采礦工程畢業(yè)設(shè)計樣本

中華人民共和國礦業(yè)大學(xué)（北京））成人高等教誨本（專）科生畢業(yè)設(shè)計（論文）中文題目：英文題目：姓名：學(xué)號：學(xué)院（函授站）：專業(yè)：班級：指引教師：職稱：完畢日期年月日中華人民共和國礦業(yè)大學(xué)（北京））成人高等教誨本（專）科生畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)院（函授站）：專業(yè)：班級：學(xué)生姓名：任務(wù)下達(dá)日期：年月日完畢日期：年月日題目：專項題目：重要內(nèi)容和規(guī)定：院長（函授站站長）：指引教師簽字：中華人民共和國礦業(yè)大學(xué)（北京））成人高等教誨本（專）科生畢業(yè)設(shè)計（論文）指引教師評閱書指引教師評語（①學(xué)生工作能力；②綜合運用基本理論與專業(yè)知識解決問題能力；③理論根據(jù)和技術(shù)辦法；④獲得重要成果；⑤獲得重要成果及創(chuàng)新點；⑥總體評價；⑦建議成績；⑧存在問題、可否提交答辯等）：成績：指引教師簽名： 年月日中華人民共和國礦業(yè)大學(xué)（北京））成人高等教誨本（專）科生畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱書評閱教師評語（①論文選題價值與意義；②綜合運用基本理論與專業(yè)知識解決問題能力；③工作量大??；④創(chuàng)新點評價；⑤寫作規(guī)范限度；⑥建議成績；⑦存在問題、可否提交答辯等）：成績：指引教師簽名： 年月日中華人民共和國礦業(yè)大學(xué)（北京））成人高等教誨本（專）科生畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及綜合成績學(xué)院（函授站）：學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)：班級：題目：專項題目：答辯情況（本科）提出問題回答問題正確基本正確有普通性錯誤有原則性錯誤回答不清答辯成績（本科）：答辯小組長（本科）：年月日指引教師評價成績： 指引教師：年月日評閱教師評價成績： 評閱教師：年月日答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任：年月日學(xué)院（函授站）領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評價成績：學(xué)院（函授站）領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年月日目錄1礦區(qū)概述及井田特性 11.1概述 11.1.1礦區(qū)地理位置及行政從屬關(guān)系 11.1.2地形地貌等狀況 11.1.3氣候地震等狀況 21.2井田及其附近地質(zhì)特性 21.2.1井田地層層位關(guān)系及地質(zhì)構(gòu)造 21.2.2含煤系及地層特性 31.2.3水文地質(zhì) 41.3煤質(zhì)及煤層特性 141.3.1煤質(zhì)、煤類及煤用途 141.3.2煤層含瓦斯性、自燃性、爆炸性 181.3.3井田勘探限度及進(jìn)一步勘探規(guī)定 182井田境界及儲量 182.1井田境界 182.1.1井田范疇 1b井田境界煤柱損失井田境界留設(shè)30m邊界煤柱，總長為13528m；井田境界保護(hù)煤柱所占面積為405840m2，經(jīng)計算，故境界保護(hù)煤柱損失為：405840×7×1.3=369.31萬t。P1＝43.2+369.31＝412.51萬t3）礦井設(shè)計儲量Es=Eg－P1＝10319.58－412.51＝9907.07萬t4）采區(qū)回采率礦井采區(qū)回采率，應(yīng)當(dāng)符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)不大于75﹪；中厚煤層不應(yīng)不大于80﹪；薄煤層不應(yīng)不大于85﹪。全礦采區(qū)回采率按下式計算：=＝0.775）礦井設(shè)計可采儲量Ek＝（Es－Pz）×（2-1）式中Ek——設(shè)計可采儲量Es——井田設(shè)計儲量Pz——煤柱損失——采區(qū)平均回采率煤柱損失Pz重要涉及工業(yè)廣場壓煤、階段間煤柱等工業(yè)廣場壓煤Y9煤層壓煤量＝（828+905）×683÷2×4×1.3＝307.75萬t12-2煤層壓煤量＝（840＋926）×704÷2×3×1.3＝242.44萬tY=307.75＋242.44＝550.19萬t階段煤柱＝（2851＋1861）×（4+3）×1.3÷cos14＝4.42tPz＝550.19＋4.42＝554.61設(shè)計可采儲量：Ek=（Es－Pz）=（9907.07－554.61）0.77＝7201.4萬t3礦井年產(chǎn)量、服務(wù)年限及普通工作制度3.1礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限3.1.1礦井年產(chǎn)量依照山西省煤礦公司兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文獻(xiàn)晉煤重組辦發(fā)[]46號文《關(guān)于運都市市直（某些）和河津市煤礦公司兼并重組整合方案批復(fù)》，擬定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.20Mt/a。3.1.2服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算:式中:T—服務(wù)年限,a；Zk—設(shè)計可采儲量，35.41Mt；A—礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，1.20Mt/a；K—儲量備用系數(shù),取1.4。經(jīng)計算,礦井服務(wù)年限21.1a。其中：2號煤層礦井服務(wù)年限4.8a,10號煤層礦井服務(wù)年限16.3a。3.1.3礦井增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增長也許性建井后產(chǎn)量浮現(xiàn)變化，其也許性為：1)地質(zhì)條件勘探存在一定誤差，有也許浮現(xiàn)新斷層。2)由于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤炭需求變化，導(dǎo)致礦井產(chǎn)量增減。3)礦井各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定儲備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計能力，提高了工作面生產(chǎn)能力。4)工作面回采率提高，導(dǎo)致在相似條件下，礦井服務(wù)年限增長。5)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡樸，儲量可靠，因而投產(chǎn)后有可靠儲量及較好開采條件。3.2礦井工作制度依照中華人民共和國建設(shè)部和中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局制定《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》，擬定礦井工作制度為：年工作日為330d，每天四班作業(yè)，日凈提高時間16h。4井田開拓井田開拓方式應(yīng)當(dāng)通過對礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，地形地貌條件，井田地質(zhì)條件，煤層賦存條件，開采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后擬定。因而，在解決井田開拓問題時，應(yīng)遵循如下原則：1）貫徹執(zhí)行關(guān)于煤炭工業(yè)技術(shù)政策，為多余煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可高和安全條件下減少開拓工程量；特別是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2）合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4）必要貫徹執(zhí)行關(guān)于煤礦安全生產(chǎn)關(guān)于規(guī)定。要建立完善通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使重要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5）要適應(yīng)當(dāng)前國家技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)狀況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜合機械化、自動化創(chuàng)造條件。