礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 Abstract 目錄 1第1章井田概況及地質(zhì)特征 5 5 5 51.1.3地形地勢 51.1.4氣候雨量風(fēng)向風(fēng)速 51.1.5河流 71.2地質(zhì)特征 81.2.1礦區(qū)圍的地層情況 8 81.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 8 91.2.5瓦斯煤塵煤的自燃性 1.2.6煤質(zhì)、牌號及用途 第2章井田境界儲量服務(wù)年限 2.2.2保安煤柱 2.2.3儲量計(jì)算方法 2.2.4儲量計(jì)算的評價 2.3礦井工業(yè)制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 2.3.1礦井工作制度 2.3.2礦井生產(chǎn)能力的確定 2.3.3礦井服務(wù)年限的確定 第3章井田開拓 3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.1.3水平數(shù)目及高度 3.1.4石門、大巷數(shù)目及布置 3.1.5采區(qū)劃分 3.3.1沿井田走向的開采順序 3.3.2沿井田傾向的開采順序 3.4礦井提升系統(tǒng) 第4章采區(qū)通風(fēng) 4.1采區(qū)設(shè)計(jì)概述 4.1.1設(shè)計(jì)采區(qū)的位,置邊界圍采區(qū)煤柱 4.1.2采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 4.1.3采區(qū)的生產(chǎn)能力儲量及服務(wù)年限 4.1.4采區(qū)巷道布置 4.2采煤方法及采煤工藝 4.2.1采煤方法選擇 4.2.2回采工藝 4.3采區(qū)通風(fēng) 4.3.1采區(qū)概況 4.3.2采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求 4.3.3采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇 4.3.4回采工作面通風(fēng)系統(tǒng) 4.4掘進(jìn)通風(fēng) 4.4.1局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 4.4.2局部通風(fēng)方法 4.4.3風(fēng)筒及局部通風(fēng)機(jī)選擇 第5章礦井通風(fēng)系統(tǒng) 5.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 5.1.1選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則 5.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 5.1.3礦井通風(fēng)方式的選擇 5.2礦井需風(fēng)量的計(jì)算 5.2.1風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和原則 5.2.2礦井風(fēng)量計(jì)算 5.2.3礦井總風(fēng)量計(jì)算 5.2.4礦井風(fēng)量分配 5.2.4風(fēng)量分配后的風(fēng)速校核 5.3礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 5.3.1圖紙和編制數(shù)據(jù) 5.3.2風(fēng)網(wǎng)圖的繪制 5.3.3摩擦阻力的計(jì)算 5.3.4局部阻力的計(jì)算 5.3.5自然風(fēng)壓 5.3.6礦井通風(fēng)總阻力 5.3.7礦井等積孔 5.4扇風(fēng)機(jī)的選擇 5.4.1選擇原則及步驟 5.4.2扇風(fēng)機(jī)的選擇 5.4.5選擇電動機(jī) 5.5概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 5.5.2噸煤通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算 5.6通風(fēng)構(gòu)筑物 5.6.1通風(fēng)構(gòu)筑物 結(jié)論 致謝辭 附錄1 附錄2 第1章井田概況及地質(zhì)特征xxx位于省xxx市。為xxx煤田最南部的一個井田。其地理坐標(biāo)層與上復(fù)第三系地層的-500標(biāo)高不整合接觸線。西起煤系地層基盤。2。礦區(qū)西部有xxx市至和雙鴨山的鶴大公路，并且與礦區(qū)公路相連連，礦區(qū)鐵路與至xxx的國有鐵路在集配站接軌，交通十分便利。詳見交通位置圖1-1：1.1.3地形地勢之二左右，中部原受鶴立河的侵蝕地勢較低洼，區(qū)最高標(biāo)高220m，一1.1.4氣候雨量風(fēng)向風(fēng)速左右，風(fēng)向多西風(fēng)，最大風(fēng)速為24m/s。大鶴朱家山219.5永利紅旗鄉(xiāng)興安立河00工人村新農(nóng)九隊(duì)興興安安峻德礦鶴新大新華華勘新農(nóng)十隊(duì)公勘新農(nóng)十隊(duì)鶴探鶴永昌新農(nóng)十一隊(duì)礦富力礦農(nóng)場大陸礦農(nóng)場哈蘿公路立新華新農(nóng)二十隊(duì)圖1-1交通位置圖1.1.5河流向一致。水力坡度2‰左右。年平均降雨量為600mm左右，雨季集中在六，七，八三個月。1.2地質(zhì)特征1.2.1礦區(qū)圍的地層情況域地層表的統(tǒng)一對比，區(qū)自下而上有：前古生界，上侏羅統(tǒng)：石頭河的主要含煤地層，煤層總厚度51.37M，含煤率4.7%。煤層厚度總趨勢礦區(qū)主要含煤層有23層，劃歸給本設(shè)計(jì)礦井的可采煤層共二層。沿局部有波狀起伏。然而斷裂則相當(dāng)復(fù)雜，反映本區(qū)構(gòu)造形跡是以斷裂為主。因受井田中部大斷層F5的作用影響將井田劃分為兩部分，井田四周也是以較大的斷層為邊界的。各個斷層的具體情況見表1—1：經(jīng)過詳細(xì)的地質(zhì)勘探及綜合分析，本井田有5條大斷裂，都為正斷層。1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征該組共有可采煤層2層，以下將各煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、煤容重和煤層頂?shù)装迩闆r說明如下附(煤層特征表)：結(jié)構(gòu)為單斜構(gòu)造，煤層平均傾角為33o，賦存穩(wěn)定，有夾矸，煤層能泥巖或含炭泥巖，底板為細(xì)砂巖。角33o，煤層發(fā)育到地面露頭，貯存穩(wěn)定的煤層，單斜結(jié)構(gòu)，容重1.4t/m3，頂板為細(xì)砂巖，底板為粉砂巖。序號12345編號F7FL1正正正正正西北-東南西北-東南落差（m）（m）查明程度可靠可靠可靠可靠可靠表1-2煤層特征煤厚（m）最大平均穩(wěn)定性頂板底板層煤厚（m）最大平均穩(wěn)定性頂板底板層次最較穩(wěn)定穩(wěn)定細(xì)砂巖粉砂巖粉砂巖細(xì)砂巖1.xxx煤田處于小興安嶺山地與松花江下游合江平原之間的丘陵下水的靜儲量，動儲量都較大。2.本區(qū)地層無完整的隔水層。主要含水層為第四系孔隙含水層和白堊系，侏羅系，前古生界地層風(fēng)化帶含水層。xxx礦屬于水文地質(zhì)受水害威脅，防治水工程量大，難度大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果差。根據(jù)上述兩種方法所得資料，穩(wěn)定流K值：34.49M/日～41.9M/日，非穩(wěn)定流K值34.76M/日～34.36M/日，給水度S=18.7%。水質(zhì)經(jīng)數(shù)次化驗(yàn)到目前仍基本符合國家飲水標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)類型為重碳酸鈣鈉型。1.2.5瓦斯煤塵煤的自燃性xxx只開采了四個煤層，其中11號層只局部開采，就3、9、17號煤層經(jīng)歷年來瓦斯鑒定，該井為高瓦斯礦井。xxx對以開采的3、9、17煤層分別做了煤塵爆炸性鑒定，結(jié)論是三個煤層均存在爆炸性。爆炸試驗(yàn)中其火焰長為：3號層300～400㎜、9號層320～530㎜、17號層20～500㎜。煤層自然發(fā)火期，3號層為18個月、9號層無發(fā)火史、17號層為煤層自然傾向性分類：11、17、21號煤層為Ⅰ類，其余煤層均為1.2.6煤質(zhì)、牌號及用途1.煤種情況：本礦井圍主要是主焦煤，還有少量的無煙煤，貧煤和瘦煤。2.灰份變化：本區(qū)煤層的灰份值是中部較上部和下部低，灰份值大約在1930%之間，屬于中灰份煤，上部和下部煤層的灰份較高，都在30%以上，屬于富灰煤。電做動力用煤次之。第2章井田境界儲量服務(wù)年限的斷層為邊界，與臨近的礦井沒有采動影響。xxx僅北部與興安煤礦相鄰。該礦同我礦接壤處。xxx礦僅淺部4個層進(jìn)行了開采。2.邊界所確定的井田圍要有利于對井筒位置的選擇．安排地面生3.劃分的井田境界要盡量為礦井發(fā)展留有一定的空間；4.如果地質(zhì)條件可以，井田要有合理的走向長度，以利于井型的擴(kuò)大和機(jī)械化程度的不斷提高；根據(jù)以上原則，結(jié)合xxx礦井田的實(shí)際地質(zhì)情況可知：可知，井田的煤層發(fā)育較好，煤層均為單斜構(gòu)造，并且傾角都在33左右，預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后不久的核定生產(chǎn)能力會大于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，隨著科學(xué)技術(shù)尤其是煤炭開采技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的提高，可以采出和探測在xxx礦井田圍，參加儲量計(jì)算的煤層有17#，和21#共2層，各煤層儲量計(jì)算邊界與井田境界大致相同，礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量，礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。礦井儲量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)以《儲量管理規(guī)程》和《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)》的規(guī)定和我國能源政策，資源狀況及目前煤礦開采技術(shù)條件為依據(jù)。本設(shè)計(jì)礦井井田絕大部分為煉焦用煤，和少量的優(yōu)質(zhì)動力煤。2.2.2保安煤柱1.各煤層在地面的露頭處留設(shè)30-50m的保安煤柱；4.河流的保安煤柱要根據(jù)各煤層的埋藏深度的不同，而有變化；2.2.3儲量計(jì)算方法礦井儲量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要以《儲量管理規(guī)程》為依據(jù)，計(jì)算的方法這里采用底板等高線水平投影分水平塊段法。1.