煤礦采區巷道布置及回采工藝

5采區巷道布置及回采工藝

5.1煤層的地質特征

設計采區為31采區，是本礦井的首采區。采區內開采煤層為單一煤層開采，本設計中開采的煤層為13煤層。

5.1.1煤層情況

根據鑽探資料分析，13煤層厚0.82~1.91m，平均1.34m。含1~3層炭質砂岩夾矸，夾矸硬度大，呈現為不連續的透鏡體，集中在煤層中上部。結構複雜，煤層穩定。直接頂板為第四層石灰岩，灰色，質較純，厚4.50～8.38m，平均6.41m，有3～5個分層，含方解石脈及蜓科化石，單向抗壓強度為73.3～141.4MPa，平均98.6MPa。底板為中砂岩，粉砂岩，中砂岩分布在南部，中砂岩厚度3.70～8.90m，單向抗壓強度61.4～103.7MPa，平均82.6MPa，粉砂岩厚0.70～1.20m。

5.1.2煤層頂底板

表5-1煤層頂底板特征表

頂底板名稱

岩石名稱

厚度(m)

岩石特征

老頂

粉砂岩

16.93

灰色

直接頂

第四層石灰岩

1.02～4.8

灰色，發育成方解石脈，蜒科動物化石可呈現水平層理

偽頂

泥岩

0～0.99

泥岩、碳泥

直接底

深灰色泥岩

1.07～4.83

塊狀，含有植物化石碎屑

老底

細灰岩

5.02～50

淺灰色

5.1.3煤層瓦斯水文特征

13屬中厚煤層，為低瓦斯礦井，礦井湧出規律為正常湧出，無瓦斯異常及突出現象。

主要可采煤層為十一、十三、十五層煤層，根據煤塵爆炸性試驗結果，各開采煤層均有煤塵爆炸危險性，十一層煤塵爆炸指數41.76%，十三層煤塵爆炸指數47.26%，十五層煤塵爆炸指數45.83%。我公司所開采的煤11、煤15自燃傾向性為二類自燃，煤13自燃傾向性為三類不易自燃。

5.1.4地質構造

本采區地質構造簡單，斷層較少，有兩條斷層，F13斷層：正斷層，走向80~145°，傾向南東~南西，傾角65~70°，落差0~36m，延展長度1160m。2908東主巷、21110西回風巷及西主巷，21111西主副巷、21307西主巷多處巷道揭露，為查明斷層。

F13-1斷層：正斷層，走向62~72°，傾向南東，傾角70°，落差0~12m，延展長度700m。21110西主巷、21111西主副巷及21307西主巷揭露，為查明斷層。

5.2 采區巷道布置及生產係統

5.2.1采區基本係數

帶區劃分

設計采區采用條帶式俯斜采煤法開采。對於近水平、緩傾斜及傾斜煤層采用俯斜開采，采區沿傾向劃分若幹條帶進行回采，一般一個帶區內安排一個采煤工作麵或對拉工作麵，條帶的長度為整個采區的傾向長度，條帶的寬度為采煤工作麵的長度和條帶運輸巷和條帶回風巷之和。因此劃分條帶時，首先要考慮工作麵的長度和條帶的長度。根據以上要求和采區煤層埋藏特點，將帶區共劃分為6個條帶。

5.2.2采區巷道布置

條帶回采巷道與帶區大巷之間的聯係

條帶回風軌道巷與專用的一條煤層大巷直接連接，利於回風，形成帶區通風係統，。

條帶回風軌道巷通過采區車場與岩石軌道大巷連接，形成工作麵運料係統。

皮帶機大巷與條帶運輸巷之間通過煤倉連接並形成采區運煤係統。

5.2.3煤層開采順序、工作麵個數及接替順序

本采區為單一煤層開采，采用條帶式俯斜采煤法開采。一般采區內同時生產的綜采工作麵宜為一個麵，不超過量個麵，普采工作麵宜兩個麵，不應超過三個麵。按現代化礦井生產集中的要求，並保證采區內的正常銜接，合理利用資源，本采區計劃布置一個綜采麵。

本采區采用條帶式俯斜采煤法，回采巷道采用單巷布置，掘進方式為沿空留巷，在開采順序上為沿大巷依次開采，即先采第一條帶，同時掘進第二條帶的回風巷並保護第一條帶的運輸巷，第一條帶采完後轉入第二條帶的開采，然後是第三、四條帶。

