礦井礦井通風(fēng)系統(tǒng)課程設(shè)計

1、<p><b>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 </b></p><p>　　《通風(fēng)安全學(xué)》課程設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、 擬定礦井的開采范圍和開采、開拓系統(tǒng)- 4 -</p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征- 5 -</p&

2、gt;<p>　　2 井田境界與儲量- 12 -</p><p>　　二、 擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)- 18 -</p><p>　　三、礦井總風(fēng)量計算與分配- 19 -</p><p>　　四、礦井通風(fēng)總阻力計算- 25 -</p><p>　　五、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備- 30 -</p><p>&l

3、t;b>　　前 言</b></p><p>　　《礦井通風(fēng)》設(shè)計是學(xué)完《通風(fēng)安全學(xué)》課程后進行，是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1．進一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機應(yīng)用、文獻查閱、運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報告

4、撰寫等基本技能。</p><p>　　2．培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。</p><p>　　3．培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。</p><p>　　依照老師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。</p><p>　　設(shè)計中要求

5、嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹《煤炭工業(yè)設(shè)計政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計達到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。</p><p>　　擬定礦井的開采范圍和開采、開拓系統(tǒng)</p><p><b>　　摘要</b&g

6、t;</p><p>　　1．煤層地質(zhì)概況，礦區(qū)內(nèi)只有一層煤可全區(qū)開采，煤層平均傾角10°，相對瓦斯涌出量為13.84 m3/min,為低瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險。</p><p>　　2．井田范圍，走向長度4.7km，傾向長度3.7km。 </p><p>　　3．礦井生產(chǎn)任務(wù)，年產(chǎn)量為0.9Mt，本井田內(nèi)可采儲量為1.821×109t，服務(wù)

7、年限為155.5a。</p><p>　　4．礦井開拓方式及采區(qū)劃分，礦井采用立井多水平開拓。，單一煤層上山開采，大巷采用礦車運料、膠帶輸送機運煤。采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為大全高一次全厚采煤法。礦井開拓系統(tǒng)如附圖所示。主、副井布置在井田的中央，通過主要石門與東西向的運輸大巷相連通。總回風(fēng)巷布置在井田中央的上部邊界，回風(fēng)井分別布置在上山采區(qū)No.1、No.2的上部邊界中央，形成中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。<

8、;/p><p>　　5．采區(qū)布置圖如下、巷道布置圖見礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖、井巷尺寸見下表。</p><p>　　1-1上山采區(qū)劃分示意圖</p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1 井田概況</b></p><p>　　1.1.1 地理位置和交通條件<

9、/p><p>　　車集礦位于河南省永夏礦區(qū)東南部，行政區(qū)屬于永城縣茴村、高莊及候嶺三個鄉(xiāng)。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)116°30′，北緯33°57′。</p><p>　　井田中心西距永城縣15km，北距隴海鐵路夏邑車站77km，東距青（青龍山）阜（阜陽）鐵路百善車站15km，東南距礦區(qū)規(guī)劃鐵路接軌點青町車站35km（直線距離），距礦區(qū)規(guī)劃鐵路客運站8.5km。通往徐州市及宿縣的兩條

10、主干公路，分別從井田北部和南部通過，由新莊礦井至永城縣的公路從工業(yè)廣場門前穿過，交通非常方便。</p><p><b>　　1.1.2 河流</b></p><p>　　井田內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅有淮河支流沱河從井田南部由西向東流過，屬季節(jié)性河流，最高洪水位標(biāo)高+34.79m，年平均水位+30.39m。年平均流量2～3m3/s，最大流量380 m3/s。</p&g

11、t;<p>　　1.1.3 礦區(qū)氣候條件</p><p>　　本區(qū)屬季風(fēng)濕暖帶，為半濕潤半干燥的大陸性氣候。年最大降雨量1518.6mm，年平均降雨量861mm，最大月降雨量792.8mm，最大日降雨量207mm。年平均氣溫14.4℃，日最低氣溫-23.4℃，日最高氣溫-41.5℃，年蒸發(fā)量1809.9mm。</p><p>　　夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，平均風(fēng)速3.4m

12、/s，最大風(fēng)速20 m/s。</p><p>　　降雪期和冰凍期為11月至翌年3月。凍土深度一般10cm左右，最大19cm。</p><p><b>　　1.1.4 地震</b></p><p>　　永城縣屬郯城——蘆江地震帶影響范圍，地震烈度小于6度。經(jīng)河南省地質(zhì)局建議，對于特別重要的工程和建筑物，可提高一度設(shè)防。</p>&

13、lt;p>　　1.1.5 水源電源</p><p>　　井田內(nèi)第三、第四系含水量比較豐富，可作為礦井供水水源。</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有永城縣電廠，裝機容量1.5萬kW，供本縣工農(nóng)業(yè)用電。</p><p>　　在建的永城縣140kV變電站，是由地方集資興建的，經(jīng)夏邑、虞城到商丘，主要供地方用電。</p><p>　　礦區(qū)永久電源

