礦井通風(fēng)系統(tǒng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、論文題目：趙家梁煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)：安全工程畢 業(yè) 生： （簽名） 指導(dǎo)教師： （簽名） 摘 要本設(shè)計(jì)為趙家梁煤礦礦井通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，全區(qū)可采煤層 1 層，為 5-2煤層；局部可采煤層 2 層，為 3-1、4-2 上煤層；其余均不可采。各煤層具有特低灰、特低硫、特低中磷煤等特點(diǎn)，為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力燃料、工業(yè)氣化及低溫干餾用煤。趙家梁礦井首先開采 5-2煤層，后期開采 3-1、4-2煤層，即采用上行開采；礦井采用斜井開拓方式，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 0.45Mt/a（后期擴(kuò)建到 0.90 Mt/a）.。設(shè)計(jì) 5-2煤采用長壁綜合機(jī)械化采煤法，全部垮落法管理頂板。本礦井為瓦斯礦井，采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出

2、式通風(fēng)方式進(jìn)行通風(fēng)，由主斜井、副斜井、管子井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井出風(fēng)。關(guān)鍵字：通風(fēng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 通風(fēng)阻力 風(fēng)量計(jì)算 安全Subject: Zhao Jialiang coal mine ventilation system designProfessional: Safety EngineeringGraduates: (Signed)Instructor: (Signed)AbstractThe design for the Zhao Jialiang coal mine ventilation optimization design, the regionmineable a layer of 5

3、-2 coal seam; locally coal layer 2 layer for 3-1,4-2 on coal; others were inadmissible. Each seam with a special low ash, low sulfur, ultra-low to medium phosphorus coal, etc., for high-quality power fuel, industrial coal gasification and low temperature carbonization. Zhao Jialiang 5-2 mined coal m

4、ine first, post-mining 3-1,4-2 seams, which uses upward mining; mine uses inclined to explore ways to design production capacity of 0.45Mt / a (post-expansion to 0.90 Mt / a). Design 5-2 mechanized longwall coal mining method, all of the roof caving method manager.The mine is gassy mine, parallel wi

5、th the central ventilation system, ventilation exhaust ventilation manner by the main shaft, auxiliary shaft, tube wells into the air, return air shaft out of the wind.Keywords: ventilation system design air volume ventilation resistance Computing Security1 緒論1.1 選題的目的和意義礦井通風(fēng)是一個(gè)隨時(shí)變化的系統(tǒng)，是礦井系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部

6、分，擔(dān)任著重要的通風(fēng)任務(wù)。它依靠通風(fēng)動(dòng)力，將定量的新鮮空氣，沿著既定通風(fēng)線路不斷地輸入井下，以滿足用風(fēng)地點(diǎn)的需要；同時(shí)沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，降低熱源，營造良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故。為確保礦井安全生產(chǎn)、穩(wěn)定和高產(chǎn)，提高礦井的抗災(zāi)能力，最終提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益，通風(fēng)系統(tǒng)必須保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。因此應(yīng)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的變化及時(shí)的進(jìn)行優(yōu)化。因此應(yīng)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的變化及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，確保通風(fēng)系統(tǒng)的高效、可靠、經(jīng)濟(jì)，保障井下人員身體健康和生命安全，保護(hù)國家資源和財(cái)產(chǎn)。1.2 國內(nèi)外通風(fēng)現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)礦井通風(fēng)現(xiàn)狀礦井通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展由一些基本的通風(fēng)技術(shù)和概念，逐漸發(fā)展成

7、現(xiàn)階段人工智能化。礦井通風(fēng)的理念由可行性和有效性發(fā)展到對系統(tǒng)可靠性的研究再到現(xiàn)階段以通風(fēng)節(jié)能為熱點(diǎn)，不但注重新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，而且能源危機(jī)和提高通風(fēng)效率的意識逐漸受到重視，成為礦井通風(fēng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢，再運(yùn)用網(wǎng)站制作技術(shù)將此項(xiàng)成果呈現(xiàn)并展示給讀者。隨著職業(yè)健康安全管理體系的貫徹實(shí)施，我國對企業(yè)工作場所的勞動(dòng)條件要求將會越來越嚴(yán)格。但是, 由于我國煤炭資源賦存條件復(fù)雜, 煤層滲透率較低, 抽采出的瓦斯中低濃度瓦斯占較大比例, 同時(shí)缺乏有效的利用方法。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式，主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)路和風(fēng)流控制設(shè)施的總稱。按照進(jìn)、回風(fēng)井在

8、井田的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。中央式又可分為中央并列式和中央邊界式，對角式可分為兩翼對角式和分區(qū)對角式。應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性的條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下，通過對多個(gè)可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。中央式通風(fēng)系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資省的優(yōu)點(diǎn)。但是礦井通風(fēng)方法一般采用抽出式。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、露頭發(fā)育老窯多、采用多風(fēng)井通風(fēng)有利時(shí)，可采用壓入式通風(fēng)。1.2.2 國外礦井通風(fēng)現(xiàn)狀一些發(fā)達(dá)國家開采煤礦的歷史比較長遠(yuǎn)，開采技術(shù)及安全措施相對成熟，煤礦事故率較低。 國

9、外一些產(chǎn)煤國家，對礦井通風(fēng)集中監(jiān)測與自動(dòng)化控制方面，都在進(jìn)行大量研究，其目的是通過一定的監(jiān)測手段，取得通風(fēng)參量的可靠數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)路的自動(dòng)控制，以做到隨時(shí)根據(jù)有害氣體含量的變化和高溫?zé)熈鞯?，調(diào)節(jié)風(fēng)流，抑制事故的發(fā)生，同時(shí)還能合理的節(jié)約礦井內(nèi)的能源消耗。連續(xù)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，在國外取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的收益是極大的降低了煤礦的死亡率。波蘭的某些煤礦，全礦井應(yīng)用連續(xù)監(jiān)測瓦斯及風(fēng)速的技術(shù)裝備后，把工作面入風(fēng)中的瓦斯限量放寬到 1%，在設(shè)置屏蔽電纜的工作面放寬到 2%。由于這個(gè)限量的放寬而使煤炭量增加 23 倍。由于在礦井通風(fēng)參量的監(jiān)測中，已經(jīng)普遍應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)。所以各國都在安排力