5.2.4采區生產係統

一、采區通風

采場通風方式的選擇與回采順序、通風能力和巷道布置有關。本采區采用俯斜後退式開采，因此通風方式采用U型通風，這種通風方式具有風流係統簡單，漏風小等優點。為使風流按設計要求行進，達到合理的通風效果，采區內需布置一定的通風設施，本采區內的主要通風構築物有風門、風窗、風簾等風門用於改變風流的方向，使風流按設計的路線行進。在采區變電所及絞車房內需布置調節風窗。

采區的通風係統為：新鮮風流自副井井底車場中央主石門軌道大巷帶區車場(聯絡巷)條帶運輸巷工作麵條帶回風平巷回風大巷總回風巷中央風井。

掘進工作麵所需的新鮮風流，從軌道大巷經采區聯絡巷送至斜巷，在斜巷內由局部通風機送往掘進工作麵，汙風由原巷道返回入總回風大巷，由回風石門到回風大巷，屬於獨頭掘進要特別注意通風問題，采取相應措施，安裝合理的局部通風機。

變電所所需要的新鮮風流由軌道大巷直接供給，變電所的回風是經聯絡小巷處的調節風窗回入回入回風大巷。煤倉不通風。

此外為使風流能按上述路線流通，不構成短路，在相應地點需設置風門

二、運煤係統

工作麵運出的煤炭條帶運輸巷溜煤眼皮帶機大巷井底車場主井地麵。

三、 采區運料采用軌道600 mm的軌道運輸，材料車的型號為ZK14—7/550架線電機車。運輸係統為：地麵副井北翼軌道巷聯絡斜巷→條帶回風巷工作麵。

四、排矸係統

排矸采用600mm軌距的電機車和平板車，其路線為：采區掘進頭聯絡斜巷北翼軌道巷副井地麵。

五、排水係統

條帶運輸巷聯絡斜巷軌道大巷中央軌道石門井底車場水倉泵副井地麵。

條帶回風巷聯絡斜巷軌道大巷中央軌道石門井底車場水倉泵副井地麵。

七、瓦斯抽排係統

采區瓦斯含量較小，但為了安全，防止工作麵的瓦斯濃度超限，保證采區的正常生產，需對工作麵的瓦斯進行抽排。

5.2.6采區巷道設計

一、巷道掘進

本采區回風大巷布置沿煤層走向布置，為岩層巷道，另外回采平巷為煤層巷道，因為本采區煤層瓦斯含量小，為保證安全和提高掘進，煤巷采用機械化的掘進，選用EBJ-132掘進機、EMZ2B-17蟹爪式裝煤機。

巷道掘進時的局部通風采用壓入式通風方式。這種通風方式與抽出式相比較安全且勞動環境好。局部通風機選用JBT-61(14KW)型號。

二、巷道斷麵設計及其支護

回采巷道主要有條帶運輸平巷和條帶回風平巷，擔任工作麵煤炭的運輸、工作麵新鮮風流的進入、汙風的排出、材料的運送等任務。回采巷道的服務年限短(一般為一二年)，斷麵較小，一般選用梯形巷道。斷麵形狀附圖4、5。斷麵積為14m2。回采巷道采用金屬棚和噴漿支護，對於沿空留巷的巷道，采空區側要先充填密實砌镟然後才用金屬棚支護。

5.2.7采區保護煤柱及采出率

采區煤柱包括采區範圍內的巷道煤柱，以及采區邊界煤柱，斷層煤柱，隔水煤柱，火燒邊界煤柱等。

圖5-1區段平巷

回采率=%

=80.1%

〈〈煤炭工業礦井設計規範〉〉中規定采區回采率：厚煤層不應小於75%，中厚煤層不應小於80%，薄煤層不應小於85%。因此本采區的回采率符合要求。

5.3采煤方法

5.3.1采煤工藝方式

一、采煤方法的選取

在礦井的生產過程中采煤方法的選擇是否合理，直接影響整個礦井的生產安全和各項經濟指標。選擇采煤方法應當結合具體的礦山地質和技術條件，所選擇的采煤方法必須符合生產安全、經濟合理、煤炭采出率高的基本原則。從當前世界範圍來看，采煤方法主要有壁式體係采煤法和柱式體係采煤法。選擇采煤方法的影響因素包括地質條件、技術發展及裝備水平的影響和管理水平因素。

本采區內煤層賦存較為穩定，13煤層厚度2.4～2.8m，平均厚度2.6，。煤層傾角12～16°，平均14°為單一中厚煤層。煤層結構複雜，頂底板條件較好，地質構造簡單。因此設計決定采用偽傾斜長壁綜合機械化開采從而避開斷層。

