1、 . PAGE52 / NUMPAGES57九里山煤礦礦井通風設計摘要：本設計是焦煤集團九里山煤礦礦井通風系統的設計，在本井田圍，地質條件簡單，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危險，設計年產量0.90Mt/a，服務年限60a，開拓方式為豎井開拓，采用走向長壁傾斜分層下行垮落采煤法進行回采。在礦井一水平的通風設計中，選用兩翼對角式通風（也可看作分區式通風），計算了礦井需風量和兩個時期的通風阻力，并選擇了主要通風機，計算了噸煤通風電費，繪制了通風系統圖和通風網絡圖，同時得出了幾個關于通風設計的結論。本設計充分結合實際情況，積極采用切實可行的先進技術，為整個井田的安全生產奠定了良好的基礎。關鍵字：煤礦

2、礦井通風 設計 對角通風The first step design of jiulishan mine ventilationAbstract：This project is a ventilation system design of Jiulishan Coke Coal Mine which is affiliated with Jiao Zuo Coal Mine Group. Because of the simple geological condition and large magnitude of inflow and gas emission, there is a gre

3、at danger in the mine. In this design, the mine has an output of 0.90Mt/yesr and a life-span of 60-years. The development way is the shaft development, uses moves towards the long wall to incline under the lamination the line to break down fall spicks carries on picks. Ventilates in the design in a

4、mine pit level, selects two wings opposite angles type to ventilate (also may regard as district type to ventilate), the respective calculation of the ventilation resistance in easy and difficult situation, the selection of the main fan, the computation of electrical consumption for one-ton coal, an

5、d the drawing of system and network mapsimultaneously obtained several about to ventilate the design the conclusion.The design combine closely with the actual condition and adopt feasible and advanced technologies, to let the mine have a good foundation of safe production.Keywords：Coal Mine ventilat

6、ion Design Ventilation of opposite angle目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc1694291371 緒論 PAGEREF _Toc169429137 h 1HYPERLINK l _Toc1694291381.1 礦井通風設計的國外研究發展與現狀 PAGEREF _Toc169429138 h 1HYPERLINK l _Toc1694291391.2 通風設計的目的和意義 PAGEREF _Toc169429139 h 1HYPERLINK l _Toc1694291401.3 通風設計的依據和要求 PAGEREF _

7、Toc169429140 h 2HYPERLINK l _Toc1694291412 基本概況 PAGEREF _Toc169429141 h 3HYPERLINK l _Toc1694291422.1 礦井概況與井田地質特征 PAGEREF _Toc169429142 h 3HYPERLINK l _Toc1694291432.1.1 井田概況 PAGEREF _Toc169429143 h 3HYPERLINK l _Toc1694291442.1.2 地質特征 PAGEREF _Toc169429144 h 4HYPERLINK l _Toc1694291452.2 礦井儲量、年產量與服

8、務年限 PAGEREF _Toc169429145 h 6HYPERLINK l _Toc1694291462.2.1 井田界限 PAGEREF _Toc169429146 h 6HYPERLINK l _Toc1694291472.2.2 井田儲量 PAGEREF _Toc169429147 h 6HYPERLINK l _Toc1694291482.2.3 礦井年產量與服務年限 PAGEREF _Toc169429148 h 6HYPERLINK l _Toc1694291492.3 井田開拓 PAGEREF _Toc169429149 h 7HYPERLINK l _Toc1694291

9、502.3.1 概述開拓方案 PAGEREF _Toc169429150 h 7HYPERLINK l _Toc1694291512.3.2 井筒 PAGEREF _Toc169429151 h 7HYPERLINK l _Toc1694291522.3.3 井底車場與硐室 PAGEREF _Toc169429152 h 7HYPERLINK l _Toc1694291532.3.4 開采順序與采煤工作面的配置 PAGEREF _Toc169429153 h 9HYPERLINK l _Toc1694291542.4 采煤準備 PAGEREF _Toc169429154 h 10HYPERLI

10、NK l _Toc1694291552.4.1 采煤方法 PAGEREF _Toc169429155 h 10HYPERLINK l _Toc1694291562.4.2 采區巷道布置與生產系統4 PAGEREF _Toc169429156 h 10HYPERLINK l _Toc1694291572.5 礦井運輸、提升與排水 PAGEREF _Toc169429157 h 12HYPERLINK l _Toc1694291582.5.1 礦井運輸 PAGEREF _Toc169429158 h 12HYPERLINK l _Toc1694291592.5.2 提升設備 PAGEREF _To

11、c169429159 h 12HYPERLINK l _Toc1694291602.5.3 排水設備 PAGEREF _Toc169429160 h 14HYPERLINK l _Toc1694291613 礦井通風設計 PAGEREF _Toc169429161 h 15HYPERLINK l _Toc1694291623.1 通風系統選擇 PAGEREF _Toc169429162 h 15HYPERLINK l _Toc1694291633.1.1 主要通風機的工作方法 PAGEREF _Toc169429163 h 15HYPERLINK l _Toc1694291643.1.2 通風

