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-1-一、矿井概况与井田地质特征1、矿井概况山西长治县雄山沟里煤业有限公司位于山西省长治县八义镇沟里村，属兼并重组整合矿井，整合后井田面积为6.1477km2，批准开采9#—15#煤层，生产规模60万吨/年。2、井田地质特征井田位于太行山西侧山前地带长治盆地的南部，太行山中段西翼的中山丘陵区，区内第四系较发育，形成众多的黄土陡坡，冲沟比较发育，但无大的沟谷。井田内总体地势南部高，北部低。井田位于沁水煤田东南部，晋城国家规划矿区高平区东西北部边缘，井田内出露地层有石炭系、上统太原组，二叠系下统下石盒子组、山西组及第四系，地层由老至新为奥陶系中统峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、第四系中上更新统（Q2＋3）。二、矿井开拓与开采1、矿井开拓部署矿井采用斜井开拓方式，布置有主斜井、副斜井和回风立井3个井筒。2、矿井生产系统回采工作面(可弯曲刮板输送机)→胶带顺槽(可伸缩胶带输送机)-2-→一采区胶带巷(带式输送机)→井底煤仓(给煤机)→主斜井（带式输送机提升）→地面生产系统（筛分选矸楼、带式输送机走廊、地面封闭式煤仓）3、采区巷道布置工作面布置在15号煤层井田西南部，回采工作面顺槽与大巷合理相联，回风顺槽回风，运输顺槽进风；顺槽采用矩形断面。采区大巷与顺槽间有联络巷相通，根据需要安装不同类型的风门，以便于进、回风和运料，回采工作面布置在大巷两侧。4、采煤方法采煤方法为：倾斜长壁一次采全高综合机械化采煤方法5、工作面回采工艺机组端头斜切进刀→采煤机割煤→移架→推移刮板输送机。三、矿井通风1、矿井通风系统矿井通风系统为中央并列式，矿井通风方法为机械抽出式。2、采区通风系统地面新鲜风流→主斜井、副斜井→胶带、辅助运输大巷→一采区胶带巷、一采区辅助运输巷→运输顺槽→回采工作面→回风顺槽→一采区回风巷→回风大巷→回风立井(主要通风机)→地面。3、掘进通风掘进工作面采用局部通风机通风，通风方式为压入式。-3-4、矿井风量计算1、矿井总进风量按井下同时工作的最多人数计算。Qra=4NKaq式中:N——井下同时工作的最多人数，65×2=130人；4——井下每人每分钟供风标准，m3/min；Kaq——矿井通风系数，取1.2。则Qra=4×130×1.20=624m3/min=10.4m3/s。2、矿井总进风量按采煤、掘进、独立硐室及其他地点实际需风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体的浓度、风速及温度，每人供风量符合煤矿安全规程有关规定。Qra=(ΣQcf+ΣQsc+ΣQhf+ΣQur+ΣQrl)Kaq式中:ΣQcf——采煤工作面实际需要风量的总和；ΣQsc——备用工作面实际需要风量的总和；ΣQhf——掘进工作面实际需要风量的总和；ΣQur——硐室实际需要风量的总和；ΣQrl——其它井巷需要进行通风的风量总和；Kaq——矿井通风系数，取1.2。（1）ΣQcf的确定本矿井配备一个综采工作面，实际需要风量主要根据工作面瓦斯-4-涌出量，兼顾工作面温度、风速和工作面环境卫生条件进行计算，并取其中的最大值。以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%，且应低于最高风速4m/s为标准，计算采煤工作面实际需要风量。①按CH4涌出量计算根据《煤矿安全规程》规定CH4浓度不得超过1%。根据瓦斯批文，15号煤相对瓦斯涌出量为2.38m3/t，相对CO2涌出量为2.38m3/t，则回采工作面绝对瓦斯涌出量按下式计算：qcg=（回采工作面日产量×相对瓦斯涌出量）/60×工作面生产时间式中：qcg——工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；则qcg=（600000/330×2.38）/1440=3.0m3/min；根据《煤矿安全规程》规定CH4浓度不得超过1%。则Qcf=100qcgKcg=100×3.0×1.5=450m3/min=7.5m3/s式中：Qcf——采煤工作面所需风量，m3/s；Kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，取Kcg=1.5。