通風(fēng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、1 采區(qū)概況本采區(qū)的基本情況如表1-1所示。要求根據(jù)以下條件對(duì)該采區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。煤層數(shù)1層煤層號(hào)8#煤層厚度26m煤層自然發(fā)火期4個(gè)月煤層頂板砂巖煤層瓦斯涌出量8.6m3/t產(chǎn)量120萬(wàn)t/a表1-1 采區(qū)概況2 采區(qū)煤炭?jī)?chǔ)量和服務(wù)年限計(jì)算經(jīng)測(cè)算可得采區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：1 層傾角 =2.27°8°屬于近水平煤層2 采區(qū)走向長(zhǎng)度 1536m采區(qū)傾斜長(zhǎng)度 =1407m2.1 采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量ZG=采區(qū)走向長(zhǎng)度×采區(qū)傾斜長(zhǎng)度×煤層厚度×煤的容重=1536×1407×26×1.3575856435.2噸=7585.64萬(wàn)噸2.2

2、 采區(qū)煤柱損失量根據(jù)規(guī)程規(guī)定，為了隔離采取，防止發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)和瓦斯涌出的影響，在采區(qū)邊界留設(shè)的采區(qū)隔離煤柱10米；水平邊界留30米；井田邊界留設(shè)40米。本設(shè)計(jì)留設(shè)采區(qū)上下左右邊界隔離煤柱均為10米；采用無(wú)煤柱開(kāi)采方式，工作面之間不留設(shè)煤柱；停采線距大巷水平距離為20米。邊界煤柱損失=采區(qū)左右邊界煤柱+采區(qū)上下邊界煤柱 =10×1407×2+10×(1536-20)×2×26×1.35 =2051946噸=205.20萬(wàn)噸停采界限內(nèi)的保護(hù)煤柱損失停采線長(zhǎng)度×條帶長(zhǎng)度×條帶數(shù)×煤層厚度×煤的重率2

3、0×（2×230+3×220+238）×26×1.35=953316噸=95.33萬(wàn)噸P（總的煤柱損失）=邊界煤柱損失+停采界限內(nèi)的保護(hù)煤柱損失 =205.20+95.33=281.53萬(wàn)噸2.3 采區(qū)可采儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量是指工業(yè)儲(chǔ)量中實(shí)際可能采出的儲(chǔ)量。其計(jì)算式為：Zk=ZG-P=7585.64-281.53=7304.11萬(wàn)噸2.4 采區(qū)回采率100=10096.23采區(qū)服務(wù)年限 =43.4768年43.5年3 采區(qū)情況介紹3.1 采區(qū)基本情況本課程設(shè)計(jì)的采區(qū)，煤層數(shù)一層，煤層厚度為26m；煤層頂板是砂巖，煤的平均容重為1.35/t.m-3；

4、采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層；煤層的瓦斯涌出量為8.6/m3.t-1，屬于低瓦斯礦井；煤層傾角為2.27°，屬于近水平煤層；煤層無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)，自然發(fā)火期為4個(gè)月；無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)。采區(qū)走向長(zhǎng)度為1536m，傾斜長(zhǎng)度為1407m；采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為7585.64萬(wàn)噸，開(kāi)采損失281.53萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量7304.11萬(wàn)噸；采區(qū)年生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)為120萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)服務(wù)年限43.5年。3.2 采區(qū)巷道布置說(shuō)明本設(shè)計(jì)的采區(qū)內(nèi)，煤層數(shù)為一層，煤厚為26m。所以采用分層開(kāi)采，分層間采用下行開(kāi)采順序，垮落法處理采空區(qū)。上分層鋪設(shè)人工假頂。本采區(qū)采用盤(pán)區(qū)石門(mén)集中平巷聯(lián)合準(zhǔn)備方式。盤(pán)區(qū)內(nèi)單翼開(kāi)采，采

5、用走向長(zhǎng)壁后退式進(jìn)行開(kāi)采，工作面長(zhǎng)度為220、230m。在盤(pán)區(qū)自運(yùn)輸大巷開(kāi)掘盤(pán)區(qū)石門(mén)，在距煤層底板10m左右布置軌道下山，在區(qū)段邊界處，煤層底板8m左右的巖層中布置區(qū)段運(yùn)輸集中平巷和軌道集中平巷，在區(qū)段集中平巷內(nèi)每隔350m分別開(kāi)掘穿透煤層的進(jìn)風(fēng)行人斜巷、回風(fēng)運(yùn)料斜巷和區(qū)段溜煤眼。在區(qū)段平巷內(nèi)開(kāi)掘第一分層運(yùn)輸平巷和回風(fēng)、運(yùn)料平巷，至區(qū)段平巷后，沿煤層傾斜方向開(kāi)掘開(kāi)切眼，即可進(jìn)行回采。3.3 采區(qū)內(nèi)工作系統(tǒng)介紹采區(qū)內(nèi)的工作系統(tǒng)主要包括：(1)運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面第一分層工作面運(yùn)輸平巷溜煤眼-區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷-煤倉(cāng)-盤(pán)區(qū)石門(mén)-運(yùn)輸大巷(2)通風(fēng)系統(tǒng)：回采通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流采區(qū)運(yùn)輸大巷盤(pán)區(qū)石門(mén)進(jìn)風(fēng)斜

