1、年設計生產能力150萬噸煤礦通風設計目錄TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc2938 1 礦井設計概況 PAGEREF _Toc2938 2 HYPERLINK l _Toc32034 1.1礦區概述及井田地質特征 PAGEREF _Toc32034 3 HYPERLINK l _Toc8236 1.1.1礦區概述 PAGEREF _Toc8236 3 HYPERLINK l _Toc23611 1.1.2井田地質特征 PAGEREF _Toc23611 3 HYPERLINK l _Toc20730 1.1.3煤層特征 PAGEREF _Toc20730 3 HYPE

2、RLINK l _Toc28324 1.2井田開拓 PAGEREF _Toc28324 3 HYPERLINK l _Toc32229 1.2.1井田境界與儲量 PAGEREF _Toc32229 3 HYPERLINK l _Toc17306 1.2.2礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 PAGEREF _Toc17306 4 HYPERLINK l _Toc21378 1.2.3井田開拓 PAGEREF _Toc21378 5 HYPERLINK l _Toc3684 1.3巷道布置與采煤方法 PAGEREF _Toc3684 5 HYPERLINK l _Toc13537 1.3.1帶

3、區巷道布置及生產系統 PAGEREF _Toc13537 6 HYPERLINK l _Toc14122 1.3.2采煤方法 PAGEREF _Toc14122 6 HYPERLINK l _Toc7549 1.3.3回采巷道布置 PAGEREF _Toc7549 6 HYPERLINK l _Toc30635 1.3.4部分井巷特征參數 PAGEREF _Toc30635 6 HYPERLINK l _Toc923 2礦井通風系統擬定 PAGEREF _Toc923 8 HYPERLINK l _Toc2706 2.1 礦井通風系統的基本要求 PAGEREF _Toc2706 8 HYPER

4、LINK l _Toc18123 2.2礦井通風方式的選擇 PAGEREF _Toc18123 8 HYPERLINK l _Toc27251 2.2.1礦井通風方案礦井通風方案 PAGEREF _Toc27251 8 HYPERLINK l _Toc21362 2.2.2礦井通風方式的選擇 PAGEREF _Toc21362 10 HYPERLINK l _Toc17853 2.3礦井通風方案技術和經濟比較礦井 PAGEREF _Toc17853 11 HYPERLINK l _Toc11129 2.3.1技術比較 PAGEREF _Toc11129 11 HYPERLINK l _Toc1

5、4109 2.3.2經濟比較 PAGEREF _Toc14109 11 HYPERLINK l _Toc17814 2.3.2.1進行工程掘進費用比較 PAGEREF _Toc17814 12 HYPERLINK l _Toc3629 2.3.2.2井巷維護費用比較 PAGEREF _Toc3629 12 HYPERLINK l _Toc32720 2.3.2.3通風總費用比較 PAGEREF _Toc32720 13 HYPERLINK l _Toc4706 2.4通風機工作方法 PAGEREF _Toc4706 14 HYPERLINK l _Toc1832 3 采區通風 PAGEREF

6、_Toc1832 16 HYPERLINK l _Toc14994 3.1采區上山通風系統 PAGEREF _Toc14994 16 HYPERLINK l _Toc26002 3.2回采工作面通風方式 PAGEREF _Toc26002 17 HYPERLINK l _Toc25996 3.2.1回采工作面通風系統 PAGEREF _Toc25996 17 HYPERLINK l _Toc12445 3.2.2回采工作面上下行通風 PAGEREF _Toc12445 19 HYPERLINK l _Toc17563 3.2.3通風構筑物 PAGEREF _Toc17563 19 HYPERL

7、INK l _Toc26240 4.掘進通風 PAGEREF _Toc26240 22 HYPERLINK l _Toc28390 4.1掘進工作面通風方式 PAGEREF _Toc28390 22 HYPERLINK l _Toc13412 4.1.1壓入式通風 PAGEREF _Toc13412 22 HYPERLINK l _Toc3340 4.1.2抽出式通風 PAGEREF _Toc3340 23 HYPERLINK l _Toc30751 4.1.3混合式通風 PAGEREF _Toc30751 23 HYPERLINK l _Toc18033 4.2 煤巷掘進工作面需風量 PAG

8、EREF _Toc18033 24 HYPERLINK l _Toc8392 4.2.1按壓入式通風方式通風時 PAGEREF _Toc8392 24 HYPERLINK l _Toc9745 4.2.2按瓦斯涌出量計算 PAGEREF _Toc9745 24 HYPERLINK l _Toc27836 4.2.3按人數計算 PAGEREF _Toc27836 25 HYPERLINK l _Toc6872 4.2.4炸藥量計算 PAGEREF _Toc6872 25 HYPERLINK l _Toc14615 4.2.5按風速進行驗算 PAGEREF _Toc14615 25 HYPERLI

9、NK l _Toc6097 4.3掘進通風設備選型 PAGEREF _Toc6097 26 HYPERLINK l _Toc30126 4.3.1風筒的選擇 PAGEREF _Toc30126 26 HYPERLINK l _Toc15014 4.3.2局部通風機工作風壓 PAGEREF _Toc15014 28 HYPERLINK l _Toc10756 4.3.3局部通風機的選擇 PAGEREF _Toc10756 28 HYPERLINK l _Toc21319 4.4掘進通風機技術管理和安全措施 PAGEREF _Toc21319 28 HYPERLINK l _Toc6875 5 礦