6）依照顧客需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種煤層分別開采，以及其她有益礦物綜合開采。4.1井筒用途、布置、裝備、位置和數(shù)目擬定4.1.1井筒用途、布置及裝備據(jù)開拓布置，達(dá)產(chǎn)時布置有3個井筒，即主斜井、副斜井和回風(fēng)立井。1.主斜井：凈寬4.8m，凈斷面16.72m2，傾角13.5°，斜長790m，裝備帶式輸送機和架空乘人裝置，肩負(fù)全礦井礦井提煤任務(wù)和上下人員任務(wù)，同步作為礦井進(jìn)風(fēng)井和1個安全出口。2.副斜井：副斜井凈寬4.2m，凈斷面13.64m2，傾角7°-23°，斜長535m，裝備雙鉤串車，肩負(fù)全礦井提矸、下料等輔助提高任務(wù),為礦井進(jìn)風(fēng)井。副斜井鋪設(shè)雙軌，軌距為600mm，軌型為30kg/m,長度535m。3.回風(fēng)立井：凈直徑6.0m，凈斷面28.27m2，垂深185m，敷設(shè)折返式金屬梯子間,為礦井開采2號煤層和10號煤層初期回風(fēng)井和又1個安全出口。4.1.2井筒位置及數(shù)目擬定山西曙光船窩煤業(yè)有限公司礦井為兼并重組整合礦井，整合后前期共有3個井筒，分別為主斜井、副斜井和回風(fēng)立井（開采2、10號煤層），主斜井、副斜井位于原1號井工業(yè)場地，回風(fēng)立井（開采2、10號煤層）位于原2號井工業(yè)場地，后期尚有1個回風(fēng)斜井（開采10號煤層1003采區(qū)），回風(fēng)斜井（開采10號煤層）位于原船窩煤礦工業(yè)場地，可以滿足兼并重組整合后礦井設(shè)計生產(chǎn)能力需要。4.2開采水平設(shè)計4.2.1水平劃分原則擬定原則：依照《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：（1）90萬t礦井第一水平服務(wù)年限不得不大于，緩傾斜煤層階段垂高為200—350m；（2）條件適當(dāng)緩傾斜煤層，宜采用上下山開采相結(jié)合方式；（3）近水平多煤層開采，當(dāng)層間距不大時，宜采用單一水平開拓。2）依照煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造煤層傾角不同對階段高度影響較大，本井田屬于緩傾斜煤層，其平均傾角為14°，煤層標(biāo)高從-750m標(biāo)高到-300m標(biāo)高。依照《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層階段垂高為200~350m,故劃分為兩個階段。再結(jié)合本井田煤層標(biāo)高差較小，階段斜長較短實際狀況，宜采用單水平上下山開采。3）依照生產(chǎn)成本階段高度增大，全礦井水平數(shù)目減少，水平儲量增長，分派到每t煤折舊費減少，但階段長度大會使一某些經(jīng)營費相應(yīng)增長，其中隨著階段增大而減少費用有：井底車場及硐室、運送大巷、回風(fēng)大巷、石門及采區(qū)車場掘進(jìn)費、設(shè)備購買及安裝費用等；相應(yīng)增長費用有：沿上山運送費、通風(fēng)費、提高費、傾斜巷道維修費，此外還延長生產(chǎn)時間、增長初期投資，因而要針對礦井詳細(xì)條件提出幾種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選取經(jīng)濟(jì)上合理方案。4）依照水平接替關(guān)系在上一水平減產(chǎn)前，新水平即作好準(zhǔn)備，因而一種水平從投產(chǎn)到減產(chǎn)為止時間，必要不不大于新水平準(zhǔn)備時間。正常狀況下，大型礦井準(zhǔn)備時間要1.5～2年，井底車場、石門及重要運送大巷亦需要1.5～2年，延伸井筒需要1年，共計需要4～5年時間。開拓延伸加上水平過渡需要7～9年，因此每個礦井在擬定水平高度時，必要使開采時間不不大于開拓延伸加上水平過渡所需要時間。依照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》：當(dāng)煤層傾角不不大于12度時，宜采用走向長壁采煤法。本礦井煤層傾角平均為14度，故采用走向長壁采煤法。4.2.2開采水平劃分依照開拓推薦方案，全井田共布置1個水平，標(biāo)高為+360m，其中輔助水平設(shè)在2號煤層，水平標(biāo)高為+413m，主水平設(shè)在10號煤層。4.2.3設(shè)計水平儲量及服務(wù)年限本井田設(shè)計水平為-580水平，第一階段設(shè)計可采儲量為3900.5萬t，設(shè)計水平服務(wù)年限為34.1年。表4-5水平儲量及服務(wù)年限Tab.4-5Horizontalreservesandservicelife水平序號可采儲量/萬t服務(wù)年限/年第一階段3900.530.96第二階段3300.926.194.2.4設(shè)計水平巷道布置由于本井田煤層間距較近，層間距＜80m，故采用集中大巷布置，為便于維護(hù)，將大巷布置到12-2煤層底板巖層中，又由于設(shè)計中通風(fēng)方式為邊界式，因此采用兩條大巷布置，大巷距煤層底板間距普通30m。大巷支護(hù)方式掘進(jìn)時期及時支護(hù)采用錨桿支護(hù)，后期采用混凝土砌碹，巷道斷面特性見圖4-6。4.2.5重要運送大巷及總回風(fēng)道布置方式和位置選取由于該井田煤層為厚煤層，適合采用綜合機械化開采，為簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，結(jié)合煤層賦存條件、村莊壓煤狀況和井田幾何形狀，使工作面推動長度盡量加大，充分發(fā)揮綜合機械化開采效能，重要運送、軌道、回風(fēng)巷道均沿煤層布置。各可采煤層分別布置運送、軌道及回風(fēng)巷道，運送、軌道巷道沿煤層底板布置，回風(fēng)巷道沿煤層頂板布置。4.3采區(qū)劃分及開采順序4.3.1采區(qū)形式及尺寸擬定根依照井田開拓布置，按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，并結(jié)合井田內(nèi)實際狀況及工作面技術(shù)裝備和管理水平，2號煤層布置單翼采區(qū)，采區(qū)長500～1000m，設(shè)計10號煤層布置單、雙翼采區(qū)，采區(qū)長1200～2500m。井田共劃分為6個采區(qū)，即201、202、203、1001、1002、1003采區(qū)。首采區(qū)為201采區(qū)，布置1個回采工作面保證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。采區(qū)接替按編號順序進(jìn)行，采區(qū)內(nèi)工作面接替順序采用后退式或邁進(jìn)式。采區(qū)接替詳見表3-4-2。表3-4-2采區(qū)接替表采區(qū)名稱開采煤層可采儲量(Mt)服務(wù)年限(a)接替采區(qū)201采區(qū)2號煤層1.60.9202采區(qū)202采區(qū)2號煤層2.71.6203采區(qū)203采區(qū)2號煤層3.72.31001采區(qū)1001采區(qū)10號煤層8.04.81002采區(qū)1002采區(qū)10號煤層14.18.31003采區(qū)1003采區(qū)10號煤層5.33.24.3.2開采順序合理開采順序是在考慮煤層采動影響前提下，有環(huán)節(jié)、有籌劃按照一定順序進(jìn)行，保證采區(qū)、工作面正常接替，以保證安全、均衡、高效生產(chǎn)，并且有助于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。合理開采順序可以保證開采水平、采區(qū)、回采工作面正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，最大限度地采出煤炭資源，減少巷道掘進(jìn)率及維護(hù)工程量；合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，便于防止災(zāi)害，保證生產(chǎn)安全可靠。依照《礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，新建礦井采區(qū)開采順序必要遵循先近后遠(yuǎn)，逐漸向井田邊界擴展邁進(jìn)式開采。多煤層開采時，普通先采上層，后采下層下行式開采，還應(yīng)厚、薄煤層合理搭配開采；開采有煤與瓦斯突出煤層時，應(yīng)按開采保護(hù)層、抽放瓦斯及單獨開采等技術(shù)辦法規(guī)定，順序開采。為保證均衡生產(chǎn),一種采區(qū)開始減產(chǎn),另一種采區(qū)即應(yīng)投入生產(chǎn)。為此，必要準(zhǔn)備好一種新采區(qū)。因此，一種采區(qū)服務(wù)年限應(yīng)不不大于一種采區(qū)開拓準(zhǔn)備時間。4.4開采水平井底車場形式選取4.4.1井底車場形式選定副斜井井底車場采用平車場，井底車場重要為輔助提高服務(wù)，運送量相對較小，車場長度73m，水平標(biāo)高+360m，車場形式簡樸，調(diào)車以便，工程量省，車場內(nèi)鋪設(shè)有30kg/m軌道，軌距為600mm。