12、系統選擇 PAGEREF _Toc169429164 h 15HYPERLINK l _Toc1694291653.2 風量計算與風量分配 PAGEREF _Toc169429165 h 16HYPERLINK l _Toc1694291663.2.1 采煤工作面實際需要風量9 PAGEREF _Toc169429166 h 16HYPERLINK l _Toc1694291673.2.2 掘進工作面需要風量 PAGEREF _Toc169429167 h 18HYPERLINK l _Toc1694291683.2.3 硐室需要風量 PAGEREF _Toc169429168 h 18HYP

13、ERLINK l _Toc1694291693.2.4 礦井總風量計算 PAGEREF _Toc169429169 h 19HYPERLINK l _Toc1694291703.3 采區通風設計 PAGEREF _Toc169429170 h 20HYPERLINK l _Toc1694291713.3.1 采區通風系統的基本要求 PAGEREF _Toc169429171 h 20HYPERLINK l _Toc1694291723.3.2 采區進、回風上山的選擇 PAGEREF _Toc169429172 h 21HYPERLINK l _Toc1694291733.3.3 回采工作面的通

14、風系統 PAGEREF _Toc169429173 h 22HYPERLINK l _Toc1694291743.4 掘進工作面通風設計 PAGEREF _Toc169429174 h 24HYPERLINK l _Toc1694291753.4.1 掘進通風方法 PAGEREF _Toc169429175 h 24HYPERLINK l _Toc1694291763.4.2 掘進工作面設備裝置 PAGEREF _Toc169429176 h 25HYPERLINK l _Toc1694291773.4.3 掘進通風安全措施 PAGEREF _Toc169429177 h 26HYPERLIN

15、K l _Toc1694291783.5 全礦通風阻力計算 PAGEREF _Toc169429178 h 26HYPERLINK l _Toc1694291793.6 主要通風機選型 PAGEREF _Toc169429179 h 31HYPERLINK l _Toc1694291803.6.1 選擇主要通風機 PAGEREF _Toc169429180 h 31HYPERLINK l _Toc1694291813.6.2 電動機選擇 PAGEREF _Toc169429181 h 35HYPERLINK l _Toc1694291823.7 礦井反風設計 PAGEREF _Toc16942

16、9182 h 37HYPERLINK l _Toc1694291833.7.1 反風的目的意義 PAGEREF _Toc169429183 h 37HYPERLINK l _Toc1694291843.7.2 反風方法選擇 PAGEREF _Toc169429184 h 37HYPERLINK l _Toc1694291853.8 礦井通風評價 PAGEREF _Toc169429185 h 38HYPERLINK l _Toc1694291863.8.1 礦井噸煤通風電費 PAGEREF _Toc169429186 h 38HYPERLINK l _Toc1694291873.8.2 礦井等

17、積孔、總風阻 PAGEREF _Toc169429187 h 38HYPERLINK l _Toc1694291884 安全技術措施與環保 PAGEREF _Toc169429188 h 40HYPERLINK l _Toc1694291894.1 礦井安全技術措施 PAGEREF _Toc169429189 h 40HYPERLINK l _Toc1694291904.1.1 防治煤與瓦斯突出管理制度 PAGEREF _Toc169429190 h 40HYPERLINK l _Toc1694291914.1.2 瓦斯檢查制度 PAGEREF _Toc169429191 h 42HYPERL

18、INK l _Toc1694291924.1.3 局部通風管理制度 PAGEREF _Toc169429192 h 44HYPERLINK l _Toc1694291934.1.4 瓦斯抽放管理制度 PAGEREF _Toc169429193 h 45HYPERLINK l _Toc1694291944.1.5 礦井防治水制度7 PAGEREF _Toc169429194 h 48HYPERLINK l _Toc1694291954.2 礦山環保 PAGEREF _Toc169429195 h 49HYPERLINK l _Toc1694291964.2.1 礦山水污染的防治的措施 PAGER

19、EF _Toc169429196 h 49HYPERLINK l _Toc1694291974.2.2 粉塵污染的防治措施 PAGEREF _Toc169429197 h 50HYPERLINK l _Toc1694291984.2.3 礦山噪音污染的防治 PAGEREF _Toc169429198 h 50HYPERLINK l _Toc1694291995 結論 PAGEREF _Toc169429199 h 51HYPERLINK l _Toc169429200致 PAGEREF _Toc169429200 h 52HYPERLINK l _Toc169429201參考文獻 PAGERE

20、F _Toc169429201 h 531 緒 論1.1 礦井通風設計的國外研究發展與現狀煤炭是世界工業經濟發展的主要能源，很早以前，就有采礦的歷史，礦井通風史也隨之產生。約在1640年，人們開始把進風和回風分開，以利用自然通風壓力進行礦井通風。為了加大通風壓力，1650年在回風路線上設置火筐，1787年又在回風路線上設置火爐，使回風風流加熱。1745年俄國科學家發表了空氣在礦井中流動的理論，1764年法礦工程發表了關于礦井自然通風的理論，成為礦井通風史上奠基的兩篇論文。 1807年風量約200m3/min，獸力活塞式空氣泵，1849年轉速約95轉/分，風量約500m3 /min的蒸汽鐵質離心