10、井風量計算與分配 PAGEREF _Toc6875 30 HYPERLINK l _Toc15799 5.1礦井總風量的計算 PAGEREF _Toc15799 30 HYPERLINK l _Toc23882 5.1.1綜采工作面實際需要風量計算 PAGEREF _Toc23882 30 HYPERLINK l _Toc18253 5.1.2備用工作面需要風量計算 PAGEREF _Toc18253 32 HYPERLINK l _Toc19326 5.1.3掘進工作面需風量計算 PAGEREF _Toc19326 33 HYPERLINK l _Toc25324 5.1.4硐室需風量計算

11、PAGEREF _Toc25324 34 HYPERLINK l _Toc12434 5.1.5其他巷道所需風量計算 PAGEREF _Toc12434 34 HYPERLINK l _Toc19450 5.1.6 Kt的確定 PAGEREF _Toc19450 34 HYPERLINK l _Toc27687 5.2礦井風量分配 PAGEREF _Toc27687 35 HYPERLINK l _Toc30243 5.2.1分配原則 PAGEREF _Toc30243 35 HYPERLINK l _Toc5015 5.2.2分配方法 PAGEREF _Toc5015 35 HYPERLIN

12、K l _Toc22574 5.2.3具體風量分配 PAGEREF _Toc22574 36 HYPERLINK l _Toc1539 5.3風速驗算 PAGEREF _Toc1539 36 HYPERLINK l _Toc21095 6礦井通風阻力計算 PAGEREF _Toc21095 39 HYPERLINK l _Toc20872 6.1礦井通風阻力計算原則 PAGEREF _Toc20872 39 HYPERLINK l _Toc13675 6.2礦井通風容易時期和困難時期的確定 PAGEREF _Toc13675 39 HYPERLINK l _Toc31581 6.3礦井通風阻力

13、計算 PAGEREF _Toc31581 39 HYPERLINK l _Toc21603 6.3.1通風最容易時期 PAGEREF _Toc21603 39 HYPERLINK l _Toc2478 6.3.2通風最困難時期 PAGEREF _Toc2478 40 HYPERLINK l _Toc9703 6.3.3礦井通風阻力計算 PAGEREF _Toc9703 43 HYPERLINK l _Toc25957 6.3.4礦井通風總阻力 PAGEREF _Toc25957 44 HYPERLINK l _Toc20765 6.3.5礦井總風阻、等積孔的計算 PAGEREF _Toc207

14、65 45 HYPERLINK l _Toc6990 7礦井通風設備選型 PAGEREF _Toc6990 47 HYPERLINK l _Toc12511 7.1選擇主要通風機 PAGEREF _Toc12511 47 HYPERLINK l _Toc32560 7.2電動機選型 PAGEREF _Toc32560 49 HYPERLINK l _Toc25825 7.3礦井主要通風設備要求 PAGEREF _Toc25825 52 HYPERLINK l _Toc2257 7.4通風附屬裝置及其安全技術 PAGEREF _Toc2257 52 HYPERLINK l _Toc2349 7.

15、5特殊災害的防治措施 PAGEREF _Toc2349 53 HYPERLINK l _Toc16897 8礦井通風費用概算 PAGEREF _Toc16897 55 HYPERLINK l _Toc11898 8.1噸煤通風費 PAGEREF _Toc11898 55 HYPERLINK l _Toc5666 8.2通風設備的折舊費和維修費 PAGEREF _Toc5666 56 HYPERLINK l _Toc16925 8.3通風員工工資費用 PAGEREF _Toc16925 56 HYPERLINK l _Toc5831 8.4專為通風服務的井巷工程折舊費和維護費 PAGEREF _

16、Toc5831 56 HYPERLINK l _Toc19113 8.5噸煤通風成本 PAGEREF _Toc19113 57 HYPERLINK l _Toc9816 9結論 PAGEREF _Toc9816 58 HYPERLINK l _Toc18045 參考文獻 PAGEREF _Toc18045 591 礦井設計概況1.1礦區概述及井田地質特征1.1.1礦區概述AA礦井田范圍位于盤縣煤田北部，AA向斜北翼西段，東起F35號斷層，界線坐標點號為5、6、7、8、9；西至拖長江，界線坐標點號為11、1、12；南以F35號斷層，界線坐標點號為9、10、11；北以29號煤層露頭為界。走向長12

17、km，傾斜長23km，以F36號斷層為界分為一、二井田，面積約29km2。井內的氣象參數按表1所列的平均值選取。表1 空氣平均密度一覽表 地點季節進風井口1500大巷回風井口夏季 1.17 1.17 1.18冬季 1.21 1.21 1.201.1.2井田地質特征井田走向長12 km，傾斜長23 km，以F36號斷層為界分為一、二井田，面積約29 km2。1.1.3煤層特征本井田內有可采煤11層（1#、3#、5#、6#、9#、12#、13#、15#、16#、17#、18#煤），主要可采煤層為12#煤，在本設計中針對開采12-1#煤層進行設計，其煤層平均厚度為3.44m，具體參見圖1 綜合地質柱

18、狀圖。根據精查地質報告的瓦斯地質資料，主要可采煤層12#煤層，煤層傾角20左右。礦井相對瓦斯涌出量為12.5 m3/t，絕對瓦斯涌出量43.4 m3/min屬高瓦斯礦井。根據煤礦安全規程第一百五十四條規定“有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統或井下臨時抽放瓦斯系統：（一）1個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。（二）礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：1大于或等于40m3/min；2年產量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/min；3年產量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min；4年產量0.4

