安全工程畢業(yè)設(shè)計——通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　論文題目：xxxx通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè)：安全工程</p><p>　　畢 業(yè) 生：x x （簽名） </p><p>　　指導(dǎo)老師：xxxx （簽名）

2、 </p><p>　　Xxxx （簽名） </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計山西xx煤業(yè)xxxx通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，在本井田范圍內(nèi)，地質(zhì)條件簡單，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危險，設(shè)計年產(chǎn)量0.9

3、0Mt/a，服務(wù)年限67a，開拓方式為斜井開拓，工作面采用傾斜長壁后退式開采法。在礦井一水平的通風(fēng)設(shè)計中，選用中央并列式通風(fēng)，計算了礦井需風(fēng)量、容易時期和困難時期的通風(fēng)阻力，并選擇了主要通風(fēng)機，計算了噸煤通風(fēng)電費，繪制了通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，以及對礦井的主要災(zāi)害提出應(yīng)對的辦法，本設(shè)計充分結(jié)合實際情況，采用切實可行的先進技術(shù)，為整個井田的安全生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān) 鍵 字：通風(fēng)系統(tǒng)；

4、通風(fēng)阻力； 噸煤通風(fēng)費； 風(fēng)量計算； 災(zāi)害</p><p><b>　　論文類型：設(shè)計類</b></p><p>　　Subject :The ventilation design for the yuanxiang coal mine</p><p>　　Major :Safety Engineering</p

5、><p>　　Name : (Signature) </p><p>　　Supervisor :(Signature) </p><p>　　(Signature) </p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、<p>　　This article is the ventilation system design for Yuanxiang coal mine of Shanxi Huarun Coal. within the scope of the Ida, the geological condition is simple, with large amount of water inflow and gas emission

7、in prominent danger. The annual output of the mine is designed 0.90 million tons, length of service 67 years. It uses the process of opening up by inclined shafts and longwall retreat mining method of the "Flayer st

8、yle" mining for the whole floor in the working face. It selects the central </p><p>　　Key words: Ventilation system Airflow calculation Resistance Ventilation costs </p><p><b>　　Di

9、saster</b></p><p>　　Thesis : Design</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1選題背景</b></p><p>　　xx煤業(yè)先后在內(nèi)蒙古、江蘇、湖南、河南、貴州、山西等地通過新建、兼并、重組等方式獲取一批

10、煤炭資源。特別是自2009年6月份以來，xx煤業(yè)充分利用山西省煤炭資源整合的機遇，積極參與山西省煤炭資源整合工作，先后投資165.52億元整合該省呂梁市所屬興縣、中陽、石樓、臨縣以及太原古交等區(qū)域的煤炭資源，獲取優(yōu)質(zhì)煤炭資源10.62億噸，新增煤炭產(chǎn)能1710Mt/a。截止2011年底，xx煤業(yè)投資區(qū)域已覆蓋國內(nèi)6個省、自治區(qū)，所屬全資及控股的項目公司9個；參股項目3個。公司保有儲量33.90億噸，全資或控股（可控口徑）礦井38對，產(chǎn)能

11、3253Mt/a。2011年，xx煤業(yè)實現(xiàn)原煤產(chǎn)量1641萬噸,原煤銷售量1600萬噸，銷售收入約84億元。</p><p>　　太原xx煤業(yè)有限公司是在xx電力控股公司整合收購山西xx煤焦化集團80%資產(chǎn)的基礎(chǔ)上于2010年4月底組建而成，現(xiàn)隸屬于xx旗下xx煤業(yè)控股有限公司，坐落于山西省太原古交市。注冊資金40億元，主要經(jīng)營煤、焦、化和電力等產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)擁有三座煤礦（xxxx、中社煤礦和紅崖頭煤礦），兩座焦化廠（

12、第一焦化廠、第二焦化廠）和一座熱電廠、一個鐵路發(fā)運站、一個汽運隊。煤炭產(chǎn)能為255萬噸/年，原煤入洗能力為600萬噸/年，焦炭產(chǎn)能為300萬噸/年，發(fā)電量為1.8億Kwh/年，鐵路發(fā)運及汽運吞吐能力均為500萬噸/年。</p><p>　　xxxx位于古交市原相鄉(xiāng)原相村以東，距古交市區(qū)約14km，行政區(qū)劃隸屬于古交市原相鄉(xiāng)管轄。根據(jù)晉煤重組辦發(fā)[2009]79號文和[2010]43號文批復(fù)，原山西xx煤焦化集團有

13、限公司古交xxxx為單獨保留礦井，兼并重組后主體企業(yè)為xx電力控股有限公司。礦井生產(chǎn)能力為90萬噸/年，井田面積為18.2505km2。</p><p>　　xxxx絕對瓦斯涌出量66.39m3/min。相對涌出量為30.29m3/t典型的高瓦斯礦井，因為該礦井以前屬于xx集團（民營企業(yè)），存在管理不當(dāng)和通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計不合理，導(dǎo)致各種事故頻發(fā)，嚴重危害了礦工的生命安全。</p><p>　　

14、1.2選題目的及意義</p><p>　　眾所周知，井下風(fēng)量不足會引起瓦斯積聚，工作環(huán)境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問題，而風(fēng)量過剩也會導(dǎo)致不良的影響，如漏風(fēng)量大，動力過度消耗，風(fēng)流發(fā)生過度的冷卻作用，巷道內(nèi)礦塵飛揚，激發(fā)煤的自燃等。因此礦井通風(fēng)設(shè)計合理與否對礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響[7]。 礦井通風(fēng)設(shè)計是礦井設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是反映礦井設(shè)計質(zhì)量和水平的主要因素。其目的就是供給礦井新鮮風(fēng)量，

15、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(fēng)流的質(zhì)量和數(shù)量以符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)造成良好的工作環(huán)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(chǎn)。 礦井通風(fēng)是各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，它是依靠通風(fēng)動力將定量的新鮮空氣沿著既定的通風(fēng)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、火藥庫以及其他用風(fēng)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(chǎn)和安全，有十分重要的作

16、用。 隨著礦井的開采規(guī)模逐漸擴大，井下的溫度逐漸升高瓦斯含量的不斷增加以及煤的自燃特性愈益加劇，合理的解決礦井通風(fēng)問題就顯得特別重要了。同時礦井通風(fēng)對于提高礦工的勞動效率、保證礦工的安全</p><p>　　1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　煤炭是世界工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主要能源，很早以前就有采礦的歷史，煤炭是世界上儲量最多，分布最廣的常規(guī)能源，也是最廉價的能源。目前世界煤炭可采儲量約為

17、9800多億噸，按目前的全球生產(chǎn)能力，煤炭資源尚可開采1901多年，而石油可開采約40年。礦井通風(fēng)史也隨之產(chǎn)生。</p><p>　　約在1640年，人們開始把進風(fēng)和回風(fēng)分開，以利用自然通風(fēng)壓力進行礦井通風(fēng)。為了加大通風(fēng)壓力，1650年在回風(fēng)路線上設(shè)置火筐，1787年又在回風(fēng)路線上設(shè)置火爐，使回風(fēng)風(fēng)流加熱。 1745年俄國科學(xué)家發(fā)表了空氣在礦井中流動的理論，1764年法國采礦工程發(fā)表了關(guān)于礦井自然通風(fēng)的理論，成為