工業(yè)儲量的計(jì)算方法塊段儲量＝塊段水平投影的面積/平均傾角根據(jù)礦井煤層儲量計(jì)算圖，結(jié)合以上公式計(jì)算出本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)儲量大約為14740萬噸。各個煤層的工業(yè)儲量見表2-1可采煤層儲量計(jì)算總表。2.可采儲量的計(jì)算kZ—工業(yè)儲量，Mtc表2－1可采煤層儲量表煤層煤柱損失可采儲量回采率%對回采率的要求：中厚煤層不應(yīng)小于0.75%，薄煤層不應(yīng)小于2.2.4儲量計(jì)算的評價該設(shè)計(jì)礦井所有的儲量計(jì)算過程，均是嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行的。由于技術(shù)水平有限和資料的不很全面，所以各種儲量的結(jié)果可能與實(shí)際有點(diǎn)誤差。2.3礦井工業(yè)制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限2.3.1礦井工作制度2.3.2礦井生產(chǎn)能力的確定2.3.3礦井服務(wù)年限的確定礦井服務(wù)年限的確定和礦井生產(chǎn)能力的確定是息息相關(guān)的，受很多相同因素的影響，根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況和礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式，TZ/(A×K)（2-2）式中：Z—礦井設(shè)計(jì)可采儲量，MtA—生產(chǎn)能力，Mt/a1.當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a時，2.當(dāng)?shù)V井的生產(chǎn)能力為2.4Mt/a時，3.當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a時，參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)》，再通過以上計(jì)算可知，礦井的設(shè)第3章井田開拓xxx礦周邊有些小井和小窯，都是片盤斜井，他們的生產(chǎn)情況和正斷層，煤層的傾角在33°左右，煤層都呈單斜構(gòu)造，通風(fēng)方式為分2.影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況由勘探的精查報(bào)告所描述的煤層自然產(chǎn)狀，構(gòu)造困素，煤層頂?shù)装宓臈l件，沖積層結(jié)構(gòu)，地形及水文地質(zhì)條件等，其中井田煤層的賦存深度和沖積層水文地質(zhì)的條件對開拓方式的影響是最大的。xxx礦的所有設(shè)計(jì)建設(shè)的基本程序必須嚴(yán)格按照有關(guān)國家法規(guī)，設(shè)計(jì)規(guī)程，規(guī)來進(jìn)行，選取開拓方式的時候要及時的查閱和學(xué)習(xí)現(xiàn)有的最先進(jìn)的開拓方式方法，對現(xiàn)有的最先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)備也要有一定的3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述根據(jù)井田圍的地形地勢，煤層賦存情況和地質(zhì)構(gòu)造等自然因素，經(jīng)過上面對井筒的形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，該礦井采用雙立井兩水平開拓，上山開采，共有兩個風(fēng)井。1.地面條件(1)地面工業(yè)廣場的占地面積盡量小。(2)要考慮地形與工程地質(zhì)的條件。(3)地面煤倉與外運(yùn)鐵路的連接(4)礦井的工業(yè)廣場與生活區(qū)的位置(1)如果自然條件較好，地質(zhì)構(gòu)造不是很復(fù)雜，盡量把井筒布置在井田儲量的中央。(2)如果布置井筒的位置有較大的斷層，就把井筒布置在斷層的下盤。(3)井筒的位置盡量選在壓煤量少的地方，也可以讓斷層，河流和井筒使用同樣的保安煤柱，同時保證河流和井筒之間要有一定的安全距離。(4)根據(jù)勘探程度的不同，應(yīng)該將井筒布置在勘探的比較明了的地方，降低礦井的基建投資，最好是等出來煤炭以后，有一定的收益根據(jù)本礦井所在井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的一些條件，本設(shè)計(jì)礦井井筒的位置詳見開拓平面圖，其井筒井口坐標(biāo)為：：（：（：（3.1.3水平數(shù)目及高度根據(jù)本井田的煤層賦存深度，角度和地質(zhì)構(gòu)造等自然條件，再經(jīng)過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，合理的對井田開采水平進(jìn)行了劃分，該設(shè)計(jì)礦井在－300m水平標(biāo)高處劃分第一個水平，階段垂高500m，在-山開采。二水平設(shè)在－600m標(biāo)高，也是采用上山開采。3.1.4石門、大巷數(shù)目及布置根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的所有客觀條件再比較現(xiàn)有的先進(jìn)的運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備和開拓巷道布置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定本設(shè)計(jì)礦井采用集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式。由于本設(shè)計(jì)礦井采區(qū)接續(xù)的原因，使得大巷和石門的服務(wù)年限不是很長，但是運(yùn)輸通過能力較大，所以運(yùn)輸大巷和石門的斷面和支護(hù)方式設(shè)計(jì)在本礦井中相同，其部設(shè)施也相同。主要運(yùn)輸巷道的斷面設(shè)巷斷面設(shè)計(jì)的基本原則是在滿足通風(fēng)安全與技術(shù)要求的前提下，爭取提高巷道斷面的利用率，降低斷面造價，并有利于加快開拓速度。本設(shè)計(jì)礦井運(yùn)輸大巷斷面圖如圖3—1所示、石門斷面圖如圖3—2所示。12001200圖3-1運(yùn)輸大巷斷面圖12001200圖3—2石門斷面圖3.1.5采區(qū)劃分布置一個單翼采區(qū)進(jìn)行回采，中部和北部大部分的走向長度較大，需要劃分為一個雙翼采區(qū)進(jìn)行回采，布置單翼采區(qū)的目的是為了增加工作面的推進(jìn)長度，從而減少了工作面的搬家次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)采區(qū)的劃分原則，再結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，本設(shè)計(jì)礦本井硐穿過的巖層的基底為元古界的花崗巖及花崗片麻巖，穿過的地層為中生界侏羅紀(jì)中上統(tǒng)石頭河子組地層，巖層多為粉砂巖和細(xì)砂巖，主要含煤地層處于城子河組中部。根據(jù)主副井所穿過巖層的圍巖性質(zhì)，并按《規(guī)程》規(guī)定，可以確表土段：鋼筋混凝土砌碹，表面抹灰漿；煤層段：料石砌碹；2.副井井筒表土段：鋼筋混凝土砌碹，表面抹灰漿；煤層段：料石砌碹；本設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)條件和井型的需要，盡量增大井筒斷面的利用率。根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的井型和提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒圖3—4副井井筒斷面圖。圖3—3主井筒斷面圖積42m2，井筒深度320m。井筒裝備兩套16t單箕斗帶平衡錘（JDG16/150×4Y采用球扁鋼組合罐道，端面布置采用錨桿固定拖架。圖3—4副井井筒斷面圖副井井筒：井筒直徑7.2m，凈斷面面積41m2，掘進(jìn)斷面積47m2。罐道，端面采用錨桿固定拖架。井筒設(shè)有復(fù)合材料梯子間，作為本礦井的一個安全出口和井筒檢修之用，并鋪設(shè)有排水管路三趟（一趟預(yù)），送電源的電纜、用于通訊的訊號電纜等。要及時的延深，保證礦井生產(chǎn)采區(qū)的正常接續(xù)，根據(jù)詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)作要有計(jì)劃、按步驟進(jìn)行，保證采掘關(guān)系的平衡，因此，要研究掌握采煤和掘進(jìn)的關(guān)系特點(diǎn)，了解有關(guān)法規(guī)政策和規(guī)程、規(guī)的有關(guān)規(guī)定。3.3.1沿井田走向的開采順序根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況可知，在進(jìn)行回采，這樣就減少了建井的初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快，可以投資少，采出煤炭后，用礦井的凈收益去開拓另外的大巷和上山。3.3.2沿井田傾向的開采順序?qū)淤A存的條件可以進(jìn)行上行式開采，在煤層的傾斜方向上絕大部分是下行開采，只有局部有上行式開采。3.4礦井提升系統(tǒng)礦井提升設(shè)備的選擇是否合理對于保證礦井持續(xù)的穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)是副井提升系統(tǒng)，設(shè)備選型過程以及各種特性如下：主井采用一對16t多繩摩擦式箕斗提升，型號為如表3—1所示。載重量型號JDG16/150×4Y載重量型號JDG16/150×4Y有效容積有效容積2.副井提升本設(shè)計(jì)礦井的副井井筒安裝的提升設(shè)備是一對能夠容納1.5t礦車的雙層四車的罐籠，型號為GDS1/6/2/4.提升機(jī)選用和主井一樣型號的提升機(jī)，但電動機(jī)功率只需要選擇1200kw就可以滿足副井的提升任務(wù)。第4章采區(qū)通風(fēng)采區(qū)設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)為一采區(qū)的17#煤層工作面的布置容有采煤方法的選擇，采煤工作面各參數(shù)的確定，運(yùn)輸與回風(fēng)平巷的頂板管理和工作面生產(chǎn)設(shè)備的選擇等容。 部開采，就3#、9#、17#號煤層經(jīng)歷年來瓦斯鑒定，該井為高沼氣礦井， 4.1.1設(shè)計(jì)采區(qū)的位,置邊界圍采區(qū)煤柱4.1.2采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況圍沒有斷層，除邊界之外，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層呈單斜構(gòu)造，采的基底為侏羅紀(jì)上統(tǒng)城元古界的花崗巖及花崗片麻巖。采區(qū)所有煤層均無巖漿巖侵入，煤層都處在石頭廟組。煤層頂?shù)装鍨樯皫r，為中等堅(jiān)硬程度，巷道支護(hù)比較容易。4.1.3采區(qū)的生產(chǎn)能力儲量及服務(wù)年限本采區(qū)可采煤層就是17#號煤層，通過計(jì)算本設(shè)計(jì)采區(qū)工業(yè)儲量為31.95Mt,可采儲量28.76Mt。