19、0.6Mt的礦井，大于20m3/min；5年產量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。”本礦井需要建立地面永久抽放系統，設計瓦斯抽采率70%，抽采后瓦斯絕對涌出量13.025m3/min.煤塵有爆炸危險性，煤層無自然發火傾向，井田地質條件比較簡單。本地區地溫正常，平均地溫梯度2/100m，井下工作地點溫度16-22，開采時不存在熱害問題。1.2井田開拓1.2.1井田境界與儲量礦井地質資源量：12-1煤層160.12（Mt），礦井工業儲量148.62（Mt）， 礦井可采儲量137.96（Mt），本礦井設計生產能力為150萬t/年。工業廣場的尺寸為300m400m的長方形，工業廣場在井

20、田范圍之外不壓煤。1.2.2礦井工作制度、設計生產能力及服務年限本礦井設計生產能力按年工作日300天計算，每天三班作業，其中兩班生產，一班檢修，凈提升時間為14小時。本礦井的設計生產能力為150萬噸/年,礦井服務年限為55.84年。圖1 綜合地質柱狀圖1.2.3井田開拓把工業廣場設在井田西部，礦井為平硐開拓，工業廣場設計在無壓煤區域，該區域工業場地填方量少，不跨越行政邊界，無保安煤柱等特點全井田用一個水平開采。水平標高1500m。主運大巷，采用皮帶集中運輸，用于全礦井煤炭運輸，各采區內分別布置運輸上山、軌道上山、回風上山，用于采區運煤、輔助運輸和回風之用，其中，主平硐采用皮帶運輸與電瓶車運輸，

21、用以運煤、矸石和材料與人員，各采區軌道上山采用絞車提升運輸物料，運輸上山用皮帶運輸，兼做進風井。按進風井和出風井的相對位置，通風系統有中央式(包括并列式和分列式)、對角式、混合式及分區式這幾種形式。根據本礦煤層賦存情況，埋深淺，傾角大，走向長度大；而且瓦斯涌出量大；煤層沒有自燃發火傾向；本井田煤層走向變化小，因此各采區采用分區式獨立通風。每個采區建一個回風上山。1.3巷道布置與采煤方法1.3.1帶區巷道布置及生產系統設計首采區即一采區傾斜長14001500m，走向長3200m。采區內劃分6個區段，區段斜長210m。首采帶區工作面長度取186 m；兩斜巷設計均為矩形斷面，其中運煤斜巷斷面12.8

22、；回風斜巷斷面10.6。回采工作面適宜風速，取1.4 m3/s首采帶區為一帶區，然后采區內工作面由首采面開始往下依次開采1.3.2采煤方法主采煤層選用綜采開采工藝，走向長壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推進方向確定為后退式。根據工作面的關鍵參數，選用編號為ZC186ZZ38的配套設備：液壓支架ZZ4000/18/38、采煤機MG300-W、刮板輸送機SGZ764/264A、SZB-764/132型轉載機、PCM110型破碎機、SSJ1000/2160型帶式輸送機。采煤機截深0.8m，其工作方式為雙向割煤，追機作業，工作面端頭進刀方式。工作面用先移架后推溜的及時支護方式。1.3.3回采巷

23、道布置工作面回采巷道采用單巷布置；兩斜巷設計均為矩形斷面，采用沿空掘巷施工。采用1000 mm寬的膠帶輸送機運煤；無極繩絞車斜巷運料、運設備；輔助運輸巷鋪設軌道，通過設備車輛。 1.3.4部分井巷特征參數 表2部分井巷特征參數 （其他井巷參數自行設計、計算或在相關圖紙上提取）井巷名稱長度(m)斷面（m2）周長（m）軌道上山14.314.3軌道上山14.314.3軌道上山14.314.3軌道上山14.314.3采區石門12.410.8運輸上山11.112.8運輸上山11.112.8運輸平巷12.814.8運輸平巷12.814.8工作面1416.8回風平巷10.613.2回風上山12.714.8出

24、風井33.1720.41 2礦井通風系統擬定2.1 礦井通風系統的基本要求選擇任何通風系統，都要符合投產快、出煤較多、安全可靠、技術經濟指標合理等原則。具體地說，要適應以下基本要求：1礦井至少要有兩個同地面的安全出口；2進風井口要有利于防洪，不受粉塵有害氣體的污染；3北方礦井，井口需裝供暖設備；4總回風巷不得作為主要行人道；5工業廣場不得受扇風機的噪音干擾；6裝有皮帶機的井筒不得作為主要進風井；7裝有箕斗的井筒不得作為主要進風井；8可以獨立通風的礦井，采區盡可能獨立通風；9通風系統要為防瓦斯、火、塵、水、及高溫創造條件；10通風系統要有利于深水平式或后期通風系統的發展變化。2.2礦井通風方式的

25、選擇選擇通風方案的考慮因素選擇任何通風方式都需要符合投產較快、出煤較快、安全可靠和技術經濟合理等原則。選擇礦井通風方式時，應考慮以下兩種因素：1.自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級。2.經濟因素：井巷工程量、通風運行費、設備裝備費。2.2.1礦井通風方案礦井通風方案礦井通風方式根據回風井的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、采區式和混合式通風中選擇，以下為各方案的示意圖。方案一：中央并列式風井主副井都位于中央工業廣場上，副井進風，風井回風，如圖2.1。圖2.1 中央并列式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案二：中央分列式兩回風