6、巷區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷-第一分層工作面運(yùn)輸平巷第一分層工作面第一分層工作面運(yùn)輸平巷回風(fēng)運(yùn)料斜巷-區(qū)段巖石軌道集中運(yùn)輸平巷-盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷濁風(fēng)排出；掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流采區(qū)運(yùn)輸大巷盤(pán)區(qū)石門(mén)進(jìn)風(fēng)斜巷區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷-第一分層下一工作面運(yùn)輸平巷掘進(jìn)工作面第一分層下一掘進(jìn)回風(fēng)斜巷軌道下山盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷-濁風(fēng)排出。(3)材料及設(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)：回采面：盤(pán)區(qū)運(yùn)輸大巷車(chē)場(chǎng)繞道-軌道下山-區(qū)段巖石軌道集中運(yùn)輸平巷-回風(fēng)運(yùn)料斜巷-第一分層工作面運(yùn)輸平巷-工作面掘進(jìn)面：盤(pán)區(qū)運(yùn)輸大巷車(chē)場(chǎng)繞道-軌道下山-區(qū)段巖石軌道集中運(yùn)輸平巷-回風(fēng)運(yùn)料斜巷-第一分層下一工作面運(yùn)輸平巷掘進(jìn)工作面。(4)排矸系統(tǒng)

7、：掘進(jìn)巷道時(shí)所出的煤和矸石分層工作面回風(fēng)平巷-區(qū)段巖石軌道-回風(fēng)運(yùn)料斜巷-區(qū)段巖石軌道集中運(yùn)輸平巷-軌道下山-車(chē)場(chǎng)繞道-盤(pán)區(qū)運(yùn)輸大巷(5)排水系統(tǒng)：在盤(pán)區(qū)石門(mén)、軌道下山等各條巷道中布置水槽，使水依靠自重在水槽中流動(dòng)，最終流入水倉(cāng)。(6)供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所，經(jīng)大巷、盤(pán)區(qū)運(yùn)輸石門(mén)、至采區(qū)變電所。經(jīng)降壓后的低壓電，由低壓電纜分別引向回采和掘進(jìn)工作面附近的配電點(diǎn)以及輸送機(jī)、絞車(chē)房等用電地點(diǎn)。3.4 巷道斷面選取盤(pán)區(qū)運(yùn)輸大巷、盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷、盤(pán)區(qū)石門(mén)、軌道下山采用拱形斷面，錨噴支護(hù)；工作面運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道、區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷、區(qū)段巖石軌道集中平巷采用梯形斷面，工字梁支護(hù)。隨著錨噴支護(hù)的推

8、廣，采用拱形斷面拱部成形好，施工方便，利用率高；梯形斷面能夠使頂板暴露面積少，可減少頂壓，能承受較大的側(cè)壓。其中，盤(pán)區(qū)石門(mén)采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭；工作面運(yùn)輸巷道采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，為單輸送機(jī)道；工作面回風(fēng)巷道利用1.5t礦車(chē)運(yùn)輸材料和設(shè)備，為單軌巷道。巷道斷面及其技術(shù)參數(shù)如下：(1)采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)大巷、盤(pán)區(qū)石門(mén)、軌道下山設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面積16.2 m2，凈斷面積14.2 m2，凈周長(zhǎng)14.4m；設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B=4.8m,高度H=3.9m，噴射厚度T=100mm；錨桿型式為鋼筋砂漿，外露長(zhǎng)度50mm，排列方式為矩形，間排距為800mm，錨深1600mm，錨桿直徑14mm，巷道斷面圖如圖4-1。圖4-

9、1 采區(qū)運(yùn)輸大巷巷道斷面圖(2)回采工作面運(yùn)輸、分層回風(fēng)巷及通風(fēng)道、區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷、區(qū)段巖石軌道集中平巷設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面積10.8 m2，凈斷面積10 m2，凈周長(zhǎng)13.4m；設(shè)計(jì)掘進(jìn)底板寬度B=4890m，頂板寬度B=3990m,高度H=2435m；金屬支架采用GB700-65，11#A5礦用工字鋼，斷面設(shè)計(jì)如圖4-2所示。圖4-2 工作面運(yùn)輸、回風(fēng)巷道斷面圖4 回采工藝設(shè)計(jì)4.1 采煤方法的選擇由于煤層傾角為2.27°，因而采用走向長(zhǎng)壁采煤法，采用后退式開(kāi)采。采用走向長(zhǎng)壁采煤法具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)巷道布置簡(jiǎn)單,巷道掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用低、投產(chǎn)快；(2)運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單,占用設(shè)備少,運(yùn)輸費(fèi)