10、量研制由計(jì)算機(jī)監(jiān)控所需要的參量側(cè)頭。如英國將環(huán)境監(jiān)測、瓦斯抽放、各類扇風(fēng)機(jī)的機(jī)械參量等都列為監(jiān)測內(nèi)容。目前已有 16 種參量送給由計(jì)算機(jī)配套的監(jiān)測系統(tǒng)，從一些資料看還有增加的趨勢。在風(fēng)速監(jiān)測中，由于成本的問題，目前應(yīng)用較多的仍然是熱線式和葉輪式測頭，在使用中都存在著煤塵影響的問題，都在努力尋求一種可以不受井下條件影響而成本較低的測頭。由于井下的通風(fēng)網(wǎng)路相當(dāng)復(fù)雜，風(fēng)流要經(jīng)過各種情況的巷道，又受井下采煤過程的外在條件和煤層條件的影響。迄今為止，世界上沒有一個(gè)國家能拿出一個(gè)行之有效的計(jì)算程序，供計(jì)算機(jī)使用。這需要研究出用于礦井通風(fēng)的數(shù)學(xué)模型，這項(xiàng)任務(wù)工作量較大且費(fèi)時(shí)較長，所以這將是未來國內(nèi)外共同需要

11、努力的方向。1.3 研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路1.3.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)趙家梁礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖。提出礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可行方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最佳通風(fēng)系統(tǒng)，并論證其合理性。（2）礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配。按照采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)的實(shí)際需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)按照井下同時(shí)工作的最多人數(shù)每人每分鐘供給風(fēng)量進(jìn)行驗(yàn)算。（3）礦井通風(fēng)阻力計(jì)算。根據(jù)趙家梁煤礦的具體情況選出礦井通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)最小和最大通風(fēng)負(fù)壓；計(jì)算達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量和通風(fēng)機(jī)最大使用年限通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期的最小和最大負(fù)壓，并將計(jì)算結(jié)果負(fù)壓計(jì)算總表。（4）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備。根據(jù)礦井初、后期及達(dá)產(chǎn)時(shí)的礦井總風(fēng)量和總負(fù)壓（

12、如多風(fēng)井抽風(fēng)，每個(gè)回風(fēng)井應(yīng)單獨(dú)計(jì)算）提交機(jī)電專業(yè)，選擇礦井通風(fēng)機(jī)。（5）概算礦井通風(fēng)費(fèi)用。1.3.2 設(shè)計(jì)流程圖設(shè)計(jì)流程圖見圖 1.1。礦井通風(fēng)計(jì)算和通風(fēng)分配選擇通風(fēng)設(shè)備礦井通風(fēng)阻力計(jì)算概算通風(fēng)費(fèi)用確定通風(fēng)最優(yōu)設(shè)計(jì)明確礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖 1.12 趙家梁礦井概況2.1 概況2.1.1 井田位置趙家梁煤礦位于陜西省神木縣烏蘭木倫河?xùn)|岸，車岔溝南側(cè)，行政區(qū)劃隸屬陜西省神木縣孫家岔鎮(zhèn)管轄。包（頭）神（木）二級公路從烏蘭木倫河西岸通過，與趙家梁煤礦一河之隔，煤礦北距神木縣孫家岔鎮(zhèn) 7.5km，距神府礦區(qū)中心區(qū)大柳塔鎮(zhèn) 27km，距內(nèi)蒙東勝市 112km、包頭市 246km；地理坐標(biāo)為：北緯 390406.

13、80390832.51；東經(jīng) 1102158.87102630.20。見圖 2.1。圖 2.1 井田交通位置圖2.1.2 自然地理（1）地形地貌趙家梁井田位于陜北黃土高原之北端和毛烏素沙漠東南緣的接壤地帶，地貌單元屬風(fēng)積沙所覆蓋的黃土丘陵區(qū)，呈黃土梁和風(fēng)成沙丘相間的地貌景觀，地形復(fù)雜，溝壑縱橫，梁峁相問，地表侵蝕強(qiáng)烈。本區(qū)總的地形特征是北東部高而南西部低，海拔高程一般為 1200m 左右，近南北走向的的高脊梁成東西向分水嶺，最高點(diǎn)位于井田中部的曲家梁，標(biāo)高為 1223.87m；最低點(diǎn)位于井田南西角的烏蘭木倫河，標(biāo)高為 993.8m，相對高差 230m。區(qū)內(nèi)河谷地帶基巖裸露，其余大部分地段為第三

14、系紅土及第四系黃土覆蓋，局部地段為風(fēng)積沙片沙，植被稀少，水土流失嚴(yán)重。（2）氣候條件本區(qū)屬中溫帶大陸性半干燥氣候，冬季干旱嚴(yán)寒，夏季干燥枯熱，春季多風(fēng)，風(fēng)沙頻繁，秋季涼爽，冷熱多變，晝夜溫差懸殊，干旱少雨，全年降雨多集中在七、八、九三個(gè)月，無霜期短。十月初上凍，次年三月解凍。秋季多西北風(fēng)，春季多為東南風(fēng)。根據(jù)神木縣氣象站長年觀測資料：多年平均氣溫 8.4極端最高氣溫 38.9極端最低氣溫 -28.1多年平均降雨量 474.6mm日最大降雨量 l36.3 mm年最少降雨量 108.6mm年最大降雨量 819.1mm多年平均蒸發(fā)量 1990mm多年平均濕度 55平均風(fēng)速 2.33m/s極端最大風(fēng)速

15、 25m/s最大凍土深度 1.46m（3）水系及其主要河流趙家梁井田東西兩側(cè)分別有悖牛川及烏蘭木倫河經(jīng)過，均為常年性河流。烏蘭木流。流經(jīng)區(qū)內(nèi)的河流有南河和羊馬河。南河從本區(qū)北部流經(jīng)子長縣后匯入秀延河，最大流量 4670m3/s(2002 年 7 月 4 日)；羊馬河從本區(qū)中部流經(jīng)磁窯村后匯入南河，流量10.4855.10l/s,一般 18.96l/s。每年 3 月份冰雪融化期和 79 月份降雨季節(jié)為區(qū)內(nèi)各河流的豐水期；56 月份及冬季為枯水期。據(jù)以往資料統(tǒng)計(jì)，大部分地表水屬中微強(qiáng)礦化水，礦化度多在 0.40.6g/L，總硬度 10.015.0H，PH 值為 7.18.0。（4）地震烈度根據(jù)國家

