车村煤矿矿井通风设计.docx

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1、目前，煤炭在世界能源消耗结构中的比例约占22%,是世界能源供给的重要来 源，在我国，煤炭在能源消耗结构中处于主导地位。我国是世界上煤炭资源最丰 富的国家之一，但是我国的煤炭储存结构复杂，地形环境多变，开采极为不易。 再加上我国是发展中国家，工业基础薄弱，煤矿生产存在诸多安全隐患。煤矿发 生的重大事故，一般都与矿井通风有着密切的联系，所以研究矿井通风设计对煤 矿的安全生产有着十分重要的意义。本次矿井通风设计是为延安车村煤矿21wt/ 年矿井而设计。本次设计具体内容包括矿区内的安全概况和井田水文地质特征，矿井储量与设 计生产能力及服务年限，井田开拓布置方式及采区通风方式选择，矿井风量计算 与分配，

2、矿井通风容易，困难时期矿井总风量计算，选择通风机类型，计算矿井 通风费用，针对本矿井内可能发生的灾害的预防措施及安全装备。通过对以上的 研究提出一个既经济又安全的矿井通风方案，为国家节省大量的人力、财力、物 力。关键词：矿井通风；通风方式选择；预防措施侵蚀构造地形。最高山顶海拔1194.2m,沟谷最低海拔950m,相对高差244.2m。 井田内有常年不断的石牛沟、秋林子溪水，均流入洛河水系的南川河中。矿区地 处山区，区内耕地较少，多为坡地且被森林覆盖。在南川河两岸有较大平整土地, 石牛沟河两侧及矿区山坡有少许土地可供耕种，但均不在矿区开采范围之内。1.1.4 气候雨量风向风速矿区气候属半干旱大

3、陆性气候。根据黄陵县和宜君县气象站提供的资料，本 地区年平均降雨量690.2mm,最大年降水量1037.2mm (1975年)，而年蒸发量大 于1300mm；日最大降水量135.8inm( 1975年7月25日)，最长连续降雨11天(1969 年9月)；冰雹多集中在8、9月份，最高年达8次；年平均气温为9.4C,最低气 温-23,最高气温39；常年主导风向为西北风，其次为东南风，最大风速 25m / So河流井田内有常年不断的石牛沟、秋林子溪水，均流入洛河水系的南川河中。矿 区气候属半干旱大陆性气候，降水多集中于69月份。1.2地质特征矿区范围内的地层情况根据井筒附近的井检孔资料，副井井筒将穿

4、过的地层自上而下为第四系、三 迭系、二迭系上统的石千峰组和石盒子组。(1)第四系(Q)：厚度约251.87m,上部以砂质粘土为主，夹粘质粉砂及粘 土；中部以中粗砂、中砂为主，夹粘质中细砂、粉砂及砂质粘土，底部主要为中 砂和粘土夹砾石。(2)三迭系(T)： 251.87m439.8m,厚度为187.93m,从上往下依次为风 化砂岩、风化泥岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及石英砂岩。其中， 313.5m319.6m段中粗砂岩和400.00m418.80m段中粒石英砂岩岩性特征表现 为不稳定。(3)二迭系上统的石千峰组(P22 )： 439.80m565.20m ,厚度为125.40m, 主要

5、为浅灰色粉砂岩、中砂岩、砂质泥岩及石英砂岩。含三层不稳定岩层，以 502.80m518.60m段砂质泥岩和花斑泥岩尤为不稳定。（4）二迭系上统的石盒子组（P21）： 565.20m-809.30m,厚度约44.10m,主 要为黑色砂质泥岩夹中砂岩、中粗砂岩、细砂岩、粉砂岩及薄煤层。其中在井深 611.40m613.75m 处揭露 25#煤（煤厚 0.8m）,在井深 619.00m617.20m 处揭露 24# 煤（煤厚0.7m）,在井深651.50m652.90 m处揭露23#煤（两层，煤厚分别为 0.8m/0.3m）,在井深 767.30m-775.80m 处揭露 20# 煤（0.9m），在

