四川科技職工大學畢業**
題目：仁壽紅星煤業通風設計
專業： 礦井通風與安全
班級： 10級通風班
姓名： 林勇
指導教師： 呂利剛
完成時間： 2023年
摘要鹹沙壩煤礦位於湖南省中部婁底市雙峰縣西北方向的洪山殿礦區，交通便利。井田走向（東西）長約6km，傾向（南北）長約1.5km，礦井總面積約為2.
5km2。主採煤層為3煤、4煤，平均傾角為60°，煤層平均總厚為1.2m。
該礦為煤與瓦斯突出礦井，煤層有自然傾向性，礦井煤塵**指數為14.66%，煤塵具有**危險性，水文地質條件簡單，煤層結構較簡單，屬於較穩定煤層，礦井構造複雜程度屬於中等型別。
鹹沙壩煤礦於2023年9月建井，2023年1月投產，設計生產能力為15萬ta。2023年及以後核定生產能力均為6萬ta。目前，礦井一水平(-80m水平以上)的資源已開採完畢，二水平(-80m～-280m)的煤炭資源正採用剃頭下山方式進行開採，最深已達-160m水平。
礦井採用一對斜井分水平開拓井田。通風方式為**並列式。根據礦井二水平生產能力和煤層賦存特徵，採取乙個全能暗斜井開拓方式開發二水平。
二水平投產時，共布置2個採區，每個採區乙個回採工作面同時生產。選擇偽傾斜柔性掩護支架採煤方法，爆破落煤回採工藝，全部陷落法管理頂板。
專題部分為鹹沙壩礦井通風設計，設計礦井採用**並列式通風方式，通風方法為抽出式，採區採用軌道上山和行人上山作主要進風巷，回風上山作採區專用回風巷，採煤工作面採用u型後退式通風方式。根據礦井需風量的要求，設計選用bdno20型對旋軸流式通風機，其電動機型號為yb315m-2，功率為132kw，通風容易時期葉片角度34°，通風困難時期葉片角度37°，風機反轉反風。掘進工作面採用壓入式通風，工作面需風量為210m3min，設計選用bkj-11no4.
5型區域性通風機。
關鍵詞礦井概況通風設計礦井通風系統礦井風量通風阻力掘進通風
一交通位置
四川仁壽紅星煤業****紅星煤礦位於仁壽縣城131°方向平距約40.0km，行政區劃屬仁壽縣天峨鄉，礦區標示座標（1號拐點）東經：104°25′39″，北緯：
29°46′03″，礦山距汪洋鎮公路里程約13km，汪洋鎮距仁壽縣城公路里程45km，交通方便（見圖）。
礦區交通位置圖
二礦山基本概況
該礦始建於2023年4月，2023年建成投產。礦山開採三疊系上統須家河組五段的高炭煤層，為地下開採，斜井開拓，走向長壁式開採，機械通風、機械排水、礦燈照明，軌道人力礦車運輸，串車提公升。煤炭不經洗選，原煤銷售。
礦山設計生產規模為6.0萬噸年，實際生產能力為8.0萬噸年。
礦山有主（斜）井一h=548.100
礦山廢渣主要用於採空區回填。礦山工業廣場業已形成，工業廣場占地8029 m2，工業廣場設施基本齊備。
第2節採區基本概況
工作面位置及井上下關係如表：
一地質構造
本工作面為k7煤層近水平單斜構造，煤層有波層起伏,傾角一般為0～30，地質構造簡單,有較小斷層和褶曲構造對開採影響較小，礦區內西+423m，3306回風巷。西3308機巷。本採區揭露無斷層存在，但在開採中需隨時注意察頂板和瓦斯、水的變化情況。
二水文地質
本工作面一面為未採區，一面為運輸大巷,皆為已揭露地點,所以斷定無大斷層和老窯，不存在水患。只是煤層頂板屬石英砂巖，具有一定的滲水性，可能會有少量的滲水。所採工作面位置，距離地表達170m以上，平均採高2.
1m左右，地表的任何水體都不會對煤層開採造成影響。由於底板起伏較大,工作面會有少量積水,對仰採無影響。
該工作面在初次來壓時，頂板水會向工作滴落, 預計最大湧水量為0.3m3，平均煤層厚度1.10m為復合煤層。
一般含有1層夾砂厚度在0.5—0.8m之間，2層夾矸，以灰黑色硬質頁岩、和灰白色泥岩為主。
天炭：黑色，粗條帶結構，亮暗型，性硬，油脂光澤。
麼炭：灰色，暗亮緻密塊狀，平滑狀斷口，暗煤中少許亮煤。
夾砂：褐灰白色中細砂岩。
天炭：黑色，暗亮，細條帶狀，暗煤中常夾鋁土碎塊。
夾矸：灰黑色硬質頁岩。
花炭：灰黑色，亮暗，緻密塊狀，性硬，斷口不平，油脂光澤，夾纖維狀亮煤。
夾矸：褐灰白色砂岩。
柱狀圖見後：附圖一
（二）礦體賦存層位與形態
本區含煤岩係為三疊系上統須家河（t3xj）。
礦區所採高炭煤層賦存於三疊系上統須家河組第五段（t3xj5）上部，屬沼澤相沉積層狀礦床，在礦區內近水平產出，為單斜構造。煤層產狀25～35°∠1～3°。
礦區所採高炭煤層，最小埋深80m，最大埋深240m，賦存標高+410m～+500m，位於三疊系上統須家河組第五段上部。井巷揭露煤層厚度0.57～0.