10、用低；(3)回采巷道既可以沿煤層掘進(jìn),又可以保持固定方向,使采煤工作面長(zhǎng)度保持等長(zhǎng),減少了因工作面長(zhǎng)度的變化給生產(chǎn)帶來(lái)的不利影響,非常有利于綜采； (4)對(duì)某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)。當(dāng)煤層的地質(zhì)構(gòu)造,如傾斜和斜交斷層比較發(fā)育時(shí),布置傾斜長(zhǎng)壁工作面可減少斷層對(duì)開(kāi)采的影響,可保證工作面的有效推進(jìn)長(zhǎng)度；當(dāng)煤層頂板淋水較大或采空區(qū)采用注漿防火時(shí),仰斜開(kāi)采有利于疏干工作面,創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；(5)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果比較顯著。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐表明,在工作面單產(chǎn)、巷道掘進(jìn)率、采出率、勞動(dòng)生產(chǎn)串和噸煤成本等幾項(xiàng)指標(biāo)方面,都有顯著提高或改善。4.2 盤(pán)區(qū)開(kāi)采順序與開(kāi)采方法本設(shè)計(jì)將煤層分為8層，每層煤3.2米厚。各分層間劃

11、分為區(qū)段進(jìn)行開(kāi)采，按地理位置自西向東依次編號(hào)為1、2、3、4、5、6，共同組成一個(gè)盤(pán)區(qū)。開(kāi)采順序?yàn)椋菏紫冗M(jìn)行第1區(qū)段，然后依序號(hào)向下開(kāi)采。當(dāng)開(kāi)采上一工作面時(shí)，下一區(qū)段進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。開(kāi)采作業(yè)以后，利用沿空掘巷方式保留上一工作面巷道。上一工作面開(kāi)采結(jié)束后，再移至下一區(qū)段開(kāi)采。當(dāng)?shù)谝环謱佣奸_(kāi)采結(jié)束后，再去開(kāi)采第二分層。層與層之間鋪設(shè)金屬網(wǎng)做為人工假頂。4.3 采煤設(shè)備的選擇根據(jù)煤層厚度、煤層傾角、工作面長(zhǎng)度選擇成套的采煤設(shè)備。采煤機(jī)型號(hào)MXA-300/4.5，液壓支架為ZY3400/24/45型掩護(hù)式支架，工作面刮板輸送機(jī)為SGZ764/264A型，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)為SZB-764/132工作面運(yùn)輸巷

12、道用SSJ-1000/2×160型伸縮帶式輸送機(jī)，破碎機(jī)型號(hào)為PEM1000×650。 （1） 采煤機(jī)型號(hào)MXA-300/4.5，其主要參數(shù)如表5-1所示：表5-1 MXA-300/4.5采煤機(jī)參數(shù)表采高(m)2.33.5滾筒中心距(mm)10326適應(yīng)煤質(zhì)硬度(kg/cm2)f=24機(jī)面高度(mm)1905傾角(°)525臥底量(mm)185截深(mm)656電動(dòng)機(jī)型號(hào)DMB- 300s滾筒直徑(m)2.0功率KW300牽引方式液壓、雙牽引、無(wú)鏈臺(tái)數(shù)（臺(tái)）1牽引速度(m/min)08.5電壓（V）1140鏈條規(guī)格齒銷冷卻方式水冷主油泵型式125EV-2XP1-V

13、1300S變量泵噴霧滅塵方式內(nèi)、外噴霧油馬達(dá)型式125-EX-8XP1定量馬達(dá)控頂距(mm)2342調(diào)高泵型式定量柱塞泵總量（t）48.3輔助泵型式定量柱塞泵 (2) 液壓支架，其主要參數(shù)如表5-2所示：表5-2 液壓支架參數(shù)表型 號(hào)ZYX3400/23/45ZY3600/25/50支 9架型式大采高大傾角掩護(hù)式掩護(hù)式高度（m）寬度（m）中心距（m）1.51.5初撐力（kN）26083092工作阻力（kN）34003600支護(hù)強(qiáng)度(MPa)0.580.61對(duì)底板比壓(MPa)1.34適應(yīng)煤層傾角 (°)3525降-移-升循環(huán)時(shí)間（s）28.5835.9運(yùn)輸尺寸（長(zhǎng)寬高）（m）5.47