18、礦井通風(fēng)史上奠基的兩篇論文。</p><p>　　我國煤礦事故多發(fā)，2003年百萬噸死亡率為4％，是美國的100倍.雖然近幾年這個數(shù)據(jù)有所下降，但相比于美國等發(fā)達國家仍有很大差距。據(jù)統(tǒng)計，造成重特大人員傷亡的事故，一般都與礦井通風(fēng)有關(guān).礦井通風(fēng)是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。它借助于機械或自然風(fēng)壓，讓井下各用風(fēng)點輸送適量的新鮮空氣，供人員呼吸,稀釋各種有害氣體和浮塵，降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造環(huán)境溫度,創(chuàng)造良好的氣候條件，并在發(fā)生

19、災(zāi)變時能夠根據(jù)救災(zāi)需要來調(diào)節(jié)與控制風(fēng)流流動的路線通，通風(fēng)是保證煤礦安全生產(chǎn)很重要的一環(huán)，不良的通風(fēng)可能導(dǎo)致瓦斯、粉塵和有害氣體濃度超標(biāo)、以及礦井高溫，從而誘發(fā)瓦斯爆炸、粉塵爆炸、作業(yè)人員中毒或窒息、火災(zāi)事故。</p><p>　　中國煤礦通風(fēng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)在2006年11月2日依照國家有關(guān)煤炭安全生產(chǎn)法規(guī)《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)定編制而成的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦井工開采技術(shù)條件》（AQ1028-2006）發(fā)布，并于2006年12月

20、1日起實施。同時美國煤礦通風(fēng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)CFR Title30-75《地下煤礦強制性安全標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定設(shè)計與地下煤礦相關(guān)的各個方面，如支護、通風(fēng)、防塵、防火、用電等[5]。</p><p>　　表1.1 中美兩國空氣成分濃度標(biāo)準(zhǔn)對比</p><p>　　由表可見，兩國標(biāo)準(zhǔn)對井內(nèi)空氣成分要求差異較大，AQ1028-2006沒有對C2H2、C3H8、H2、MAPP的濃度做出要求，且二者在CO和H2S

21、的最大濃度要求上相差1000多倍。研究發(fā)現(xiàn)，AQ1028-2006中有濃度規(guī)定的氣體，如NO2、SO2、NH3，在規(guī)定濃度以上便能使人發(fā)生頭痛咳漱、窒息等癥狀，嚴重者致人死亡，只有在達到規(guī)定濃度數(shù)千倍以上才會發(fā)生爆炸，如CO濃度在0.0024％以上就有CO中毒的危險，而在2.5％以上才有爆炸的危險，與此相反，沒有做到要求的氣體通常對人體無毒或者毒性較小，只有達到較高值時才會影響人的身體狀況，而在濃度較低時便能發(fā)生爆炸，例如，C3H8的濃

22、度在10％以下時只引起輕度頭暈，極高濃度時才可導(dǎo)致窒息，而其濃度在0.4％以上就有爆炸的危險。由此推出，AQ1028-2006的規(guī)定是從井下作業(yè)人員的身體健康出發(fā)的，而CFR Title30-75中則已有文字說明對氣體濃度的規(guī)定旨在防止氣體聚集引發(fā)爆炸。因此，標(biāo)準(zhǔn)的差異就在于各自的出發(fā)點不同。</p><p>　　礦井的主要有離心式和軸流式兩類通風(fēng)機，以前全用離心式。由于軸流式通風(fēng)機具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、重量

23、輕，再者是工作效率高，尤其是大型軸流式通風(fēng)機，效率可達85％，三是有翼角調(diào)整裝備，便于機械性能調(diào)節(jié)或進行反風(fēng)這些優(yōu)點，現(xiàn)在大部分礦井都采用軸流式通風(fēng)機。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對礦井通風(fēng)的要求不斷提高，也更具有合理性。如礦井供風(fēng)量每人不少于4m3/min，在主要進風(fēng)道、回風(fēng)道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風(fēng)速不能超過8m/s?；夭晒ぷ髅妗⒕蜻M煤巷和半煤巖巷最小風(fēng)速不小于0.25m/s等規(guī)定，這都為礦井的安全生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。 隨著計算

24、機的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，礦井通風(fēng)方面，已經(jīng)可以利用電算技術(shù)確定礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，并對其進行解算。主要是礦井通風(fēng)狀況的模擬與預(yù)測，通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的比較計算和風(fēng)量分配與礦井阻力計算等方面。</p><p>　　1.4主要設(shè)計內(nèi)容、思路及工作流程</p><p><b>　　1.4.1設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　對古交xxxx通風(fēng)現(xiàn)狀分析，根據(jù)當(dāng)

25、地的氣候條件、煤礦瓦斯/二氧化碳涌出量，結(jié)合該礦的實際生產(chǎn)能對其進行設(shè)計。</p><p>　?。?）熟悉xxxx的井田開拓及巷道布置，對整個礦井生產(chǎn)系統(tǒng)進行分析，從整體布局出發(fā)設(shè)計xxxx通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　?。?）xxxx的通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，從地質(zhì)環(huán)境因素和開采計劃兩方面考慮，合理的設(shè)計各個采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　?。?）采區(qū)風(fēng)量的計算與分配

26、，根據(jù)工作面和掘進的需要設(shè)計風(fēng)量。</p><p>　?。?）通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置，在必要的位置設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，確保風(fēng)流和風(fēng)量的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　1.4.2設(shè)計思路</b></p><p>　　根據(jù)對xxxx的初設(shè)進行系統(tǒng)性分析，了解有關(guān)礦區(qū)的安全概況和井田特征，利用所學(xué)專業(yè)知識參照參考資料計算礦井儲量確定礦井生產(chǎn)能力，目前該礦

27、只有南翼采區(qū)進行生產(chǎn)，根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識結(jié)合xxxx的實際情況，通過計算確定礦井各個巷道的用風(fēng)量，從而確定礦井的總風(fēng)量，并計算礦井的通風(fēng)阻力。從建設(shè)本質(zhì)安全型礦井出發(fā)設(shè)計合理和有效的通風(fēng)方案。</p><p><b>　　1.4.3工作流程</b></p><p><b>　?。?）收集資料；</b></p><p>　　

28、（2）分析影響生產(chǎn)安全的因素確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型；</p><p>　?。?）分析礦井巷道布置；</p><p>　?。?）分析地質(zhì)因素（礦井瓦斯、煤層自燃、高溫影響、煤層賦存及地質(zhì)構(gòu)造等）和</p><p>　　采礦計劃（服務(wù)年限、巷道參數(shù)、通風(fēng)設(shè)施等）的影響；</p><p>　?。?）初步確定通風(fēng)系統(tǒng)方案；</p>&l

29、t;p><b>　?。?）系統(tǒng)優(yōu)化；</b></p><p>　　（7）確定通風(fēng)系統(tǒng)方案。</p><p>　　2 井田概況及地質(zhì)特征</p><p><b>　　2.1井田概況</b></p><p><b>　　2.1.1交通位置</b></p>&l