21、式扇風機；1898年電力初型軸流式扇風機相繼投入使用。上世紀四十年代，礦井已使用功率為約1500kw和3000kw的電力軸流式和離心式大型扇風機。用于礦井的主要有離心式和軸流式兩類通風機，以前全用離心式。由于軸流式通風機具有結構簡單緊湊、體積小、重量輕，再者是工作效率高，尤其是大型軸流式通風機，效率可達85，三是有翼角調整裝備，便于機械性能調節或進行反風這些優點，現在大部分礦井都采用軸流式通風機。隨著生產的發展，對礦井通風的要求不斷提高，也更具有合理性。如礦井供風量每人不少于4m3/min，在主要進風道、回風道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風速不能超過8米/秒?；夭晒ぷ髅?、掘進煤巷和

22、半煤巖巷最小風速不小于0.25米/秒等規定，這都為礦井的安全生產打下了基礎。隨著計算機的發展和廣泛應用，礦井通風方面，已經可以利用電算技術確定礦井通風網絡，并對其進行解算。主要是礦井通風狀況的模擬與預測，通風系統改造方案的比較計算和風量分配與礦井阻力計算等方面。1.2 通風設計的目的和意義眾所周知，井下風量不足會引起瓦斯積聚，工作環境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問題，而風量過剩也會導致不良的影響，如漏風量大，動力過度消耗，風流發生過度的冷卻作用，巷道礦塵飛揚，激發煤的自燃等。因此礦井通風設計合理與否對礦井的安全生產與經濟效益具有長期而重要的影響。礦井通風設計是礦井設計的主要容之一，是反映礦井設

23、計質量和水平的主要因素。其目的就是供給礦井新鮮風量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風流的質量和數量以符合國家安全衛生標準造成良好的工作環境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產。礦井通風是各生產環節中最基本的一環，他是依靠通風動力將定量的新鮮空氣沿著既定的通風路線不斷地輸入井下，以滿足回采工作面、掘進工作面、機電硐室、火藥庫以與其他用風地點的需要，同時將用過的污濁空氣不斷的排出地面。對保證礦井的生產和安全，有十分重要的作用。隨著礦井的開采規模逐漸擴大，井下的溫度逐漸升高，瓦斯含量的不斷增加以與煤的自燃特性愈益加劇，合理的解決礦井

24、通風問題就顯得特別重要了。同時，礦井通風對于提高礦工的勞動效率，保證礦工的安全和健康，也是極為重要的。1.3 通風設計的依據和要求礦井通風設計是安全工程專業學過通風安全學、煤礦開采學等課程后，以與通過生產實習后進行的，其目的是鞏固和擴大所學理論知識并使之系統化，培養學生運用所學理論知識解決實際問題的能力，提高學生計算、繪圖、查閱資料的基本技能，為以后能勝任工作奠定基礎。設計時依據煤炭工業技術政策、煤礦安全規程、煤炭工業礦井設計規以與國家制定的其他有關煤炭工業的方針政策等有關要求，力爭做到分析論證清楚、論據確鑿，并積極采用切實可行的先進技術，力爭使自己的設計成果達到較高水平。2 基本概況2.1

25、礦井概況與井田地質特征2.1.1 井田概況1）位置九里山礦井位于煤田東部，九里山南側，西與演馬莊礦相鄰，東北與營礦相鄰，西距市18km。見圖2-1。 圖2-1 井田位置圖Fig. 2-1 Jiulishan mine traffic location map2）交通九里山礦交通方便，礦井鐵路專用線，從礦務局城集配站接軌，可以通過新焦鐵路，直達全國各大城市，公路交通也方便，鄰近礦井營礦、演馬莊礦。3）地形與河流井田圍，地形平坦。井田北緣有九里山，高出地面約70米。地表覆蓋有第四紀黃土。地面有受雨水沖刷的深溝與農田灌溉渠數條，溝深1-2米。深溝平時干枯，夏季雨后有短暫時間流水。有一河床，平時干枯，

26、雨季有時有洪水，洪水百年一遇，洪水最高峰350立方米/秒的流量，在主井口洪水位正93.1米，洪水三年一遇，洪水最高峰450立方米/秒的流量，在主井口洪水位正93.25米。4）氣象根據市氣象資料，市屬半大陸性氣候，最高氣溫43.2度，最低氣溫-16.9度，每年7、8、9月為雨季，年最大降雨量為908.7毫米，正常風速為40米/秒。2.1.2 地質特征1）地質構造本井田位于太行山余脈之南坡，呈單斜構造，巖層傾斜方向東南，傾角13.5度-16度。井田圍基巖均被厚度80-210米的第四紀黃土與礫石層所覆蓋，井田無褶皺現象出現，皆為正斷層，曾多沿走向方向發展，只有方莊斷層、北碑村斷層，以傾斜方向北30度

27、出現。見表2-1。表2-1 主要地質構造Table2-1 main geologic structure序號名稱斷層性質斷層面走向斷層面傾向傾角 （度）落差（米）水平斷距（米）位置與圍1馬坊泉斷層正北4555度東北西70321607000井田下部2方莊斷層與北碑村斷層正北30度東相反6010013010000井田東部大煤屬于中灰分低硫分優質無煙煤，主要用作民用燃料和制造合成氨的造氣原料，也能作為高爐噴吹和燃燒鐵礦石的燃料，還能用于制造各種碳素材料，如炭電極，活性碳等。表2-2 煤的工業分析表Table2-1 coal feature list煤層名稱原煤工業分析（%）最小-最大/平均水分灰分硫

