XX第七章井下運(yùn)輸7.1概述7.1.1井下運(yùn)輸?shù)脑紬l件和數(shù)據(jù)表7-1井下運(yùn)輸原始條件特征表項(xiàng)目參數(shù)煤層編號(hào)2-2煤層傾角（°）2煤層厚度（m）5.5瓦斯等級(jí)低瓦斯礦井煤塵爆炸性有煤塵爆炸危險(xiǎn)地溫?zé)o高溫地?zé)嵛：Φ牡販卣ё匀純A向類容易自燃煤層開拓方式雙斜井煤的容重1.37.1.2礦井運(yùn)輸系統(tǒng)1、運(yùn)煤系統(tǒng)：2、運(yùn)料系統(tǒng)：3、人員運(yùn)送系統(tǒng)：7.2盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇1、運(yùn)輸設(shè)備選型運(yùn)煤設(shè)備選型見表7-2。表7-2運(yùn)煤設(shè)備選型序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)1刮板輸送機(jī)PF4-11322轉(zhuǎn)載機(jī)PF4-13323破碎機(jī)Wb14184順槽皮帶SST2、運(yùn)輸能力驗(yàn)算設(shè)計(jì)長(zhǎng)壁回采工作面采煤機(jī)最大瞬時(shí)出煤能力為882t/h，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)能力為2500t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)的生產(chǎn)能力為2500t/h，破碎機(jī)通過(guò)能力為3000t/h，順槽皮帶通過(guò)能力為2500t/h，故所選設(shè)備能滿足要求。7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇7.3.1主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化，大巷帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力必須對(duì)應(yīng)盤區(qū)采煤設(shè)備的瞬時(shí)生產(chǎn)能力。大巷帶式輸送機(jī)見表7-3。7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)各種運(yùn)輸車輛規(guī)格、數(shù)量見表7-4。

第八章礦井提升8.1概述表8-1盤區(qū)煤層特征表項(xiàng)目參數(shù)煤層編號(hào)2-2煤層傾角（°）2煤層厚度（m）5.5瓦斯等級(jí)低瓦斯礦井煤塵爆炸性有煤塵爆炸危險(xiǎn)地溫?zé)o高溫地?zé)嵛：Φ牡販卣ё匀純A向類容易自燃煤層開拓方式雙斜井煤的容重1.38.2主副井提升8.2.1主井提升1.設(shè)備選型主斜井帶式輸送機(jī)選型主要技術(shù)參數(shù)見表8-2。2.運(yùn)輸能力驗(yàn)算礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量為17455t，設(shè)計(jì)凈提升時(shí)間為18h，每小時(shí)平均開采量970t，比主斜井帶輸送機(jī)的開采能力小。煤炭從各個(gè)工作面瞬間通過(guò)井底煤場(chǎng)緩沖區(qū)，主斜井輸送機(jī)可滿足瞬時(shí)最大排放煤的輸送任務(wù)。8.2.2副井提升設(shè)備選型提升機(jī)選用2JK-3.5/28E型雙滾筒礦井提升機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表8-4。8.2.3井上下人員運(yùn)送斜井架空乘人器的主要技術(shù)參數(shù)見表8-7。

第九章礦井通風(fēng)及安全技術(shù)9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇9.1.1全礦通風(fēng)系統(tǒng)、方式選擇1、選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則通風(fēng)系統(tǒng)選擇原則：，盡量合理，出風(fēng)穩(wěn)定，礦山的通風(fēng)容易管理，而且通風(fēng)系統(tǒng)需有一定的防災(zāi)能力，在礦山工作時(shí)發(fā)生了礦山事故的話，能立刻保障撤退人員的生命和安全，初期的投資保障少初期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，礦山經(jīng)濟(jì)性較好。2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇按進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置分為中央式、對(duì)角式、混合式，以及分區(qū)式。（1）選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素①自然因素：煤層現(xiàn)有狀態(tài)、與地表之間的距離、淤積層厚度、沼氣含量、煤層爆炸性、煤層自燃、礦井地形條件、井田面積和年生產(chǎn)能力等；②經(jīng)濟(jì)因素：需要大量的費(fèi)用。此外，根據(jù)采礦技術(shù)條件，必須考慮到灌漿、加水以及有害氣體抽排等要求。（2）經(jīng)對(duì)各種通風(fēng)系統(tǒng)的對(duì)比，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，采用混合式通風(fēng)。