16、建設(shè)部發(fā)布的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）,本區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.05g。2.1.3 相鄰關(guān)系井田內(nèi)地層平緩，溝谷縱橫，煤層出露地點(diǎn)多。井田內(nèi)除中部已建的開采 3-1煤層的斜井外，僅西南角有一小規(guī)模開采 5-2煤層的趙家梁一號井，該井在 5-2煤層主系統(tǒng)形成后將關(guān)閉。除此之外，井田南部邊界以外向西尚依次分布有趙家梁二礦、平寺溝煤礦、當(dāng)中溝煤礦、南沙灣煤礦、燕家塔煤礦等 5 處生產(chǎn)小煤礦，均以平硐人工開采 5-2煤層，開采設(shè)備簡陋。2.2 礦井建設(shè)的資源條件2.2.1 煤層及煤質(zhì)本區(qū)含煤地層為侏羅紀(jì)中統(tǒng)延安組，由上而下編號為：2-2、3-1、3-2、4

17、-2 上、4-2、4-3、4-4、5-1、5-2、5-3煤層，共 10 層。其中：全區(qū)可采煤層 1 層，為 5-2煤層；局部可采煤層 2 層，為 3-1、4-2 上煤層；其余均不可采。3-1煤層：埋深 0112.8m，井田南部及坡谷地帶大部被沖刷剝蝕，中北部裸露于溝谷及山坡之上，沿露頭皆遭受嚴(yán)重自燃。北部可采連片面積為 5.181km2，煤層厚度2.973.26m，平均厚度 3.10m，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，厚度穩(wěn)定，屬局部可采煤層。底板標(biāo)高為+1105+1115m。距下覆 4-2 上煤層間距 25.4539.56m，平均間距 35m。4-2 上煤層：埋深 0153.8m，因后期沖刷剝蝕，裸露于

18、溝谷及山坡上，煤層自燃嚴(yán)重。井田內(nèi)東西兩側(cè)坡谷地帶大部已自燃，中部可采連片面積約 15.267km2，煤層厚度1.192.32m，平均 1.59m，厚度穩(wěn)定，由南向北逐漸變厚，屬局部可采的穩(wěn)定性煤層。結(jié)構(gòu)簡單，局部含 12 層夾矸，夾矸厚度 0.110.43m，平均 0.20m 左右，巖性多為泥巖。底板標(biāo)高為+1065+1105m。距下覆 5-2號煤層間距為 95.93103.81m，平均間距99.8m。5-2煤層：埋深 0238.8m，井田南東部有小范圍出露，沿露頭遭受自燃。在井田中東部 329號鉆孔煤層厚度為 0.75m，其附近小范圍內(nèi)為臨界可采，除此之外，為全區(qū)可采煤層。煤層厚度 0.7

19、53.30m，平均 2.09m，由南向北逐漸變薄。結(jié)構(gòu)簡單，局部含 13 層夾矸，夾矸厚度 0.050.25m，一般 0.10m 左右，其巖性以粉砂巖為主，泥巖次之。底板標(biāo)高為+1015+965m。（2）煤質(zhì)本區(qū)各煤層具有特低灰、特低硫、特低中磷煤等特點(diǎn)，為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力燃料、工業(yè)氣化及低溫干餾用煤。2.2.2 水文地質(zhì)由于本區(qū)為干旱、半干旱大陸性氣候，降雨集中、蒸發(fā)強(qiáng)烈，加之地表植被稀疏，使得地表水的侵蝕作用極為明顯。井田內(nèi)沖溝廣泛發(fā)育，細(xì)溝、懸溝密集分布。烏蘭木倫河、悖牛川呈南北向流經(jīng)井田西、東邊界，兩條河流在南部交匯，形成窟野河。據(jù)王道恒塔水文站 1989 年觀測資料，烏蘭木倫河流量 0.55

20、4.60m3/s，平均 3.97 m3/s。據(jù)煤田水文地質(zhì)勘探隊(duì) 1988 年 5 月至 7 月的間斷觀測，悖牛川河流量 0.023.495m3/s，一般 1.339 m3/s。2.2.3 礦井開采技術(shù)條件（1）煤層頂、底板巖性 3-1煤層頂板以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，屬粉砂巖穩(wěn)定頂板（類）；底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，無底鼓現(xiàn)象。4-2 上煤層在局范圍內(nèi)有偽頂存在，厚度 0.10.39m，為泥巖及粉砂質(zhì)泥巖。直接頂以灰黑色粉砂巖為主，厚度 1.068.71m，平均 4.14m，灰黑色、黑色泥巖次之。煤礦北東部主要為砂質(zhì)泥巖中等穩(wěn)定頂板（類），西部主要為粉砂巖穩(wěn)定頂板（類）。老頂以中細(xì)粒砂巖為主

21、，平均厚度約 10.0m，底板以黑灰色粉砂巖為主，平均3.80m。5-2煤層直接頂以灰色灰白色粗粒長石石英砂巖和細(xì)粒砂巖為主，厚度分別為9.50m、1.86m。井田中北部為粗粒砂巖不穩(wěn)定頂板（類），南西及南東兩側(cè)分別為粉砂巖穩(wěn)定（類）頂板分布區(qū)和細(xì)砂巖中等穩(wěn)定（類）頂板分布區(qū)。老頂多以中粗粒砂巖及細(xì)砂巖，底板以黑色粉砂巖為主，厚度為 0.4211.50m（2）瓦斯 本井田瓦斯成分以 N2為主，占 80%以上，CH4含量在 0.020.04ml/kg。煤層瓦斯含量均很低，瓦斯分帶處于二氧化碳氮?dú)鈳Щ虻獨(dú)饧淄閹В瑯悠窚y試結(jié)果自然瓦斯成分 00.91%。（3）煤塵本井田各可采煤層煤塵測試的火焰長度均

