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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)通風(fēng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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摘 要
本設(shè)計(jì)礦井為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦240萬(wàn)噸/年新礦井設(shè)計(jì)，共有2層可采煤層17#、21#。煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量20700Mt，服務(wù)年限為61a。設(shè)計(jì)采用以雙立井為主的聯(lián)合開(kāi)拓方式，劃分兩個(gè)水平，六個(gè)采區(qū)。達(dá)產(chǎn)時(shí)采區(qū)為一采區(qū)和二采區(qū)，各布置一個(gè)工作面，聯(lián)合布置， 17#、21#層單獨(dú)開(kāi)采。采煤方法為走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化放頂煤工藝，頂板處理方法為全部垮落法。
礦井通風(fēng)方式為分區(qū)式，通風(fēng)方法為抽出式，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)為軌道上山和運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)，采煤工作面采用“U”型上行式通風(fēng)，掘進(jìn)工作面采用壓入式通風(fēng)，礦井容易時(shí)期設(shè)計(jì)需風(fēng)量為139 m3/s，困難時(shí)期設(shè)計(jì)需風(fēng)量為146m3/s。進(jìn)而選出礦井主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)為BD NO-22，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB355M2-8，且對(duì)礦井所需通風(fēng)構(gòu)筑物進(jìn)行布置。
關(guān)鍵詞：通風(fēng)設(shè)計(jì) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)阻力

Abstract 
The design of mine for Hegang Junde Coal Mining Group 2,400,000 tons / year of new mine design, a total of 2 coal seam layer 17 #, 21 #. Industrial grade coal is 1 / 3 coking coal, the design of mine recoverable reserves of 20700Mt, length of service for the 61a double shaft design combined to open up the way, divided into two levels, six mining area. Mining area at the middle of a mining area and the second mining area, the layout of a face, a joint arrangement, 17 #, 21 # layers separate mining. Mining methods to falling down a long wall coal mining law, mining technology for integrated mechanized top coal caving technology approach for the entire roof falling Act.
Mine ventilation for partition type, the method of taking the type of ventilation, ventilation systems for the mining area and transport up the mountain track up the mountain into the wind, to wind up the mountain back to the wind, coal face using "U"-type upstream ventilation, the use of heading face pressure-in ventilation, mine design to be easy to time the wind was 139 m3 / s, designed to be a difficult time for the air flow 146m3 / s. Elected to the main mine fan model BD NO-22, the motor model YB35M2-8, and the structure of the mine ventilation required to set up their equipment.
Key words ：ventilation design  mine ventilation system  ventilation resistance

目 錄
摘 要	I
Abstract	II
目 錄	III
第1章  井田概況及地質(zhì)特征	1
1.1   井田概況	1
1.1.1 井田位置及范圍	1
1.1.2 交通位置	1
1.1.3 地形地勢(shì)	1
1.1.4 氣候 雨量 風(fēng)向 風(fēng)速	1
1.1.5 河流	2
1.2   地質(zhì)特征	3
1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況	3
1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造	3
1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征	3
1.2.4 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況	4
1.2.5 瓦斯 煤塵 煤的自燃性	5
1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途	5
第2章   井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限	6
2.1  井田境界	6
2.1.1 井田周邊狀況	6
2.1.2 井田境界確定的依據(jù)	6
2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況	6
2.2  井田儲(chǔ)量	6
2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算	6
2.2.2 保安煤柱	7
2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法	7
2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià)	8
2.3  礦井工業(yè)制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限	8
2.3.1 礦井工作制度	8
2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定	8
2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定	9
第3章   井田開(kāi)拓	10
3.1  選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述	10
3.1.1 井硐形式和數(shù)目	10
3.1.2 井硐位置及坐標(biāo)	10
3.1.3 水平數(shù)目及高度	11
3.1.4 石門(mén)、大巷數(shù)目及布置	11
3.1.5 采區(qū)劃分	13
3.2  井硐布置和施工	14
3.2.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù)	14
3.2.2 井硐布置及裝備	14
3.2.3 井筒延深的初步意見(jiàn)	17
3.3  開(kāi)采順序	17
3.3.1 沿井田走向的開(kāi)采順序	17
3.3.2 沿井田傾向的開(kāi)采順序	17
3.4  礦井提升系統(tǒng)	17
第4章   采區(qū)通風(fēng)	19
4.1  采區(qū)設(shè)計(jì)概述	19
4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位,置 邊界 范圍 采區(qū)煤柱	19
4.1.2 采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況	19
4.1.3 采區(qū)的生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限	19
4.1.4 采區(qū)巷道布置	20
4.2  采煤方法及采煤工藝	23
4.2.1 采煤方法選擇	23
4.2.2 回采工藝	23
4.3 采區(qū)通風(fēng)	26
4.3.1 采區(qū)概況	26
4.3.2 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求	26
4.3.3 采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇	27
4.3.4 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)	27
4.4 掘進(jìn)通風(fēng)	30
4.4.1 局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則	30
4.4.2 局部通風(fēng)方法	31
4.4.3 風(fēng)筒及局部通風(fēng)機(jī)選擇	31
第5章   礦井通風(fēng)系統(tǒng)	33
5.1   礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇	33
5.1.1 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則	33
5.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇	34
5.1.3 礦井通風(fēng)方式的選擇	36
5.2   礦井需風(fēng)量的計(jì)算	38
5.2.1 風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和原則	38
5.2.2 礦井風(fēng)量計(jì)算	40
5.2.3 礦井總風(fēng)量計(jì)算	44
5.2.4 礦井風(fēng)量分配	45
5.2.4 風(fēng)量分配后的風(fēng)速校核	46
5.3   礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算	48
5.3.1 圖紙和編制數(shù)據(jù)	48
5.3.2 風(fēng)網(wǎng)圖的繪制	51
5.3.3 摩擦阻力的計(jì)算	51
5.3.4 局部阻力的計(jì)算	58
5.3.5 自然風(fēng)壓	58
5.3.6 礦井通風(fēng)總阻力	61
5.3.7 礦井等積孔	61
5.4   扇風(fēng)機(jī)的選擇	63
5.4.1 選擇原則及步驟	63
5.4.2 扇風(fēng)機(jī)的選擇	64
5.4.3 主扇工況點(diǎn)	65
5.4.5 選擇電動(dòng)機(jī)	68
5.5 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用	69
5.5.1 計(jì)算主扇運(yùn)轉(zhuǎn)耗電量	69
5.5.2 噸煤通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算	70
5.6 通風(fēng)構(gòu)筑物	70
5.6.1 通風(fēng)構(gòu)筑物	70
5.6.2 主要通風(fēng)機(jī)附屬設(shè)備	71
結(jié)論	73
致 謝 辭	74
參考文獻(xiàn)	75
附錄1	76
附錄2	81

第1章  井田概況及地質(zhì)特征
1.1   井田概況
1.1.1 井田位置及范圍
峻德煤礦位于黑龍江省鶴崗市。為鶴崗煤田最南部的一個(gè)井田。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) ，北緯 。井田的北部邊界與興安煤礦相鄰。其界限為：緯線 為界。緯線兩端分別與 斷層和第十三層勘探線相交。由它們的連線的垂直截面組成北部的人文邊界。南止煤系地層與上復(fù)第三系地層的 標(biāo)高不整合接觸線。西起煤系地層基盤(pán)。東止 號(hào)煤層的 標(biāo)高鉛直截面。全區(qū)走向長(zhǎng) ，寬 ,面積 。
1.1.2 交通位置
礦區(qū)西部有鶴崗市至佳木斯和雙鴨山的鶴大公路，并且與礦區(qū)公路相連均是白色的二，三級(jí)水泥路面，東部也有哈蘿公路最后與鶴大公路相連，礦區(qū)鐵路與至鶴崗的國(guó)有鐵路在集配站接軌，交通十分便利。詳見(jiàn)交通位置圖1-1：
1.1.3 地形地勢(shì)
本區(qū)屬于丘陵地形，峻德煤礦井田的地勢(shì)東高西洼，洼地面積占三分之二左右，中部原受鶴立河的侵蝕地勢(shì)較低洼，區(qū)內(nèi)最高標(biāo)高 ，一般在 之間。
1.1.4 氣候 雨量 風(fēng)向 風(fēng)速
礦區(qū)屬于大陸性氣候，年最高氣溫 ，最低氣溫零下 ，年降水量 左右，凍結(jié)期由 月至次年 月末，凍結(jié)深度一般在 左右，風(fēng)向多西風(fēng)，最大風(fēng)速為 。