副斜井在2號煤層設(shè)甩車場，車場長度65m，水平標(biāo)高+413m，車場內(nèi)鋪設(shè)有30kg/m軌道，軌距為600mm。車場內(nèi)設(shè)高低道，長度分別為30m、29m。車場形式簡樸，調(diào)車以便，工程量省。4.4.2井底車場硐室及位置副斜井井底車場硐室有：主水泵房、主變電所、消防材料庫、管子道、井底水倉。主斜井井底硐室有：井底煤倉、等待硐室、醫(yī)療硐室、信號硐室等，井底煤倉采用直立煤倉，垂高30m，凈直徑6.0m，有效容積700m3，采用JD-11.4型調(diào)度絞車清理撒煤方式。井底水倉由主水平主、副倉構(gòu)成，長度分別為114m、58m，容積881m3、448m3，采用JD-11.4型調(diào)度絞車牽引1t礦車人工清理。水倉有效容積為1329m3。5采準(zhǔn)巷道布置5.1設(shè)計采區(qū)地質(zhì)概況及煤層特性5.1.1采區(qū)概況設(shè)計采區(qū)為一采區(qū)，該采區(qū)位于井田西翼，西至井田勘探線，東部邊界到工業(yè)廣場保護(hù)煤柱線，大巷布置在-580水平，采區(qū)平均走向長2416m，傾斜長1256m，采區(qū)內(nèi)共發(fā)育兩個個可采煤層，煤厚分別為3m、4m。煤層賦存簡樸，無斷層及火成巖侵入等地質(zhì)構(gòu)造，煤層傾角平均為14度。煤變質(zhì)限度高，煤質(zhì)好，絕對涌出量為10.5m3/min。發(fā)火期短，煤層直接頂較厚并且軟弱。5.1.2煤層地質(zhì)特性及工業(yè)儲量一采區(qū)做為首采區(qū)，是上山開采，采區(qū)開采兩層煤，煤層平均傾角為14°，屬于緩傾斜煤層，采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡樸，無斷層，煤質(zhì)較好，水分含量0.56～15.54％,瓦斯相對涌出量為10.5m3／t，煤塵無爆炸性危險自然發(fā)火期為3-6個月，煤層頂?shù)装遢^為穩(wěn)定。采區(qū)工業(yè)儲量為3369.2萬t。5.1.3采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限采區(qū)生產(chǎn)能力基本是采煤工作面生產(chǎn)能力，而采煤工作面產(chǎn)量取決于煤層厚度、工作面長度及推動度。1)采區(qū)生產(chǎn)能力A：（5-1）式中：L—回采工作面長度，取180mV—工作面年推動度，工作面每日進(jìn)4刀，截深0.8m，因而年推度為1056mM—采高，4mr—煤容重，1.3t/C—工作面回采率，厚煤層0.93則：A=180×1188×4×1.3×0.93=90.92萬t/a同步考慮5％掘進(jìn)出煤。則采區(qū)生產(chǎn)能力為：A總=A×（1+5%）=103.4×1.05=95.47萬t/a；再將上面計算出來生產(chǎn)能力通過通風(fēng)能力、風(fēng)速和風(fēng)量限制規(guī)定計算式中檢查，得出符合規(guī)定。2)采區(qū)服務(wù)年限T：（5-2）式中：Z—本采區(qū)設(shè)計可采儲量，2351.16萬tA—本區(qū)生產(chǎn)能力，90萬t/a=2351.16/90×1.4=18.65年5.2采區(qū)形式、采區(qū)重要參數(shù)擬定5.2.1采區(qū)形式按照煤層群開采聯(lián)系為聯(lián)合準(zhǔn)備，即各煤層共用兩個巖石上山和區(qū)段石門，煤層傾角平均為14°，瓦斯量低、頂?shù)装寰鶡o較大涌水，依照煤層賦存條件，本設(shè)計采用走向長壁采煤法。5.2.2采區(qū)上山數(shù)目、位置及用途設(shè)計上山在最下部煤層底板開掘。運送上山作為采區(qū)主運送，其內(nèi)鋪設(shè)皮帶，運送采區(qū)工作面出煤。軌道上山鋪設(shè)軌道作為采區(qū)輔助運送，運送矸石、設(shè)備、材料、兼作行人。5.2.3區(qū)段劃分采區(qū)傾向長1256m，其中留4m區(qū)段平巷，區(qū)段間保護(hù)煤柱留10m寬，井田境界煤柱30m，階段煤柱30m，則本采區(qū)可以劃分為6個區(qū)段，工作面長180m。5.3采區(qū)車場及硐室5.3.1車場形式區(qū)段上部車場為順向平車場，中部為單向甩車場，下部為直向平車場。每個采區(qū)只有一種綜采工作面，運送量不大，因此只設(shè)材料繞道車場，運料斜巷在大巷入口處取平，由大巷進(jìn)入車場繞道存車線，然后直接進(jìn)入軌道上山。這種布置方式使用以便，運營可靠。1)上部車場：車場形式為順向平車場（與回風(fēng)道在同一水平），礦車或材料車經(jīng)軌道上山提至平車場平臺，然后沿著礦車行進(jìn)方向經(jīng)回風(fēng)石門運至工作面或所需材料地點。2)車場：車場形式為石門甩車場形式，單道起坡方式。由軌道上山提高上來礦車，通過甩車道甩到中部軌道石門中，再進(jìn)到區(qū)段軌道平巷。3)下部車場：本下部車場繞道屬于頂板繞道，從上山來看，通過豎曲線落平后摘鉤，沿車場高道自動滑行到下部車場存車線。由井底來車，則進(jìn)入車場底道，自動滑行到下部車場低道存車線后，掛鉤由絞車房提高上去。依照軌道上山起坡點到大巷距離，本車場屬于斜式頂板繞道。[8]5.3.2采區(qū)煤倉在采區(qū)煤倉尺寸擬定之前，一方面對煤倉容量進(jìn)行擬定：按循環(huán)產(chǎn)量計算煤倉容量QQ=L×l×h×r（5-3）式中：L——工作面長度，ml——截深，mh——采高，mr——煤容重，1.3t/m3因此Q=180×0.8×4×1.3=748.8t由以上計算作為根據(jù)，選取煤倉容量為800t。由經(jīng)驗（5-4）R=2.96≈3h=25m采區(qū)煤倉用混凝土收口，在煤倉上口設(shè)鐵箅子，煤倉溜口與裝車方向相似，閘門形式為單扇閘門，啟動方式為氣動。5.4排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運送系統(tǒng)5.4.1排水系統(tǒng)順槽積水自流到下山，然后自流到采區(qū)水倉，最后排至井底水倉5.4.2通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流：主斜井→2號煤層等待室→運送下山→運送順槽→回采工作面。副斜井→2號煤層甩車場→軌道下山→運送順槽→回采工作面。污濁風(fēng)流：回采工作面→回風(fēng)順槽→回風(fēng)下山→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)巷（沿10號煤層）→回風(fēng)立井→風(fēng)硐→主通風(fēng)機→地面。5.4.3運送系統(tǒng)運煤系統(tǒng)：工作面→工作面運送順槽→運送下山→井底煤倉→主斜井→地面；運料系統(tǒng)：地面→副斜井→2號煤層甩車場→軌道下山→工作面回風(fēng)順槽→回采工作面；[6]矸石由與材料運送系統(tǒng)相反方向運出。5.5采區(qū)開采順序本設(shè)計采區(qū)同一煤層采用區(qū)段順序依次開采，工作面沿走向推動，采區(qū)內(nèi)共有四個煤層，分別都是由遠(yuǎn)及近開采，由于頂?shù)装鍘r性較好，受采動影響較?。炔缮蠈用?，再采下層煤，工作面沿走向推動。5.6采區(qū)巷道斷面主斜井采用半圓拱拱斷面，凈寬4.8m，凈斷面16.72m2，表土段采用荒料石砌碹（已有），基巖段采用錨噴支護(hù)。副斜井采用半圓拱斷面，凈寬4.6m，凈斷面13.64m2，表土段采用荒料石砌碹（已有），基巖段采用錨噴支護(hù)?；仫L(fēng)立井采用圓形斷面，凈直徑6.0m，凈斷面28.27m2，表土段和基巖段均采用混凝土澆注。運送、軌道下山采用矩形斷面，錨網(wǎng)噴支護(hù)，凈寬4.5m，凈斷面14.4m2；回風(fēng)巷和回風(fēng)下山采用矩形斷面，錨網(wǎng)噴支護(hù)，凈寬5.0m，凈斷面17.5m2。工作面運送順槽采用矩形斷面，錨網(wǎng)支護(hù)，凈寬4.0m，凈斷面12.80m2；回風(fēng)順槽采用矩形斷面，錨網(wǎng)支護(hù)，凈寬4.0m，凈斷面12.80m2。斷面詳見圖C1688-122-01。6采煤辦法6.1采煤辦法選取6.1.1選取規(guī)定1）煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤辦法。2）安全及勞動條件好。3）便于生產(chǎn)管理。4）材料消耗少。5）盡量采用機械化采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效。6.1.2采煤辦法井田內(nèi)2號煤層厚4.56～7.12m，平均5.85m，首采區(qū)開采2號煤層201采區(qū)，煤層賦存及開采技術(shù)條件如下：1.2號煤層厚5.60～6.10m，平均5.85m，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。2.煤層傾角普通為10°左右，屬緩傾斜煤層。3.2號煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，局部為中砂巖，底板砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖，頂?shù)装寰坠芾怼?.