22、大于 400mm，巖粉用量在 5080%之間，煤塵爆炸指數(shù)遠(yuǎn)大于 10%，煤塵具有爆炸的危險(xiǎn)性。（4）煤的自燃“勘探報(bào)告”等地質(zhì)資料依據(jù)各煤層還原樣燃點(diǎn)與氧化燃點(diǎn)之差值T13及還原樣燃點(diǎn)判斷 4-2 上煤層屬自燃煤層，3-1、5-2煤層屬不易自燃煤層。2.2.4 礦井現(xiàn)狀本井田設(shè)計(jì)可采儲量為 62.46Mt，其中：3-1煤層設(shè)計(jì)可采儲量 5.86Mt；4-2 上煤層設(shè)計(jì)可采儲量 21.26Mt；5-2煤層設(shè)計(jì)可采儲量 35.34Mt。目前，趙家梁煤礦現(xiàn)已形成 3-1煤和 5-2煤兩套生產(chǎn)系統(tǒng)。其中：3-1煤系統(tǒng)開采 3-1煤和 4-2 上 兩層煤，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 0.30Mt/a，已作為獨(dú)立建井

23、建成投產(chǎn)；5-2煤系統(tǒng)開采一層煤（即 5-2煤層），已有小井采用房柱式炮采工藝，生產(chǎn)能力 0.15Mt/a。本井田 5-2煤層可采儲量為 35.34Mt，儲量備用系數(shù)取 1.40，因此，經(jīng)計(jì)算 5-2煤系統(tǒng)服務(wù)年限為 21.0a。5-2煤生產(chǎn)系統(tǒng)已有井筒分別為新建主斜井、副斜井、原主斜井和回風(fēng)立井，利用及改造方案如下： 新建主斜井該井筒為新建井筒，現(xiàn)已竣工，井筒傾角 13.5，斜長 124m，井筒凈寬4000mm，凈斷面積 14.2m2，井筒采用混凝土砌碹支護(hù)，掘進(jìn)斷面積為17.9m2。設(shè)計(jì)該井筒仍作為主井，井筒內(nèi)鋪設(shè)鋼繩芯帶式輸送機(jī)，承擔(dān) 5-2煤層生產(chǎn)系統(tǒng)原煤提升任務(wù)，并兼作進(jìn)風(fēng)及安全出口

24、 。 副斜井（改建）該井筒原為趙家梁煤礦已有的副斜井，井筒傾角 25.5，斜長 264m。原副斜井井筒斷面較小，為便于無軌膠輪機(jī)車輔助運(yùn)輸，礦方已將其斷面刷大。改造后的副斜井井筒，凈寬 5400mm，凈斷面積 20.0m2，井筒采用混凝土砌碹支護(hù)，掘進(jìn)斷面積為26.8m2。設(shè)計(jì)該井筒仍作為副斜井，井筒底板鋪設(shè) 300mm 厚混凝土，以便于無軌膠輪車運(yùn)行。主要用于輔助運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)，兼作安全出口。 原主斜井（管道斜井）該井筒原為趙家梁煤礦已有的主斜井，井筒傾角 4，斜長 209m，井筒凈寬3000mm，凈斷面積 8.0m2，井筒采用混凝土砌碹支護(hù)，掘進(jìn)斷面積為 10.0m2。經(jīng)現(xiàn)場勘查，該井筒支護(hù)狀

25、態(tài)良好，砌碹混凝土井壁未出現(xiàn)明顯的裂縫、脫落等現(xiàn)象。經(jīng)與礦方協(xié)商利用該井筒作為管道斜井。主要用于井下排水，兼作進(jìn)風(fēng)及安全出口。 回風(fēng)立井該井筒原為趙家梁煤礦已有的回風(fēng)井，井筒直徑 3.0m，凈斷面積 7.06m2，井筒垂深 34m，采用混凝土支護(hù)，掘進(jìn)斷面積 10.2m2。因另選風(fēng)井涉及到購地問題，根據(jù)礦方的意見，設(shè)計(jì)將該井筒作為 5-2煤生產(chǎn)系統(tǒng)的初期回風(fēng)井，后期在井田北部另開鑿回風(fēng)立井。根據(jù)通風(fēng)的要求，設(shè)計(jì)擬將該井筒直徑刷大到 4.0m，凈斷面積達(dá)到 12.6m2，掘進(jìn)斷面積 16.6m2，采用混凝土砌碹支護(hù)。主要用于礦井回風(fēng)，兼作安全出口。2.2.6 井下運(yùn)輸根據(jù)推薦的 5-2煤層生產(chǎn)系

26、統(tǒng)井田開拓方案及礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，井下主運(yùn)輸系統(tǒng)選用帶式輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸。井下主運(yùn)輸系統(tǒng)的組成如下：（1）工作面運(yùn)輸巷可伸縮帶式輸送機(jī)西翼帶式輸送機(jī)大巷帶式輸送機(jī)主斜井及帶式輸送機(jī)煤門帶式輸送機(jī)地面生產(chǎn)系統(tǒng)。5-2煤層帶式輸送機(jī)煤門和主斜井選用一條帶式輸送機(jī)，西翼帶式輸送機(jī)大巷設(shè)備選型如下：主要技術(shù)參數(shù)：輸送量 Q750t/h，機(jī)長 L1325m（初期鋪設(shè) 644m） ，傾角 00.5帶寬B1000mm，帶速 3.15m/s，帶強(qiáng) 800N/mm（PVG 整芯阻燃帶） ，防爆電動(dòng)機(jī)型號：YB2-315L1-4，N160kW，2 臺（初期 1 臺） ，限矩形液力偶合器：YOXZ560，2 臺（初期

27、 1 臺） ；減速器型號：B3SH08+FAN+逆止器，i20，2 臺（初期 1 臺） ；防爆制動(dòng)器：YBWZ5-400/121，2 臺（初期 1 臺） ；拉緊方式：液壓自動(dòng)拉緊裝置，1 臺。（2）井下輔助運(yùn)輸方式及設(shè)備礦井輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車從地面至井下直達(dá)連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)。確定礦井投產(chǎn)后選用各型無軌膠輪車輛共計(jì) 11 輛，其中：WC24RE 型無軌膠輪人車 4 輛（其中備用 1 輛）；WqC2J(A)型生產(chǎn)指揮車 2輛；WC3E 型無軌膠輪車自卸式 5 輛（其中備用 1 輛）；礦井生產(chǎn)期間，隨著開拓距離的變化，適時(shí)調(diào)整車輛。2.3 本章小結(jié)本章通過對趙家梁煤礦的井田位置、自然地理、煤層、煤質(zhì)