14、由商丘220kV變電站供給。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　1.2.1 井田地形及煤系地層概述</p><p>　　本井田位于淮河沖積平原北部，地面自然標(biāo)高在+31～+34m之間。地形微向東南傾斜，地勢平坦。</p><p>　　精查地質(zhì)報告基本查明了井田的煤層賦存情況、構(gòu)造情況、煤質(zhì)以及水文地質(zhì)條件。&l

15、t;/p><p>　　本井田屬華北上古生界聚煤區(qū)，為新生界沉積物所掩蓋。據(jù)鉆孔揭露下伏地層由老至新有：中下奧陶統(tǒng)（O1-2）、中上石炭統(tǒng)（C2-3）及二疊系（P）。（柱狀圖見附圖）。</p><p>　?。?）中下奧陶統(tǒng)（O1-2）</p><p>　　本地層主要由灰色厚層狀石灰?guī)r、礫狀石灰?guī)r、豹皮狀石灰?guī)r以及白云質(zhì)灰?guī)r所組成?；?guī)r主要特征是質(zhì)純而致密，具多組極為發(fā)育的

16、裂隙，被方解石巖脈充填。在井田內(nèi)只有少數(shù)鉆孔揭露本地層，揭露最大厚度為117.6m。</p><p><b>　?。?）石炭系（C）</b></p><p>　?、僦惺拷y(tǒng)本溪組（C2）：本組地層下部主要為灰色鋁土質(zhì)泥巖，厚度一般為6m。上部主要為深灰色～灰色鋁土質(zhì)泥巖，灰色砂質(zhì)泥巖以及一層不穩(wěn)定的石灰?guī)r，厚度6～20m，一般厚14m。</p><

17、p>　　②上石炭統(tǒng)太原組（C3）：本組為一套典型的海陸交互沉積巖系。主要由12～15層薄～中厚石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂巖以及4～5層薄煤線交互沉積而成，厚度130～147m，一般137m。</p><p><b>　?。?）二疊系（P）</b></p><p>　?、傧露B統(tǒng)山西組（P1）：本組主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖，泥巖以及1～3層煤（二煤組）所組

18、成。厚度82～120m，平均厚度96m。</p><p>　?、谙露B統(tǒng)下石盒子組（P2）：本組主要由深灰色～灰色泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及4～6層煤（三煤組）組成，厚度45～95m，平均厚度84m。</p><p>　?、凵隙B統(tǒng)上石盒子組（P21）：本組地層厚約729m，主要由灰色砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂巖以及6～9層薄煤線交互而成。</p><p>　

19、?、苌隙B統(tǒng)石千峰組（P22）：本組地層主要由平頂山砂巖段，泥灰?guī)r性和石膏鈣核段組成，歡度為706m。井田內(nèi)僅有少數(shù)幾個鉆孔揭露，此地層為不連續(xù)地層。</p><p>　　（4）上第三系（N）：本地層屬河湖相沉積</p><p>　?、僦行陆y(tǒng)：本組厚度30～145m，平均厚度101m。主要由米黃～褐黃色中細(xì)砂巖、粉砂、粘土質(zhì)砂及砂質(zhì)粘土組成。</p><p>　?、?/p>

20、上新統(tǒng)（N2）：本統(tǒng)厚37～88m，平均厚70m。主要由砂質(zhì)粘土夾褐黃細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成。</p><p><b>　?。?）第四系</b></p><p>　?、俑陆y(tǒng)：本組厚度22～48m，平均厚度33m。主要有粉～細(xì)砂、粘土，局部為粘土。</p><p>　　②全新統(tǒng)：本組厚度14～32m，平均厚度21m。上部為黃色粘土質(zhì)砂為主，下

21、部為土黃～褐黃粉細(xì)砂。</p><p>　　1.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　車集井田位于永夏復(fù)式背斜中段東翼，新生界覆蓋層厚約180m，為全隱伏的單斜構(gòu)造，走向為北北東，于永夏復(fù)式背斜軸向基本一致，總的構(gòu)造明顯受永夏復(fù)式背斜控制。</p><p>　　井田內(nèi)以近南北向、北北向和北東向的正斷層為主。</p><p>　　井田構(gòu)造

22、屬于中等類型。</p><p>　　1.2.3 井田水文地質(zhì)</p><p>　?。?）含水層、隔水層及其特征</p><p>　　井田內(nèi)主要有9個含水層組，4個隔水層組。其中，新生界4個含水層組，1個隔水層組；二疊系石盒子組1個含水層組，1個隔水層組；二疊系山西組1個含水層組，1個隔水層段；石炭系太原群2個含水層組，1個隔水層段；奧陶系中下統(tǒng)1個含水層組。<