30、t;p>　　山西xx煤焦化集團有限公司古交xxxx位于山西省古交市原相村以東，距古交市區(qū)約14km，古交至太原既有太(原)─古(交)一嵐(縣)鐵路，又有太佳公路相連，鐵路里程54km，公路里程49km。礦區(qū)內(nèi)，自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。礦井交通位置見圖2.1。</p><p>　　圖2.1 xxxx交通位置</p><p><b>　　2.1.2地

31、形地勢</b></p><p>　　本區(qū)位于呂梁山脈中段東翼，地勢南高北低，最高點在井田南部麻沿嶺，標(biāo)高1596.8m，最低點在井田北部原平川河谷，標(biāo)高1235m，最大相對高差361.8m。井田內(nèi)溝谷縱橫，切割劇烈，地形復(fù)雜，山頂黃土廣布，溝谷兩側(cè)基巖裸露，屬剝蝕侵蝕中山地貌，間有山間寬谷地貌。</p><p><b>　　2.1.3河流</b></

32、p><p>　　本區(qū)屬黃河流域汾河水系，原平南川河為井田內(nèi)僅有的河流，在井田西北部流過，屬季節(jié)性河流，干旱時斷流，雨季流量增大，一般流量為30L/s左右。</p><p>　　2.1.4氣象及地震</p><p>　　井田屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)域，氣候冷熱多變，晝夜溫差較大，四季分明，年平均氣溫9.5℃，降水量主要集中在7、8、9月份，年降水量338.1～632.6mm，蒸

33、發(fā)量為771.9～1240.1mm，蒸發(fā)量是降水量的2倍。霜凍期為10月中旬至次年的3～4月份，最大凍土深度為0.5～0.8m。風(fēng)向以西北風(fēng)為主。</p><p>　　根據(jù)《中國地質(zhì)動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)動峰值加速度為0.15g。</p><p><b>　　2.1.5經(jīng)濟概況</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)居

34、民多數(shù)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，少數(shù)人參加煤炭采掘或其它工業(yè)生產(chǎn)。礦區(qū)內(nèi)多為貧脊的山地，農(nóng)作物以小米、高梁為主，畜牧業(yè)也占有一定比例。區(qū)內(nèi)工業(yè)較少，主要是鄉(xiāng)村、個體辦小冶煉，其它工業(yè)不發(fā)達。建材除鋼材、水泥外，其它如石灰、磚瓦、砂石均可就地解決。</p><p>　　2.1.6礦區(qū)開發(fā)史</p><p>　　本區(qū)煤層埋藏較深，未受到小窯開采破壞，與井田相鄰的西山煤電集團公司馬蘭礦、屯蘭礦、東曲礦已開采

35、數(shù)年，其地質(zhì)條件和開采煤層的技術(shù)條件與本礦井相差不大，其建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)驗可作為本礦借鑒。</p><p><b>　　2.2地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　2.2.1地層</b></p><p>　　原相井田位于太原西山煤田西部，井田內(nèi)基巖裸露良好，出露地層多為石千峰組，僅在原平南川溝谷兩側(cè)有上石盒子組地層出露

36、。下石盒子組及以下地層均為鉆孔揭露，新生界分布于山頂上或溝谷內(nèi)?，F(xiàn)由老到新分述如下：</p><p>　?。?）奧陶系中統(tǒng)(O2)</p><p>　　厚400m左右，與下伏地層連續(xù)沉積，為煤系的底盤。煤田西部、北端廣泛分布，黃褐色泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r互層。奧陶系侵蝕面之下20-150m可見二個石膏帶，厚度分別為30m和20m，間夾白云質(zhì)灰?guī)r。石膏帶多呈灰色致密塊狀硬石膏。成為白色纖維石膏充

37、填于角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r之間。井田內(nèi)鉆孔揭露最大厚度為89.40m(9號孔)。</p><p>　?。?）石炭系中統(tǒng)本溪組(C2)</p><p>　　本組平行不整合于奧陶系中統(tǒng)之上。底部為山西式鐵礦，呈雞窩狀分布。其上由砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r夾煤線組成，屬海陸交互相沉積。井田內(nèi)僅9號鉆孔揭露該組地層，厚45.50m。</p><p>　?。?）石炭系上統(tǒng)太原組(C3)

38、</p><p>　　本組為井田內(nèi)主要含煤地層之一，底部以灰白色-粗粒石英砂巖K1(晉祠砂巖)與下伏本溪組整合接觸，海陸交互相沉積。由灰黑色泥巖、粉砂巖、砂巖、石灰?guī)r及4-5層煤組成，主要可采煤層6、8、9號煤賦存其中，地層厚度80.16-97.64m，平均87.77m。本組主要標(biāo)志層分述如下：</p><p>　?。?）二疊系下統(tǒng)山西組(P11) </p><p>

39、;　　本組為井田內(nèi)主要含煤地層之一。以北岔溝砂巖(K3)與下伏太原組整合接觸。屬陸相沉積，K3砂巖全井田普遍發(fā)育，厚1.80-15.65m，平均7.37m，巖性為灰白色石英、長石砂巖、粘土質(zhì)膠結(jié)，分選不好，次棱角狀。斜層理發(fā)育，含粉砂質(zhì)包裹體及炭質(zhì)包裹體。K3以上為一套泥巖、碎屑巖夾煤層的沉積，0l-04號煤賦存于其中。其中2號煤層全井田穩(wěn)定可采。全組厚39.45～68.57m，平均61.05m。</p><p>

40、;　　（5）二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P21)</p><p>　　底部以K4(駱駝脖砂巖)與下伏地層呈整合接觸。K4厚度變化較大，1.40-10.30m，平均4.03m。為粗中粒石英砂巖，分選不好，次棱角狀，粘土質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，斜層理發(fā)育，厚度及巖性變化較大，不易對比。其上為灰色、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖，頂部經(jīng)?？梢婖b狀、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的含有紫斑的粘土泥巖(俗稱桃花泥巖)，是確定上下石盒子組K6砂巖的良好輔助標(biāo)志。全組

41、厚84～142.8m，平均109.81m。</p><p>　?。?）二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P21)</p><p>　　厚400m左右，據(jù)巖性可分為上、下兩段：</p><p>　　下段(Pl-12)：以K6砂巖與下伏地層整合接觸。K6為一層灰綠色中-粗粒石英、長石砂巖，底部含礫，泥質(zhì)膠結(jié)，分選性差，次棱角狀，斜層理發(fā)育，一般厚8m左右，穩(wěn)定性差。其上為灰綠、紫色

42、泥巖與灰綠色砂巖互層，中上部夾黃色泥巖、下部夾鋁質(zhì)泥巖。含鐵錳質(zhì)鮞粒。厚200m左右。</p><p>　　上段(Pl-22)：以一層含有肉紅色正長石較多的黃綠色砂巖(K7)為基底，K7砂巖底部含有石英、燧石礫，分選、磨圓度不佳，交錯層理十分發(fā)育，厚一般10m左右。其上為砂質(zhì)泥巖夾有薄層砂巖，砂質(zhì)泥巖黃綠色漸少，紫色也漸變?yōu)榻{紫色，厚200m左右。</p><p>　　（7）二疊系上統(tǒng)石千