28、分揮發分發熱量大煤0.16-2.927.16-52.190.29-1.436.36-20.968212-8489平均1.1118.200.458.9283522）水文地質以煤層位置和層次將含水層劃分為兩部分：頂板水和底板水。大煤以上統稱為頂板水，包括沖積層、基研風化帶和砂巖等含水層：大煤以下統稱為底板水，包括第八層灰巖，第二灰巖和奧系灰巖等含水層。地下水總流向從西北向東南，水力坡度為0.3%，水位標高一般為+90米左右。頂板水根據地質報告為40m3/min，頂板水為10m3/min，礦井正常涌水量為50m3/min。礦井最大涌水量為120m3/min。煤層特征見表2-2。表2-3 煤層特征表T

29、able2-3 coal bed characteristic table煤層名稱煤層厚度傾向傾角/ 圍巖性質煤牌號硬度容重t/m煤層結構與穩定性最小-最大平均頂板底板大煤0.988.135.15東南13.5-16砂質頁巖頁巖和砂質頁巖033-41.48穩定 簡單3）瓦斯煤塵九里山礦瓦斯，根據大煤采樣規定，和演馬莊礦實測計算結果，應屬超級瓦斯區，并有煤和瓦斯突出危險。煤塵無自燃和爆炸性危險。相對瓦斯涌出量為11.43立方米/噸。2.2 礦井儲量、年產量與服務年限2.2.1 井田界限九里山井田圍，西以十一勘探線為界，東至被碑村斷層為界，被到大煤隱伏露頭，南達西倉上斷層為界。井田走向4.2-5.3

30、 km，傾斜寬度為3-4.2 km，井田面積為17.50km。九里山井田，有可采煤層兩層，即大煤和小煤，但由于小煤分布不均勻，只是局部可采，因而九里山井田，基本上屬于單一煤層開采。2.2.2 井田儲量表2-4 礦井工業儲量匯總表Table 2-4 reserves summary煤層名稱工業儲量（萬噸）備注ABA+BCA+B+C大煤3211.487991.6574203.1447545.64511748.789表2-5 礦井可采儲量匯總表Table2-5 mine pit recoverable resources collect the master list開采水平煤層名稱工業儲量礦井設計

31、儲量（萬噸）礦井可采儲量（萬噸）永久煤柱損失設計儲量設計煤柱損失可采儲量斷層煤柱境界煤柱構筑物煤柱其它煤柱工業場地煤柱井下巷道煤柱其他煤柱大煤35705717515231863182462622大煤817949822922948167426355925005015合計11749555404381481992895383850076372.2.3 礦井年產量與服務年限1）礦井工作制度礦井設計年工作日為330天，每天三班工作制，凈提升時間為16小時。2）礦井設計生產能力1根據井田的煤層賦存條件、可采儲量和礦井的境界圍， 礦井設計為中型煤礦，年產90萬噸，日產能力達到2795噸。3）礦井服務年限礦井

32、服務年限根據下式計算：式中：T-礦井設計服務年限，a；ZK-礦井可采儲量，Mt；A-礦井設計年產量，Mt/a；K-儲量備用系數，K=1.31.5第一水平的工業儲量為2622萬噸，按年產量為90萬噸，儲備系數為1.4計算，第一水平服務年限為21年。2.3 井田開拓2.3.1 概述開拓方案井田圍，地表平坦，煤層埋藏深度較大，加之沖積層厚度達80216米，有流沙層，含水性大，無平峒與斜井開拓的可能，故本井田選用豎井開拓。礦井主付井井口與工業廣場，布置在九里山南，大陸村東北側。通風系統類型為兩翼對角式，兩風井位于井田淺部邊界的兩翼2。礦井底車場與第一水平，設于-225米標高，井底車場設于大煤頂板巖層，

33、東西運輸大巷設于巖層，上部凈巖柱不少于18米。第一水平布置兩個采區，東翼、西翼各一個采區，礦井投產時兩個采區同時投產，一個綜采工作面，一個炮采工作面，互相交替開采3。第二水平在井田下部，設于-450米水平，第一水平與第二水平之間，用水平石門與集中下山聯系。2.3.2 井筒井筒特征見表2-6。2.3.3 井底車場與硐室1）車場形式的選擇井底車場根據運軌，提升，排水改變后的實際情況，確定為環行立式車場。車場與峒室全部開鑿于頂板巖石中,車場中副井底軌面標高為-225米。經計算，表2-6 井筒特征Table2-6 well chamber characteristics井筒名稱主井副井西風井 東風井井

34、口坐標X(m)3909101.214390993839087003910785Y(m)446285.807446296444850446125Z(m)+93.5+93.3+94.7+100.9用 途提煤混合回風回風提升設備箕斗罐籠（有梯子間）（有梯子間）井筒傾角/90909090斷面形狀圓形圓形圓形圓形支護方式混凝土混凝土混凝土混凝土井筒壁厚/mm500500500500提升方位角/11930井塔井筒深度/m318318.3125.6127.7斷面積凈/m228.2728.2712.5612.56掘/m238.4838.4819.6319.63井底車場的通過能力是富裕的。2）井底車場的硐室車場

