?。?1)第四系全新統(tǒng)近代沖積層(Q4)</p><p>　　主要分布于原平南川及其它溝谷底部，厚0～3

46、0m，平均15m，與下伏基巖為不整合接觸，主要以砂、礫石為主，礫石成分以砂巖、石灰?guī)r等為主，分選不好。</p><p><b>　　2.2.2地質構造</b></p><p>　　原相井田位于太原西山煤田馬蘭向斜西翼，井田內主要褶曲構造為馬蘭向斜和深且溝背斜，受其控制，地層總體走向NNW-NWW，與褶曲軸基線平行，傾角平緩，一般<10°，斷裂構造在井田

47、北部較發(fā)育，均為正斷層，北東向展布，井田北部以原相北斷層(Fl65)為邊界，與馬蘭井田分開，斷層落差150m。井田內主要褶曲、斷層、巖漿巖及陷落柱分述如下：</p><p><b>　?。?）褶曲</b></p><p>　　馬蘭向斜：馬蘭向斜為太原西山煤田的一級褶曲構造，呈“S”型展布，在井田東北角穿過，走向NNW-NWW，本井田位于馬蘭向斜南段的向斜軸部及西翼，受

48、其控制，井田內地層走向NNW-NWW，傾角5°左右。</p><p>　　深且溝背斜：位于井田西南部，軸向NNW，基本與馬蘭向斜軸平行展布，為馬蘭向斜的次級褶曲構造，本背斜在地表不明顯。在煤層底板等高線圖中表現較明顯，兩翼平緩，傾角6-l0°，向南東傾伏。受其控制在井田西部地層走向及傾向變化較大。</p><p><b>　?。?）斷層</b>&l

49、t;/p><p>　　原相北正斷層(F165)：</p><p>　　位于原相村北，走向北東，傾向北西，傾角70～80°，落差50～150m，延伸約6000m，為井田北界。</p><p>　　原相南正斷層(F168)：</p><p>　　位于原相村，走向北東，傾向南東，傾角60～75°，在井田內地表出露較差，井田內5號鉆孔

50、在施工過程中鉆穿該斷層，山西組及太原組地層均受到破壞，煤層缺失，終孔層位為奧陶系石灰?guī)r，通過分析鉆探及測井資料認為該斷層在5號孔內落差80m左右，斷層破碎帶寬度約60m。綜合分析該斷層落差10～80m，井田內延伸約3500m。</p><p>　　原相北斷層與原相南斷層組合成地壘構造，使井田北部邊界附近地層抬升，此外在F165與F168附近有FMl3、FMl4、FMl5等小型正斷層，落差4～8m，走向基本平行于F

51、165及F168，屬F165或F168次級斷裂構造。</p><p><b>　?。?）巖漿巖</b></p><p>　　在井田西部距井田7km處有狐偃山火成巖，火成巖多呈巖床或巖脈，沿斷層裂隙帶或煤層等軟弱地層侵入，為傾斜體。巖體主要為正長斑巖，斑晶較大，多呈方柱狀，地表風化后呈黃灰色、白色。從區(qū)域構造來看，火成巖應屬中生代燕山期的產物。</p>&

52、lt;p>　　據馬蘭礦井地質資料，該火成巖體在北社斷層以東約2000m的范圍內對煤層及煤質有不同程度的破壞和影響。再往東對煤層、煤質均沒有影響，據此推斷狐偃山火成巖對本井田內煤層、煤質均沒有影響。</p><p><b>　?。?）陷落柱</b></p><p>　　井田在勘探過程中未發(fā)現陷落柱，據馬蘭礦井地質資料分析，在馬蘭井田西北部陷落柱較發(fā)育，這一地段煤層

53、埋藏較淺，再往東及東南陷落柱不發(fā)育，本井田位于馬蘭井田西南外圍，煤層埋藏深度大，故推測本井田陷落柱不發(fā)育。</p><p>　　綜合分析全井田地質構造特征，井田地質構造屬簡單類即一類。</p><p>　　2.2.3煤層及煤質</p><p><b>　?。?）煤層</b></p><p>　　井田內主要含煤地層為二疊系