3、礦井通風(fēng)方法的選擇主要通風(fēng)機(jī)的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種，現(xiàn)對(duì)這三中通風(fēng)方式進(jìn)行比較，見表9-1。表9-1通風(fēng)方式比較通風(fēng)方式圖示適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)抽出式現(xiàn)在一般使用的通風(fēng)方法，適應(yīng)性高，瓦斯管理容易，適用于巷道長(zhǎng)，采礦區(qū)域廣的礦山。地下氣流為負(fù)壓，漏氣少，管理簡(jiǎn)單。如果有沉降區(qū)域和其他盤區(qū)相通時(shí)，有害氣體被運(yùn)送到礦山，減少礦山的合格空氣。壓入式瓦斯含量低的礦，地面情況撲朔迷離，海拔不同，無(wú)法在高處放置排風(fēng)設(shè)備。當(dāng)排風(fēng)設(shè)備停止工作時(shí)，瓦斯會(huì)回到工作面?；旌鲜阶屚L(fēng)工程上，空氣沿井巷流動(dòng)時(shí)，井巷對(duì)風(fēng)流所呈現(xiàn)的阻力變大，適應(yīng)高阻力礦井，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和瓦斯含量高的礦井不應(yīng)采用。但個(gè)別用于老井延深或改建的瓦斯含量低的礦井。所以，通過(guò)比較，選擇抽出式通風(fēng)，通風(fēng)管理較容易，安全可靠性好。9.1.2盤區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的選擇回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇1）按回采工作面的回風(fēng)方向選擇風(fēng)流沿采煤工作面由下向上流動(dòng)的通風(fēng)方式的特點(diǎn)：a.煤層氣的流動(dòng)方向與空氣的流動(dòng)方向一致，有助于迅速降低工作面的煤層氣濃度；b.在空氣流動(dòng)的方向上，由于煤炭的輸送，將煤礦生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物細(xì)微顆粒揚(yáng)到空氣中，使回采工作面進(jìn)風(fēng)流中由煤礦生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物細(xì)微顆粒的含量增加；在煤礦運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，煤炭又釋放出了煤層氣，使這些煤層氣又隨著空氣的流動(dòng)回到了工作面，從而使工作面的煤層氣含量增加；c.通過(guò)運(yùn)輸機(jī)器的操作生成的熱量，隨著空氣的流動(dòng)被散發(fā)到工作面。提高工作面的溫度。風(fēng)流沿采煤工作面由上向下流動(dòng)的通風(fēng)方式的特點(diǎn)：在沒有煤（巖）與瓦斯（CO2）突出危險(xiǎn)的、傾角小于120的煤層中，可考慮采用風(fēng)流沿采煤工作面由上向下流動(dòng)的通風(fēng)方式；工作面風(fēng)流沿采煤工作面由上向下流動(dòng)的通風(fēng)方式，不僅可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還減少了由煤礦生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物細(xì)微顆粒的含量，還降低了水砂充填工作面的氣溫，有助于增加工作面的產(chǎn)量，但運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)流中，不太安全。結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井地質(zhì)條件和瓦斯含量以及礦井生產(chǎn)能力，通過(guò)對(duì)上行通風(fēng)和下行通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)的比較，決定采用上行通風(fēng)。2）按進(jìn)、回風(fēng)巷數(shù)目選擇：一進(jìn)一回U型后退式。9.2盤區(qū)及全礦所需風(fēng)量在這個(gè)設(shè)計(jì)中，采用了由內(nèi)向外計(jì)算風(fēng)量的計(jì)算方式。也就是說(shuō)，首先計(jì)算礦井所有單位時(shí)間內(nèi)空氣的流通量，然后計(jì)算井下各個(gè)用風(fēng)點(diǎn)的需風(fēng)量。將根據(jù)基本原則：以采礦、掘進(jìn)、開拓工作面為計(jì)算單位，預(yù)備工作面必須按照相同規(guī)格來(lái)滿足瓦斯、、風(fēng)流溫度等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量，并且必須達(dá)到采礦過(guò)程中需風(fēng)量的50%以上，取各種計(jì)算方法的風(fēng)量的最大值。9.2.1采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算（1）按瓦斯（或者CO2）涌出量計(jì)算：（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9-2、9-3要求。