②按CO2涌出量计算Qcf=67qccKcc式中:Qcf——回采工作面实际需要风量，m3/min；qcc——回采工作面的绝对CO2涌出量，-5-qcc=（回采工作面日产量×相对二氧化碳涌出量）/60×工作面生产时间；=3.0m3/min。Kcc——回采工作面通风系数，取1.5。则：Qcf=67×3.0×1.5=301.5m3/min=5.03m3/s③按回采工作面温度计算Q采==60×70%×Vcf×Scf×Kch×Kcl式中：Vcf——采煤工作面适宜风速，取1.0m/s；Scf——采煤工作面平均有效断面积，18.05m2；（平均控顶距4.7m，采高3.84m）；Kch——采煤工作面采高调整系数，取1.2；Kcl——采煤工作面长度调整系数，取1.1；70%——有效通风断面系数；60——单位换算产生的系数；Q采=60×70%×1.0×18.05×1.2×1.1＝1000.7m3/min=16.7m3/s；取17m3/s。④按回采工作面同时工作的最多人数计算Q采=4·N式中：Q采——工作面配风量，m3/min；N——回采工作面同时工作的最多人数，按29人；-6-则：Q采=4×29=116m3/min＝1.9m3/s；取最大值则每个回采工作面所需风量Q采=17m3/s。⑤回采工作面风速验算取最大值即回采工作面所需风量Q采=17m3/s进行验算a)验算最小风量Q采≥0.25Scb=0.25×19.2×70%=3.36m3/s；Scb=lcb×hcf×70%=5×3.84=19.2m2；b)验算最大风量Q采≤4.0Scs=4×16.9×70%=47.32m3/s；Scs=lcs×hcf×70%=4.4×3.84=16.9m2；式中：Scb——采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；lcb——采煤工作面最大控顶距,5.0m；hcf——采煤工作面实际采高，3.84m；Scs——采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；lcs——采煤工作面最小控顶距，4.4m；0.25——采煤工作面允许的最小风速，m/s；70%——有效通风断面系数；4.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；c)回采工作面矿用防爆柴油机无轨胶轮车需要风量验算：∑Qi=5.44×Ndi×Pdi×Kdi式中：-7-Qi——该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需风量，m3/min；Ndi——该地点矿用防爆柴油机车台数，台；Pdi——该地点矿用防爆柴油机车的功率，kw；Kdi——配风系数，第一台取1，第二台取0.75，第三台及以上取0.5；5.44——每千瓦每分钟应供应的最低风量，m3/min；回采工作面按2台无轨胶轮车同时工作进行风量计算：则：Q胶轮车＝5.44×1×60×1+5.44×1×60×75%＝571.2m3/mim＝9.52m3/s。因此，Q采=17m3/s，符合风速要求，同时满足胶轮车的用风需要。备用回采工作面的风量取回采工作面的一半，则：ΣQ备采=17×0.5=8.5m3/s（2）ΣQhf的确定达产时井下布置两个综掘工作面，按日进10m计算，日产煤为150t。（15号煤掘进工作面相对瓦斯涌出量按2.38m3/t，相对CO2涌出量按2.38m3/t，）①按CH4涌出量计算Q掘=100×qCH4×K掘通式中：Q掘——掘进工作面所需风量，m3/min，qCH4——绝对瓦斯涌出量，m3/min，qCH4=（掘进面日产量×相对瓦斯涌出量）/60×工作面生产时-8-间；式中：qCH4——工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；qCH4=0.25m3/minK掘通——工作面瓦斯涌出不均匀的备用系数，取2；则：Q掘=100×0.25×2=50m3/min=0.83m3/s。