圖1-1 交通位置圖
1.1.5 河流
區(qū)內(nèi)只有鶴立河在井田上方流過(guò)后經(jīng)人工改造從西部邊界通過(guò)。最高洪水位 。最大流最為 。地下水原始流向與地表河流流向一致。水力坡度2‰左右。年平均降雨量為 左右，雨季集中在六，七，八三個(gè)月。
1.2   地質(zhì)特征
1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況
本區(qū)地層基本與鶴崗區(qū)域性地層一致。根據(jù)1975年?yáng)|北地區(qū)區(qū)域地層表的統(tǒng)一對(duì)比，區(qū)內(nèi)自下而上有：前古生界，上侏羅統(tǒng)：石頭河子組石頭廟子組。下白堊統(tǒng)東山組，第三系和第四系地層。為本礦井的主要含煤地層，煤層總厚度51.37M，含煤率4.7%。煤層厚度總趨勢(shì)為由北向南增厚，煤層層間距由北向南變薄，同時(shí)出現(xiàn)合并和尖滅。礦區(qū)主要含煤層有23層，劃歸給本設(shè)計(jì)礦井的可采煤層共二層。
1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造
本井田位于鶴崗煤田中生代石頭河子組中，峻德井田褶皺簡(jiǎn)單，煤系地層走向呈北北東，向東傾斜的單斜構(gòu)造。傾角 ，一般 沿局部有波狀起伏。然而斷裂則相當(dāng)復(fù)雜，反映本區(qū)構(gòu)造形跡是以斷裂為主。因受井田中部大斷層F5的作用影響將井田劃分為兩部分，井田四周也是以較大的斷層為邊界的。各個(gè)斷層的具體情況見(jiàn)表 ： 
經(jīng)過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘探及綜合分析，本井田有 條大斷裂，都為正斷層。
1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征
本井田內(nèi)的所有煤層都富集在石頭河子組地層之中，本設(shè)計(jì)礦井在該組內(nèi)共有可采煤層 層，以下將各煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、煤容重和煤層頂?shù)装迩闆r說(shuō)明如下(附煤層特征表)：
1. 號(hào)煤層：煤層厚度 ，平均煤層厚度 ，煤層結(jié)構(gòu)為單斜構(gòu)造，煤層平均傾角為 ，賦存穩(wěn)定，有夾矸，煤層能夠發(fā)育到地面露頭，容重 ，頂板為中細(xì)砂巖，偽頂為 的煤泥巖或含炭泥巖，底板為細(xì)砂巖。
2. 號(hào)煤層：煤層厚度 ，平均煤層厚度 ，平均傾角 ，煤層發(fā)育到地面露頭，貯存穩(wěn)定的煤層，單斜結(jié)構(gòu)，容重 ，頂板為細(xì)砂巖，底板為粉砂巖。
詳細(xì)情況可見(jiàn)煤層特征表1-2：
表1-1 主要斷裂構(gòu)造斷層特征
序
號(hào)	斷層
編號(hào)	斷層
性質(zhì)	
方向
	落差
（m）	斷距（m）	查明
程度
 
 
正	南北	20	212	可靠
 
 
正	西北-東南	150	98	可靠
 
 
正	東西	100	140	可靠
 
 
正	西北-東南	343	230	可靠
 
 
正	東西	100	50	可靠

表1-2 煤層特征

層
次	煤厚（m）	層平均間距
（m）	
穩(wěn)定性	
頂板	
底板
	最小	最大	平均				
 
 
 
 
 
較穩(wěn)定	細(xì)砂巖	粉砂巖
 
 
 
 
	穩(wěn)定	粉砂巖	細(xì)砂巖
1.2.4 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況
1.鶴崗煤田處于小興安嶺山地與松花江下游合江平原之間的丘陵區(qū)，峻德井田位于丘陵區(qū)最南端。井田大部分處于鶴立河河谷區(qū)，地下水的靜儲(chǔ)量，動(dòng)儲(chǔ)量都較大。
2.本區(qū)地層無(wú)完整的隔水層。主要含水層為第四系孔隙含水層和白堊系，侏羅系，前古生界地層風(fēng)化帶含水層。峻德礦屬于水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井。主要表現(xiàn)是：礦井涌水量 。采掘工程受水害威脅，防治水工程量大，難度大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果差。
本礦于1981年補(bǔ)充進(jìn)行了抽水實(shí)驗(yàn)，施工了兩個(gè)抽水孔，兩個(gè)抽水觀測(cè)孔，進(jìn)行的是兩主孔分別單孔抽水，兩孔同時(shí)干擾抽水實(shí)驗(yàn)。根據(jù)上述兩種方法所得資料，穩(wěn)定流K值：34.49M/日～41.9M/日，非穩(wěn)定流K值34.76 M/日～34.36 M/日，給水度S=18.7%。水質(zhì)經(jīng)數(shù)次化驗(yàn)到目前仍基本符合國(guó)家飲水標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)類(lèi)型為重碳酸鈣鈉型。
1.2.5 瓦斯 煤塵 煤的自燃性
峻德煤礦只開(kāi)采了四個(gè)煤層，其中11號(hào)層只局部開(kāi)采，就3、9、17號(hào)煤層經(jīng)歷年來(lái)瓦斯鑒定，該井為高瓦斯礦井。
峻德煤礦對(duì)以開(kāi)采的3、9、17煤層分別做了煤塵爆炸性鑒定，結(jié)論是三個(gè)煤層均存在爆炸性。爆炸試驗(yàn)中其火焰長(zhǎng)為：3號(hào)層300～400㎜、9號(hào)層320～530㎜、17號(hào)層20～500㎜。
煤層自然發(fā)火期，3號(hào)層為18個(gè)月、9號(hào)層無(wú)發(fā)火史、17號(hào)層為9個(gè)月。
煤層自然傾向性分類(lèi)：11、17、21號(hào)煤層為Ⅰ類(lèi)，其余煤層均為Ⅲ類(lèi)。本礦自建井到現(xiàn)在無(wú)瓦斯、煤塵等重大災(zāi)害發(fā)生。
1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途
1.煤種情況：本礦井范圍內(nèi)主要是主焦煤，還有少量的無(wú)煙煤，貧煤和瘦煤。
2.灰份變化：本區(qū)內(nèi)煤層的灰份值是中部較上部和下部低，灰份值大約在 之間，屬于中灰份煤，上部和下部煤層的灰份較高，都在 以上，屬于富灰煤。
3.主要用途：本設(shè)計(jì)礦井所生產(chǎn)出的煤炭，以冶金為主，電廠發(fā)電做動(dòng)力用煤次之。

第2章   井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限
2.1  井田境界
2.1.1  井田周邊狀況
本區(qū)屬于丘陵地形，峻德煤礦井田的地勢(shì)東高西洼。區(qū)內(nèi)原有鶴立河河流，因此井田中部受鶴立河侵蝕地勢(shì)較低洼。井田南北均由落差很大的斷層為邊界，與臨近的礦井沒(méi)有采動(dòng)影響。峻德煤礦僅北部與興安煤礦相鄰。該礦同我礦接壤處。峻德礦僅淺部4個(gè)層進(jìn)行了開(kāi)采。
2.1.2  井田境界確定的依據(jù)
1.以井田內(nèi)的地理地形和地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)；
2.邊界所確定的井田范圍要有利于對(duì)井筒位置的選擇．安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物；
3.劃分的井田境界要盡量為礦井發(fā)展留有一定的空間；
4.如果地質(zhì)條件可以，井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于井型的擴(kuò)大和機(jī)械化程度的不斷提高；
根據(jù)以上原則，結(jié)合峻德礦井田的實(shí)際地質(zhì)情況可知：          
井田走向長(zhǎng)度： m左右，傾向長(zhǎng)度： m左右。
2.1.3  井田未來(lái)發(fā)展情況
本設(shè)計(jì)礦井為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 的礦井，由勘探精查報(bào)告資料可知，井田內(nèi)的煤層發(fā)育較好，煤層均為單斜構(gòu)造，并且傾角都在 左右，預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后不久的核定生產(chǎn)能力會(huì)大于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，隨著科學(xué)技術(shù)尤其是煤炭開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的提高，可以采出和探測(cè)出埋藏較深的煤炭。從而保證礦井的服務(wù)年限。
2.2  井田儲(chǔ)量
2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算
在峻德礦井田范圍內(nèi)，參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層有 ，和 共2層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界大致相同，礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。
礦井儲(chǔ)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)以《儲(chǔ)量管理規(guī)程》和《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定和我國(guó)能源政策，資源狀況及目前煤礦開(kāi)采技術(shù)條件為依據(jù)。
本設(shè)計(jì)礦井井田內(nèi)絕大部分為煉焦用煤，和少量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。 
2.2.2  保安煤柱
    為了保證礦井的安全生產(chǎn)且依據(jù)《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，本設(shè)計(jì)礦井所留設(shè)的保安煤柱的寬度如下【1】：
1.各煤層在地面的露頭處留設(shè) 的保安煤柱；
2.井田邊界的斷層留設(shè) 保安煤柱；
3.井田內(nèi)部的斷層和采區(qū)邊界留設(shè) 保安煤柱；
4.河流的保安煤柱要根據(jù)各煤層的埋藏深度的不同，而有變化；
2.2.3  儲(chǔ)量計(jì)算方法
    礦井儲(chǔ)量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要以《儲(chǔ)量管理規(guī)程》為依據(jù)，計(jì)算的方法這里采用底板等高線水平投影分水平塊段法。   
1.工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算方法
計(jì)算公式如下【2】：
塊段儲(chǔ)量＝塊段水平投影的面積/ 平均傾角余切×塊段平均厚度×容重
根據(jù)礦井煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖，結(jié)合以上公式計(jì)算出本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量大約為 萬(wàn)噸。各個(gè)煤層的工業(yè)儲(chǔ)量見(jiàn)表 可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表。
2.可采儲(chǔ)量的計(jì)算
公式如下：
                    （2-1）
 式中： —可采儲(chǔ)量， 
           —工業(yè)儲(chǔ)量， 
　　　　   —永久煤柱損失， ；
           —采區(qū)回采率。
表2－1 可采煤層儲(chǔ)量表
煤層	17#	21#
工業(yè)儲(chǔ)量	21439	8647
煤柱損失	2143.9	864.7
可采儲(chǔ)量	14471.33	6225.84
回采率％	0.75	0.8
對(duì)回采率的要求：中厚煤層不應(yīng)小于 ，薄煤層不應(yīng)小于 。經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)煤層的可采儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算，得出本井田可采儲(chǔ)量為 。
2.2.4  儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià)
    該設(shè)計(jì)礦井所有的儲(chǔ)量計(jì)算過(guò)程，均是嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行的。由于技術(shù)水平有限和資料的不很全面，所以各種儲(chǔ)量的結(jié)果可能與實(shí)際有點(diǎn)誤差。
2.3  礦井工業(yè)制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限
2.3.1  礦井工作制度
本設(shè)計(jì)礦井采用年工作 a，采煤工作面選用“四六”制，即三個(gè)班采煤一個(gè)班檢修，采煤機(jī)日進(jìn)六刀，往返一次進(jìn)兩刀。礦井每日凈提升時(shí)間為 。
2.3.2  礦井生產(chǎn)能力的確定
井田的儲(chǔ)量、煤層賦存的狀況、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)等因素是確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力大小的依據(jù)，除此之外還應(yīng)考慮到今后市場(chǎng)對(duì)煤炭的需求量。根據(jù)以上各因素結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，確定本設(shè)計(jì)礦井為年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 。
2.3.3  礦井服務(wù)年限的確定
礦井服務(wù)年限的確定和礦井生產(chǎn)能力的確定是息息相關(guān)的，受很多相同因素的影響，根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況和礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式，
                     （2-2）
式中： —礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， 
              —生產(chǎn)能力，  
           —礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，   K值取 
1.當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a時(shí)，
 