二、工作麵長度及推進度

考慮到礦井初期能夠達產，支撐壓力以及頂板活動的作用，有工作麵長度對支撐壓力及礦壓顯現的影響分析可知，工作麵長度不得小於150m,,此外合理的加大工作麵的長度可以相對的減少區段煤柱及端頭煤柱的損失所占比例。綜合考慮以上因素及本采區的區段長度以及區段巷道布置情況工作麵的長度為200m.采煤工作麵年推進度可按所選采煤設備的技術性能，采煤循環圖表計算：

年推進度=日循環進度×設計年工作日×正規循環率

本工作麵的工作製度為三八製，兩班采煤，一班檢修。每班采四刀，每刀進0.6m，日循環進度為5.4m，設計年工作日為330天，正規循環率一般取0.95，因此計算年推進度為1692.9 m。

三、主要采煤工藝

(1)、工藝流程

機組落煤煤機裝煤機械運煤移架護頂推移刮板輸送機采空區跨落

(2)、工作麵的落煤、裝煤方式及采煤機

本回采工作麵采用綜合機械化一次采全高開采，因此破煤為煤層的工作麵煤壁側由采煤機滾筒接個落煤。

在機組滾筒旋轉割煤的同時，利用螺旋葉片把煤裝入刮板輸送機，餘煤由鏟煤板隨移溜鏟輸送機。架間少量餘煤由工人攉入運輸機。

根據本工作麵的煤質硬度，采區設計生產能力等因素選擇MXA—300型采煤機，起相關技術參數見表5—3，采煤機的割煤方法是雙向往返割煤，往返一次割煤進兩刀，進刀方式為工作麵兩端頭斜切進刀。

(3)、工作麵的運輸

本工作麵采用綜合機械化開采，在工作麵煤壁側布置一台SGD-730/320型刮板輸送機運煤，在區段運輸平巷後段鋪設一台SZZ-764/132型橋式轉載機和一部PCM10型破碎機運煤。在區段運輸平巷前段鋪設一部SSJ1000/2200X可伸縮性膠帶運煤。各運輸機的特征見表5-4。

(4)、支護方式

綜采工作麵的液壓支架選型及其主要參數的選擇必須與礦山地質條件相適應。根據精查階段所獲得的煤層頂底板性質及礦山壓力顯現規律，工作麵決定采用FJ4×457-1.64/3.5支撐掩護式液壓支架，起支撐高度為1.64～3.5m,滿足工作麵割煤高度的需要，其初撐力及工作阻力均符合要求，支架的移架方式為滯後采煤機滾筒10架追機依次順序移架及時支護頂板，嚴防空頂，漏頂發生，移架步距為775mm。

工作麵的上下端頭上工作麵與平巷的交會處，此處控頂麵積大，設備、人員集中，又是設備、人員和材料出入工作麵的交通口。因此搞好工作麵端頭的支護極其重要。根據本采區的礦壓顯現特點，設計決定工作麵上端頭使用兩架ZT1P28000/17/35端頭支架下端頭使用三架ZT1P28000/17/35端頭支架支護頂板。正常情況下上下端頭不要超前工作麵煤壁回采，如果頂板破碎，上下端頭可超前工作麵1.2～2.4m支護。

工作麵區段運輸平巷和區段軌道平巷采用錨網與錨索聯合支護方式。工作麵回采時，兩巷受采場壓力影響較大，需超前支護，兩巷超前工作麵煤壁不小於20m範圍要加強管理。采用抹冒管理，用HDJA—1000型限位梁，規格為½×Φ250×2700㎜長的半圓木配合DZ28—25/100G單體液壓支柱四梁四柱架設傾向棚支護20～50m範圍內采用DZ28型的單體液壓支柱配合½×Φ200×2200㎜的半圓木，在原每一U型棚下一梁三柱打下一排臨時挑棚。

(5)、采空區處理

工作麵采用放頂煤一次采全高的采煤方法，因此采空區采用全部跨落法處理。本工作麵的最大控頂距為6956mm，最小控頂距為5900mm。

表5-5支護設備技術特征表

型號

技術參數

FJ4×457-1.64/3.5

DZ28—25/100G

ZT1P28000/17/35

支撐高度(m)

1.64~3.5

2.0～2.8

1.7～3.5

伸縮行程(m)

0.8

支架寬度(m)

