綜合機械化采煤工藝計劃書

1 綜合機械化采煤工藝 計劃書 區(qū)的位置、邊界范圍及地質條件概況 本采區(qū)是某礦第一水平某采區(qū)為中，本采區(qū)位于井田邊界，其中六采區(qū)已采。采取回風石門標高 輸大巷標高 層均煤層，且埋藏穩(wěn)定，構造簡單，煤質中硬，自然發(fā)火期為 6月。 采區(qū)走向平均長度 2020m，傾斜平均長度 1020m，傾角平均為 17。采區(qū)內(nèi)無大的含水層和地下水，開采條件較好。采區(qū)生產(chǎn)能力 90 萬噸每年。 區(qū)地質條件及煤層的賦 存 采區(qū)只有一層煤，屬于厚煤層。煤層無瓦斯突出，頂?shù)装宸€(wěn)定。區(qū)內(nèi)涌水較小，煤層埋藏穩(wěn)定，構造簡單。煤巖爆炸指數(shù)為 34 煤層瓦斯含量小，采區(qū)所屬礦井屬于低瓦斯礦井。走向、傾向、煤層變化情況及頂?shù)装鍫顩r。見煤層特征表（ 1 表（ 1層特征 序號 煤層名稱 煤層厚度（ m） 煤層間距 （ m） 傾角 圍巖性質 煤牌號 硬度 容重 （ t/ 煤層結構及穩(wěn)定性 最小 平均可采厚度 頂板 底板 平均 1 17砂巖 粉巖 中 定 區(qū)的開采技術條件 采區(qū)標高分別為上部邊界 部邊界 煤方法走向長壁采煤法，采煤工藝為綜采、運輸大巷位于煤層底板巖石中，運輸巷標高 風巷標高 區(qū)內(nèi)的瓦斯含量小及煤層自然發(fā)火期為 6月，煤塵的爆炸指數(shù)為 34% 區(qū)的儲量、生產(chǎn)能力及服務年限 區(qū)儲量 采區(qū)工業(yè)儲量 1205 萬 t，可采儲量 t。 2 產(chǎn)工作制度 本 礦井采用年工作 330 天，采煤工作面選用 “ 三八 ” 制每日三班，每班八小時作業(yè)，每班兩個班采煤，一個班檢修。 區(qū)的生產(chǎn)能力 井田的儲量 1205 萬 t，煤層深藏穩(wěn)定、構造簡單，地質條件和開采技術等因素較好。設計生產(chǎn)能力為 90 萬 t/年。 區(qū)服務年限 采區(qū)的服務年限為 10 年。 。 區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)走向長 2020m 傾向長 1020m，區(qū)段斜長 160m，區(qū)段數(shù)目 4 個。設有兩個采區(qū)上山，分別是運輸上山和軌道上山，均設置在巖層中，用石門連接區(qū)段平巷。設有 聯(lián)絡巷連接區(qū)段運輸巷和區(qū)段輔助軌道運輸巷。車場形式采用甩車場形式。本礦井采用單工作面單掘進面同時進行，掘進工作面掘進方法。掘進巷道寬 3m，高 3m。設計共八個工作面，工作面長 233m。 采工藝 本礦井煤層平均厚度為 合經(jīng)濟效益、安全生產(chǎn)、準備維護等方面的考慮，故采用綜合機械化采煤工藝。 （ 1） 生產(chǎn)系統(tǒng) 礦井采用中央并列式通風，新鮮風流自地面經(jīng)副井進入運輸大巷，經(jīng)過采區(qū)下部車場石門送入軌道上山直至上部車場，經(jīng)過區(qū)段輔助軌道運輸平巷、聯(lián)絡巷、區(qū)段運輸巷沖刷工作面后，污濁風流進入?yún)^(qū)段回風 平巷至回風石門到達回風大巷后經(jīng)風井升上地面排放入大氣。 本礦井采用礦山架空乘人索道（猴車）為出入礦井工作人員提供交通 采區(qū)內(nèi)無大的含水層和地下水，涌水量較小，巷道邊側挖設有排水槽，可將工作面作業(yè)排水及溢出地下水等沿排水順槽排放至井底水倉。 本礦井采用供電方式為移動變電站移動供電。所有供電設備均采用本安型設備。 （ 2） 生產(chǎn)情況 3 掘進工作面配置 懸臂式掘進機，掘進機有效開拓平面面積為 最大掘進平面 m ，并自帶除塵及二運系統(tǒng)。掘進機后方鋪設皮帶輸送機。以采區(qū)輔助軌道運輸巷設置局部通風機及可伸縮風筒提供局部供風形成供風系統(tǒng)。 采煤工作面配置 210綜合機械化采煤機（采高范圍為 以及 800/32/70D 型單體液壓支架。工作面使用 64 型刮板輸送機協(xié)同64型轉載機和 用無極繩絞車運料至工作面。 工作面長度為 233m，作業(yè)煤厚為 ，日產(chǎn)量 滾筒綜合機械采煤機，往返一次進兩刀。采用三八制作業(yè)，兩采一準，三班設定人員分別為 26 人、 26 人、30人。考慮交接班，井下同時工作人員最多為 56人。 （ 3） 隱患防治 該礦井工作面所配備采煤機自帶噴水降塵裝置，可在一定程度上減少作業(yè)過程中產(chǎn)生的礦塵，在此基礎上，巷道內(nèi)設置風幕集塵裝置和積極調整工作面供風風量，進一步對礦塵進行控制。 