煤層瓦斯含量低，為低瓦斯礦井，自燃傾向為Ⅱ～Ⅰ類，屬自燃～容易自燃煤層。煤塵具備爆炸危險性。5.該礦井水文地質(zhì)類型為簡樸類型。依照礦井開拓布置，分析地質(zhì)鉆孔資料，結(jié)合礦井采掘設(shè)備狀況和生產(chǎn)管理水平,設(shè)計推薦2號煤層采用綜采放頂煤采煤辦法，頂板管理采用所有垮落法。10號煤層厚度采用一次采全高綜合機械化采煤辦法，頂板管理采用所有垮落法。6.2開采技術(shù)條件兩層煤在井田內(nèi)全區(qū)發(fā)育，煤層賦存穩(wěn)定，是井田重要可采煤層，煤層頂?shù)装宥酁樯绊搸r、泥巖或石灰?guī)r，底板為粉砂巖、細(xì)砂巖。各煤層具線理狀、條帶狀構(gòu)造，層狀構(gòu)造普遍發(fā)育。瓦斯：開采煤層屬于低瓦斯煤層，瓦斯絕對涌出量為4.75m3/min。煤塵：具備爆炸危險性。煤自燃：煤自燃發(fā)火期為3~6個月。本井田內(nèi)各煤層重要為褐煤和長焰煤，煤質(zhì)黑色，條痕微帶褐色，瀝青光澤，具參差狀、貝殼狀、階梯狀、眼球狀斷口。本井田內(nèi)可采煤層均為褐煤，煤工業(yè)分析，元素分析和其她煤質(zhì)實驗證明，原煤發(fā)熱量較高，屬于中灰煤，硫磷含量低，易篩分，是良好發(fā)電和工業(yè)用煤。6.3工作面長度擬定合理工作面長度能為工作面高產(chǎn)高效提供有利條件，從工作面內(nèi)部條件來說，在一定范疇內(nèi)加長工作面長度能獲得較高產(chǎn)量，提高效率和效益，減少成本，但工作面長度增長，生產(chǎn)技術(shù)管理難度也會隨之增大，因而，單產(chǎn)、效率、效益以及安全生產(chǎn)條件等都會下降，因此，依照《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，綜合機械化采煤工作面長度普通150～240m，年進(jìn)度普通為900～1500m。依照實際狀況及設(shè)備能力已經(jīng)擬定工作面長度為180m?，F(xiàn)對工作面長度按通風(fēng)及運送條件進(jìn)行校核。6.3.1按通風(fēng)能力擬定工作面長度通風(fēng)能力對工作面長度影響取決于工作面瓦斯涌出量。在低瓦斯礦井，工作面長度不受通風(fēng)能力限制。在高瓦斯礦井，工作面通風(fēng)能力則是限制工作面長度重要因素。通風(fēng)能力所容許工作面長度可用下式計算：（6-1）式中：L——工作面容許最大長度v——工作面容許最大風(fēng)速，4m/sM——工作面采高，4mC1——風(fēng)流收縮系數(shù)，0.90～0.95qb——晝夜產(chǎn)一t煤所需風(fēng)量，0.86m3/minp——煤層生產(chǎn)率，5.012t/m2S——工作面最小控頂距，3.8mN——循環(huán)進(jìn)刀數(shù)，4B——采煤機截深，0.8m6.3.2依照采煤機能力擬定工作面長度（6-2）式中：Q——采煤機日生產(chǎn)能力Q=日采煤作業(yè)時間×60×Vmax×M×B×γQ=16×60×10.5×4×0.8×1.3=52416tK——開機率，即循環(huán)率0.7N——日進(jìn)刀數(shù)，4刀B——采煤機截深，0.8mM——采高，4mr——煤容重1.3t/m3C——工作面回采率0.93L≤6.3.3按刮板輸送機能力校驗工作面長度L≤n×n1×q/（B×N×C×P）（6-3）式中：n—晝夜出煤班數(shù)，2班；n1—每班運煤時間，7小時q—輸送機每h輸送能力，1100t/h；B—截深，0.8m；N—每天進(jìn)刀數(shù)，4刀；C—工作面回采率0.93P—煤層生產(chǎn)率，5.012t/m3∴L≤2×7×1100/（0.8×4×0.93×5.012）=1032（m）因而按刮板輸送機能力校驗工作面長度也是滿足規(guī)定。通過上述校驗，可知工作面長度定在180m是可行，故在本設(shè)計中，擬定工作面長度L=180m。6.4采煤機械選取和回采工藝擬定依照本設(shè)計實際狀況：煤層平均厚度4m，傾角為14°，煤質(zhì)中硬。選用設(shè)備為AM500型雙滾筒采煤機。ZY3500/16/38支撐掩護(hù)式液壓支架，SGB—830/400型刮板輸送機。[3]6.4.1采煤機械選取1)AM500雙滾筒采煤機重要技術(shù)特性如下：采高：1.5m～5m適應(yīng)煤質(zhì)硬度：f=1～4煤層傾角：0～45度截深：800mm滾筒直徑：1800mm牽引方式：液壓、雙牽引、無鏈牽引力：36t牽引速度：0～10.5m/min滾筒中心距：11028mm機面高度：1640mm臥底量：400mm重量：32t與采煤機配套電動機重要技術(shù)特性如下：型號：2KI功率：375kW臺數(shù)：2電壓：1140V冷卻方式：水冷噴霧方式：內(nèi)、外噴霧2)ZY6400/24/47支撐掩護(hù)式液壓支架重要技術(shù)特性如下：型式：支撐掩護(hù)式高度：2.4～4.7m寬度：1.43～1.59m中心距：1.5m初撐力：5680KN工作阻力：6400KN支護(hù)強度：0.9Mpa適應(yīng)煤層傾角：<20°降-移升循環(huán)時間：37.8s供液泵壓：31.5MPa運送尺寸(長×寬×高)：6.5×1.43×2.4重量：23.12t伸縮量為：S=H大－H?。?.7－2.4＝3.3m伸縮比：m＝H大/H?。?.7/2.4＝1.95中厚煤層：m不不大于1.4～1.6最大控頂距：l大＝d＋e＋s＝2＋0.2＋0.8＝3m最小控頂距：l?。絛＋e＝2＋0.2＝2.2m式中d—支架頂梁長2me—梁端距普通0.2～0.4ms—截深0.8m3)SGB—830/400型刮板輸送機重要技術(shù)特性如下：設(shè)計長度：200m出廠長度：200m運送能力：1000t/h鏈速：1.05m/s刮板間距：1080mm與采煤機牽引方式：無鏈中部槽規(guī)格（長×寬×高）：1500×830×222與刮板輸送機配套電動機重要技術(shù)特性如下：型號：KBYD—680-250/125功率：2×200Kw轉(zhuǎn)速：1470r/min電壓：1140V6.4.2配套設(shè)備選型工作面配套設(shè)備重要有轉(zhuǎn)載機、破碎機、可伸縮膠帶輸送機。詳細(xì)技術(shù)特性見下表[5]表6-2轉(zhuǎn)載機Table6-2reproducedmachine型號裝機功率輸送能力設(shè)計長度SZZ-764/315315kw1000t/h40m表6-3破碎機Table6-3crusher型號功率破碎能力破碎粒度PEM1000×650315kw1200t/h300mm表6-4膠帶輸送機Table6-4beltconveyor型號功率帶寬帶速輸送能力DSJ-120/200/2×222×220kW1200m3.5m/s1200t/h表6-5乳化液泵站Table6-5emulsionpumpingstation乳化液泵型號工作壓力功率乳化液箱泵站流量S300型337.530KW一臺300m/min6.4.3回采工藝方式擬定回采工藝是人們依照回采工作面煤層賦存條件，運用某種技術(shù)裝備進(jìn)行生產(chǎn)方式，在回采工作面進(jìn)行破煤、裝煤、運煤、支架及解決采空區(qū)等各種工藝?；夭晒に囘x取原則：a盡量使用機械采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效。b勞動安全條件好。b煤炭損失少，回采率高。d材料消耗少，成本低。采煤機工作方式：1)滾筒位置采用雙滾筒采煤機，在運營過程中為了司機操作安全，煤塵少，裝煤效果好，前滾筒沿頂板割煤，后滾筒沿底板割煤，并有一定臥底量，以增長采煤機對底板平整性及輸送機槽歪斜適應(yīng)能力，避免采煤機和輸送機因底板鼓起或浮煤墊起而向采空區(qū)傾斜。[12]2)采煤機割煤方式：雙向割煤，端頭斜切進(jìn)刀。進(jìn)刀過程如下：a當(dāng)采煤機割煤至工作面端頭時，其后輸送機槽已移近煤壁，采煤機身處尚有一段下部煤，如圖a所示。b調(diào)節(jié)滾筒位置，前滾筒下降，后滾筒上升，并沿輸送機彎曲段反向割入煤壁，直至輸送機直線段為止，然后將輸送機移直，如圖b所示。c再調(diào)換兩個滾筒上下位置，中心返回割煤至輸送機機頭處，如圖c所示。d將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒位置，返程正常割煤，如圖d所示。圖6-1斜切進(jìn)刀示意圖Figure6-1obliqueFeedSketch3)工藝過程：采煤機由機頭斜切進(jìn)刀→移端頭溜子→移過度架和端頭架→采煤機反向空駛→采煤機割第一刀煤→移架→推溜→采煤機由機尾斜切進(jìn)刀進(jìn)行下一種循環(huán)。移架方式：為了及時支護(hù)頂板，采用先移架后推溜及時支護(hù)方式，指移步方式為成組整體依次順序式。該方式按順序每次移一組，每組二、三架，普通由大流量電液閥構(gòu)成控制。合用于頂板穩(wěn)定高產(chǎn)綜采面。支護(hù)方式：工作面端頭采用ZY6400/24/47端頭液壓支架支護(hù)。[9]工作面布置圖如下圖圖6-2工作面布置圖[12]Fig.6-2Actingsurfacearrangementfig6.5循環(huán)方式選取及循環(huán)圖表編制6.5.1擬定循環(huán)方式循環(huán)方式是循環(huán)進(jìn)度和晝夜循環(huán)總數(shù)。