采煤工作面的需要風(fēng)量可按下式計(jì)算：=60×Vc×Sc×Ki（9-2）式中：Vc—適宜風(fēng)速，取Vc=1.5m/s；Sc—平均有效斷面，采用掩護(hù)式支架時(shí)S=3（M-0.3），M為煤層開采厚度取M=5.5mKi—工作面長(zhǎng)度系數(shù)，采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為23℃，工作面長(zhǎng)300m，選取1.3；=60×1.5×15.6×1.3=1825.2m3/min（3）按工作人員數(shù)量需風(fēng)量計(jì)算：（4）按風(fēng)速驗(yàn)算通過(guò)2種方法對(duì)盤區(qū)每個(gè)單獨(dú)通風(fēng)的回采工作面進(jìn)行計(jì)算，選擇最值作為每個(gè)回采工作面所需風(fēng)量，即Q=1825.2m3/min備用工作面所需風(fēng)量：Qbi=Qw/2=912.6m3/min把工作面和盤區(qū)內(nèi)獨(dú)立通風(fēng)的備用工作面所需風(fēng)量累加起來(lái)，就是盤區(qū)內(nèi)所需的總風(fēng)量，即：=1825.2+912.6=2737.8m3/min9.2.2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算（1）按瓦斯涌出量計(jì)算該礦為低瓦斯、低二氧化碳礦井，按照瓦斯礦井核定。Q掘＝100q掘K通（9-6）Q掘＝100q掘K通＝100×0.04×1.8＝7.2m3/min（2）按局部通風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量計(jì)算=Qf×I×kf（9-7）表9-4局部風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量表風(fēng)機(jī)型號(hào)額定風(fēng)量（m3/min）2BKJ—No4/442×5.5kW360本設(shè)計(jì)選用2BKJ—No4/44風(fēng)機(jī)一臺(tái)，故：=1×360×1.2=432m3/min（3）按同時(shí)工作的作業(yè)人數(shù)和炸藥量計(jì)算：按人數(shù)計(jì)算：Q掘>4N=4×16=64m3/min按炸藥量計(jì)算：Q掘>25A=25×2.4＝60m3/min式中： N—工作面同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)，16人；A一次爆破最大藥量，2.4kg。（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：60×0.25S<Q煤掘＝432<60×4S故掘進(jìn)工作面需要的總風(fēng)量為：9.2.3硐室需風(fēng)量計(jì)算結(jié)合本礦井實(shí)際，變電所實(shí)際風(fēng)量為，火藥庫(kù)實(shí)際需風(fēng)量取為，充電硐室為，主排水泵房為。則硐室的實(shí)際需風(fēng)量為：9.2.4井下其它巷道需風(fēng)量計(jì)算其它巷道所需風(fēng)量按下式進(jìn)行計(jì)算≥60×0.25×S×4=60×0.25×15×4=900m3/min（9-8）式中：S—其它巷道平均斷面面積，取20m2。取=900m3/min9.2.5礦井總風(fēng)量計(jì)算=Ka（+++）（9-9）式中：Ka―盤區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括盤區(qū)漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，該值應(yīng)從實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)中求得，一般取1.2～1.25則：=Ka（+++）因此礦井總風(fēng)量為：=1.2×（2737.8+864+470+900）=5966.16m3/min=99.436m3/s9.2.6風(fēng)量分配1、風(fēng)量分配回采分配風(fēng)量：=1825.2×1.2=2190.24m3/min；備用分配風(fēng)量:=912.6×1.2=1095.12m3/min；掘進(jìn)分配風(fēng)量：=432×1.2=518.4m3/min； 火藥庫(kù)分配風(fēng)量:Q火藥=100×1.2=120m3/min；變電所分配風(fēng)量:Q變電所=70×1.2=84m3/min；充電硐室分配風(fēng)量:Q充電=150×1.2=180m3/min；主排水泵房分配風(fēng)量:Q水泵房=150×1.2=180m3/min；其他巷道所分配風(fēng)量:Q其他=900×1.2=1080m3/min；2、風(fēng)量分配后的風(fēng)速校核計(jì)算分配后的風(fēng)速驗(yàn)算，如表9-5。