[工學(xué)]修改 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)-石港通風(fēng)系統(tǒng)改造

1、太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū) 畢業(yè)生姓名畢業(yè)生姓名：穆計(jì)科穆計(jì)科 專業(yè)專業(yè) ： 安全工程安全工程 學(xué)號(hào)學(xué)號(hào) ： 1042162403310421624033 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 : : 王旭宏王旭宏 所屬系（部）所屬系（部） ： 采礦工程系采礦工程系 二二一二年六月一二年六月 陽(yáng)煤集團(tuán)石港礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)陽(yáng)煤集團(tuán)石港礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 穆計(jì)科穆計(jì)科 二二一二年八月十日一二年八月十日 1 目目 錄錄 前前 言言.3 第一章第一章 礦井概況礦井概況.6 1.11.1 礦井基本概況礦井基本概況.6 1.21.2 井田境界及儲(chǔ)量井田境界及儲(chǔ)量.10 第

2、二章第二章 礦井開(kāi)拓方式礦井開(kāi)拓方式.10 2.12.1 開(kāi)拓方式開(kāi)拓方式 .10 2.22.2 水平劃分水平劃分 .10 2.32.3 采區(qū)劃分采區(qū)劃分 .11 2.42.4 井下開(kāi)拓巷道布置井下開(kāi)拓巷道布置 .11 2.52.5 井筒特征井筒特征 .12 2.62.6 井底車(chē)場(chǎng)井底車(chē)場(chǎng) .12 第三章第三章 采區(qū)巷道布置采區(qū)巷道布置.13 3.13.1 采區(qū)巷道采區(qū)巷道布布置置.13 3.23.2 采煤方采煤方法法.16 3.33.3 巷道掘進(jìn)巷道掘進(jìn).23 第四章第四章 礦井風(fēng)量計(jì)算礦井風(fēng)量計(jì)算.26 4.14.1 瓦斯資源瓦斯資源.26 4.24.2 礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量.27

3、 4.34.3 礦井瓦斯抽放效果礦井瓦斯抽放效果.28 4.44.4 礦井需風(fēng)量計(jì)算礦井需風(fēng)量計(jì)算.30 第五章第五章 礦井現(xiàn)有通風(fēng)能力核定礦井現(xiàn)有通風(fēng)能力核定.35 5.15.1 井巷概況井巷概況.35 5.25.2 礦井總進(jìn)風(fēng)能力核定礦井總進(jìn)風(fēng)能力核定.36 5.35.3 礦井回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)能力核定礦井回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)能力核定.36 5.45.4 主扇能力核定主扇能力核定.37 5.55.5 通風(fēng)系統(tǒng)改造的必要性通風(fēng)系統(tǒng)改造的必要性.37 第六章第六章 通風(fēng)系統(tǒng)改造方案通風(fēng)系統(tǒng)改造方案.39 6.16.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案.39 6.26.2 方案比選方案比選.43 6.

4、36.3 主要安全措施主要安全措施.45 第七章第七章 通風(fēng)設(shè)備選型通風(fēng)設(shè)備選型.45 7.17.1 通風(fēng)設(shè)備概況通風(fēng)設(shè)備概況.45 7.27.2 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù).46 7.47.4 通風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算通風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算.46 7.57.5 確定扇風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)確定扇風(fēng)機(jī)工況點(diǎn).48 7.67.6 電動(dòng)機(jī)功率核算電動(dòng)機(jī)功率核算.51 2 7.77.7 通風(fēng)機(jī)其它附屬設(shè)施通風(fēng)機(jī)其它附屬設(shè)施.51 第八章第八章 結(jié)論與建議結(jié)論與建議.51 11.111.1 結(jié)論結(jié)論.51 11.211.2 建議建議.52 專題部分專題部分.52 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).61 結(jié)結(jié) 束束 語(yǔ)語(yǔ).62 3 前前 言言 一、概述一

5、、概述 石港煤礦位于左權(quán)縣城北 13km 處，該礦井始建于 1958 年， 2003 年底陽(yáng) 煤集團(tuán)決定兼并收購(gòu)石港煤礦，成立石港公司， 2004 年 8 月開(kāi)始對(duì)礦井進(jìn)行 技術(shù)改造（150k t/a900k t/a），礦井 2007 年 9 月 19 日開(kāi)始試生產(chǎn)。礦井 為高瓦斯礦井，改造后采用斜井開(kāi)拓，開(kāi)采 15 號(hào)煤層，布置有三進(jìn)一回共四個(gè) 井筒，分別為混合提升斜井、運(yùn)人斜井、瓦斯管路斜井、回風(fēng)立井。礦井在井 下施工過(guò)程中，于 2007 年 6 月發(fā)生一起瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，致使礦井開(kāi)采條件發(fā)生 變化，被鑒定為煤與瓦斯突出礦井。 由于近年石港公司井下開(kāi)采條件的變化，礦井被鑒定為煤與瓦斯突出礦井

6、， 2010 年 11 月經(jīng)河南理工大學(xué)預(yù)測(cè)，礦井絕對(duì)瓦斯量 185.27m3/min、相對(duì)瓦斯 量 97.8m3/min，與 2009 年相對(duì)瓦斯量 77.14m3/min 相比，增大了 26.8%。目前， 石港煤礦現(xiàn)有主扇已經(jīng)調(diào)到最大角度，總風(fēng)量?jī)H能達(dá)到 9600 m3/min，不能滿足 風(fēng)量富余系數(shù)不得小于 1.5 倍的要求。經(jīng)通風(fēng)系統(tǒng)能力核定，必須對(duì)礦井通風(fēng) 系統(tǒng)進(jìn)行改造。 本設(shè)計(jì)針對(duì)石港公司通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)依據(jù)二、設(shè)計(jì)依據(jù) 1、2009 年 12 月山西地寶能源有限公司編制的山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公 司礦井地質(zhì)報(bào)告； 2、2010 年 10 月河南理工大學(xué)編制的山西石

7、港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號(hào) 煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)報(bào)告； 3、2007、2008、2009 年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果批復(fù)； 4 4、2010 年 7 月河南理工大學(xué)編制的山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號(hào)煤 層開(kāi)采礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)及晉煤瓦發(fā)20101662 號(hào)批復(fù)文件； 5、礦方提供的有關(guān)現(xiàn)狀資料； 6、國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的規(guī)程、規(guī)范和技術(shù)政策等。 三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 在貫徹執(zhí)行國(guó)家能源開(kāi)發(fā)的方針、政策及煤炭工業(yè)規(guī)程、規(guī)范的 前提下，并根據(jù)陽(yáng)煤集團(tuán)公司要求的，按 1.5 倍的通風(fēng)富余系數(shù)計(jì)算礦井通風(fēng) 參數(shù)（風(fēng)量、阻力、風(fēng)速），對(duì)不能滿足此要求的通風(fēng)系統(tǒng)（設(shè)施、設(shè)備及井

