中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 1 -第一章 带区概况本带区为本矿第二水平第四采区，其中二采区已采，六采区未采。上部标高-150m，下部标高-300m。本采区构造简单，煤层为厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，无褶皱、走向断层，煤质中硬，煤层厚度 4.5m，煤的密度为 1.35t/ m 。矿井瓦斯相对涌出量为 5m3/t，低瓦斯矿井。煤层不具有瓦斯爆炸危险性；3煤尘不具有爆炸性。煤层不具有自燃发火可能，一般发火期为 312 个月。直接顶为砂岩，厚 6m，底板为砂岩，厚 12m。煤层柱状图第二章 带区通风系统一、带区通风系统要求带区通风系统主要取决于采煤系统(采煤方法)，但又能在一定程度上影响着采区的巷道布置系统。其合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故时的风流控制，生产的顺利完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全状况。完备的带区通风系统应能有效地控制采区内的风流方向，风量和风质；漏风少；风流的稳定性高，不易遭受破坏；采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面；有利于合理排放瓦斯，防止煤炭自燃，形成较好的矿内气候条件和有利于控制、处理事故，并能使通风系统符合安全可靠、经济合理和技术可行的原则。为此，采区通风系统应满足下列基本要求：1、每一生产水平和采区都必须实行分区通风，即把井下各个水平、各个采区以及各个采煤工作面、掘进工作面和其他用风地点的回风各自直接排入采区中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 2 -的回风巷或总回风巷的通风布置方式。2、准备采区，必须在采区内构成通风系统后，方可开掘其它巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。煤层群或分层开采的每个上、下山采区，采用联合布置时，每个上、下山盘区或采区都必须配置至少一条专门的回风道。采区进、回风道必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷，一段为回风巷。3、高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少 1 条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置 1 条专用回风巷。所谓专用回风巷指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道，在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出区，专用回风巷还不得行人。4、采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内，同一煤层上下相连的两个回采工作面、工作面总长度不超过 400m，回采工作面和与之相连接的掘进工作面，掘进工作面和与之相邻的掘进工作面，布置独立通风有困难时，都可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过一次。在地质构造极为复杂或残采地区，回采工作面确需串联通风时，应采取安全措施，经上级主管部门批准，可以串联通风，但串联通风次数不得超过两次，三个回采工作面的总长度不得超过100 m。所有的串联通风，在进入串联工作面的风流中，必须装有瓦斯自动检测报警装置。在此种风流中，瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过 0.5%，其它有害气体的浓度都应符合煤矿安全规程 （2001 版）第 100 条的规定。开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何 2 个工作面之间串联通风。5、掘进工作面和采煤工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空掘巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。6、采空区必须及时封闭。从巷道通至采空区的风眼，必须随着采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。必须在所有与已采区相连接的巷道中设置防火墙，全部封闭采区。7、倾斜运输巷道，不应设置风门。如果必须设置风门时，应安设自动风门中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 3 -或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员，以及矿车碰撞风门的安全措施。开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。8、在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，在采区通风系统中应尽量避免或减少角联通风，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。9、在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。10、在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。11、采区绞车房和变电所，应实行分区通风。12、煤层倾角大于 12的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，并须遵守下列规定： 采煤工作面的风速，不得低于 lm/s； 机电设备设在回风巷时，其风流中瓦斯浓度不得超过 1%，并应装有瓦斯自动检测报警断电装置； 进、回风巷中，都必须设置消防供水管路。13、有煤与瓦斯(二氧化碳)突出的采煤工作面严禁采用下行通风。二、带区进回风的选择1、带区通风系统既是矿井通风系统的基本组成单元，也是带区生产系统的重要组成部分。选择带区通风系统必须遵守上述规定及煤矿安全规程中有关规定。2、本矿共划分 8 带区，带区内不设准备巷道，直接在大巷两侧布置倾斜长壁工作面，针对开拓方案的布置，选择胶带运输大巷进风，辅助运输大巷回风通风方式时，辅助运输大巷内需设风门和开掘回风石门与主井连通，这对于采用无轨胶轮作为辅助运输方式不利，且进风流与煤流方向相反，使进风流中煤尘和瓦斯浓度增加。输送机等设备所散发热量使进风流温度升高，且需开设进风道。3、按采煤工作面的风流方向不同可分为上行通风和下行通风两种，各自的优缺点对比如下：见表及使用条件如下：中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 4 -工作面风流方向比较：风向 优 点 缺 点上行通 风瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相同，在正常风速情况下，瓦斯不易积聚和分层流动，工作面发生火灾时所产生火风压与通风压力作用方向一致，瓦斯浓度不会增加，着火点瓦斯爆炸的可能性小。