26、井位于井田邊界的兩翼，副井進風，風井回風，如圖2.2。圖2.2 中央分列式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案三：兩翼對角式進風井位于井田的中央，回風井設在井田兩翼的上部邊界，如圖2.3。圖2.3 兩翼對角式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案四：采區式通風方式每一個分區域內均設置進風井及回風井，構成獨立的通風系統，見圖2.4。圖2.4 采區式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風石門2.2.2礦井通風方式的選擇下面對這幾種通風方式的特點及優缺點適用條件列表比較，見表2.1通風方式優點缺點適用條件中央并列式初期投資較少，工業場地布置集中，

27、管理方便，工業場地保護煤柱少，構成礦井通風系統的時間短風路較長，風阻較大，采空區漏風較大煤層傾角大，埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發火都不嚴重中央分列式通風阻力較小，內部漏風小，增加一個安全出口，工業廣場沒有主要通風機的噪音影響，從回風系統鋪設防塵灑水管路系統比較方便。建井期限略長，有時初期投資稍大煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發火比較嚴重兩翼對角式封路較短，阻力較小，采空區的漏風較小，比中央并列式安全性更好建井期限略長，有時初期投資稍大煤層走向較大，井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發火嚴重的新礦井采區式通風方式通風線路短、幾個分區域可以同時施工的優點外

28、，更有利于處理礦井事故、運送人員設備也方便工業場地分散、占地面積大、精通保護煤柱較多井田面積較大、局部瓦斯含量大，采區離工業廣場比較遠。2.3礦井通風方案技術和經濟比較礦井2.3.1技術比較由于該礦為高瓦斯及突出礦井，自然發火不嚴重，但走向長度較大，而且瓦斯涌出量大。通過初步的技術比較，方案三和方案四比方案一和方案二有更明顯的優勢。2.3.2經濟比較方案三和方案四兩通風方案的經濟主要從巷道開拓量、費用及巷道維護費用、通風設施購置和通風點給等方面考慮。巷道開拓及維護費用之比較兩方案中不同（或多出）巷道，相同巷道不再做經濟比較。經濟比較見表2.2到2.5。2.3.2.1進行工程掘進費用比較兩翼對角

29、式，回風大巷工程量：5729.7m,回風井工程量為70.8+80.3=151.1m；分區式獨立通風，回風井工程量：70.8+80.3+103.4+97=351.5m.回風大巷工程量：0m。表2.2井巷掘進費用方案項目兩翼對角式分區式通風工程項目工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）回風大巷5729.740002291040000回風井151.110000151.1351.510000351.5合計2442.1351.52.3.2.2井巷維護費用比較表2-2 井巷維護費用比較方案項目兩翼對角式分區式通風工程項目工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）工程量（m

30、）單價（元/m）費用（萬元）回風大巷5729.7180103.119321806.9回風井270+1171204.6（430+117）212013.1合計107.720通風設備購置費用礦井主通風機、配套電機設備購置費按100萬元計算，主要通風機房必須安裝兩套主要通風機及配套電機。一套工作，一套備用，則共需要設備費用1002=200萬元。風機房、風硐、擴散器、防爆門、反風設施等通風設施的土建費按50萬元計算，則建一風機房需要250萬元。兩方案的經濟比較見表2-3。表2-3通風設備購置費用方案項目兩翼對角式分區式通風通風設備費250*2萬元250*4萬元2.3.2.3通風總費用比較通風費用匯總見表

31、2-4表2-4 通風總費用比較方案項目兩翼對角式（萬元）分區式通風（萬元）井巷掘進費2442.1351.5井巷維護費107.720通風設備費250*2250*4總費用2998.31368本礦井設計為150萬噸礦井，同時為高瓦斯礦井，對通風量要求較高，方案三和方案四進行粗略的經濟比較，方案三需要掘金回風大巷，掘進費用太多，又由于該礦井地表起伏較大，無法開掘淺部總回風道因此本礦井通風方式選為方案四分區式通風。2.4通風機工作方法礦井通風機的工作方法有抽出式、壓入式及壓軸混合式。其適用條件和優缺點見2.6.表2.6 通風方式分類通風方式適用條件及優缺點抽出式優點：井下風流處于負壓狀態，當主要通風機因

32、故停止運轉時，井下的風流壓力提高肯那個使采空區沼氣涌出量減少，比價安全；漏風量小，通風管理較簡單；與壓入式比，不存在過度到下水平時期通風系統和風量變化的因素缺點：當地面有小窖塌陷區井和采取溝通時，抽出式會不小窖積存的有害氣體抽到井下使有效礦井風量減少。壓入式低瓦斯魯昂的第一水平，礦井地面地形復雜、高低起伏，無法在高山上設置扇風機，總回風巷無法連通或維護困難的條件優缺點：1）壓入式的優缺點與抽出式相反，能用一部分回風把小窖塌陷區的有窖氣體壓入到地面；2）進風線路漏風大，管理困難；3）風阻大，風量調節困難；4）由第一水平的壓入式過度到深部水平的抽出式有一定的困難；5）通風機使井下風流處于正壓狀態，