28、、水文地質(zhì)、礦井開采技術(shù)條件和井下等情況的了解，得到以下結(jié)論：（1）趙家梁煤礦地理位置良好，周圍井田較多，開采時(shí)應(yīng)注意。（2）趙家梁煤礦可采煤層為 5-2號、3-1號煤層，煤層在區(qū)內(nèi)屬賦存范圍內(nèi)全部可采、結(jié)構(gòu)較簡單、屬于穩(wěn)定的中厚煤層和薄煤層。（3）趙家梁煤礦為瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險(xiǎn)，所以每次開采時(shí)應(yīng)引起足夠的重視，做好防護(hù)措施。（4）根據(jù)煤層的埋藏深度以及井田布置確定趙家梁煤礦的設(shè)計(jì)特征。如主斜井、副斜井、煤組及水平劃分、系統(tǒng)通風(fēng)、等的設(shè)計(jì)。（5）通過對礦井進(jìn)行水平劃分及大巷布置，確定煤層的開采順序及井下運(yùn)輸方式。3 趙家梁礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及風(fēng)量計(jì)算3.1 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)原則礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是整

29、個(gè)礦井設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要組成部分。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)分為新建與改建或擴(kuò)建礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)。對于新建礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)，既要考慮當(dāng)前的需要，又要考慮長遠(yuǎn)發(fā)展的可能。對于改建或礦建礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)，必須對礦井原有的生產(chǎn)與通風(fēng)情況做出詳細(xì)的調(diào)查，分析通風(fēng)存在的問題，考慮礦井生產(chǎn)的特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)劃，充分利用原有的井巷與通風(fēng)設(shè)備，在原有的基礎(chǔ)上提出更完善、更切合實(shí)際的通風(fēng)設(shè)計(jì)。無論新建、改建或擴(kuò)建礦井的設(shè)計(jì)，都必須貫徹安全第一，預(yù)防為主的安全方針，遵照礦山安全規(guī)程、技術(shù)操作規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范和有關(guān)的規(guī)定。3.1.1 礦井通風(fēng)的

30、設(shè)計(jì)時(shí)期礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)時(shí)期，即基建時(shí)期與生產(chǎn)時(shí)期，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。初期 5-2煤層系統(tǒng)共有四條井筒，分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)立井和管子井。后期在井田北部另開鑿一條后期回風(fēng)立井。主斜井和副斜井為主要進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)立井回風(fēng)。（1） 礦井基建時(shí)期的通風(fēng)礦井基建時(shí)期的通風(fēng)指建井過程中掘進(jìn)井巷時(shí)的通風(fēng)，即開鑿井筒（或平硐）、井底車場、井下硐室、第一水平的運(yùn)輸巷道時(shí)的通風(fēng)。此時(shí)期多用局部通風(fēng)機(jī)對獨(dú)頭巷道進(jìn)行局部通風(fēng)。當(dāng)兩個(gè)井筒貫通后，主要通風(fēng)機(jī)安裝完畢，便可用主要通風(fēng)機(jī)對已開鑿的井巷實(shí)行全風(fēng)壓通風(fēng)，從而可縮短其余井巷與硐室掘進(jìn)時(shí)局部通風(fēng)的距離。（2） 礦井生產(chǎn)時(shí)期的通風(fēng)礦井生產(chǎn)時(shí)期的通風(fēng)是指礦

31、井投產(chǎn)后，包括全礦開拓、采準(zhǔn)和采煤工作面以及其他井巷的通風(fēng)。這個(gè)時(shí)期的通風(fēng)設(shè)計(jì)，根據(jù)礦井生產(chǎn)年限的長短，又可以分為兩種情況： 礦井服務(wù)年限不長時(shí)（大約 15 至 20 年），只做一次通風(fēng)設(shè)計(jì)。礦井達(dá)產(chǎn)后通風(fēng)阻力最小時(shí)為礦井通風(fēng)容易時(shí)期；礦井通風(fēng)阻力達(dá)最大時(shí)為通風(fēng)困難時(shí)期。依據(jù)這兩個(gè)時(shí)期的生產(chǎn)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并選出對此兩時(shí)期的通風(fēng)皆為適宜的通風(fēng)設(shè)備。 礦井服務(wù)年限較長時(shí)，考慮到通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型，礦井所需要風(fēng)量和風(fēng)壓的變化等因素，又徐分為兩期進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。第一水平為第一期，對該時(shí)期內(nèi)通風(fēng)容易和困難兩種情況詳細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。第二期的通風(fēng)設(shè)計(jì)只做一般的原則規(guī)劃，但對礦井通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)礦井整個(gè)生產(chǎn)時(shí)

32、期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，做出全面的考慮，以使確定的通風(fēng)系統(tǒng)即可適應(yīng)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的要求，又能照顧長遠(yuǎn)的生產(chǎn)發(fā)展與變化情況。3.1.2 趙家梁煤礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖風(fēng)網(wǎng)圖是點(diǎn)與線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中各分支的風(fēng)流方向的聯(lián)結(jié)形式，用不按比例表示空間關(guān)系的單線條繪制。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方法如下9：（1）以開拓開采工程平面圖或通風(fēng)系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風(fēng)流方向在各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)處順序編號；（2）按照風(fēng)流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點(diǎn)的編號順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖；（3）按風(fēng)流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉；（4）在不影響解算要求的情況下可以適當(dāng)簡化；（5）對通地表的進(jìn)、回風(fēng)井口，只要標(biāo)高一樣均可編為同一

33、號碼，視為一個(gè)通大氣的節(jié)點(diǎn)；（6）完成風(fēng)網(wǎng)圖的雛形后，可以按具體情況適當(dāng)簡化美化，盡量繪成光滑弧狀的對稱形；（7）主要的漏風(fēng)通路應(yīng)以虛線標(biāo)記，畫在風(fēng)網(wǎng)圖中；（8）風(fēng)網(wǎng)圖應(yīng)該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在一條直線上；（9）繪制風(fēng)網(wǎng)圖過程中不可隨意改變節(jié)點(diǎn)編號，以利于與原圖相對照；（10）最后在風(fēng)網(wǎng)圖上表明風(fēng)流方向及有關(guān)參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。3.2 礦井通風(fēng)方式的選擇 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，三種通風(fēng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表 3.1。通風(fēng)方式適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)抽出式是當(dāng)前通風(fēng)方式中的主要形式,適應(yīng)性較廣泛,尤其對高瓦斯礦井,更有利于對瓦斯的管理