本采區(qū)為一個綜合機(jī)械化放頂煤工作面4.1.4采區(qū)巷道布置因?yàn)楸静蓞^(qū)選用綜采放頂煤采煤法，所以在區(qū)段劃分的時候盡量之間。工作面長度要受到地質(zhì)、技術(shù)、設(shè)備、管理和安全等因素的限制，其長度確定的合理否，直接影響到采區(qū)回采率、掘進(jìn)率、巷道維修量、過現(xiàn)場實(shí)踐，一般認(rèn)為后煤層綜采放頂煤工作面的長度確定在150m之間，實(shí)踐證明該長度使得效益得到了最大發(fā)揮。目前國綜采放頂煤為0.8-1.2m，工作面日推進(jìn)度一般在3.6-4.8m之間，可按下式估算工作面長度：L=（4-1）由以下公式可確定工作面的長度：2．采區(qū)上山布置根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)服務(wù)年限的長短，可以將上山布置在煤層中或者是煤層底板巖層中，由于本采區(qū)是單層煤開采，生產(chǎn)服務(wù)年限較長，所以上山布置在本煤中最下面一層的底板巖層中。雙翼開采，上山位置在采區(qū)走向的中央。3．采區(qū)車場布置根據(jù)采區(qū)車場設(shè)計(jì)的有關(guān)依據(jù)和相關(guān)規(guī)程規(guī)的要求，本礦井采區(qū)的車場設(shè)計(jì)如下：采區(qū)上部車場選用平車場，中部選用甩車場，下部車場采用大巷式裝車的布置方式。（1）采區(qū)下部裝煤車場設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采區(qū)選用盡頭式大巷裝車式。（2）輔助提升車場設(shè)計(jì)輔助提升車場和軌道上山連接是在豎曲線后以31o坡度跨越大巷，然后直接和軌道上山相連。4．工作面切眼運(yùn)輸巷回風(fēng)巷（1）切眼切眼沿煤層底板布置，采用2600“W”鋼帶配10#菱形鐵絲網(wǎng)（2800×1000），φ22×200Omm全螺紋等強(qiáng)錨桿支護(hù)頂板，錨桿排距（2）運(yùn)輸巷回風(fēng)巷工作面運(yùn)輸巷及回風(fēng)巷均沿煤層頂板布置，采用錨帶網(wǎng)支護(hù)。巷道斷面形狀為梯形，凈寬2.6m，凈高2.5m，凈斷面6.5m2。采用3500×275×2.75mm“W”鋼帶配10#菱形鐵絲網(wǎng)（3800×1000mm），φ22×220Omm全螺紋等強(qiáng)錨桿支護(hù)頂板。5．煤倉形式支護(hù)（1）形式根據(jù)煤倉倉體傾角的不同，把煤倉分為垂直式，傾斜式和垂直傾斜式，若煤倉的容積和斷面確定了，且煤倉的高度不受限制，這時宜選用垂直式，反之當(dāng)高度受到限制的時候應(yīng)該選用傾斜式或垂直傾斜式。本設(shè)計(jì)采區(qū)是二層煤聯(lián)合布置，上山布置在最下層煤的底板巖層中，對煤倉高度的要求能夠滿足，所以這里選用的煤倉形式為圓形斷面垂直煤倉，圓形斷面利用率高，不容易卡煤堵塞，便于維護(hù)，施工也方便。（2）煤倉結(jié)構(gòu)及支護(hù)方式煤倉的結(jié)構(gòu)是由以下部分組成的:煤倉上部收口，倉身，下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)，溜口和閘門裝置。力狀況，需以混凝土收口筑成圓臺體。下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；煤倉下口用混凝土砌筑成圓臺體形收口，收口斗倉可做成曲面圓臺體形狀以解決起拱堵倉的問題，為了大巷的安全，煤倉與大巷連接處加強(qiáng)支護(hù)，應(yīng)在煤倉下口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。采區(qū)主要硐室包括采區(qū)煤倉、采區(qū)絞車房、采區(qū)變電所。采區(qū)絞車房設(shè)在圍巖穩(wěn)定、無淋水、地壓小和容易維護(hù)的煤層底板巖層中。在保證安全易于檢修的前提下，盡可能的布置緊湊些，以減少硐室的施工量，寬度，長度和高度的確定要根據(jù)采區(qū)的生產(chǎn)能力和所選用的絞車的型號有關(guān)。絞車房設(shè)兩個安全出口，有鋼絲繩通道和絞車房通道。采區(qū)變電所是整個采區(qū)供電的中心，布置在低壓小，無淋水的底板巖層中，硐室寬度在3.6m左右，高度為2.5—3m之間，人行道寬1.4m，采用阻燃的材料支護(hù)。硐室與通道聯(lián)接處，裝設(shè)向外開的防火柵欄兩用門。4.2采煤方法及采煤工藝采煤方法是采煤系統(tǒng)與回采工藝的總稱。選擇怎樣的采煤方法與設(shè)計(jì)礦井的具體地質(zhì)條件和現(xiàn)有的煤炭開采技術(shù)是密切相關(guān)的，還應(yīng)該綜合考慮材料的消耗、建設(shè)成本、管理集中等因素。設(shè)計(jì)時，應(yīng)盡量采用行之有效事半功倍的先進(jìn)技術(shù)，積極提高機(jī)械化水平，解放勞動力，設(shè)計(jì)建設(shè)高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井【5】。4.2.1采煤方法選擇下部車場布置在開采水平-300標(biāo)高處，該采區(qū)除邊界斷層外無其他明顯的地質(zhì)構(gòu)造，采區(qū)的煤層為低涌水量、高瓦斯煤層。根據(jù)本采區(qū)實(shí)際的自然地質(zhì)情況，可以確定采煤方法選用單一走向長壁采煤法。4.2.2回采工藝回采工藝主要包括采煤工作面的落煤、裝煤、運(yùn)煤、工作面支護(hù)、采空區(qū)處理方法等五個方面，根據(jù)本采區(qū)所選用的采煤方法，再結(jié)合礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)，安排回采工作面的回采方式如下：（1）落煤，采用單一走向長壁采煤法，使用雙滾筒采煤機(jī)割煤，進(jìn)刀方式選用，工作面端頭割三角煤斜切進(jìn)刀，雙向割煤往返一次進(jìn)（2）裝煤，采煤機(jī)落煤以后割下的煤直接落入工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)中，落在刮板運(yùn)輸機(jī)外的浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機(jī)中。井提至地面。（4）工作面支護(hù),工作面用支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，工作面向支撐壓力的作用，在超前工作面20m的上下順槽中采用單體加鉸接頂梁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。（5）采空區(qū)處理,由于地表沒有什么重要的建筑物和鐵路，所以采由于本采區(qū)所開采的煤層的傾角平均在33左右，所以要對工作面的刮板輸送機(jī)和液壓支架采取一些防滑措施。（1）刮板輸送機(jī)下滑的主要原因是重力的分力大于設(shè)備和底板的摩擦力和刮板鏈帶煤進(jìn)入刮板底部，刮板向上運(yùn)動和底板摩擦產(chǎn)生向下的力，其次對刮板推移方式不得當(dāng)、推移次數(shù)過多也是導(dǎo)致設(shè)備下滑的主要原因。液壓支架下滑的主要原因有：重力的分力大于支架和底板之間的摩擦力、煤層頂板向煤層傾斜方向運(yùn)動、支架頂?shù)姿芰Φ暮狭ζ屏酥行膶χЪ墚a(chǎn)生傾倒的力矩等都是支架下滑和傾倒的主要原因。（2）防止設(shè)備下滑的主要措施有：防止輸送機(jī)下滑的主要措施有：防止煤矸等進(jìn)入到溜槽的底部、工作面?zhèn)蝺A斜方向布置，即工作面的下部超前于上部，使支架上移的量和下滑量相互抵消，安裝防滑千斤頂。移架的時候總是先從工作面最底端的支架開始、間隔移架、各個支架用導(dǎo)軌滑槽連在一起，可以相互的導(dǎo)向和防滑。本采煤工作面采用防滑千斤頂和導(dǎo)軌-滑槽來防止工作面的設(shè)備下滑和傾倒。3.回采工藝中使用的機(jī)械設(shè)備回采工作面中使用的主要機(jī)械設(shè)備有采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)，液壓支架，單體支柱，膠帶輸送機(jī)等，主要設(shè)備型號【8】見下表4—1所示。3．選擇采面循環(huán)方式和勞動組織形式作面勞動組織表如4—2所示。123456789設(shè)備名稱采煤機(jī)液壓支架刮板輸送機(jī)機(jī)水泵單體液壓支柱膠帶輸送機(jī)噴霧泵運(yùn)料絞車煤電鉆移動變電站MG2×300單位臺個臺臺臺臺個臺臺個臺臺1112112221采煤機(jī)司機(jī)2合計(jì)86支架工2運(yùn)輸及機(jī)司機(jī)6巷道維修工84泵站司機(jī)14284.3采區(qū)通風(fēng)4.3.1采區(qū)概況本采區(qū)為xxxxxx礦一采區(qū)。本采區(qū)煤層上邊界為+200水平，下邊界為-300水平。采區(qū)共有煤層數(shù)兩層，分別為17#、21#。各煤層間距、傾角、厚度、頂?shù)装宓忍卣饕娨徊蓞^(qū)煤層特征表如表4-3。本采區(qū)瓦斯有自燃發(fā)火危險，發(fā)火期為9個月。本采區(qū)采用上山開拓，開拓水運(yùn)輸機(jī)上山負(fù)擔(dān)采區(qū)煤炭運(yùn)輸，一條回風(fēng)上山負(fù)擔(dān)采區(qū)回風(fēng)?？迓浞ü芾眄敯?。本采區(qū)還布置了兩個掘進(jìn)工作面，分別位于17層#右零片順槽，17#層右零片順槽。序號12煤層名稱17#21#煤層厚度（m）煤層間距（m）傾角(o)頂板巖性砂巖砂巖底板巖性砂巖砂巖4.3.2采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法，同時要滿足通風(fēng)的特殊要求。如高瓦斯或地溫很高，有時是決定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的主要條件，在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時應(yīng)滿足的條件如下：1.在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，保證風(fēng)流流動的穩(wěn)定性，盡可能避免對角風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采區(qū)瓦斯的合理排放及采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風(fēng)流在其流動路線上被加熱與污染的程度最小。2.回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采取獨(dú)立通風(fēng)。3.煤層傾角大于12o的回采工作面都應(yīng)采取上行通風(fēng)，如采用下行通風(fēng)時，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守下列規(guī)定：（2）機(jī)電設(shè)備設(shè)在風(fēng)道時，回采工作面回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%，并應(yīng)裝瓦斯自動檢測報(bào)警斷電器；（3）應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入風(fēng)流的安全措施。