43、峰組(P22)：</p><p>　　在井田內(nèi)廣泛出露，厚＞200m，底部以一層紫色厚層狀含礫中-粗粒砂巖(K8)與上石盒子組分開，礫石多為肉紅色石英及燧石，磨圓度較好，分選不佳。泥質(zhì)膠結(jié)，疏松，風(fēng)化后呈渾圓狀，厚度7m左右。其上以紫色、磚紅色為主的砂質(zhì)泥巖與砂巖互層，間夾3-4層結(jié)核狀淡水灰?guī)r。</p><p>　?。?)新生界第三系上新統(tǒng)(N2)</p><p>

44、;　　分布于井田中部溝谷兩側(cè)，厚0-55m，平均20m，不整合覆蓋于下伏基巖之上。底部為膠結(jié)或半膠結(jié)狀礫巖，礫石以石灰?guī)r、變質(zhì)巖為主，磨圓度較好，上部為鮮紅色粘土，含粉砂質(zhì)較多，夾2-3層鈣質(zhì)結(jié)核。</p><p>　　(9）第四系中更新統(tǒng)(Q2)</p><p>　　厚0-30m，平均15m，多與保德紅土同地賦存。不整合覆蓋于下伏基巖之上，為淡紅色粘土、砂質(zhì)粘土，中下部含大量鈣質(zhì)結(jié)核。&

45、lt;/p><p>　　(10)第四系上更新統(tǒng)(Q3)</p><p>　　廣泛分存于井田中部及東部山梁之上，與Q2平行不整合接觸。本組為黃灰色黃土，垂直節(jié)理發(fā)育，底部有卵狀鈣質(zhì)結(jié)核，地表多為耕地。厚0-20m，平均10m。</p><p>　?。?1)第四系全新統(tǒng)近代沖積層(Q4)</p><p>　　主要分布于原平南川及其它溝谷底部，厚0～3

46、0m，平均15m，與下伏基巖為不整合接觸，主要以砂、礫石為主，礫石成分以砂巖、石灰?guī)r等為主，分選不好。</p><p><b>　　2.2.2地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　原相井田位于太原西山煤田馬蘭向斜西翼，井田內(nèi)主要褶曲構(gòu)造為馬蘭向斜和深且溝背斜，受其控制，地層總體走向NNW-NWW，與褶曲軸基線平行，傾角平緩，一般<10°，斷裂構(gòu)造在井田

47、北部較發(fā)育，均為正斷層，北東向展布，井田北部以原相北斷層(Fl65)為邊界，與馬蘭井田分開，斷層落差150m。井田內(nèi)主要褶曲、斷層、巖漿巖及陷落柱分述如下：</p><p><b>　　（1）褶曲</b></p><p>　　馬蘭向斜：馬蘭向斜為太原西山煤田的一級褶曲構(gòu)造，呈“S”型展布，在井田東北角穿過，走向NNW-NWW，本井田位于馬蘭向斜南段的向斜軸部及西翼，受

48、其控制，井田內(nèi)地層走向NNW-NWW，傾角5°左右。</p><p>　　深且溝背斜：位于井田西南部，軸向NNW，基本與馬蘭向斜軸平行展布，為馬蘭向斜的次級褶曲構(gòu)造，本背斜在地表不明顯。在煤層底板等高線圖中表現(xiàn)較明顯，兩翼平緩，傾角6-l0°，向南東傾伏。受其控制在井田西部地層走向及傾向變化較大。</p><p><b>　?。?）斷層</b>&l

49、t;/p><p>　　原相北正斷層(F165)：</p><p>　　位于原相村北，走向北東，傾向北西，傾角70～80°，落差50～150m，延伸約6000m，為井田北界。</p><p>　　原相南正斷層(F168)：</p><p>　　位于原相村，走向北東，傾向南東，傾角60～75°，在井田內(nèi)地表出露較差，井田內(nèi)5號鉆孔

50、在施工過程中鉆穿該斷層，山西組及太原組地層均受到破壞，煤層缺失，終孔層位為奧陶系石灰?guī)r，通過分析鉆探及測井資料認為該斷層在5號孔內(nèi)落差80m左右，斷層破碎帶寬度約60m。綜合分析該斷層落差10～80m，井田內(nèi)延伸約3500m。</p><p>　　原相北斷層與原相南斷層組合成地壘構(gòu)造，使井田北部邊界附近地層抬升，此外在F165與F168附近有FMl3、FMl4、FMl5等小型正斷層，落差4～8m，走向基本平行于F

51、165及F168，屬F165或F168次級斷裂構(gòu)造。</p><p><b>　?。?）巖漿巖</b></p><p>　　在井田西部距井田7km處有狐偃山火成巖，火成巖多呈巖床或巖脈，沿斷層裂隙帶或煤層等軟弱地層侵入，為傾斜體。巖體主要為正長斑巖，斑晶較大，多呈方柱狀，地表風(fēng)化后呈黃灰色、白色。從區(qū)域構(gòu)造來看，火成巖應(yīng)屬中生代燕山期的產(chǎn)物。</p>&

52、lt;p>　　據(jù)馬蘭礦井地質(zhì)資料，該火成巖體在北社斷層以東約2000m的范圍內(nèi)對煤層及煤質(zhì)有不同程度的破壞和影響。再往東對煤層、煤質(zhì)均沒有影響，據(jù)此推斷狐偃山火成巖對本井田內(nèi)煤層、煤質(zhì)均沒有影響。</p><p><b>　?。?）陷落柱</b></p><p>　　井田在勘探過程中未發(fā)現(xiàn)陷落柱，據(jù)馬蘭礦井地質(zhì)資料分析，在馬蘭井田西北部陷落柱較發(fā)育，這一地段煤層

53、埋藏較淺，再往東及東南陷落柱不發(fā)育，本井田位于馬蘭井田西南外圍，煤層埋藏深度大，故推測本井田陷落柱不發(fā)育。</p><p>　　綜合分析全井田地質(zhì)構(gòu)造特征，井田地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類即一類。</p><p>　　2.2.3煤層及煤質(zhì)</p><p><b>　?。?）煤層</b></p><p>　　井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系

54、下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含煤14層，自上而下編號依次為01、02、03、1、2、3、4上、4、6、7、8、9、10、11號。含煤地層總厚148.82m，煤層總厚13.2lm，含煤系數(shù)8.9％?？刹杉熬植靠刹擅簩佑?2、2、4、6、8、9號6層，煤層總厚11.24m，可采含煤系數(shù)7.6％。山西組賦存01-4號8層煤，煤層總厚5.76m，地層厚61. 05m，含煤系數(shù)9.4％?？刹杉熬植靠刹擅簩佑?2、2、4號3層，煤層總厚4.24

55、m，可采含煤系數(shù)6.9％。太原組賦存有6-11號6層煤，煤層總厚7.84m，地層厚87.77m，含煤系數(shù)8.9％?？刹擅簩佑?、8、9號3層，煤層總厚7.00m，可采含煤系數(shù)8.0％。各可采煤層賦存情況詳細敘述如下</p><p><b>　?。?）煤質(zhì)</b></p><p>　?、?物理性質(zhì)和宏觀煤巖特征</p><p>　　煤的顏色為黑色