6、井深 处揭露18#煤（三层，煤厚分另U为0.9m/0,3m/0.5m）。其中23#18# 煤系地层属不稳定岩层。该煤系地层瓦斯含量较高，设计确定为高瓦斯矿井。1.2.1 井田范围内和附近的主要地质构造井田为一单斜构造，其间分布着起伏不大的宽缓的背向斜，如秋林子向斜、段 家湾背斜以及车村电厂向斜等。井田断层稀少，目前地质资料尚未发现较大断层。1.2.2 煤层分布情况及可开采特征井田内延安组共含有两层煤，即上部的0号煤和下部的2号煤。0号煤层厚度 大约00.5米，无开采价值。2号煤层分布于全井田，为井田内唯一可采煤层。 在向斜轴部煤层沉积较厚，为3.55.7m。在背斜脊部较薄，为1.221.8m。

7、煤层 大部分结构简单，仅局部结构复杂，含有05层夹砰，各层夹肝厚度在0.10.15m, 其岩性为炭质泥岩。煤层倾角13。，局部达58。1.2.3 井田内水文地质情况车村井田周围分布的水系主要有南川河及其支流。南川河发源于财神梁分水 岭以北童家山一带，由南向北流经矿区，在店头镇与沮水河交汇。南川河在矿区 的流量为0.777m3/s。南川河的两条支溪石牛沟、秋林子沟虽然有长年不断的溪流, 但流量甚微。流量分别为0.0687m3/s和0.226m3/s。井田内各含水层间一般无水力 联系。各水层富水性较弱，其上又有隔水层，故水文地质条件简单。矿井正常涌 水量50 m3/h,最大涌水量70m3/h。1.

8、2.4 瓦斯煤尘煤的自燃性矿井属于低瓦斯矿井，属不易自燃煤，煤尘具有有爆炸性。1.2.5 煤质、牌号及用途车村斜井所采煤层，属于黄陵矿区2号煤层。煤层断口不平整，质硬而脆, 垂直节理较为发育。煤易燃，烟长有浓烟，有融熔膨胀现象，有弱粘结性能。煤 的容重1.241.46,平均容重1.33。煤的牌号属于弱粘结煤2号，局部为肥气煤1 号。煤的机械强度和热稳定性较好。车村煤矿所生产出的煤炭，以冶金为主，电 厂发电做动力用煤次之。2井田境界储量服务年限2.1 井田境界井田周边状况井田地处陕北高原南缘，为中低山森林区。井田内山峦起伏、沟谷纵横，属 侵蚀构造地形。最高山顶海拔1194.2m,沟谷最低海拔95

9、0m,相对高差244.2m。 矿区地处山区，区内耕地较少，多为坡地且被森林覆盖。在南川河两岸有较大平 整土地，石牛沟河两侧及矿区山坡有少许土地可供耕种，但均不在矿区开采范围 之内。2.1.1 井田境界确定的依据(1)根据井田内的地形和地质条件作为划分井田境界的依据。(2)边界所确定的井田范围要有利于对井筒位置的选择.以便安排地面生产 系统和各建筑物。(3)划分的井田境界要尽量为矿井发展留有一定的空间。(4)如果地质条件允许，井田内部要有合理的走向，以利于以后井型范围的 扩大和机械化程度的提高。根据以上原则，结合车村煤矿井田的实际地质情况可知：井田走向长3.5km, 倾斜宽2km,矿权范围面积3

10、.344 kitf,开采深度：900-975m标高。2.1.2 井田未来的发展情况根据陕计发(82) 99号文关于黄陵矿区红石岩、车村、南川井田划分会议 纪要的通知，延安车村井田确定的井田范围为：东以2号煤层露头与南川露天 为界；西以H13、H15号钻孔联线向西平移200m与红石岩井田为界；南以H17、 P64号钻孔联线与南川井田为界；北以秋林子沟与红石岩井田为界。矿山标不坐标: 主井口平面直角坐标为Y=36594480.00,X=394086L0。井田走向长3.5km,倾斜宽 2km,矿权范围面积3.344 k届，开采深度：900-975m标高，煤矿范围由以下12 个拐点圈定。2号煤层分布于

11、全井田，在向斜轴部煤层沉积较厚，为3.55.7m, 煤层倾角13。开采难度较小。井田储量2.1.3 井田储量的计算参加储量计算的煤层只有2号煤层，矿井储量可分为矿井地质储量，矿井工 业储量和矿井可采储量。矿井储量计算的标准以储量管理规程和煤炭资源 地质勘探规范的规定和我国能源政策，资源状况及目前煤矿开采技术条件为依 据。矿井储量的计算标准要以储量管理规程为依据，计算的方法这里采用底 板等高线水平投影分水平块段法。2.1.4 储量计算方法(1)工业储量的计算方法计算公式如下：块段储量=块段水平投影的面积/平均倾角余切x块段平均厚度x容重 根据矿井煤层储量计算图，结合以上公式计算出本设计矿井的工业