2.當(dāng)?shù)V井的生產(chǎn)能力為2.4Mt/a時(shí)，
 
3.當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a時(shí)，
 
參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，再通過(guò)以上計(jì)算可知，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a比較合理。服務(wù)年限 ，符合要求。

第3章   井田開(kāi)拓
1.井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述
峻德礦周邊有些小井和小窯，都是片盤(pán)斜井，他們的生產(chǎn)情況和開(kāi)采狀況都已經(jīng)基本查明。呈單斜構(gòu)造，屬高瓦斯礦井。
本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井兩水平開(kāi)拓，井田范圍內(nèi)只有中部有一個(gè)大的正斷層，煤層的傾角在33°左右，煤層都呈單斜構(gòu)造，通風(fēng)方式為分區(qū)式通風(fēng)。 
2.影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的因素及具體情況
由勘探的精查報(bào)告所描述的煤層自然產(chǎn)狀，構(gòu)造困素，煤層頂?shù)装宓臈l件，沖積層結(jié)構(gòu)，地形及水文地質(zhì)條件等，其中井田內(nèi)煤層的賦存深度和沖積層水文地質(zhì)的條件對(duì)開(kāi)拓方式的影響是最大的。
峻德礦的所有設(shè)計(jì)建設(shè)的基本程序必須嚴(yán)格按照有關(guān)國(guó)家法規(guī)，設(shè)計(jì)規(guī)程，規(guī)范來(lái)進(jìn)行，選取開(kāi)拓方式的時(shí)候要及時(shí)的查閱和學(xué)習(xí)現(xiàn)有的最先進(jìn)的開(kāi)拓方式方法，對(duì)現(xiàn)有的最先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)備也要有一定的了解。先進(jìn)的煤炭開(kāi)采技術(shù)對(duì)礦井開(kāi)拓開(kāi)采方式的選擇有很大影響。
3.1  選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述
3.1.1  井硐形式和數(shù)目
根據(jù)井田范圍內(nèi)的地形地勢(shì)，煤層賦存情況和地質(zhì)構(gòu)造等自然因素，經(jīng)過(guò)上面對(duì)井筒的形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，該礦井采用雙立井兩水平開(kāi)拓，上山開(kāi)采，共有兩個(gè)風(fēng)井。
3.1.2  井硐位置及坐標(biāo)
井筒在井田中位置的選擇，就是確定井筒距離礦井儲(chǔ)量中心的尺寸，并用經(jīng)緯線來(lái)表示它的具體位置，選擇井筒位置的條件：
1.地面條件
(1)地面工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積盡量小。
(2)要考慮地形與工程地質(zhì)的條件。
(3)地面煤倉(cāng)與外運(yùn)鐵路的連接
(4)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)與生活區(qū)的位置
2.井下條件
(1)如果自然條件較好，地質(zhì)構(gòu)造不是很復(fù)雜，盡量把井筒布置在井田儲(chǔ)量的中央。
(2)如果布置井筒的位置有較大的斷層，就把井筒布置在斷層的下盤(pán)。
(3)井筒的位置盡量選在壓煤量少的地方，也可以讓斷層，河流和井筒使用同樣的保安煤柱，同時(shí)保證河流和井筒之間要有一定的安全距離。
(4)根據(jù)勘探程度的不同，應(yīng)該將井筒布置在勘探的比較明了的地方，降低礦井的基建投資，最好是等出來(lái)煤炭以后，有一定的收益以后再投資井田的另一半。
根據(jù)本礦井所在井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的一些條件，本設(shè)計(jì)礦井井筒的位置詳見(jiàn)開(kāi)拓平面圖，其井筒井口坐標(biāo)為：
主井：       （102303.95，115607.9）
副井：       （102303.95，115702.1）
一采區(qū)風(fēng)井： （101060.45，114528.9）
一采區(qū)風(fēng)井： （102768.75，114167.85）
3.1.3  水平數(shù)目及高度
根據(jù)本井田的煤層賦存深度，角度和地質(zhì)構(gòu)造等自然條件，再經(jīng)過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，合理的對(duì)井田開(kāi)采水平進(jìn)行了劃分，該設(shè)計(jì)礦井在－300m水平標(biāo)高處劃分第一個(gè)水平，階段垂高500m，在－300m水平標(biāo)高上布置生產(chǎn)所必須的水平運(yùn)輸大巷，井底車(chē)場(chǎng)及各類(lèi)硐室．井田范圍內(nèi)在垂直方向上，各個(gè)煤層以－300m開(kāi)采水平為界，采用上山開(kāi)采。二水平設(shè)在－600m標(biāo)高，也是采用上山開(kāi)采。
3.1.4  石門(mén)、大巷數(shù)目及布置
根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的所有客觀條件再比較現(xiàn)有的先進(jìn)的運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備和開(kāi)拓巷道布置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定本設(shè)計(jì)礦井采用集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門(mén)的布置方式。
由于本設(shè)計(jì)礦井采區(qū)接續(xù)的原因，使得大巷和石門(mén)的服務(wù)年限不是很長(zhǎng)，但是運(yùn)輸通過(guò)能力較大，所以運(yùn)輸大巷和石門(mén)的斷面和支護(hù)方式設(shè)計(jì)在本礦井中相同，其內(nèi)部設(shè)施也相同。主要運(yùn)輸巷道的斷面設(shè)計(jì)合理與否，將直接影響礦井的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，大巷斷面設(shè)計(jì)的基本原則是在滿(mǎn)足通風(fēng)安全與技術(shù)要求的前提下，爭(zhēng)取提高巷道斷面的利用率，降低斷面造價(jià)，并有利于加快開(kāi)拓速度。本設(shè)計(jì)礦井運(yùn)輸大巷斷面圖如圖3—1所示、石門(mén)斷面圖如圖3—2所示。
 圖3-1 運(yùn)輸大巷斷面圖

圖3—2 石門(mén)斷面圖
3.1.5  采區(qū)劃分
本設(shè)計(jì)礦井是有三部分組成的，南半部分的走向長(zhǎng)度不大，可以布置一個(gè)單翼采區(qū)進(jìn)行回采，中部和北部大部分的走向長(zhǎng)度較大，需要?jiǎng)澐譃橐粋€(gè)雙翼采區(qū)進(jìn)行回采，布置單翼采區(qū)的目的是為了增加工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度，從而減少了工作面的搬家次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。
根據(jù)采區(qū)的劃分原則，再結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，本設(shè)計(jì)礦井將井田的第一水平劃分為6個(gè)采區(qū)。 
3.2  井硐布置和施工
3.2.1  井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù)
本井硐穿過(guò)的巖層的基底為元古界的花崗巖及花崗片麻巖，穿過(guò)的地層為中生界侏羅紀(jì)中上統(tǒng)石頭河子組地層，巖層多為粉砂巖和細(xì)砂巖，主要含煤地層處于城子河組中部。
根據(jù)主副井所穿過(guò)巖層的圍巖性質(zhì)，并按《規(guī)程》規(guī)定，可以確定主副井筒支護(hù)方式為：
1.主井井筒
表土段：鋼筋混凝土砌碹，表面抹灰漿；
煤層段：料石砌碹；
2.副井井筒
表土段：鋼筋混凝土砌碹，表面抹灰漿；
煤層段：料石砌碹；
3.2.2  井硐布置及裝備
1.井筒斷面布置
井筒端面尺寸的確定，要根據(jù)提升和安全的要求，選擇能夠適應(yīng)本設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)條件和井型的需要，盡量增大井筒斷面的利用率。
根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的井型和提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置的運(yùn)輸設(shè)施和輔助設(shè)施詳見(jiàn)圖3—3主井井筒斷面圖，圖3—4副井井筒斷面圖。

圖 3—3 主井筒斷面圖
主井井筒特征：井筒直徑6.5m，凈斷面面積33.2m2，掘進(jìn)斷面面積42m2，井筒深度320m。井筒內(nèi)裝備兩套16t單箕斗帶平衡錘（JDG16/150×4Y），采用球扁鋼組合罐道，端面布置采用錨桿固定拖架。