34、,也適用于礦井走向長,開采面積大的礦井優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； 漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單； 與壓入式比，不存在過渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難;缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少。壓入式優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn): 壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面； 進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難； 風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難； 由第一水平的壓入式過渡到深部水平

35、的抽出式有一定困難； 通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加抽壓混合式可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力，能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個(gè)別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井表 3.1 三種通風(fēng)方式的比較3.2.1 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則 （1）必須符合煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定： 每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。 應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。 箕斗提升井或膠帶運(yùn)輸井不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作進(jìn)風(fēng)井使用時(shí)，必須遵守煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)箕斗或膠帶運(yùn)輸井兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，箕斗井風(fēng)

36、速不得大于 6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當(dāng)采用箕斗井回風(fēng)時(shí)，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風(fēng)率不得大于 15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，膠帶井不得兼作回風(fēng)井。 （2）通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理11。 （3）還應(yīng)綜合考慮以下因素： 風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上(大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮 50 年一遇)，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于 500m。 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。 占地少，壓煤少，交通方

37、便，便于施工。 通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。 發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通往地面的安全出口，以便于人員撤出。 使專用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 盡可能使每個(gè)采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。 多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻(一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過任何一個(gè)通風(fēng)機(jī)負(fù)壓的 30%)。 新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇按進(jìn)、回風(fēng)井的相對位置分為中央式（包括中央

38、并列與中央分列）、對角式、混合式（包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等），以及區(qū)域式。 （1）選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素： 自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。 經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量大、通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維修和管理?xiàng)l件等。另外根據(jù)開采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放等要求。見表 3.2。通風(fēng)方式適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)中央并列式適用于煤層傾角較大，走向不長(一般小于 4km 左右)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井。 初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理； 節(jié)省風(fēng)

39、井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng)井壓煤少； 進(jìn)出風(fēng)井之間的漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長，阻力較大 工業(yè)場地有噪音影響中央式中央邊界式適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井 比中央并列式安全性要好； 礦井通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)少，有利于對瓦斯、自然發(fā)火的管理； 工業(yè)場地沒有噪音影響； 多一個(gè)風(fēng)井場地、壓煤較多兩翼對角式適用于煤層走向大于 4，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)流在井下流動(dòng)路線是直向式，風(fēng)流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚對角式分區(qū)對角式適用

40、于煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)采取有獨(dú)立通風(fēng)路線，互不影響，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)，建井工期短，初期投資少，出煤快缺點(diǎn)：占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難區(qū)域式適用井田面積大、儲存量豐富或瓦斯含量大的大型礦井 優(yōu)點(diǎn)：既可改善通風(fēng)條件，又能利用風(fēng)井準(zhǔn)備采區(qū)，縮短建井工期。 風(fēng)流線路短，阻力小。漏風(fēng)少，網(wǎng)路簡單，風(fēng)流易于控制，便于主要通風(fēng)機(jī)的選擇缺點(diǎn)：通風(fēng)設(shè)備多，管理分散混合式混合式是前幾種的發(fā)展，適用于： 礦井走向距離很長以及老礦井的改擴(kuò)建和深部開采； 多煤層多井筒的礦井。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； 大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的礦井優(yōu)點(diǎn)：

41、回風(fēng)井輸了多，通風(fēng)能力大，布置靈活，適應(yīng)性強(qiáng)缺點(diǎn)：通風(fēng)設(shè)備多表 3.2 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)3.4 礦井風(fēng)量計(jì)算礦井需風(fēng)量按下列要求分別計(jì)算，并采取其中最大值。按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于 4m3；按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實(shí)際需風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。 3.4.1 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)進(jìn)行計(jì)算 (3-1)NKQ4式中 Q礦井總供風(fēng)量，；min3m4每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，每人；min3mN井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，65 人；K風(fēng)量備用系數(shù)，中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)取 1.25； 則：smmQ3342. 5min32525. 16543.4.2 按井下采煤、掘進(jìn)、硐室及其

42、它地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算 (3-2)mrtrthtwtmkQQQQQ式中：回采工作面風(fēng)量之和 ，；wtQsm3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量之和，；htQmin3m 獨(dú)立回風(fēng)硐室需風(fēng)量之和，；rtQmin3m 除了采煤、掘進(jìn)和硐室外其他井巷需風(fēng)量之和，；otQmin3m 礦井通風(fēng)系數(shù)，取 1.25。km（1）5-2 號煤綜采工作面風(fēng)量 按瓦斯涌出量計(jì)算 (3-3) gwigwiwtkQQ100式中 采煤工作面需風(fēng)量，；wiQmin3m 瓦斯絕對涌出量；相對瓦斯涌出量取（2010 年鑒定數(shù)據(jù)）gwiQ48. 0qtm3，綜采工作面平均日產(chǎn)量， 21. 16024330/10620. 148. 0min3m

43、工作面因瓦斯（或二氧化碳）涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，機(jī)采工作面取gwik1.4。因此 smmQwi3382. 2min4 .1694 . 121. 1100 按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算 wiwiwiwikSvQ式中 回采工作面適宜風(fēng)速，m/s，取 1.6；wiv回采工作面平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，取wiS8m2；工作面長度系數(shù)，取 1.3；wik因此 smQwi364.163 . 186 . 1 按工作面人員數(shù)量計(jì)算采煤工作面的需風(fēng)量: (3-4) wiwinQ 4式中 4每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，；min3m采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取 20 人；nwismmQw