本礦井煤層自然發(fā)火期為 6，經(jīng)鑒定為不易發(fā)火煤層，按照煤礦安全規(guī)程對火災易發(fā)處設置消防桶、消防沙袋及防爆水槽等臨時撲救裝置，預先設定避火災、瓦斯、煤塵災害路線。 礦井經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井，按照低瓦斯礦井防治措施進行防治。 為提高安全生產(chǎn)水平，礦井每級生產(chǎn)單位 對應制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度，考核計劃。并嚴格執(zhí)行。 4 2采區(qū)通風系統(tǒng)擬定 區(qū)通風系統(tǒng)擬定的原則 第一 ，堅持 “安全第一 ”的方針 ，設計的采區(qū)通風系統(tǒng)必須保證安全可靠 ； 第二 ，技術可行 ，確保技術的前瞻性 ，力求使用先進的技術 ； 第三 ，經(jīng)濟合理 ，力爭節(jié)約 ，應符合投資少、工期短、高效節(jié)能、利于環(huán)保、無污染、低噪音等要求。 區(qū)通風系統(tǒng)擬定的基本要求 采區(qū)通風系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng) （采煤方法 ），但又能在一定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。完備的采區(qū)通風系統(tǒng)應能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風流方向 ，風量和風流 質量 ；漏風少 ；風流的穩(wěn)定性高 ，不易遭受破壞 ；有利于合理排放瓦斯 ，防止煤炭自燃 ，形成較好的氣候條件和有利于控制、處理事故 ，并能使通風系統(tǒng)符合安全可靠、經(jīng)濟合理和技術可行的原則。其基本要求如下 ： （1）每一生產(chǎn)水平和采區(qū)都必須實行分區(qū)通風 （獨立通風 ），即把井下各個水平、各個采區(qū)以及各個采、掘進工作面和其他用風地點的回風各自直接排入采區(qū)的回風巷或總回風巷的通風布置方式。 （2）準備采區(qū) ，必須在采區(qū)內(nèi)構成通風系統(tǒng)后 ，方可開掘其它巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構成完整的通風、排水系統(tǒng)后 ，方可回采。采區(qū)進、回 風道必須貫穿整個采區(qū) ，嚴禁一段為進風巷 ，一段為回風巷。 （3）高瓦斯礦井、有煤 （巖 ）與瓦斯 （二氧化碳 ）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū) ，必須設置至少 1 條專用回風巷 ；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū) ，必須設置 1 條專用回風巷。所謂專用回風巷指在采區(qū)巷道中 ，專門用于回風 ，不得用于運料、安設電氣設備的巷道 ，在煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出區(qū) ，專用回風巷還不得行人。 （4）采、掘工作面應實行獨立通風。同一采區(qū)內(nèi) ，同一煤層上下相連的兩個回采工作面、工作面總長度不超過 400m，回采工 作面和與之相連接的掘進工作面 ，掘進工作面和與之相鄰的掘進工作面 ，布置獨立通風有困難時 ，都可采用串聯(lián)通風 ，但串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過一次。在地質構造極為復雜或殘采地區(qū) ，回采工作面確需串聯(lián)通風時 ，應采取安全措施 ，經(jīng)上級主管部門批準 ，可以串聯(lián)通風 ，但串聯(lián)通風次數(shù)不得超過兩次 ，三個回采工作面的總長度不得超過 100m。所有的串聯(lián)通風 ，在進入串聯(lián)工作面的風流中 ，必須裝有瓦斯 5 自動檢測報警裝置。在此種風流中 ，瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過 其它有害氣體的濃度都應符合煤礦安全規(guī)程第 100 條的規(guī)定。 開采有瓦斯噴 出或有煤 （巖 ）與瓦斯 （二氧化碳 ）突出危險的煤層時 ，嚴禁任何 2 個工 作面之間串聯(lián)通風。 （5）有煤 （巖 ）與瓦斯 （二氧化碳 ）突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。 （6）掘進工作面和采煤工作面的進風和回風 ，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒頂區(qū)。無煤柱開采沿空掘巷和沿空留巷時 ，應采取防止從巷道的兩幫和頂部向采空區(qū)漏風的措施?；夭晒ぷ髅娌捎媒?jīng)過采空區(qū)和冒露區(qū)回風時 ，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道的風流中的瓦斯和二氧化碳濃度 ，都符合煤礦安全規(guī)程關于瓦斯?jié)舛鹊囊?guī)定。 （7）采空區(qū)必須及時封閉。 從巷道通至采空區(qū)的風眼 ，必須隨著采煤工作面的推進 逐個 封閉通至采空區(qū)的連通巷道。采區(qū)開采結束后 45 天內(nèi) ，必須在所有與已采區(qū)相連接的巷道中 設置防火墻 ，全部封閉采區(qū)。 （8）傾斜運輸巷道 ，不應設置風門。如果必須設置風門時 ，應安設自動風門或設專人管 理 ，并有防止礦車或風門碰撞人員 ，以及礦車碰撞風門的安全措施。開采突出煤層時 ，工作面回風側不應設置風窗。 （9）改變一個采區(qū)的通風系統(tǒng)時 ，應報礦總工程師批準。掘進巷道與其他巷道貫通時 ， 在貫通相距 15m 時 ，地質測量部門必須向礦總工程師報告 ，并通知通風部門 ，通風部門事先必須 做好調整風流的準備工作 ；貫通時 ，通風部門必須派干部在現(xiàn)場統(tǒng)一指揮 ；貫通后 ，必須立即調整通風系統(tǒng) ，防止瓦斯積聚 ，并須待系統(tǒng)調整后的風流穩(wěn)定 ，才可恢復工作。 區(qū)通風系統(tǒng) 區(qū)通風方式 從生產(chǎn)角度出發(fā) ，采區(qū)至少有兩條上山 ，一條為運輸上山 ，另一條為軌道上山 ，兩條上 山即為采區(qū)內(nèi)的進、回風巷道。有些大型礦井采區(qū)走向比較長 ，當采區(qū)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大時可以采用三條上山。 另有 一條專門的回風上山 ，供通風、行人之用。 設置 在其他兩條上山的中間 ，運輸上山和軌道上山均為進風巷道 ，主要是靠專用回風上山 (巷 )回風。 采區(qū)通風方式的比較如表 2示 ： 6 表 2通風系統(tǒng) 上山數(shù)目 使用條件及優(yōu)缺點 輸送機上山進風，軌道上山回風 2條 風流與運煤路線相同而方向相反，所以風門較少，比較容易控制風流； 流與煤的相對速度較大，造成大量的煤塵飛揚；同時，煤在運輸過程中不斷涌出瓦斯，使進風流中的煤塵和瓦斯?jié)舛仍黾樱?進風流溫度增高； 易管理； 軌道上山進風 2條 場可不設風門、車輛通過方便； 煤塵較少； 為回風、運料用的各區(qū)段中部車場、上山下部車場內(nèi)均須設置風門，不易管理，漏風大； 軌道上山、輸送機上山進風，回風上山回風 3條 采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風量多，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系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點，同時具備兩者的有點，但需增加一條上山，工程量較大。 采工作面通風方式 （1）工作面通風方式 U 型通風系統(tǒng)示意如圖 2示。 （ a） （ b） 圖 2型通風； 型通風 此兩種 采煤工作面通風系統(tǒng)有一條進風巷道和一條回風巷道。 U 型后退式通風系統(tǒng)在我國使用比較普遍。其優(yōu)點是結構簡單 ，巷道施工維修量小 ，工作面采空區(qū)漏風小 ，風流穩(wěn)定 ，易于管理等 ；缺點是 上隅角瓦斯易超限、工作面進、回風巷要提前掘進 ，維護工作 7 量大?？梢栽诠ぷ髅嫔嫌缃前苍O導風設施或采用抽放瓦斯的措施 ，也可采取改變工作面通風系統(tǒng)來解決上隅角瓦斯易超限問題。 U 型前進式通風系統(tǒng)的維護工作量小 ，不存在采掘工作面串聯(lián)通風問題 ，在巷旁支護好、 漏風不大時 ，有一定優(yōu)越性。采用前進式 U 型通風系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不涌向工作面 ，而是涌向回風平巷。 綜合經(jīng)濟，技術及安全方面綜合考慮，本礦井工作面通風方式采用后退式 （2）采煤工作面風流流動形式 回采工作面通風分為上行通風和下行通風。上行風與下行風 是指風流方向與煤層傾斜的關系而言 ，當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷道水平時 ，采煤工作面的風流沿傾斜方向自下而上流動 ，為上行通風 ；當采煤工作面進風巷道水平高于回風巷道水平時 ，采煤工作面 的風流沿傾斜方向自上而下流動 ，為下行通風。