8、巷）進(jìn)行改造。 四、設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)四、設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) 1、根據(jù)河南理工大學(xué)預(yù)測(cè)的 15 號(hào)煤層瓦斯涌出量最大值進(jìn)行通風(fēng)參數(shù)計(jì) 算，計(jì)算結(jié)果作為通風(fēng)系統(tǒng)改造的依據(jù)。 2、對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了能力核定。 五、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)五、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 900k t/a； 2、礦井全井田劃分為兩個(gè)采區(qū)，采用“一井一面”達(dá)產(chǎn)。采區(qū)采掘配備為： 一個(gè) 15 號(hào)煤綜采工作面（備用一個(gè)）、三個(gè)掘進(jìn)工作面（備用兩個(gè)）。礦井所 需總風(fēng)量 13200m3/min，礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造后容易時(shí)期通風(fēng)阻力 h小=256mmh2o、 困難時(shí)期通風(fēng)阻力 h大=298mmh2o。 3、通風(fēng)系統(tǒng)改造新增回風(fēng)立井井筒

9、直徑為 3.0m、深度 330m，井下回風(fēng)聯(lián) 絡(luò)巷 100m，井巷工期 4 個(gè)月，安裝 1 個(gè)月，總工期 5 個(gè)月。 4、新選用 fbcdz-10-no33 型防爆對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，1 臺(tái)工作，1 臺(tái)備 用。 5 5、新建地面通風(fēng)道 50m。 六、問(wèn)題及建議六、問(wèn)題及建議 1、建議進(jìn)一步提高礦井瓦斯的抽采率，減少風(fēng)排瓦斯量，從而降低礦井的 總風(fēng)量。 2、進(jìn)一步加強(qiáng)瓦斯預(yù)測(cè)工作，并按國(guó)家有關(guān)規(guī)定完善井下通風(fēng)設(shè)施。 3、通風(fēng)系統(tǒng)改造工程實(shí)施與設(shè)備更換期間，礦方必須制定出安全可靠的措 施。 6 第第 1 1 章章 礦井概況礦井概況 1.11.1 礦井基本概況礦井基本概況 1.1.1 地理位置

10、及交通 1地理位置 石港煤礦位于左權(quán)縣城北 13km 處，行政區(qū)劃屬左權(quán)縣寒王鄉(xiāng)管轄。其地理 坐標(biāo)為北緯371010371211，東經(jīng)1132435113 2637。 2交通情況 陽(yáng)（泉）黎（城）干線公路 207 國(guó)道和陽(yáng)（泉）涉（縣）鐵路均 由井田東界外附近通過(guò)，交通條件便利。井田距周?chē)饕擎?zhèn)的里程如下：北 距陽(yáng)泉 90km，南距涉縣 87km，西距榆社 50km，東距邢臺(tái) 82km。 3地形、地勢(shì)及河流 井田位于太行山中段西麓，屬中低山侵蝕地貌，地表經(jīng)常年風(fēng)化剝蝕，溝 谷縱橫、梁嶺綿延，地形比較復(fù)雜?？偟牡貏?shì)為北高南低，地形最高點(diǎn)位于井 田中東部，標(biāo)高為 1526.80m；最低點(diǎn)位于井田

11、西南邊緣豐垢河床，標(biāo)高為 1234.90m，地形最大相對(duì)高差 291.90m。井田內(nèi)河流主要為豐垢河，位于井田 西南邊界處，由西北向東南流經(jīng)井田西南部，屬季節(jié)性河流，雨季水量略大， 平時(shí)水量微小，屬漳河水系。 4氣象及地震 井田地處黃土高原，氣候干燥，晝夜溫差大，屬溫帶大陸性氣候，冬春干 旱多風(fēng)，夏秋溫和多雨，全年夏短冬長(zhǎng)。年平均氣溫 6.3，其中一月氣溫最低， 平均為-9.2。極端最低氣溫-32.1（1971 年 1 月 22 日），7 月氣溫最高，平 7 均為 19.3，極端最高氣溫 35（1981 年 5 月 18 日）。年平均降水量 592.8mm，最大年降水量 1069mm（1963

12、 年），最大日降水量 136.3mm（1963 年 8 月 5 日）。雨季一般為 7、8 月份，占全年降水量的 50.5。年平均蒸發(fā)量 1622.8mm，其中 47 月最大，最大年蒸發(fā)量 1874.1mm（1972 年），最低年蒸 發(fā)量 1180.6mm（1964 年）。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，冬季多西風(fēng)，夏季多西南 風(fēng)，年平均風(fēng)速為 2.2m/s。 根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖gb18306 及建 筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范gb50011-2010，本區(qū)建筑抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本地 震加速度值為 0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組。 采煤生產(chǎn)建設(shè)中，礦井的提升、通風(fēng)、供電、供水、通

13、信和瓦斯排放系統(tǒng)， 抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為乙類設(shè)防類別。 1.1.2 地質(zhì)概況 1、地質(zhì)構(gòu)造 井田位于我國(guó)東部新華夏系構(gòu)造體系第三隆起帶中段的太行山隆褶帶與沁 水拗陷接壤部位。區(qū)域構(gòu)造為北北東向的單斜。井田構(gòu)造形態(tài)為走向北北東且 向北西西緩傾的單傾構(gòu)造，局部有次一級(jí)波狀起伏。井田內(nèi)地層傾角一般為 4 15，井田東北部發(fā)育一個(gè)短軸向斜和一個(gè)短軸背斜，斜局部地段由于撓曲 構(gòu)造發(fā)育導(dǎo)致傾角增大達(dá) 30。區(qū)內(nèi)撓曲構(gòu)造發(fā)育，解釋撓曲 22 個(gè)，撓曲密 集發(fā)育帶 3 條，發(fā)現(xiàn) 21 條正斷層，19 個(gè)陷落柱，斷層和陷落柱情況詳見(jiàn)表 2- 2、2-3，其中 f09斷層為三維地震勘探控制，可靠程度為較可靠，但現(xiàn)亦

14、由井下 巷道揭露，揭露其位置、落差、走向、傾角與三維地震控制情況吻合，故本次 將其可靠程度敘述為可靠。 8 綜上所述，井田內(nèi)為單斜構(gòu)造，地層傾角一般較小，井田東北部發(fā)育一個(gè) 短軸向斜和一個(gè)短軸背斜，井田及其附近發(fā)育 21 條斷層（其中僅 3 條斷層落差 大于 10m）和 19 個(gè)小陷落柱，井田構(gòu)造簡(jiǎn)單屬一類。 井田內(nèi)斷層共 21 條，落差大多較小，陷落柱規(guī)模也不大，從區(qū)域和井田來(lái) 看，預(yù)計(jì)構(gòu)造對(duì)煤層、煤質(zhì)、水文地質(zhì)及其它開(kāi)采技術(shù)條件不會(huì)產(chǎn)生大的影響。 2、可采煤層 井田內(nèi)可采煤層共 2 層，分別為 14、15 號(hào)煤層，其中 15 號(hào)煤層，全井田 均達(dá)可采，是井田內(nèi)主要可采煤層；14 號(hào)煤層由于