圖3—4 副井井筒斷面圖
副井井筒：井筒直徑7.2m，凈斷面面積41m2，掘進(jìn)斷面積47m2。井筒深度300m，井筒裝備一對(duì)1.5t，900mm軌距的固定式礦車(chē)雙層四車(chē)罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。采用球扁鋼組合罐道，端面采用錨桿固定拖架。井筒內(nèi)設(shè)有復(fù)合材料梯子間，作為本礦井的一個(gè)安全出口和井筒檢修之用，并鋪設(shè)有排水管路三趟（一趟預(yù)備），井下消防灑水管路。另外，井筒還鋪設(shè)有向井下中央變電所輸送電源的電纜、用于通訊的訊號(hào)電纜等。
3.2.3  井筒延深的初步意見(jiàn)
    根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井水平劃分為兩開(kāi)采水平的方案，該設(shè)計(jì)礦井主副井筒從地面布置到一水平后，當(dāng)一水平的煤炭快要采完的時(shí)候。井筒要及時(shí)的延深，保證礦井生產(chǎn)采區(qū)的正常接續(xù)，根據(jù)詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定本設(shè)計(jì)礦井的井筒直接立井延伸是最優(yōu)的方案。
3.3  開(kāi)采順序
開(kāi)采順序是指對(duì)劃分的采區(qū)進(jìn)行回采的順序，礦井的采掘接續(xù)工作要有計(jì)劃、按步驟進(jìn)行，保證采掘關(guān)系的平衡，因此，要研究掌握采煤和掘進(jìn)的關(guān)系特點(diǎn)，了解有關(guān)法規(guī)政策和規(guī)程、規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
3.3.1  沿井田走向的開(kāi)采順序
    根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況可知，在走向方向上先把南部的西半部分開(kāi)采完畢后，再對(duì)井田的東部和北部進(jìn)行回采，這樣就減少了建井的初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快，可以投資少，采出煤炭后，用礦井的凈收益去開(kāi)拓另外的大巷和上山。
3.3.2  沿井田傾向的開(kāi)采順序
本設(shè)計(jì)礦井共有二層可采煤層，即17#，21#煤層，由于本礦井煤層貯存的條件可以進(jìn)行上行式開(kāi)采，在煤層的傾斜方向上絕大部分是下行開(kāi)采，只有局部有上行式開(kāi)采。
3.4  礦井提升系統(tǒng)
礦井提升設(shè)備的選擇是否合理對(duì)于保證礦井持續(xù)的穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)是至關(guān)重要的，通常大型礦井的提升任務(wù)比較繁重，必要的時(shí)候主井可以采用兩套提升設(shè)備，副井除了配備一套罐籠提升以外，還設(shè)置一套帶平衡錘的單容器提升【4】。礦井的提升系統(tǒng)主要包括主井提升系統(tǒng)和副井提升系統(tǒng)，設(shè)備選型過(guò)程以及各種特性如下：
1.  主井提升
主井采用一對(duì)16t多繩摩擦式箕斗提升，型號(hào)為如表3—1所示。
表3—1 多繩摩擦式箕斗參數(shù)表
型號(hào)	JDG16/150×4Y	載重量	箕斗自重
有效容積	17.6m3	16t	17.8t
２．副井提升
本設(shè)計(jì)礦井的副井井筒安裝的提升設(shè)備是一對(duì)能夠容納1.5t礦車(chē)的雙層四車(chē)的罐籠，型號(hào)為GDS1/6/2/4.提升機(jī)選用和主井一樣型號(hào)的提升機(jī)，但電動(dòng)機(jī)功率只需要選擇1200kw就可以滿(mǎn)足副井的提升任務(wù)。

第4章   采區(qū)通風(fēng)
4.1  采區(qū)設(shè)計(jì)概述
本設(shè)計(jì)為一采區(qū)的 煤層工作面的布置及開(kāi)采方式。本章的主要內(nèi)容有采煤方法的選擇，采煤工作面各參數(shù)的確定，運(yùn)輸與回風(fēng)平巷的頂板管理和工作面生產(chǎn)設(shè)備的選擇等內(nèi)容。
本采區(qū) 煤層的自然狀況為：煤層的平均傾角為 ，煤厚平均 ，煤質(zhì)中硬，容重 ，峻德煤礦只開(kāi)采了四個(gè)煤層，其中 層只局部開(kāi)采，就 、 、 號(hào)煤層經(jīng)歷年來(lái)瓦斯鑒定，該井為高沼氣礦井，瓦斯含量 年測(cè)定為絕對(duì)瓦斯涌出量64.8 ,相對(duì)瓦斯涌出量 12.3 ,煤層瓦斯含量 0.6～11 ，屬于高瓦斯煤層，煤層的煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)，自然發(fā)火期在 個(gè)月左右。
4.1.1  設(shè)計(jì)采區(qū)的位,置 邊界 范圍 采區(qū)煤柱
本設(shè)計(jì)采區(qū)為一采區(qū)，位于井田的西部，采區(qū)的煤層在地面有露頭，東西面以井田內(nèi)的大斷層為界，走向長(zhǎng)在 之間，南北傾向長(zhǎng)在 之間，面積大約為 。
4.1.2  采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況
本采區(qū)位于鶴立的南部，采區(qū)地面標(biāo)高在 標(biāo)高左右。采區(qū)范圍內(nèi)沒(méi)有斷層，除邊界之外，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層呈單斜構(gòu)造，采區(qū)內(nèi)的地層整體向南傾斜，有三層可采煤層， 、 、煤質(zhì)以焦煤和瘦煤為主，煤層的傾角大致在 左右。平均 ，本區(qū)沉積地層的基底為侏羅紀(jì)上統(tǒng)城元古界的花崗巖及花崗片麻巖。采區(qū)內(nèi)所有煤層均無(wú)巖漿巖侵入，煤層都處在石頭廟組。
煤層頂?shù)装鍨樯皫r，為中等堅(jiān)硬程度，巷道支護(hù)比較容易。
4.1.3  采區(qū)的生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限
本采區(qū)內(nèi)可采煤層就是17#號(hào)煤層，通過(guò)計(jì)算本設(shè)計(jì)采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為31.95Mt,可采儲(chǔ)量28.76Mt。本采區(qū)為一個(gè)綜合機(jī)械化放頂煤工作面達(dá)到設(shè)計(jì)的1.2 Mt/a，采區(qū)服務(wù)年限為24a。
4.1.4  采區(qū)巷道布置
1.區(qū)段劃分
因?yàn)楸静蓞^(qū)選用綜采放頂煤采煤法，所以在區(qū)段劃分的時(shí)候盡量以工作面的長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)。本采區(qū)采用分區(qū)式通風(fēng)，運(yùn)輸大巷設(shè)在-300m水平，將采區(qū)劃分為9個(gè)區(qū)段。本采區(qū)內(nèi)所有煤層的厚度在8.57—14.13m之間。
工作面長(zhǎng)度的確定
工作面長(zhǎng)度要受到地質(zhì)、技術(shù)、設(shè)備、管理和安全等因素的限制，其長(zhǎng)度確定的合理否，直接影響到采區(qū)回采率、掘進(jìn)率、巷道維修量、材料消耗、噸煤成本等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。綜合考慮所有因素，并直接通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，一般認(rèn)為后煤層綜采放頂煤工作面的長(zhǎng)度確定在150m左右時(shí)較為合理，此時(shí)可以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。但就目前的整個(gè)鶴崗的綜采放頂煤情況來(lái)看，多數(shù)放頂煤工作面的面長(zhǎng)在100-130m之間，實(shí)踐證明該長(zhǎng)度使得效益得到了最大發(fā)揮。目前國(guó)內(nèi)綜采放頂煤工作面的放煤步距由于受到支架放煤速度和采煤機(jī)截深的制約，一般為0.8-1.2m，工作面日推進(jìn)度一般在3.6-4.8m之間，可按下式估算工作面長(zhǎng)度：
                  （4-1）
式中： ——工作面要求的日產(chǎn)量；
 ——工作面日推進(jìn)度， ，一般取 ；
 ——一次采厚， ， ；
 ——工作面回采率，一般為 ；
 ——所采煤的視密度， 。
該一個(gè)采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為1.2Mt/a，一個(gè)綜放工作面達(dá)產(chǎn)，考慮掘進(jìn)煤量一般為10%，則工作面年產(chǎn)量1.08Mt/a，日產(chǎn)煤量為3272t。
由以下公式可確定工作面的長(zhǎng)度：
 