工作面作業(yè)制度，循環(huán)方式、作業(yè)方式、工序安排及勞動組織最后反映在循環(huán)圖表上，它涉及循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表等某些?；夭晒ぷ髅嫜h(huán)作業(yè)是回采工作面在規(guī)定期間內(nèi)保質(zhì)保量、安全地完畢采、裝、運、支、處這樣一種采煤全過程。采煤工作面采用“三八”工作制，兩班采煤，一班準(zhǔn)備。工作交班時間未計入循環(huán)圖表，循環(huán)圖表見圖6-3：圖6-3循環(huán)作業(yè)圖[16]Figure6-3cycleofoperationsplans6.5.2勞動組織表勞動組織表編制原則：1)出勤工種必要與循環(huán)圖表中作業(yè)時間相相應(yīng)；2)出勤工數(shù)必要按國家規(guī)定人員配備，綜采隊不超過100人；3)采場直接工人涉及轉(zhuǎn)載機工作人員以內(nèi)工人，采區(qū)工作人員除外。表6-6勞動組織表（綜采）Table6-6LaborOrganization(fullymechanizedcoalmining)序號工種每班人數(shù)一二三共計1班長22262采煤班司機2243支架工882184轉(zhuǎn)載機司機11135破碎機工11136端頭支護(hù)工22267泵站司機11138運料工22489檢修工3361210機電維修工22610總計24242573表6-7勞動組織表（綜掘）Table6-7LaborOrganization(IMISdig)序號工種在冊人數(shù)班次一班二班三班共計1隊干部513152班長622263掘進(jìn)機司機512144輸送機司機822265局扇司機411136絞車司機622267電工715178鉗工714169打眼工123431010噴漿工154441211架棚工144441212風(fēng)筒工5121413驗收員3111314下料工3111315材料員22216生活服務(wù)員11117共計103254025906.5.3機電設(shè)備表表6-8機電設(shè)備表：Table6-8electricalandmechanicalequipmentasfollows序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量1液壓支架ZY6400/24/47架1262采煤機AM500臺13刮板輸送機SGB—830/400臺14轉(zhuǎn)載機SZZ—764/500臺15乳化液泵站NBR—764/132臺26移動變電站KSGZY—500/6臺27端頭支架ZY—64架48帶式輸送機DSJ-120/200/6×220臺39破碎機PEM1000×650臺110乳化液箱S300型臺411饋電開關(guān)KBZ-400/1140D臺212磁力起動器DQZBH300A臺26.5.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表表6-9技術(shù)經(jīng)濟(jì)表Table6-9TechnicalandEconomicTable序號項目單位數(shù)量1工作面長度m1802采高m43傾角度144容重t/m31.35日進(jìn)度m3.26日產(chǎn)量t2995.27月進(jìn)度m968月產(chǎn)量t898569回采工效t/工30.87礦井通風(fēng)7.1概述船窩煤礦位于呂梁山支脈龍門山區(qū)河津市境內(nèi)，屬低山丘陵黃土地貌景觀。井田內(nèi)地勢東北高，西南低，“V”字型沖溝發(fā)育，地表最高點位于井田東部北丁家灣梁峁上，標(biāo)高為862.50m，最低點位于井田西南部溝谷中船窩村西，標(biāo)高為378.00m，相對高差484.50m。本礦井采用立井單水平上下山開拓。大巷布置采用全煤組集中布置，大巷布置在-580m水平。本設(shè)計礦井單工作面達(dá)產(chǎn)，年產(chǎn)120萬t。為保證采掘正常接替，同步掘進(jìn)工作面為兩個，采掘比1：1。本礦是大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季寒冷少雪，夏季高溫多雨，春季干旱多風(fēng)沙。據(jù)氣象資料記載年平均氣溫20攝氏度。7.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)選取礦井通風(fēng)基本任務(wù)是供應(yīng)礦井新鮮風(fēng)流，以排除井下有害氣體及礦塵，從而防止事故發(fā)生，以保證井下人員安全。因而礦井通風(fēng)是礦井生產(chǎn)達(dá)標(biāo)中非常重要環(huán)節(jié)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)阻力，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)成，礦井通風(fēng)系統(tǒng)涉及通風(fēng)方式，重要通風(fēng)機工作辦法，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)形式，選取礦井通風(fēng)系統(tǒng)必要滿足如下規(guī)定[5]：1)每個礦井至少應(yīng)有兩個通到地面安全出口，各個出口間距離不得少于30m。2)通風(fēng)井口要避免污風(fēng)，塵土，焦油氣味，矸石燃燒氣味等侵入，井口距離產(chǎn)生煙塵等有害氣體地點不不大于500m，礦井總風(fēng)道不得作為重要人行道。3)箕斗井普通不應(yīng)作回風(fēng)井或出風(fēng)井。4)所有礦井都要用機械通風(fēng)主扇與分區(qū)主扇必要安裝在地面。5)充分注意減少費用，風(fēng)道壁要光滑。6)選取通風(fēng)系統(tǒng)時要綜合采區(qū)通風(fēng)和掘進(jìn)通風(fēng)若干規(guī)定，同步也要保證滿足防止瓦斯、火、塵、水、高溫對礦井通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)定。7.2.1通風(fēng)方式選取1).中央并列式進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井大體并列于井田中央，由主井兼作回風(fēng)井或?qū)ＴO(shè)中央風(fēng)井。這種方式具備初期工程量少，建井期短，便于管理等長處。缺陷：是進(jìn)、回風(fēng)井之間漏風(fēng)大，礦井中、后期通風(fēng)路線長，通風(fēng)阻力大。工業(yè)場地噪音大。這種通風(fēng)方式合用于煤層傾角大，走向長度不大于4㎞低瓦斯礦井。2).中央分列式進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井位于井田上部邊界中央，這種方式具備通風(fēng)阻力小、漏風(fēng)小、安全性好、工業(yè)場地噪聲小，且便于從回風(fēng)井鋪設(shè)防塵灑水管路等長處，合用于煤層傾角較小，埋藏較淺，瓦斯和煤塵自燃發(fā)火期比較嚴(yán)重設(shè)計。走向長壁較大中型礦井，投產(chǎn)初期多采用這種通風(fēng)方式。3)兩翼對角式進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井布置井田兩翼各一種，分別為井田一翼服務(wù)，合用于高瓦斯礦井，自燃發(fā)火和熱量比較嚴(yán)重或有煤和瓦斯突出危險礦井。4)分區(qū)對角式進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，兩翼具有兩個或兩個以上回風(fēng)井為所在附近采區(qū)服務(wù)。這種方式也稱為分區(qū)式通風(fēng)，它合用于煤層距地表較近且高低起伏大，第一水平無法開鑿總回風(fēng)道狀況；也合用于有煤和瓦斯突出危險礦井或高瓦斯礦井。此外，各分區(qū)有獨立進(jìn)、回風(fēng)系統(tǒng)。這種通風(fēng)方式具備建井期短，安全性好，便于管理等長處，但回風(fēng)井多，占場地大和風(fēng)井管理分散等因素。因而多合用于分區(qū)別期開拓，分期投產(chǎn)特大型礦井。5)混合式上述幾種辦法組合稱為混合式。如中央分列式與對角式混合、中央并列式與對角式混合、以及中央并列式與中央分列式混合，這種通風(fēng)方式合用于井田走向長度大或礦井改擴建和開拓延深礦井，或多煤層多井筒礦井，或井田面積較大，產(chǎn)量大且分區(qū)開拓礦井。通過對以上幾種通風(fēng)方式比較，結(jié)合礦井實際狀況，煤層平均傾角為14度，煤層自然發(fā)火期3-6個月，煤塵無爆炸性，瓦斯涌出量低，屬低瓦斯礦井，綜合考慮上訴因素，選用中央分列式通風(fēng)方式。7.2.2通風(fēng)辦法選取重要通風(fēng)辦法選取有三種：壓入式，抽出式，壓抽混合式。1)壓入式重要通風(fēng)機安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井處，整個進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)都處在高于本地大氣壓氣壓狀態(tài)。