14、1.432.36.121.432.5重量(t)21.219.76立柱型式雙伸縮雙伸縮缸徑/中缸內(nèi)徑/柱徑(mm)230/180/220250/180/160工作阻力/初撐力(kN)1700/13041800/1546推移千斤頂型式浮動(dòng)活塞式浮動(dòng)活塞式缸徑/行程(mm)150/750160/700推力/拉力(kN)178.1/452.8178.8/452.6平衡千斤頂缸徑/行程(mm)150/415140/350工作阻力（活塞腔/缸腔）(kN)671.6/534646/408每架數(shù)量(個(gè))22 (3)工作面刮板輸送機(jī),型號(hào)SGZ-764/264，其主要參數(shù)如表5-3所示：表5-3 SGZ-764

15、/264刮板輸送機(jī)主要參數(shù)表設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)200刮板鏈型式雙邊鏈出廠長(zhǎng)度(m)150刮板間距(mm)1032運(yùn)輸能力(t/h)700與采煤機(jī)配套牽引方式有 鏈鏈速(m/s)1.12電動(dòng)機(jī)型號(hào)KBY550-132適應(yīng)傾角(°)無(wú)功率(kW)2×132液力偶合器型號(hào)YL-500XQ轉(zhuǎn)速(r/min)1475液力偶合器介質(zhì)油電壓(V)1140布置方式平行布置圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷(KN)598中部槽規(guī)格(mm)（長(zhǎng)×寬×高）1500×764×222總量(t)166.62圓環(huán)鏈規(guī)格26×86-C減速器速比1：25.444 (4)刮板轉(zhuǎn)載機(jī),

16、型號(hào)SZB-764/132，其主要參數(shù)如表5-4所示：表5-4 SZB-764/132刮板轉(zhuǎn)載機(jī)主要參數(shù)表出廠長(zhǎng)度（m）29.7刮板鏈型式雙邊鏈輸送能力（t/h）700電動(dòng)機(jī)型號(hào)KBY550-132速度（m/s）1.34功率（KW）132與帶式輸送機(jī)有效重疊長(zhǎng)度（m）11.44轉(zhuǎn)速（r/min）1470爬坡性能爬坡角度（°）10電壓（V）1140爬坡長(zhǎng)度（m）6.5回環(huán)鏈規(guī)格（mm）22×86-C爬坡高度（m）1.6破斷負(fù)荷（KN）598偶合器型式Y(jié)L-500×1Q刮板間距（mm）516中部槽尺寸（mm）（長(zhǎng)×寬×高）1500×764

17、×222質(zhì)量（t）24.90(5)伸縮帶式輸送機(jī),型號(hào)SSJ1000/2×160，其主要參數(shù)如表5-5所示：表5-5 SSJ1000/2×160伸縮帶式輸送機(jī)主要參數(shù)表輸送量t/h1000機(jī)尾搭接長(zhǎng)度(m)12輸送長(zhǎng)度(m)1200機(jī)尾搭接處軌距(mm)1362帶 速(m/s)205機(jī)頭外形尺寸（寬×高）(mm)2646×1705傳動(dòng)滾筒直徑(mm)630托輥直徑(mm)108電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSB-90輸送帶類 型阻燃輸送帶功率(kW)160×2寬度(mm)1000電壓(V)660儲(chǔ)帶長(zhǎng)度(m)100質(zhì)量(t)120(6)破碎機(jī),型號(hào)PE

18、M1000×650，其主要參數(shù)如表5-6所示：表5-6 PEM1000×650破碎機(jī)主要參數(shù)表結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鄂式配套轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)SZB-764/132過(guò)煤能力(t/h)700外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）（mm）3270×2260×1430破碎能力(t/h)450電動(dòng)機(jī)型號(hào)JBY91-4/55進(jìn)料口寬度（mm）1000功率（kW）55進(jìn)料口高度（mm）550電壓(V)1140出料粒度（mm）40-3704.4 綜合機(jī)械化回采工藝回采工作面循環(huán)作業(yè)：(1)滾筒的轉(zhuǎn)向和位置前端的滾筒沿頂板割煤,后端滾筒沿底板割煤。即“前頂后底”、“右順左逆”。綜采面雙滾

19、筒采煤機(jī)的割煤方式：往返一次割兩刀。如圖5-7所示：圖5-7滾筒的轉(zhuǎn)向和位置示意圖(2)割煤方式考慮頂板管理、移架與進(jìn)刀方式、端頭支護(hù)等因素，采用穿梭割煤，往返一次進(jìn)兩刀。(3)綜采面采煤機(jī)的進(jìn)刀方式：工作面端部斜切割三角煤進(jìn)刀。其過(guò)程如下：當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí),其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁,采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一段下部煤；調(diào)換滾筒位置,前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機(jī)彎曲段返向割人煤壁,直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直；再調(diào)換兩個(gè)滾筒上下位置,重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處；將三角煤割掉,煤壁割直后,再次調(diào)換上下滾筒,返程正常割煤 。(4)移架方式支架的移架方式為單架依次順序式,又稱單架連續(xù)