1.4

支架中心距(m)

1.5

初撐力(KN)

3712

118～157

6280

額定工作阻力(KN)

4479

250

8000

支護強度MPa)

0.83

0.46

對底板比壓(MPa)

1.96

0.61

支架重量(t)

13.8

有液：0.075無液0.07

2.11

5.3.2工作麵的工作製度及勞動組織

一、工作麵的工作製度

本工作麵的工作製度為”三八”製，兩班采煤，一班檢修。每班工作8小時。

二、循環方式

工作麵按正規循環作業方式組織生產。

三、工作麵的勞動組織

工作麵采用分段接力追機作業。

四、主要技術經濟指標

工作麵的技術經濟指標見表5-6

表5-6 技術經濟指標

序號

名稱

單位

指標

備注

2

煤厚

m

2.4

3

容重

t/m3

1.4

4

走向長

m

1238

5

傾向長

m

200

6

采高

m

2.4

工作采高

7

傾角

°

12～16

8

可采儲量

萬t

504.39

9

回采率

%

95

10

煤種

氣煤

11

可采灰分

%

14.18

12

日循環數

個

8

13

循環產量

t

479.864

15

平均日產

t

3201.12

16

回采工效率

t/工

38.77

17

坑木萬噸耗量

m3/萬t

4

20

支柱丟失率

‰

0

21

頂梁丟失率

‰

5

22

乳化夜萬噸耗

kg/萬t

240

23

截齒消耗

個/萬t

50

24

油脂消耗

kg/萬t

160

25

月產量

t

96033.6

按30天計算

26

可采期

月

45.5

6 礦井通風及安全

6.1礦井通風係統的選擇

6.1.1主要通風機的工作方式的選擇

礦井主要通風機的工作方式主要有抽出式、壓入式和壓抽混合式三種

6.1.2礦井通風係統的選擇

一、通風類型方案比較

華恒礦瓦斯湧出量較小.現提出兩種通風類型方案以供選擇：

方案Ⅰ：在工業廣場內設一中央風井，由副井進風，中央風井回風，采用中央並列式通風方式。

方案Ⅱ：設中央風井和中央邊界風井(西風井)，由副井進風，中央風井承擔31采回風，西風井承擔101采區回風，采用中央邊界與中央分列(邊界)式混合通風方式。

兩種通風類型優、缺點比較，如表6-1所示。

表6-1　通風方案優、缺點對照表

方案

優點

缺點

Ⅰ

1、 進回風井均布置在中央工業廣場內，地麵建築和供電較集中;

2、 建井期限短，便於貫通;

3、 初期投資少，出煤快，護井煤柱小;

4、 礦井反風容易，便於管理。

1、 通風係統不夠穩定

2、 後期風流路線變化較大，不利於風機的選型

3、 風流在井下的流動路線為折返式，風流線路長，阻力大，

4、 井底車場附近漏風大。

5、 工業廣場受主要通風機噪聲的影響和回風風流的汙染

Ⅱ

即具有中央並列又具有中央邊界式的優點

1、有中央並列的缺點，也有中央邊界式的缺點;

2、井筒保護煤柱相對前一個方案較多，初期投資大。

6.2全礦井風量計算

6.2.1礦井風量計算原則

礦井需風量，按下列要求分別計算，並采取其中最大值。

(1)、按井下同時工作最多人數計算，每人每分鍾供給風量不得少於4m3;

(2)、按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算。

(3)、備用工作麵按工作麵來計算後取其50%。

6.2.2各用風地點風量計算方法

一、采煤工作麵的風量計算

(1)、按瓦斯湧出量進行計算：

式中　　——第i個采煤工作麵需風量，單位;

——第i個采煤工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，通常機采工作麵=1.2～1.6;炮采工作麵=1.4～2.0;水采工作麵=2.0～3.0。

——第i個采煤工作麵絕對瓦斯湧出量，單位。

(2)、按工作麵溫度計算：

表6-2 采煤工作麵空氣溫度與風速對應表

采煤工作麵進風流氣溫/

采煤工作麵風速/

<15

0.3~0.5

15~18

0.5~0.8

18~20

0.8~1.0

20~23

1.0~1.5

23~26

1.5~1.8

采煤工作麵應有良好的氣候條件。其進風流溫度可根據風流溫度預測方法進行計算，其氣溫與風速符合表6-2的要求。

式中　　 ——第i個采煤工作麵的風速，按其進風流溫度從表6-2中選取, ;