44、i3333. 1min80204按、項(xiàng)中取最大值原則，根據(jù)附近煤礦工作面配風(fēng)情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)確定 5-2 煤綜采工作面風(fēng)量 16.64。sm3 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算根據(jù)現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，采煤工作面的最低風(fēng)速不得小于 0.25，sm最大風(fēng)速不得大于 4的要求進(jìn)行驗(yàn)算，即采煤工作面風(fēng)量應(yīng)滿足：sm (3-5)wiwiwiSQS425. 0式中 回采工作面平均有效斷面，wiQ2m即2，3284825. 0wiQwiQ所以，5-2 煤綜采工作面的需風(fēng)量取 16.64。sm3（2）掘進(jìn)工作面風(fēng)量 按瓦斯涌出量計(jì)算 (3-6)ghighihikQQ100式中掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，；hiQsm3 掘進(jìn)工

45、作面平均瓦斯涌出量，取 0.616；ghiQmin3m 掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，取 2.0；ghiksmmQghi3305. 2min2 .1232616. 0100 按掘進(jìn)工作面最大人員數(shù)量計(jì)算smmnQhihi33min481244 按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算根據(jù)煤礦安全規(guī)程讀本第 128 條，為保證局部扇風(fēng)機(jī)不發(fā)生循環(huán)風(fēng)，按局部扇風(fēng)機(jī)地點(diǎn)（巷道）的供風(fēng)量必須大于局部扇風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量的 1.34 倍，即 Q 巷1.34Q 局。綜掘面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量為 300m3/min；炮掘 260m3/min。按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算，綜掘面需要的風(fēng)量為：1.34300402即 6.7，取 7

46、.0hiQmin3msm3sm3炮掘面需要的風(fēng)量為：1.34260348.4，即 5.8，取 6.0。hiQmin3msm3sm3 按風(fēng)速驗(yàn)算根據(jù)現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足15： (3-7)dihidiSQS425. 0式中掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面，sdim20.2512412 即3，48hiQhiQ按、項(xiàng)中取最大值原則，且參照生產(chǎn)礦井實(shí)際配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)綜掘工作面配風(fēng)量取 7.0。sm3（3）井下獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算井下需獨(dú)立通風(fēng)的硐室有盤區(qū)變電所配風(fēng) 3。sm3盤區(qū)變電所按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算： (3-8)tCNQpri603600式中 機(jī)

47、電硐室供風(fēng)量；min3m 機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)（或變壓器）總功率；Nkw 機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)，變電所一般取 0.02； 空氣密度,一般取=1.2；3mkg 空氣的定壓氣熱,一般取 =1.000；CpCpkkgkj 機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的溫度差,；t 3600熱功當(dāng)量,13600；hkwkj則。smmQri3333. 1min805600 . 12 . 102. 04003600（6）其它地點(diǎn)需風(fēng)量 稀釋柴油機(jī)車尾氣配風(fēng)量。根據(jù)煤礦用防爆柴油機(jī)無軌膠輪車安全使用規(guī)范規(guī)定：行駛車輛的巷道，應(yīng)按同時(shí)運(yùn)行的最多車輛數(shù)增加巷道配風(fēng)，配風(fēng)量應(yīng)不小于4m3/minkW。根據(jù)機(jī)車運(yùn)行實(shí)際情況，柴油機(jī)車配風(fēng)量按以下

48、 2 種組合方式計(jì)算。 上下班時(shí)間3 臺 WC24RE 型運(yùn)人膠輪車同時(shí)運(yùn)行5034600 10 (3-9)otQmin3msm3 其它時(shí)間段3 臺 WC3E 型無軌膠輪車和 2 臺 WC2J（A）型生產(chǎn)指揮車同時(shí)運(yùn)行50344524otQ96016min3msm3（7）礦井總風(fēng)量 (3-10)smQm384.8225. 11633. 113264.16上述計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果，按取大值的原則，設(shè)計(jì)礦井總風(fēng)量取 82.84。sm33.5 本章小結(jié)本章對趙家梁煤礦 5-2號煤層的瓦斯涌出量進(jìn)行了計(jì)算，并確定其通風(fēng)系統(tǒng)所必需遵循的原則和 5-2號煤層需風(fēng)量進(jìn)行了計(jì)算得到以下結(jié)論：開鑿有主斜井副斜井及

49、一號回風(fēng)斜井。礦井初期裝備兩個(gè)綜采工作面和 2 個(gè)綜掘工作面。根據(jù)趙家梁礦井開拓布置及地質(zhì)條件：傾角較?。ㄆ骄?15）煤層瓦斯含量低，煤層埋藏深度淺，設(shè)計(jì)初期采用抽出式通風(fēng)方式，中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主副斜井進(jìn)風(fēng)，一號回風(fēng)斜井回風(fēng)。風(fēng)量計(jì)算有多種方法，應(yīng)依次計(jì)算取其最大值。最后求和就是礦井總風(fēng)量。4 趙家梁煤礦 5-2號煤層通風(fēng)阻力計(jì)算4.1 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力而引起的風(fēng)壓損失即摩擦阻力損失。摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力 90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、選擇扇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。4.1.1 巷道摩擦

50、阻力計(jì)算 (4-1)nififhh1 (4-2)23iiiiifiQSulh = （1） 容易通風(fēng)阻力通風(fēng)最容易時(shí)期最大通風(fēng)阻力路線由進(jìn)到出：12345678323435361通風(fēng)摩擦阻力為：H=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-7+h7-8+h8-32+h32-34+h34-35+h35-36+h36-1=19.28+46.28+2.40+14.30+22.14+5.46+1.96+30.64+44.32+515.61+275.04+52.71=1030.15Pa（2）困難通風(fēng)阻力 通風(fēng)困難時(shí)期最大通風(fēng)阻力路線由進(jìn)到出：1234561316141537384344454

51、6471通風(fēng)總阻力為：H=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-13+h13-16+h16-14+h14-15+h15-37+h37-38+h38-43+h43-44+h44-45+ h45-46+ h46-47+h47-1 =19.28+46.28+2.28+13.58+20.93+89.17+0.79+1.93+20.87+302.07+79.94+393.05+1118.83+515.61+275.04+52.71=1852.35Pa4.1.2 局部阻力的計(jì)算風(fēng)流經(jīng)過井巷的一些局部地點(diǎn),如井巷突然擴(kuò)大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或遇礦車等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生突然的變