20、式。支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移,移動(dòng)步距等于截深,支架移成一條直線,該方式操作簡(jiǎn)單,容易保證規(guī)格質(zhì)量,能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板,應(yīng)用比較多。(5)支護(hù)方式針對(duì)綜采面割煤、移架、推移輸送機(jī)三個(gè)主要工序，采用及時(shí)支護(hù)方式。采煤機(jī)割煤后,支架依次前移、支護(hù)頂板,輸送機(jī)隨移架逐段移向煤壁,推移步距等于采煤機(jī)截深。推移輸送機(jī)后,在支架底座前端與輸送機(jī)之間富裕一個(gè)截深的寬度,這樣工作空間大,有利于行人、運(yùn)料和通風(fēng)。綜采工作面支護(hù)方式：ZZ4400/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架。端頭支護(hù)方式：用DW35180/100X型單體液壓支柱進(jìn)行端頭支護(hù)。超前支護(hù)方式：工作面運(yùn)輸巷超前20m加強(qiáng)支護(hù)，DW35180/10

21、0X型單體液壓支柱配合金屬鉸接梁支護(hù)巷道的兩幫，柱距均為1m；回風(fēng)巷超前20m加強(qiáng)維護(hù)，只在巷道中間支設(shè)一排DW35180/100X型單體液壓支柱。生產(chǎn)班的主要工藝過(guò)程是：割煤、移架、推移輸送機(jī)。采煤機(jī)上下兩端斜切進(jìn)刀自開(kāi)缺口；雙向割煤，往返一次割兩刀，移架滯后采煤機(jī)4-6m，輸送機(jī)滯后采煤機(jī)10-15m推移綜采工作面中，沿工作面全長(zhǎng)完成采煤、移架、推溜三個(gè)主要工序后，工作面就向前推進(jìn)一個(gè)進(jìn)度，完成一個(gè)循環(huán)。(6)工作面循環(huán)作業(yè)計(jì)算采區(qū)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年；平均工作日產(chǎn)量為1200000/3303636噸；日推進(jìn)量 3636÷（220×3.2×1.35&

22、#215;0.95）= 4.03滾筒截深為0.8米，進(jìn)刀數(shù)4.03÷0.8=5.035刀。工作面采用三、八工作制，一采一準(zhǔn)作業(yè)方式，每天進(jìn)5刀；勞動(dòng)組織形式為分段作業(yè)形式。4.5 回采工作面循環(huán)作業(yè)圖表回采工作面配備三個(gè)班進(jìn)行開(kāi)采，其中兩個(gè)開(kāi)采班，一個(gè)檢修班。具體回采工作面循環(huán)作業(yè)如何進(jìn)行如表5-8所示：表5-8 回采工作面循環(huán)作業(yè)圖表4.6 勞動(dòng)組織形式 勞動(dòng)組織形式如表5-9所示：表5-9 勞動(dòng)組織形式表序號(hào)工 種定員合計(jì)一班二班檢修班1班長(zhǎng)11132安全員11133采煤機(jī)司機(jī)2244支架工664165清煤工4486輸送機(jī)司機(jī)11267運(yùn)料工446148端頭支護(hù)工448169機(jī)電

23、維修工1146合計(jì)242426744.7 綜采工作面設(shè)備布置和剖面圖圖5-2綜采工作面設(shè)備布置和剖面圖1采煤機(jī)；2刮板輸送機(jī)；3液壓支架；4下端頭支架；5上端頭支架；6轉(zhuǎn)載機(jī)；7可伸縮膠帶輸送機(jī)；8配電箱；9乳化液泵站；10設(shè)備列車(chē)；11移動(dòng)變電站；12噴霧泵站；13液壓安全絞車(chē)；14集中控制臺(tái)。5 掘進(jìn)工藝5.1 掘進(jìn)通風(fēng)方法掘進(jìn)通風(fēng)方法采用局扇通風(fēng)。局扇通風(fēng)按其工作方式可以分為壓入式、抽出式和混合式三種。本設(shè)計(jì)采用壓入式，對(duì)于壓入式通風(fēng)，由于局扇和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中在瓦斯礦井運(yùn)轉(zhuǎn)安全；風(fēng)筒出口風(fēng)流的的有效射程長(zhǎng)，排煙能力大，工作面的通風(fēng)時(shí)間短，而且可用柔性風(fēng)筒。5.2 掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備的

24、選擇5.2.1 風(fēng)筒選擇 選用KSS600-150型帶剛性圈的軟質(zhì)阻燃風(fēng)筒，直徑600mm，接頭方法：快速接頭軟帶，百米風(fēng)阻30.2N·s2/m8，一節(jié)10m,螺距150mm。風(fēng)筒漏風(fēng)計(jì)算風(fēng)筒漏風(fēng)量Q=Q-Q=4.1m/min風(fēng)筒百米漏風(fēng)率L= 2%風(fēng)筒有效風(fēng)量率E= ×100%=98%風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)= =1.025.2.2 局扇選擇 確定局扇的工作參數(shù)局扇工作風(fēng)量Q=·Q=1.02×202.7=206.8m/min局扇工作風(fēng)壓h=R·Q= R·Q·Q=30.2×206.8/60×202.7/60=35