同向、逆向指風流方向與煤炭運輸方向之間 的關系而言 ，當風流方向與煤流方向一致時 ，為同向通風 ；反之 ，為逆向通風。 （a） （b） 圖 2煤工作面上行風和下行風 （ a）上行風；（ b）下行風 上行通風的優(yōu)點 ：風流排除瓦斯的效果好 ，洗刷能力強 ，因為瓦斯比空氣輕 （瓦斯密度 為 其自然流動方向和上行風的方向一致 ，在正常風速 （s）的情況下 ，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小 ； 采用上行風 ，其進風流與回風流產(chǎn)生的自然風壓與機械風壓相同 ，需要的機械風壓偏小 ；運輸巷機械設備處在新鮮風流中 ，安全性好。在瓦斯礦井中 ，采煤工作面及其回風道一般都采用上行通風。 上行通風的缺點 ：風流方向與運煤方向相反 ，容易引起煤塵飛揚 ；煤炭在運輸過程中不 斷放出的瓦斯 ，增加了采煤工作面的瓦斯?jié)舛?；采用上行通風時 ，必須要把礦井進風流引導 8 到礦井最深處 ，然后再上行 到工作面 ，所以進風路線長 ，尤其是在深井條件下受地點影響較大 ，運輸巷內(nèi)運輸設備散發(fā)的熱量被風流帶入工作面 ，使工作面的氣溫增高 ；工作面采用上行通風時 ，上隅角容易引起瓦斯積聚 ，給現(xiàn)場瓦斯管理工作帶來一定難度。 綜合經(jīng)濟，技術及安全方面綜合考慮，本礦井采用上行風作為工作面風流流動形式。 區(qū)和回采工作面通風方式的確定 區(qū)通風方式方案的選擇 （1）方案選擇 結合采區(qū)實際情況和自然災害條件 ，采區(qū)通風方式提出兩個方案以供選擇。 方案一 ：運輸上山進風，軌道上山回風 方案二 ：軌道上山進風，運輸上 山回風 （2）方案比較 經(jīng)濟比較 上山掘進、維修費用比較 表 2山性質及掘進、維修費用比較表 方案 上山名稱 煤巖類別（巖、煤、半煤巖） 支護形式 斷面積（ 長度（ 掘進費用（萬元） 維修費用（萬元） 凈 掘 方案 軌道進風 半煤巖 錨網(wǎng) 10 12 1032 輸回風 半煤巖 錨網(wǎng) 10 12 982 案 軌道回風 半煤巖 錨網(wǎng) 10 12 1032 輸進風 半煤巖 錨網(wǎng) 10 12 982 1 安全設施設備費比較 9 表 2全設施安設與費用比較表 方案 風門安設位置與數(shù)量 瓦斯傳感器安設位置與數(shù)量 其他安全設施 費用 （萬元） 方案 風門安設：采區(qū)下部車場繞道 2 個，區(qū)段回風平巷 1 個，軌道上山 1 個共計 4 個；絞車房、行人斜巷共安設調節(jié)風窗 2個 瓦斯傳感器；上隅角 1個，回風平巷距離采煤工作面 10個，匯風口 2個。 臨時密閉 4個 3 方案 風門 2 個，調節(jié)風窗 1個；安 設位置見采區(qū)通風系統(tǒng)平面圖 瓦斯傳感器；上隅角 1個，回風巷距離采煤工作面10個，匯風口處 1個。 臨時密閉 2個 安全與技術方面比較 表 2安全與技術比較表 方案 安全 技術 方案 流與煤相對速度較大，煤塵較大，并且在煤在運輸過程中不斷涌出瓦斯，使風流中瓦斯?jié)舛仍黾印?易管理； 下空氣調節(jié)難度增加 ; 方案 煤 塵較少； 輛通過方便； 通過以上安全、技術、經(jīng)濟方面的比較 ，采區(qū)通風方式 利用方案二（軌道上山進風，運輸上山回風）。 采工作面通風方式方案的選擇 （1）方案選擇 根據(jù)采區(qū)巷道布置和自然災害條件 ，回采工作面通風方式提出兩個方案以供選擇。 方案一： U 型通風 方案二 ：H 型號通風 （ 2） 回采工作面通風方式方案比較 表 10 表 2回采工作面通風方式方案比較 綜上所述 ，從風流穩(wěn)定、經(jīng)濟合理、技術先進、安全可靠等角度綜合分析 ，最終確定采用 作面采用上行風風流流動形式。 方案 安全 經(jīng)濟 管理 方案 在工作面上隅角采用抽放瓦斯的措施 巷道施工維修量小，工作面進、回風巷要提前掘巷，維護工作量大。 工作面采空區(qū)漏風小，風流穩(wěn)定，易于管理。 方案 在采空區(qū)的回風巷道中抽放瓦斯。 沿空護巷困難。 由于有附加巷道，可能影響通風的穩(wěn)定性，管理復雜。 11 3采區(qū)風量計算與分配 煤礦的供風是保證井下工作人員正常勞動和安全生產(chǎn)的基 本條件。在這里我們只計算設計 （采、帶 ）區(qū)的需風量。設計 （采、帶 ）區(qū)的需風量應依據(jù)煤礦安全規(guī)程和煤礦礦井風量計算方法的規(guī)定 ，按下列要求進行風量計算。 