12、储量大约为 1615.7wt,采区回采率为0.8o(2)可采储量的计算公式如下：Z*=(Z尸)xC(2-1)式中：Zk可采储量，MtZ,一工业储量，MtP永久煤柱损失，Mt。一采区回采率。井田工业储量为1615.7wt。其中高级储量为1430.8wt,占工业储量的89%。2.1.5 储量计算的评价本次关于延安车村煤矿矿井设计所有的储量计算过程，均是严格按照有关规 定进行的。由于技术水平有限和资料的不很全面，所以各种储量的结果可能与实 际有点误差。2.2 矿井工作制度生产能力服务年限矿井工作制度本次设计的矿井采用330日/年，采煤工作面采用“三八”制，矿井每日净提 升时间15ho矿井生产能力的确

13、定矿井的生产能力是由井田的储量、煤层赋存的状况、地质条件和开采技术等 因素确定的。还要考虑市场对煤的需求。根据以上各因素结合本设计矿井的实际 情况，确定本设计矿井为年设计生产能力21wto矿井服务年限的确定矿井服务年限的确定和矿井生产能力的确定是息息相关的，受很多相同因素 的影响，根据本设计矿井的实际情况和矿井服务年限的计算公式，T = Z/(AxK)(2-2)式中：ZTT井设计可采储量，MtAT产能力，Mt laK一矿井储量备用系数，K = L3-1.5 K值取1.4.根据工业煤矿矿井设计规范，经计算得出矿井服务年限为42年比较合理。3井田开拓3.1选定开拓方案井洞形式和数目车村井田为一单斜

14、近水平煤层，煤层埋藏浅，煤层浅部表土薄，煤系地层及 其上覆岩层水文条件较简单，故采用一对斜井开拓全井田。3.1.1 井碉位置极坐标井筒在井田中位置的选择，就是确定井筒距离矿井储量中心的尺寸，并用经 纬线来表示它的具体位置，选择井筒位置的条件：(1)地面条件1)工业广场的占地面积尽量要小。2)要考虑地形与地貌的条件。3)地面煤仓与外运铁路的连接要适宜。4)矿井的工业广场与生活区的位置要匹配。(2)井下条件1)如果自然条件比较好，地质构造简单，要尽量把井筒布置在井田储量的中 央。2)如果布置井筒的位置有较大的断层，把井筒布置在断层的下方。3)根据勘探程度的不同，应该将井筒布置在勘探的比较明显的地方

15、，降低矿 井的基建投资。根据本矿井所在井田的实际情况，并考虑到上述的一些条件，本设计矿井井 筒的位置详见开拓平面图，其井筒井口坐标为：主井：(102303.95, 115607.9)副井：(102303.95, 115702.1)井口中心座标：(363147.459 ,3943313.543)水平数目及高度本次设计的矿井井底轨面标高+ 925m水平。总回风巷和采区均沿煤层底板与主要运输大巷平行布置，水平间距35m。3.1.3 石门、大巷数目及布置根据上述方案设计，选择集中大巷和采区石门的联系方式。在2号煤层顶板 17m布置集中运输大巷。由于大巷和石门服务年限比较长，运输能力要求大，所 以大巷和

16、石门的断面和支护设计在本设计中相同。其内部设施也相同。巷道断面 设计的合理与否，直接影响煤矿生产的经济效益和煤炭生产的安全条件，其基本 原则是在满足技术与安全要求的条件下，提高断面利用率，缩小断面，降低造价 成本并有利于加快施工的速度。3.1.4 采区划分本次矿井设计将井田划分成若干采区时，应该考虑如下原则：(1)依据煤炭工业设计规范，采区适合双面布置，当受地质条件限制时或 在安全上有特殊要求时，可单面布置；(2)如果井田走向较长，必须划分采区，直接从井田边界进行后退式回采；(3)采区走向长度根据煤层地质条件，开采机械化水平，采区储量，生产能 力与巷道维护等因素综合考虑；(4)初步设计一般负划