54、下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含煤14層，自上而下編號依次為01、02、03、1、2、3、4上、4、6、7、8、9、10、11號。含煤地層總厚148.82m，煤層總厚13.2lm，含煤系數8.9％。可采及局部可采煤層有02、2、4、6、8、9號6層，煤層總厚11.24m，可采含煤系數7.6％。山西組賦存01-4號8層煤，煤層總厚5.76m，地層厚61. 05m，含煤系數9.4％?？刹杉熬植靠刹擅簩佑?2、2、4號3層，煤層總厚4.24

55、m，可采含煤系數6.9％。太原組賦存有6-11號6層煤，煤層總厚7.84m，地層厚87.77m，含煤系數8.9％?？刹擅簩佑?、8、9號3層，煤層總厚7.00m，可采含煤系數8.0％。各可采煤層賦存情況詳細敘述如下</p><p><b>　?。?）煤質</b></p><p>　　① 物理性質和宏觀煤巖特征</p><p>　　煤的顏色為黑色

56、，玻璃光澤，偶有絲絹光澤，參差狀，貝殼狀，內生裂隙發(fā)育。外生裂隙較發(fā)育。以條帶狀結構為主，并有線理狀，透鏡狀結構，構造以層狀構造為主，也有塊狀構造。</p><p>　　宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，鏡煤次之，絲炭少量。宏觀煤巖類型以半亮型煤、半暗型煤為主，暗淡型、光亮型煤較少。</p><p><b>　　② 顯微煤巖特征</b></p><p&

57、gt;　　本井田煤層有機顯微組分以鏡質組為主，均占75％以上，其次為絲質組，一般10-15％，最少為半鏡質組5％左右；無機顯微組分一般5～15％，其中以粘土類為主，硫化鐵類少量或極少量，個別有碳酸鹽類。無機組分以分散狀、充填狀、團塊狀、粒狀分布于煤中。</p><p>　　鏡質組油浸最大反射率1.35～1.76％，隨煤層層位降低而變大。因井田采樣點少，分布范圍小，平面分布規(guī)律性不明顯。本井田煤變質階段屬第Ⅳ階段，

58、即焦煤階段。</p><p>　　2.2.4瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫</p><p><b>　　（1）瓦斯</b></p><p>　　根據焦作工學院2004年5月提供的《xxxx瓦斯涌出量預測》報告，礦井生產能力0.9Mt/a時，02、2號煤層瓦斯涌出量表2.1、2.2、2.3。</p><p>　　表2.1

59、回采工作面瓦斯涌出量</p><p>　　表2.2 掘進工作面瓦斯涌出量</p><p>　　表2.3 礦井各生產時期瓦斯涌出量</p><p>　　本井田無論前期、中期和后期都屬于高瓦斯礦井，且均有突出危險。</p><p><b>　?。?）爆炸性</b></p><p>　　地質勘探中在

60、井田內9號鉆孔中采取煤塵爆炸樣5個，試驗結果表明各煤層均有爆</p><p><b>　　炸性。</b></p><p><b>　?。?）煤的自燃</b></p><p>　　地質勘探中在井田內9號孔采有煤的自燃樣5個，試驗結果表明還原樣與氧化樣的</p><p>　　差值ΔT。為16-32℃，本

61、井田煤層不自燃或不易自燃。</p><p><b>　?。?）地溫</b></p><p>　　地質勘探中在8號鉆孔中進行了井溫測量，地溫梯度為2.29℃／100m，屬地溫正常區(qū)。</p><p><b>　　2.2.5水文地質</b></p><p><b>　?。?）含水層</b

62、></p><p>　?、?奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層組</p><p>　　本統(tǒng)巖性以石灰?guī)r和白云巖為主，其次為白云巖、角礫狀泥灰?guī)r及石膏等，含水層由多層石灰?guī)r、泥灰?guī)r組成，井田內無抽水試驗資料，西鄰馬蘭井田距井田7km處的547號孔上馬家溝組與峰峰組混合抽水試驗，單位涌出量為0.64L／s·m，滲透系數為4.04m／d水位標高951.25m。井田奧灰埋藏深，據推測，井田