2．采區(qū)上山布置
根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)服務(wù)年限的長(zhǎng)短，可以將上山布置在煤層中或者是煤層底板巖層中，由于本采區(qū)是單層煤開(kāi)采，生產(chǎn)服務(wù)年限較長(zhǎng)，所以上山布置在本煤中最下面一層的底板巖層中。雙翼開(kāi)采，上山位置在采區(qū)走向的中央。
3．采區(qū)車(chē)場(chǎng)布置
根據(jù)采區(qū)車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)的有關(guān)依據(jù)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，本礦井采區(qū)的車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)如下：
采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)選用平車(chē)場(chǎng)，中部選用甩車(chē)場(chǎng)，下部車(chē)場(chǎng)采用大巷式裝車(chē)的布置方式。
（1）采區(qū)下部裝煤車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采區(qū)選用盡頭式大巷裝車(chē)式。
（2）輔助提升車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)
輔助提升車(chē)場(chǎng)和軌道上山連接是在豎曲線后以31º坡度跨越大巷，然后直接和軌道上山相連。
4．工作面切眼 運(yùn)輸巷 回風(fēng)巷
（1）切眼
切眼沿煤層底板布置，采用2600“W”鋼帶配10#菱形鐵絲網(wǎng)（2800×1000），φ22×200Omm全螺紋等強(qiáng)錨桿支護(hù)頂板，錨桿排距1000mm；錨桿間距800mm。切眼為梯形斷面，斷面積5.6m2。剝幫后切眼斷面：凈寬5.1m，凈高2.4m，斷面積12.5m2。
（2）運(yùn)輸巷 回風(fēng)巷
工作面運(yùn)輸巷及回風(fēng)巷均沿煤層頂板布置，采用錨帶網(wǎng)支護(hù)。
巷道斷面形狀為梯形，凈寬2.6m，凈高2.5m，凈斷面6.5m2。采用3500×275×2.75mm“W”鋼帶配10#菱形鐵絲網(wǎng)（3800×1000mm），φ22×220Omm全螺紋等強(qiáng)錨桿支護(hù)頂板。
5．煤倉(cāng)形式 支護(hù)
（1）形式
根據(jù)煤倉(cāng)倉(cāng)體傾角的不同，把煤倉(cāng)分為垂直式，傾斜式和垂直傾斜式，若煤倉(cāng)的容積和斷面確定了，且煤倉(cāng)的高度不受限制，這時(shí)宜選用垂直式，反之當(dāng)高度受到限制的時(shí)候應(yīng)該選用傾斜式或垂直傾斜式。
本設(shè)計(jì)采區(qū)是二層煤聯(lián)合布置，上山布置在最下層煤的底板巖層中，對(duì)煤倉(cāng)高度的要求能夠滿(mǎn)足，所以這里選用的煤倉(cāng)形式為圓形斷面垂直煤倉(cāng)，圓形斷面利用率高，不容易卡煤堵塞，便于維護(hù)，施工也方便。
（2）煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)及支護(hù)方式
煤倉(cāng)的結(jié)構(gòu)是由以下部分組成的:煤倉(cāng)上部收口，倉(cāng)身，下口漏斗及溜口閘門(mén)基礎(chǔ)，溜口和閘門(mén)裝置。
上部收口的要求：為保證煤倉(cāng)上部收口安全與改善煤倉(cāng)上口的受力狀況，需以混凝土收口筑成圓臺(tái)體。
倉(cāng)身：采用錨噴支護(hù)
下口漏斗及溜口閘門(mén)基礎(chǔ)；煤倉(cāng)下口用混凝土砌筑成圓臺(tái)體形收口，收口斗倉(cāng)可做成曲面圓臺(tái)體形狀以解決起拱堵倉(cāng)的問(wèn)題，為了大巷的安全，煤倉(cāng)與大巷連接處加強(qiáng)支護(hù)，應(yīng)在煤倉(cāng)下口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。
6．采區(qū)硐室簡(jiǎn)介
采區(qū)主要硐室包括采區(qū)煤倉(cāng)、采區(qū)絞車(chē)房、采區(qū)變電所。
采區(qū)絞車(chē)房設(shè)在圍巖穩(wěn)定、無(wú)淋水、地壓小和容易維護(hù)的煤層底板巖層中。在保證安全易于檢修的前提下，盡可能的布置緊湊些，以減少硐室的施工量，寬度，長(zhǎng)度和高度的確定要根據(jù)采區(qū)的生產(chǎn)能力和所選用的絞車(chē)的型號(hào)有關(guān)。絞車(chē)房設(shè)兩個(gè)安全出口，有鋼絲繩通道和絞車(chē)房通道。
采區(qū)變電所是整個(gè)采區(qū)供電的中心，布置在低壓小，無(wú)淋水的底板巖層中，硐室寬度在3.6m左右，高度為2.5—3m之間，人行道寬1.4m，采用阻燃的材料支護(hù)。硐室與通道聯(lián)接處，裝設(shè)向外開(kāi)的防火柵欄兩用門(mén)。
4.2  采煤方法及采煤工藝
采煤方法是采煤系統(tǒng)與回采工藝的總稱(chēng)。選擇怎樣的采煤方法與設(shè)計(jì)礦井的具體地質(zhì)條件和現(xiàn)有的煤炭開(kāi)采技術(shù)是密切相關(guān)的，還應(yīng)該綜合考慮材料的消耗、建設(shè)成本、管理集中等因素。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用行之有效事半功倍的先進(jìn)技術(shù)，積極提高機(jī)械化水平，解放勞動(dòng)力，設(shè)計(jì)建設(shè)高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井【5】。
4.2.1  采煤方法選擇
本采區(qū)內(nèi)煤層的平均走向長(zhǎng)度為 ，傾向長(zhǎng)度 左右，采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)布置在開(kāi)采水平-300標(biāo)高處，該采區(qū)除邊界斷層外無(wú)其他明顯的地質(zhì)構(gòu)造，采區(qū)內(nèi)的煤層為低涌水量、高瓦斯煤層。
根據(jù)本采區(qū)實(shí)際的自然地質(zhì)情況，可以確定采煤方法選用單一走向長(zhǎng)壁采煤法。
4.2.2  回采工藝
1.回采工藝【6】
回采工藝主要包括采煤工作面的落煤、裝煤、運(yùn)煤、工作面支護(hù)、采空區(qū)處理方法等五個(gè)方面，根據(jù)本采區(qū)所選用的采煤方法，再結(jié)合礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)，安排回采工作面的回采方式如下：
（1）落煤，采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，使用雙滾筒采煤機(jī)割煤，進(jìn)刀方式選用，工作面端頭割三角煤斜切進(jìn)刀，雙向割煤往返一次進(jìn)兩刀，日進(jìn)8刀，截深0.6m。
（2）裝煤，采煤機(jī)落煤以后割下的煤直接落入工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)中，落在刮板運(yùn)輸機(jī)外的浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機(jī)中。
（3）運(yùn)煤, 從刮板輸送機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)上山，再到采區(qū)煤倉(cāng)，然后由五噸底卸礦車(chē)經(jīng)大巷裝車(chē)站運(yùn)于井底車(chē)場(chǎng)，最后由主井提至地面。
（4）工作面支護(hù),工作面內(nèi)用支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，工作面端頭選用端頭支架，由于采煤工作面的超前支撐壓力和平巷位置的側(cè)向支撐壓力的作用，在超前工作面 的上下順槽中采用單體加鉸接頂梁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。
（5）采空區(qū)處理,由于地表沒(méi)有什么重要的建筑物和鐵路，所以采空區(qū)的處理方法采用全部垮落法管理頂板。
2．回采過(guò)程中防止機(jī)械設(shè)備倒滑的方法措施【7】
由于本采區(qū)所開(kāi)采的煤層的傾角平均在 左右，所以要對(duì)工作面的刮板輸送機(jī)和液壓支架采取一些防滑措施。
（1）刮板輸送機(jī)下滑的主要原因是重力的分力大于設(shè)備和底板的摩擦力和刮板鏈帶煤進(jìn)入刮板底部，刮板向上運(yùn)動(dòng)和底板摩擦產(chǎn)生向下的力，其次對(duì)刮板推移方式不得當(dāng)、推移次數(shù)過(guò)多也是導(dǎo)致設(shè)備下滑的主要原因。液壓支架下滑的主要原因有：重力的分力大于支架和底板之間的摩擦力、煤層頂板向煤層傾斜方向運(yùn)動(dòng)、支架頂?shù)姿芰Φ暮狭ζ屏酥行膶?duì)支架產(chǎn)生傾倒的力矩等都是支架下滑和傾倒的主要原因。
（2）防止設(shè)備下滑的主要措施有：
防止輸送機(jī)下滑的主要措施有：防止煤矸等進(jìn)入到溜槽的底部、工作面?zhèn)蝺A斜方向布置，即工作面的下部超前于上部，使支架上移的量和下滑量相互抵消，安裝防滑千斤頂。
防止液壓支架下滑的主要方法措施有：
移架的時(shí)候總是先從工作面最底端的支架開(kāi)始、間隔移架、各個(gè)支架用導(dǎo)軌滑槽連在一起，可以相互的導(dǎo)向和防滑。
本采煤工作面采用防滑千斤頂和導(dǎo)軌-滑槽來(lái)防止工作面的設(shè)備下滑和傾倒。
3.回采工藝中使用的機(jī)械設(shè)備
回采工作面中使用的主要機(jī)械設(shè)備有采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)，液壓支架，單體支柱，膠帶輸送機(jī)等，主要設(shè)備型號(hào)【8】見(jiàn)下表4—1所示。
3．選擇采面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式
采煤工作面采用“四六”工作制，三個(gè)班生產(chǎn)，一班個(gè)檢修。工作面勞動(dòng)組織表如4—2所示。

序號(hào)	設(shè)備名稱(chēng)	規(guī)格型號(hào)	單位	數(shù)量
1	采煤機(jī)	MG2×300	臺(tái)	1
2	液壓支架	ZFSB-3600/16/28	個(gè)	80
3	刮板輸送機(jī)	SGZ－764/400	臺(tái)	1
4	轉(zhuǎn)載機(jī)	SZB－730/132	臺(tái)	1
5	乳化液泵	XRB2B－80/35	臺(tái)	2
6	水泵	200D65×8	臺(tái)	1
7	單體液壓支柱	QDZ－20/35	個(gè)	100
8	膠帶輸送機(jī)	DSP-1080/1000	臺(tái)	1
9	噴霧泵	XPB－250/55	臺(tái)	2
10	運(yùn)料絞車(chē)	JD－25	個(gè)	2
11	煤電鉆	GMZ－12	臺(tái)	2
12	移動(dòng)變電站	KSGZY－500/600	臺(tái)	1