15、硫份超標(biāo)，暫不開(kāi)采。（可 采煤層特征見(jiàn)表）： 可采煤層特征表 頂?shù)装鍘r性 時(shí) 代 煤 層 編 號(hào) 厚度（m） 最小-最大 平均 層間距 （m） 最 小-最大 平均 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn)定性可采性 頂板底板 賦存部 位 14 0.63-1.16 0.84 簡(jiǎn) 單 較穩(wěn)定 暫不 開(kāi)采 泥 巖 石炭巖 泥 巖 細(xì)砂巖 太原組 下部太 原 組 15 5.93-8.22 7.18 4.53-12.15 6.55 復(fù) 雜 穩(wěn)定全可采 泥 巖 砂質(zhì)泥巖 粉砂巖 泥 巖 鋁質(zhì)泥巖 太原組 下部 15 號(hào)煤層： 井田內(nèi)施工鉆孔 11 個(gè)，共有 10 個(gè)（除 sg-01h 外）鉆孔穿過(guò)該煤層，煤礦 井下亦揭露該煤層；煤層厚

16、度大，全井田均達(dá)可采，可采性指數(shù)為 1。厚度 5.93-8.22m，平均 7.18m，穩(wěn)定煤層，屬井田內(nèi)主要可采煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾 矸 1-3 層，夾矸巖性為炭質(zhì)泥巖。頂板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，底板巖 性為泥巖、鋁質(zhì)泥巖。井田東南部，已大部分采空，采空范圍約 1.22km2。 9 3、瓦斯、煤層自燃發(fā)火傾向性及煤塵爆炸危險(xiǎn)性 （1）瓦斯 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā)20072030 號(hào)文件批復(fù)，石港煤礦 2007 年礦井瓦斯等級(jí)鑒測(cè)結(jié)果為：ch4絕對(duì)涌出量為 35.22m3/min，ch4相對(duì)涌 出量為 366.19m3/t，co2相對(duì)涌出量為 53.86m3/t，co2絕對(duì)涌出

17、量為 5.18m3/min,批復(fù)等級(jí)為瓦斯突出礦井；根據(jù)陽(yáng)煤通字20091034 號(hào)文件批復(fù)， 石港煤礦 2008 年礦井瓦斯等級(jí)鑒測(cè)結(jié)果為：ch4絕對(duì)涌出量為 145.55m3/min，ch4相對(duì)涌出量為 102.58m3/t，co2相對(duì)涌出量為 3.2734m3/t，co2絕對(duì)涌出量為 6.24m3/min,批復(fù)等級(jí)為瓦斯突出礦井；2009 年 礦井瓦斯等級(jí)鑒測(cè)結(jié)果為：ch4絕對(duì)涌出量為 160.70m3/min，ch4相對(duì)涌出量為 77.14m3/t，co2相對(duì)涌出量為 2.16m3/t，co2絕對(duì)涌出量為 4.5m3/min,批復(fù)等級(jí) 為瓦斯突出礦井。 （2）煤塵 精查勘探中于 202

18、、402 號(hào)孔采取了 15 號(hào)煤層煤芯煤樣及石港煤礦煤 層簡(jiǎn)選樣做了煤塵爆炸性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明 15 號(hào)煤層煤塵均具有爆炸性。 （3）煤的自燃 精查勘探施工中在 201、202、402 號(hào)孔煤芯煤樣及石港煤礦簡(jiǎn)選樣對(duì) 14、15 號(hào)煤的自燃傾向性進(jìn)行了試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果為：14 號(hào)煤層吸氧量為 1.38cm3/g，自燃等級(jí)為 i 類，自燃傾向性為容易自燃。15 號(hào)煤層吸氧量為 1.20cm3/g，自燃等級(jí)為 iii 類，屬不易自燃煤層。 10 此外該礦 2008 年 5 月 6 日采取 14 號(hào)煤層樣委托河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防 治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了最短發(fā)火期試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為：14 號(hào)自燃等級(jí)為

19、 i 類， 為容易自燃煤層，最短發(fā)火期 33 天。 該礦 15 號(hào)煤層曾于 2000 年 5 月 14 日和 2007 年 12 月 26 日先后在工作面 發(fā)生過(guò)自燃。 綜上，14 號(hào)煤層自燃等級(jí)為 i 類（容易自燃）ii 類（自燃），15 號(hào)煤 層自燃等級(jí)為 i 類（容易自燃）ii 類（自燃）iii 類（不易自燃）。 1.21.2 井田境界及儲(chǔ)量井田境界及儲(chǔ)量 1.2.1 井田境界 井田走向長(zhǎng) 3.6km，傾斜寬 3.0km，面積為 7.4712km2。 1.2.2 資源儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 礦井 15 號(hào)煤層設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 33600kt。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 900kt/a。 礦井

20、服務(wù)年限為 26.7 年。 第第 2 2 章章 礦井開(kāi)拓方式礦井開(kāi)拓方式 礦井 2006 年 1 月開(kāi)工建設(shè)，根據(jù)確定的礦井工業(yè)場(chǎng)地位置和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 揭露的可采煤層情況，15 號(hào)煤層的賦存情況與本礦井勘探地質(zhì)報(bào)告基本相同， 由于 2007 年底鑒定為煤與瓦斯突出礦井前，礦井近兩年的建設(shè)時(shí)間內(nèi)，礦井 開(kāi)拓格局已形成，井下主要巷道已施工完畢，井田開(kāi)拓?cái)⑹鋈缦拢?礦井現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)地共三個(gè)，即：新區(qū)工業(yè)場(chǎng)地、舊區(qū)工業(yè)場(chǎng)地、風(fēng)井工業(yè)場(chǎng) 地。 2.12.1 開(kāi)拓方式開(kāi)拓方式 11 礦井開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，即在新區(qū)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置有混合提升斜井，擔(dān) 負(fù)礦井主提升、除人員運(yùn)送之外的全部輔助提升任務(wù)；舊區(qū)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)

21、布置有 運(yùn)人斜井，擔(dān)負(fù)礦井人員運(yùn)送任務(wù)、兼進(jìn)風(fēng)井；瓦斯管路斜井鋪設(shè)瓦斯抽放管 路、兼進(jìn)風(fēng)井；風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置回風(fēng)立井，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)、兼安全出 口。礦井安全出口符合煤礦安全規(guī)程第 18 條規(guī)定。 2.22.2 水平劃分水平劃分 15 號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)設(shè)置一個(gè)開(kāi)采水平，水平標(biāo)高為+913m。+913m 水平井底車(chē) 場(chǎng)巷道及硐室均位于 15 號(hào)煤層底板下方的巖層中，符合煤礦安全規(guī)程有關(guān) 規(guī)定。 2.32.3 采區(qū)劃分采區(qū)劃分 原設(shè)計(jì)全井田 15 號(hào)煤層共劃分為一個(gè)采區(qū)，雙翼布置回采工作面，回采工 作面推進(jìn)長(zhǎng)度平均 1500m 左右。在大巷掘進(jìn)及地質(zhì)補(bǔ)堪過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)陷落柱、 斷層及撓曲構(gòu)造頻繁，適當(dāng)

22、縮短回采工作推進(jìn)長(zhǎng)度有利于回采工作面布置，故 2008 年 5 月將全井田 15 號(hào)煤層劃分為兩個(gè)采區(qū)。 由于之后探明的 f09 斷層位于井底車(chē)場(chǎng)北側(cè)，直接影響到將來(lái)二采區(qū)首采 工作面布置，為避免在地質(zhì)構(gòu)造附近布置采掘工作面，又重新劃定了采區(qū)邊界 線，即將采區(qū)邊界線向東北平行移動(dòng) 400m 左右。采區(qū)劃分后，一采區(qū)傾斜長(zhǎng) 1517m，走向長(zhǎng) 1850m，面積 2.8km2；二采區(qū)傾斜長(zhǎng) 1390m，走向長(zhǎng) 1578m, 面 積 2.19km2。 一采區(qū)北翼，傾斜長(zhǎng)度 400m，此開(kāi)采區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造基本探明，適合先布置 一個(gè)推進(jìn)度較短的壁式回采工作面，有利于礦方在變更采煤工藝后積累開(kāi)采經(jīng) 驗(yàn)。 采