33、當通風機停止運轉時，風流壓力降低，有可能使采空區瓦斯用動量增加。現將兩種工作方法的優缺點對比如下：抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態，當一旦主要通風機因故停止運轉時，井下風流的壓力提高，有可能使采空區瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風機使井下風流處于正壓狀態，當主要通風機停轉時，風流壓力降低，有可能使采空區瓦斯涌出量增加，比較危險。采用壓入式通風時，須在礦井總進風路線上設置若干構筑物，式通風管理工作比較困難，漏風較大。在地面小窖塌陷區分布較廣，并和采區相溝通的條件下，用抽出式通風，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主要通風機的一部分回風風流短路，總進風量和工作面有效風量都會較

34、少，用壓入式通風，則能用一部分回風風流把小窖塌陷區的有害氣體帶到地面，如果能夠嚴防總進風路線上的漏風，則壓入式主要通風機的規格尺寸和通風電力費用都較抽出式為小。在由壓入式通風過度到深水平抽出式通風時，有一定困難，過渡時期是新舊水平同時產生，路線較長，有時還須額外增掘一些井巷工程，使過渡時期拉得過長、用抽出式通風，就沒有這些缺點。正因為抽出式有著獨自的優點，井下風流處于負壓狀態，當主要通風機因故停止運轉時，井下的風流壓力提高可能使采空區沼氣涌出量減少，比較安全；漏風量小，通風管理較簡單；與壓入式相比，不存在過度到下水平時期通風系統和風量變化的困難。本礦井地質構造簡單，為高瓦斯突出礦井，自然發火危

35、險性較小，走向較長，開采面積較大，因此選用抽出式通風方式。3 采區通風采區通風系統是礦井通風系統的主要組成單元，也是采區生產系統的重要組成部分，它包括采區進、回風和工作面進、回風巷道的布置方式，采區通風路線的連接形式，以及采區通風設備和通風構筑物的設置等基本內容，它主要取決于采區巷道布置和采煤方法，同時要滿足全礦通風的特殊要求。采區通風的合理與否不僅影響采區內的風量分配，發生事故時的風流控制，生產的順利完成，而且影響到全礦井的通風質量和安全狀況。在通風系統中，要能保證采區風流的穩定性，盡量避免角聯風路，盡量減少采區漏風量，新鮮風流在風路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進工作面都應該獨立通

36、風。采區布置獨立的回風道，實行分區通風。采區通風系統既要保證質量，安全可靠，又要經濟合理。3.1采區上山通風系統采用軌道上山進風，新鮮風流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，但輸送機設備處于回風流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風門，風門數目較多。采用運輸上山進風，由于風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，煤炭在運輸過程中釋放的瓦斯，可使進風流的煤塵和瓦斯濃度增大，影響工作面的安全衛生條件；輸送機設備所散發的熱量，使進風流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車場內安設風門，運輸礦車來往頻繁，需要加強管理，防治風流短路。本礦井相對瓦斯涌出量為12.5m3/t，屬高瓦斯礦井，結合實際條

37、件，確定在一個采區布置三條上山，一條運輸上山，一條軌道上山，另一條是回風上山，軌道上山和運輸上山均兼做進風井，風流由兩風井進入后在上山上部匯入軌道上山。各采煤工作面以及掘進工作面采用軌道上山進風，回風上山回風的通風方式，運輸上山僅進少量風流，供行人和維修使用。這樣布置的優點是采用軌道上山和運輸上山兼做進風井，減少了風井掘進工程量，提高斜巷的利用率，在運輸上山上部設置風門使進風流匯入軌道上山，運輸上山的風速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山風速不致太大，車輛通過方便。3.2回采工作面通風方式3.2.1回采工作面通風系統工作面通風方式的選擇與回風的順序、通風能力和巷道布置有關。目前工作面通風系統的形

38、式主要有“U”、“Y”、“W”、“Z”形，各通風系統示意圖的優缺點和適用條件，如表3.1示（工作面為后退式開采）。表3.1回風工作面主要通風系統比較通風系統示意圖優缺點及適用條件U型在區內后退式回采方式中，這種通風方式具有風流系統簡單，漏風小等優點，但風流路線長，變化大，工作面上隅角易瓦斯積聚，工作面進風巷一次掘進，維護量大，這種通風方式，如果瓦斯不太大，工作面通風能滿足要求，即可采用。Y型當采煤工作面產量大和瓦市涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風流中的瓦斯。對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風流有利于上下平巷安裝機電設備，可以防止工作面上隅角瓦斯積聚及保證足夠的風量，這種通風方式使用于瓦斯涌

39、出量大的工作面，但需要邊界準備專用回風上山，增加了巷道掘進、維護費用。Z型Z型通風方式是U型通風方式的改進，如圖a所示，為前進式Z型，其進風巷隨回來工作面推進而形成，回風平平巷則為沿空留下或預留的巷道，其優點為：與前進式U型相比，巷道的采掘工程量較少；進、回風巷只需在一側采空的條件下維護；采區內進、回風巷的總長度近似不變，有利于穩定風阻、改善通風。但需要邊界準備專用回風上山，增加了巷道維護和掘進費用。W型減少了巷道的開掘和維護費用；風阻小，風量大，漏風量小，利于防火；便于回收安裝維修采煤設備；當中間平巷進風且設運輸機時，既保證了運輸設備處于新鮮風流中，又保證了進、回風巷的總斷面比較接近，故在近