表4-1 主要設(shè)備表
表4-2 勞動(dòng)組織表
工種	一班	二班	三班	檢修班	合計(jì)
班長(zhǎng)	2	2	2	2	8
采煤機(jī)司機(jī)	2	2	2		6
支架工	3	3	3	2	11
運(yùn)輸及轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)	2	2	2		6
端頭移架工	4	4	4		12
巷道維修工	2	2	2	8	14
機(jī)電維修工	2	2	2	4	10
泵站司機(jī)	1	1	1	1	4
其他	2	2	2	2	8
小計(jì)	20	20	20	19	79
4.3 采區(qū)通風(fēng)
4.3.1 采區(qū)概況
本采區(qū)為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德礦一采區(qū)。本采區(qū)煤層上邊界為+200水平，下邊界為-300水平。采區(qū)共有煤層數(shù)兩層，分別為17#、21#。各煤層間距、傾角、厚度、頂?shù)装宓忍卣饕?jiàn)一采區(qū)煤層特征表如表4-3。本采區(qū)瓦斯等級(jí)為高瓦斯，采區(qū)采區(qū)瓦斯抽放后絕對(duì)瓦斯涌出量為9.375m３∕min。有自燃發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期為9個(gè)月。本采區(qū)采用上山開(kāi)拓，開(kāi)拓水平在-300m，布置采用三條上山山，一條軌道上山負(fù)擔(dān)采區(qū)進(jìn)風(fēng)，一條皮帶運(yùn)輸機(jī)上山負(fù)擔(dān)采區(qū)煤炭運(yùn)輸，一條回風(fēng)上山負(fù)擔(dān)采區(qū)回風(fēng)。
本采區(qū)布置1個(gè)采煤工作面，分別位于17#層左一回采工作面，兩個(gè)采煤工作面均采用綜合機(jī)械化放頂煤采煤法，采用液壓支架支護(hù)。工作面最大拉頂距為4.51m，最小拉頂距為3.98m。頂板管理方式為全部垮落法管理頂板。
本采區(qū)還布置了兩個(gè)掘進(jìn)工作面，分別位于17#層右零片順槽，17#層右零片順槽。
表4-3 一采區(qū)煤層特征表
序
號(hào)	煤層
名稱(chēng)	煤層厚度
（m）	煤層間距
（m）	傾角
（º）	頂板
巖性	底板
巖性
1	17#	9.57	118	33	砂巖	砂巖
2	21#	3.86		33	砂巖	砂巖

4.3.2 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求
采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法，同時(shí)要滿(mǎn)足通風(fēng)的特殊要求。如高瓦斯或地溫很高，有時(shí)是決定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的主要條件，在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的條件如下：
1.在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，保證風(fēng)流流動(dòng)的穩(wěn)定性，盡可能避免對(duì)角風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采區(qū)瓦斯的合理排放及采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風(fēng)流在其流動(dòng)路線上被加熱與污染的程度最小。
2.回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采取獨(dú)立通風(fēng)。
3.煤層傾角大于12º的回采工作面都應(yīng)采取上行通風(fēng)，如采用下行通風(fēng)時(shí)，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守下列規(guī)定：
（1）回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s；
（2）機(jī)電設(shè)備設(shè)在風(fēng)道時(shí)，回采工作面回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò)1%，并應(yīng)裝瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電器；
（3）應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入風(fēng)流的安全措施。在有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)的、傾角大于12º的煤層中，嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)；
（4）開(kāi)采有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，在井下的兩翼、相鄰的采區(qū)和相鄰的煤層，都必須用水棚隔開(kāi)，在所有運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道中，必須散布巖粉或沖洗巷道。
（5）必須保證通風(fēng)設(shè)施規(guī)格質(zhì)量要求。
（6）要保證風(fēng)量按需分配，盡量使用通風(fēng)阻力小而且風(fēng)流暢通。
（7）機(jī)電硐室必須在進(jìn)風(fēng)流中。
（8）采空區(qū)必須及時(shí)封閉。
（9）要設(shè)置管線、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。
4.3.3 采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇
結(jié)合本礦的地質(zhì)條件、煤層賦存情況及礦井生產(chǎn)能力等具體因素，本采區(qū)根據(jù)技術(shù)條件做如下布置，一條回風(fēng)上山，一條軌道上山，一條輸送機(jī)上山。采區(qū)通風(fēng)方式主要有三種：輸送機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，軌道下山回風(fēng);軌道下山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)下山回風(fēng);軌道下山、運(yùn)輸機(jī)下山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)。采區(qū)通風(fēng)方式的比較見(jiàn)表4-4。
4.3.4 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)
1. 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求
（1）回采工作面與掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)；
（2）風(fēng)流穩(wěn)定。回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；
（3）當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施；
（4）漏風(fēng)小。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng)；
（5）回采工作面的調(diào)風(fēng)設(shè)施可靠；
（6）保證風(fēng)流暢通。
2. 回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇
按回采工作面的回風(fēng)方向進(jìn)行選擇，對(duì)上、下行通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。上、下行風(fēng)比較見(jiàn)表4-5。

表4-4 采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)比較 
通風(fēng)系統(tǒng)	下山數(shù)目	適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)	2 條	1.輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，其風(fēng)流與運(yùn)煤路線相同而方向相反，所以風(fēng)門(mén)較少.比較容易控制風(fēng)流；
2.由于風(fēng)流與運(yùn)煤方向相反，風(fēng)流與煤的相對(duì)速度增2條加，造成大量的煤塵飛揚(yáng);同時(shí)，煤在運(yùn)輸過(guò)程中不斷涌出瓦斯.使進(jìn)風(fēng)中是煤塵和瓦斯?jié)舛仍黾樱?
3.輸送機(jī)上山電器設(shè)備散熱，使進(jìn)風(fēng)溫度增高；
4.軌道上山下部車(chē)場(chǎng)需安設(shè)進(jìn)風(fēng)門(mén)，不易管理。
軌道上山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)上山回風(fēng)	2 條	1.軌道上山下部車(chē)場(chǎng)可不設(shè)進(jìn)風(fēng)門(mén)、車(chē)輛通過(guò)方便；
2.上山絞車(chē)房便于得到新鮮風(fēng)流；
3.進(jìn)風(fēng)風(fēng)流不受上山運(yùn)煤和瓦斯污染，含煤塵較少；
4.當(dāng)采用煤層雙巷布置時(shí)，作為回風(fēng)、運(yùn)料用的各區(qū)段中部車(chē)場(chǎng)、上山下部車(chē)場(chǎng)內(nèi)均須設(shè)置風(fēng)門(mén)，不易管理，漏風(fēng)大。
軌道上山、輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)	3 條	采區(qū)生產(chǎn)能力大，所需風(fēng)量多，瓦斯涌出量大，上、下階段同時(shí)生產(chǎn)。是目前大中型礦井普遍采用的通風(fēng)系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時(shí)具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，但需增加一條上山，工程量較大。
表4-5 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
通風(fēng)系統(tǒng)	適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
上行通風(fēng)	在煤層傾角大于12º回采工作面，都應(yīng)采用上行通風(fēng)。優(yōu)缺點(diǎn)如下：
1.瓦斯自然流動(dòng)方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快的降低工作面的瓦斯?jié)舛龋?
2.風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，引起煤塵飛揚(yáng)，增加了回采工作面進(jìn)風(fēng)流中煤塵的濃度；同時(shí)，煤炭在運(yùn)輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛龋?
3.運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。
下行通風(fēng)	在沒(méi)有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險(xiǎn)的、傾角小于12º的煤層中，可考慮采用下行通風(fēng)；工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量，但運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)流中，不太安全。
根據(jù)本采區(qū)的實(shí)際情況，本采區(qū)煤層傾角均大于12°，因此采用上行通風(fēng)。
4.4 掘進(jìn)通風(fēng)
根據(jù)開(kāi)拓、開(kāi)采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類(lèi)型和直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。
4.4.1 局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)原則可以歸納如下：
(1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；
(2) 局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)；
(3) 盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；
(4) 壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；
(5) 當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行[5]。
4.4.2 局部通風(fēng)方法
掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動(dòng)力設(shè)備通風(fēng)的方法。當(dāng)總風(fēng)壓不能滿(mǎn)足掘進(jìn)通風(fēng)的要求時(shí)，必須借助專(zhuān)門(mén)的動(dòng)力設(shè)備對(duì)掘進(jìn)巷道進(jìn)行局部通風(fēng)，其中按動(dòng)力源分為引射器和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)。按工作方式分為，壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)。
壓入式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，運(yùn)轉(zhuǎn)較為安全。風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程大，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時(shí)間短，有利于巷道排煙。抽出式有效吸程短，通風(fēng)效果差，且局部通風(fēng)及布置在回風(fēng)流中。所以本采區(qū)掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式。采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖4-1；
 
圖4-1 采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置
4.4.3 風(fēng)筒及局部通風(fēng)機(jī)選擇
1.風(fēng)筒選擇
根據(jù)本采區(qū)得實(shí)際情況和風(fēng)筒的特點(diǎn)，本采區(qū)采用的是帆布風(fēng)筒。因?yàn)榉硷L(fēng)筒應(yīng)用廣泛，最大的優(yōu)點(diǎn)時(shí)輕、拆裝方便，不通風(fēng)時(shí)可占空間小。根據(jù)實(shí)際情況和規(guī)程規(guī)定，選擇直徑為400mm的帆布風(fēng)筒30個(gè)(通風(fēng)距離300m)。
柔性風(fēng)筒的Pq值可以用下式計(jì)算
                 （4-2）
式中：n——接頭數(shù)；
 ——每個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接 =0.01～0.02；螺旋反接 =0.005。掘進(jìn)長(zhǎng)度按最長(zhǎng)的算由圖可量出來(lái)1200m,換算可得n為
 =1/(1-40×0.005)=1.25
2.局部通風(fēng)機(jī)的選型
根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量：
 