63、奧灰水富水性弱。井田內9號鉆孔揭露奧灰89.40m，經穩(wěn)定水位，水位標高971.55m。</p><p>　?、?太原組石灰?guī)r溶蝕裂隙含水層組</p><p>　　太原組碎屑巖中間夾有L1、K2、L4、L5等石灰?guī)r、泥灰?guī)r，一般單層厚度1～3m，賦存段距20m左右，位于煤層附近，是礦床的直接充水含水層，鉆孔揭露本組時，水位及耗水量無變化，說明含水層富水性弱。馬蘭井田距本井田6-7km處的M

64、46、563號孔抽水試驗，單位涌水量為0.00006-0.0081L/s·m，滲透系數為0.44m/d，水位標高1104.60-1206.06m。</p><p>　?、?山西組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　含水層主要為K3及2號煤至K4間的砂巖，K3砂巖厚約15m，為中-粗粒砂巖，2號煤至K4間砂巖不穩(wěn)定，鉆孔揭露山西組時，水位及耗水量基本無變化，說明含水層賦水性弱。&

65、lt;/p><p>　　④ 石盒子組及石千峰組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　井田內溝谷中廣泛出露，含水層主要由多層砂巖組成，有少量小于0.10L/s的泉水出露，近地表風化裂隙帶富水性較強。部分鉆孔在本組涌水，井田南側距井田3km處的P23號孔涌水量較大，據放水試驗資料，井口流量為0.383L／s，單位涌水量為0.069L／s·m，據推測本組深部含水層富水性弱。</p&g

66、t;<p>　?、?第四系砂礫石層孔隙含水層</p><p>　　分布于原平河河谷中的第四系砂礫石層，厚0～12m，含孔隙潛水。</p><p><b>　?。?）隔水層</b></p><p>　　奧陶系頂界至9號煤層底板間的巖層厚70m左右，以泥質巖類為主，可視為隔水層。</p><p>　　石炭系、二

67、迭系含水層間為較厚的泥質巖層，可視為隔水層。</p><p>　　（3）水文地質條件評述</p><p>　　井田內基巖含水層多數處于深埋區(qū)，受補給條件和巖溶、裂隙發(fā)育程度的控制，富水性弱，因此，井田水文地質條件簡單。</p><p>　　山西組煤層，其主要充水含水層為本組及其上鄰近層的砂巖裂隙含水層，屬裂隙充水礦床；太原組煤層，其主要充水含水層為本組的石灰?guī)r溶蝕裂

68、隙含水層，屬巖溶充水礦床。</p><p>　　井田內無礦井和老窯分布，礦井充水水源主要為二疊系砂巖裂隙含水層和石炭系太原石灰?guī)r溶蝕裂隙含水層，這些含水層富水性均較弱，不會對煤層開采造成威脅。</p><p>　　井田內9號煤層底板最低標高480m，奧灰至9號煤底板間隔水層厚度約70m左右，奧灰水位標高若按970m計算，煤層底板所承的水壓可達4.8MPa，根據《礦井水文地質規(guī)程》中突水系數

69、計算公式計算(采礦對底板隔水層的擾動破壞厚度取l0m)，得出奧灰水對9號煤礦床突水系數可達0.08Mpa/m，大于受破壞地段的臨界突水系數0.06MPa/m，小于正常段的臨界突水系數0.15MPa/m，考慮到奧灰富水性弱，奧灰水一般不會對煤層開采造成危害。</p><p><b>　?。?）礦井涌水量</b></p><p>　　地質報告提供的礦井涌水量估算值為45～

70、60m3/h，根據鄰近的馬蘭礦井涌水量資料及井田內地質構造等情況分析，預計礦井正常涌水量120m3/h，最大涌水量250m3/h。</p><p>　　3 井田開拓及采區(qū)布置</p><p><b>　　3.1井田開拓</b></p><p>　　3.1.1井田境界及儲量</p><p>　　井田四周除北界以原相北斷層