其漏風(fēng)是從礦井內(nèi)向礦井外漏風(fēng)。一旦風(fēng)機因故障停止運轉(zhuǎn)，井下空氣絕對靜壓有所下降，也許在短期內(nèi)引起礦井絕對瓦斯涌出兩倍大，普通以為壓入式通風(fēng)不適當(dāng)在高沼氣礦井使用。2)抽出式重要通風(fēng)機設(shè)在回風(fēng)井處，整個通風(fēng)系統(tǒng)處在低于本地大氣壓負(fù)壓狀態(tài)。當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時，地面空氣會漏向井下，當(dāng)存在老窯時還會把積存有害氣體抽到井外，同步使工作面風(fēng)量減少。3)壓抽混合式在礦井入風(fēng)處設(shè)通風(fēng)機做壓入式工作，回風(fēng)處通風(fēng)機做抽出式工作，通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)處處在正壓，回風(fēng)處處在負(fù)壓，該式規(guī)定設(shè)備多，管理復(fù)雜。通過以上分析及基于本礦自身因素考慮，借鑒相鄰礦井經(jīng)驗，選取抽出式通風(fēng)辦法作為本礦通風(fēng)辦法。7.3礦井風(fēng)量計算與風(fēng)量分派7.3.1礦井總進(jìn)風(fēng)量1)按井下同步工作最多人數(shù)計算，每人每分鐘供應(yīng)風(fēng)量不得少于4m3。Q=4NK式中:N——井下同步工作最多人數(shù),人；4——井下每人每分鐘供風(fēng)原則,m3/min；K——礦井通風(fēng)系數(shù),取1.30。則：Q=4×76×1.30=396m3/min2）依照《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》[1]規(guī)定：礦井總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其她地點實際需要風(fēng)量總和按下式進(jìn)行計算：（+++）（8-2）式中：——礦井總進(jìn)風(fēng)量（）——采煤工作面實際需要風(fēng)量總和（）——掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量總和（）——獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量總和（）——除了采煤、掘進(jìn)、獨立通風(fēng)硐室以外其她井巷實際需要風(fēng)量總和（）——礦井通風(fēng)系數(shù)，宜取1.15～1.257.3.2回采工作面所需風(fēng)量計算每個回采工作面實際所需風(fēng)量，應(yīng)按沼氣、二氧化碳和爆炸后有害氣體產(chǎn)生量以及工作面、氣溫、風(fēng)速和人數(shù)規(guī)定分別進(jìn)行計算，然后取其最大值。1)按沼氣涌出量計算：依照《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》[1]規(guī)定：按回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中沼氣濃度不得超過1%規(guī)定，即：Qci=100×qci×Kci（8-3）式中：Qci—回采工作面實際需要風(fēng)量，m3/min；qci—該回采工作面瓦斯平均絕對涌出量，m３/min；由相對涌出量1.17m３/t得，qci＝0.8×4×4×1.3×180×0.93×1.17÷24÷60＝2.26m３/minKci—該回采工作面通風(fēng)系數(shù)，重要涉及沼氣涌出不均衡和備用風(fēng)量等因素，普通取1.2～2.1。則：Qci=100×2.26×1.2=271.2m3/min2)按工作面氣溫和風(fēng)速關(guān)系計算：依照《煤礦安全規(guī)程》[2]規(guī)定：生產(chǎn)礦井采掘工作面溫度不超過26度，則風(fēng)速按通風(fēng)教材表6—1查得，取Vmax=1.8，m/s則回采工作面所需風(fēng)量由下式計算：Qci=60×Vmax×S（8-4）式中：S—回采工作面平均斷面積，取S=4×3.8=15.2㎡。則：Qci=60×1.8×15.2=1641.6，m3/min3)按人數(shù)計算：Qci=4K（8-5）式中：4—以人數(shù)為計算單位供風(fēng)原則；—回采工作面同步工作最多人數(shù)，取25人；K—風(fēng)量備用系數(shù)，取1.25。則：Qci=4×25×1.25=125m3/min4)由于本礦井是低瓦斯礦井，存在自燃發(fā)火危險，盡量滿足供風(fēng)規(guī)定，因此綜采面供風(fēng)量為1500，m3/min5)按風(fēng)速進(jìn)行驗算：依照《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》[1]規(guī)定，回采工作面最低風(fēng)速為0.25m/s，最高風(fēng)速為4m/s。Qi≥0.25×60×15.2=228m3/min；Qi≤4×60×15.2=3648m3/min。設(shè)計礦井以上選用Q=1641.6m3/min，不不大于207.9m3/min，不大于3236.4m3/min，因而滿足風(fēng)速規(guī)定是合理。7.3.3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量1)按沼氣涌出量計算：Qji=100×qji×Kji（8-6）式中：Qji—第i個掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/min；qji—該掘進(jìn)工作面瓦斯絕對涌出量，掘進(jìn)煤巷500m/月，500/27.5/16/60=0.019m/分鐘，巷道斷面取20m3,則每分鐘掘進(jìn)出煤0.019×20×1.3=0.494t，由相對瓦斯涌出量1.17m３/t，得出qji=0.494×1.17=0.58m3/min，取1m3/min。Kji—該掘進(jìn)工作面通風(fēng)系數(shù)，重要涉及沼氣涌出不均衡和備用風(fēng)量等因素，普通取K=1.5～2.0，這里取1.6。則：Qji=100×1×1.6=160m3/min注：兩掘進(jìn)均按順槽計算。2)按局扇吸風(fēng)量計算：Qji=×Ii（8-7）式中：—第i個掘進(jìn)工作面局扇吸風(fēng)量，安設(shè)局扇巷道中風(fēng)量，除了滿足局扇吸風(fēng)量之外，還應(yīng)保證局扇吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間風(fēng)速不不大于0.15m/s，以防止局扇吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯，瓦斯積聚，選取局扇為：JBT—62型（28W），?。?350m3/min；=同步運轉(zhuǎn)局扇臺數(shù)。則：Qji=350×1=350m3/min。3)按人數(shù)計算：Qji=4Ni（8-8）式中：Ni—掘進(jìn)工作面同步工作最多人數(shù)，取40。則：Qji=4×40=160，m3/min。4)按風(fēng)速進(jìn)行驗算：Qj≤4×60×Sj1；Qj≥0.25×60×Sj2；（8-9）式中：Sj—掘進(jìn)巷道斷面積m3取12.㎡。則：Qj≤4×60×12=2880m3/min；Qj≥0.25×60×12=180m3/min。通過比較，最后掘進(jìn)通風(fēng)量取Qj=350m3/min。用以上四種辦法對每個獨立通風(fēng)掘進(jìn)工作面進(jìn)行計算，選取最大值作為每個掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，最后選定兩個掘進(jìn)面，每個掘進(jìn)面需風(fēng)量350m3/min?！芉j=2×350=700m3/min。7.3.4硐室所需風(fēng)量∑Qd計算1)火藥庫：中型礦井供風(fēng)原則是100～150，此處取1502)水泵房：取2003)中央變電所：經(jīng)驗數(shù)據(jù)是60～80，此處取804)發(fā)熱量大機電硐室所需風(fēng)量（水泵房+壓氣機房）Qe=49.97Ns×θ/?t（8-10）式中：Ns—硐室中機電設(shè)備運轉(zhuǎn)總功率（水泵房為350KW，壓氣機房為80KW）；θ—硐室機電設(shè)備發(fā)熱系數(shù)（水泵房為0.02～0.04，壓氣機房為0.2～0.3）；?t—硐室回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)溫差。則：Qe=49.97×350×0.03/6+49.97×80×0.2/6=220m3/min。5)其他硐室所須風(fēng)量：a充電硐室Qde應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度不大于0.5%計算，但不不大于100m3/min，取150m3/min；b采區(qū)變電所Qdb按經(jīng)驗值取60～80m3/min，這里取80m3/min。