本礦井采用壓入式通風(fēng)，設(shè)風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失為hvo，則局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓Ht(Pa)；
       （4-3）
根據(jù)需要的Qa、Ht值在各類(lèi)局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，結(jié)合本采區(qū)實(shí)際情況,選取型號(hào)為YBT-30/2×22的局部通風(fēng)機(jī)，一個(gè)掘進(jìn)工作面2臺(tái)。FBD系列風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4-6。
表4-6 YBT系列風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
風(fēng)機(jī)型號(hào)	額定風(fēng)量(m3/min)
YBT-11	130-24
YBT-18.5	195-300
YBT-22	240-370
YBT-30	250-425

第5章   礦井通風(fēng)系統(tǒng)
5.1   礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇
5.1.1  選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則
1必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定：
（1）每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。
（2）應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類(lèi)型及等級(jí)選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。
（3）箕斗提升井或膠帶運(yùn)輸井不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作進(jìn)風(fēng)井使用時(shí)，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)箕斗或膠帶運(yùn)輸井兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，箕斗井風(fēng)速不得大于6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當(dāng)采用箕斗井回風(fēng)時(shí)，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風(fēng)率不得大于15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，膠帶井不得兼作回風(fēng)井。
2通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。
3還應(yīng)綜合考慮以下因素：
（1）風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上(大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮50年一遇)，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于500m。
（2）井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。
（3）占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。
（4）通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。
（5）發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通往地面的安全出口，以便于人員撤出。
（6）使專(zhuān)用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。
（7）盡可能使每個(gè)采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過(guò)多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。
（8）多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻(一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過(guò)任何一個(gè)通風(fēng)機(jī)負(fù)壓的30%)。
（9）新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。
（10）井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須直接引入礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)可引入采區(qū)回風(fēng)道；
（11）應(yīng)滿(mǎn)足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特殊要求。
（12）后期通風(fēng)合理。
5.1.2  礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇
按進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置分為中央式(包括中央并列與中央分列)、對(duì)角式、混合式(包括中央并列與對(duì)角、中央分列與對(duì)角、中央并列與分列式等)，以及分區(qū)式(分區(qū)進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)) 【9】。
1選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素：
（1）自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級(jí)、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。
（2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量大、通風(fēng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維修和管理?xiàng)l件等。另外根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放等要求。
（3）各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析見(jiàn)表5-1。

表5-1 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析
分類(lèi)	通風(fēng)系統(tǒng)	適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
中
央
式	中
央
并
列
式	出風(fēng)井與進(jìn)風(fēng) 井大致并列于 井田中央	適用于煤層傾角較大，走向不長(zhǎng)(一般小于 4km 左右)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井
1．初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理；
2．節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng)
井壓煤少；
3.進(jìn)出風(fēng)井之間的漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長(zhǎng)，阻力較大
4.工業(yè)場(chǎng)地有噪音影響
	中
央
分
列
式	進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng) 井大致位于井田走向的中央，沿井田傾斜方向有一定的距離	適用于煤層傾角小，走向長(zhǎng)不大的礦井
1.比中央并列式安全性要好；
2.礦井通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)少，有利于對(duì)瓦斯、
自然發(fā)火的管理；
3.工業(yè)場(chǎng)地沒(méi)有噪音影響；
4.多一個(gè)風(fēng)井場(chǎng)地、壓煤較多
對(duì)角式	進(jìn)風(fēng)井大致位 于井田走向的中央出風(fēng)井位 于沿傾 斜 淺 部走向的兩翼	一般適用于煤走向長(zhǎng)(超過(guò) 4km)、井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點(diǎn)與中央并列式相反，不中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長(zhǎng)
對(duì)于瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井，應(yīng)采用對(duì)角式的通風(fēng)系統(tǒng)
混合式	進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井由三個(gè)以上井筒按中央式與對(duì)角式混合組成。其中有中央分列與對(duì)角混合式，中央并列與對(duì)角混合以及中央并列與中央分列混合等

混合式是前幾種的發(fā)展，適用于：
1.礦井走向距離很長(zhǎng)以及老礦井的改擴(kuò)建和深部開(kāi)采；
2.多煤層多井筒的礦井。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)；
3.大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開(kāi)拓的礦井
分
區(qū)
式	分
區(qū)
回
風(fēng)	進(jìn)風(fēng)井大致位 于井田走向的中央，在采區(qū)開(kāi)掘回風(fēng)井，并分別安設(shè)通風(fēng) 機(jī)分區(qū)抽出	適用于煤層距地表較淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)鑿淺部的總回風(fēng)道。在開(kāi)采第一水平時(shí)，能采用這種分區(qū)回風(fēng)方式。另外礦井走向長(zhǎng)，多煤層開(kāi)采，高溫礦井，亦有采用次方式對(duì)有瓦斯瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，除適用于上述條件外，還適用于高瓦斯礦井和具備一定條件的大型礦井
	分區(qū)通風(fēng)	各分區(qū)有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)。但與中央進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)大巷沒(méi)有通風(fēng)設(shè)施隔絕	1.各分區(qū)有獨(dú)立的通風(fēng)路線，互不影響是此方法的優(yōu)點(diǎn)，便于管理；
2.建井工期短；
3.安全生產(chǎn)好；
4.分區(qū)進(jìn)風(fēng)井多，需增加風(fēng)井場(chǎng)地，通風(fēng)機(jī)管理分散
經(jīng)對(duì)表5-1中的各種通風(fēng)系統(tǒng)的對(duì)比，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，根據(jù)本礦地質(zhì)報(bào)告，并參照相鄰礦井實(shí)際資料，可知本礦井為高瓦斯礦井，煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)及煤層自燃發(fā)火傾向。同時(shí)結(jié)合礦井開(kāi)拓布置及首采區(qū)位置，設(shè)計(jì)初期采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，后期采用中央并列與對(duì)角式混合通風(fēng)系統(tǒng)。
5.1.3  礦井通風(fēng)方式的選擇 
主要通風(fēng)機(jī)的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種，三種通風(fēng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表5-2。
表5-2 三種通風(fēng)方式的比較
通風(fēng)方式	適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
抽出式	是當(dāng)前通風(fēng)方式中的主要形式,適應(yīng)性較廣泛,尤其對(duì)高瓦斯礦井,更有利于對(duì)瓦斯的管理,也適用于礦井走向長(zhǎng),開(kāi)采面積大的礦井
優(yōu)點(diǎn):
①井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；
②漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；
③與壓入式比，不存在過(guò)渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難;
缺點(diǎn):
當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，會(huì)把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過(guò)主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)減少
壓入式	低瓦斯礦井的第一水平,礦井地面地形復(fù)雜高差起伏，無(wú)法在高山上設(shè)置通風(fēng)機(jī)?？偦仫L(fēng)巷無(wú)法連通或維護(hù)困難的條件下
優(yōu)缺點(diǎn)：
①壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面；
②進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難；
③風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；
④由第一水平的壓入式過(guò)渡到深部水平的抽出式有一定困難；
⑤通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加
抽壓混合式	可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力，能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個(gè)別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井
通過(guò)對(duì)三種通風(fēng)方法優(yōu)缺點(diǎn)的比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件：傾角較?。ㄆ骄?3°）煤層瓦斯含量高，煤層埋藏深度大。設(shè)計(jì)確定該礦井采用抽出式通風(fēng)。
5.2   礦井需風(fēng)量的計(jì)算
  本設(shè)計(jì)采用由里往外計(jì)算風(fēng)量的計(jì)算方法，即先算礦井總風(fēng)量后算井下用風(fēng)點(diǎn)的需風(fēng)量。將根據(jù)基本原則：以采、掘、開(kāi)工作面為計(jì)算單位，備用工作面按同樣要求滿(mǎn)足瓦斯、二氧化碳、風(fēng)流溫度等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量，而且不低于其回采時(shí)需風(fēng)量的50%，取各種計(jì)算方法的風(fēng)量的最大值。
5.2.1  風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和原則 
1風(fēng)量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)
供給煤礦井下任何工作面風(fēng)地點(diǎn)的新鮮風(fēng)量，必須依據(jù)下述各種條件進(jìn)行計(jì)算，并取其最大值，作為該工作用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)量。
（1）按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得小于 4m3。
（2）按該用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求分別計(jì)算，取其最大值。

表 5-3 回風(fēng)巷類(lèi)型比較
類(lèi)型	適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)
一
進(jìn)
一
回
	U 型后退式：應(yīng)用普遍，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巷道維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。但上隅角瓦斯容易超限，工作面、回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)。適用于低瓦斯礦井。
U 型前進(jìn)式：可緩和采、掘緊張關(guān)系，采空區(qū)瓦斯不涌相工作面而涌相回風(fēng)順槽。缺點(diǎn)是采空區(qū)漏風(fēng)不易管理，且需沿空護(hù)巷。這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于推進(jìn)距離短、低瓦斯、自燃傾向性弱的煤層。
Z 型前期掘進(jìn)巷道工程量小，風(fēng)流比較穩(wěn)定，采空區(qū)漏風(fēng)介于 U 型前進(jìn)式和 U型后退式之間，但需沿空護(hù)巷和控制經(jīng)過(guò)采空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較小
一
進(jìn)
兩
回	Y 型在 U 型的基礎(chǔ)上增設(shè)了一條尾巷，改變了采空區(qū)瓦斯在上隅角處流動(dòng)方向，使上隅角瓦斯不易超限，但需沿空護(hù)巷并做邊界會(huì)風(fēng)上山。應(yīng)用廣泛。
U 型+尾巷排放，優(yōu)點(diǎn)同上，不需邊界回風(fēng)上山，但要另作一條專(zhuān)用回風(fēng)順槽
二
進(jìn)
一
回