25、1.65Pa局扇選型本設(shè)計(jì)選用軸流式局扇，它體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率高。具體選擇JBT-52型局扇，功率11kW，臺(tái)數(shù)1臺(tái)，轉(zhuǎn)數(shù)2900r/min，全風(fēng)壓490-2352Pa，風(fēng)量145-225kW。6 通風(fēng)量計(jì)算6.1 通風(fēng)系統(tǒng)的選擇回采工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置有U、Z、Y雙Z和W等形式。這些形式都是U形的變形，是為了加大工作面長(zhǎng)度、增加工作面供風(fēng)量、改善工作面氣候條件，預(yù)防采空區(qū)漏風(fēng)和瓦斯涌出等目的而設(shè)計(jì)出來(lái)的。 Z形通風(fēng)系統(tǒng)要求在采空區(qū)維護(hù)一條回風(fēng)巷，工作面回風(fēng)流經(jīng)回風(fēng)巷時(shí)，采空區(qū)的漏風(fēng)可將其中的瓦斯排至回風(fēng)道，但采空區(qū)巷道的維護(hù)量較大；Y形通風(fēng)系統(tǒng)要求工作面的上順槽沿采區(qū)一翼

26、全長(zhǎng)預(yù)先掘好，而且在回采期間始終維護(hù)，故采區(qū)巷道的掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用較大；在相同的地質(zhì)條件下，W形工作面的供風(fēng)量要比U、Y形增加一倍，采面產(chǎn)量顯著提高，但巷道維護(hù)在采空區(qū)，漏風(fēng)大，有效風(fēng)量率低且易于自然發(fā)火；U形后退式具有采空區(qū)漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)，但在工作面上隅角附近易于積存瓦斯，影響工作面的安全生產(chǎn)。綜上所述本設(shè)計(jì)采用U形后退式通風(fēng)系統(tǒng)，另外利用導(dǎo)風(fēng)設(shè)施（導(dǎo)風(fēng)板、風(fēng)簾等）或利用采空區(qū)的風(fēng)眼回風(fēng)等來(lái)解決上隅角附近易于積存瓦斯問(wèn)題。6.2 采區(qū)工作面瓦斯抽放本礦井屬于高瓦斯礦井，開(kāi)采厚煤層前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行瓦斯抽放。本設(shè)計(jì)采用煤層鉆孔抽放技術(shù)和采空區(qū)抽放技術(shù)對(duì)采煤工作面的瓦斯進(jìn)行采前抽放以使得工作面瓦斯達(dá)到要求

27、，保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行。采用煤層鉆孔抽放技術(shù)和采空區(qū)抽放技術(shù)對(duì)工作面的瓦斯抽放率達(dá)到50%。采煤開(kāi)始前抽放率大于或等于這一數(shù)值時(shí)才可進(jìn)行生產(chǎn)。6.3 風(fēng)量計(jì)算生產(chǎn)采區(qū)需要風(fēng)量按各采煤、掘進(jìn)工作面，硐室及其它巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)必須保證各用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠供風(fēng)。Q采區(qū)（Qai +Qbi +Qci）×KWZ m3/min式中：Qai采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min;Qbi掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min;Qci其他風(fēng)量的總和 ，m3/min;KWZ采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括采區(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，一般可取1.21.25，在此采

28、區(qū)中近似為1.2。6.3.1 采煤工作面所需風(fēng)量每個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。1 按采煤工作面瓦斯涌出量確定需要風(fēng)量絕對(duì)瓦斯涌出量q 絕對(duì)=3636.36×8.6÷1440=21.72m3/min絕對(duì)瓦斯涌出量q絕對(duì)=21.72m3/min×50%=10.86m3/minQai=100q 絕對(duì)×K不均衡 =100×10.86×1.4=1520m3/min式中： Q采采煤工作面需要風(fēng)量，m3/minK不均衡回采工作面通風(fēng)不均衡系數(shù)，常取1.22.1按工作面

29、溫度選擇適宜的風(fēng)速計(jì)算：Qai=60×V采× S采式中：V采采煤工作面風(fēng)速，m/s，工作面平均溫度20時(shí)，V采=1 m/s；S采采煤工作面的平均斷面積，m2。使用掩護(hù)式支架時(shí)，S采=3（M-0.3）m2，其中M為煤層開(kāi)采厚度，m。S采=3×（3.2-0.3）=8.7m2Qai=60×V采× S采 =60×1×8.7=522 m3/min按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需要風(fēng)量：選定作業(yè)2班采每班24人，一班檢修26人，交班時(shí)人數(shù)最多為50人。 Qai=4N=4×50=200 m3/min式中：N工作面最多人數(shù)， 每人供