40、水平煤層綜采工作面中應用較廣。E型E型通風方式具有三條通風巷道，其上平巷為回風巷，而下平巷及中間平巷為進風巷，如圖7-2-6所示。下平巷和下部工作面回風速度降低，故可抑制煤塵的產生；與U型通風方式相比，可使上部工作面氣溫降低。但采空區的空氣流動相應發生了變化，迫使采空區的瓦斯較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出，使該處時常處于瓦斯超限狀態，故僅適用于低瓦斯礦井3.2.2回采工作面上下行通風回采工作面上行通風和下行通風的比較見表3.2.由于12#煤層傾角20度左右，根據該礦實際情況，確定回采工作面為上行通風。3.2.3通風構筑物因為生產的需要，井下巷道是縱橫交錯彼此貫通。為了使井下各用風地點得到

41、所需要的風量，保證風流按預定的通風路線，就必須在某些通風巷道的交叉口附近設置通風設施，如風橋、擋風墻、風門等，以控制風流，為了防止這些設施漏風或風流短路，要求對通風設施進行正確的設計，合理的選擇形式及位置，保證通風設施的可靠性。（1）風橋在進風流與回風流平面交叉的巷道處，必須設置風橋，風橋使兩支相叉的風流隔開，使之構成立體交叉風路的通風設施。（2）擋風墻在需要截斷風流和不通行的巷道內可以設置擋風墻，按其服務年限長短分為永久性和暫時性。（3）風門分門是建筑在人員和礦車需要通過的巷道，而又不允許風流通過的巷道，按其規定要求建兩座風門，其間距要大于運輸車輛的長度，以便一座風門啟動時，另一座風門能夠關

42、閉，不至于形成風流短路，分為普通風門和子總啟動的風門兩種。(4)調節風窗調節風窗用以增加巷道的局部阻力，以調節用風地點的風量，本設計主要通風機采用抽出式工作方法，調節風窗全部設在回風道中。(5)測風站用以測量全礦井總進風量和總回風量以及各水平采掘區和回采工作面的進風量。測風站的位置一般在比較規整的巷道內。表3.2回采工作面上、下行通風適用條件及優缺點通風系統示意圖適用條件及優缺點上行通風適用條件：在煤層傾角大于12度的回采工作面，應采用上行通風。優點：(1) 瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動的方向和上行風流的方向一致，有利于帶走瓦斯、較快地降低工作面的瓦斯濃度。(2) 采用上行風時，工

43、作面運輸平巷中的運輸設備位于新鮮風流中，安全性較好。(3) 工作面發生火災時，采用上行風在起火地點發生瓦斯爆炸的可能性比下行風要小些。缺點：(1) 上行風流方向與運煤方向相反，易引起煤塵飛揚，使采煤工作面進風流及工作面風流中的煤塵濃度增大。(2) 煤炭在運輸過程中所釋放出的瓦斯，披上行風流帶人工作面，使進風流和工作面風流中的瓦斯濃度升高，影響了工作面的安全衛生條件。(3) 上行風比下行風工作面的氣溫要高些。下行通風適用條件：在沒有煤（巖）與沼氣（二氧化碳）突出危險的、傾角小于12度的煤層中，可考慮采用下行通風。優點：(1) 采煤工作面及其進風流中的煤塵、瓦斯濃度相對較小些。(2) 采煤工作面及

44、其進風流中的空氣被加熱的程度較小。(3) 下行風流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現瓦斯分層流動和局部積聚的現象。缺點：(1) 采用下行風時，運輸設備在回風巷道中運轉，安全性鉸差。(2) 工作面一旦起火，所產生的火風壓和下行風工作面的機械風壓作用方向相反，下行風在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性比上行風要大些，滅火工作困難一些。(3) 除淺礦井的夏季之外，采區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反，工作面的下行風流就有停風或反風(或逆轉)的可能。4.掘進通風局部通風機是礦井通風系統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。其設計規則如下：(1) 礦井和采區通

45、風系統設計應為局部通風創造條件；(2) 局部通風系統要安全可靠、經濟合理和技術先進；(3) 盡量采用先進技術先進的低噪、高效型局部通風機；(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；(5) 當一臺風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯合運行。4.1掘進工作面通風方式礦井新建、擴建或生產時，都要掘進巷道，在掘進工程中，為了稀釋和排出自煤（巖）體涌出量的有害氣體、爆破產生的炮煙和礦塵，以及創造良好的氣候條件，必須對獨頭掘進工作面進行通風。掘進通風總的可以分為總風壓通風法和局部動力通風法。出于掘進面通風必須做到風質

46、好，風量穩定等多方面的考慮。本設計決定采用局部動力通風，采用局部通風機進行掘進的通風。局部通風機通風是礦井廣泛采用的掘進通風方法，局部通風機通風是由局部通風機和風筒組成一體進行通風，按其工作方式分為：壓入式通風，抽出式通風和混合式通風。4.1.1壓入式通風局部通風機和啟動裝置安裝在離掘巷道口10m外的進風側，局部通風機把新鮮風流經風筒壓送到掘進工作面，污風沿巷道排出。具體布置示意圖如圖4.1。圖4.1 壓入式通風4.1.2抽出式通風這種通風方式是把局部通風機安裝在離巷道口10m以外的回風側。新鮮風流沿巷道流入，污風通過鐵風筒由局部通風機排出，抽出式通風見圖4.2。圖4.2 抽出式通風4.1.3