23、區(qū)開(kāi)采順序?yàn)椋阂徊蓞^(qū)、二采區(qū)。 12 2.42.4 井下開(kāi)拓巷道布置井下開(kāi)拓巷道布置 在混合提升斜井井底布置井底車(chē)場(chǎng)，然后分別向西、向北布置三條一、二 采區(qū)巷道，分別為軌道、膠帶、回風(fēng)巷。 膠帶巷通過(guò)井底煤倉(cāng)與混合提升斜井相連，構(gòu)成采區(qū)主運(yùn)輸系統(tǒng)；軌道巷 與井底車(chē)場(chǎng)相連構(gòu)成采區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)；回風(fēng)巷為專用回風(fēng)巷，通過(guò)東、西回 風(fēng)大巷與回風(fēng)立井相連。 一采區(qū)三條準(zhǔn)備巷道均沿 15 號(hào)煤層頂板布置，目前，三條準(zhǔn)備巷已開(kāi)掘至 礦井西部邊界，并構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)。鑒于一采區(qū)三條煤層準(zhǔn)備巷在開(kāi)掘過(guò)程時(shí)采 取了邊掘邊抽措施，巷道周?chē)耐咚沟玫搅艘欢ǖ尼尫?，巷道處于卸壓區(qū)；巷 道采用錨噴支護(hù)，對(duì)巷道進(jìn)行了封閉；采區(qū)

24、內(nèi)設(shè)置了避難所、反向風(fēng)門(mén)、水倉(cāng)、 水泵房等安全防護(hù)設(shè)施，符合煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，故設(shè)計(jì)確定已形成 的一采區(qū)準(zhǔn)備巷可利用，并要求所有入井人員必須隨身攜帶隔離式自救器。 后期開(kāi)采時(shí)，二采區(qū)三條準(zhǔn)備巷道均布置在 15 號(hào)煤層上方或下方巖層內(nèi)。 2.52.5 井筒特征井筒特征 井筒名稱 特 征 混合提升 斜井 瓦斯管路 斜井 回風(fēng) 立井 運(yùn)人 斜井 緯距（x）4119558411760441196504117639 井田坐標(biāo) （m） 經(jīng)距（y）19714389197150681971435619715093 井口 （z口） +1335+1298+1340+1298 標(biāo) 高（m） 井口 （z底） +9

25、13+1180+989+1180 井筒方位角（度）36134134 井筒傾角（度）25289020 斜長(zhǎng)（m）999280351300 井筒凈徑、凈寬 （m） 5.03.04.03.2 13 凈面積17.577.1312.577.24 斷面 積( m2) 掘進(jìn)面積20.059.4116.629.86 井筒裝備 大傾角膠帶 機(jī)軌道 瓦斯管梯子間猴車(chē) 2.62.6 井底車(chē)場(chǎng)井底車(chē)場(chǎng) 井底車(chē)場(chǎng)采用平車(chē)場(chǎng)，車(chē)場(chǎng)內(nèi)設(shè)有中央變電所、中央水泵房、水倉(cāng)、管子 道、消防材料庫(kù)、信號(hào)室等硐室。 混合提升斜井井底設(shè)有煤倉(cāng)，煤倉(cāng)形式為直立式普通圓形煤倉(cāng)，煤倉(cāng)凈直 徑為 8.0m，垂深為 25m，煤倉(cāng)的有效容量 750

26、t；井底主要水倉(cāng)設(shè)主倉(cāng)、副倉(cāng)， 水倉(cāng)有效容量為 1200m3；井下爆炸材料庫(kù)形式為壁槽式，可容納火藥 2500kg， 雷管 5000 發(fā)，為獨(dú)立通風(fēng)硐室。 第第 3 3 章章 采區(qū)巷道布置采區(qū)巷道布置 3.13.1 采區(qū)巷道布置采區(qū)巷道布置 3.1.1 移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)的采區(qū)數(shù)目、位置 根據(jù)確定礦井開(kāi)拓部署，結(jié)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和工作面裝備水平，礦井采用 “一井一面”達(dá)產(chǎn)。即礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，在一采區(qū) 15 號(hào)煤上分 層布置一個(gè)綜采工作面。 3.1.2 采區(qū)巷道布置 一采區(qū)準(zhǔn)備巷道共 3 條已形成：包括軌道巷、膠帶巷及回風(fēng)巷各一條，均 沿 15 號(hào)煤頂板布置，巷道間距 30

27、m。 14 采區(qū)巷道沿煤層頂板布置，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴射混凝土厚度為 100mm。 巷道兩側(cè)布置回采工作面運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽，回采工作面采用后退式開(kāi)采， 順槽采用錨網(wǎng)支護(hù)。 15 軌道巷（沿 15# 煤頂板） 膠帶巷（沿 15# 煤頂板） 17.86200mm 182000mm 10004800mm 經(jīng)緯網(wǎng) 等級(jí)c20 噴砼 水 溝 200200 15 15 182000mm 麻花頭錨桿 波紋鋼帶 錨桿墊片 15015024mm 平鐵托板 4寸風(fēng)管 2寸水管 風(fēng)筒 電纜 1501508mm 麻花頭錨桿 錨 索 錨索墊片 24016029mm 44002204mm 麻花頭錨桿 182000mm

28、w鋼帶 bhw-950-220-3-4200 麻花頭錨桿 182000mm 錨 索 17.85200mm 50015080mm 水泥托板 4寸風(fēng)管 2寸水管 電纜 1001008mm 球型托盤(pán) 16 回風(fēng)巷（沿 15# 煤頂板） 3.1.3 回采工作面布置 布置一個(gè)回采工作面生產(chǎn)，首采面為 15 號(hào)煤上分層的 15102 回采工作面， 位于一采區(qū)北翼中部?；夭晒ぷ髅娌贾盟臈l巷道，分別為運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽、 內(nèi)錯(cuò)瓦斯尾巷、走向高抽巷。運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽沿 15 號(hào)煤層頂板布置，內(nèi)錯(cuò) 瓦斯尾巷布置在 15 號(hào)煤層頂板上方 2m 處。走向高抽巷布置在 15 號(hào)煤層頂板上 方 35m 左右。內(nèi)錯(cuò)瓦斯尾