23、;/p><p>　?、俚谒南等陆y(tǒng)松散孔隙潛水含水層：此層厚21m左右，砂巖較發(fā)育，單位涌水量0.152～4.167×10-3/s.m2，滲透系數(shù)0.654～23.06m/d，水位受大氣降水影響，屬強含水層。</p><p>　?、诘谒南等陆y(tǒng)松散孔隙承壓水含水層：此層厚33m左右，中砂層厚21m，單位涌水量0.594×10-3/s.m2，屬中等含水層。</p>

24、<p>　　③上第三系上部松散孔隙承壓水含水層：此層厚70m左右，單位涌水量0.198～0.468×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.476～0.87m/d，屬中等含水層。</p><p>　?、苄律绲撞扛羲畬樱捍藢雍?1m左右，其中粘土層厚25m，可塑性好，分布廣泛且穩(wěn)定，為一良好隔水層。在16線以北變薄，起不到隔水作用。</p><p>　?、菹率凶咏M三煤組

25、頂板砂巖裂隙承壓水含水組：此組厚45m左右，含水層為中、細(xì)砂巖，單位涌水量0.000431～0.0399×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.00616～0.361m/d，屬弱等含水層。</p><p>　?、奚轿鹘M二2煤層頂板砂巖裂隙承壓水含水組：此組厚52m左右，含水層為中、細(xì)砂巖，單位涌水量0.000367～0.0804×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.00172～0.0338m/d，屬

26、弱等含水層。</p><p>　　⑦石盒子與山西組間隔水層：下石盒子組三煤組頂板砂巖含水層 山西組二2煤層頂板砂巖含水層之間有厚38m的泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土巖，且分布穩(wěn)定，起到了良好的隔水作用。</p><p>　?、嗌轿鹘M與太原群間隔水段：二2煤層底板太原組之間有50m左右的細(xì)、粉砂巖和泥巖，巖石致密，為良好的隔水層。</p><p>　　⑨太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙

27、承壓水含水組：此組厚32m左右。全井田發(fā)育穩(wěn)定，巖溶裂隙最為發(fā)育，單位涌水量0.125～0.793×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.801～4.904m/d，水量相對豐富，但不急條件不良，屬中等含水層。</p><p>　?、馓M下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水組：此組厚24m左右。單位涌水量0.121～1.216×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.703～7.473m/d，水量大，屬中等含水層

28、。</p><p>　　太原組上段與下段間隔水層段：太原組上段灰?guī)r含水組與下段灰?guī)r含水組之間主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖組成，為良好的隔水層。</p><p>　　奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水組：此組厚度不詳。單位涌水量0.00843～0.704×10-3/s.m2，滲透系數(shù)為0.0561～1.878m/d，巖溶裂隙發(fā)育不均，富水性明顯差異，屬中等～強含水層。</p>

29、<p><b>　?。?）礦井涌水量</b></p><p>　　地質(zhì)報告中預(yù)計礦井涌水量：正常727m3/h</p><p><b>　　最大923m3/h</b></p><p>　?。?）井田水文地質(zhì)類型</p><p>　　本井田主要開采下石盒子組三煤組和山西組二2煤層。三煤組

30、以巖層裂隙水為主，水文地質(zhì)條件簡單；二2 煤以底板巖溶裂隙水為主，水文地質(zhì)條件中等。</p><p>　　1.3 井田煤層特征</p><p>　　1.3.1 煤層埋藏條件及圍巖性質(zhì)</p><p>　　1）煤層的埋藏條件：本井田主要含煤地層為下二疊統(tǒng)山西組（含三煤）及下石盒子組（含煤4～6層）。兩組地層平均總厚177m，含煤7～9層。煤層總平均厚度10.82m

31、。主要可采煤層為二2、三22、三3、和三4煤層。</p><p>　　煤層風(fēng)氧化帶深度，通過煤芯煤樣化驗、分析定為由基巖頂界向下垂深20m。</p><p>　　2）走向、傾向及傾角：全井田煤系地層走向大致呈反“S”形展布，地層傾向南東，傾角一般為5°～20°。</p><p>　　3）本井田內(nèi)石炭系、二疊系均為含煤地層。各可采煤層具體埋藏特性如

32、下：</p><p>　?。?）二2煤層：位于山西組中下部，可采厚度為0.8～8.86m，平均厚度3.5m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅有一層厚度小于0.41m的夾矸，煤層賦存穩(wěn)定，煤層頂板多為砂質(zhì)泥巖及中細(xì)砂巖，底板多為砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。砂巖抗壓強度316～1063kg/cm2，泥巖抗壓強度433～612kg/cm2。</p><p>　?。?）三22煤層：位于下石盒子組中部的三煤組中，可采厚度為0