71、為天然邊界外，其余均為人為邊界。井田西北部與馬蘭井田以原相北斷層為界，北鄰屯蘭井田，東北部與東曲井田相鄰。</p><p>　　井田形狀為一較規(guī)則的梯形，東西長約4.8km，南北寬約4.8km，面積18.2504km2。</p><p>　　參與儲量計算的煤層有02、2、4、6、8、9號6層煤，計算范圍以井田邊界，可采邊界線所限定。</p><p>　　儲量計算工業(yè)

72、指標按《煤炭資源勘探規(guī)范》中煉焦用煤的標準確定，能利用儲量的最低可采厚度為0.7m，最高可采灰分40％；暫不能利用儲量的最低可采厚度為0.6m，最高可采灰分50％。全井田上組煤設計可采儲量46839kt，下組煤設計可采儲量83846kt。全礦井設計可采儲量合計為130685kt</p><p>　　3.1.2礦井設計生產能力及服務年限</p><p>　　礦井年工作日300d，每天兩班生產

73、，一班準備，每日凈提升時間14h。井田內山西組02、2、4號三層煤可采厚度均較小，且煤層瓦斯含量較高，這些不利因素又制約著礦井生產能力不能過高。</p><p>　　根據回采工作面年推進度的合理取值，根據煤層瓦斯含量較高，要求以風定產等綜合分析，礦井設計年生產能力0.9Mt/a，主要生產環(huán)節(jié)留有1.2Mt/a能力礦井設計生產能力按0.9Mt/a計算，礦井服務年限為104 (a)其中：第一水平(上組煤)服務年限37

74、a，二水平(下組煤)服務年限67a。</p><p><b>　　3.1.3礦井開拓</b></p><p>　?。?）井筒位置的選擇</p><p>　　工業(yè)場地的位置決定著井筒的位置，由地面、井下一系列因素綜合考慮確定。xxxx井田內地形復雜，溝谷縱橫，切割劇烈，山頂黃土廣布，溝谷兩側基巖裸露，工業(yè)場地的選擇比較困難，經地面地形實地踏勘，并

75、結合井田內煤層賦存特點，設計將礦井工業(yè)場地選擇在原平河川原相鄉(xiāng)北東側lkm的河灘地帶。場地往北距公司焦化廠約8km。</p><p>　　古交xxxx煤層埋藏深，瓦斯含量大，井田構造為一平緩的單斜構造。結合地面地形條件以一對斜井+730m單水平開發(fā)全井田上組煤，工業(yè)場地選擇在原平河川原相鄉(xiāng)北東lkm的河灘地帶。主斜井井筒傾角22°，斜長1356m，裝備lm寬大傾角強力膠帶輸送機和架空乘人器，擔負礦井主提

76、升和人員升降；副斜井井筒傾角22°，斜長1355m，裝備1.5t礦車雙鉤串車作為輔助提升，在主斜井以南71m處布置專用回風立井。上組煤采用聯(lián)合布置，由于4號煤層厚度太小，因此，沿2號煤層分別布置軌道運輸大巷，膠帶運輸大巷，沿02號煤層布置兩條回風大巷，采用分層開采，全井田上組煤共劃分四個采區(qū)，首采區(qū)選擇在一采區(qū)。礦井下組煤距第一開采水平垂深約80m，下組煤開拓主、副運輸采用暗斜井延伸方式，回風立井直接延伸，下組煤8、9號層間距

77、5m左右，采用聯(lián)合布置，下組煤中的6號煤層為大部可采煤層，位置處于上、下組煤中間，因此，6號煤開拓巷道單設置，與第一水平間仍采用下組煤開拓暗斜井聯(lián)系。全井田下組煤同樣劃分為四個采區(qū)。</p><p>　　為減少礦井通風阻力，后期在井田東部，張家山村西部700m處布置一個進風立井和一個回風立井。</p><p>　?。?）水平劃分及大巷布置</p><p>　　井田內