80m，平均厚0.64m；純煤厚度0.32m～0.
53m，平均厚約0.38m。其頂板為砂岩，底板為砂質泥岩或炭質頁岩。
礦區內該煤層一般夾矸2層，夾矸總厚0.24～0.29m，平均厚0.
26m；高炭煤層有3個煤分層，單煤分層厚0.07～0.20m，平均煤厚0.
13m（附表3）。礦山目前向北掘進至約395m水平，老採空區向南掘進至+500m。礦山+460m水平以南為60年代老紅星生產巷道，已封閉停止開採多年。
+460m以北為目前生產巷道，該部分區域分+450m、+430m、+410m、+390m四個運輸水平。各水平沿傾向掘進若干支巷，各巷道揭示煤層產狀相對穩定，構造簡單，煤層自南向北由變薄趨勢。
煤層特徵情況表
（3）煤層頂底板情況
煤層頂底板情況如表：
四煤質（1）物理性質
高炭煤層顏色為黑色，條痕呈褐黑色，玻璃光澤，階梯狀斷口，條帶狀結構，層狀構造，內生裂隙發育，性脆，煤巖型別以半亮煤、半暗煤為主，次為暗淡型煤。
據四川省地礦局207地質隊2023年5月提交的《四川省威仁煤礦仁壽縣石龍橋井田補充勘探地質報告》中煤樣測試成果，進行分析對比，高炭煤層屬高灰低硫中熱值煙煤，煤類為13焦煤。
仁壽紅星煤業****紅星煤礦高炭煤質分析成果表
第四節開採技術條件
礦區開採範圍內由砂岩、頁岩、泥岩等岩石型別組成，硬質岩石組分略多於軟質岩石，岩體堅硬程度屬堅硬～半堅硬岩類。工程地質分割槽屬中山工程地質區堅硬－半堅硬巖組亞區。
井巷圍岩為砂岩、砂質泥岩、頁岩區域性為炭質頁岩等，除區域性地段較破碎須支護外，其餘地段穩定性較好。
礦區所採高炭頂板為砂岩偶見頁岩，穩定性較好，區域性裂隙發育地段偶有發生片邦，應加強井巷支護；底板為泥岩或炭質泥岩，區域性有底鼓。
區內無大的河流，但小堰塘較多，區內最大的雙堰水庫水庫面積41720m2，水量受氣候控制，距高炭煤層垂距150m左右，位於礦區外圍東部，對礦井沖水影響小，
礦區地表水體的補給主要來自大氣降水，區內年平均降雨量1009.4mm，大氣降水較充沛。大氣降水多以片流匯入小溪溝，少量沿基岩裂隙滲入地下，成為地下水。
礦區最低的井口高程為546.4m，位於當地侵蝕基準面（+520m）以上，採用明斜井開拓。礦井湧水量一般為150m3d，最大湧水量約300m3d，礦井湧水採用機械抽排。
由於礦區周邊有已閉坑的老窯或其它生產礦井，後續資源開發區域位於這些老窯或其它生產礦井採空區下部，開拓布局及採礦過程中應加強測量，進行老窯和含水層調查，應堅持「有疑必探，先探後掘」的原則，預防突水事故的發生。
根據《建築抗震設計規範》（gb50011—2001）及其區域性修訂附錄a，仁壽縣抗震設防烈度為6度，設計基本**加速度值為0.05g，礦山地面建築抗震應按6度設防。
本區屬丘陵地形，地形坡度5°～20°，岩層傾角平緩，相對高差一般小於100m。礦區及其周圍未曾發生過大的自然滑坡和大規模崩塌及泥石流等地質災害，地表風化殘坡積厚度較小，不曾出現大量水土流失，但區域性陡崖地段有小規模崩塌現象。礦區自然斜坡穩定性較好。
礦山廢渣除主要用於採空區回填，目前矸渣堆放面積小，矸渣堆放尚未引發地質環境問題。
礦區可採煤層為高炭一層，煤層平均傾角2°，煤層的採空區高度0.8m左右。據原煤炭部《煤炭工業設計規範》，安全開採深度採用下式計算。礦區高炭煤層安全開採深度為80m。
計算公式：hs=100m
式中：hs —安全採深（m）；m —煤層採高（m）
礦區所採高炭煤層最小埋深80m，瀕臨安全開採深度，煤層採動後產生的冒落帶、導水裂隙帶區域性可能貫穿地表，對地面變形有一定的影響。
第五節儲量及服務年限
一儲量（一）工作面的工業儲量
走向長×傾斜長×煤層厚度×密度=160×610×1.0×1.45=141520
(二）工作面可採儲量
工業儲量×採出率=141520×87%=123122.4
二工作面服務年限（以每月28天，平均每天推進1.0m）28m月計算。
可採推進度設計月推進度=59528≈21.25月