56、，玻璃光澤，偶有絲絹光澤，參差狀，貝殼狀，內(nèi)生裂隙發(fā)育。外生裂隙較發(fā)育。以條帶狀結(jié)構(gòu)為主，并有線理狀，透鏡狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造以層狀構(gòu)造為主，也有塊狀構(gòu)造。</p><p>　　宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，鏡煤次之，絲炭少量。宏觀煤巖類型以半亮型煤、半暗型煤為主，暗淡型、光亮型煤較少。</p><p><b>　?、?顯微煤巖特征</b></p><p&

57、gt;　　本井田煤層有機顯微組分以鏡質(zhì)組為主，均占75％以上，其次為絲質(zhì)組，一般10-15％，最少為半鏡質(zhì)組5％左右；無機顯微組分一般5～15％，其中以粘土類為主，硫化鐵類少量或極少量，個別有碳酸鹽類。無機組分以分散狀、充填狀、團塊狀、粒狀分布于煤中。</p><p>　　鏡質(zhì)組油浸最大反射率1.35～1.76％，隨煤層層位降低而變大。因井田采樣點少，分布范圍小，平面分布規(guī)律性不明顯。本井田煤變質(zhì)階段屬第Ⅳ階段，

58、即焦煤階段。</p><p>　　2.2.4瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫</p><p><b>　?。?）瓦斯</b></p><p>　　根據(jù)焦作工學(xué)院2004年5月提供的《xxxx瓦斯涌出量預(yù)測》報告，礦井生產(chǎn)能力0.9Mt/a時，02、2號煤層瓦斯涌出量表2.1、2.2、2.3。</p><p>　　表2.1

59、回采工作面瓦斯涌出量</p><p>　　表2.2 掘進工作面瓦斯涌出量</p><p>　　表2.3 礦井各生產(chǎn)時期瓦斯涌出量</p><p>　　本井田無論前期、中期和后期都屬于高瓦斯礦井，且均有突出危險。</p><p><b>　?。?）爆炸性</b></p><p>　　地質(zhì)勘探中在

60、井田內(nèi)9號鉆孔中采取煤塵爆炸樣5個，試驗結(jié)果表明各煤層均有爆</p><p><b>　　炸性。</b></p><p><b>　?。?）煤的自燃</b></p><p>　　地質(zhì)勘探中在井田內(nèi)9號孔采有煤的自燃樣5個，試驗結(jié)果表明還原樣與氧化樣的</p><p>　　差值ΔT。為16-32℃，本

61、井田煤層不自燃或不易自燃。</p><p><b>　?。?）地溫</b></p><p>　　地質(zhì)勘探中在8號鉆孔中進行了井溫測量，地溫梯度為2.29℃／100m，屬地溫正常區(qū)。</p><p><b>　　2.2.5水文地質(zhì)</b></p><p><b>　?。?）含水層</b

62、></p><p>　?、?奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層組</p><p>　　本統(tǒng)巖性以石灰?guī)r和白云巖為主，其次為白云巖、角礫狀泥灰?guī)r及石膏等，含水層由多層石灰?guī)r、泥灰?guī)r組成，井田內(nèi)無抽水試驗資料，西鄰馬蘭井田距井田7km處的547號孔上馬家溝組與峰峰組混合抽水試驗，單位涌出量為0.64L／s·m，滲透系數(shù)為4.04m／d水位標(biāo)高951.25m。井田奧灰埋藏深，據(jù)推測，井田

63、奧灰水富水性弱。井田內(nèi)9號鉆孔揭露奧灰89.40m，經(jīng)穩(wěn)定水位，水位標(biāo)高971.55m。</p><p>　?、?太原組石灰?guī)r溶蝕裂隙含水層組</p><p>　　太原組碎屑巖中間夾有L1、K2、L4、L5等石灰?guī)r、泥灰?guī)r，一般單層厚度1～3m，賦存段距20m左右，位于煤層附近，是礦床的直接充水含水層，鉆孔揭露本組時，水位及耗水量無變化，說明含水層富水性弱。馬蘭井田距本井田6-7km處的M

64、46、563號孔抽水試驗，單位涌水量為0.00006-0.0081L/s·m，滲透系數(shù)為0.44m/d，水位標(biāo)高1104.60-1206.06m。</p><p>　?、?山西組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　含水層主要為K3及2號煤至K4間的砂巖，K3砂巖厚約15m，為中-粗粒砂巖，2號煤至K4間砂巖不穩(wěn)定，鉆孔揭露山西組時，水位及耗水量基本無變化，說明含水層賦水性弱。&

65、lt;/p><p>　?、?石盒子組及石千峰組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　井田內(nèi)溝谷中廣泛出露，含水層主要由多層砂巖組成，有少量小于0.10L/s的泉水出露，近地表風(fēng)化裂隙帶富水性較強。部分鉆孔在本組涌水，井田南側(cè)距井田3km處的P23號孔涌水量較大，據(jù)放水試驗資料，井口流量為0.383L／s，單位涌水量為0.069L／s·m，據(jù)推測本組深部含水層富水性弱。</p&g

66、t;<p>　?、?第四系砂礫石層孔隙含水層</p><p>　　分布于原平河河谷中的第四系砂礫石層，厚0～12m，含孔隙潛水。</p><p><b>　?。?）隔水層</b></p><p>　　奧陶系頂界至9號煤層底板間的巖層厚70m左右，以泥質(zhì)巖類為主，可視為隔水層。</p><p>　　石炭系、二

67、迭系含水層間為較厚的泥質(zhì)巖層，可視為隔水層。</p><p>　　（3）水文地質(zhì)條件評述</p><p>　　井田內(nèi)基巖含水層多數(shù)處于深埋區(qū)，受補給條件和巖溶、裂隙發(fā)育程度的控制，富水性弱，因此，井田水文地質(zhì)條件簡單。</p><p>　　山西組煤層，其主要充水含水層為本組及其上鄰近層的砂巖裂隙含水層，屬裂隙充水礦床；太原組煤層，其主要充水含水層為本組的石灰?guī)r溶蝕裂

68、隙含水層，屬巖溶充水礦床。</p><p>　　井田內(nèi)無礦井和老窯分布，礦井充水水源主要為二疊系砂巖裂隙含水層和石炭系太原石灰?guī)r溶蝕裂隙含水層，這些含水層富水性均較弱，不會對煤層開采造成威脅。</p><p>　　井田內(nèi)9號煤層底板最低標(biāo)高480m，奧灰至9號煤底板間隔水層厚度約70m左右，奧灰水位標(biāo)高若按970m計算，煤層底板所承的水壓可達4.8MPa，根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中突水系數(shù)

69、計算公式計算(采礦對底板隔水層的擾動破壞厚度取l0m)，得出奧灰水對9號煤礦床突水系數(shù)可達0.08Mpa/m，大于受破壞地段的臨界突水系數(shù)0.06MPa/m，小于正常段的臨界突水系數(shù)0.15MPa/m，考慮到奧灰富水性弱，奧灰水一般不會對煤層開采造成危害。</p><p><b>　?。?）礦井涌水量</b></p><p>　　地質(zhì)報告提供的礦井涌水量估算值為45～

70、60m3/h，根據(jù)鄰近的馬蘭礦井涌水量資料及井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造等情況分析，預(yù)計礦井正常涌水量120m3/h，最大涌水量250m3/h。</p><p>　　3 井田開拓及采區(qū)布置</p><p><b>　　3.1井田開拓</b></p><p>　　3.1.1井田境界及儲量</p><p>　　井田四周除北界以原相北斷層