綜合以上計算，獨立回風(fēng)硐室所需風(fēng)量總和為：∑Qd=150＋200＋80＋220＋150＋80=880m3/min。7.3.5其她巷道所需風(fēng)量Qq=133×q×Kq（8-11）式中：q—井巷瓦斯絕對涌出量取2.26m3/min；Kq—其她井巷通風(fēng)系數(shù)，取1.3則：Qq=133×2.26×1.3=390.754m3/min?；谝陨嫌嬎憧傻玫降V井所需總風(fēng)量為：Q=∑Qci+∑Qji+∑Qdi+∑Qqi=1641.6＋350＋880＋390.754=3262.354m3/min式中：∑Qci—采煤工作面實際所需風(fēng)量，m3/min；∑Qji—掘進(jìn)實際所需風(fēng)量，m3/min；∑Qdi—各硐室所需風(fēng)量總和，m3/min；∑Qqi—除采煤、掘進(jìn)、硐室外其她所需要、通風(fēng)量總和，m3/min。7.3.6風(fēng)量分派[17]通過以上論述及計算，風(fēng)量分派已基本完畢，且符合《規(guī)程》關(guān)于規(guī)定，因而風(fēng)量分派是合理。各巷道最高最低風(fēng)速見下表8-2。表8-1巷道容許風(fēng)速表Table8-1Tunnelpermissionanemometer井巷名稱容許風(fēng)速m/sminmax主井——4副井——8風(fēng)井——15工作面0.254掘進(jìn)中巖巷0.154掘進(jìn)中煤巷0.254重要回風(fēng)道——8采區(qū)進(jìn)回風(fēng)道0.256其他行人巷0.1547.4礦井總風(fēng)壓及等積孔計算井巷通風(fēng)總阻力是選取礦井主扇重要因素之一，因此在選取礦井主扇之前必要一方面計算井巷通風(fēng)總阻力。7.4.1計算原則1)如果礦井服務(wù)年限不長（10~），選取達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量后來通風(fēng)容易與通風(fēng)困難兩個時期通風(fēng)阻力最大（風(fēng)路）。沿著這兩條路線，分別計算各段井巷通風(fēng)阻力，然后累加起來，得出兩個時期總阻力，如果礦井服務(wù)年限較長（30年）則只計算前15~25年左右通風(fēng)容易和困難兩個時期和，為此需要先繪出這兩個時期通風(fēng)線路圖。2)（有外部）漏風(fēng)（指防火門與重要通風(fēng)及附屬裝置漏風(fēng)）通過主扇風(fēng)量Qf必不不大于礦井進(jìn)風(fēng)量Q。Qf=（1.05～1.1）Qm3/s(8-13)式中：1.1——抽出式風(fēng)井有提高運送任務(wù)時，取1.1；則：Qf=1.1×3262.35/60=59.81/s3)為了經(jīng)濟(jì)合理，不致使主扇風(fēng)壓過大導(dǎo)致瓦斯和自然發(fā)火難以保管，以及避免重要通風(fēng)機選型太大使購買、運送、安裝、維修費用加大，必要控制不能太大，普通不大于3000Pa。選取分析整個通風(fēng)網(wǎng)路中自然分派風(fēng)量和按需分派風(fēng)量區(qū)段，分別按這兩種分派風(fēng)量辦法計算區(qū)段通風(fēng)能力。圖8-1通風(fēng)容易時期線路示意圖Fig8-1Airdraughteasytimelinegeneralviewcross—sectiondistinction圖8-2礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)示意圖Fig8-2Mineventilationdifficultperiodindicatefig表8-2通風(fēng)容易時期巷道摩擦阻力計算Tab.8-2Airdraughteasytimesystemfrictiondragtable井巷名稱支護(hù)α×104LmUmSm2S3m6Rfrns2/m8Qm3/sQ2(m3/s)2hfrpa副井砌碹31.448021.9834.4640920.960.00085530252.42井底車場砌碹31.415017.518.46229.50.00135227043.5軌道石門砌碹31.413015.5616.94826.810.00134722092.9運送大巷錨噴68160015.5616.94826.810.03541168159軌道上山錨噴68117015.5615.33581.580.0353196133.64區(qū)段軌道石門錨噴6817015.5615.33581.580.005319614.8運送平巷棚子723015.412.31860.870.0018224840.87采煤工作面支架7618011.412.51953.130.0080183242.58回風(fēng)平巷棚子723010.111.61560.890.0014224840.68采區(qū)回風(fēng)石門錨噴6838015.5616.94826.80.00833411569.6回風(fēng)大巷錨噴68117015.216.44410.940.027444193647.82總回風(fēng)石門錨噴6825914.515.33581.580.007149240117.1主回風(fēng)井砌碹31.420018.828.322665.180.00055530251.51表8-3通風(fēng)困難時期巷道摩擦阻力計算Tab.8-3Airdraughthardtimesystemfrictiondragtable井巷名稱支護(hù)α×104LmUmSm2S3m6Rfrns2/m8Qm3/sQ2(m3/s)2hfrpa副井砌碹31.448021.9834.4640920.960.00085530252.42井底車場砌碹31.415017.518.46229.50.00135227043.5軌道石門砌碹31.413015.5616.94826.810.00134722092.9運送大巷錨噴68160015.5616.94826.810.035141168159軌道上山錨噴68117015.5615.33581.580.0353196133.64區(qū)段軌道石門錨噴6817015.5615.33581.580.00503196144.8運送平巷棚子72145015.111.61860.870.08472248442.3采煤工作面支架763011.412.51953.130.0080183242.58回風(fēng)平巷棚子72145010.112.31560.890.06762248432.72采區(qū)回風(fēng)石門錨噴6838015.5616.94826.80.00833411569.6回風(fēng)大巷錨噴68117015.216.44410.940.027444193647.82總回風(fēng)石門錨噴6825915.5615.33581.580.007149240117.1主回風(fēng)井砌碹31.420018.828.322665.180.00055530251.517.4.2計算辦法沿著上述兩個時期通風(fēng)風(fēng)路，分別按下式計算各分段井巷摩擦阻力：(8-14)式中：L、U、S——分別表達(dá)井巷長度m、周長m、面積㎡；Q——分派各井巷風(fēng)量，/s；α——依照各巷支架形式，查得摩擦系數(shù)。將各段摩擦阻力累加起來，并考慮恰當(dāng)局部阻力系數(shù)，即算出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時期井巷阻力分別為：=1.15∑=1.15×186.26=214.2Pa=1.15∑=1.15×259.73=298.69Pa符合《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，礦井通風(fēng)設(shè)計負(fù)壓沒有超過3000Pa，故設(shè)計合理。7.4.3計算等積孔1)礦井總風(fēng)阻：=/=214.2/552=0.071=/=298.69/552=0.099面積值A(chǔ)用下式計算：(8-15)式中：Q——通過井巷風(fēng)量；h——井巷或礦井通風(fēng)阻力；=1.189Q/=1.189×55/=4.47=1.189Q/=1.189×55/=3.782)計算等積孔依照以上計算風(fēng)阻：=0.071=4.47=0.099；=3.78故本設(shè)計礦井屬于小阻力礦井。7.5通風(fēng)設(shè)備選取對礦井重要通風(fēng)設(shè)備規(guī)定：1)礦井主扇必要裝置兩部同等能力扇風(fēng)機（涉及電動機），其中一套運轉(zhuǎn)，另一套做備用，備用那一套規(guī)定在10min內(nèi)可以開動。2)主扇應(yīng)裝有兩回直接變電所饋出供電線路，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。3)主扇要靈活可靠，合乎規(guī)定反向裝置和防爆門，要有規(guī)格質(zhì)量符合規(guī)定風(fēng)硐和擴散器。4)主扇和電動機機座必要結(jié)實耐用，要設(shè)立在不受影響穩(wěn)定地質(zhì)層上。7.5.1礦井重要扇風(fēng)機選型計算礦井通風(fēng)設(shè)備涉及主扇和電動機。須先選主扇，然后選電動機。1)選取通風(fēng)機基本原則a選取通風(fēng)機普通應(yīng)滿足一水平各個時期阻力變化，并恰當(dāng)照顧下水平，當(dāng)阻力變化較大時可參照分期選取電動機，但初裝電動機使用年限不適當(dāng)少于。