在有煤和瓦斯突出的危險的、傾角大于12o的煤層中，嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)；（4）開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(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。（5）必須保證通風(fēng)設(shè)施規(guī)格質(zhì)量要求。（6）要保證風(fēng)量按需分配，盡量使用通風(fēng)阻力小而且風(fēng)流暢通。（7）機(jī)電硐室必須在進(jìn)風(fēng)流中。（8）采空區(qū)必須及時封閉。（9）要設(shè)置管線、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。4.3.3采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇結(jié)合本礦的地質(zhì)條件、煤層賦存情況及礦井生產(chǎn)能力等具體因素，輸送機(jī)上山。采區(qū)通風(fēng)方式主要有三種：輸送機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，軌道下山回風(fēng);軌道下山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)下山回風(fēng);軌道下山、運(yùn)輸機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)4.3.4回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)1.回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求（2）風(fēng)流穩(wěn)定。回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)分支上；（3）當(dāng)無法避免時，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施；（4）漏風(fēng)小。應(yīng)盡量減小回采工作面的部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng)；（5）回采工作面的調(diào)風(fēng)設(shè)施可靠；（6）保證風(fēng)流暢通。2.回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇按回采工作面的回風(fēng)方向進(jìn)行選擇，對上、下行通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行表4-4采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)比較通風(fēng)系統(tǒng)下山數(shù)目輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)軌道上山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)上山回風(fēng)軌道上山、輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)1.輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，其風(fēng)流與運(yùn)煤路線相同而方向相反，所以風(fēng)門較少.比較容易控制風(fēng)流；2.由于風(fēng)流與運(yùn)煤方向相反，風(fēng)流與煤的相對速度增2條加，造成大量的煤塵飛揚(yáng);同時，煤在運(yùn)輸過程中不斷涌出瓦斯.使進(jìn)風(fēng)中是煤塵和瓦斯?jié)舛仍黾樱?.輸送機(jī)上山電器設(shè)備散熱，使進(jìn)風(fēng)溫度增高；4.軌道上山下部車場需安設(shè)進(jìn)風(fēng)門，不易管理。1.軌道上山下部車場可不設(shè)進(jìn)風(fēng)門、車輛通過方便；2.上山絞車房便于得到新鮮風(fēng)流；3.進(jìn)風(fēng)風(fēng)流不受上山運(yùn)煤和瓦斯污染，含煤塵較少；4.當(dāng)采用煤層雙巷布置時，作為回風(fēng)、運(yùn)料用的各區(qū)段中部車場、上山下部車場均須設(shè)置風(fēng)門，不易管理，漏風(fēng)大。采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風(fēng)量多，瓦斯涌出量大，上、下階段同時生產(chǎn)。是目前大中型礦井普遍采用的通風(fēng)系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，但需增加一條上山，工程量較大。表4-5回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)在煤層傾角大于12o回采工作面，都應(yīng)采用上行通風(fēng)。優(yōu)缺點(diǎn)如下：1.瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛?；上?.風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，引起煤塵飛揚(yáng)，增加了回采工作面進(jìn)通風(fēng)風(fēng)流中煤塵的濃度；同時，煤炭在運(yùn)輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛龋?.運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。在沒有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的、傾角小于12o的煤層下行中，可考慮采用下行通風(fēng)；工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)工作面溫度外，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量，但運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)流中，不太安全。根據(jù)本采區(qū)的實(shí)際情況，本采區(qū)煤層傾角均大于12°,因此采用上行通風(fēng)。4.4掘進(jìn)通風(fēng)根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類型和直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。4.4.1局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井(1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；(2)局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)；(3)盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；(4)壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；(5)當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行[5]。4.4.2局部通風(fēng)方法掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動力設(shè)備通風(fēng)的方法。當(dāng)總風(fēng)壓不能滿足掘進(jìn)通風(fēng)的要求時，必須借助專門的動力設(shè)備對掘進(jìn)巷道進(jìn)行局部通風(fēng)，其中按動力源分為引射器和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)。按工作方式分為，壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)。壓入式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和啟動裝置都位于新鮮風(fēng)流中，運(yùn)轉(zhuǎn)較為安全。風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程大，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時間短，有利于巷道排煙。抽出式有效吸程短，通風(fēng)效果差，且局部通風(fēng)及布置在回風(fēng)流中。所以本采區(qū)掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式。采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖4-1；圖4-1采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置4.4.3風(fēng)筒及局部通風(fēng)機(jī)選擇1.風(fēng)筒選擇根據(jù)本采區(qū)得實(shí)際情況和風(fēng)筒的特點(diǎn)，本采區(qū)采用的是帆布風(fēng)筒。因?yàn)榉硷L(fēng)筒應(yīng)用廣泛，最大的優(yōu)點(diǎn)時輕、拆裝方便，不通風(fēng)時可占空間小。根據(jù)實(shí)際情況和規(guī)程規(guī)定，選擇直徑為400mm的帆布風(fēng)筒30個(通風(fēng)距離300m)。柔性風(fēng)筒的Pq值可以用下式計(jì)算f)（4-2）式中：n——接頭數(shù)；f)=1/(1-40×0.005)=1.252.局部通風(fēng)機(jī)的選型根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量：（4-3）根據(jù)需要的Q、H值在各類局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，結(jié)合本采區(qū)實(shí)際情況,選取型號為YBT-30/2×22的局部通風(fēng)機(jī)，一個掘進(jìn)工作面2臺。額定風(fēng)量(m3/min)240-370250-425風(fēng)機(jī)型號YBT-11YBT-18.5YBT-22YBT-30第5章礦井通風(fēng)系統(tǒng)5.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇5.1.1選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則規(guī)定：（1）每個礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。（2）應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。