17、分第一水平全部采区，故需要沿井田走向全长统一考 虑，作到初后期统筹兼顾，不但要全井合理，更要有利于初期；(5)采区划分要考虑采区接续关系，便其适应各翼储量及产量分配；(6)要适应充填注砂井，回风井的既定位置，使分区充填，分区通风的联系 巷道尽量缩短；(7)采区划分既要有意识地缩短大巷，又要充分注意人为境界处延的可能性;(8)对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当加大;(9)为了充分发挥综合机械化效能，减少搬家次数，提高效率和回采率，减 少采区煤柱损失，凡是厚度稳定，适合于综机开采的部分要单独划分出采区；(10)初期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度及电压降的控制范围，后期

18、采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因素。本设计矿井年产量为0.3Mt/a,进行一对斜井开拓。煤层稳定，采用综合机械 化与普通机械化回采工艺采煤，为提高效率和回采率，减少采区煤柱损失；考虑 采区接续关系，并且做到初后期统筹兼顾，使其适应各采区储量及产量分配；结 合上述原则及车村煤矿的实际情况，划分为七个采区，采区划分见矿井通风系统 图。3.2 井洞布置及施工井碉穿过的岩层性质及井筒支护本次矿井设计基岩段永久支护形式设计为浇筑素混凝土支护，混凝土强度等 级为C30,井壁厚度为450mm。若遇破碎带岩层或岩性较差，可采用锚喷联合支护 或钢筋混凝土井壁。3.2.1 井洞布置及装备井

19、筒端面尺寸的确定，要根据提升和安全的要求，选择能够适应本设计矿井 的地质条件和井型的需要，尽量增大井筒断面的利用率。根据该设计矿井的井型 和提升方式等实际情况，本设计矿井井筒按有关规定布置的运输设施和辅助设施 详见下图。(1)井筒断面布置井筒端面尺寸的确定，要根据提升和安全的要求，选择能够适应本设计矿井 的地质条件和井型的需要下，尽量增大井筒断面的利用率。根据该设计矿井的井型和提升方式等实际情况，本设计矿井井筒按有关规定 布置的运输设施和辅助设施详见下图。Coal Mine Ventilation Design of ChecunABSTRACTAt present, coal account

20、s for about 22% of the total world energy consumption, it is an important source of world energy supply. In our country, the coal is in the leading position in the structure of the energy consumption. China has one of the most abundant coal resources in the world, but the complexion of coal storage

21、structure and the changeable terrain and environment make the mining extremely difficult. In plus our country is a developing country, the industrial base is weak, so the safety of coal production has many hidden troubles. Coal mine accidents usually have a close connection with the mine ventilation

22、, so the research on mine ventilation has a very important meaning to the mine safety production. The mine Ventilation design in this paper is for the 21 wt/year coal mine of Checun in Yanan.The concrete content of the design includes the field survey and geological features within the mining area,

23、the ore reserves and production capacity and service life of the mine, the choice of the mining layout and ventilation mode, the air quantity calculation and distribution of the mine ventilation, the total wind quantities in the easy and difficult period of mine respectively, the selection of ventil

24、ation machine type, the calculation of mine ventilation costs, the preventive measures and safety equipments for the mine possible disaster. By presenting a both economic and safety of mine ventilation scheme, the above research saves a lot of manpower, financial resources and material resources for

25、 the country.Key Words： Mine ventilation; Ventilation mode; Preventive measure主井井筒特征：井筒直径6.5m,净断面面积33.2m2,掘进断面面积42m2,井筒深度320m。 井筒内装备两套16t单箕斗带平衡锤(JDG16/150X4Y),采用球扁钢组合罐道，端面布置采 用锚杆固定拖架。图3一2副井井筒断面图副井井筒：井筒直径6.5m,净断面面积35m2,掘进断面积45m2。井筒深度245m,井筒 装备一对L5t, 900mm轨距的固定式矿车双层四车罐笼，担负矿井辅助提升任务，兼作进风 井筒。井筒延深的初步意见口口本