47、混合式通風混合式通風的布置如圖4.3所示，其中壓入式風筒出風口與工作面的距離仍應小于有效射程長度，抽出式風筒吸收風口與工作面的距離和壓入式局部通風機所在位置有關。壓入式局部通風機可隨工作面的推進及時向前移動，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風筒吸風口應超前壓入式局部通風機10米以上，同時其風筒吸風口距工作面的距離還應大于炮煙拋擲長度，一般為30米左右，混合式通風機見圖4.3。圖4.3 混合式通風由于混合式通風適用于大斷面長距離的巖巷掘進通風的較好方式，由于采煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進，因此本次設計只考慮壓入式和抽出式兩種方式。壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：（1）抽出式通

48、風時，污濁風流必須通過局部通風機，極不安全。而壓入式通風時，局部通風機安設在新鮮風流中，通過局部通風機的為新鮮風流，故安全性高。（2）抽出式通風有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通風風筒出口射流的有效射程達，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強。（3）抽出式通風由于炮煙從風筒中排出，不污染巷道中的空氣，故勞動衛生條件好。壓入式通風時炮煙沿巷道流動，勞動衛生條件較差，而且排出炮煙的時間長。（4）抽出式通風只能使用剛性風筒或帶剛性圈的柔性風筒，壓入式通風可以使用柔性風筒。從以上比較可以看出，兩種通風方式各有利弊，但壓入式通風安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應用。由于本礦井屬于高瓦斯礦井，綜合粉

49、塵濃度等因素，本礦井設計采用壓入式掘進通風。4.2 煤巷掘進工作面需風量各掘進工作面所需風量計算如下：4.2.1按壓入式通風方式通風時 （4-1）式中：Qy采用壓入式通風時，稀釋、排除掘進巷道炮煙所需風量，m3/min；A為同時爆破的炸藥量，Kg，最大為6.5Kg；S掘進巷道的凈斷面積，m3,10.6；L從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計算：L=400A/S，則L=4006.5/10.6=245.3t掘進巷道的通風時間，一般取20-30min,取20min。4.2.2按瓦斯涌出量計算根據礦井安全規程規定，按工作面回風風流中沼氣的濃度不得超過1%的要求計算，即： （4-2）式中：

50、Qb掘進工作面實際需風量，m3/min；qb掘進工作面瓦斯的平均絕對涌出量，1.302 m3/min；Kb掘進工作面的瓦斯涌出量不均衡的風量系數，取2；Kg礦井瓦斯抽放率，為80%。工作面需風量：4.2.3按人數計算按每人每分鐘所需風量和掘進工作面的最多人數計算工作面所需風量。 （4-3） 式中：4每人每分鐘供給4 m3的規定風量，m3/min；N該掘進工作面同時工作的最多人數，取30人。故掘進工作面風量：4.2.4炸藥量計算巖石大巷的掘進一般采用炮掘，所以風量計算要按照炸藥量計算。 （4-4） 式中：25使用一克炸藥的供風量，m3/min；A該掘進工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。

51、由以上四中方法計算的掘進巷道所需風量最大值為：4.2.5按風速進行驗算（1）按煤礦安全規程規定煤巷掘進工作面的風量滿足：式中S為煤巷掘進巷道斷面積，10.6m2；由風速驗算可知，Q=260.4 m3/min符合風速要求。根據配風經驗取300 m3/min，經風速驗算符合要求。（2）按照煤礦安全規程規定巖巷掘進工作面的風量滿足：式中S為巖巷掘進巷道斷面積，12.8 m2；按照以上方法1、2、3、4（式中S取代為18m2）可以計算出巖巷掘進最大需風量為260.4 m3/min，滿足要求。對于巖巷掘進根據配風經驗取300 m3/min，經風速驗算符合要求。4.3掘進通風設備選型4.3.1風筒的選擇由

52、4.1節可知，本礦井掘進采用壓入式通風，掘進通風使用的風筒有金屬風筒和帆布、膠布、人造革等柔性風筒，柔性風筒重量輕，易于存儲和搬運，連接和懸吊也較為方便，膠布和人造革風筒防水性能好，且適合于壓入式通風。考慮到本設計掘進頭距離較長，為經濟起見，決定使用膠片風筒，其具體參數見表4.1。表4.1 風筒規格及接頭形式風筒類型風筒直徑（mm）接頭方法百米風阻（NS2/m8）節長（m）壁厚（mm）風筒質量（kg/m）膠布風筒800雙反邊13101.23.2（1）風筒風阻風筒的風阻包括摩擦風阻和局部風阻，風筒長度為1300m，由于聯絡巷間距為234m，由其百米風阻值得風筒總風阻為：（2）風筒的漏風率柔性風筒

53、的漏風率風風量備用系數值可用下式計算： （4-5）式中：柔性風筒的漏風風量備用系數；Qf局部通風機的供風量，m3/min；Q0風筒末端的風量，m3/min；P風筒100m長度的漏風率，%,百米漏風率可從表4.2中查取；L風筒總長度，m。表4.2 柔性風筒百米漏風率p風筒接頭類型風筒100m漏風率p/%膠接0.1-0.4多反邊0.4-0.6多層反邊3.05插接12.8帶入數據，則柔性風筒的漏風風量備用系數為：2）局部通風機選型（1）局部通風機工作風量Qa： （46）式中：風筒的漏風風量備用系數，根據上面的計算取1.1；Qk掘進工作面所需風量，m3/min。則局部通風機工作風量。4.3.2局部通風