78、煤層平緩，傾角3～5°，上組煤02、2和4號煤層，為近距離煤層群，設計考慮聯(lián)合開采。根據本井田煤層賦存條件和開采條件，設計確定上組煤采用一個水平聯(lián)合開采，水平標高為+730m。下組煤距上組煤約80m，考慮以暗斜井延深開拓新水平，下水平標高+650m。上組煤+730m水平布置南翼大巷，分別為膠帶運輸大巷、軌道運輸大巷和回風大巷，四條大巷，相互平行，膠帶大巷、軌道大巷均沿2號煤層布置，回風大巷沿02號煤層布置。</p>

79、<p>　?。?）采區(qū)劃分及開采順序</p><p>　　全井田上組煤共劃分為四個采區(qū)，首采區(qū)布置在井底車場附近的一采區(qū)。該采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，采區(qū)上組煤設計可采儲量為46839kt，服務年限37a。采區(qū)開采順為：一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)。</p><p><b>　　3.2采區(qū)布置</b></p><p>&l

80、t;b>　　3.2.1運輸方式</b></p><p>　　根據井田開拓部署，結合該礦采掘機械化裝備水平較高，初期工作面布置距井底車場較近，煤炭運量大且集中，大巷煤炭運輸方式考慮了膠帶運輸和礦車運輸兩種方式，經綜合比較大巷煤炭運輸用膠帶輸送機較為合理，其主要優(yōu)點如下：</p><p>　　（1）膠帶輸送機具有運輸能力大，與回采工作面膠帶順槽形成連續(xù)運輸，效率高，</

81、p><p>　　營運費用低，操作簡單，管理方便，易于實現自動化管理。</p><p>　?。?）膠帶運輸與礦車運輸相比具有運輸環(huán)節(jié)少，主輔運輸互不干擾，事故率低等優(yōu)點。</p><p>　　3.2.1輔助運輸方式</p><p>　　結合該礦實際情況，礦井可選擇的輔助運輸方式有調度絞車牽引礦車及無極繩絞車牽引礦車兩種方式。鑒于該礦采掘設備機械化裝

82、備水平較高，礦井全員效率高，輔助運輸量小，運輸距離短，本著投資低，易于操作的原則，設計確定大巷輔助運輸方式初期采用調度絞車牽引礦車，后期采用無極繩絞車牽引礦車運輸。其優(yōu)點是技術工藝簡單，操作便利，對煤層產狀變化適應性強，投資少。</p><p><b>　　3.2.3礦車選型</b></p><p>　　礦井移交生產后，井下大巷大部分為煤巷，掘進煤均由膠帶輸送機、刮板

83、輸送機進入主煤流系統(tǒng)，井下輔助運輸主要是人員、材料、設備和部分巷道掘進矸石的運輸，根據礦井設計規(guī)模，礦車選用1.5t系列礦車，鑒于首采區(qū)布置在井底車場附近，初期井下不考慮人員運輸。</p><p>　　3.2.3 運輸設備選型</p><p><b>　　（1）膠帶運輸設備</b></p><p>　　根據礦井開拓布置和運量的要求，井下煤炭運輸

84、采用帶式輸送機的運煤方式，帶式輸送機運量大，運輸系統(tǒng)簡單，用人少，效率高，事故少，生產潛力大，便于實現集中和自動控制，使運輸提升連續(xù)化，可以充分發(fā)揮綜采機械設備的生產能力，確保礦井高效穩(wěn)產。</p><p>　?。?）驅動方式的選擇</p><p>　　+730m水平大巷帶式輸送機根據對驅動方式的多方案綜合比較，采用TRANSFLUID KX系列液力偶合驅動方案。</p>

85、<p>　　KX系列液力偶合器采用特殊的，已申請專利的油循環(huán)設計，用于啟動電動機拖動的大煤量設備。</p><p>　　KX型液力偶合器中包含兩個腔室，通過與管相連接，由于壓差的原因，油液通過勺管從一個腔室流動到另一個腔室，最后通過設置在外部的可調節(jié)閥進入液力偶合器主循環(huán)園。這種液力偶合具有非常低的起動力矩，較長的啟動時間、非常低的電動機起動電流，非常好的隔離了被驅動設備的慣性影響。</p>