26、次矿井设计水平划分为两开采水平的方案，该设计矿井主副井筒从地面布置 到一水平后，当一水平的煤炭快要采完的时候。井筒要及时的延深，确保矿井生 产采区的正常续接。根据详细的安全技术经济投入比较后，确定本设计矿井的井 筒直接斜井延伸是最佳的方案。3.3 开采顺序沿井田走向的开采顺序开采顺序由浅到深、由南向北、从中央向边界沿大巷依次开采。3.3.1 沿井田倾向的开采顺序由于本矿井煤层贮存的条件可以进行上行式开采，在煤层的倾斜方向上绝大 部分是下行开采，只有局部有上行式开采。3.4 矿井提升系统矿井为一对斜井，主井采用双钩串车提升，担负全矿提煤及辅助提升任务。 付井不装备，仅作行人和敷设管道与通风之用。

27、主斜井井口安装2GTP-1.6型绞车一台，滚筒直径1600mm,提升速度 3.06m/s,配用电机JR125-8型，功率llOkw,电压380V；配用钢丝绳6X7-0 22mm 型，提升采用MG-1.1B型矿车。绞车配有松绳、电磁闸、机械闸、闸间隙保护、 过卷保护、深度指示器，绞车房声光信号齐全，斜井轨道设有“一坡三档”。运输大巷采用ZK3-6/250型架线电机车运输，18辆矿车组成一列车。后期更 换两台ZK7-6/550型架线电机车运输。电机车所用整流电流引自设备为KYX- 1-18型整流配电箱，电源引自中央变电所。电压为250V,接触线选用GLC-56/176 5型铝电车线。矿井井下煤炭运

28、输流程及设备为：工作面SGW-40型刮板输送机一顺槽 SGW-40型刮板输送机一顺槽SD-80型皮带输送机一储存煤仓一运输大巷装 MG-1.1B型矿车一ZK7-6/275型电机车牵引矿车运输1900m至主斜井井底车场一 主绞车提升至地面一人工推至翻罐笼一皮带运至选煤楼筛选一汽车装车外运。采区通风4.1 采区设计概述设计采区的位置 边界范围采区煤柱初期采区位置选择要求：(1)煤层埋藏浅，赋存稳定，地质构造简单，上面的薄煤层尽量少压煤或不压 煤的中厚煤层。(2)初期采区的高级储量比例高于第一水平的高级储量比例，并有足够的储量 满足生产能力和服务年限的需要。(3)尽量布置在井筒附近，井巷的距离短，工

29、程量少。(4)尽量躲开铁路、桥梁，重要的建筑物，水体等。本设计首采区为二号煤层，东以2号煤层露头与南川露天为界；西以H13、 H15号钻孔联线向西平移200m与红石岩井田为界；南以H17、P64号钻孔联线与 南川井田为界；北以秋林子沟与红石岩井田为界。采区内留设的煤柱宽度为：井 田边界20m,采区断层40m,岩石大巷30m。4.1.1 采区的地质和煤层情况该煤矿井田为一单斜构造，其间分布着起伏不大的宽缓的背向斜，井田断层稀 少，目前地质资料尚未发现较大断层。井田内共含有两层煤，即上部的。号煤层, 下部的2号煤层。0号煤层在秋林子向斜轴附近可见，厚度00.5m ,无开采价 值，下距2号煤层51.

30、466.42m,平均间距56mo 2号煤层分布于全井田，为井田 内唯一可采煤层。在向斜轴部煤层沉积较厚，为3.55.7m。在背斜脊部较薄，为 1.221.8m。煤层大部分结构简单，仅局部结构复杂，含有05层夹肝，各层夹 砰厚度在其岩性为炭质泥岩。煤层倾角13 ,局部达58。4.1.2 采区的生产能力储量及服务年限本设计的井田可采煤层仅为2#煤层，经过计算井田工业储量为1615.7wto其 中高级储量为1430.8wt,占工业储量的89%。本设计矿井为年设计生产能力21wt,服务年限为42年。4.1.3 采区巷道布置(1)区段划分由于本井田采用走向长壁采煤法，区段的划分则以工作面长度为标志。二采

31、 区标高范围在+130-100m,阶段斜长1400m,阶段垂高300m,根据工作面长1215 米，将本采区划分为7个区段。(2)采区上山及采区石门布置根据不同地区地质条件不同，上山可以开在煤层的顶、底板岩石中，也可以 开在煤层中。根据设计采区的条件，由于仅2号煤层可采，故轨道上山布置在2 号煤层底板下14m的岩石中，斜长1500m,坡度15 ；运输上山布置在2号煤层 底板下154中，斜长1385m,坡度15 ；回风上山布置在2#煤层底板下14m中， 斜长1495m,坡度14 o 采区车场布置(3)井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和胴室的总称，是 连接井下运输和提升两个环节的枢纽。