71、為天然邊界外，其余均為人為邊界。井田西北部與馬蘭井田以原相北斷層為界，北鄰?fù)吞m井田，東北部與東曲井田相鄰。</p><p>　　井田形狀為一較規(guī)則的梯形，東西長約4.8km，南北寬約4.8km，面積18.2504km2。</p><p>　　參與儲量計算的煤層有02、2、4、6、8、9號6層煤，計算范圍以井田邊界，可采邊界線所限定。</p><p>　　儲量計算工業(yè)

72、指標(biāo)按《煤炭資源勘探規(guī)范》中煉焦用煤的標(biāo)準(zhǔn)確定，能利用儲量的最低可采厚度為0.7m，最高可采灰分40％；暫不能利用儲量的最低可采厚度為0.6m，最高可采灰分50％。全井田上組煤設(shè)計可采儲量46839kt，下組煤設(shè)計可采儲量83846kt。全礦井設(shè)計可采儲量合計為130685kt</p><p>　　3.1.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　礦井年工作日300d，每天兩班生產(chǎn)

73、，一班準(zhǔn)備，每日凈提升時間14h。井田內(nèi)山西組02、2、4號三層煤可采厚度均較小，且煤層瓦斯含量較高，這些不利因素又制約著礦井生產(chǎn)能力不能過高。</p><p>　　根據(jù)回采工作面年推進度的合理取值，根據(jù)煤層瓦斯含量較高，要求以風(fēng)定產(chǎn)等綜合分析，礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力0.9Mt/a，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)留有1.2Mt/a能力礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按0.9Mt/a計算，礦井服務(wù)年限為104 (a)其中：第一水平(上組煤)服務(wù)年限37

74、a，二水平(下組煤)服務(wù)年限67a。</p><p><b>　　3.1.3礦井開拓</b></p><p>　?。?）井筒位置的選擇</p><p>　　工業(yè)場地的位置決定著井筒的位置，由地面、井下一系列因素綜合考慮確定。xxxx井田內(nèi)地形復(fù)雜，溝谷縱橫，切割劇烈，山頂黃土廣布，溝谷兩側(cè)基巖裸露，工業(yè)場地的選擇比較困難，經(jīng)地面地形實地踏勘，并

75、結(jié)合井田內(nèi)煤層賦存特點，設(shè)計將礦井工業(yè)場地選擇在原平河川原相鄉(xiāng)北東側(cè)lkm的河灘地帶。場地往北距公司焦化廠約8km。</p><p>　　古交xxxx煤層埋藏深，瓦斯含量大，井田構(gòu)造為一平緩的單斜構(gòu)造。結(jié)合地面地形條件以一對斜井+730m單水平開發(fā)全井田上組煤，工業(yè)場地選擇在原平河川原相鄉(xiāng)北東lkm的河灘地帶。主斜井井筒傾角22°，斜長1356m，裝備lm寬大傾角強力膠帶輸送機和架空乘人器，擔(dān)負礦井主提

76、升和人員升降；副斜井井筒傾角22°，斜長1355m，裝備1.5t礦車雙鉤串車作為輔助提升，在主斜井以南71m處布置專用回風(fēng)立井。上組煤采用聯(lián)合布置，由于4號煤層厚度太小，因此，沿2號煤層分別布置軌道運輸大巷，膠帶運輸大巷，沿02號煤層布置兩條回風(fēng)大巷，采用分層開采，全井田上組煤共劃分四個采區(qū)，首采區(qū)選擇在一采區(qū)。礦井下組煤距第一開采水平垂深約80m，下組煤開拓主、副運輸采用暗斜井延伸方式，回風(fēng)立井直接延伸，下組煤8、9號層間距

77、5m左右，采用聯(lián)合布置，下組煤中的6號煤層為大部可采煤層，位置處于上、下組煤中間，因此，6號煤開拓巷道單設(shè)置，與第一水平間仍采用下組煤開拓暗斜井聯(lián)系。全井田下組煤同樣劃分為四個采區(qū)。</p><p>　　為減少礦井通風(fēng)阻力，后期在井田東部，張家山村西部700m處布置一個進風(fēng)立井和一個回風(fēng)立井。</p><p>　　（2）水平劃分及大巷布置</p><p>　　井田內(nèi)

78、煤層平緩，傾角3～5°，上組煤02、2和4號煤層，為近距離煤層群，設(shè)計考慮聯(lián)合開采。根據(jù)本井田煤層賦存條件和開采條件，設(shè)計確定上組煤采用一個水平聯(lián)合開采，水平標(biāo)高為+730m。下組煤距上組煤約80m，考慮以暗斜井延深開拓新水平，下水平標(biāo)高+650m。上組煤+730m水平布置南翼大巷，分別為膠帶運輸大巷、軌道運輸大巷和回風(fēng)大巷，四條大巷，相互平行，膠帶大巷、軌道大巷均沿2號煤層布置，回風(fēng)大巷沿02號煤層布置。</p>

79、<p>　?。?）采區(qū)劃分及開采順序</p><p>　　全井田上組煤共劃分為四個采區(qū)，首采區(qū)布置在井底車場附近的一采區(qū)。該采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，采區(qū)上組煤設(shè)計可采儲量為46839kt，服務(wù)年限37a。采區(qū)開采順為：一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)。</p><p><b>　　3.2采區(qū)布置</b></p><p>&l

80、t;b>　　3.2.1運輸方式</b></p><p>　　根據(jù)井田開拓部署，結(jié)合該礦采掘機械化裝備水平較高，初期工作面布置距井底車場較近，煤炭運量大且集中，大巷煤炭運輸方式考慮了膠帶運輸和礦車運輸兩種方式，經(jīng)綜合比較大巷煤炭運輸用膠帶輸送機較為合理，其主要優(yōu)點如下：</p><p>　?。?）膠帶輸送機具有運輸能力大，與回采工作面膠帶順槽形成連續(xù)運輸，效率高，</

81、p><p>　　營運費用低，操作簡單，管理方便，易于實現(xiàn)自動化管理。</p><p>　?。?）膠帶運輸與礦車運輸相比具有運輸環(huán)節(jié)少，主輔運輸互不干擾，事故率低等優(yōu)點。</p><p>　　3.2.1輔助運輸方式</p><p>　　結(jié)合該礦實際情況，礦井可選擇的輔助運輸方式有調(diào)度絞車牽引礦車及無極繩絞車牽引礦車兩種方式。鑒于該礦采掘設(shè)備機械化裝

82、備水平較高，礦井全員效率高，輔助運輸量小，運輸距離短，本著投資低，易于操作的原則，設(shè)計確定大巷輔助運輸方式初期采用調(diào)度絞車牽引礦車，后期采用無極繩絞車牽引礦車運輸。其優(yōu)點是技術(shù)工藝簡單，操作便利，對煤層產(chǎn)狀變化適應(yīng)性強，投資少。</p><p><b>　　3.2.3礦車選型</b></p><p>　　礦井移交生產(chǎn)后，井下大巷大部分為煤巷，掘進煤均由膠帶輸送機、刮板

