第五章通風與安全
第一節概況
一、瓦斯、煤塵、煤層自燃、煤與瓦斯突出及地熱
1、瓦斯
根據黑龍江省煤炭生產安全管理局黑煤生產發【2009】141號《關於二ｏｏ九年度第一批礦井瓦斯等級和二氧化碳湧出量核准結果的通知》，礦井瓦斯絕對湧出量3.62m/min,相對湧出量8.26m/t，co2絕對湧出量1.
86m/t，為低瓦斯低二氧化碳礦井，無瓦斯突出。
2、煤層**性、煤的自然傾向性
據黑龍江省煤田地質測試研究中心2023年7月【a090235】和【a090236】號檢驗本礦各煤層煤塵有**性。煤的自燃傾向等級為ⅲ級，屬不易自燃煤層。
3、地溫特徵
本礦地溫屬正常區，通過多年生產實際，井下溫度為13-17℃，根據雞西地區地溫梯度3℃/100m，未超過允許範圍26℃，不影響人身健康和生產效率。
二、開採深度對瓦斯、地溫的影響
井下瓦斯和溫度會隨著開採深度的增加而略有增加。
第二節礦井通風
一、通風系統和通風方法
1、通風系統
礦井由主斜井和副斜井進風，回風斜井回風。礦井通風系統為**並列式通風方式。
新鮮風流由主、副井進入，一部分風流由副井+150中部車場，至一採區軌道上山，通過採區中部車場、區段運輸石門、進風平巷，到達工作面，工作面乏風經回風平巷、區段回風石門，至回風上山，經過總回風石門，由風井排出地面；另一部分風流至-100井底車場，由-100南運輸大巷、採區運輸石門、採區下部車場、達軌道上山、採區中部車場、區段運輸石門、進風平巷，到達工作面，工作面乏風經回風平巷、區段回風石門、回風上山，至+150回風大巷，經過總回風石門，由風井排出地面。
2、通風方法
礦井通風方法為機械抽出式通風。
二、風井數目、位置、服務範圍及時間
礦井移交生產及達到設計生產能力時，布置有進風井2個，回風井1個，即主斜井和副斜井進風，回風斜井回風。
主斜井、副斜井和回風斜井均服務於全井田，服務年限與礦井服務年限相同，主斜井、副斜井和回風斜井均為礦井的安全出口。
1、主井
主井採用大傾角皮帶機提公升方式，擔負提煤任務，並做進風井。井筒內敷設灑水管路和電纜等。
2、副井
副井採用絞車提公升方式，擔負提矸、公升降人員、材料裝置等提公升任務，並做進風井。井筒內鋪設軌道，軌型為30kg/m。
3、風井
風井做為回風井，井筒內敷設壓風及排水管路，並設行人台階和扶手等。
三、掘進工作面及硐室通風
1、掘進工作面通風
掘進工作面採用區域性通風機通風，壓入式通風。綜掘進工作面選用fdiino6.7/2×30區域性通風機，普掘工作面fdiino5.
6/2×15區域性通風機, 工作面乏風經回風石門進入風井，由主扇排出地面。
2、硐室通風
井下主要硐室通風採用全風壓通風，新風由進風井進入硐室，經迴風道進入風井，由主扇排出地面。
四、井下通風設施及構築物布置
井下通風設施包括永久密閉、臨時密閉、永久風門，臨時風門、風橋、風窗等。礦井主要進、回風巷道間，不使用的巷道設定兩道永久密閉，使用的聯絡巷設定兩道風門牆，每道風門牆分別安設正反聯鎖風門，本礦通風構築物布置見通風系統圖。
五、礦井風量、風壓及等積孔
（一）礦井風量
本設計按《煤礦井工開採通風技術條件》aq1028-2006的相關規定，對礦井井下用風量進行計算，過程如下。
1、按井下同時工作最多人數計算總風量
q=4·n·k礦通=4×140×1.2=672 m3/min
式中：q—礦井所需總用風量，m3/min；
n—按井下同時工作最多人數，140人；
k礦通—包括礦井內部漏風和配風不均衡等因素，取1.2。
2、高檔普採工作面實際需要風量
每個回採工作面實際需要風量應按瓦斯、二氧化碳湧出量和爆破後的有害氣體產生量及工作面氣溫、風速和人數等規定分別進行計算，然後取其中最大值。
⑴按氣象條件計算
該礦井為低瓦斯礦井，其採煤工作面按氣象條件確定需要風量，其計算公式為：
q採= q基本·k採高·k採面長·k溫（m3/min）
=（60×4.5×0.92×70%×1.4）×1.0×1.0×1.0
=243m3/min
式中：q採—採煤工作面需要風量, m3/min；
q基本—不同採煤方式工作面所需的基本風量，m3/min；
q基本=60×工作面控頂距×工作面實際採高×70%×適宜風速；
k採高—回採工作面採高調整係數，取1.0；
k採面長—回採工作面長度調整係數，取1.0；
k通—回採工作面溫度與對應風速調整係數，取1.0；
⑵按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算
q採 =60 ·v採·s採（m3/min）
=60×1.5×4.5
=405m3/min
式中： q採—採煤工作面需要風量, m3/min；
v採—採煤工作面風速，取1.4m/s；
s採—採煤工作面平均斷面，4.5m2。
⑶按回採工作面同時作業人數和炸藥量計算需要風量
每人供風≮4 m3/min：
q採＞4n （m3/min）
式中： n—採煤工作面同時工作最多人數，30人。
q採＞4n =4×30=120m3/min)
⑷按風速驗算
60×0.25 s＜q採＜60×4 s（m3/min）
60×0.25×4.5＜q採＜60×4×4.5
67.5＜q採＜1080
式中：s採—採煤工作面平均斷面，m3；
根據以上計算，採煤工作面取最大風量：405m3/min,採煤工作面的風量取420m3/min。
3、掘進工作面實際需要風量
掘進工作面實際風量，應按掘進工作面瓦斯湧出量，並考慮區域性通風機實際風量、工作面溫度、炸藥用量、風速和人數等規定要求分別進行計算，並取其中最大值。經分析和計算，結合周邊礦井情況，考慮本礦井的實際生產情況，本礦井掘進工作面的人數≤15人，普掘面的炸藥用量≤6kg，預計掘進工作面瓦斯湧出量為1.3～1.