——第i個采煤工作麵有效通風斷麵，取最大和最小控頂時有效斷麵

平均值，;

——第i個采煤工作麵的長度係數，按表6-3取。

表6-3 采煤工作麵長度風量係數表

采煤工作麵長度

工作麵長度風量係數

<15

0.8

50~80

0.9

80~120

1.0

120~150

1.1

150~180

1.2

>180

1.30~1.40

3)、按使用的炸藥量計算：

式中 　　　25——每使用1kg炸藥量的供風量，單位;

——第i個采煤工作麵一次爆破使用的最大炸藥量，單位kg

(4)、按工作人員數量計算：

式中 4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——第i個采煤工作麵同時工作的最多人數，單位個。

(5)、按風速進行驗算：

按最低風速驗算第i個采煤工作麵的最小風量：

按最高風速驗算第i個采煤工作麵的最大風量：

二、掘進工作麵需風量的計算

煤巷、半煤岩巷和岩巷掘進工作麵的風量，應按下列因素分別計算後取其最大值

(1)、按瓦斯湧出量計算：

式中　　——第i個采煤工作麵需風量，單位;

——第i個采煤工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數,一般可取1.5～2.0。;

——第i個采煤工作麵絕對瓦斯湧出量，單位;

(2)、按使用的炸藥量計算：

式中 25——每使用1kg炸藥量的供風量，單位;

——第i個采煤工作麵一次爆破使用的最大炸藥量，單位kg

(3)、按工作人員數量計算：

式中　4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位m3/min;

——第i個采煤工作麵同時工作的最多人數，單位個。

(4)、按局部通風機吸風量計算：

式中 　——第i個掘進工作麵同時運轉的局部通風機額定風量的和。各種通風機的額定風量可按表6-4選取。

——為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2~1.3。進風巷道中無瓦斯湧出時選取1.2，有瓦斯湧出時選取1.3。

(5)、按風速進行驗算：

岩巷按最低風速驗算，各個掘進工作麵的最小風量：

各個煤巷或半煤岩巷掘進工作麵最小風量：

按最高風速驗算，各個掘進工作麵的最大風量：

式中　——第i個掘進工作麵巷道的淨斷麵積，。

6.2.3風量計算

一、采煤工作麵需風量的計算

礦井同時生產的工作麵為兩個，其需風量計算如下：

(1)、31采區311采煤工作麵的風量計算

① 按瓦斯湧出量計算：

式中 　——311采麵需風量，單位;

——311采麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，這裏取=1.5;

——311采麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按工作麵溫度計算：

式中 ——311采麵的風速，按其進風流溫度從表6-2中選取=1.6;

——311采麵有效通風斷麵，支撐掩護式 m2，其中m為采高。

——311采麵的長度係數，按表6-3取=1.35。

③ 按工作人員數量計算：

式中　 4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——311采麵同時工作的最多人數，單位個。

④ 按風速進行驗算：

按最低風速驗算該工作麵的最小風量：

按最高風速驗算該工作麵的最大風量：

綜上所述，811采麵所需風量取1191m3/min

(2)13層1011采煤麵風量計算：

① 按瓦斯湧出量計算：

式中 ——101采煤麵需風量，單位;

——101采煤麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，這裏取 =1.4;

——101采煤麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按工作麵溫度計算：

式中 ——1011采煤麵的風速，按其進風流溫度從表6-2中選取=1.5;

——1011采煤麵有效通風斷麵，支撐掩護式 m2，其中m為采高。

——1011采煤麵的長度係數，按表6-3取=1.35。

③ 按工作人員數量計算：

式中 4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——1011采煤麵同時工作的最多人數，單位個。

④ 按風速進行驗算：

按最低風速驗算該工作麵的最小風量：

按最高風速驗算該工作麵的最大風量：

綜上所述，1011采煤麵所需風量為1067。

二、掘進工作麵風量計算

(1)、312區段回風巷掘進工作麵

① 按瓦斯湧出量計算：

式中　——312區段回風巷掘進工作麵需風量，單位;

——312區段回風巷掘進工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，取 =1.5;

——312區段回風巷掘進工作麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按工作人員數量計算：

式中　4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——312區段回風巷掘進工作麵同時工作的最多人數，單位個。

③ 按局部通風機吸風量計算

選局部通風機型號：JBT-61(14KW)

=250×1.3×2=650

式中　——312掘進工作麵同時運轉的局部通風機額定風量的和。各種通風機的額定風量可按表6-4選取。

——為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2~1.3。進風巷道中無瓦斯湧出時選取1.2，有瓦斯湧出時選取1.3。