83、輸送機進入主煤流系統(tǒng)，井下輔助運輸主要是人員、材料、設(shè)備和部分巷道掘進矸石的運輸，根據(jù)礦井設(shè)計規(guī)模，礦車選用1.5t系列礦車，鑒于首采區(qū)布置在井底車場附近，初期井下不考慮人員運輸。</p><p>　　3.2.3 運輸設(shè)備選型</p><p><b>　?。?）膠帶運輸設(shè)備</b></p><p>　　根據(jù)礦井開拓布置和運量的要求，井下煤炭運輸

84、采用帶式輸送機的運煤方式，帶式輸送機運量大，運輸系統(tǒng)簡單，用人少，效率高，事故少，生產(chǎn)潛力大，便于實現(xiàn)集中和自動控制，使運輸提升連續(xù)化，可以充分發(fā)揮綜采機械設(shè)備的生產(chǎn)能力，確保礦井高效穩(wěn)產(chǎn)。</p><p>　　（1）驅(qū)動方式的選擇</p><p>　　+730m水平大巷帶式輸送機根據(jù)對驅(qū)動方式的多方案綜合比較，采用TRANSFLUID KX系列液力偶合驅(qū)動方案。</p>

85、<p>　　KX系列液力偶合器采用特殊的，已申請專利的油循環(huán)設(shè)計，用于啟動電動機拖動的大煤量設(shè)備。</p><p>　　KX型液力偶合器中包含兩個腔室，通過與管相連接，由于壓差的原因，油液通過勺管從一個腔室流動到另一個腔室，最后通過設(shè)置在外部的可調(diào)節(jié)閥進入液力偶合器主循環(huán)園。這種液力偶合具有非常低的起動力矩，較長的啟動時間、非常低的電動機起動電流，非常好的隔離了被驅(qū)動設(shè)備的慣性影響。</p>

86、<p>　　啟動力矩可低于電動機額定力矩的50％；啟動力矩限制為電動機額定力矩的130％直至80％；允許徑向拆除，無需移動電動機和被驅(qū)動設(shè)備，更換(或檢修)液力偶合器無需重新調(diào)整同心度；配置保護易熔塞，但當(dāng)易熔塞熔化后，油液僅從工作循環(huán)園流人后輔腔；避免了油液噴出。更換易熔塞后，液力偶合器即可重新投人工作；軸承已加油脂潤滑；并配置雙唇氟橡膠密封保護；可使用經(jīng)過處理的水作為工作介質(zhì)；啟動時間可通過外設(shè)可調(diào)節(jié)閥調(diào)整，調(diào)整時間最

87、長可達90秒。</p><p><b>　?。?）膠帶選擇：</b></p><p>　　采用PVG全塑整芯帶 (MTl47—95)。</p><p>　　（3）拉緊裝置的選擇：</p><p>　　采用液壓絞車拉緊方式。</p><p>　　（4）制動器和逆止器的選擇</p>&l

88、t;p>　　根據(jù)安全工程的要求，+730m大巷帶式輸送機屬上運膠帶機，故制動器，逆止器均需設(shè)置，本設(shè)計擬采用高速油液壓推桿制動器和高速軸用非接觸式逆止器。。</p><p><b>　　3.3采煤方法</b></p><p>　　3.3.1采煤方法的選擇及其依據(jù)</p><p>　　礦井初期開采山西組02和2號煤層。02號煤層厚度0.5～

89、2.6m，平均1.64m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含或含l～2層夾石，屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。頂板多為泥巖及砂質(zhì)泥巖；底板多為泥巖及粉砂巖。2號煤層厚度1.40～2.00m，平均1.83m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾石。屬全井田可采的穩(wěn)定煤層。頂板多為粉砂巖及砂質(zhì)泥巖；底板多為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖。首采區(qū)02和2號煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角平緩，一般小于10°，煤層無自燃發(fā)火傾向，其開采條件適合于機械化開采。</p>

90、<p>　　根據(jù)井田開拓部署和02、2號煤層賦存條件以及礦井的其它開采條件，設(shè)計推薦采用傾斜長壁綜采一次采全高的采煤方法，頂板管理采用全部垮落法。</p><p>　　3.3.2工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備選型</p><p>　　根據(jù)首采區(qū)02號煤層賦存條件，結(jié)合地方煤礦生產(chǎn)及技術(shù)管理水平，礦井投產(chǎn)初期裝備一個綜采工作面，采用雙滾筒采煤機割煤，可彎曲刮板輸送機及可伸縮膠帶

91、輸送機運煤。綜采工作面主要設(shè)備選型見表 3.1</p><p>　　表3.1 設(shè)備選型</p><p>　　3.3.3工作面頂板管理方式及支護設(shè)備選型</p><p>　　根據(jù)02、2號煤層厚度及頂板巖性，回采工作面頂板支護采用ZZ4400/14/28型液壓支架，頂板管理采用全部垮落法。</p><p>　　3.3.4回采工作面回采方向&l

92、t;/p><p>　　根據(jù)巷道布置形式及開采方法，工作面采用傾斜長壁后退式開采法，采用整層“扒皮式”開采。</p><p>　　3.3.5工作面參數(shù)的確定</p><p>　　（1）回采工作面長度</p><p>　　根據(jù)首采區(qū)煤層賦存條件、開采條件及選擇的采煤設(shè)備，結(jié)合地方煤 礦生產(chǎn)及管理水平和礦井設(shè)計生產(chǎn)能力等因素，確定礦井初期綜采工作面長度

93、200m。</p><p>　?。?）回采工作面循環(huán)數(shù)、年推進度、單產(chǎn)確定</p><p>　　根據(jù)工作制度和采煤時間，工作面日進12刀，日進7.2m，正規(guī)循環(huán)率按0.95%計算，年推進度2052m,則工作面單產(chǎn)為：</p><p>　　Q采=L×V×m×γ×C（3-1）</p><p>　　=200

94、×2052×1.64×1.39×0.95</p><p>　　=888770 t/a =0.889 Mt/a</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q采———工作面年產(chǎn)量，Mt/a；</p><p>　　L ———工作面長度，m；</p>&l

95、t;p>　　m———工作面煤層采高，m；</p><p>　　γ———煤層容重，t/m3；</p><p>　　C———采區(qū)回采率，0.95。</p><p>　　考慮10%的掘進出煤，礦井總產(chǎn)量為：</p><p>　　Q= Q采×（1+10%）=0.978 Mt/a</p><p>　　滿足礦井生產(chǎn)

96、能力要求。</p><p><b>　　4 礦井通風(fēng)設(shè)計</b></p><p>　　礦井采用機械抽出式通風(fēng)方式。</p><p>　　依據(jù)井田開拓部署及煤層賦存條件，確定礦井初期采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主、副斜井進風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。后期在井田東部張家山村附近新增進、回風(fēng)立井，以解決礦井后期通風(fēng)問題，故礦井后期采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)。</p

97、><p><b>　　4.1采區(qū)通風(fēng)設(shè)計</b></p><p>　　4.1.1 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)要求</p><p>　　（1）每一個采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷實行分區(qū)通風(fēng)[1]。</p><p>　　（2）采煤工作面和掘進工作面都應(yīng)采取獨立通風(fēng)。</p><p>　?。?）煤層傾角大于的回采工作面都應(yīng)采取