8m3/min；按上述要求計算如下。
⑴按瓦斯湧出量計算
q掘=100·q掘·k掘通
式中：q掘—單個掘進工作面需要風量, m3/min；
q掘—掘進工作面回風流中瓦斯的絕對湧出量，m3/min。
k掘通—瓦斯湧出不均衡通風係數, 機掘工作面取k 掘通=1.5～2；普掘工作面取k 掘通=1.8～2。
q普掘=100×1.3×2.0=260m3/ min
q綜掘=100×1.8×1.8=324m3/ min
⑵按區域性通風機實際吸風量計算需要風量
巖巷掘進：q掘=q扇·ii+60×0.15 s （m3/min）
q普掘=240+60×0.15×7.8=310m3/min
q綜掘=420+60×0.15×7.8=510m3/min
煤巷掘進：q掘=q扇·ii+60×0.25 s （m3/min）
q普掘=240+60×0.25×7.8=357m3/min
q綜掘=420+60×0.25×7.8=537m3/min
式中：q扇—區域性通風機實際吸入風量,綜掘取420 m3/min，普掘取240 m3/min；
ii—掘進工作面同時工作的區域性通風機的台數，取1。
⑶按掘進工作面同時作業人數和炸藥量計算需要風量
每千克炸藥供風≮25 m3/min：
q掘＞25a （m3/min）
式中： a—一次爆破最大炸藥用量，kg。
q普掘＞25a=25×6=150 m3/min
每人供風≮4 m3/min：
q掘＞4n （m3/min）
式中： n—掘進工作面同時工作最多人數，15人。
a—一次爆破最大炸藥用量，kg。
q掘＞4n =4×15=60m3/min
⑷按風速進行驗算
根據《煤礦安全規程》規定，採煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷最低風速為0.25m/s和0.15m/s，最高風速為4.0m/s的要求進行驗算。
巖巷掘進工作面應滿足：
9×s掘≤q掘≤240×s掘（m3/min）
煤巷、半煤巖巷掘進工作面應滿足：
15×s掘≤q掘≤240×s掘（m3/min）
式中：s掘—掘進工作面有效斷面，取7.8m2。
根據上述計算，綜掘工作面風量取540m3/min，普通鑽爆法工作面風量取360m3/min。掘進工作面總需風量σq掘=540×2+360×2=1800 m3/min。
4、硐室實際需要風量
⑴井底變電所、水幫浦房等實際需要風量
q機=860wδ/1.2×0.24×60×t
=860×340×0.02/1.2×0.24×60×5
=68（m3/min）
式中：q機—水幫浦房等實際需要風量，m3/min；
w—電機總功率，kj/s;
δ—機電硐室的發熱係數，水幫浦房取0.02
⊿ t—硐室進回風溫差，取5℃
井底變電所、水幫浦房實際需要風量各取90 m3/min。
⑵採區變電所（兩個採區兩個變電所）實際需要風量各取90 m3/min。
5、礦井總風量
q初期＝（σq採+σq備+σq掘+σq硐+σq它）·k
=(420×2+210+1800+90×4+240) 1.2=4140（m3/min）
取q初期＝q後期＝69m3/s。
式中：∑q採—採煤工作面實際需要風量總和；
∑q備—採煤備用工作面實際需要風量，取採面風量50%；
∑q掘—掘進工作面實際需要風量總和；
∑q硐—硐室實際需要風量總和；
∑q它—其它井巷需要進行通風的風量總和；
k—礦井通風係數，取1.2。
按上述計算風量，經校核，風量能夠滿足總回風巷風流中瓦斯濃度不超過0.75%的要求。
（二）礦井通風阻力計算
根據h=
式中：h——礦井總阻力，mmh2o
a——井巷阻力係數，n·s2/m4
p——井巷斷面周長，m
l——井巷長度，m
q—井巷通過的風量，m3/s
s—井巷淨斷面積，m2
分別計算出礦井通風最容易時期和通風最困難時期的通風阻力,見礦井通風阻力計算表。
（三）礦井等積孔計算
初期：a初 ===2.05(m2)
後期：a後 ===1.98(m2)
式中：a—等積孔，m2；
q—採區總風量，m3/s；
h—採區通風負壓，
經計算，礦井等積孔初期為2.05m2，通風難易程度為容易。礦井等積孔初期為1.98m3，通風難易程度為中等。
第三節災害預防及安全措施
根據本礦的開採技術條件，確定本礦主要災害為：煤塵**、煤層冒頂、水、自燃發火等。生產中必須嚴格執行《煤礦安全規程》的規定，加強災害預防工作和災害防治措施。
一、災害預防工作
1、嚴格執行《煤礦安全規程》的規定，結合礦井實際制定災害預防計畫及措施，配備必需的安全檢測儀器、儀表。
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