（3）箕斗提升井或膠帶運(yùn)輸井不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作進(jìn)風(fēng)輸井兼作進(jìn)風(fēng)井時，箕斗井風(fēng)速不得大于6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還須有完善的封閉設(shè)施，其漏風(fēng)率不得大于15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，膠帶井不得兼作回風(fēng)井。2通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。3還應(yīng)綜合考慮以下因素：（1）風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上(大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮50年一遇)，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于500m。（2）井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。（3）占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。（4）通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。（5）發(fā)生事故時，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和（6）使專用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。（7）盡可能使每個采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。（8）多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻(一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過任何一個通風(fēng)機(jī)負(fù)壓的30%)。（9）新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。（10）井下爆破材料庫必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須直接引入礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)可引入采區(qū)回風(fēng)道；（11）應(yīng)滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對礦井通風(fēng)（12）后期通風(fēng)合理。5.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇按進(jìn)、回風(fēng)井的相對位置分為中央式(包括中央并列與中央分列)、對角式、混合式包(括中央并列與對角、中央分列與對角、中央1選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素：（1）自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。（2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量大、通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維修和管理?xiàng)l件等。另外根據(jù)開采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放等要求。（3）各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析見表5-1。表5-1各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析分中央通風(fēng)系統(tǒng)中央并列式中央分列式進(jìn)風(fēng)井大適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)井大致并列于進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井大致位于井田走向的中央，適用于煤層傾角較大，走向不長(一般小于4km左右)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井1．初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理；2．節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，占地少，比在井田打邊界風(fēng)井壓煤少；3.進(jìn)出風(fēng)井之間的漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長，阻力較大4.工業(yè)場地有噪音影響適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井1.比中央并列式安全性要好；2.礦井通風(fēng)阻力較小，部漏風(fēng)少，有利于對瓦斯、沿井田傾斜方向有一定的距離自然發(fā)火的管理；3.工業(yè)場地沒有噪音影響；4.多一個風(fēng)井場地、壓煤較多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。對的中央出其優(yōu)缺點(diǎn)與中央并列式相反，不中央分列式安全性要好，但初期投角風(fēng)井位資大，建井期較長對于瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井，應(yīng)采用對角式的通風(fēng)系統(tǒng)斜淺部翼混合進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井由三個以上央式與對角式混合組成。其中有中央分列與對角混合并列與對角混合以及中央并列與中央分列混合等分區(qū)回風(fēng)分混合式是前幾種的發(fā)展，適用于：1.礦井走向距離很長以及老礦井的改擴(kuò)建和深2.多煤層多井筒的礦井。有利于礦井分區(qū)分期3.大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開部開采；投產(chǎn)；拓的礦井進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，在采區(qū)開掘回風(fēng)井，并分別安設(shè)通風(fēng)機(jī)分區(qū)抽適用于煤層距地表較淺無法開鑿淺部的總回風(fēng)采用這種分區(qū)回風(fēng)方式開采，高溫礦井，亦有出或有煤與瓦斯突出的除適用于上述條件外，,或因地表高低起伏較道。在開采第一水平時。另外礦井走向長，多采用次方式對有瓦斯瓦礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)系還適用于高瓦斯礦井和,能煤層式1.各分區(qū)有獨(dú)立的通風(fēng)路線，互不影響是此方法的各分區(qū)有獨(dú)立優(yōu)點(diǎn)，便于管理；的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)。2.建井工期短；分區(qū)通風(fēng)但與中央進(jìn)風(fēng)3.安全生產(chǎn)好；4.分區(qū)進(jìn)風(fēng)井多，需增加風(fēng)井場地，通風(fēng)機(jī)管理分通風(fēng)設(shè)施隔絕散經(jīng)對表5-1中的各種通風(fēng)系統(tǒng)的對比，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，根據(jù)本礦地質(zhì)報(bào)告，并參照相鄰礦井實(shí)際資料，可知本礦井為高瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險及煤層自燃發(fā)火傾向。同時結(jié)合礦井開拓布置及首采區(qū)位置，設(shè)計(jì)初期采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，后期采用中央并列與對角式混合通風(fēng)系統(tǒng)。5.1.3礦井通風(fēng)方式的選擇種通風(fēng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表5-2。通風(fēng)方式抽出式壓入式抽壓混合式適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)是當(dāng)前通風(fēng)方式中的主要形式,適應(yīng)性較廣泛,尤其對高瓦斯礦井,更有利于對瓦斯的管理,也適用于礦井走向長,開采面積大的礦井優(yōu)點(diǎn):①井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)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漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單；③與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難;缺點(diǎn):當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少低瓦斯礦井的第一水平,礦井地面地形復(fù)雜高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風(fēng)機(jī)。總回風(fēng)巷無法連通或維護(hù)困難的條件下優(yōu)缺點(diǎn)：①壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面；②進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難；③風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；④由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難；⑤通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力，能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井通過對三種通風(fēng)方法優(yōu)缺點(diǎn)的比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件：傾角較?。ㄆ骄?3°)煤層瓦斯含量高，煤層埋藏深度大。設(shè)計(jì)確定該礦井采用抽出式通風(fēng)。5.2礦井需風(fēng)量的計(jì)算算井下用風(fēng)點(diǎn)的需風(fēng)量。