35、設有：井下泵房變電所硐室與通道，井底車場水倉，主排水泵硐室，管子道、等候室、信號室、推車機硐室、井下炸藥庫與通道、消防器材庫、電機車庫與修理間硐室、以與井底水窩潛水泵硐室和清理水倉絞車房等硐室。由于礦井的井架、井筒、巷道、井底、井底車場與運輸大巷，均由混凝土與鋼材等不易燃材料構成，而且井底車場的火藥庫、泵房、變電所均設有防火柵欄兩用門，因此，在井筒、井底車場設防火門意義就不大了。井底車場兩翼設有32kg/水閘門，一旦發生突水，排水能力不足時，可迅速關閉水閘門，保護泵房、變電所與井底車場所有硐室。由于本礦設計的管子道與罐籠垂直相交，在發生事故時，無法增援和外運排水設施，所以，管子道不鋪設軌道。為

36、解決這一問題，在井底車場兩翼，分別設有水閘門，在排水能力不足時，關閉水閘門，由副井增援或外運排水設施的。所以，井底車場不設防火硐室與密閉門，管子道不鋪設軌道。水倉分水倉、外水倉，容量為9000m3。均布置于井底車場附近的頂板巖石中。水倉用人工方式清理。井底煤倉的型式、容量與清理運煤方式：井地煤倉為直徑6m的圓筒煤倉，容量464噸，煤由漏斗進入箕斗經主井提至地面。井底車場的支護方式與支撐材料：由于巷道密度大，地質條件復雜，小斷層多，巖石松軟破碎，除在巖石好的情況下采用錨噴支護外，一般均為混凝土。井下炸藥庫為壁槽式，容量1960kg，位于井底車場副井繞道左側，有條進風道，新鮮風流經炸藥庫后，回風經

37、回風巷，進入專用回風巷。見圖2-2。圖2-2 井底車場平面圖Fig.2-2 mine shaft station horizontal plan2.3.4 開采順序與采煤工作面的配置1）開采順序在井田圍，采區圍的區段開采順序為下行式，即先采上區段，后采下區段。區段煤層采用分層下行開采，先采上分層，后采下分層。2）采煤工作面的配置為實現高產高效，低成本、低坑耗，符合一礦一井一面或兩面的發展趨勢，降低開拓與生產巷道掘進率，簡化生產系統，使礦井朝高度集中、簡單可靠的方向發展，設計礦井一個綜采工作面和一個炮采工作面。采區走向長2500米，一個綜采工作面（或者一個炮采工作面）和兩個煤巷掘進工作面。綜機工

38、作面采用MLSS3-170型調高雙滾筒采煤機。該機生產能力為0-780噸/小時，采高使用于1.6-3.0米，截深為0.6米，牽引速度為0-9.3米/分，該機構造簡單，操作方便，性能良好，生產能力大、外型小，除塵系統可靠等優點，為此綜采工作面采用MLSS3-170型機組為理想的采煤機。由于MLSS3-170型采煤機本身帶有弧型擋煤板所以工作面可以實現機械化裝煤，不需要專門的裝煤設備。炮采工作面采用單體液壓支柱，正懸臂齊梁直線柱布置，控頂距為2.4-3.2米，即最小控頂距三排支柱，最大控頂距為四排支柱，每推進一排放一次頂，采用刮板輸送機將煤運出。2.4 采煤準備2.4.1 采煤方法九里山井田，依據

39、地質報告提供的依據，大煤為該井主要可采煤層，分布穩定，結構簡單，為中灰，低硫，高強度無煙煤。煤厚0.92-8.13米，平均厚度為5.15米。大煤直接頂板為粉砂巖，厚0-30米，一般厚度5米左右。屬于2-3級頂板。大煤底版為粉砂巖，局部具有砂巖矽質結核，大煤距九層灰巖10米左右，煤層傾角13.5- 16。根據煤炭工業設計規和該井田煤層賦存條件，決定采用走向長壁，傾斜分層，下行垮落采煤法進行回采。2.4.2 采區巷道布置與生產系統4礦井采區上山設計為三條：軌道上山、膠帶運輸機上山和回風上山。由于水文地質條件復雜，均布置在頂板巖層，距煤層六米。基本呈水平布置。中間為運輸巷，兩邊或者是軌道巷或者是回風

40、巷。見圖2-3。圖2-3 采區上山布置示意圖Fig.2-3 picks the area to climb mountains the arrangement hint工作面順槽，均以分層回采分層掘進布置。在順槽運輸巷與上山運輸巷聯接處，布置集中運輸大巷。1）工作面支架和頂板管理方式（1）綜采工作面：為了適應綜采工作面頂板管理需要，選擇適用的液壓支架，結合九里山礦頂板巖性與我局現有生產礦井頂板破碎，易于冒落、控頂距離小，周期來壓不明顯等特點，我們決定選用ZY-3型國產液壓支架進行支護。由于這種支架架設后將工作面與老空區完全隔開了，因而在頂板管理方式上仍屬于陷落法進行管理8。（2）炮采工作面：和