32、所以，井底车场设计合理的与否，直接影 响着矿井的安全生产。由于井筒形式，提升方式，大巷运输方式及大巷距井筒的水平距离等不同， 井底车场的形式也各异。根据矿车在井底车场内的运行特点，井底车场可采用： 环行式和折返式两大类型如下表口引。表4-1 立井井底车场的基本类型类型结构特点适用条件环 环 形 式1 .存车线和回车线与主要大巷 垂直2 .主、副井距主要运输大巷较 远，有足够长度的布置存车线(1)0.9-L5Mt/a 的矿井(2)刀形车场适用于0.6Mt/a, 增加回车线可提高到 斜L存车线和回车线与主要大巷 分段2 .主要运输大巷可局部作回车 线1.适用于的矿井2.地面出车受限制时使用卧1.存

33、车线和回车线与主要大巷 平行2.主、副井距主要运输大巷 较近适用于的矿井折梭利用主要运输大巷作主、副井适用于大型底纵卸式、底侧折空、重车线、调车线、回车线卸式矿车，可用于大型矿井返式式利用石门作主井空、重车线适用于大型底纵卸式、底侧 卸式矿车，可用于大型矿井底车场的设计合理与否决定开拓方式及通过能力，本矿井的设计生产能力为0.3Mt/ 年，主、副井离主要运输大巷较进，而且采用刀式环行井底车场工程量小，调车 方便，还可以大巷水平左右进车.所以选用斜井环行车场。4.2 采煤方法及采煤工艺采煤方法选择根据地质报告提供的依据，车村井田开采煤层属中侏罗统延安组。开采煤层 为2号煤层，结构简单，仅局部复杂

34、，含夹肝02层，夹肝厚度一般0.1m0.45m。 埋藏最深点约260m,最浅点约24m。煤层底板标高908m970m,平均厚度2.33m。 煤层倾角13 ,局部达58。目前矿井所采三采区，煤层倾角78。，厚度 0.61.8m。适宜采用长壁式走向炮采采煤的方法。采工艺回采工艺主要包括以下几个方面：落煤、装煤、运煤、工作面支护、采空区处 理等几个方面。结合本采区的采煤方法即长壁式走向炮采采煤法，以及矿井的生 产系统采煤工作面的回采方式如下“3(1)落煤，采用长壁式采煤法，使用双滚筒采煤机割煤。(2)装煤，采煤机落煤以后，煤落入工作面的运输机中。(3)运煤，将煤经过运输机运到采区上山，再到煤仓，然后

35、由卸矿车经过运输 大巷运到井底车场，最后由主井提升到地面。(4)工作面支护，工作面顶板用液压支架支护，两端选用端头支架，在工作面 前20根的上下顺槽中用单体加较接顶梁进行加强支护。(5)采空区处理，由于本次设计的矿井周围没有重要建筑物及国家公共设施， 所以采用全部垮落法管理顶板。4.3 采区通风采区概况本采区为延安车村煤矿2采区，车村井田开采煤层属中侏罗统延安组。开采 煤层为2号煤层，结构简单，仅局部复杂，含夹研02层，夹开厚度一般0.1m 0.45m。埋藏最深点约260m,最浅点约24m。煤层底板标高908m970m,平均厚 度2.33m。煤层倾角13 ,局部达58。目前矿井所在采区，煤层倾

36、角78 , 厚度0.61.8m。矿井正常涌水量50 n? /h,最大涌水量70m3 / h,无自燃发火。 本采区标高范围在+130100m,阶段斜长1400m,阶段垂高300m。本采区布置一个采煤工作面，即2号煤层回采工作面。采用长壁式走向炮采 采煤法，工作面顶板采用液压支护，全部采用垮落法管理顶板。4.3.1 采区通风设计原则及要求采区通风系统是矿井通风系统的主要组成部分，它包括采区进、回风和工作 面的进、回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施。采区通风系统 的合理与否不仅影响采区内的风量分配和生产的顺利完成，而且影响到全矿的通 风质量和安全状况。为此，在确定采区通风系统时应该满足