52、化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的阻力即局部阻力，由這種阻力所產(chǎn)生的風(fēng)壓損失就叫局部阻力損失。由于井下造成局部損失的地點(diǎn)多，各種情況復(fù)雜多樣，所以礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的 10計(jì)算，擴(kuò)建礦井按井巷摩擦阻力的 15計(jì)算。容易時(shí)期采區(qū) h局=10%h摩=1030.1515=154.52 Pa；困難時(shí)期采區(qū) h局=10%h摩=1852.3515=277.85Pa123456789203235343329282716142324252627282930313612201918172122圖 4.1

53、 礦井通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)絡(luò)圖1192023242526272829124241403938434445464737936816351534136183314532431330271011圖 4.2 礦井通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)絡(luò)圖表 4.1 礦井通風(fēng)容易時(shí)期阻力計(jì)算巷道編號巷道名稱支護(hù)方式始節(jié)點(diǎn)號末節(jié)點(diǎn)號摩擦阻力系數(shù)(Ns2/m8)周長U（m）長度L（m）斷面積S（m2）巷道類型通風(fēng)量Q2（m3/s）摩擦阻力hf（Pa）1主斜井（表土段）砌碹120.02715.320016.2一般巷道31.519.282主斜井（基巖段）錨噴230.03015.343216.2一般巷道31.546.283主斜井（基巖段）錨噴

54、340.02815.33216.2一般巷道27.32.4045-2號煤中央帶式輸送機(jī)大巷錨噴450.03115.29813.4固定風(fēng)量巷27.314.3055-2號煤中央帶式輸送機(jī)大巷錨噴560.02415.223013.4一般巷道25.222.14650101 工作面帶式輸送機(jī)大巷錨噴670.02615.6187913.5一般巷道4.25.46750101 綜采工作面液壓支架780.04511.020020.0一般巷道12.61.96850101 工作面回風(fēng)巷錨噴8320.02216.6193015.4固定風(fēng)量巷12.630.6495-2號煤中央回風(fēng)大巷錨噴32340.01415.58514

55、.0一般巷道81.244.3210一號回風(fēng)斜井（基巖段）錨噴34350.01614.041512.0一般巷道97.9515.6111一號回風(fēng)井（表土段）砌碹35360.02214.016112.0一般巷道97.9275.0412風(fēng)硐砌碹3610.02916.04015.0固定風(fēng)量巷97.952.71合計(jì)1030.15表 4.2 通風(fēng)困難時(shí)期阻力計(jì)算巷道編號巷道名稱支護(hù)方式始節(jié)點(diǎn)號末節(jié)點(diǎn)號摩擦阻力系數(shù) (Ns2/m8)周長U（m）長度L（m）斷面積S（m2）巷道類型通風(fēng)量Q2（m3/s）摩擦阻力 hf（Pa）1主斜井（表土段）砌碹120.02715.320016.2一般巷道31.519.282主

56、斜井（基巖段）錨噴230.03015.343216.2一般巷道31.546.283主斜井（基巖段）錨噴340.02815.33216.2一般巷道26.62.2845-2號煤中央帶式輸送機(jī)大巷錨噴450.03115.29813.4固定風(fēng)量巷26.613.5855-2號煤中央帶式輸送機(jī)大巷錨噴560.02415.223013.4一般巷道24.520.9365-2號煤西翼帶式輸送機(jī)大巷錨噴6130.02615.2199413.4一般巷道16.589.1775-2號煤西翼帶式輸送機(jī)大巷錨噴13140.01815.223013.4一般巷道5.50.79850213 綜采工作面液壓支架14150.0451

57、0.820020.0一般巷道12.61.93950213 工作面回風(fēng)大巷錨噴15370.01616.6180815.4一般巷道12.620.87105-2號煤西翼回風(fēng)大巷錨噴37380.02216.0139915.0一般巷道45.5302.07115-2號煤中央回風(fēng)大巷錨噴38430.01411.017214.0固定風(fēng)量巷91.079.94125-2號煤中央回風(fēng)大巷錨噴43440.01411.080814.0一般巷道93.1393.05135-2號煤中央回風(fēng)大巷錨噴44450.01411.03514.0一般巷道97.918.8314一號回風(fēng)斜井（基巖段）錨噴45460.01614.041512

58、.0一般巷道97.9515.6115一號回風(fēng)斜井（表土段）砌碹46470.02214.016112.0一般巷道97.9275.0416風(fēng)硐砌碹4710.02916.04015.0固定風(fēng)量巷97.952.71合計(jì)1852.354.1.3 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 礦井總阻力是指風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起，到回風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線）各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力之和，簡稱礦井總阻力，用表示。對于有兩臺或多臺只要通風(fēng)機(jī)工作的礦井，礦井通風(fēng)阻力應(yīng)按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。在主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)的年限內(nèi)，隨著采煤工作面及采取的接替變化通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。為了使主要通風(fēng)機(jī)在整個(gè)服務(wù)期限都能滿足需要

59、，而且主要通風(fēng)機(jī)有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，需要按照開拓開采布局和采掘工作面接替安排，對主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)期內(nèi)不同時(shí)期的系統(tǒng)總阻力的的變化進(jìn)行分析，當(dāng)根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面、長度等）直接判定出最大總阻力路線時(shí)，可按該路線的阻力計(jì)算礦井總阻力。（1） 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則 礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力，不應(yīng)超過 2940Pa。 礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的 10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的 15%計(jì)算。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱為通風(fēng)困難時(shí)期。 對于通風(fēng)困難和容易時(shí)期，要畫出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量，再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力

60、。沿著風(fēng)流總阻力最大路線，依次計(jì)算各段摩擦阻力，然后分別累計(jì)得出容易和困fih難時(shí)期的總摩擦阻力和,在乘上 1.1（擴(kuò)建礦井乘以 1.15）后，得兩個(gè)時(shí)期的礦井fehmdh總阻力及。mehmdh通風(fēng)容易時(shí)期總阻力： (4-3) femehh15. 11 . 1= 1030.151.15=1184.67 Pa通風(fēng)困難時(shí)期總阻力： (4-4)fdmdhh15. 11 . 1 =1852.351.15=2130.20 Pa4.2 等積孔計(jì)算 根據(jù)確定的井田開拓方式及采取巷道布置，分別計(jì)算出一號回風(fēng)斜井服務(wù)年限內(nèi)開采區(qū)容易時(shí)期和困難時(shí)期的等積孔20。， (4-5)mRA19. 1式中 A等積孔， Rm