②按CO2涌出量计算Qhf=67qhcKhc式中:Qhf——掘进工作面实际需要风量，m3/min；qhc——掘进工作面的绝对CO2涌出量,qhc=（掘进面日产量×相对二氧化碳涌出量）/60×工作面生产时间；式中：qhc——工作面绝对二氧化碳涌出量，m3/min；qhc=0.25m3/minKhc——掘进工作面通风系数,取2。则：Qhf=67×0.25×2=33.5m3/min=0.56m3/s③按局部通风机吸风量计算为避免局扇吸入循环风及预防局扇吸风口至回风口段瓦斯积聚，以下式计算：Qhf=QafI+60×0.25Shd式中：Qaf—掘进工作面局扇的实际吸风量，掘进选用FBDNo6.0-9-型对旋局部通风机，额定风量为330～185m3/min。取最大330m3/min，即5.5m3/s；I—掘进工作面同时通风的局部扇风机台数，该矿掘进工作面工作的局扇为1台；0.25—煤巷允许最低风速，单位m3/s；Shd—掘进巷道断面，为13.02m2。则Q掘=5.5×1＋0.25×13.02=8.8m3/s，取9m3/s。（保证最大吸风量，不产生循环风，还同时保证风速不低于0.25m/s。）为防止循环风，可采用另一计算公式：Q掘=Q扇×aa：为防止循环风取1.34则Q掘=270÷60×1.34=6.03m3/s④按掘进工作面同时工作的最多人数计算Q采=4·NQ采——工作面配风量，m3/min；N——掘进工作面同时工作的最多人数，按9人；则：Q采=4×9=36m3/min＝0.6m3/s；取以上计算最大值，掘进工作面需风量为：9m3/s。⑤掘进工作面风量验算a、按最低风速验算掘进工作面的最低风量Q掘（单位：m3/min）：Q掘≥15S掘-10-Q掘≥15×15.75=236.25m3/min=3.94m3/s满足最低风速要求。式中15—按煤巷掘进工作面最低风速的换算系数；S掘—掘进工作面的平均断面积，m2。b、按最高风速验算：Q掘≤240S掘Q掘≤240×15.75=3780m3/min=63m3/s满足最高风速要求。式中240—按掘进工作面最高风速的换算系数；S掘—掘进工作面的平均断面积，m2。c、掘进工作面矿用防爆柴油机无轨胶轮车需要风量验算：∑Qi=5.44×Ndi×Pdi×Kdi式中：Qi——该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需风量，m3/min；Ndi——该地点矿用防爆柴油机车台数，台；Pdi——该地点矿用防爆柴油机车的功率，kw；Kdi——配风系数，第一台取1，第二台取0.75，第三台及以上取0.5；5.44——每千瓦每分钟应供应的最低风量，m3/min；掘进工作面按1台无轨胶轮车工作进行风量计算：则：Q胶轮车＝5.44×1×60×1＝326.4m3/mim＝5.44m3/s。因此，Q掘=9m3/s，符合风速要求，同时满足胶轮车的用风需要。-11-综上所述ΣQ掘=9×2=18m3/s。考虑一个停掘不停风掘进头，风量同样为9m3/s。（3）硐室需风量计算井下硐室除采区变电所、消防材料库外均不采用独立通风方式，采区变电所所需风量为3m3/s，消防材料库所需风量为3m3/s。（4）其他其它巷道需风量考虑为12m3/s。则：Q矿总=（17+8.5+18+9+3+3+12）×1.20=84.6m3/s，取85m3/s。确定矿井的总风量为85m3/s。四、矿井安全技术1、矿井瓦斯治理本矿为瓦斯矿井，通过通风方式完全可以降低矿井瓦斯浓度达到安全规定值，做到矿井通风有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》要求。2、矿尘防治(1)通风除尘：搞好采掘工作面的通风，防止悬浮粉尘沉积，在掘进工作面配备掘进通风除尘器。按《煤矿安全规程》规定，严格控制进回风巷道的风速，防止煤尘飞扬。(2)消除落尘，定期测定风流中的粉尘量，定期清扫和冲洗巷道帮顶、支架和设备表面上的煤尘，清除转载点处的浮煤，对巷道采用-12-石灰浆刷白。(3)井下煤仓、输送机、装煤机和其它转载点设喷雾洒水装置，生产中经常进行维护，确保喷雾洒水装置和捕尘器的完好性和正常工作。(4)在采区回风巷道、掘进巷道、主要回风巷道设有风流净化水幕，生产时要求水幕雾化好，能封闭全断面，喷头不堵塞，接口处不漏水。