98、上行通風(fēng)，如采用下行通風(fēng)時，必須報礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守下列規(guī)定：</p><p>　　①回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s，不大于4m/s；</p><p>　　②機電設(shè)備設(shè)在風(fēng)道時，回采工作面回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%，并應(yīng)裝瓦斯自動檢測報警斷電器；</p><p>　?、圻M回風(fēng)巷中必須布置消防供水管路。</p><p>　?、軕?yīng)有能

99、夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入風(fēng)流的安全措施。在有煤和瓦斯突出的危險的、傾角大于的煤層中，嚴禁采用下行通風(fēng)；</p><p>　?、蓍_采有煤塵爆炸危險的礦井，在井下的兩翼、相鄰的采區(qū)和相鄰的煤層，都必須用水棚隔開，在所有運輸巷道和回風(fēng)巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。</p><p>　　（4）采煤工作面和掘進工作面的進風(fēng)、回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。水采工作面由采空區(qū)和冒落區(qū)回風(fēng)時，

100、必須使水采工作面有足夠的新鮮風(fēng)流，保證水采工作面及其回風(fēng)巷中的瓦斯和二氧化碳濃度都符合規(guī)定。</p><p>　　4.1.2采煤工作面上行通風(fēng)與下行通風(fēng)的選擇</p><p>　　上行通風(fēng)與下行通風(fēng)是指進風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道時，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動，稱上行通風(fēng)，否則是下行通風(fēng)。同向與逆向通風(fēng)指風(fēng)流方向與煤流方向之間的關(guān)系而言。風(fēng)流方

101、向與煤炭運輸方向一致時稱為同向通風(fēng)，否則為逆向通風(fēng)。</p><p>　　上行風(fēng)與下行風(fēng)的適用條件及優(yōu)缺點</p><p>　?。?）上行風(fēng)的適用條件及優(yōu)缺點：瓦斯比空氣的密度小，有一定的上浮力，能較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛?，在正常風(fēng)速下，瓦斯分層流動和局部積累的可能性比較?。徊捎蒙闲型L(fēng)時，工作面運輸平巷中的運輸設(shè)備位于新鮮分流中，安全性比較好；工作面發(fā)生火災(zāi)時，采用上行通風(fēng)在起火地點發(fā)

102、生瓦斯爆炸的可能性比下行通風(fēng)要小些；除淺礦井的夏季之外，采用上行通風(fēng)時，采區(qū)進風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機械風(fēng)壓的作用方向相同，對通風(fēng)有利；上行風(fēng)流方向與運煤方向相反，易引起煤塵飛揚，使采區(qū)工作面進風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大；煤炭在運輸過程中所釋放出的瓦斯被上行風(fēng)流帶入工作面，使進風(fēng)流和工作面風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面的安全衛(wèi)生條；，采用上行風(fēng)時進風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長，風(fēng)流溫度會由于受到壓縮和地溫的升高而升高，又加

103、上運輸巷內(nèi)設(shè)備運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量對風(fēng)流的加熱作用，故上行通風(fēng)比下行通風(fēng)工作面的氣溫要高些。</p><p>　?。?）下行風(fēng)與下行風(fēng)的適用條件及優(yōu)缺點：煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些；空氣被加熱的程度較?。环较蚺c瓦斯自然流向相反，保持足夠的風(fēng)速就能具有對瓦斯較強的擾動和混合能力，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象；運輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運轉(zhuǎn)，安全性較差；下行通風(fēng)在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性大，且滅火工作困難；降低了礦

104、井的通風(fēng)能力，主要風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)有停風(fēng)和反風(fēng)的可能。</p><p>　　該礦井煤層傾角3ｏ—5ｏ屬于近水平煤層，瓦斯相對涌出量31.39m3/min，屬于瓦斯災(zāi)害礦井，需要稀釋瓦斯?jié)舛龋捎谕咚姑芏缺瓤諝庑?，如果選擇上行通風(fēng)，會造成瓦斯與空氣分層流動引發(fā)事故，因此選擇下行通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　4.1.3工作面通風(fēng)系統(tǒng)的選擇</p><p>　　確定采煤工作

105、面的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較</p><p>　　表4.1 通風(fēng)系統(tǒng)分類變</p><p>　　工作面的回采順序有前進式和后退式。前進式與后退式相比，回采時不用提前掘出回采巷道，可以邊采邊掘，但是回采巷道的上、下順槽的維護費用多。并且新鮮風(fēng)流首先通過采空區(qū)，漏風(fēng)嚴重且風(fēng)流會帶著采空區(qū)涌出的瓦斯進入工作面，容易使瓦斯超限。煤層本身具有瓦斯涌出量大，前進式通風(fēng)使工作面的瓦斯?jié)舛认♂尷щy，故考慮采

106、用后退式回采順序。經(jīng)過比較幾種通風(fēng)系統(tǒng)，考慮到為了稀釋瓦斯?jié)舛?，為了防止上隅角瓦斯積聚，保證工作面風(fēng)流新鮮，采用U+I型通風(fēng)，考慮到工作面風(fēng)量比較大，故進風(fēng)選擇兩條巷道即軌道皮帶順槽和進風(fēng)順槽同時進風(fēng)，如4.1圖所示</p><p>　　圖4.1 工作面通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　4.2掘進工作面通風(fēng)</p><p>　　根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進區(qū)域煤巖層的

107、自然條件以及掘進工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類型和直徑，計算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機。</p><p>　　4.2.1局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原則</p><p>　　局部通風(fēng)機是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計原則可以歸納如下</p><p>　　（1）礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)

108、計應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；</p><p>　?。?）局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟合理和技術(shù)先進；</p><p>　　（3）盡量采用先進技術(shù)先進的低噪、高效型局部通風(fēng)機；</p><p>　?。?）壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；</p><p>　?。?）當(dāng)一臺

109、風(fēng)機不能滿足通風(fēng)要求時可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機聯(lián)合運行。</p><p>　　4.2.2局部通風(fēng)的方式選擇</p><p>　　局部通風(fēng)機通風(fēng)是利用局部通風(fēng)機作為通風(fēng)動力，用風(fēng)筒吧新鮮風(fēng)流導(dǎo)入掘進工作面中，為工作人員提供氧氣，降低工作面溫度，排除瓦斯等有害氣體，改善工作面工作環(huán)境，保證工作面的人身財產(chǎn)安全。局部通風(fēng)機的通風(fēng)方式分為三種：壓入式、抽出式、混合式。</p><

110、;p><b>　?。?）壓入式通風(fēng)</b></p><p>　　壓入式通風(fēng)，局部通風(fēng)機和啟動裝置安設(shè)在離掘進巷道10m以外的進風(fēng)巷道中，局部通風(fēng)機經(jīng)過風(fēng)筒把新鮮風(fēng)流送入掘進工作面，污風(fēng)沿掘進巷道排出，風(fēng)流從風(fēng)筒出口形成的射流屬于末端封閉的有限貼壁射流。氣流貼著巷道壁射出風(fēng)筒后，由于吸卷作用，射流斷面不斷擴大，直到射流斷面達到最大值，此段為擴張段，然后射流斷面逐漸縮小，直到為零，這段稱為