29、巷與回風(fēng)順槽平距為 15m，走向高抽巷與回風(fēng)順槽平 距為 30m。運(yùn)輸順槽與軌道、膠帶巷相連；回風(fēng)順槽與回風(fēng)巷相連接，并與軌 道巷相連接，回風(fēng)順槽與軌道巷之間設(shè)有兩道正反雙向風(fēng)門(mén)，形成采區(qū)完善的 通風(fēng)、運(yùn)輸、供電、排水系統(tǒng)。 麻花頭錨桿 182000mm w鋼帶 bhw-950-220-3-4200 麻花頭錨桿 182000mm 錨 索 17.85200mm 50015080mm 水泥托板 4寸風(fēng)管 2寸水管 電纜 1001008mm 球型托盤(pán) 17 15 號(hào)煤下分層回采工作面與上分層回采工作面上下重疊布置，共布置兩條 巷道，分別為運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽，通風(fēng)方式為一進(jìn)一回。 3.1.4 采區(qū)生產(chǎn)

30、系統(tǒng) 1、采區(qū)運(yùn)煤系統(tǒng) 回采工作面可彎曲刮板輸送機(jī)順槽轉(zhuǎn)載機(jī)破碎機(jī)順槽膠帶輸送機(jī) 采區(qū)膠帶輸送機(jī)井底煤倉(cāng)混合提升斜井膠帶地面。 2、輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 混合提升斜井井底車(chē)場(chǎng)一采區(qū)軌道巷進(jìn)、回風(fēng)順槽。 3、通風(fēng)系統(tǒng) 混合提升斜井、運(yùn)人斜井一采區(qū)膠帶巷、軌道巷運(yùn)輸順槽綜采工作 面回風(fēng)順槽（內(nèi)錯(cuò)尾巷）采區(qū)回風(fēng)巷回風(fēng)大巷回風(fēng)立井地面。 4、排水系統(tǒng) 進(jìn)、回風(fēng)順槽采區(qū)軌道巷（采區(qū)水倉(cāng)）井底水倉(cāng)混合提升斜井地 面。 一采區(qū)水倉(cāng)位于采區(qū)西部最低處，水倉(cāng)容量 100m3，采用接力方式階段排水。 采區(qū)排水設(shè)備： （1）排水泵所需排水能力 按最大涌水： q=42m3/h （2）所需揚(yáng)程 h采區(qū)=k（hs+5.5)=16

31、9m（k 取 1.35） 根據(jù)計(jì)算的流量和揚(yáng)程，選用 df46-307 型水泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備 用。其主要技術(shù)參數(shù)：q=46m3/h，h=210m，配套電機(jī)功率為 45kw。 18 3.23.2 采煤方法采煤方法 3.2.1 主要可采煤層賦存狀況 15 號(hào)煤層傾角為 7左右，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定， 15 號(hào)煤 層平均厚度為 7.18m，屬厚煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸 1-3 層，夾矸巖性為炭質(zhì) 泥巖。 3.2.2 采煤方法 本礦井為煤與瓦斯突出礦井，根據(jù)煤礦安全規(guī)程，嚴(yán)禁采用放頂煤開(kāi) 采，針對(duì) 15 號(hào)煤層賦存條件，適合于機(jī)械化開(kāi)采，由于回采工作面采用液壓支 架對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，可靠

32、性好，安全程度高。石港公司采用分層普通綜采工藝。 3.2.3 工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 本設(shè)計(jì)采用一個(gè)綜采工作面來(lái)保證礦井 900kt/a 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，回采工 作面采用綜合機(jī)械化采煤工藝，回采工作面采、裝、運(yùn)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 回采工作面設(shè)備詳見(jiàn)下表。 15 號(hào)煤層上分層綜采工作面主要設(shè)備配備表 設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)功率（kw）數(shù)量 采煤機(jī)mg-571wd5711 臺(tái) 可彎曲刮板輸 送機(jī) sgz-764/2642641 臺(tái) 轉(zhuǎn)載機(jī)szz-764/1321321 臺(tái) 破碎機(jī)pcm-110 1101 臺(tái) 可伸縮膠帶輸ssj1000/16023201 臺(tái) 19 送機(jī) 液壓支架zz4200/

33、15/3268 架 單體液壓支柱dz30-25/100140 根 乳化液泵站wrb-200/31.51321 臺(tái) 噴霧泵站xpb250/5.5301 臺(tái) 煤層注水泵5d-2/150131 臺(tái) 回采工作面采煤和運(yùn)煤設(shè)備進(jìn)行設(shè)備選型如下。 1、回采工作面采煤設(shè)備 （1）回采工作面采高的選擇 設(shè)計(jì)按 15 號(hào)煤上分層煤厚 3.0m 左右進(jìn)行采煤設(shè)備選型。 （2）采煤機(jī)截深的選擇 目前國(guó)內(nèi)普遍采用的截深為 600800mm，考慮到本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及管 理水平，設(shè)計(jì)選用采煤機(jī)截深為 600mm。 （3）回采工作面長(zhǎng)度的選擇 回采工作面長(zhǎng)度可用下式計(jì)算： l 12 r q k nhb ck 式中： l

34、回采工作面長(zhǎng)度，（m）； qr回采工作面日產(chǎn)量，15 號(hào)煤層回采工作面年產(chǎn)量為 900kt/a，按 330d 計(jì)算，qr2727t； kl正常循環(huán)率取 0.85；k2截割有效系數(shù)，k20.9； n日循環(huán)次數(shù)，n=15； h回采工作面煤層厚度，h3.0m； 20 b循環(huán)進(jìn)尺，b0.6m； 煤的容重，1.45 t/ m3； c回采工作面回采率，c95%。 l2727/0.85153.00.61.450.950.995.84（m）,取整數(shù) l=100m。 (4) 采煤機(jī)計(jì)算割煤速度 式中： vcn (l30lc)/(kctdn tc) vc計(jì)算割煤速度，m/ min； n回采工作面日循環(huán)數(shù)，n15；

35、 l回采工作面長(zhǎng)度，l100 m； lc采煤機(jī)總長(zhǎng)，lc12.6 m； 30進(jìn)刀割煤長(zhǎng)度，m； kc采煤機(jī)平均日開(kāi)機(jī)率，kc0.6； td回采工作面日生產(chǎn)時(shí)間，td1080min； tc采煤機(jī)進(jìn)刀停頓時(shí)間，tc3.5min。 vc15（1003012.6）/（0.61080153.5）2.96m/ min (5) 采煤機(jī)計(jì)算循環(huán)時(shí)間 t(l30lc)/ vctc 式中： t采煤機(jī)計(jì)算循環(huán)時(shí)間，min； l回采工作面長(zhǎng)度，l100 m； 30進(jìn)刀割煤長(zhǎng)度，m； lc采煤機(jī)總長(zhǎng)，lc12.6. m； 21 vc采煤機(jī)計(jì)算割煤速度,vc=2.96m/ min； tc采煤機(jī)進(jìn)刀停頓時(shí)間，tc3.5mi

36、n； t (1003012.6)/ 2.963.543.16 min (6) 采煤機(jī)最大割煤速度 vmaxk vc 式中：vmax采煤機(jī)最大割煤速度，m/ min； k采煤機(jī)割煤不均均衡系數(shù)，取 1.2； vc采煤機(jī)計(jì)算割煤速度，vc =2.96m/ min。 vmax1.22.963.55m/ min (7) 采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力 qmax60bkhvmax qmax采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，t/h； b循環(huán)進(jìn)尺，b0.6m； k截割有效系數(shù)，k0.9 h回采工作面煤層厚度，h3.0m； 煤的容重，1.45 t/ m3； vmax采煤機(jī)最大割煤速度，3.55m/ min。 qmax600.60.93