41、綜采工作面一樣在單體液壓支柱上面鋪設金屬人工假頂，全部垮落式分層開采法管理頂板。2）采煤工作面的循環數、年進度與工作面長度綜采工作面日循環數為5，日進度為0.65=3.0米，年進度為3.0330=990米，工作面傾向長度為160米。Q綜日=工作面長度采高日進尺比重回采率=1602.831.480.93=1850tQ綜年=1850330=61.05萬噸炮采工作面日循環數為3，日進度為0.83=2.4米，年進度分別為：2.4330=792米，工作面長度為100米。Q炮日=工作面長度采高日進尺比重回采率=1002.82.41.480.95=945tQ炮年=945330=31.18萬噸采煤工作面日產量

42、= Q綜日+ Q炮日=1850+945=2795t采煤工作面年產量= Q綜年+ Q炮年=61.05+31.18=92.23萬噸3）巷道支護形式，掘進工作面個數，采掘比例關系巷道斷面尺寸的確定是以所通過的機器最大外型尺寸，通風量大小來決定的，綜采工作面上順槽除通過運料車外設有大型設備，因而選用2.42.4礦用工字鋼支架進行巷道支護。下順槽由于除要裝有SZQ-75型機外，還需要可供移動的變電站用輕便軌道，因而選用3.6米長梁2.6米長柱的礦用工字鋼支架，進行支護。炮采工作面上順槽用2.22.2礦用工字鋼支架，下順槽用2.42.4礦用工字鋼支架。掘進工作面：全井配有四個煤巷掘進工作面，11采區、12

43、采區各兩個，采掘比例為大致為1:2。第一水平中期，為了接替順利，在二水平增加兩個巖巷掘進工作面。4）采煤工作面煤炭運輸工藝流程（1）回采工作面：工作面（刮板運輸機）-順槽（膠帶或刮板運輸機）-集中巷（膠帶運輸機）-上山（膠帶運輸機）-大巷（膠帶運輸）-主井膠帶運輸巷-箕斗-地面受煤倉。（2）掘進工作面：工作面（倉式列車）-集中運輸巷-膠帶運輸機上山-膠帶運輸大巷-主井底斜膠帶運輸巷-箕斗-地面受煤倉。2.5 礦井運輸、提升與排水2.5.1 礦井運輸東西兩翼分別開皮帶運輸巷和單軌運輸巷，因兩翼運輸任務基本一樣，經技術經濟比較，分別采用SPJ-型800型皮帶機運輸。矸石、材料設備、掘進煤與雜煤等，

44、仍采用蓄電池電機車運輸。但機車臺數為3臺，2臺運轉，1臺檢修。機車運輸為單軌巷道，巷道坡度4，矸石運往副井，提升至地面排至矸石山。2.5.2 提升設備主副井為一對立井，井筒直徑為6m，主井井口鎖口標高+93.5m，井底軌面標高-224.5m，井架箕斗卸裝標高+106.44m，井底箕斗座標高-209.5m。井筒深度318m。提升高度315.49m，采用一對8 m3（6噸）箕斗提煤，并采用靜水壓拉緊裝置密封鋼絲繩罐道。副井井口鎖口標高+93.3 m，井底軌面標高-225m，井筒深度和提升高度318.3m，采用一對一噸雙車單層多繩提升罐籠，繩尾為7418-130型扁鋼絲繩。并采用球扁鋼固定灌道。1）

45、主井提升主井裝備一對8 m3（6噸）箕斗，專供提煤用。提升設備選用一臺ZJK-3.51.7/15.5提升機，其規格如下：卷筒數量： 2個卷筒直徑： 3500卷筒寬度： 1700鋼絲繩最大靜力： 17000鋼絲繩最大靜力差：11500減速比： 1：15.5配用YR143-39-12型電動機，電壓為6KV，容量為630KW，轉速為491轉/分。選用TKD-1286型交流傳動控制設備，帶動力制動。提升繩采用619+1-37-170-I-ST型鋼繩，直徑37，重量4.6/ m。最大繩速5.8 m/s，年提升能力144MT為設計年產量的160%。提升信號采用聲光雙重信號，轉發直發兩種方式。2）副井提升設

46、備副井裝備一對一噸雙車單層多繩提升罐籠，專供提升人員、物料和矸石。提升設備采用JKD-1.854型多繩輪絞車，其減速比為8.8,最大繩速5.8 m/s，配備ZD2-152-18型直流電機，其容量為400瓦，電壓440伏，轉速為500轉/分。附全套電動發電機組的電控設備。所采用的一噸礦車單層雙車多繩罐籠，其平面規格為45001400毫米，并采用等重尾繩平衡系統，主繩采用三角股鋼絲繩，其規格為：6 20+1-21-170-特-Z（S）-T-b-乙左右捻向各兩條，重量1.87公斤/米，尾繩采用扁鋼絲繩兩條，規格為：7418-130型。鋼絲繩對襯墊的摩擦系數采用0.2，圍抱角180度，罐籠自重約5噸。