54、機工作風壓壓入式局部通風機工作全風壓Ht（Pa）為： （47）式中：Ht局部通風機工作全風壓，Pa；R風筒總風阻，NS2/m8；Qa局部通風機工作風量，m3/s；Qk掘進工作面所需風量，m3/s；空氣密度，kg/m3；帶入已知數據得：4.3.3局部通風機的選擇礦用局部通風機分為軸流式和離心式兩種，軸流式局部通風機具有體積小，便于安裝和串聯運轉，效率等優點。本設計根據局部通風機工作風量Qa和工作全風壓Ht選取YBT-11型軸流式風機，其工作參數見表4.3。表4.3 局部通風機參數風機類型功率（KW）電壓（V）轉速（r/min）效率風量m3/min風壓（Pa）BKJ66-11No.5.015380

55、/66029500%240-4201200-23004.4掘進通風機技術管理和安全措施1）保證工作面有足夠的新鮮風流（1）局部通風機通風時，無論是工作和交接班都不準停風或減少風量。（2）提高有效風量。應減少導風設施的漏風，減低導風設施的風阻，要采用接頭嚴密漏風小的反邊接頭法，及時修補風筒和堵補風筒針眼，選用大直徑風筒，提高通風設備的安裝質量。2）保證局部通風機的安全運轉（1）局部通風機必須有專人負責管理，局部通風機和啟動裝置必須裝在進風道中，距回風口不小于10m，局部通風機吸收風量必須小于全風壓供給該處的風量，以免發生循環風。（2）防止局部通風機電動機燒壞，采用QC83-80型磁力啟動器。（3

56、）局部通風機和機電設備必須配有延時風電閉鎖裝置。（4）安設瓦斯自動檢測報警斷電裝置，局部通風機應采用雙回路供電，以保證局部通風機連續運轉。3）局部通風機的管理工作主要是保證局部通風機安全正常運轉，減少漏風，降低風筒阻力，提高工作面的有效風量，加強局部通風機管理及檢查。5 礦井風量計算與分配5.1礦井總風量的計算礦井總風量是井下各個工作地點有效風量和各條風路上的漏風的總和。本設計采用按實際需要由里往外細致配風的計算方法。生產礦井總風量按以下要求風別計算，并取其中的最大值。1）井下同時工作的最多人數計算式中：N井下同時工作的最多人數，700人；礦井通風系數，一般可取1.21.25，本設計取1.25

57、根據本礦井井下同時作業的最多人數為700人，則：Q=4700 1.25=35002）按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風量的總和計算 （5-1）式中：采煤工作面和備用工作面實際需要風量的總和，；掘進工作面實際需要風量的總和，；硐室實際需要風量的總和，；除了采煤、掘進和硐室地點外其他需要通風地點風量總和，。Kt礦井通風系數，包括礦井內部漏風和配風不均勻等因素抽出式一般可取Kt=1.151.20，取Kt =1.20；5.1.1綜采工作面實際需要風量計算每個采煤工作面實際需要風量，應按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面氣溫、風速和人數等規定分別計算，然后取其中最大值。按瓦斯涌出量計算根據煤礦安全規程規

58、定，按采煤工作面回風巷風流中瓦斯的濃度不得超過1%的要求計算。即： （53）式中：第個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，由于本礦井只設一綜采工作面，采煤量占總采煤量的90%，可計算采煤工作面瓦斯涌出量為13.02*0.9=11.718m3/min；（設計抽采率為70%，原絕對瓦斯涌出量為43.403）第個采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數，它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個工作面正常生產條件下，至少進行5晝夜的觀測，測出5個比值，取其最大值。通常機采工作面可取Kai=1.21.6；炮采工作面可取Kai=1.412。工作面其按照瓦斯濃度涌出量計算：按工作面氣溫與風速的

59、關系計算：采煤工作面應有良好的勞動氣候條件，溫度和風速應符合下列要求，見表5.1。表5.1 采煤工作面空氣溫度與風速對應表工作面溫度/1515181820202323262628工作面風速/ms-10.30.50.50.80.81.01.01.51.52.02.02.5配風調整系數/Kap0.900.901.001.001.101.101.251.251.40按下式計算： （54）式中：Vai第i個工作面風速，m/s；Sai第i個采煤工作面的平均斷面積，14m2。對于綜采一次采全高工作面，取溫度為22，則風速為1.4m/s，采煤工作面面積為S=14m2，代入上式可得：按人數計算：按每人每分鐘所

60、需風量和工作面的最多人數計算工作面所需風量。 （55） 式中：4每人每分鐘供給4m3的規定風量，m3/minNi第i個采煤工作面同時工作的最多人數，綜采工作面一般為40人可得：按照以上三種計算風量的方法，選擇計算的最大風量，所以工作面的風量為1640.52 m3/min。按風速進行驗算： （56） 式中：Sai第i個采煤工作面的平均斷面積，14m2綜采一次采全高工作面的面積為14m2，代入上式：所以綜采工作面最大的風量為1640.52m3/min,滿足風速要求。本礦井采用由首采面開始往下依次開采，礦井只有一個綜采工作面，則：總 =1640.52 m3/min5.1.2備用工作面需要風量計算備用