37、.01.453.55500.34t/h (8) 采煤機(jī)計(jì)算裝機(jī)功率 按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)功率 nqmaxhw 式中： n采煤機(jī)計(jì)算裝機(jī)功率，kw； qmax采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，qmax 500.34t/h； hw采煤機(jī)能耗系數(shù)，hw0.85 kw h/ t。 22 n500.340.85425kw 根據(jù)以上計(jì)算，充分考慮本井田 15 號(hào)煤層的硬度、夾矸及過(guò)構(gòu)造等因素， 設(shè)計(jì)選用 mg-571wd 型雙滾筒采煤機(jī)，采高為 1.8-3.5m，電機(jī)功率為 571kw。 2、回采工作面運(yùn)煤設(shè)備：礦井投產(chǎn)后回采工作面綜采設(shè)備可租賃陽(yáng)煤集團(tuán) 現(xiàn)有的設(shè)備，根據(jù)陽(yáng)煤集團(tuán)綜采設(shè)備配套現(xiàn)狀，結(jié)合工作面生產(chǎn)能

38、力要求，工 作面運(yùn)煤設(shè)備選用 sgb-764/264 型可彎曲刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)特征如下： 鋪設(shè)長(zhǎng)度：100m；小時(shí)運(yùn)量：600t/h；鏈速：1.12m/s；電機(jī)型號(hào)：ysb132， 功率為 2132kw，電壓：1140v；鏈破斷力：610kn；外形尺寸： 1500764234（長(zhǎng)寬高 mm）；質(zhì)量：160t。 3、根據(jù)回采工作面運(yùn)煤設(shè)備的運(yùn)輸能力，回采工作面運(yùn)輸順槽運(yùn)煤設(shè)備選 用一部 ssj1000/1602 型可伸縮膠帶輸送機(jī)，帶寬為 1000mm，輸送能力為 1000t/h，電機(jī)功率為 1602kw，一部最大輸送長(zhǎng)度為 1000m。 4、轉(zhuǎn)載機(jī)選用 szz-764/132 型轉(zhuǎn)載機(jī)，

39、電機(jī)功率為 132kw。 3.2.4 回采工作面支架選型及頂板管理方式 綜采能否實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效關(guān)鍵于架型選擇是否合理。據(jù)地質(zhì)報(bào)告，15 號(hào)煤上 分層頂板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r等，底為 15 號(hào)煤下層。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 和有關(guān)技術(shù)文件，選用支撐掩護(hù)式液壓支架。 1、回采工作面支護(hù) 支架選型計(jì)算：支架承受的頂板壓力，用下列公式計(jì)算。 w=（68）hblrcos 式中： h采高，取 3. 0m； r巖石容重，取 2.5t/m3； b支護(hù)寬度，b=1.5m（液壓支架中心距）； l從工作面煤壁到冒落頂板切斷處的長(zhǎng)度，取 4.7m； 23 煤層傾角，取 7； 68頂板巖柱的重量，是采高的 68 倍。 w1

40、5 號(hào)煤=83.02.51.54.7cos7=419 t； 15 號(hào)煤層上分層厚度為 3.0m，屬中厚煤層，本設(shè)計(jì)回采工作面選用 zz4200/15/32 型支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，液壓支架主要參數(shù)如下： 初撐力：3770kn；工作阻力：4200kn(428t)；支撐強(qiáng)度： 0.72 mpa；泵站 壓力：30mpa；支撐高度：1.53.2 m；重量：12.724t；支架參數(shù)：長(zhǎng)寬 =51501430mm 回采工作面頂板管理方式為全部垮落法。 礦井后期開(kāi)采 15 號(hào)煤層下分層時(shí)，設(shè)計(jì)初步選定 zy5000/16/35 型支撐掩 護(hù)式液壓支架，支架參數(shù)：長(zhǎng)寬=56001420mm；重量：15.

41、432t；設(shè)計(jì)按此 支架驗(yàn)算礦井提升絞車(chē)。 2、回采工作面端頭及超前支護(hù) 選用 dz28-25/100 型單體液壓支柱配 hdc-4200型鋼梁對(duì)回采工作面端頭 及超前進(jìn)行維護(hù)。型鋼梁采用“一梁三柱”支設(shè)，即每根型鋼梁下至少支 三根單體液壓支柱。運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽超前工作面 20m 范圍內(nèi)支設(shè)兩排帽柱。 3.2.5 回采工作面日進(jìn)度、年進(jìn)度及工作面長(zhǎng)度 根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存情況、開(kāi)采條件、選定的設(shè)備性能以及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 等因素，確定回采工作面長(zhǎng)度為 100m。 回采工作面日循環(huán)次數(shù) 15 次，每個(gè)循環(huán)進(jìn)度為 0.6 m，日循環(huán)進(jìn)度 150.6=9m，正常循環(huán)率按 85%考慮，則回采工作面年推進(jìn)度

42、按下式計(jì)算： 年推進(jìn)度日循環(huán)進(jìn)度年工作日循環(huán)率 采煤工作面年推進(jìn)度=93300.85=2524.5(m) 24 3.2.6 采區(qū)及工作面回采率 15 號(hào)煤層分層后為中厚煤層，依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，采區(qū)回采 率取 80%，回采工作面回采率為 95%。 3.2.7 礦井生產(chǎn)能力 1、回采工作面生產(chǎn)能力計(jì)算： a采=lmlc 式中：a采回采工作面生產(chǎn)能力，t/a； l回采工作面長(zhǎng)度，取 100m； l工作面年推進(jìn)度，2524.5m； m回采工作面采高，15 號(hào)煤為 3.0m； 煤的容重，15 號(hào)煤為 1.45t/m3； c工作面回采率，15 號(hào)煤層取 0.95。 則回采工作面生產(chǎn)能力為 a采=1

43、003.02524.51.450.95=933kt/a 2、掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量計(jì)算 掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量按回采工作面產(chǎn)量的 3%計(jì)算，為 a掘=93.30.03=28 kt/a 3、礦井生產(chǎn)能力計(jì)算 礦井總產(chǎn)量 a=933+28=961 kt/a 本礦井采用“一井一面”模式，即以一個(gè)綜采工作面達(dá)產(chǎn)。經(jīng)計(jì)算，綜采 工作面產(chǎn)量加上掘進(jìn)煤量完全滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 900 kt/a 的要求。 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)工作面特征表達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)工作面特征表 回采工作面掘進(jìn)工作面 生產(chǎn) 采區(qū) 個(gè)數(shù) 裝備 采高 （m） 長(zhǎng)度 （m） 年進(jìn)度 （m） 年產(chǎn)量 （kt） 個(gè)數(shù)裝備 年掘進(jìn) 煤量 礦井 生產(chǎn)能力 （