47、提升高度318.3米，計算結果如下：最大靜力：1232016140公斤最大靜力差：36723680公斤襯墊壓力：15.220公斤/平方公分靜防滑安全系數：1.971.75動防滑安全系數：1.51.25防滑允許加速度：0.950.5公尺/秒防滑允許減速度：4.40.7緊急制動力：3.2632.5.3 排水設備根據地質報告，預計礦井正常涌水量50立方米/分，以與比鄰礦井演馬莊突水情況，經研究確定礦井最大涌水量為120噸/分。鑒于該礦水量較大，在萬一突水時能在水中運轉的潛水泵較為適宜，但在付井底的安裝有困難，因此，研究決定普通臥泵和潛水泵混合排水方式排水比較合理。1）潛水泵3臺，一臺使用，一臺備用，

48、一臺檢修。安于主井底水窩，每臺泵配一趟419毫米管路直接排出地面。潛水泵規格：水量20噸/分1200噸/時揚程：360米容量：1600瓦2）臥泵15臺，8臺適用，5臺備用，2臺檢修。安于主泵房，配備6趟419毫米管路，經管子道由副井排出地面。臥泵規格：水量：7噸/分420噸/時揚程：360米電動機：JSQ158-4680瓦6000伏3 礦井通風設計3.1 通風系統選擇九里山井田大煤屬優質無煙煤，煤層賦存穩定，傾角13.5度16度，煤厚平均5.15米，沖積層較厚，屬于煤與瓦斯突出礦井，采區相對瓦斯涌出量為11.43m3/t，煤塵無爆炸性，煤層無自然發火期，設計年產量90萬噸。由于礦井服務年限較長

49、，考慮到通風與設備選型，礦井所需風量和風壓的變化等因素，分為兩期進行設計5。第一水平為前期，走向長5000米，傾向長1000米。第二水平為后期，考慮到開采深度與通風路線長度的增加，原定再上一個風井，為混合式通風，以滿足通風需要。3.1.1 主要通風機的工作方法抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態，當一旦主要通風機因故停止運轉時，井下的風流壓力提高，有可能使采空區瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風機使井下風流處于正壓狀態，當主要通風機停轉時，風流壓力降低，有可能使采空區瓦斯涌出量增加。采用壓入式通風時，須使礦井總進風路線上設置若干構筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大。根據本礦的實際情

50、況，瓦斯含量大，易突出，是不宜采用壓入式通風的。因此，確定通風機工作方法為抽出式通風。3.1.2 通風系統選擇根據礦井瓦斯涌出量，礦井設計生產能力，煤層賦存條件等因素，考慮兩種可行方案，分別是中央邊界式和兩翼對角式。中央邊界式的適用條件是：煤層傾角較小、埋藏較淺、走向長度不大，而且瓦斯、自然發火比較嚴重的礦井，采用中央邊界式是較合理的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風阻力較小，部漏風小，這對于瓦斯、自然發火的管理工作是較有利的，且工業廣場沒有主要通風機噪音的影響。兩翼對角式的適用條件是：煤層走向長度超過4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發火嚴重的礦井，采用兩翼對角式比較適宜。

51、經比較，礦井走向長度約5km，較適合兩翼對角式，另外，兩翼對角式通風具有路線短，易于控制管理風路，巷道掘進量小，通風阻力小等優勢，因此，選用兩翼對角式通風6。3.2 風量計算與風量分配依據在煤礦實習收集的有關資料，按生產礦井的風量計算方法進行。其原則是：礦井的供風量應保證符合礦井安全生產的要求，使風流中沼氣、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以與風速、氣溫等必須符合規程有關規定。創造良好的勞動環境，以利于生產的發展。風速驗算的要求：各條井巷的供風量確定后，按規程第101條規定的風速進行驗算。如果某條井巷的風速不符合規程規定，則必須進行調整，然后將各地點、各巷道的風量、斷面、風速列成一覽表7。規

52、程規定的風速限定值見表3-2所示。表3-1 風速限定表Table3-1 wind speed definition table井巷名稱最低允許風速(m/s)最高允許風速(m/s)無提升設備的風井和風硐-15專為升降物料的井筒-12風橋-10升降人員和物料的井筒-8主要進、回風巷道-8架線電機車巷道1.08運輸機巷道、采區進、回風巷道0.256回采工作面，掘進中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進中的巖巷0.154其它人行巷道0.15-3.2.1 采煤工作面實際需要風量9采煤工作面實際需要風量應按礦井各個回采工作面實際需要風量的總和計算，即：Q采=nQ綜采+nQ炮采(m3/min)式中：Q綜采 - 綜

53、采工作面所需要的風量，m3/min；Q炮采 - 一般機采工作面所需要風量，m3/min；n - 各種開采法工作面的個數，個。1）按瓦斯涌出量計算Q綜采=100Q 綜瓦式中：Q綜采-綜采工作面所需的風量，m3/min；Q綜瓦-綜采工作面的絕對瓦斯涌出量m3/min；Q綜瓦=m3/min式中：T綜采-綜采工作面平均日產量，t/d；K瓦-瓦斯涌出不均衡系數，對高沼礦K瓦=1.21.25，對低沼礦則取K瓦=1.15；100-按回采工作面的沼氣濃度不超過1/100計算。由于對瓦斯抽放要求達到30%以上，所以工作面相對瓦斯涌出量為11.43（1-30）8 m3/min。所以：Q綜采=100Q綜瓦=100=