86、<p>　　啟動力矩可低于電動機額定力矩的50％；啟動力矩限制為電動機額定力矩的130％直至80％；允許徑向拆除，無需移動電動機和被驅動設備，更換(或檢修)液力偶合器無需重新調整同心度；配置保護易熔塞，但當易熔塞熔化后，油液僅從工作循環(huán)園流人后輔腔；避免了油液噴出。更換易熔塞后，液力偶合器即可重新投人工作；軸承已加油脂潤滑；并配置雙唇氟橡膠密封保護；可使用經過處理的水作為工作介質；啟動時間可通過外設可調節(jié)閥調整，調整時間最

87、長可達90秒。</p><p><b>　?。?）膠帶選擇：</b></p><p>　　采用PVG全塑整芯帶 (MTl47—95)。</p><p>　　（3）拉緊裝置的選擇：</p><p>　　采用液壓絞車拉緊方式。</p><p>　?。?）制動器和逆止器的選擇</p>&l

88、t;p>　　根據安全工程的要求，+730m大巷帶式輸送機屬上運膠帶機，故制動器，逆止器均需設置，本設計擬采用高速油液壓推桿制動器和高速軸用非接觸式逆止器。。</p><p><b>　　3.3采煤方法</b></p><p>　　3.3.1采煤方法的選擇及其依據</p><p>　　礦井初期開采山西組02和2號煤層。02號煤層厚度0.5～

89、2.6m，平均1.64m。煤層結構簡單，不含或含l～2層夾石，屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。頂板多為泥巖及砂質泥巖；底板多為泥巖及粉砂巖。2號煤層厚度1.40～2.00m，平均1.83m，煤層結構簡單，一般不含夾石。屬全井田可采的穩(wěn)定煤層。頂板多為粉砂巖及砂質泥巖；底板多為砂質泥巖及粉砂巖。首采區(qū)02和2號煤層賦存穩(wěn)定，地質構造簡單，煤層傾角平緩，一般小于10°，煤層無自燃發(fā)火傾向，其開采條件適合于機械化開采。</p>

90、<p>　　根據井田開拓部署和02、2號煤層賦存條件以及礦井的其它開采條件，設計推薦采用傾斜長壁綜采一次采全高的采煤方法，頂板管理采用全部垮落法。</p><p>　　3.3.2工作面采煤、裝煤、運煤方式及設備選型</p><p>　　根據首采區(qū)02號煤層賦存條件，結合地方煤礦生產及技術管理水平，礦井投產初期裝備一個綜采工作面，采用雙滾筒采煤機割煤，可彎曲刮板輸送機及可伸縮膠帶

91、輸送機運煤。綜采工作面主要設備選型見表 3.1</p><p>　　表3.1 設備選型</p><p>　　3.3.3工作面頂板管理方式及支護設備選型</p><p>　　根據02、2號煤層厚度及頂板巖性，回采工作面頂板支護采用ZZ4400/14/28型液壓支架，頂板管理采用全部垮落法。</p><p>　　3.3.4回采工作面回采方向&l

92、t;/p><p>　　根據巷道布置形式及開采方法，工作面采用傾斜長壁后退式開采法，采用整層“扒皮式”開采。</p><p>　　3.3.5工作面參數的確定</p><p>　　（1）回采工作面長度</p><p>　　根據首采區(qū)煤層賦存條件、開采條件及選擇的采煤設備，結合地方煤 礦生產及管理水平和礦井設計生產能力等因素，確定礦井初期綜采工作面長度

93、200m。</p><p>　　（2）回采工作面循環(huán)數、年推進度、單產確定</p><p>　　根據工作制度和采煤時間，工作面日進12刀，日進7.2m，正規(guī)循環(huán)率按0.95%計算，年推進度2052m,則工作面單產為：</p><p>　　Q采=L×V×m×γ×C（3-1）</p><p>　　=200

94、×2052×1.64×1.39×0.95</p><p>　　=888770 t/a =0.889 Mt/a</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q采———工作面年產量，Mt/a；</p><p>　　L ———工作面長度，m；</p>&l