區(qū)風量計算 對設計 （采、帶 ）區(qū)的風量 ，可按兩種情況分別計算 ： 一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風 資 料可參考時 ，（采、帶 ）區(qū)需風量應按設計中 （采、帶 ）區(qū)同時工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的噸煤供風量計算 ，并取其中最大值。在設計中 噸煤瓦斯涌出量的計算 ，應根據(jù)在地質勘探時測定的煤層瓦斯含量 ，結合礦井地質條件和開 采條件計算出噸煤瓦斯涌出量，再計算采區(qū)需風 量。 另一種是依據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的有關資料 ，按生產(chǎn) （采、帶 ）區(qū)的風量計算方法進行。其 原則是 ：（采、帶 ）區(qū)的供風量應保證符合 （采、帶 ）區(qū)安全生產(chǎn)的要求 ，使風流中瓦斯、二 氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風速、氣溫等必須符合規(guī)程有關規(guī)定。創(chuàng)造良 好的勞動環(huán)境 ，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程設計是在收集實習礦井資料基礎上進行的 ，故可按 生產(chǎn)礦井實際資料 ，分別計算設計 （采、帶 ）區(qū)采煤工作面、掘進工作面、硐室等所需風量 ， 得出整個 （采、帶 ）區(qū)的需風量。但該風量也要根據(jù)情況的不斷變化隨時進行調整。 煤工作 面需風量的計算 每個回采工作面實際需要風量 ，應按甲烷、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風速和人數(shù)等規(guī)定分別進行計算 ，然后取其中最大值 ，回采工作面有串聯(lián)通風時 ，應按其中一個回采工作面實際需要的最大風量計算。 （1）按瓦斯 （或二氧化碳 ）涌出量按式 (3算 ： 00 (3（ 經(jīng)測定本礦井工作面絕對瓦斯涌出量為 2 m3/不均衡系數(shù) 式中 第 i 個采煤工作面實際需要風量 ，m3/第 i 個采煤工作面回風巷風流中瓦斯 （或二氧化碳 ）平均絕對涌出量 ，m3/ 在生產(chǎn)礦井中 ，該值應從實測中求得 ；在設計礦井中可根據(jù)臨近生產(chǎn)礦井條件相似的有關數(shù)據(jù)選取。 12 第 i 個采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù) ，它是該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)時 ，在整個工作面開采期間 ，均勻間隔的選取不少于 5 個晝夜 ，進行觀測 ，得出 5 個比值 ，取其最大值。通常根據(jù)采煤方法可按表 3?。?表 3 各種采煤工作面瓦斯涌出不均衡風量備用系數(shù) 采煤方法 采工作面 炮采工作面 水采工作面 經(jīng)測定本礦井絕對瓦斯涌出量為 0.4 m3/不均衡系數(shù) 將實際數(shù)值代入上式： 00240 (m3/（ 2）按工作面溫度與風速的關系計算： 采煤工作面應有良好的氣候條件，其氣溫與風速的關系應符合表 3規(guī)定： 表 3 采煤工作面空氣溫度與風速對應表 采煤工作面進風流氣溫（ ） 采煤工作面風速（ m/s） 15 1518 1820 2023 2326 煤工作面的需要風量按式（ 3算： 0 （3（本礦井設定采煤工作面溫度為 20 ，取值 礦井使用掩護式支架。 ） 式中 第 i 個采煤工作面的風速，按采煤工作面溫度從表 3選取， m/s； 第 i 個采煤工作面的平均有效斷面積， 單位為 于普采工作面可按最大和最小 控 頂 距有效斷面積的平均值計算；對于綜采工作面可用下面近似式計算： 使用支撐式支架時： 使用掩護式支架時： （ 式中 M 煤層開采厚度。 將實際數(shù)值帶入上式： 6056 (m3/ 13 （ 3） 按工作人員數(shù)量 計算 ： （3 式中 4以人數(shù)為計算單位 的供風標準 ，是對每人每分鐘供給 4規(guī)定風量。 第 i 個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。 經(jīng) 上述 3種方法計算后 ，得出最大風量是 756 m3/ 將實際數(shù)值帶入上式： 430=120 (m3/（5）按風速進行驗算 ： 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定 ，回采工作面最低風速為 s、最高風速為 4m/s 的要求進行驗算。