54、1233m3/minm3/min2）按工作人員數量計算按照設計，一個采煤工作面最多40人，一個掘進工作面最多20人。Q=4Nwi=440=160m3/min式中：Nwi-采煤工作面最多的人數，個3）按工作面溫度進行計算表3-2 采煤工作面合理風速Table 3-2 coal facereasonable speed采煤工作面空氣溫度()采煤工作面合理風速(m/s)180.50.818200.81.020231.01.523261.51.8根據礦井井下的溫度，綜采工作面和炮采工作面的合理風速取1.8m/s。Q采=60VSwiV-工作面風速，m/sSwi-工作面有效斷面積，Q綜采=601.88=8

55、64m3/minQ炮采=601.85=540m3/min以上需風量計算中，綜采面需風量最大值是1233m3/min，炮采面需風量最大值是735m3/min。4）按風速進行驗算 參考表3-2（風速限定表）可知，工作面允許風速在0.254.0m/s之間，綜采面的風速為2.57m/s，炮采面的風速為2.45m/s，都在允許圍。即：0.252.574.0；0.252.454.0通過驗算，符合要求。所以，綜采工作面需風量為1233m3/min，炮采工作面需風量為735m3/min。3.2.2 掘進工作面需要風量根據實習礦井掘進工作面情況，兩備兩用，每臺風機吸風量為300m3/min。在此不再進行風量比較

56、計算。掘進工作面的需風量為：=（2300）1.2=720m3/minK掘備-掘進工作面備用系數，一般取1.20。3.2.3 硐室需要風量硐室實際需要風量應按礦井各個獨立通風硐室實際需要風量的總和計算，即：Q硐=Q火+Q充+Q機+Q采硐+Q其它，m3/min式中：Q火 - 火藥庫實際需要風量，m3/min；(大型火藥庫供風100150m3/min；中小型火藥庫供風60100m3/min)；Q充-充電硐室實際需要風量，應按回風流中氫氣濃度小于0.5%計算，但不得小于100m3/min，或按經驗值給定100200m3/min；Q機-大型機電硐室實際需要風量，應按機電設備運轉的發熱量計算，即Q機=(m

57、3/min)Wi-機電硐室中運轉的機電總功率，kw；(1-i)-機電硐室的發熱系數，應根據實際考查的結果確定，也可取下列數值，空氣壓縮機房取0.200.23；水泵房取0.020.04；860-1kW/h的熱當量數，千卡；i-機電設備效率；t -機電硐室進回風流的氣溫差，；Q采硐-采區絞車房或變電硐室實際需要風量，按經驗供給風量6080m3/min；Q其它-其它硐室所需風量，根據具體情況供風。按各工作點所計算的風量來考慮漏風與配風不均等因素的影響，因此，在風量分配時，對每條巷道實際供風量應按實際需要風量再乘以礦井通風系數K礦(1.201.35)，并依此進行風速驗算和計算井巷通風阻力。（1）火藥庫

58、實際需風量Q火=130m3/min；（經驗值）（2）充電硐室實際需風量Q充=180m3/min；（經驗值）（3）機電硐室實際需風量Q機=228m3/min；（4）井下變電所需風量Q變=80m3/min；（經驗值）（5）采區硐室實際需風量Q采硐=80m3/min；（經驗值）3.2.4 礦井總風量計算Qkj=(Qcj+Qjj+Qdj+Qgj)Kkj式中：Qkj-礦井總進風量，m3/min;Qcj-采煤工作面實際需要風量總和，m3/min;Qjj-掘進工作面實際需要風量總和，m3/min;Qdj-獨立通風的硐室實際需要風量總和，m3/min;Qgj-礦井中除采煤、掘進和硐室以外其它井巷需要通風量總和

59、，m3/min;Kkj-礦井通風系數(包括礦井部漏風和配風不均勻等因素)宜取1.151.25。礦井總需風量為：Qkj=(1233+735+7204+130+180+805+228)1.2=6943.2m3/min；（合116m3/S）由于礦井采準方式決定兩翼所需風量基本一樣，所以，主要通風機選型時，兩翼可以選擇同等能力的風機。3.3 采區通風設計3.3.1 采區通風系統的基本要求在一般情況下，一個礦井總是同時有幾個采區進行回采和準備。從通風的角度來看，每一個釆區就是礦井通風系統中的一個獨立的通風區域，它們各自與礦井的主要進風巷和回風巷相連通，是礦井通風系統的主要組成單元，是采區生產系統的重要組

60、成部分，它包括采區進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路的連接形式與采區的風流控制設施。采區通風系統主要取決于采煤系統(采煤方法)，但又能在-定程度上影響著采區的巷道布置系統。其合理與否不僅影響采區的風量分配，發生事故時的風流控制，生產的順利完成，而且影響到全礦井的通風質量和安全狀況。完備的采區通風系統應能有效地控制采區的風流方向，風量和風質，采區應該有足夠的供風量，并按需分配到各個采、掘工作面。為此，采區通風系統應滿足下列基本要求：（1）每一個采區，都必須布置回風巷，實行分區通風。煤層群或分層開采的每個上、下山采區，采用聯合布置時，都必須至少設置一條專門的回風巷。采區進、回風巷必須貫穿整個