30、風(fēng)4m3/min3 風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：Qai0.25×60×S采=0.25×60×8.7=130.5m3/minQai4×60×S采=4×60×8.7=2088m3/min式中：S采工作面平均斷面積，m2 。綜上所述取最大值，Qai=1520m3/min6.3.2 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量核算方法與回采工作面所需風(fēng)量的計(jì)算方法基本相同。1 按照掘進(jìn)面瓦斯涌出量計(jì)算：綜掘，每月推進(jìn)400m，每分鐘推進(jìn)0.0139m，S掘=10.8 m2每分鐘掘進(jìn)量=0.0139×10.8×1.350.2 t/minq 絕對(duì)

31、 =0.2×8.6=1.72 m3/minQbi=100×q 絕對(duì)×K不均衡=100×1.72×1.8=309.6 m3/min310m3/min；式中： Qbi單個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量，m3/min；q 絕對(duì)掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯的絕對(duì)涌出量，m3/min；K不均衡瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.52.0,本式中取1.8。 按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算需要風(fēng)量：選用FBDNo5.0/2×15kW高效對(duì)旋局扇，吸風(fēng)量400 m3/minQbi=Q扇·Ii=400 m3/min。式中： Q扇局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量；Ii掘進(jìn)工作面

32、同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù),本設(shè)計(jì)中Ii =1臺(tái)。2 按掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需要風(fēng)量：Qbi=4N=4×15=60 m3/min式中：N掘進(jìn)工作面最多人數(shù)。 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：煤巷掘進(jìn)最低風(fēng)量 Qbi0.25×60×S掘=0.25×60×10.8=162m3/min式中：S掘掘進(jìn)工作面的斷面，S掘=10.8 m2綜上所述，Qbi=400 m3/min。6.3.3 其他風(fēng)量井下充電室，應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計(jì)算風(fēng)量。機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)。選取硐室風(fēng)量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過(guò)30，其它硐室溫度不超過(guò)

33、26。采區(qū)變電所配風(fēng)量：100 m3/min。絞車(chē)房所配風(fēng)量：100 m3/min。無(wú)極繩絞車(chē)尾輪硐室：100 m3/min故其他風(fēng)量的總和為 Qci=100+100+100=300m3/min風(fēng)門(mén)漏風(fēng)按1.2 m3/min計(jì)算，5扇風(fēng)門(mén)漏風(fēng)6 m3/min。Qdi =6m3/min綜上所述：Q采區(qū)（Qai+Qbi+Qci+Qdi ）×KWZ=（1520+400+300+6）×1.2=2671m3/min式中取KWZ =1.2進(jìn)行計(jì)算。7 風(fēng)量分配如圖所示通風(fēng)系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)圖， 根據(jù)流體網(wǎng)絡(luò)中總進(jìn)風(fēng)量等于總回風(fēng)量進(jìn)行風(fēng)量分配。每條分支的風(fēng)量分配數(shù)據(jù)如表8-1所示： 表8-1風(fēng)

34、量分配表分支始節(jié)點(diǎn)未節(jié)點(diǎn)巷道名稱風(fēng)量m3/mine001運(yùn)輸大巷2671e112運(yùn)輸大巷2121.2e214車(chē)場(chǎng)繞道649.8e334絞車(chē)房100e423運(yùn)輸大巷100e525盤(pán)區(qū)石門(mén)2021.2e656盤(pán)區(qū)石門(mén)1621.2e757進(jìn)風(fēng)斜巷400e849軌道下山749.8e91228盤(pán)區(qū)石門(mén)盡頭回風(fēng)斜巷1.2e101714分層運(yùn)輸平巷0.2e11711區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷400e123132變電所100e1389掘進(jìn)回風(fēng)斜巷400e14108分層運(yùn)輸平巷400e151110進(jìn)風(fēng)行人斜巷400e161316區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷150e173132盤(pán)區(qū)石門(mén)1521.2e18915軌道下山1149.

35、6e191528軌道下山1149.8e202829軌道下山1151e21621盤(pán)區(qū)石門(mén)1621.2e221415掘進(jìn)回風(fēng)斜巷0.2e231213進(jìn)風(fēng)斜巷1520e241618區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1517.8e251617進(jìn)風(fēng)行人斜巷1.2e261719分層運(yùn)輸平巷1e271819進(jìn)風(fēng)行人斜巷1.2e281921分層運(yùn)輸平巷2.2e291820區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1517.8e302021進(jìn)風(fēng)行人斜巷1517.8e312122工作面1520e322223回風(fēng)運(yùn)料斜巷1517.6e332325區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1517.6e342224分層回風(fēng)平巷2.4e352527區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1518