即每個回采工作面的風量 Q 按上述 4 種方法計算后的需風量的最大值 ： 0 （304 （3式中 第 i 個采煤工作面的平均有效斷面積 ， 備用工作面的需風量通常取為產(chǎn)量相同的生產(chǎn)采煤工作面的需風量的一半。當 （采、帶 ）區(qū)風量不富裕時 ，也可以按工作面不集聚瓦斯為原則配風 ，但工作面風速不應小于 15m/s）。采煤工作面風量計算和驗算后 ，必須明確最終確定的采煤工作面風量。 以上述 計算結果可知 =756 (m3/將實際數(shù)值帶入上式： 6089 (m3/604024 (m3/驗證結果正確 進工作面需風量計算 和回采工作面所需風量的計算方法基本相同 ，掘進工作面的需風量按下列因素分別計算 ，取其最大值 ： （1）按瓦斯 （或二氧化碳 ）涌出量計算 ： 00 （3（經(jīng)測定本礦井掘進工作面絕對瓦斯涌出量為 式中 第 i 個掘進工作面的需風量 ，m3/ 14 第 i 個掘進工作面的平均絕對瓦斯 （或二氧化碳 ）涌出量 ，m3/產(chǎn)礦井中 ， 該值應從實測中求得 ；在設計礦井中可根據(jù)條件相似的臨近生產(chǎn)礦井有關數(shù)據(jù)中選取。 第 i 個掘進工作面瓦斯涌出不均勻系數(shù) ，其含義和觀察計算方法與采煤工作面的 瓦斯涌出不均勻系數(shù)相似。通常 ，機掘工作面取 將實際數(shù)值代入公式： 10016 (m3/（ 2） 按工作人員數(shù)量計算： （3式中 第 i 個掘進面同時工作的最多人數(shù)； 4 每人每分鐘供風標準， m3/ 將實際數(shù)值代入公式： 420=80 (m3/（ 3） 按 局部通風機吸風量 計算： （3（礦井配用 局部通風機。） 式中 第 i 個掘進工作面同時運轉的局部通風機額定風量之和， m3/ 為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，一般取 風巷中無瓦斯涌出時取 瓦斯涌出時取 各種局部通風機的額定風量可按下表 3?。?表 3 局部通風機額定風量 風機型號 額定風量（ m3/ 5376 220113 240160 300180 450250 630260 根據(jù)礦井實際情況，局部風機實際吸風量小于額定吸風量，局部風機實際吸風量供給掘進工作面的風量一般不超過 280m3/ 將實際數(shù)值代入公 式： 20060 (m3/按照上述 3種方法計算后，選用最大值即按局部通風機吸風量計算所得 260 (m3/行驗算。 15 （ 4）按風速進行驗算： 每個巖巷掘進工作面的風量： 60 （3260 60m3/ 60 （3 260 6089 (m3/ 604 （3260 604024 (m3/式中 第 i 個掘進工作面巷道的凈斷面積 ，本礦井掘進工作面凈斷面面積 掘進工作面風量計算和驗算后 ，可以確定掘進工作面需風量為 260 m3/ 室需風量計算 各個獨立通風硐室的供 風量 ，應根據(jù)不同類型的硐室分別風量的確定 ，按照經(jīng)驗值 ，（采、帶 ）區(qū)絞車房 0 80 m3/（采、帶 ）區(qū)變電所 0 80 m3/ 本礦井采用移動變電站供電，故不計變電所所需風量。絞車房需風量定為 70m3/ 其他用風巷道的需風量計算 其他用風巷道的需風量 ，應根據(jù)瓦斯涌出量和風速分別進行計算 ，采用其最大值。 （1）按瓦斯涌出量計算 ： 采 區(qū)內(nèi)的其他用風巷道 00 （3（經(jīng)測定，本礦井其他巷道瓦斯絕對涌出量為 絡巷） 31002 (m3/山） 21008 (m3/人斜巷） 21008 (m3/ 16 巷） 21008 (m3/ 采 區(qū) 外 的其他用風巷道 33 （3場 ) 3133m3/風石門 ) 133m3/式中 第 i 個其他用風巷道的瓦斯絕對涌出量 ，m3/第 i 個其他用風巷道瓦斯涌出不均勻的風量備用系數(shù) ，一般可取 （2）按風速驗算 ： 一般巷道 （3式中 第 i 個其他用風井巷凈斷面積 ， 區(qū)總風量 采區(qū)所需的總風量 采區(qū)內(nèi)各用風地點需風量之和 ，并考慮適當?shù)?備用系數(shù) ，按式 （3行計算 ： （3式中 采區(qū)所需總風量 ，m3/該采區(qū)內(nèi)各采煤工作面和備用工作面所需風量之和 ，m3/該采區(qū)內(nèi)各掘進工作面所需風量之和 ，m3/該 （采、帶 ）區(qū)內(nèi)各硐室所需風量之和 ，m3/該 （采、帶 ）區(qū)內(nèi)其他用風巷道所需風量之和 ，m3/包括 （采、帶 ）區(qū)的漏風和配風不均勻等因素的備用風量系數(shù)。