33、.8～3.13m，平均厚度1.6m。結(jié)構(gòu)較簡單，含夾矸1～2層，煤層比較賦存穩(wěn)定，煤層頂板多為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，底板多為炭質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖。砂質(zhì)泥巖抗壓強度222～314kg/cm2。砂巖抗壓強度312～859kg/cm2。</p><p>　　（3）三3煤層：位于下石盒子組中部的三煤組上部，可采厚度為0.8～3.16m，平均厚度1.62m。結(jié)構(gòu)比較簡單，為較穩(wěn)定煤層，煤層頂板多為泥巖及砂質(zhì)泥巖，底板多為砂質(zhì)泥巖

34、。泥巖抗壓強度386kg/cm2。砂巖抗壓強度498kg/cm2。</p><p>　?。?）三4煤層：位于下石盒子組中部的三煤組頂部，可采厚度為0.8～0.99m，平均厚度0.94m。結(jié)構(gòu)比較簡單，為局部可采煤層，煤層頂板多為泥巖及砂質(zhì)泥巖，底板多為砂質(zhì)泥巖。</p><p>　　具體車集礦可采煤層特征見表1-2。</p><p>　　表1-2 車集煤礦可采煤層

35、特征表</p><p>　　1.3.2 煤層特征</p><p><b>　?。?）煤的容重</b></p><p>　　煤的實體容重二2煤1.6t/m3，三22、三3、和三4煤1.5 t/m3。</p><p>　?。?）煤的工業(yè)分析及用途</p><p>　　本井田各可采煤層均以高變質(zhì)程度

36、的年輕無煙煤為主，其次為天然焦，個別煤層有少量貧煤點。</p><p>　　二2煤層發(fā)熱量QDfr＝7400cal/g，QDfT＝8400 cal/g；灰分在10～15％之間。三22、三3煤層發(fā)熱量QDfr＝6600 cal/g，QDfT＝83 cal/g；灰分在15～25％之間。各煤層含硫量均小于1％，一般在0.4～0.7％之間；磷含量一般在0.0003％左右。屬低～中灰分、特低硫、特低磷、高發(fā)熱量無煙煤。&l

37、t;/p><p>　?。?）瓦斯、煤塵及自燃</p><p>　　①瓦斯：井田內(nèi)瓦斯含量不高。經(jīng)向省煤炭廳匯報，認(rèn)為“可能有瓦斯突出”的根據(jù)不足，確定設(shè)計按低瓦斯礦井考慮。</p><p>　?、诿簤m：經(jīng)鑒定，本井田設(shè)計開采二2煤為無煙煤，一般無煤塵爆炸危險。設(shè)計按無煤塵爆炸危險考慮。</p><p>　?、圩匀迹壕锔髅簩舆€原樣燃點之差△T一般

38、均小于20℃，為不自燃煤層。</p><p>　　2 井田境界與儲量</p><p><b>　　2.1 井田境界</b></p><p>　　2.1.1 井田境界劃分的原則</p><p>　　在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：<

39、/p><p>　?。?）井田的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　?。?）保證井田有合理尺寸；</p><p>　?。?）充分利用自然條件進行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；</p><p>　?。?）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　2.1.2 井田境界

40、</p><p>　　根據(jù)以上劃分原則以及永夏煤田的整體規(guī)劃以及車集煤礦的實際情況，四周邊界為：</p><p><b>　　南：沱河為界；</b></p><p>　　東：各煤層-1000m等高線為界；</p><p><b>　　北：26勘探線；</b></p><p>

41、<b>　　西：各煤層露頭；</b></p><p>　　礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)和開采技術(shù)水平確定井田南北走向長度約為</p><p>　　2.2 礦井工業(yè)儲量</p><p>　　2.2.1 井田勘探類型</p><p>　　精查地質(zhì)報告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條

42、件。井田勘探類型為中等。</p><p>　　2.2.2 礦井工業(yè)儲量的計算及儲量等級的圈定</p><p>　　本礦井設(shè)計中只對二2煤層進行開采設(shè)計， </p><p>　　本次儲量計算，是在由精查地質(zhì)報告提供的1：10000煤層底板等高圖上計算的，儲量計算結(jié)果可靠。</p><p>　　井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)

43、儲量由煤層面積、厚度及容重相乘所得，其計算公式一般為：</p><p>　　Q=S×M×γ </p><p>　　式中： Q——為井田工業(yè)儲量，25026.78萬t；</p><p>　　S-----煤層的傾斜面積，4469.0679*104m2；</p><p>　

44、　M——煤層平均厚度，3.5；</p><p>　　γ——煤的容重，1.6</p><p>　　則：Q =25026.78萬t</p><p>　　地質(zhì)資源儲量中探明的資源量331和控制的資源量332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量111b和112b、邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量2M11和2M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量333的大部。</p><p>