36、.8e362425回風(fēng)運(yùn)料斜巷1.2e372426分層回風(fēng)平巷1.2e382627回風(fēng)運(yùn)料斜巷1.2e392729區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1520e402930回風(fēng)大巷2671圖8-1 通風(fēng)系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)圖8 局部風(fēng)量計(jì)算局部風(fēng)量調(diào)節(jié)有三種方法：增加風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法，降低風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法和增加風(fēng)壓的調(diào)節(jié)法。本設(shè)計(jì)中采用增加風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法，在掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷、變電所和絞車(chē)房處設(shè)立調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，通過(guò)改變調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的開(kāi)口面積來(lái)改變調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)對(duì)風(fēng)流所產(chǎn)生的阻力。用下式計(jì)算調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的面積Sw:RW調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的風(fēng)阻，N·s2/m8。由上可求，絞車(chē)房處調(diào)節(jié)風(fēng)窗的面積： 變電所處調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的面積： 絞車(chē)房處調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的面積：即所

37、需設(shè)立的調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的面積為10.32m2。9 通風(fēng)阻力計(jì)算摩擦風(fēng)阻計(jì)算 摩擦阻力系數(shù)，通過(guò)查表取值;L巷道長(zhǎng)度，m;U巷道周長(zhǎng)，m;S巷道面積，m2。通風(fēng)阻力計(jì)算： Hfr摩擦阻力，Pa由以上兩式求得各巷道的風(fēng)阻和通風(fēng)阻力詳見(jiàn)表10-1：最大阻力路線為： e0-e1-e2-e6-e21-e17-e41-e23-e16-e24-e29-e30-e31-e32-e33-e35-e39-e40則:hr=1.81+1.02+0.16+14.85+3.27+0.67+1.49+16.84+0.45+105.31+103.89+75.68+115.97+62.21+96.63+98.22+39.37+13.

38、54=751.38Pa采區(qū)總阻力：h = hr × k = 751.38×1.1 826.518 Pa式中，k 考慮局部阻力附加系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)取1.11.15，取1.1。表10-1 通風(fēng)阻力計(jì)算表分支節(jié)點(diǎn)巷道名稱風(fēng)量m3/min長(zhǎng)度/m凈面積/m2凈周長(zhǎng)/m阻力系數(shù)/Ns2/m4風(fēng)阻/Ns2/m8阻力/Pae00、1運(yùn)輸大巷267120.5514.214.40.008820.000911541.806438354e11、2運(yùn)輸大巷2121.218.4614.214.40.008820.000818841.023430786e21、4車(chē)場(chǎng)繞道649.831.3614.214.4

39、0.008820.001391050.163154483e33、4絞車(chē)房10067.5414.214.40.008820.00299590.00832194e42、3運(yùn)輸大巷10067.614.214.40.008820.002998560.008329333e52、5盤(pán)區(qū)石門(mén)2021.2917.214.214.40.008820.040684646.16854293e65、6盤(pán)區(qū)石門(mén)1621.2458.514.214.40.008820.0203378714.84827743e75、7進(jìn)風(fēng)斜巷40050.114.214.40.03910.009851720.437854103e84、9軌道下

40、山749.81019.7514.214.40.00820.042053786.567398913e912、28盤(pán)區(qū)石門(mén)盡頭回風(fēng)斜巷1.2240.471013.40.03260.105046914.20188E-05e1017、14分層運(yùn)輸平巷0.2339.811013.40.0346330.157699771.75222E-06e117、11區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷400159.41013.40.0346330.07397473.287764564e1231、32變電所10024.0914.214.40.0080.000969220.002692289e138、9掘進(jìn)回風(fēng)斜巷40049.58101

41、.340.03910.002597690.11545309e1410、8分層運(yùn)輸平巷400346.691013.40.0346330.160892667.150784796e1511、10進(jìn)風(fēng)行人斜巷400225.911013.40.03910.118363295.260590462e1613、16區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷150154.151013.40.0346330.071538270.447114195e1731、32盤(pán)區(qū)石門(mén)1521.223.4614.214.40.008820.001040620.668904603e189、15軌道下山1149.6223.5314.214.40.0088

42、20.009915213.639928658e1915、28軌道下山1149.8141.4314.214.40.008820.006273472.303826096序上表e2028、29軌道下山115136.2914.214.40.008820.001609730.592381052e216、31盤(pán)區(qū)石門(mén)1621.2100.9814.214.40.008820.004479213.270183326e2214、15掘進(jìn)回風(fēng)斜巷0.249.581013.40.03260.021658532.4065E-07e2312、13進(jìn)風(fēng)斜巷152050.11013.40.03910.0262493916.84627775e2416、18區(qū)段巖石運(yùn)輸集中平巷1517.8354.631013.40.0346330.16457747105.3166362e2516、17進(jìn)風(fēng)行人斜巷1.2225.361013.40.03910.118075124.723E-05e2617、19分層運(yùn)輸平巷1350.161013.40.0346330.162503024.51397E-05