44、kt/a） 25 （kt） 15 號(hào)煤 一采區(qū) 1 綜采 3. 010025259333 2 個(gè)炮掘 1 個(gè)綜掘 28 961 3.33.3 巷道掘進(jìn)巷道掘進(jìn) 3.3.1 巷道斷面及支護(hù)形式 現(xiàn)井下一采區(qū)準(zhǔn)備巷已經(jīng)形成，區(qū)內(nèi)不再增設(shè)主要巷道。在二采區(qū)新掘的 主要巷道布置須按防治煤與瓦斯突出規(guī)定第十六條規(guī)定執(zhí)行，詳見(jiàn)如下參 數(shù)。 新掘膠帶巷、軌道巷、回風(fēng)巷：巷道均采用拱形斷面，布置在 15 號(hào)煤層頂 板上方或底板下方巖層內(nèi)，采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。 采區(qū)新掘主要巷道斷面特征表 斷面積 （m2） 序 號(hào) 巷道名稱 煤巖別 支護(hù) 方式 巷道 凈寬 （mm）凈掘進(jìn) 鋪設(shè) 設(shè)備 1 膠

45、帶巷巖錨噴 420012.0412.88 膠帶 2 軌道巷巖錨噴 440013.7614.75 軌道 3 回風(fēng)巷巖錨噴 440013.7614.75 瓦斯管 1、15 號(hào)煤上分層 回采工作面進(jìn)風(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支 護(hù)。巷道凈寬為 4.2m，凈高為 2.9m，凈斷面為 12.18m2，掘進(jìn)斷面為 13.64m2。巷道沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。 回采工作面回風(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支 護(hù)。巷道凈寬為 4.2m，凈高為 2.9m，凈斷面為 12.18m2，掘進(jìn)斷面為 13.64m2。巷道沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。 26 瓦斯尾巷：采用矩形斷面

46、，錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。巷道凈寬為 3.2m，凈高為 2.5m，凈斷面為 8.0m2，掘進(jìn)斷面為 8.48m2。巷道布置在 15 號(hào)煤 層上方，巷道底板距 15 號(hào)煤層頂板 2m。 走向高抽巷：采用矩形斷面，錨桿支護(hù)。巷道凈寬為 2.4m，凈高為 2.0m， 凈斷面為 4.8m2，掘進(jìn)斷面為 5.46m2。巷道布置在 15 號(hào)煤層上方，巷道底板距 15 號(hào)煤層頂板 35m 左右。 開(kāi)切眼：采用矩形斷面，錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。巷道凈寬為 5.2m，凈高為 3.0m，沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。 2、15 號(hào)煤下分層 上分層開(kāi)采時(shí)需鋪設(shè)金屬網(wǎng)假頂，下分層回采工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽采用拱 型金

47、屬棚支護(hù)。 3.3.2 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及裝備 礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置三個(gè)掘進(jìn)工作面，即一個(gè)煤巷綜掘工作 面、一個(gè)煤巷普掘工作面、一個(gè)巖巷普掘工作面。 綜掘工作面主要裝備有：s-100 型綜合掘進(jìn)機(jī)、sj-80 型可伸縮帶式輸送機(jī)、 sgb-620/40t 型刮板輸送機(jī)、fbd 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)設(shè)備。 煤巷普掘工作面主要裝備有：zms30 型手持式幫錨桿氣動(dòng)鉆機(jī)、zmz3-17 型 裝煤機(jī)、sj-80 型可伸縮帶式輸送機(jī)、sgb-620/40t 型刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)子-v 型 混凝土噴射機(jī)、fbd 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)設(shè)備。 巖巷普掘工作面主要裝備有：zms30 型手持式幫錨

48、桿氣動(dòng)鉆機(jī)、7655 型風(fēng) 鉆、fbd 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)設(shè)備。 3.3.3 礦井生產(chǎn)時(shí)采掘比例關(guān)系 27 礦井正常生產(chǎn)時(shí)布置一個(gè)回采工作面，三個(gè)掘進(jìn)工作面，采掘比為 1：3。 3.3.4 井巷總工程量 本次設(shè)計(jì)一采區(qū)準(zhǔn)備巷、采區(qū)避難所等硐室已形成，礦井初設(shè)變更中移交 生產(chǎn)時(shí)僅剩余回采巷道未掘，其井巷總工程量為 2235m，其中巖巷為 875m，煤 巷為 1360m。 井巷工程量表 序號(hào)巷道名稱工程量(m)凈斷面（m2） 掘進(jìn)斷面 （m2） 圍巖 1 回采工作面進(jìn)風(fēng)順槽 39512.1813.64 煤巷 2 回采工作面回風(fēng)順槽 42512.1813.64 煤巷 3 回采工作面開(kāi)切眼 1

49、0015.0815.08 煤巷 4 內(nèi)錯(cuò)尾巷 42588.48 巖巷 5 走向高抽巷 4504.85.46 巖巷 6 聯(lián)絡(luò)巷 20010.411.34 煤巷 7 掘進(jìn)耳狀鉆場(chǎng) 4.85099 煤巷 合計(jì) 2235 第第 4 4 章章 礦井風(fēng)量計(jì)算礦井風(fēng)量計(jì)算 4.14.1 瓦斯資源瓦斯資源 1、本礦井瓦斯賦存狀況 根據(jù) 20072009 年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果結(jié)果見(jiàn)下表。石港煤礦為煤與瓦 斯突出礦井。 瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果 礦井名稱年 份絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)批復(fù)等級(jí) 28 200735.22366.19突出礦井 2008145.55102.58突出礦井 石港煤礦 200

50、9160.7077.14突出礦井 2、煤層瓦斯基本參數(shù) 2010 年 11 月河南理工大學(xué)編制了山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號(hào)煤層 開(kāi)采礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告資料。 根據(jù)報(bào)告結(jié)論：15 號(hào)煤層瓦斯含量（w）具有隨埋藏深度（h）增大而加大 的整體趨勢(shì)（r=78.22%），兩者具有如下良好的線性統(tǒng)計(jì)規(guī)律, 15 號(hào)煤層瓦斯 含量增長(zhǎng)梯度為 3.34m3/t/100m。 w=0.0334h-1.9505 式中：w為煤層瓦斯含量，m3/t； h為煤層埋藏深度，m。 山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15 號(hào)煤層埋藏最大深度為 567m，則礦井 15 號(hào)煤層最大瓦斯含量為： w=0.0334h-1.95

51、05=17.0m3/t 同時(shí)，根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷?2006 年編制的石港煤礦煤層瓦斯 基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及礦井瓦斯危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15 號(hào) 煤層瓦斯基本參數(shù)實(shí)測(cè)值如下： 煤層瓦斯壓力 0.281.78mpa 煤層瓦斯含量 10.2817.0m/t（平均 13.64m/t） 煤對(duì)瓦斯吸附常數(shù) a41.378，b0.590 煤層透氣性系數(shù) 0.15m/mpa2d（平均） 百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) 0.072d-1（平均） 29 百米鉆孔初始瓦斯流量 0.09m3/min100m 采落煤殘存瓦斯含量 2.79m/t（實(shí)測(cè)） 4.24.2 礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量 1

52、、礦井瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成 根據(jù) 2010 年 11 月河南理工大學(xué)編制的礦井瓦斯預(yù)測(cè)中結(jié)果：礦井瓦斯涌 出量為 185.27m3/min，其中，回采工作面瓦斯涌出為 114.36m3/min，占全礦井 瓦斯涌出的 61.73%；掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 14.30m3/min，占礦井總瓦斯涌 出量的 7.72%；采空區(qū)瓦斯涌出量約為 56.61m3/min；占礦井總瓦斯涌出量的 30.55%。 2、回采工作面瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成 回采工作面瓦斯主要由開(kāi)采層、鄰近層和圍巖瓦斯涌出兩部分組成。 15 號(hào)煤回采工作面瓦斯涌出量為 114.36m3/min；其中，回采工作面鄰近層 瓦斯涌出量為 75.48