將根據(jù)基本原則：以采、掘、開工作面為計(jì)算單位，備用工作面按同樣要求滿足瓦斯、二氧化碳、風(fēng)流溫度等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量，而且不低于其回采時需風(fēng)量的50%，取各種計(jì)算方法的風(fēng)量的最大值。5.2.1風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和原則1風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)供給煤礦井下任何工作面風(fēng)地點(diǎn)的新鮮風(fēng)量，必須依據(jù)下述各種條件進(jìn)行計(jì)算，并取其最大值，作為該工作用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)量。（1）按該用風(fēng)地點(diǎn)同時工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得小于4m3。（2）按該用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求分別計(jì)算，取其最大值。表5-3回風(fēng)巷類型比較類型適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)一進(jìn)一回一進(jìn)兩回二進(jìn)一回二進(jìn)二回U型后退式：應(yīng)用普遍，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，巷道維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。但上隅角瓦斯容易超限，工作面、回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)。適用于低瓦斯礦井。U型前進(jìn)式：可緩和采、掘緊關(guān)系，采空區(qū)瓦斯不涌相工作面而涌相回風(fēng)順槽。缺點(diǎn)是采空區(qū)漏風(fēng)不易管理，且需沿空護(hù)巷。這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于推進(jìn)距離短、低瓦斯、自燃傾向性弱的煤層。Z型前期掘進(jìn)巷道工程量小，風(fēng)流比較穩(wěn)定，采空區(qū)漏風(fēng)介于U型前進(jìn)式和U型后退式之間，但需沿空護(hù)巷和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較小Y型在U型的基礎(chǔ)上增設(shè)了一條尾巷，改變了采空區(qū)瓦斯在上隅角處流動方向，使上隅角瓦斯不易超限，但需沿空護(hù)巷并做邊界會風(fēng)上山。應(yīng)用廣泛。U型+尾巷排放，優(yōu)點(diǎn)同上，不需邊界回風(fēng)上山，但要另作一條雙Z型后退式通風(fēng)系統(tǒng)，工作面風(fēng)量較U型可增加一倍；漏風(fēng)帶涌出的瓦斯不進(jìn)入工作面，比較安全，但工作面漏風(fēng)較大，需沿空護(hù)巷和設(shè)置邊界回風(fēng)上山雙Z型前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)量較U型可增加一倍；工作面漏風(fēng)較大，需在采空區(qū)同時維護(hù)W型后退式：是高瓦斯礦井綜采工作面的主要通風(fēng)系統(tǒng)。工作面的風(fēng)量較U型通風(fēng)可增加一倍，產(chǎn)量可顯著提高，缺點(diǎn)是巷道工程量較大，且中間巷和工作面聯(lián)結(jié)處支護(hù)較困難。W型前進(jìn)式：較后退式可緩和采、掘緊關(guān)系，但巷道均維護(hù)在采空區(qū)，不易保證巷道有足夠的斷面積，且漏風(fēng)大，采空區(qū)的瓦斯涌出量也較大。H型后退式：采空區(qū)瓦斯不涌相工作面，上隅角瓦斯不易超限，增加了工作面安全出口，機(jī)電設(shè)備均在進(jìn)風(fēng)巷匯總，通風(fēng)阻力小，缺點(diǎn)是有兩條巷道需沿空維護(hù)且可能影響風(fēng)流的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜三進(jìn)此型通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)排瓦斯能力大，上隅角瓦斯不易超限，機(jī)電設(shè)備進(jìn)二回（3）風(fēng)量計(jì)算原則地區(qū)風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。即“由里往外”的計(jì)算原則，由采掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算出各采區(qū)風(fēng)量，最后求出全礦井總風(fēng)量。5.2.2礦井風(fēng)量計(jì)算采區(qū)實(shí)際需風(fēng)量按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算，最后總和【10】。EQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up18(即),Q)Q+m3/min（5-1）掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min；硐——獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min；∑Q其它——除采掘硐室外其它需風(fēng)量總和，m3/min；1采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算：采煤工作面應(yīng)按瓦斯（或者二氧化碳）涌出量、工作面溫度、炸藥用量、同時工作的最多人數(shù)分別計(jì)算，取其中最大值（1）按瓦斯（或者二氧化碳）涌出量計(jì)算：采采cQ=100qK（5-2）采采c式中：Q采——采煤工作面需要風(fēng)量，m3q采——采煤工作面絕對瓦斯涌出量，9.375m3/min；斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。通常，機(jī)采工作面可取1.2~1.6；炮采工作面可取1.4～2.0；水平工作面可取2.0～3.0；本設(shè)計(jì)取這里的q采為9.375m3/min，這個值是根據(jù)xxx礦原來采17層煤時，采區(qū)采取瓦斯抽放之后工作面的絕對瓦斯涌出量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。工作面風(fēng)量：Q=100×9.375×1.2=1500m3/min采（2）按工作面溫度計(jì)算：采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)氣流溫度和風(fēng)速符合表5-6要求。采煤工作面的需要風(fēng)量可按下式計(jì)算：Q采=60×Vc×Sc×Ki（5-3）式中：V采——采煤工作面風(fēng)速，工作面實(shí)測溫度為25°,按試行辦面的平均值計(jì)算，根據(jù)工作選取的ZFSB-3600/16/28型液壓支架相關(guān)數(shù)據(jù)：最小控頂距為支架頂梁長3710+端面距270=3980mm，最大控頂距為最小控頂距3980+截深630=4610mm，高度2500-5000mm,本設(shè)計(jì)取平均控頂S采=12.5m2。Ki——工作面長度系數(shù)。Q采=60×1.7×12.5×1.0=1275m3/min表5-4采煤工作面氣溫、風(fēng)速表采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫(0C)采煤工作面風(fēng)速(m/s)<1515～1818～200.8～1.020～2323～26表采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤工作面長度(m）工作面長度風(fēng)量系數(shù)<5050--8080--120>>1801.30--1.40（3）按工作人員數(shù)量和炸藥需要量計(jì)算Q=4n（5-4）采c式中：4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；nc——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。在這里n取40人，根據(jù)前面第4章里的4.2.2工作面勞動組織表可知cQ采=4×40=160m3/min（4）按風(fēng)速驗(yàn)算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面最低風(fēng)速為0.25m/s，最高風(fēng)速為4m/s的要求進(jìn)行驗(yàn)算。即回采工作面風(fēng)量滿足要求：15×S≤Q≤240×S（5-5）c采c式中：S——回采工作面平均有效斷面，12.5m2;c采采2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算煤巷、半煤巷和巖巷獨(dú)頭通風(fēng)掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素計(jì)算，取其最大值。即:Q采2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算煤巷、半煤巷和巖巷獨(dú)頭通風(fēng)掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素計(jì)算，取其最大值。（1）按瓦斯(二氧化碳)涌出量計(jì)算Q掘=100×q掘×kd=100×1.9×1.6=304m3/min（5-6）掘掘掘dd最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.5～2.0；炮掘工作面取1.8～2.0。本設(shè)計(jì)取2。（2）按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不超過1%的要求計(jì)算：掘掘通（5-7）掘掘q—掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的絕對涌出量，m3/min掘K—二氧化碳涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)掘通觀測1個月，日最大二氧化碳絕對涌出量與月平均日二氧化碳涌出量的比值，取0.5）（3）按工作面人員數(shù)量計(jì)算Q=4n（5-9）采c式中：4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；nc——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。采（4）按局扇的吸風(fēng)量計(jì)算根據(jù)上述三項(xiàng)確定出掘進(jìn)工作面風(fēng)筒末端風(fēng)量，再考慮掘進(jìn)工作面的長度和風(fēng)筒漏風(fēng)情況確定掘進(jìn)工作面的供風(fēng)量Q掘。