95、t;p>　　m———工作面煤層采高，m；</p><p>　　γ———煤層容重，t/m3；</p><p>　　C———采區(qū)回采率，0.95。</p><p>　　考慮10%的掘進出煤，礦井總產量為：</p><p>　　Q= Q采×（1+10%）=0.978 Mt/a</p><p>　　滿足礦井生產

96、能力要求。</p><p><b>　　4 礦井通風設計</b></p><p>　　礦井采用機械抽出式通風方式。</p><p>　　依據井田開拓部署及煤層賦存條件，確定礦井初期采用中央并列式通風系統(tǒng)，主、副斜井進風，回風立井回風。后期在井田東部張家山村附近新增進、回風立井，以解決礦井后期通風問題，故礦井后期采用分區(qū)式通風系統(tǒng)。</p

97、><p><b>　　4.1采區(qū)通風設計</b></p><p>　　4.1.1 采區(qū)通風系統(tǒng)要求</p><p>　?。?）每一個采區(qū)，都必須布置回風巷實行分區(qū)通風[1]。</p><p>　?。?）采煤工作面和掘進工作面都應采取獨立通風。</p><p>　?。?）煤層傾角大于的回采工作面都應采取

98、上行通風，如采用下行通風時，必須報礦總工程師批準，并遵守下列規(guī)定：</p><p>　?、倩夭晒ぷ髅娴娘L速不得低于1m/s，不大于4m/s；</p><p>　?、跈C電設備設在風道時，回采工作面回風道風流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%，并應裝瓦斯自動檢測報警斷電器；</p><p>　　③進回風巷中必須布置消防供水管路。</p><p>　　④應有能

99、夠控制逆轉風流、防止火災氣體涌入風流的安全措施。在有煤和瓦斯突出的危險的、傾角大于的煤層中，嚴禁采用下行通風；</p><p>　?、蓍_采有煤塵爆炸危險的礦井，在井下的兩翼、相鄰的采區(qū)和相鄰的煤層，都必須用水棚隔開，在所有運輸巷道和回風巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。</p><p>　?。?）采煤工作面和掘進工作面的進風、回風，都不得經過采空區(qū)和冒落區(qū)。水采工作面由采空區(qū)和冒落區(qū)回風時，

100、必須使水采工作面有足夠的新鮮風流，保證水采工作面及其回風巷中的瓦斯和二氧化碳濃度都符合規(guī)定。</p><p>　　4.1.2采煤工作面上行通風與下行通風的選擇</p><p>　　上行通風與下行通風是指進風流方向與采煤工作面的關系而言。當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷道時，采煤工作面的風流沿傾斜向上流動，稱上行通風，否則是下行通風。同向與逆向通風指風流方向與煤流方向之間的關系而言。風流方

101、向與煤炭運輸方向一致時稱為同向通風，否則為逆向通風。</p><p>　　上行風與下行風的適用條件及優(yōu)缺點</p><p>　?。?）上行風的適用條件及優(yōu)缺點：瓦斯比空氣的密度小，有一定的上浮力，能較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛龋谡ｏL速下，瓦斯分層流動和局部積累的可能性比較?。徊捎蒙闲型L時，工作面運輸平巷中的運輸設備位于新鮮分流中，安全性比較好；工作面發(fā)生火災時，采用上行通風在起火地點發(fā)

102、生瓦斯爆炸的可能性比下行通風要小些；除淺礦井的夏季之外，采用上行通風時，采區(qū)進風流和回風流之間產生的自然風壓和機械風壓的作用方向相同，對通風有利；上行風流方向與運煤方向相反，易引起煤塵飛揚，使采區(qū)工作面進風流及工作面風流中的煤塵濃度增大；煤炭在運輸過程中所釋放出的瓦斯被上行風流帶入工作面，使進風流和工作面風流中的瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面的安全衛(wèi)生條；，采用上行風時進風風流流經的路線較長，風流溫度會由于受到壓縮和地溫的升高而升高，又加