45、;　　礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：</p><p>　　Z g = Z111b + Z112b + Z2M11 + Z2M22 + Z333k</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Z g — 礦井工業(yè)資源/儲量；</p><p>　　Z111b —探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；</

46、p><p>　　Z112b —探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　Z2M11 —探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　Z2M22 —控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　Z333 —推斷的資源量；</p><p>　　K—可信度系數(shù)，取0.7~0.9，地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤

47、層賦存穩(wěn)定取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取0.7</p><p>　　儲量等級：原有的儲量分類采用A、B、C、D等級分類標(biāo)準(zhǔn)，其中，A+B+C級儲量為平衡表內(nèi)儲量，D級儲量為遠(yuǎn)景儲量。</p><p><b>　　2.3 礦井可采</b></p><p>　　2.3.1 計算可采儲量時，必須要考慮以下儲量損失 </p>

48、<p>　　（1）工業(yè)廣場保護煤柱；</p><p>　?。?）井田邊界煤柱損失；</p><p>　　（3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；</p><p>　　（4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；</p><p>　?。?）其它各種損失。</p><p>　　2.3.2 各種煤柱損失計算<

49、/p><p>　?。?）工業(yè)廣場保護煤柱</p><p>　　本礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，按《煤礦設(shè)計工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo)應(yīng)在（0.7~0.8）公頃/10萬噸之間小井取大值，故取0.8。占地面積為24×0.8＝19.2×104m2。故設(shè)計工業(yè)廣場的尺寸為400×500m2的長方形，面積為：20×104m2，尺寸為400×500m2

50、的長方形。</p><p>　　工業(yè)廣場位置處的煤層的平均傾角為7°，工業(yè)廣場的中心處在井田走向中央，傾向中央偏于煤層中上部，其坐標(biāo)為：該處表土層厚度為200m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按大型礦井Ⅱ級保護，留圍護帶寬度為15m。</p><p>　　本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表2-1：</p><p>　　表2-1 礦井

51、地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角</p><p>　　由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場保安煤柱的尺寸，并由圖得出保護煤柱的尺寸為：</p><p>　　S=梯形面積=1/2×(上寬×下寬) ×高</p><p>　　=1/2×(1376.69＋1524.57) ×1402.75</p>

52、<p>　　=203.49×104m2 </p><p>　　則工業(yè)廣場壓煤為：Q1＝S×M×r/cosα (2-1)</p><p>　　＝203.48712325×3.5×1.6/ cos7°</p><p>　?。?150.68萬t</p&g

53、t;<p>　?。?）井田邊界煤柱損失</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，邊界煤柱留設(shè)30～50 m的邊界煤柱，本設(shè)計留40m。由于本礦的露頭有一層風(fēng)氧化帶，另外邊界有大斷層，所以可把此作為井田的邊界煤柱。</p><p>　　Q邊=L*b*M*R= 28939.485 *40*3.5*1.6=648.24446萬t</p><p><

54、;b>　?。?）斷層煤柱</b></p><p>　　斷層煤柱留設(shè)40m，本井田保留4條斷層，其斷層占煤量Q斷</p><p>　　則井田的邊界斷層煤柱為：</p><p>　　Q斷=（L1+L2+L3+L4）*b*M*R/ cosα=(1260+1089+1130+598)*40*3.5*</p><p>　　1.6/ c

55、os7°=365.29萬t</p><p>　?。?）村莊、公路保護煤柱</p><p>　　井田范圍內(nèi)，有從新莊到永城的公路，考慮到采深較大，表土層較厚，公路等級不高，不留保護煤柱。村莊只有車集村不搬遷，要留設(shè)保護煤柱，留設(shè)方法與工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè)方法一樣。因為車集村位置與所選的工業(yè)廣場位置靠近，故將工業(yè)廣場布置在緊挨車集村莊處工業(yè)廣場保護煤柱與車集村莊保護煤柱合并。<

56、/p><p>　　車集村莊面積為： S＝梯形面積=1/2×(上寬×下寬)×高 (2-3)</p><p>　?。?/2×(1361.88＋1546.83) ×1753.05</p><p>　?。?54.95×104m2 </p><p>　　則車集村壓煤為：Q4＝S&#

57、215;M×r/cosα </p><p>　　＝2549557.03275×3.5×1.6/ cos7°</p><p>　?。?441.80萬t</p><p>　　車集村莊和工業(yè)廣場重疊部分</p><p>　　面積：（786.624+93

58、4.56）×1402.75/2=120.72×104m2</p><p>　　重疊部分煤量為：Q0＝682.68萬t</p><p>　?。?）防水煤柱的留設(shè)</p><p>　　由于基巖上面普遍發(fā)育著一層隔水性能良好的灰色及深灰色粘土、砂質(zhì)粘土，厚約30m左右，隔水性能良好。而煤層露頭的頂板巖性一般為砂質(zhì)泥巖、泥巖或被風(fēng)化了的砂質(zhì)泥巖、泥巖，是