按據(jù)局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量Q掘計(jì)算：掘=Qff（5-10）式中：I-掘進(jìn)工作面同時通風(fēng)的局部風(fēng)機(jī)臺數(shù)，1臺；吸kf-為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2-1.3，進(jìn)風(fēng)巷中無瓦斯涌出事取1.2，有瓦斯涌出取1.3。風(fēng)機(jī)型號YBT-11YBT-18.5風(fēng)機(jī)型號YBT-11YBT-18.5YBT-22YBT-30240-370250-425掘因而取局扇為FBT-30。（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：9×Sj≤掘因而取局扇為FBT-30。（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：9×Sj≤Q掘≤240×Sj（5-11）煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：j掘jj掘j掘掘掘3硐室需風(fēng)量計(jì)算（1）各個獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量的總和Q硐（5-13）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，井下變電所取120m3/min，爆破材料庫取150m3/min充電室取150m3/min，水泵房取120m3/min，采（帶）區(qū)變電所、采區(qū)車場及絞車房配風(fēng)各為80m3/min并裝設(shè)瓦斯監(jiān)測報(bào)警自動斷電儀器，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控保證安全生產(chǎn)。硐（2）其他井巷實(shí)際需要風(fēng)量Q其他（5-15）其它式中：Q——其他井巷的用風(fēng)量，m3/min。其它新礦井設(shè)計(jì)其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量難以計(jì)算時，也可以采取按采煤、掘進(jìn)、硐室的總和的3%～5%進(jìn)行考慮。則Q=0.05×（1500×2+1500×0.5+395.2×6+1170）=306.06m3/min其它5.2.3礦井總風(fēng)量計(jì)算）（總a采掘硐其它式中：Ka為考慮礦井通風(fēng)系數(shù)，包括部漏風(fēng)和分配不根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊》可知：aaKa的取值在礦井產(chǎn)量T≥0.9Mt/a時，取小值；在T≤0.9Mt/a時，取大值。本礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量2.4Mt/a，且采用分區(qū)式通風(fēng)，取1.1；容易時期：困難時期：5.2.4礦井風(fēng)量分配（1）分配原則礦井總風(fēng)量確定后，應(yīng)將其分配到各用風(fēng)點(diǎn)，其主要分配原則是：風(fēng)量分配后，應(yīng)保證井下各處瓦斯?jié)舛龋泻怏w，風(fēng)速等滿足（2）分配方法進(jìn)面、硐室分配用風(fēng)量；風(fēng)量按按采區(qū)產(chǎn)量、采掘面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)。再按一全。（3）風(fēng)量分配速不超限，不低于下限的原則，將總風(fēng)量分配各巷道，即將各個巷道固定風(fēng)量，從而求得南北兩翼最大阻力路線，根據(jù)最大阻力路線，進(jìn)行增阻調(diào)節(jié)，將巷道的增加的阻力有構(gòu)筑物的加在構(gòu)筑物上，沒有構(gòu)筑物的加在巷道的阻力上，從而使整個風(fēng)網(wǎng)達(dá)到平衡。經(jīng)過調(diào)節(jié)后使整個網(wǎng)絡(luò)自然分風(fēng)滿足人們的意愿。并且經(jīng)過仿真系統(tǒng)模擬后，可以肯定實(shí)際生產(chǎn)中的風(fēng)量就是這樣分配的，對實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。5.2.4風(fēng)量分配后的風(fēng)速校核1.規(guī)程要求根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》供給井下空氣的質(zhì)量主要有一下要求：(1)采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，瓦斯或二氧化碳濃度不超過0.5%。每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3。(2)有害氣體的濃度不超過表(5—7)規(guī)定。表5—7礦井有害氣體最高允許濃度名稱氧化氮(換算成二氧化氮NO2)二氧化硫SO2硫化氫H2S氨NH3最高允許濃度(%)0.00240.000250.00050.00066注礦:井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計(jì)算。(3)作業(yè)場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應(yīng)符合表5—8要求。(4)進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣的溫度(干球溫度，下同)必須在2℃以上。得空氣溫的不得超過30℃、機(jī)電設(shè)備硐室得空氣溫度超過34℃時必須停止作業(yè)。(6)井巷中的風(fēng)流速度應(yīng)符合表5—9要求。最高允許濃度(mg/m3)粉塵中游離含量總粉塵222呼吸性粉塵1≥80最低最高風(fēng)橋10升降人員和物料得井筒8架線電機(jī)車巷道1.08運(yùn)輸機(jī)巷，采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷0.256采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)中的巖巷0.154無瓦斯涌出得架線電機(jī)車巷道的最低風(fēng)速可低于上表得規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。施后，其最大風(fēng)速可高于表的規(guī)定值，但不得超過5m/s。2.風(fēng)速檢驗(yàn)難，也需要滿足煤礦安全規(guī)程對風(fēng)速的要求[16]。見各種巷作面適宜風(fēng)速表5—11。根據(jù)演算風(fēng)速符合要求，具體風(fēng)速看表：表5—11各種巷道和采煤工作面適宜風(fēng)速表123456巷道名稱運(yùn)輸大巷、主石門、井底車場回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門、回風(fēng)平硐采區(qū)回風(fēng)巷、回風(fēng)上山采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)上山采區(qū)運(yùn)輸機(jī)巷、膠帶輸送機(jī)巷采煤工作面適宜風(fēng)速(m/s)4.5～5.04.5～5.53.0～3.55.3礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力而引起的風(fēng)壓損失即摩擦阻力損失。摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力90%左右，5.3.1圖紙和編制數(shù)據(jù)1.根據(jù)礦井開拓開采設(shè)計(jì)提供的開拓開采工程平面圖，繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)前、后期通風(fēng)系統(tǒng)圖，見附圖1前期礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖，附圖2后期礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖。2.根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)圖繪制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，并按照要求酌情簡化，見前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖5-1，后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖5-2。1987620155321圖5-1前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖7519886321圖5-2后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖3.根據(jù)風(fēng)網(wǎng)圖對通風(fēng)系統(tǒng)的分支和節(jié)點(diǎn)以整數(shù)編號，并編制Xcel明風(fēng)流方向。5.3.2風(fēng)網(wǎng)圖的繪制風(fēng)網(wǎng)圖是點(diǎn)與線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中各分支的風(fēng)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[12]。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方2.按照風(fēng)流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點(diǎn)的編號順序和3.按風(fēng)流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉；4.在不影響解算要求的情況下可以適當(dāng)簡化；成光滑弧狀的對稱形；8.風(fēng)網(wǎng)圖應(yīng)該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在9.繪制風(fēng)網(wǎng)圖過程中不可隨意改變節(jié)點(diǎn)編號，以利于與原圖相對照；10.最后在風(fēng)網(wǎng)圖上表明風(fēng)流方向及有關(guān)參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。5.3.3摩擦阻力的計(jì)算1.容易通風(fēng)阻力一采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—4—5—8—9—10—11—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為：H1=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-8+h8-9+h9-10++h10-11+h11-13+h13-15+h15-1=373.18+159.21+97.67+71.63+58.10+213.19+19.08+216.46+9.