37、下列要求Pl：(1)煤层开采的每个上、下山采区，采用联合布置时，必须配置至少一条专门 的回风道，采区进回道的长度必须贯穿整个采区的长度或高度，禁止把一条上下 山的风道分为两段。(2)回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。(3)回采工作面的煤层倾角大于12,采用下行通风时，比须得到矿井总工程 师批准，并须遵守下列规定：1)回采工作面风速，不得低于lm/s；2)机电设备在回风道，回风工作面风流中瓦斯浓度不得超过1%,并应装有 瓦斯自动检测报警断电装置。3)进、回风巷中，都必须设置消防供水管路。(4)掘进工作面和回采工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。(5)通风设施规格质量要求必须达标。

38、(6)保证风量按需分配，尽量做到通风阻力小且畅通。(7)要设置管线、安全避灾路线，避灾胴室和局部反风系统。4.3.2 采区上山通风系统选择结合以上因素可知，在采区中必须设专用的回风上山，进风有轨道上山入风 和运输上山入风两种方案，现作以下比较。两者相比轨道上山进风方式的主要优点是四：(1)轨道上山的下部车场可以直接和运输大巷相通，可以不在此处设置风门。 从而避免了因运料列车通过时导致风门漏风的危害。(2)在运输机上山运煤的过程中，煤流将释放沼气并产生煤尘，运煤将释放热 量，而轨道上山进风可以使新鲜风流避免受到污染，有利于保证风流的质量。(3)轨道上山发生火灾事故率较低，且可避免发生火灾时有害气

39、体侵入采煤工 作面和掘进工作面。轨道上山进风的不足是：(1)运输巷不易直接与运输上山相连，需要打运输石门；(2)轨道上山的车场和回风巷不能直接相通，应设置风门或风窗。(3)当运输上山的上部车场采用多台运输机串联运输时，其上部运输机的动力 设备设在不能确保新鲜风流的地方，这是规程所不允许的。结合车村煤矿的实际情况，矿井瓦斯涌出量较小，采用输送机上山进风，使 其风流与运煤路线相同而方向相反，风门较少，比较容易控制风流。本设计采用 输送机上山作为采区主要进风巷道，有独立的回风上山回风，对运输上山分配适 量的风以满足运煤的需求。4.3.3 回采工作面通风系统回采工作面的通风方向有上行通风和下行通风，这

40、两种通风方式优缺点如下: 上行通风(适用于在煤层倾角大于12。回采工作面)(1)瓦斯自然流动方向和风流方向一致，二者易于混合且不易出现瓦斯分层 流动和局部积存现像，有利于较快的降低工作面的瓦斯浓度；(2)风流的刘静路线较长风流会由于压缩和地面加热而升温；(3)运输机器运转时产生的热量会随着风流回到采掘工作面，使工作面温度 升高。下行通风(适用于在煤层倾角小于12。回采工作面)在没有煤与瓦斯突出危险的、煤层倾角小于12。的，可考虑采用下行通风；下 行通风除了可以降低瓦斯浓度和工作面的温度外，而且可以减少煤尘含量，降低 工作面的空气温度，有利于提高工作量，但是下行通风也有缺点，运输设备处于 回风流

41、中，不太安全。根据车村煤矿煤层及地质的实际情况，煤层倾角均小于12,故采用下行通风。4.4 掘进通风局部通风系统的设计原则局部通风系统是矿井通风系统的重要组成部分，其设计原则如下：(1)矿井和采区通风系统应为局部通风系统创造条件；(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；(3)尽量采用先进的局部通风机；(4)压入式通风要用柔性风筒抽出式通风要用带刚性骨架的可伸缩性的风 筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；(5)当一台风机不能满足通风要求时，可以考虑两台或多台风机联合运行。4.4.1 局部通风方法利用局部通风机作为动力，通过风筒导风的通风方法称为局部机通风，它是 目前局部通风最主要的方法。