上行风将煤炭运输过程中所溢散的瓦斯和煤尘带入工作面，增大了瓦斯和煤尘的浓度，风流受运输设备加热而使风流增温，倾角大于 12的工作面应采用上行通风。下行通 风瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相反，瓦斯和空气混合能力强，正常风速不易局部瓦斯积聚和分层流动，回风流方向与煤流方向相反，可降低煤尘，降低风流温度，可冲淡上隅角瓦斯。工作面若有火源，产生火风压与通风压力作用方向相反，会使工作面风量减少，甚至反风，导致瓦斯浓度上升引爆，适应倾角小于 12的，煤与瓦斯突出危险性小。本带区煤层平均倾角为 7.5，煤层平缓，煤层无自然发火倾向，煤尘无爆炸倾向性，工作面风流方向除遵照安全规程之规定外又考虑煤层实际起伏情况、回采巷道的布置，所以确定首综放工作面风流方向为上行通风。三、工作面通风方式的选择工作面通风方式的选择与回采顺序、通风能力及巷道布置有关，通风方式是否合理成为影响工作面正常生产的重要因素，对工作面通风应满足下列要求：1、工作面有足够的风量并符合安全规程的要求，特别要防止上隅角积聚瓦斯。2、风流用尽量单向顺流、少折返逆流、系统简单、风路短。3、根据通风要求，进、回风巷有足够的断面及数目。工作面通风方式及优缺点的比较通风方式 适应条件及优缺点U型后退式一进一回，在我国使用比较普遍，其优点是结构简单，巷道维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理，但上中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 5 -隅角瓦斯容易超限，工作面进、回风巷要提前掘进。此种通风方是对了解煤层赋存状况，掌握甲烷、火的发生、发展规律，较为有利。由于巷道均维护在煤体重，因而巷道的漏风率减少，适用于低瓦斯矿井通风方式 前进式一进一回，可缓和采，掘紧张关系，采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风顺曹。缺点：采空区漏风不易管理，需沿空护巷。这种通风适用推进距离，低瓦斯自燃倾向性弱的煤层Y 型通风方式两进一回，在回采工作面的上、下端各设一条进风巷道，另外在采空区一侧设回风道。优点为：可以很好的解决工作面上隅角瓦斯超限问题，改善了工作环境，提高回收率。E 型通风方式两进一回，下两天为进风巷，上面为回风巷。优点：使下回风平巷和下部工作面回风速度降低，抑制煤尘飞扬，降低采空区温度。但是容易引起工作面上隅角瓦斯超限。W 型通风方式两进一回，或一进两回。优点：相邻工作面公用一个进或回风巷，减少了巷道的开掘和维护，漏风少，利于防火，在近水平煤层的综采工作面中应用较广。Z 型通风方式一进一回，前期掘进巷道工程量小，风流比较稳定，采空区漏风介于 U 型后退和 U 型前进式之间，但需要沿空护巷和控制经过踩空区的漏风，其难度较大根据以上选择的依据及各通风方式所使用条件和本采取的情况，矿井绝对瓦斯涌出量为 5m3/min，工作面长 240m，沿倾向推进 1320m，工作面单巷掘进，由此确定工作面采用“U”型通风方式。综上所述，综合考虑以上进风方式优缺点，工作面采用“U”型通风方式，工作面的风流方向为上行通风。第三章 带区风量计算一、带区需风量的计算原则 中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 6 -供给采区风量必须符合我国煤矿安全规程中有关条文的规定。1、采区需风量由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量的总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出采区总风量。 2、按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。 3、按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、风速以及温度等都符合煤矿安全规程的有关规定分别计算，取其最大值。 4、按风速验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量。 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量 。 采煤工作面有串联通风时，按其中一个最大需风量计算。备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯（二氧化碳） 、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的 50%。二、带区所需总风量的计算（一）回采工作面的需风量回采工作面需风量应按照稀释和排放瓦斯、二氧化碳、炮烟及其它有害气体、粉尘，并使工作面有适宜的气温和风速，分别进行计算，然后取其中的最大值。1、 按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算工作面风量10eipeiQqK=100（61005）/14401.5= 3177 m 3/min 式中： 第 i 个采面所需要的风量，m 3/min；ei100-按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过 1%的换算系数；该采煤工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m 3/min；（计算瓦peiq斯的相对量；抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；该采面瓦斯涌出不均匀系数，由实测统计得出，一般可取eiK1.52.02 、按人数计算中国矿业大学银川学院采矿工程通风设计说明书- 7 -以 N 表示回采面同时工作的最多人数，则回采面风量为： 4piQ=425=100 m3/min 式中 4每人每分钟应供给的最小风量，m 3/min。3、 按工作面气温计算为使工作面有良好的气候，对应于不同的风温，参照的风速如下表所示。工作面气温与风速对照表工作面气温， 工作面风速 v，m/s151518182020230.30.50.50.80.81.01.01.5由表可得长壁工作面风量为60piQS= 601.0 （4.5-0.3）=252 m 3/min v-采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；m/s,；对于普采工作面 S 值可按最大和最小控顶距的断面积平均值计算，对于综采工作面，可用下述近似式计算：使用支撑式支护时 S3.75（M0.3） ；使用掩护式支护时 S3（M0.3） ；其中 M 为煤层开采厚度，m。4、低瓦斯矿井综采工作面所需风量12340piQK= 2002.151.5 11=645 m3/min 式中： 采高系数，当采高 h2 m 时， ；当 h 2m 时， 1K1K21K；0.3hnt