應從實測中統(tǒng)計 求得 ，一般可取 將實際數(shù)值代入公式： 17 （ 756 260 70 72 48 48 48 715.6(m3/區(qū)風量的分配 總風量確定后 ，分配到各用風地點的風量 ，應不得低于其計算的需風量 ；所有巷道都應 分配一定的風量 ；分配后的風量 ，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足煤礦安全規(guī)程 中下列有關規(guī)定 ：關于氧氣、瓦斯、二氧化碳和其它有毒有害氣體安全濃度的規(guī)定 ；關于最高風速和最低風速的規(guī)定 （見表 3關于采掘工作面和機電硐室最高溫度的規(guī)定 ；關于冷空 氣預熱的規(guī)定 ；以及關于空氣中粉塵安全濃度的規(guī)定等。 表 3巷中風流速度表 井巷名稱 最低允許風速（ m/s） 最高允許風速（ m/s） 無提升設備的風井和風硐 15 專為升降的井筒 12 風橋 10 升降人員和物料的井筒 8 主要進、回風道 8 架線電機車巷道 8 運輸機巷道、（采、帶）區(qū)進、回風巷道 回采工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷 掘進中的巖巷 其他人性巷道 沿途漏風 ，尤其是風流短路 ，較大的影響了 通風的安全性和經(jīng)濟性 ，因此應盡量減少沿途漏風和風流短路。沿途允許漏風率參考表 3果實際漏風率超過表中數(shù)據(jù)時 ，應該采取有效的防漏措施 ，并加強管理。 在裝有局部通風機的巷道內(nèi) ，巷道的風量應按不小于局部通風機風量的 計算。 在串聯(lián)的風量中 ，應使其中的瓦斯、二氧化碳的濃度不超過 且使其它有害氣體的濃度不超過安全濃度。 表 3風設施允許漏風率 漏風地點 允許的漏風率（ 00 ） 無提升設備的抽出風井 5 有 提升設備的抽出風井 10 18 無提升設備的壓入風井 10 有提升設備的壓入風井 15 風門 2 風橋 1 風墻 基本不漏 采空區(qū) 510 先將以上計算得出的采區(qū)總風量 按以下原則對剩余的風量進行大致的分配 ；各個回采工作面的風量 ，按照與產(chǎn)量成正比的原則進行分配 ；各個備用工作面的風量 ，按照它在生產(chǎn)時所需風量的一半進行分配。即 ： p （ （3式中 采區(qū)總風量中減去獨立回風的掘進風量和峒室風量后的剩余風量 ，m3/采區(qū)總風量 , m3/各掘進工作面所需風量之和 ，m3/各硐室所需風量之和 ，m3/將實際數(shù)值代入公式： （ 260 70） =m3/ 剩余風量 配方法是 ：先用下式計算回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風量 q,即 ： 2（3式中 q 回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風量， 各個回采工作面的日產(chǎn)量之和， t/d。 各個備用工作面的計劃日產(chǎn)量之和， t/d。 將實際數(shù)值代入公式： 37 7 9q （ （3將實際數(shù)值代入公式： m3/ 19 區(qū)通風網(wǎng)絡風量的自然分配 關術語與基本定律 （1）通風網(wǎng)絡的相關術語 風路 ：有風流流經(jīng)的井筒、巷道、以及回采工作面等通 風線路。 節(jié)點 ：兩條或兩條以上風路的交匯點。在同一條巷道中 ，將巷道斷面形狀、斷面積、支護方式、坡度的變化點也可稱之為節(jié)點。 回路 ：通風網(wǎng)絡中若干條風路首尾相接構成的閉合路徑。 假分支 ：風阻為零的虛擬分支。 生成樹、余樹 ：生成樹包括風網(wǎng)中全部節(jié)點而不構成回路或網(wǎng)孔的一部分分支構成的圖形。每一種風網(wǎng)都可選出若干生成樹。一個網(wǎng)絡圖中 ，去把生成樹去掉 ，剩下的部分圖形稱 之為余樹。 弦 ：在風網(wǎng)任何一棵樹中 ，每增加一個分支就構成一個獨立回路或網(wǎng)孔 ，這種分支就做 弦。 通風網(wǎng)絡解算 ：已知通風網(wǎng)絡中各風路的風阻及通 風機特性曲線 （或礦井總風量 ），計算各風路風量的過程。 固定風量風路 ：通風網(wǎng)絡解算時有風量期望值并且不參與迭代計算的風路。 自然分風 ：不含有固定風量風路的網(wǎng)絡解算 ，解算結果滿足節(jié)點風量平衡和回路阻力平衡定律。 （2）解算通風網(wǎng)絡的基本定律 風流在巷道中的流動 ，可以認為是連續(xù)的、穩(wěn)定的流動。因此 ，任何通風網(wǎng)絡都要遵循以下三個定律 ： 通風阻力定律 因為風流在井巷中基本以完全紊流狀態(tài)流動的 ，所以各條風路中的風流都遵守通風阻力 定律，即： 2 （3式中 風網(wǎng)中某一風路的阻力 ，風網(wǎng)中該風路的風阻 ，Ns2/風網(wǎng)中流過該風路的風量 ，m3/s。 