④ 按風速進行驗算：

按煤巷掘進工作麵最小風量：

按最高風速驗算，各個掘進工作麵的最大風量：

綜上所述,312掘進工作麵的所需風量為450。

(2)、區段運輸巷掘進工作麵

① 按瓦斯湧出量計算：

式中　——1013區段運輸巷掘進工作麵需風量，單位;

——1013區段運輸巷掘進工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，取 =1.5;

——1013區段運輸巷掘進工作麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按工作人員數量計算：

式中　4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——1013區段運輸巷掘進工作麵同時工作的最多人數，單位個。

③ 按局部通風機吸風量計算

選局部通風機型號：JBT-61(14KW)

式中　——1013掘進工作麵同時運轉的局部通風機額定風量的和。各種通風機的額定風量可按表6-4選取。

——為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2~1.3。進風巷道中無瓦斯湧出時選取1.2，有瓦斯湧出時選取1.3。

④ 按風速進行驗算：

此煤巷掘進工作麵最小風量：

按最高風速驗算，各個掘進工作麵的最大風量：

綜上所述,1013掘進工作麵的所需風量為300。

(3)、軌道大掘進工作麵

① 按瓦斯湧出量計算：

式中 ——北翼軌道巷掘進工作麵需風量，單位;

——北翼軌道巷掘進工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，取=1.5;

——北翼軌道巷掘進工作麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按使用的炸藥量計算：

式中 25——每使用1kg炸藥量的供風量，單位;

——北翼軌道巷掘進工作麵一次爆破使用的最大炸藥量，單位kg

③ 按工作人員數量計算：

式中 4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——北翼軌道巷掘進工作麵同時工作的最多人數，單位個。

④ 按局部通風機吸風量計算：

選局部通風機型號：JBT-61(14KW)

式中 ——北翼軌道巷掘進工作麵同時運轉的局部通風機額定風量的和。

各種通風機的額定風量可按表6-4選取。

——為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2~1.3。進風巷道中無瓦斯湧出時選取1.2，有瓦斯湧出時選取1.3。

⑤ 按風速進行驗算：

此岩巷掘進工作麵最小風量：

按最高風速驗算，各個掘進工作麵的最大風量：

綜上所述，北翼軌道巷掘進工作麵所需風量取250。

(4)、北翼皮帶機巷掘進工作麵

① 按瓦斯湧出量計算：

式中 ——北翼皮帶機巷掘進工作麵需風量，單位;

——北翼皮帶機巷掘進工作麵因瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，取=1.5;

——北翼皮帶機巷掘進工作麵絕對瓦斯湧出量，單位;

② 按使用的炸藥量計算：

式中　25——每使用1kg炸藥量的供風量，單位;

——北翼皮帶機巷掘進工作麵一次爆破使用的最大炸藥量，單位kg

③ 按工作人員數量計算：

式中 4——每人每分鍾應供給的最低風量，單位;

——北二翼皮帶機巷掘進工作麵同時工作的最多人數，單位個。

④ 按局部通風機吸風量計算：

選局部通風機型號：JBT-61(14KW)

式中 ——北翼皮帶機巷掘進工作麵同時運轉的局部通風機額定風量的和。各種通風機的額定風量可按表6-4選取。

——為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2~1.3。進風巷道中無瓦斯湧出時選取1.2，有瓦斯湧出時選取1.3。

⑤ 按風速進行驗算：

此岩巷掘進工作麵最小風量：

按最高風速驗算，各個掘進工作麵的最大風量：

綜上所述，北翼皮帶機巷掘進工作麵所需風量取250。

三、硐室風量

各硐室按經驗值確定風量如下：

(1)、101采區變電所風量——80

(2)、101采區絞車房風量——80

(3)、101采區運輸上山進風量——50

(4)、中央水泵房——100

(5)、中央變電所——50

(6)、井下充電硐室——100

(7)、井下爆炸材料庫——100

四、礦井風量計算結果(表6-4)

6.2.4礦井需風量計算

礦井的總需風量，應按采煤、掘進硐室及其他地點實際需風量的總和計算，本礦井在開采初期中央風井和西風井服務用風點，總風量計算如下：

Qm =(∑Qwt+∑Qht+∑Qrt+∑Qot)×km

= 5197 ×1.25

=6497

=108.28

式中 Qm——礦井中央風井總風量，單位;