三工作制度
採煤工作面採用「三八」制作業，兩班採煤、一班檢修準備。
第一節礦井通風系統
一礦井通風方法與通風方式
礦井通風系統是礦井的通風方法、通風方式，通風網路的總稱。
〈一〉通風方法
通風方法是指礦井主扇風機對礦井供風的工作方法。
1、抽出式：主扇風機安在出風井一側的地面上。同前我國煤礦大部分採用抽出式。
2、壓入式：主扇風機安在進風井一側的地面上。
3、混合式：主扇風機安在進出風井的地面上。
〈二〉通風方式
通風方式是指進風井與回風井的布置方式。
1、**式。進、回風井大致位於井田走向**。可分為**並列式和**邊界式
2、對角式。進風井位於井田**，出風井分別位於井田邊界沿走向的兩翼上。可分為兩翼對角式和分割槽對角式。
3、混合式。混合式即**式與角式的混合布置，因此混合式的進、出風井至少由三個以上的井筒組成。
二通風網路
礦井空氣在井巷中流動時，風流分岔，匯合線路的結構形式，叫做通風網路。通風網路可分為簡單通風網路和複雜通風網路兩種。串聯和併聯組成的網路，稱簡單通風網路。
含有角聯分支的，稱複雜通風網路。
1、串聯風路：
2、併聯風路：
3、角聯風路：
三通風構築物
在礦井通風系統中為引導、控制或為改善通風動力效果等建造的通風設施。對於通風構築物必須合理選擇位置，保證施工質量，嚴格管理制度，不易破壞或損壞，經常使其處於完好狀態。
（一）風橋
新鮮風流與乏風交匯處要設風橋，以免風流短路，根據服務年限設鐵筒風橋、混凝土風橋、繞道式風橋等。
永久風橋前後6m以內的巷道中，支架要加固，風橋兩端介面嚴密，四周要固定在堅固巷道圍岩中，壁厚不小於0.45m，風橋斷面不小於巷道斷面的五分之四，風橋成流線型，坡度小於25°。漏風率不大於2%，風速小於10ms，通風阻力小於150pa。
（二）風牆（密閉）
不允許風流、行人、車輛通行的巷道要設風牆。
①臨時風牆
②永久風牆。四周要刻糟，見硬底硬幫，牆上要留取樣孔，下部要設u形放水孔。風牆前無瓦斯積聚，前後5m內支護完好，無雜物，積水和淤泥，用不燃性材材料建築，牆面平整無裂縫，嚴密不漏風。
施工完時在牆體中間應標註施工日期，材料數量，施工人員，驗收人員等內容，並建立檔案。
（三）風門
不允許風流通過，但要行人，行車的巷道內，必須設定風門。其安裝及質量要求：
①永久風門每組不少於2道，行人風門間距不小於5m，通車風門不小於一列車長度。進回風巷風門要設兩道反向風門。
②風門能自動關閉，門與門框呈斜面接觸，接觸處要有可縮性襯墊，四周嚴密不透風，門平整不漏風，門柱與門不歪斜，門框和門軸都要向關閉的方向傾斜800—850。
③風門牆垛要用不燃材料建築。牆垛要掏槽，見硬底、硬幫，牆面平整無重縫、空隙，嚴密不漏風。
④風門水溝要設化水池或擋風簾，通車風門要設底坎，電纜孔要堵嚴，閉鎖裝置要安套管並用膠匹堵嚴。
⑤風門前後5m內巷道支護完好，無雜物、積水和淤泥。
（四）調節風窗（調節風門）
調節風窗就是開設在風門或風牆上方，乙個面積可由移動窗板來改變的小視窗。要求調節靈活。
第二節採區通風系統
一採區通風系統
它是指礦井風流從主要進風巷進入採區，流經有關巷道，採掘工作面、硐室和其它用風地點後，排到礦井主要回風巷的整個風流路線。它包括採區進、回風巷和工作面進回風巷的布置方式，採區通風路線的連線方式以及採區內的通風裝置、設施等。
二採區通風系統的基本要求
1、採區通風系統必須有單獨的回風巷道，實行分割槽通風，採掘工作面都要採用獨立通風。在布置獨立通風有困難時，制定措施，可採用串聯通風，但串聯通風的次數不得超過1次。進入串聯工作面的進風巷必須裝設瓦斯斷電儀，其瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.
5%，嚴禁一條龍的全礦井串聯通風。
2、在採區通風系統中，要保證風流流動的穩定性，盡量避免角聯或複雜通風網路。
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