103、上運輸巷內設備運轉時所產生的熱量對風流的加熱作用，故上行通風比下行通風工作面的氣溫要高些。</p><p>　?。?）下行風與下行風的適用條件及優(yōu)缺點：煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些；空氣被加熱的程度較??；方向與瓦斯自然流向相反，保持足夠的風速就能具有對瓦斯較強的擾動和混合能力，不易出現瓦斯分層流動和局部積聚的現象；運輸設備在回風巷道中運轉，安全性較差；下行通風在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性大，且滅火工作困難；降低了礦

104、井的通風能力，主要風機停止運轉有停風和反風的可能。</p><p>　　該礦井煤層傾角3ｏ—5ｏ屬于近水平煤層，瓦斯相對涌出量31.39m3/min，屬于瓦斯災害礦井，需要稀釋瓦斯?jié)舛?，由于瓦斯密度比空氣小，如果選擇上行通風，會造成瓦斯與空氣分層流動引發(fā)事故，因此選擇下行通風系統(tǒng)。</p><p>　　4.1.3工作面通風系統(tǒng)的選擇</p><p>　　確定采煤工作

105、面的通風方式并作技術比較</p><p>　　表4.1 通風系統(tǒng)分類變</p><p>　　工作面的回采順序有前進式和后退式。前進式與后退式相比，回采時不用提前掘出回采巷道，可以邊采邊掘，但是回采巷道的上、下順槽的維護費用多。并且新鮮風流首先通過采空區(qū)，漏風嚴重且風流會帶著采空區(qū)涌出的瓦斯進入工作面，容易使瓦斯超限。煤層本身具有瓦斯涌出量大，前進式通風使工作面的瓦斯?jié)舛认♂尷щy，故考慮采

106、用后退式回采順序。經過比較幾種通風系統(tǒng)，考慮到為了稀釋瓦斯?jié)舛?，為了防止上隅角瓦斯積聚，保證工作面風流新鮮，采用U+I型通風，考慮到工作面風量比較大，故進風選擇兩條巷道即軌道皮帶順槽和進風順槽同時進風，如4.1圖所示</p><p>　　圖4.1 工作面通風系統(tǒng)</p><p>　　4.2掘進工作面通風</p><p>　　根據開拓、開采巷道布置、掘進區(qū)域煤巖層的

107、自然條件以及掘進工藝，確定合理的局部通風方法及其布置方式，選擇風筒類型和直徑，計算風筒出入口風量，計算風筒通風阻力，選擇局部通風機。</p><p>　　4.2.1局部通風系統(tǒng)的設計原則</p><p>　　局部通風機是礦井通風系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風取自礦井主風流，其污風又排入礦井主風流。其設計原則可以歸納如下</p><p>　?。?）礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)設

108、計應為局部通風創(chuàng)造條件；</p><p>　?。?）局部通風系統(tǒng)要安全可靠、經濟合理和技術先進；</p><p>　　（3）盡量采用先進技術先進的低噪、高效型局部通風機；</p><p>　　（4）壓入式通風易采用柔性風筒，抽出式通風易采用帶剛性骨架的可伸縮風筒或完全剛性的風筒。風筒材質應選擇阻燃、抗靜電型；</p><p>　?。?）當一臺

109、風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯(lián)合運行。</p><p>　　4.2.2局部通風的方式選擇</p><p>　　局部通風機通風是利用局部通風機作為通風動力，用風筒吧新鮮風流導入掘進工作面中，為工作人員提供氧氣，降低工作面溫度，排除瓦斯等有害氣體，改善工作面工作環(huán)境，保證工作面的人身財產安全。局部通風機的通風方式分為三種：壓入式、抽出式、混合式。</p><

110、;p><b>　?。?）壓入式通風</b></p><p>　　壓入式通風，局部通風機和啟動裝置安設在離掘進巷道10m以外的進風巷道中，局部通風機經過風筒把新鮮風流送入掘進工作面，污風沿掘進巷道排出，風流從風筒出口形成的射流屬于末端封閉的有限貼壁射流。氣流貼著巷道壁射出風筒后，由于吸卷作用，射流斷面不斷擴大，直到射流斷面達到最大值，此段為擴張段，然后射流斷面逐漸縮小，直到為零，這段稱為