∑Qwt——采煤工作麵和備用工作麵所需風量之和，單位;

∑Qht——掘進工作麵所需風量之和，單位;

∑Qrt——硐室所需風量之和，單位;

∑Qot——其他用風地點所需風量之和，單位。

——礦井通風(包括礦井內部漏風和配風不均勻等因素)係數，=1.15～1.25，取=1.25。

表6-5礦井風量計算結果彙總表

用風地點

風量()

用風地點

風量()

311采煤工作麵

1191

1011采煤工作麵

1067

312備用麵

595.5

1012備用麵

533.5

313區段運輸巷掘進工作麵

450

1013區段運輸巷

300

北翼軌道巷掘進工作麵

250

101采區運輸上山

50

北翼皮帶機巷掘進工作麵

250

101采區變電所

80

井下充電硐室

100

101采區絞車房

80

井下爆炸材料庫

100

中央水泵房

100

中央變電所

50

合計()

5197

6.2.5礦井風量分配

一、風量分配原則

(1)、硐室風量和開拓掘進用風，按計算需風量或給定值不作重新分配;

(2)、各采區風量按計算需風量的比例進行分配。其中備用工作麵的風量按其在生產時所需風量的50%配風，不作重新分配。

二、風量分配

風量分配及風速驗算表風量分配及風速驗算見表6-5。

6.3礦井通風阻力計算

6.3.1計算方法及計算結果

選擇最大風阻路線，合理確定通風網路的節點(見插頁圖)。分別用下列計算公式，計算出各段井巷的摩擦阻力。

式中　　——某段巷道的摩擦阻力，單位Pa;

——某段巷道的摩擦風阻，單位Ns2/m8;

——摩擦阻力係數，單位Ns2/m4;

——巷道長度，單位m;

——井巷的周長，單位m;

——斷麵形狀係數(梯形=4.16，半圓拱=3.90，圓形=3.54);

——井巷有效斷麵，單位/m2

(1)、中央風井

①、通風容易時期的總阻力

在圖6-1上可知中央風井通風容易時期為1-2-3-4-5-6-7-8-9-10，即本礦井開采31采區時的風阻路線。根據上述計算原則得礦井通風阻力計算結果見表6-6。因此中央風井通風容易時期總阻力：

②、通風困難時期的總阻力

當礦井開采到31采區接近邊界時為中央風井通風困難時期.此時通風阻力計算見表. 6-6。因此中央風井通風困難時期總阻力為

表6-6 風量分配及風速驗算

用風地點

計算風量()

分配風量()

風速(m/s)

回風井口

311采煤工作麵

11914

1706

3.09

中央風井

313備用麵

595.5

853

1.55

312區段回風巷掘進工作麵

450

450

北翼軌道巷掘進工作麵

250

250

北翼皮帶機巷掘進工作麵

250

250

中央水泵房

100

100

中央變電所

50

50

井下充電硐室

100

100

井下爆炸材料庫

100

100

總計

3859

1011采煤工作麵

1067

1419

2.70

西風井

1012備用麵

533.5

709

1.35

1013區段運輸巷

300

300

101采區運輸上山

50

50

101采區變電所

80

80

101采區絞車房

80

80

總計

2638

(2)、西風井

①、通風容易時期的總阻力

在圖6-1上可知西風風井通風容易時期為：

(1)-(2)-(3)-(4)-(5)-(6)-(7)-(8)-(9)-(10)-(11)-(12)-(13)-(14)-(15)，即本礦井開采101采區時的風阻路線，根據上述計算原則得礦井通風阻力計算結果見表6-6。因此西風井通風容易時期總阻力為：

②、通風困難時期的總阻力

當礦井開采102采區時為西風井的通風困難時期。此時的通風阻力計算見表6-7。因此西風井通風困難時期總阻力為：

由以上計算可知：礦井通風困難時期和通風容易時期的總風阻均在允許的範圍內，且各段巷道的風速也符合要求。

6.3.2礦井等積孔

一、通風容易時期

=/Q²

式中　　A——礦井等積孔，m2。

——礦井總風阻，Ns2/m8。

——礦井通風總阻力，Pa。

因此通風容易時期

=(1368.13+699.42)/108.282=0.07144 Ns2/m8

二、通風困難時期

=1682.54+2446.33/108.282=0.3522 Ns2/m8

6.4通風機選型

6.4.1通風機的風量

由於外部漏風，風機風量應大於礦井需風量,即

中央風井：

西風井：

式中　——主要通風機的工作風量，單位;