53、m3/min，占回采工作面總瓦斯涌出量的 66.0%；開(kāi)采層瓦斯 涌出量為 38.88m3/min，占回采工作面總瓦斯涌出量的 34.0%。 3、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出 礦井共布置三個(gè)掘進(jìn)面，掘進(jìn)工作面瓦斯絕對(duì)涌出量最大為 8.62m3/min（綜掘煤巷）。 15 號(hào)煤層瓦斯涌出量及構(gòu)成比例匯總表 回采工作面掘進(jìn)工作面 項(xiàng) 目礦井 本煤層鄰近層合計(jì)合計(jì) 采空區(qū) 瓦斯涌出量 (m3/min) 185.2738.8875.48114.3614.3056.61 構(gòu)成比例 (%) 61.737.7230.55 4.34.3 礦井瓦斯抽放效果礦井瓦斯抽放效果 30 石港煤礦礦井布置一個(gè) 15 號(hào)煤回采工作面

54、，布置二個(gè) 15 號(hào)煤巷掘進(jìn)工作 面，礦井瓦斯抽放量預(yù)測(cè)如下: 1 1、1515 號(hào)煤回采工作面瓦斯抽放量號(hào)煤回采工作面瓦斯抽放量 1）15 號(hào)煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量 15 號(hào)煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量按以下公式計(jì)算： q抽 1=kq0nl100 式中：q抽 1回采工作面本煤層瓦斯抽放量，m3/min； k瓦斯抽放影響效應(yīng)系數(shù)， k=2.5； q0百米鉆孔初始瓦斯流量 ， 0.09m3/min100m 預(yù)抽鉆孔數(shù)量.取 117 個(gè)。 l預(yù)抽鉆孔長(zhǎng)度 90.m。 q抽 1=2.50.0911790100 =23.69m3/min 2）15 號(hào)煤回采工作面鄰近層瓦斯抽放量 15 號(hào)煤工作面

55、鄰近層抽放采用頂板走向高抽巷的抽放方法，根據(jù)鄰近礦井 的抽放瓦斯經(jīng)驗(yàn)，其鄰近層瓦斯抽出率可達(dá) 8090%，按 85%計(jì)算，15 號(hào)煤回 采工作面鄰近層瓦斯涌出量為 114.3638.88m3/min=75.48m3/min，鄰近層瓦斯 抽放量為： q抽 2=75.48m/min85%=64.16m/min 3）回采工作面瓦斯抽放量 15 號(hào)煤回采工作面瓦斯抽放量為： q抽 3=23.69+64.16=87.85m/min 2 2、1515 號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放量號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放量 31 15 號(hào)煤掘進(jìn)工作面采用預(yù)抽的方法抽放煤層瓦斯，根據(jù)我國(guó)煤礦瓦斯抽放 實(shí)踐，瓦斯量可按下式計(jì)算： q

56、抽 4=kq3 式中：q抽 4掘進(jìn)工作面瓦斯抽放量，m3/min； k瓦斯抽放影響效應(yīng)系數(shù)， k=1.2m； q3掘進(jìn)工作面預(yù)計(jì)煤壁瓦斯涌出量，取 6.81m3/min；4.78m/min 鉆孔抽放瓦斯效率，取 =70%。 q抽 4=kq3=1.26.8170%=5.72m/min q抽 5=kq3=1.24.7870%=4.02m/min 3 3、礦井采空區(qū)瓦斯配抽量、礦井采空區(qū)瓦斯配抽量 采用高抽巷抽放礦井采空區(qū)瓦斯，根據(jù)陽(yáng)泉地區(qū)經(jīng)驗(yàn)抽放率為 40%，礦井 采空區(qū)瓦斯涌出量約為 56.61m3/min；采空區(qū)瓦斯抽放量為： q抽 6=56.61m3/min40%=22.64m/min 4

57、4、礦井瓦斯抽放純量、礦井瓦斯抽放純量 石港公司礦井按一個(gè) 15 號(hào)煤回采工作面（考慮預(yù)抽區(qū)域工作面，取系數(shù) 1.2）；二個(gè) 15 號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放和礦井采空區(qū)瓦斯抽放，預(yù)計(jì)礦井瓦 斯抽放總量為： q 礦= 1.223.69+64.16+5.72+4.02+22.64=124.96m3/min 5 5、礦井風(fēng)排瓦斯量計(jì)算、礦井風(fēng)排瓦斯量計(jì)算 礦井風(fēng)排瓦斯量為 185.27-124.96=60.31m3/min；回采工作面瓦斯風(fēng)排量最 大為 26.51m3/min。 4.44.4 礦井需風(fēng)量計(jì)算礦井需風(fēng)量計(jì)算 32 4.4.1 通風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)條件 1、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn) t/a，采用一井

58、一面達(dá)產(chǎn)； 2、采掘配備：1：3，即配備 1 個(gè)回采工作面、3 個(gè)掘進(jìn)工作面。其中即一 個(gè)煤巷綜掘工作面、一個(gè)煤巷普掘工作面、一個(gè)巖巷普掘工作面。（另外考慮 備用一個(gè)回采面、備用兩個(gè)掘進(jìn)面） 3、抽放后回采工作面瓦斯風(fēng)排量最大為 26.51m3/min；掘進(jìn)工作面風(fēng)排量 最大為： 2.9m3/min。 4.4.2 礦井風(fēng)量 根據(jù)煤礦安全規(guī)程第 103 條規(guī)定，總風(fēng)量計(jì)算如下： 1 1、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 q總=4nk礦通 式中：q總礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/min； n井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，按 99 人； k礦通礦井通風(fēng)系數(shù)，取 1.2 則：q總=4991.

59、2475m3/min。 2 2、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算 q總(q采q掘q硐+q其它)k礦 式中：q總總進(jìn)風(fēng)量，m3/min； q采回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； q掘掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； q硐硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； 33 q其它除采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外的其它井巷需進(jìn)行通風(fēng)的風(fēng)量總和， m3/min。 k通風(fēng)系數(shù)； k備=1.5； （1）回采工作面需要風(fēng)量 a、按瓦斯涌出量計(jì)算 根據(jù)前面對(duì) 15 號(hào)煤回采工作面瓦斯絕對(duì)涌出量預(yù)計(jì)，風(fēng)排瓦斯量為 26.51m

60、3/min，其中：瓦斯尾巷配風(fēng)量為 800m3/min，瓦斯?jié)舛?2.5%時(shí)可排出瓦 斯 8002.5%0.8=16m3/min，其余 26.51-1610.51m3/min 瓦斯經(jīng)回風(fēng)巷排出。 q回風(fēng)=q絕100kc=10.511001.2=1261.2m3/min 式中：q絕回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min kc回采工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，機(jī)采工作面取 1.2； q15號(hào)=800+1261.2=2061.2m3/min b、按回采工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 q采=4n 式中： q總回采工作面總需風(fēng)量，m3/min； n回采工作面的最多人數(shù)，按 40 人； q采=440