42、常用通风方式：压入、抽出和混合式。这几种通风 方式的优缺点如下：(1)压入式通风的优缺点：如图4-11)局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，不易引起煤尘和瓦斯爆炸，安 全性好；2)风筒出口风流的有效射程长，排烟能力强，工作面通风时间短；3)既可以用硬质风筒，又可用柔性风筒，适应性强。4)污风沿巷道排出，污染范围大；5)炮烟从掘进巷道排出的速度慢，需要的通风时间长。适用于以排除瓦斯为 主的煤巷、半煤岩巷掘进通风。(2)抽出式通风的优缺点：如图4-21)污风经风筒排出，掘进巷道中为新鲜风流，劳动卫生条件好；2)放炮时人员只需撤到安全距离即可，往返时间短；3)所需的排烟巷道长度为工作面至风筒吸入口

43、的长度，故排烟时间段，有利于 提升掘进速度；4)风筒吸入口的有效吸程短，风筒吸风口距工作面距离过远则通风效果不好, 过近则放炮时易破坏风筒；5)因污风由局部通风机抽出，一旦局部通风机产生火花，将有引起瓦斯、煤 尘爆炸的危险，安全性差。故在瓦斯矿井中不使用抽出式通风。由于本次设计矿井为低瓦斯矿井，结合上述两种通风方式的比较，可以得出 本次矿井局部通风采用压入式通风。图4-1压入式通风A图4-2抽出式通风风筒及局部通风机选择(1)风筒的种类掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等一些柔性风筒。柔 性风筒重量轻，便于贮存和搬运，连接和悬吊也简单，胶布和人造革风筒防水性能好，并且柔性风筒适于

44、压入式通风，与本次设计的矿井相符，因此选用直径为 500 mm的胶布风筒。风筒特性如表4-2。表4-2风筒特性表风筒类别风筒直径mm接头方式百米风阻Ns2/m8备注胶布风筒500双反边14.9835m 一节(2)局部通风设备选择BKJ66-11型通风机具有效率高、噪音低的特点，最高效率达95%,常用工作 区的噪声为98-99dB,比JBT型局部通风机降低6-8dB。(如下表)表4-3BKJ66-11型局部通风机性能参数表型号风量 m3/min全风压Pa功率KW转速 r/min动轮直径mBKJ66-HNo3.670-140600-13002.529500.36BKJ66-llNo4.0120-2

45、10800-15005.029500.40BKJ66-llNo4.5170-3001000-19008.029500.45BKJ66-llNo5.0240-4201200-23001529500.50BKJ66-HNo5.6330-5701500-29002229500.56BKJ66-llNo6.3470-8802000-37004229500.63根据设计要求，并且考虑到经济还要能满足风量需要，则较合适的风机为 BKJ66-”No5.0 型号。5矿井通风系统5.1 矿井通风系统的选择选择矿井通风系统的原则矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。它 包括从进风到回风的

46、全部路线。规程对矿井通风系统的基本要求是：（1）进风井口必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵扰的地方，并 能防洪、防冻。矿井排风和主通风机噪音不得造成公害。（2）箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，必须符合规程 对风速、防尘和消防的要求。箕斗提升井兼作回风井时，必须有完善的防尘和封 闭设施。且漏风率不得超过15%o装有带式输送机的井筒兼作回风井，井筒中的 风速不得超过6m/s,且必须装有甲烷断电仪。（3）矿井必须采用机械通风。主要通风机或分区的主通风机必须安装在地面, 主要通风机要设防盗门（盖）、反风设施和专用供电线路。（4）禁止把两个独立通风的矿井合并为一个通风系统。若矿井有

47、几个出风井, 则各通风子系统需保持独立。各水平、各采区风流保持独立，进、回风流严格分 开。（5）多台通风机联合运转应稳定可靠，总进风和总回风巷断面积不宜过小， 尽量减少公共风路的风阻，防止多台风机相互影响。（6）尽可能采用并联通风，并使各条风路的阻力接近相等。避免在通风系统 中设置过多的风桥、风门、调节风窗等通风构筑物。（7）多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作 风压应接近。（8）每一个生产水平和每一个采区必须布置回风巷，实行分区通风。（9）井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的 总回风巷中。（10）井下充电室必须有单独的新鲜风流通风回风风流应引入回风巷。5.1.1 矿井通风系统的选择矿井通风方式是指矿井进、回风井的布置方式。按进、回风井的位置不同可以分为中央式、对角式、混合式及区域式。表5-1是对这几种通风方式的特点介绍。表5-1矿井通风方式通风 方式特点及适用条件中并列式优点：初期开拓工程量小，投资少，投产快；地面建 筑集中，便于管理；两个井筒集中，便于开掘和井