59、礦井淺部開采的主要突水水源，因此，必須留設(shè)合適的防水煤柱防止礦井突水。</p><p>　　導(dǎo)水?dāng)嗔褞У母叨纫话銥椋?lt;/p><p>　　H=100∑m/（1.6∑m＋3.6）±5.6 </p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　m——

60、各開采煤層的厚度，m；</p><p>　　對于本礦則：H=100×3.5/（1.6×3.5＋3.6）±5.6=39.3±5.6</p><p>　　由于煤層露頭處煤層傾角較小，完全按照垂高留設(shè)煤柱，則煤柱損失太大（近250m），結(jié)合礦井實際條件，留設(shè)防水煤柱的寬度為50m，即傾斜長度為50m。</p><p>　　則上邊界留

61、設(shè)防隔水煤柱量=1512*50*3.5*1.6*2=84.7萬t</p><p><b>　?。?）河流煤柱</b></p><p>　　井田內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅有淮河支流沱河從井田南部由西向東流過，屬季節(jié)性河流，所以不留設(shè)煤柱。</p><p>　　2.3.3 井田的可采儲量</p><p>　　井田的可采儲量Z按下

62、式計算：</p><p>　　Z=(Q－P) ×C (2-5)</p><p>　　式中：Q——礦井工業(yè)儲量，</p><p>　　P——各種永久煤柱的儲量之和，</p><p>　　C——采區(qū)回采率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.80。薄煤層不低

63、于0.85；設(shè)計開采的二2煤層屬中厚煤層，采區(qū)回采率取為0.80。</p><p>　　P ——礦井煤柱煤量，萬噸，</p><p>　　P=Q邊+Q斷+Q廣+村莊+Q防水</p><p>　　= + + 1150.68萬t + =2263.15萬t</p><p><b>　　則計算可采儲量為：</b>&

64、lt;/p><p>　　Z=(Q－P) ×C=18210.904萬t</p><p>　　由此可得本礦井的可采儲量為1.821×108t。</p><p>　　在備用儲量中，估計約為50%為回采率過底和受未知地質(zhì)破壞影響所損失的儲量。井田實際采出儲量用下式計算：</p><p>　　Z實際=Z－Z×（K－1）

65、5;50%/K (2-6) 式中：Z實際 ——井田實際采出煤量，萬t；</p><p>　　Z——礦井的可采儲量，18210.904萬t；</p><p>　　K——礦井儲量備用系數(shù)，取1.3；</p><p><b>　　由2—3式，得：

66、</b></p><p>　　Z實際=18210.904 －18210.904×（1.3－1）×50%/1.3=16109.646萬t</p><p>　　即本設(shè)計礦井實際采出煤量為16109.646</p><p>　　礦井工業(yè)儲量及各水平儲量見表2-2。</p><p>　　表2-2 礦井儲量統(tǒng)計表<

67、;/p><p><b>　　擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p>　　礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風(fēng)采用中央分列式通風(fēng)方式。礦井主要進風(fēng)井為位于井田中央的副井，總回風(fēng)巷布置在井田上部邊界，回風(fēng)井布置在上山采區(qū)No.1、No.2上部邊界中央，形成中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　采區(qū)工作面通風(fēng)系統(tǒng)：</p><p&

68、gt;　　新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進入井下，經(jīng)井底車場、主要運輸石門和主要運輸大巷、采區(qū)下部車場、運輸上山、區(qū)段運輸順槽、上層采煤工作面。清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷、回風(fēng)石門、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)井排入大氣。</p><p>　　2．火藥庫通風(fēng)系統(tǒng)：</p><p>　　新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進入井下，經(jīng)井底車場、主要運輸石門、火藥庫、軌道上山、回風(fēng)石門、主要回風(fēng)巷道回風(fēng)井排入大氣。<

69、/p><p>　　3.掘進工作面通風(fēng)系統(tǒng)：</p><p>　　新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進入井下，經(jīng)井底車場、主要運輸石門、主要運輸大巷、采區(qū)下部車場、運輸上山、掘進工作面。清洗工作面后，污風(fēng)流入軌道上山、回風(fēng)石門、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)井排入大氣。</p><p>　　三、礦井總風(fēng)量計算與分配</p><p>　?。ㄒ唬┑V井需風(fēng)量計算原則</p

70、><p>　　礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點的實際最大需風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，計算出礦井總風(fēng)量。</p><p>　　1．按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4 m3。</p><p>　　2．按該用風(fēng)地點風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風(fēng)速以及溫度等都符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定

71、分別計算，取其最大值。</p><p>　?。ǘ┑V井需風(fēng)量的計算方法</p><p>　　礦井需風(fēng)量按以下方法計算，并取其中最大值。</p><p>　　1．按進下同時工作的最多人數(shù)計算</p><p><b>　　Q礦=4NK</b></p><p>　　=4×120×1.