二采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：H2=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-20+h20-21+h21-22++h22-23+h23-25+h25-27+h27-1=373.18+159.21+68.04+66.13+49.05+213.192.困難通風(fēng)阻力一采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：H3=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-7+h7-8++h8-9+h9-10+h10-12+h12-13+h13-15+h15-1=355.82+161.51+107.75+26.63+12.96+240.03+19二采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：H4=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-19+h19-20+h20-21+h21-22+h22-24+h24-25+h25-27+h27-1=355.82+161.51+75.07+26.63+11.74+320.33+19.08+313.56+5.表5-12容易時期風(fēng)量分配及摩擦阻力表起終支護(hù)α*104(NLUSQh點(diǎn)點(diǎn)名稱2/m4)(m2)(m3/s)12混凝土12副井混凝土23錨噴34運(yùn)輸大巷錨噴3運(yùn)輸大巷錨噴45軌道上山錨噴46回風(fēng)上山錨噴4運(yùn)輸上山錨噴56采區(qū)變電所錨噴258軌道上山錨噴67回風(fēng)上山錨噴7回風(fēng)上山錨噴87掘進(jìn)工作面5898軌道上山錨噴9采煤工作面液壓支架采區(qū)回風(fēng)石門錨噴1213回風(fēng)上山錨噴1315回風(fēng)上山錨噴1413掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)5錨噴6151回風(fēng)井錨噴錨噴1618回風(fēng)上山錨噴錨噴錨噴2錨噴1819回風(fēng)上山錨噴1924回風(fēng)上山錨噴2019掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)5錨桿金屬網(wǎng)錨噴2122采煤工作面液壓支架錨桿金屬網(wǎng)2325采區(qū)回風(fēng)石門錨噴2425回風(fēng)上山錨噴2527回風(fēng)上山錨噴2625掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)5錨噴6271回風(fēng)井錨噴表5-13困難時期風(fēng)量分配及摩擦阻力表起終支護(hù)α*104(NLUSQh點(diǎn)點(diǎn)名稱2/m4)(m2)(m3/s)12混凝土12副井混凝土23錨噴34運(yùn)輸大巷錨噴3運(yùn)輸大巷錨噴45軌道上山錨噴46回風(fēng)上山錨噴94運(yùn)輸上山錨噴56掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)556掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)557軌道上山錨噴6回風(fēng)上山錨噴78錨桿金屬網(wǎng)7軌道上山錨噴89采煤工作面液壓支架9錨桿金屬網(wǎng)回風(fēng)上山錨噴采區(qū)變電所錨噴2錨噴1213回風(fēng)上山錨噴1315回風(fēng)上山錨噴錨噴661415聯(lián)絡(luò)巷錨噴6151回風(fēng)井錨噴錨噴1618回風(fēng)上山錨噴9錨噴1718掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)51718掘進(jìn)工作面錨桿金屬網(wǎng)5錨噴1822回風(fēng)上山錨噴錨桿金屬網(wǎng)錨噴2021采煤工作面液壓支架錨桿金屬網(wǎng)2224回風(fēng)上山錨噴2324采區(qū)變電所錨噴2錨噴2425回風(fēng)上山錨噴2527回風(fēng)上山錨噴錨噴66262627聯(lián)絡(luò)巷271回風(fēng)井錨噴錨噴5.3.4局部阻力的計(jì)算風(fēng)流經(jīng)過井巷的一些局部地點(diǎn),如井巷突然擴(kuò)大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或遇礦車等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生突然的變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的阻力即局部阻力，由這種阻力所產(chǎn)生的風(fēng)壓損失就叫局部阻力損失。由于井下造成局部損失的地點(diǎn)多，各種情況復(fù)雜多樣，而且《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)》中指出礦井局部阻力一般占整個礦井通風(fēng)阻力的10%。容易時期一采區(qū)Σh局=10%Σh摩=1266.33×10%=.63pa;二采區(qū)Σh局=10%Σh摩=1194.36×10%=119.44pa;困難時期一采區(qū)Σh局=10%Σh摩=1314.19×10%=131.42pa;二采區(qū)Σh局=10%Σh摩=1394.58×10%=.46pa;5.3.5自然風(fēng)壓1自然風(fēng)壓的產(chǎn)生在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，由于進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井空氣溫度以及地形高差不同，進(jìn)出風(fēng)井空氣柱密度也不同，從而造成進(jìn)出風(fēng)井兩側(cè)空氣柱重量的不同而產(chǎn)生壓差即自然風(fēng)壓。2響自然風(fēng)壓的產(chǎn)生因素影響礦井自然風(fēng)壓的決定性因素是進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的密度差，密度差愈大，自然風(fēng)壓愈大，反之愈小。影響空氣密度的因素有氣溫、氣壓、相對濕度、空氣成分、地形地貌等。氣溫進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的氣溫差是造成密度差的主要原因。入風(fēng)流氣溫受地面氣溫影響較大，回風(fēng)流氣溫常年保持穩(wěn)定。在冬季，地面溫度低，自然風(fēng)壓大；在夏季，地面溫度高，自然風(fēng)壓低，甚至反向；相同條件的礦井，在北方，冬夏季溫度均比南方低，產(chǎn)生的自然風(fēng)壓大，風(fēng)流反向時間短，影響小。在南方，氣溫高，產(chǎn)生的自然風(fēng)壓比北方小，風(fēng)流反向時間長，影響較大。如圖5-3：圖5-3氣溫與自然風(fēng)壓的關(guān)系大氣壓力對自然風(fēng)壓有一定的影響。同一地點(diǎn)大氣壓力變化幅度不對自然風(fēng)壓影響較小；條件相同的礦井海拔愈高，大氣壓力愈小，自然風(fēng)壓愈??；海拔愈低，大氣壓力愈大，自然風(fēng)壓愈大。地形地貌礦井進(jìn)回風(fēng)井口的標(biāo)高差對自然風(fēng)壓值有較大的影響。在其他條件相同的情況下，高山地區(qū)礦井自然風(fēng)壓大，平原地區(qū)自然風(fēng)壓小。相對濕度和空氣成分相對濕度和空氣成分影響空氣密度，對自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小可以忽略。風(fēng)壓愈大；反之，自然風(fēng)壓愈小。另外，開采深度對自然風(fēng)壓變化趨勢也有一定的影響，對于淺礦井，圍巖與入風(fēng)流的熱交換作用弱，受地表氣溫影響充分，受地表氣溫的影響小，一年之間自然風(fēng)壓變化Hn=Σhipig-Σhjpjg（5-15）nhi——進(jìn)風(fēng)側(cè)某分段垂高，m；hj——回風(fēng)側(cè)某分段垂高，m；pj——回風(fēng)側(cè)某分段平均密度，kg/m3；g——重力加速度，m/s2；井下空氣密度ρ可用下式計(jì)算：P——大氣壓，Pa；T——溫度，K；P-——對應(yīng)于溫度T時的飽和水蒸氣壓力，Pa。進(jìn)行近似計(jì)算時，可以使用下式：本設(shè)計(jì)礦井所在地地面大氣壓力為75出風(fēng)井溫度為10℃。設(shè)計(jì)井深500m。由一般公式5-17計(jì)算得：通風(fēng)容易時期：進(jìn)風(fēng)流平均密度：回風(fēng)流平均密度：故自然風(fēng)壓為：通風(fēng)困難時：進(jìn)風(fēng)流平均密度：回風(fēng)流平均密度：自然風(fēng)壓為：5.3.6礦井通風(fēng)總阻力容易時期：困難時期：二采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻h=∑h+h+h所以，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)》中的規(guī)定：礦井通風(fēng)的設(shè)計(jì)正(負(fù))5.3.7礦井等積孔巷通風(fēng)的難易程度的抽象概念。它是反映井巷或礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)量依存關(guān)越困難。礦井等積孔計(jì)算公式見表5-14。由表5-15，可知礦井通風(fēng)難易程度：通風(fēng)容易時期為易和通風(fēng)困難時期為中。表5-14礦井等積孔計(jì)算礦井種類單臺通風(fēng)機(jī)礦井雙臺通風(fēng)機(jī)礦井多臺通風(fēng)機(jī)礦井A=1.19Q/hA1=1.19A2=1.19A總=1.19Q1/h1Q2/h2An=1.19Qn/hnA總=1.19Q總2/Qhii=1符號注釋A-等積孔，m2；Q-風(fēng)量，m3/s；h-風(fēng)壓，PaA1、A2-兩風(fēng)機(jī)之間的等積孔，m2；Q1、Q2-兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)量，m3/s；h1、h2-兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓，Pa；An-風(fēng)機(jī)n之間等積孔，Qn-風(fēng)機(jī)n之間風(fēng)量，m3/s；h-風(fēng)機(jī)n之間風(fēng)壓，Pa；nA總礦-井總等積孔，m2；Q總礦-井總風(fēng)量，m3/s；Q-多風(fēng)機(jī)礦井中每臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s；hi-多太風(fēng)機(jī)中每臺的風(fēng)壓，Pa；因?yàn)楸镜V井選擇的是兩臺通風(fēng)機(jī)，所以選擇A1=1.19Q公式容易時期一采區(qū)：A總二采區(qū)：A總困難時期一采區(qū)：A總=2.2m2=2.2m2=2.2m2表5-15礦井通風(fēng)阻力