風量平衡定律 20 在通風網(wǎng)路中 ，流進節(jié)點或閉合回路的風量 ，等于流出節(jié)點或閉合回路的風量。即任一節(jié)點或閉合回路的流入風量和流出風量的代數(shù)和為零。 0（3式中 流入或流出某節(jié)點或回路的風量，以流入為正，流出為負。 風壓平衡定律 在任一閉合回路中，無扇風機工作時，各巷路風壓的代數(shù)和為零。 0式中 閉合回路中任一巷道的風壓損失，順時針為正，逆時針為負。 在通風機工作及存在自然風壓時 ，各巷道風壓降的代數(shù)和等于扇風機風壓與自燃風壓之 和。即 扇風機風壓，順時針為正，逆時針為負。 自然風壓 ，順時針為正 ，逆時針為負。 區(qū)風量調節(jié) 在礦井通風網(wǎng)絡中 ，風流按照巷道風阻的匹配關系 ，風量分配到各作業(yè)地點 ，若現(xiàn)有通風網(wǎng)絡能夠滿足要求 ，則無需進行風量調節(jié)。但通風網(wǎng)絡往往不能滿足要求 ，需要采取控制與調節(jié)風量的措 施。另外礦井通風網(wǎng)絡是一個動態(tài)網(wǎng)絡 ，它隨生產(chǎn)的推進而不斷變化 ，從網(wǎng)絡分支數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡拓撲結構都在發(fā)生變化 ，而網(wǎng)絡中的各個用風地點的風量基本不變 ，所以經(jīng)常需要根據(jù)網(wǎng)絡的變化 ，對通風網(wǎng)絡進行調節(jié) ，以調配各網(wǎng)絡分支的風量。風量調節(jié)按照范圍的大小 ，可分為局部風量調節(jié)和礦井風量調節(jié) ，（采、帶 ）區(qū)范圍內(nèi)的風量調節(jié)屬于局部風量調節(jié)。局部風量調節(jié)的方法有增阻法、減阻法及輔助通風機調節(jié)法。 （1）增阻調節(jié)法 增阻調節(jié)法是在通過在巷道中安設調節(jié)風窗等設施 ，增大巷道中的局部阻力 ，從而降低與該巷道處于同一通路中的風量 ，或增大與其并聯(lián) 的通路上的風量。 主要措施 ： 調節(jié)風窗 ； 臨時風簾 ； 空氣幕調節(jié)裝置等。使用最多的是調節(jié)風窗。 特點 ：增阻調節(jié)法具有簡單、方便、易行、見效快等優(yōu)點 ；但增阻調節(jié)法會增加礦井總風阻 ，減少總風量。 （2）減阻調節(jié)法 21 減阻調節(jié)法是在通過在巷道中采取降阻措施 ，降低巷道的通風阻力 ，從而增大與該巷道處于同一通路中的風量 ，或減小與其關聯(lián)的通路上的風量。 主要措施 ： 擴大巷道斷面 ； 降低摩擦阻力系數(shù) ； 清除巷道中的局部阻力物 ； 采 用并聯(lián)風路 ； 縮短風流路線的總長度等。 特點 ：可以降低礦井總風阻 ，并增加礦井總風量 ；但降阻措施 的工程量和投資一般都較 大 ，施工工期較長 ，所以一般在對礦井通風系統(tǒng)進行較大的改造時采用。 （3）增能調節(jié)法 增能調節(jié)法主要是采用輔助通風機等增加通風能量的方法 ，增加局部地點的風量。 主要措施 ： 輔助通風機調節(jié)法。 利用自然風壓調節(jié)法。 特點 ：增能調節(jié)法的施工相對比較方便 ，不須降低礦井總風阻 ，能增加礦井總風量 ，同 時可以減少礦井主通風機能耗。但采用輔助通風機調節(jié)時設備投資較大 ，輔助通風機的能耗較大 ，且輔助通風機的安全管理工作比較復雜 ，安全性較差。 區(qū)通風阻力計算 采區(qū)通風總阻力由摩擦阻力和局部阻力兩部 分構成 ，即總阻力等于摩擦阻力與 局部阻力之和。 擦阻力 計算摩擦阻力時 ，應首先選定 （采、帶 ）區(qū)達產(chǎn)時的最大阻力線路 ，分別計算各段巷道 的摩擦阻力 ，然后累加起來即為該線路的總摩擦阻力。最大阻力線路可根據(jù)風量和巷道參數(shù) （斷面積、長度等 ）直接判斷確定 ，不能直接確定時 ，應選幾條可能最大的路線進行計算比較。摩擦阻力計算公式如下所示 ： 23 摩 （3式中 L、 U、 S、 a分別是各井巷的長度 （m），周邊長 （m），凈斷面積 （摩擦阻力 系數(shù) （ Q分配給各井巷的風量 ，（m3/s） 部阻力 采 區(qū)井巷的局部阻力 ，新建 （采、帶 ）區(qū)宜按井巷摩擦阻力的 10%計算 ；擴建 采 區(qū)宜按井巷摩擦阻力的 15%計算 ，局部阻力等于各段井巷的摩擦阻力累加后乘以 （ 22 摩局 ）（ 阻力 由下式計算出 （采、帶 ）區(qū)達產(chǎn)時的最大阻力線路的總阻力 ，并把阻力計算結果填入表 3 ： 表 3區(qū)通風阻力計算表 節(jié)點序號 巷道名稱 支護形式 104 (L (m) U (m) S ( R (Q (m3/s） m6/h 摩（ v（ m/