72、10</p><p>　　=528m3/min</p><p>　　式中Q礦——礦井總需風(fēng)量，m3/min</p><p>　　N——井下同時工作的最多人數(shù)，人；</p><p>　　4——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風(fēng)時，可取1.20~1.25;采用對角式或區(qū)域式通風(fēng)時，可取1.10~1.15。上

73、述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T≧0.90Mt/a時取大值。</p><p>　　2．按采煤、掘進、硐室等處實際需風(fēng)量計算</p><p>　　1）采煤工作面需風(fēng)量計算</p><p>　　采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計算，并取其中最大值。</p><p>　?。?）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　根據(jù)

74、礦井總產(chǎn)量算出礦井每分鐘產(chǎn)煤量為：1.71t，瓦斯絕對涌出量為：1.73×8=13.84 m3/min</p><p>　　Q采=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×13.84×1.6</p><p>　　=2214.4m3/min</p><p>　　式中Q采——采煤工作需要風(fēng)量，m3/min；<

75、;/p><p>　　Q瓦——采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min；</p><p>　　K瓦——采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面炮采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，至少進行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。</p><p>　?。?）按工作面進風(fēng)流溫度計

76、算；采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進行計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表1的要求</p><p>　　表3-1采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表</p><p>　　采煤工作面的需風(fēng)量按下式計算：</p><p>　　Q采=60v采S采K采，m3/min</p><p>　　=60×1.0×8.14&

77、#215;1.2</p><p>　　=586.08 m3/min</p><p>　　式中v采——采煤工作面適宜風(fēng)速，m/s</p><p>　　S采——采煤工作面平均有效斷面積，㎡，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算；</p><p>　　K采——采煤工作面長度風(fēng)最系數(shù)，按表2先取</p><p>　　表3-2

78、 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表</p><p>　?。?）按炸藥使用量計算：</p><p>　　Q采=25A采，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　　式中25——每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/mi

79、n</p><p>　　A采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg</p><p>　?。?）按工作人員數(shù)量計算：</p><p>　　Q采=4n采，m3/min</p><p>　　=4×26=104 m3/min</p><p>　　式中4——每人每分鐘供給的最低風(fēng)量，m3/min</p>

80、;<p>　　n采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。</p><p><b>　?。?）按風(fēng)速驗算：</b></p><p>　　按最低風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：</p><p>　　Q采≧60×0.25S采，m3/min</p><p>　　=60×0.25×8.

81、14</p><p>　　=122.1m3/min</p><p>　　按最高風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：</p><p>　　Q采≦60×4S采，m3/min</p><p>　　=60×4×8.14</p><p>　　=1953.6 m3/min</p><

82、p>　　2）掘進工作面需風(fēng)量計算</p><p>　　煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。</p><p>　　（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　Q掘=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×0.42×1.5</p><p>

83、　　=60 m3/min</p><p>　　（2）按炸藥量使用最計算：</p><p>　　Q掘=25A掘，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　?。?）按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算：</p>

84、<p>　　Q掘=Q通IK通，m3/min</p><p>　　=200×1×1.2</p><p>　　=240 m3/min</p><p>　　式中Q通——掘進工作面局部通風(fēng)機額定風(fēng)量（表3），</p><p>　　I——掘進工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機臺數(shù)，臺：</p><p>

85、　　K通——防止局部通風(fēng)機吸循球風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3,進風(fēng)巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3。</p><p>　　表3-3 局部通風(fēng)機額定風(fēng)量Q通</p><p>　?。?）按工作人員數(shù)量計算：</p><p>　　Q掘=4n掘，m3/min</p><p><b>　　=4×10</

86、b></p><p>　　=40 m3/min</p><p>　?。?）按風(fēng)速進行驗算；</p><p>　　巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　由上式得43.2 m3/min≦Q掘≦1152

87、 m3/min</p><p>　　煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　=72 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　根據(jù)上面的計算掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)取其最大值。</p>&

88、lt;p>　　Q掘=250 m3/min</p><p>　　72 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　所以，Q掘=250 m3/min符合上述要求。</p><p><b>　　3）硐室需風(fēng)量</b></p><p>　　各個獨立通風(fēng)的硐室供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同的硐室分別計算。</p

89、><p>　　（1）井下爆破材料庫</p><p>　　按經(jīng)驗值計算，小型礦井一般80~100m3/min，大型礦井一般100~150m3/min。</p><p><b>　?。?）充電硐室</b></p><p>　　通常充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。</p><p><b&g