表9-5風(fēng)速驗(yàn)算表巷道名稱V/m·s-1最高允許風(fēng)速m﹒s-1副立井5.598井底車場(chǎng)6.308輔運(yùn)大巷3.928運(yùn)輸順槽1.746工作面1.956回風(fēng)順槽1.746回風(fēng)大巷4.908風(fēng)井2.58159.3全礦通風(fēng)阻力的計(jì)算降低礦井通風(fēng)阻力，無(wú)論是對(duì)安全還是經(jīng)濟(jì)都有重要意義，要降低摩擦阻力須從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：（1）降低摩擦阻力系數(shù)（2）擴(kuò)大巷道斷面（3）選用周界較小的井巷（4）減少巷道的長(zhǎng)度（5）避免巷道內(nèi)風(fēng)量過(guò)大9.3.1摩擦阻力及系數(shù)a的確定阻力計(jì)算公式：=aLUQ2/S3=aLUv2/S=RQ2（9-10）9.3.2摩擦阻力的具體計(jì)算1、通風(fēng)容易時(shí)期摩擦阻力計(jì)算表9-6通風(fēng)容易時(shí)期摩擦阻力計(jì)算巷道名稱支護(hù)形式與幾何形狀α(Ns2/m4)L（m）U（m）S(m2)R(Ns2/m8)Q(m3/s)h摩（Pa）v(m/s)副井混凝土澆灌0.03544616.4517.80.0599.44450.195.59井底車場(chǎng)錨噴0.007826016150.0194.4685.796.30軌道大巷錨噴0.010615018.620.30.0079.5522.373.92運(yùn)輸順槽錨網(wǎng)0.018742331717.50.2530.42232.351.74工作面液壓支架0.03230016.415.60.0430.4238.381.95回風(fēng)順槽錨網(wǎng)0.018742331717.50.2530.42232.351.74回風(fēng)大巷錨噴0.010645018.620.30.0199.44104.864.90風(fēng)井混凝土澆灌0.0416021.9838.50.0099.4424.372.58合計(jì)654.69根據(jù)上表可以算的容易時(shí)期的阻力：=654.69（Pa）2、通風(fēng)困難時(shí)期摩擦阻力計(jì)算表9-3-2通風(fēng)困難時(shí)期摩擦阻力計(jì)算巷道名稱支護(hù)形式與幾何形狀α(Ns2/m4)L（m）U（m）S(m2)R(Ns2/m8)Q(m3/s)h摩（Pa）v(m/s)副井混凝土澆灌0.03544616.4517.80.0599.44450.195.59井底車場(chǎng)錨噴0.007826016150.0194.4685.796.30軌道大巷錨噴0.0106470018.620.30.1179.55700.963.92運(yùn)輸順槽錨網(wǎng)0.018729181717.50.1730.42160.171.74工作面液壓支架0.03230016.415.60.0430.4238.381.95回風(fēng)順槽錨網(wǎng)0.018729181717.50.1730.42160.171.74回風(fēng)大巷錨噴0.0106150018.620.30.0499.44349.554.90風(fēng)井混凝土澆灌0.0410021.9838.50.0099.4415.232.58合計(jì)1424.46根據(jù)上表可以算的困難時(shí)期的阻力：=1424.46（Pa）9.3.3局部阻力的計(jì)算故通風(fēng)容易時(shí)：∑=10%∑=65.47pa;通風(fēng)困難時(shí)：∑=10%∑=142.45pa;9.3.4礦井通風(fēng)總阻力1、礦井總阻力計(jì)算計(jì)算方法：∑=∑+∑通風(fēng)容易時(shí)期：∑=∑+∑=654.69+65.47=720.16pa;通風(fēng)困難時(shí)期：∑=∑+∑+∑hn=1424.46+142.45=1566.91pa;所以，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定：礦井通風(fēng)的設(shè)計(jì)正（負(fù)）壓，不應(yīng)超過(guò)2940pa。9.3.5礦井總風(fēng)阻和等積孔通風(fēng)阻力定律可表示為如下公式：（6-23）所以礦井通風(fēng)的總通風(fēng)阻力為：（6-24）又礦井等積孔的計(jì)算公式可表示為如下公式：（6-25）將各值代入式中可得：1）通風(fēng)容易時(shí)期總通風(fēng)風(fēng)阻：R=0.073N·s2/m8礦井總等積孔：A=4.43m22）通風(fēng)困難時(shí)期：總通風(fēng)風(fēng)阻：R=0.158N·s2/m8礦井總等積孔：A=3.02m2故本礦井屬于小阻力礦井，通風(fēng)難易程度為容易。9.4通風(fēng)機(jī)選型9.4.1選擇主要通風(fēng)機(jī)1、風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓通風(fēng)容易時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓為：hfmin=hrmin－h(huán)e1+h損失=720.16-0+50=770.16Pa通風(fēng)困難時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓為：hfmax=hfmax+he2+h損失=1566.91+0+50=1616.91Pa2、主要通風(fēng)機(jī)通過(guò)的風(fēng)量QF＝K×Q＝1.05×99.436＝104.42ｍ3/s。3、主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)阻Rfmin==770.16/104.422=0.071Ns2/m8Rfmax==1616.91/104.422=0.148Ns2/m84、選擇主要通風(fēng)機(jī)主要通風(fēng)機(jī)在兩個(gè)時(shí)期分別應(yīng)滿足的風(fēng)量、風(fēng)壓見表9-8。表9-8主要通風(fēng)機(jī)工作參數(shù)一覽表項(xiàng)目容易時(shí)期困難