——容易時期風井服務區需風量，單位;

k——漏風損失係數，風井不做提升用時取1.1;箕鬥井兼做回風用時取1.15;回風並兼做升降人員時取1.2。

表6—6 中央風井容易、困難時期通風阻力計算表

時期

節點序號

巷道名稱

支護形式

α/

N·S2·m-4

L/m

U/m

S/m2

R/ N·S2·m-8

Q/

m3·min-1

Q/

m3·s-1

Q2/

m6·s-2

Hf /pa

V/m·s-1

容易

1-2

副井

混凝土

0.036

550

25.092

50.24

0.00392

6497

108.28

11724.56

45.96

2.155

容易

2-3

井底車場

錨噴

0.0055

650

16.373

17.6256

0.01069

6347

105.78

11190.11

119.62

6.0

容易

3-4

北翼軌道大巷

錨噴

0.0055

750

16.373

17.625

0.02018

3509

58.48

3420.3

42.17

3.32

容易

4-5

31工作麵區段運輸巷

工字鋼

0.014

1100

145.173

13.304

0.09923

1706

28.43

808.45

80.22

2.14

容易

5-6

31工作麵

0.033

200

12.609

9.1875

0.10731

1706

28.43

808.45

86.75

3.09

容易

6-7

31工作麵區段回風巷

工字鋼

0.014

1350

14.692

12.4725

0.14311

1706

28.43

808.45

115.70

2.28

容易

7-8

北翼輔助回風巷

工字鋼

0.014

1480

14.692

12.4725

0.15689

3509

58.48

3420.30

536.61

4.69

容易

8-9

北翼總回風巷

錨噴

0.009

1000

13.644

12.24

0.06696

3859

64.32

4136.63

276.99

5.25

容易

9-10

中央風井

混凝土

0.036

350

20.387

33.166

0.00706

3859

64.32

4136.63

29.12

1.94

容易時期總的風阻

1243.75

困難

增加風阻

困難

北翼軌道大巷

錨噴

0.0055

2600

16.373

17.6256

0.04276

3509

58.48

3420.30

146.25

3.32

困難

北翼輔助回風巷

錨噴

0.014

2300

14.692

12.4725

0.24382

3509

58.48

3420.30

833.94

4.69

困難時期總的風阻

2223.94

表6—7 西風井容易、困難時期通風阻力計算表

時期

節點序號

巷道名稱

支護形式

α/

N·S2·m-4

L/m

U/m

S/m2

R/ N·S2·m-8

Q/

m3·min-1

Q/

m3·s-1

Q2/

m6·s-2

Hf /pa

V/m·s-1

容易

(1)—(2)

副井

混凝土

0.036

550

25.092

50.24

0.00392

6497

108.28

11724.56

45.96

2.155

容易

(2)—(3)

井底車場

錨噴

0.0055

650

16.373

17.6256

0.01069

6347

105.78

11190.11

119.62

6.0

容易

(3)—(4)

中央軌道巷+中央軌道石門(小段)

錨噴

0.0055

300

16.373

17.625

0.00493

2838

47.3

2237.29

11.03

2.68

容易

(4)—(5)

中央軌道石門

錨噴

0.0055

400

16.373

17.625

0.00657

2738

45.63

2082.40

13.68

2.59

容易

(5)—(6)

中央軌道石門+101軌道巷(一段)

錨噴

0.0055

2450

16.373

17.625

0.04026

2638

43.97

1933.07

77.83

2.49

容易

(6)—(7)

軌道上山

錨噴

0.009

220

16.373

17.625

0.005918

2588

43.13

1860.48

11.01

2.45

容易

(7)—(8)

軌道上山

錨噴

0.009

200

16.373

17.625

0.00538

2508

41.8

1747.24

9.4

2.37

容易

(8)—(9)

軌道上山

錨噴

0.009

200

16.373

17.625

0.00538

2208

36.8

1354.24

7.29

2.09

容易

(9)—(10)

1011區段運輸巷

工字鋼

0.014

1750

15.173

13.304

0.15787

1419

23.65

559.32

88.30

1.78

容易

(10)—(11)

1011工作麵

0.033

200

12.323

8.775

0.12037

1419

23.65

559.32

67.33

2.70

容易

(11)—(12)

1011區段回風巷

工字鋼

0.014

1750

14.692

12.4725

0.18522

1419

23.15

559.32

103.77

1.90

容易

(12)—(13)

回?