90、t;　?。?）機電硐室</b></p><p>　　采區(qū)小型機電硐室，可按經(jīng)驗值確定風(fēng)量，一般為60~80m3/min。</p><p>　　表3-4 機電硐室發(fā)熱系數(shù)表</p><p>　?。?）其它巷道需風(fēng)量計算</p><p>　　新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計算時，也可按采煤，掘進，硐室的需風(fēng)量總和的3%~5%估算。

91、</p><p>　?。?）礦井總風(fēng)量計算；</p><p>　　=(2214.4×2+250×4+285+82.5) ×1.1</p><p>　　=6375.9 m3/min。</p><p>　　通過計算所得；礦井總風(fēng)量為6375.9 m3/min</p><p>　　3．礦進總風(fēng)量

92、的分配</p><p><b>　　1）分配原則</b></p><p>　　礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計算的需風(fēng)量；所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量；分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足《規(guī)程》的各項要求。</p><p><b>　　2）分配的方法 </b></p>

93、;<p>　　首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風(fēng)地點，用以維護巷道和保證行人安全。風(fēng)量分配后，應(yīng)對井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進行驗算，使其符合《規(guī)程》對風(fēng)速的要求。</p><p>　　四、礦井通風(fēng)總阻力計算</p><p>　?。ㄒ唬┑V井通風(fēng)總阻力的計算

94、原則</p><p>　　1．如果礦井服務(wù)年限不長（10~20年），選擇達到設(shè)計產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困難兩個時期分別計算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長（30~50年），只計算前15~25年通風(fēng)容易和困難兩個時期的通風(fēng)阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。</p><p>　　2．通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期總阻力的計算，應(yīng)沿著這兩個時期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后

95、累加起來，作為這兩個時期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接確定時，應(yīng)選幾條可能最大的路線進行計算比較。</p><p>　　3．礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過2940Pa</p><p>　　4．礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風(fēng)的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。</p&g

96、t;<p>　?。ǘ┑V井通風(fēng)總阻力的計算方法</p><p>　　沿礦井通風(fēng)容易和困難兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路（入不敷出 風(fēng)井口到風(fēng)硐之前），分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；</p><p>　　將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。即</p><p>　　兩個時期的摩擦

97、阻力可按表4-1進行計算。</p><p>　　1．計算礦井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)總阻力</p><p>　　2．礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)總阻力</p><p>　?。ㄈ├L制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖：</p><p><b>　　見附圖</b></p><p>　　五、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備</p>&l

98、t;p>　　（一）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求</p><p>　　1．礦井每個裝備主要通風(fēng)機的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。</p><p>　　2．選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿足第一開采水平各個時期的工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效運行。當(dāng)工況變化較大時，應(yīng)根據(jù)礦井分期時間及節(jié)牟情況，分期選擇電動機動。</p><p>

99、　　3．通風(fēng)機能力應(yīng)留有一定的余量。軸流式、對旋式通風(fēng)機在最大設(shè)計負(fù)壓和風(fēng)量時，葉輪葉片的運轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小5°；離心式通風(fēng)機的選型設(shè)計轉(zhuǎn)速不宜大于允許最高轉(zhuǎn)速的90%。</p><p>　　4．進、出井井口的高差在150m以上，或進、出風(fēng)井口標(biāo)高相同，但井深400米以上時，宜計算礦井的自然風(fēng)壓。</p><p>　?。ǘ┲饕L(fēng)機的選擇</p><p&

100、gt;　　1．計算通風(fēng)機的風(fēng)量Q通</p><p>　　=40.66m3/s</p><p>　　2．計算通風(fēng)機的風(fēng)壓H通全（或H通靜）</p><p><b>　　軸流式通風(fēng)機；</b></p><p>　　容易時期 </p><p>　　=1058+120 </p

101、><p><b>　　=1178Pa</b></p><p>　　困難時期 </p><p><b>　　=1300+120</b></p><p><b>　　=1420Pa </b></p><p><b>　　3．選擇通風(fēng)

102、機</b></p><p>　　根據(jù)計算的礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)機的Q通、H通靜小和困難時期通風(fēng)機的Q通、H通靜大，在通風(fēng)機的個體特性圖表上選擇合適的主要通風(fēng)機。</p><p>　　根據(jù)Q通=40.66m3/s H通靜小=1178Pa H通靜大=1420Pa </p><p>　　可選定通風(fēng)機型號為2k60型軸流式通風(fēng)機。</p>&l

103、t;p>　　選定通風(fēng)機后，可得出兩個時期主要通風(fēng)機的型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角、轉(zhuǎn)速、內(nèi)壓、風(fēng)量、效率和輸入功率等技術(shù)系數(shù)，并列表整理。</p><p><b>　　4．選擇電動機</b></p><p>　　（1）計算通風(fēng)機輸入功率。按通風(fēng)容易和困難時期，分別計算通風(fēng)機輸入功率P通小、P電大：</p><p><b>