b應(yīng)留有一定余量，軸流式通風(fēng)機在設(shè)計最大風(fēng)量和風(fēng)壓時，葉片安裝角度普通比容許使用值小5度。c在通風(fēng)機服務(wù)年限內(nèi)，其礦井最大和最小阻力工作點均應(yīng)在合理工作范疇內(nèi)?？紤]風(fēng)量調(diào)節(jié)時，應(yīng)盡量避免采用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。2)通慣用扇風(fēng)機個體特性曲線來選取，擬定通風(fēng)容易時期和困難時期兩個主扇工況點：計算通風(fēng)容易時期主扇風(fēng)壓為：=－(8-16)式中：——通風(fēng)容易時期協(xié)助主扇礦井自然風(fēng)壓，取100pa。因此，=214.2－100=114.2Pa計算通風(fēng)困難時期主扇風(fēng)壓為：=＋(8-17)式中：——通風(fēng)困難時期反對主扇風(fēng)壓礦井自然風(fēng)壓，取100pa。因此，=298.69＋100=398.69Pa通過主扇風(fēng)量為：=1.1×3262.354/60=59.81/s則工況點（Qf，hf），容易時期為（59.81，114.2），困難時期為（59.81，398.69）。選取主扇：依照以上所得兩組數(shù)據(jù)，在扇風(fēng)機個體特性曲線圖表（如下）上選取適當(dāng)主扇，使兩組數(shù)據(jù)構(gòu)成兩個時期工況點均落在扇風(fēng)機個體特性曲線上合理范疇內(nèi)。圖8-3軸流式扇風(fēng)機個體特性曲線Fig.8-3Axial-fanindividualcharacteristicscurve扇風(fēng)機個體特性曲線合理工作范疇：a扇風(fēng)機實際風(fēng)壓不超過最大風(fēng)壓0.9倍，軸流式扇風(fēng)機不容許工作點落在馬鞍形區(qū)域內(nèi)，靜壓效率低于0.6。b扇風(fēng)機動輪轉(zhuǎn)數(shù)不超過額定轉(zhuǎn)數(shù)。c軸流式扇風(fēng)機最大為45度。d一級動輪軸流式扇風(fēng)機≥10度，二級動輪≥15度。綜上所述：擬定選取62A—11NO.24型扇風(fēng)機，動輪葉片是扭曲形，共16片，必要時可以等分取8塊葉片運轉(zhuǎn)，使工作點在服務(wù)期間內(nèi)都在高效范疇內(nèi)。在容易和困難時期扇風(fēng)機軸功率分別為25kw和45kw，效率分別為0.72和0.9。7.5.2電動機選型計算依照通風(fēng)容易和困難兩個時期主扇輸入功率，計算電動機輸出功率。本設(shè)計選用異步電動機，其輸出功率和輸入功率分別為：（8—22）（8—23）式中：——傳動效率，直接傳動為11.1——電動機傳動系數(shù)——電動機效率Neo=45kwNei=55kw8.5.3耗電量1)主扇耗電量（8—24）式中：——風(fēng)機主扇每年運營耗電量N1N2——一年內(nèi)主扇最大和最小輸入功率——電動機效率，取0.9——變壓器效率，取0.8——電線輸電效率，取0.95——傳動效率，取1則：=（55+45）×365×24/2×0.9×0.8×0.95×1=315360kwh/a由于掘進(jìn)通風(fēng)采用電動機功率為8KWJB--42型局扇，共四臺，則耗電量為：（8-20）式中：——主扇電動機效率，取0.9；——變壓器效率，取0.8；——電線輸電效率，取0.95；——傳動效率，取1.0。則：Ief=4×8×365×24/2×0.9×0.8×0.95×1=95869KWh/a則電扇總耗電量為：I=+（8—26）=315360+95869=411229kwh/a2)t煤耗電量計算（8—27）式中：A——礦井生產(chǎn)能力，90萬t/年=411229/900000=0.46kwh/t每度點價格按0.3元計算，則每t煤通風(fēng)電費為：E=0.46×0.3=0.14元/t7.6災(zāi)害防治綜述[13]本礦井為低瓦斯礦井，四個煤層穩(wěn)定，為了保證安全生產(chǎn)，設(shè)計本著“安全第一，防止為主”思想針對井下發(fā)火，煤塵爆炸，瓦斯爆炸等重大災(zāi)害提出了相應(yīng)防治辦法。7.6.1井底火災(zāi)及煤層自然發(fā)火防治辦法1)井底車場，重要大巷及機電設(shè)備硐室均采用不燃材料支護(hù)；2)在井下重要巷道安裝了自動監(jiān)測裝置及消防注水系統(tǒng)；3)火災(zāi)隱患嚴(yán)重地點（井口、機電硐室）分別裝置消火栓滅火器；4)在各井風(fēng)口設(shè)有防火門，機電設(shè)備硐室設(shè)有放火柵欄兩用門；5)井下膠帶輸送機均使用阻燃性膠帶，各膠帶大巷機頭硐室設(shè)有自動滅火系統(tǒng)；6)扇風(fēng)機和井下設(shè)有反風(fēng)裝置，必要時可進(jìn)行局部或全礦井反風(fēng)，每年有防火避災(zāi)演習(xí)；7)礦井生產(chǎn)期間，必要有專人負(fù)責(zé)，檢查和維護(hù)井上、下安全設(shè)施，保證其完好無損，符合規(guī)定。7.6.2防止煤塵爆炸辦法1)減少生產(chǎn)運送中煤塵在空氣浮塵量；a加強通風(fēng)管理；b噴霧灑水和清洗巷道；c防止煤塵引燃；d設(shè)防爆水幕等，限制煤塵爆炸范疇擴大。7.6.3防止瓦斯爆炸辦法1)礦井有完整通風(fēng)系統(tǒng)，井下各采掘工作面及其他有瓦斯涌出地點均按規(guī)定配有足夠風(fēng)量和適應(yīng)風(fēng)速，以沖淡和排除井下涌出瓦斯；2)按《規(guī)程》規(guī)定，井下所有電氣設(shè)備及無軌膠輪機車均采用防爆型，禁止不設(shè)防爆設(shè)備；3)井下采掘工作面均采用獨立通風(fēng)；4)采掘工作面和瓦斯增高處設(shè)立瓦斯報警儀；5)生產(chǎn)中，加強通風(fēng)管理，保證風(fēng)量。7.6.4避災(zāi)路線礦井投產(chǎn)前，應(yīng)制定各種災(zāi)害避災(zāi)路線，井下一旦發(fā)生災(zāi)害事故，應(yīng)依照災(zāi)害性質(zhì)，嚴(yán)格按規(guī)定避災(zāi)路線安全撤離。1.當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸、火災(zāi)時，必要一方面佩戴好自救器。位于災(zāi)害進(jìn)風(fēng)側(cè)人員，沿迎風(fēng)方向組織撤離，選最短路線，迅速撤到地面。位于災(zāi)害回風(fēng)側(cè)人員，選取近來貫眼，進(jìn)入進(jìn)風(fēng)側(cè)，迎風(fēng)撤離。2.如地面風(fēng)機反風(fēng)，應(yīng)選取相應(yīng)避災(zāi)路線。3.當(dāng)井下發(fā)生水災(zāi)時，要先選取標(biāo)高相對高巷道，盡快撤至地面。如水已將退路封堵，應(yīng)撤至上山頭，保存體力，等待救援，并設(shè)法與地面聯(lián)系。8礦井運送與提高8.1概述運送工作重要任務(wù)是將井下工作面采下煤炭及掘進(jìn)工作面矸石由井下巷道運到地面選煤廠或矸石山去。此外，以相反方向從地面把坑木、機器設(shè)備運到井下，同步運送工作還涉及人員輸送。因而，運送工作好壞，直接影響到礦井生產(chǎn)，再加上井下運送工作受井下工作條件限制，運送工作某一環(huán)節(jié)中斷就會使工作面或其他工作地點處在停頓狀態(tài)，必要對礦井運送予以足夠注重。本設(shè)計礦井生產(chǎn)能力為120萬t/年，平均日產(chǎn)量2995.2t，井田走向長度為5000m，礦井提高工作制度為16小時/日，年設(shè)計工作日為330天。礦井主提高采用兩對9t多繩箕斗，副井提高選用一對雙層雙車罐籠和一種帶平衡錘單層罐籠。運送大巷內(nèi)采用皮帶為主運送，軌道大巷重要采用礦車運送。采區(qū)內(nèi)運煤采用皮帶運送機，采區(qū)煤炭由采區(qū)煤倉直接裝載，由皮帶運送機運往井底，采區(qū)輔助運送軌道上山采用絞車牽引1t固定礦車，采區(qū)內(nèi)部工作面、順槽分別采用刮板輸送機和皮帶運送機，層間運送石門也采用皮帶運送。本礦井運送方式與設(shè)備選取重要是依照井型、煤賦存條件、瓦斯?fàn)顩r、巷道布置方式、采煤辦法和集中生產(chǎn)限度等條件擬定，并與其他環(huán)節(jié)裝備原則相協(xié)調(diào)，作到裝卸、調(diào)車、作業(yè)機械化。8.2采區(qū)運送設(shè)備選取8.2.1采區(qū)運送上山皮帶選取已知在傾角14°采區(qū)上山向下運煤、上山長度在1250m，敷設(shè)皮帶長度在1000m左右。采區(qū)生產(chǎn)率=299.5t/h（采區(qū)內(nèi)一小時能出多少煤）（9-1）式中：t——采煤機正常工作時間，取t=7hN——采煤班個數(shù)T——采區(qū)平均日產(chǎn)量，T=2995.2tK——工作面運送不均衡系數(shù)，取K=1.5取煤炭在皮帶上煤積角為8°，選用SSJ1200/M伸縮帶式輸送機，作為采區(qū)運送上山煤炭運送設(shè)備，其運送能力為1200t/h，帶速為2.5m/s，電動機功率為3×160kW。下面為滿足帶速規(guī)定皮帶進(jìn)行驗算：（9-2）