二
進(jìn)
二
回
	雙 Z 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)，工作面風(fēng)量較U型可增加一倍；漏風(fēng)帶涌出的瓦斯不進(jìn)入工作面，比較安全，但工作面漏風(fēng)較大，需沿空護(hù)巷和設(shè)置邊界回風(fēng)上山雙 Z 型前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)，工作面風(fēng)量較 U 型可增加一倍；工作面漏風(fēng)較大，需在采空區(qū)同時(shí)維護(hù)兩條巷道
W 型后退式：是高瓦斯礦井綜采工作面的主要通風(fēng)系統(tǒng)。工作面的風(fēng)量較 U 型通風(fēng)可增加一倍，產(chǎn)量可顯著提高，缺點(diǎn)是巷道工程量較大，且中間巷和工作面聯(lián)結(jié)處支護(hù)較困難。
W 型前進(jìn)式：較后退式可緩和采、掘緊張關(guān)系，但巷道均維護(hù)在采空區(qū)內(nèi)，不易保證巷道有足夠的斷面積，且漏風(fēng)大，采空區(qū)的瓦斯涌出量也較大。
H 型后退式：采空區(qū)內(nèi)瓦斯不涌相工作面，上隅角瓦斯不易超限，增加了工作面安全出口，機(jī)電設(shè)備均在進(jìn)風(fēng)巷匯總，通風(fēng)阻力小，缺點(diǎn)是有兩條巷道需沿空維護(hù)且可能影響風(fēng)流的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜
三
進(jìn)
二
回	此型通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)排瓦斯能力大，上隅角瓦斯不易超限，機(jī)電設(shè)備均進(jìn)風(fēng)巷中，風(fēng)流穩(wěn)定，適合于高產(chǎn)高效的礦井，但巷道工程量較大，維護(hù)巷道多
（3）風(fēng)量計(jì)算原則
無(wú)論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算出各個(gè)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量 ，從而求出該地區(qū)風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。即“由里往外”的計(jì)算原則，由采掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算出各采區(qū)風(fēng)量，最后求出全礦井總風(fēng)量。
5.2.2  礦井風(fēng)量計(jì)算
采區(qū)實(shí)際需風(fēng)量按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算，最后總和【10】。即：
 m3/min       （5-1）
式中：∑Q采——采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min；
∑Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min；
∑Q硐——獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min；
∑Q其它——除采掘硐室外其它需風(fēng)量總和，m3/min；                      
1采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算：
采煤工作面應(yīng)按瓦斯（或者二氧化碳）涌出量、工作面溫度、炸藥用量、同時(shí)工作的最多人數(shù)分別計(jì)算，取其中最大值，并驗(yàn)算風(fēng)速。
（1）	按瓦斯（或者二氧化碳）涌出量計(jì)算：
Q采=100q采Kc                       （5-2）
式中：Q采——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min；
q采——采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，9.375m3/min；
Kc——工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與平均值之比。通常，機(jī)采工作面可取 1.2～1.6；炮采工作面可取1.4～2.0；水平工作面可取2.0～3.0；本設(shè)計(jì)取1.2。
這里的q采為9.375m3/min，這個(gè)值是根據(jù)峻德礦原來(lái)采17層煤時(shí)，采區(qū)采取瓦斯抽放之后工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
  工作面風(fēng)量：
Q采=100×9.375×1.2=1500 m3/min
（2）按工作面溫度計(jì)算：
采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)氣流溫度和風(fēng)速符合表5-6要求。采煤工作面的需要風(fēng)量可按下式計(jì)算：
         Q采=60×Vc× Sc× Ki                     （5-3）
式中：V采——采煤工作面風(fēng)速，工作面實(shí)測(cè)溫度為25°，按試行辦法查得其風(fēng)速為1.7m/s。
S采——采煤工作面的平均斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，根據(jù)工作選取的ZFSB-3600/16/28型液壓支架相關(guān)數(shù)據(jù)：最小控頂距為支架頂梁長(zhǎng)3710+端面距270=3980mm，最大控頂距為最小控頂距3980+截深630=4610mm，高度2500-5000mm,本設(shè)計(jì)取平均控頂S采=12.5m2。
Ki——工作面長(zhǎng)度系數(shù)。
Q采=60×1.7×12.5×1.0 =1275m3/min
表5-4 采煤工作面氣溫、風(fēng)速表
采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫(0C)	采煤工作面風(fēng)速(m/s)
＜15	0.3～0.5
15～18	0.5～0.8
18～20	0.8～1.0
20～23	1.0～1.5
23～26	1.5～1.8

表 5-5   采煤工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)表
采煤工作面長(zhǎng)度（m）	工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)
＜50	0.8
50--80	0.9
80--120	1.0
120--150	1.0
150--180	1.0
＞180	1.30--1.40

（3）按工作人員數(shù)量和炸藥需要量計(jì)算
       Q采=4nc                            （5-4）
式中：4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；
nc——采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)。
在這里nc取40人，根據(jù)前面第4章里的4.2.2工作面勞動(dòng)組織表可知一班20人，在交接班時(shí)人最多，所以取40人
Q采=4×40=160m3/min
（4）按風(fēng)速驗(yàn)算
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面最低風(fēng)速為 0.25m/s，最高風(fēng)速為 4 m/s 的要求進(jìn)行驗(yàn)算。即回采工作面風(fēng)量滿(mǎn)足要求：
                    15× Sc≤ Q采 ≤240× Sc                        （5-5）
式中：Sc——回采工作面平均有效斷面，12.5m² ；
15×12.5=187.2≤ Q采 (1875)≤240×12.5=3000
即:Q采 =1500 m3/min
2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算
煤巷、半煤巷和巖巷獨(dú)頭通風(fēng)掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別
計(jì)算，取其最大值。
（1）按瓦斯(二氧化碳)涌出量計(jì)算
Q掘=100×q掘×kd =100×1.9×1.6 =304m3/min     （5-6）
式中：Q掘—掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；
       q掘—掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，1.9m3/min；
       kd—掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。即掘進(jìn)面最大絕對(duì)瓦斯涌出量與平均絕對(duì)瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.5～2.0；炮掘工作面取1.8～2.0。本設(shè)計(jì)取2。
（2）按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不超過(guò)1%的要求計(jì)算：
Q掘=100×q掘×K掘通                 （5-7）
            =100×0.5×0.3
  =150 m3/min 
式中：Q掘—單個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量，m3/min
q掘—掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的絕對(duì)涌出量，m3/min
K掘通—二氧化碳涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大二氧化碳絕對(duì)涌出量與月平均日二氧化碳涌出量的比值，取0.5）
（3）按工作面人員數(shù)量計(jì)算
Q采=4nc                                （5-9）
式中：4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；
nc——采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)。
Q采=4×5=20m3/min
（4）按局扇的吸風(fēng)量計(jì)算
根據(jù)上述三項(xiàng)確定出掘進(jìn)工作面風(fēng)筒末端風(fēng)量，再考慮掘進(jìn)工作面的長(zhǎng)度和風(fēng)筒漏風(fēng)情況確定掘進(jìn)工作面的供風(fēng)量Q掘。按據(jù)局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量Q掘計(jì)算：
                    （5-10）
式中：  -掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，1臺(tái)；
 -局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，425m3/min，
 -為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2-1.3，進(jìn)風(fēng)巷中無(wú)瓦斯涌出事取1.2，有瓦斯涌出取1.3。
表 5-6 YBT系列局扇
風(fēng)機(jī)型號(hào)	額定風(fēng)量(m3/min)
YBT-11 	130-24
YBT-18.5	195-300
YBT-22	240-370
YBT-30	250-425
 =395.2 m3/min
因而取局扇為FBT-30。
（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算
按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：
9× Sj≤ Q掘 ≤240× Sj              （5-11） 
煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：
15× Sj≤ Q掘 ≤240× Sj             （5-12）
式中：Sj——掘進(jìn)工作面巷道過(guò)風(fēng)斷面，6.3 m2；
9×6.3=56.7 m3/min≤ Q掘≤240×6.3=1512 m3/min
15×6.3=94.5 m3/min≤Q掘≤240×6.3=1512 m3/min
所以：Q掘=395.2m3/min
3硐室需風(fēng)量計(jì)算
（1）各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量的總和
按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算，即
                （5-13）
式中：Q硐——為第i個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的硐室的實(shí)際需要風(fēng)量，m3/min；
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，井下變電所取120m3/min，爆破材料庫(kù)取150m3/min充電室取150m3/min，水泵房取120m3/min，采（帶）區(qū)變電所、采區(qū)車(chē)場(chǎng)及絞車(chē)房配風(fēng)各為80m3/ min
并裝設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警自動(dòng)斷電儀器，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控保證安全生產(chǎn)。
則：  Q 硐=120+150+150++120+80×6=1020m3/min
（2）其他井巷實(shí)際需要風(fēng)量
按礦井其他用風(fēng)量的總和計(jì)算
                   （5-15）
式中：Q其它——其他井巷的用風(fēng)量，m3/min。
新礦井設(shè)計(jì)其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量難以計(jì)算時(shí)，也可以采取按采煤、掘進(jìn)、硐室的總和的3%～5%進(jìn)行考慮。
則Q其它=0.05×（1500×2+1500×0.5+395.2×6+1170）=306.06m3/min
5.2.3  礦井總風(fēng)量計(jì)算
∑Q總=Ka（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）   （5-15）
式中： Ka為考慮礦井通風(fēng)系數(shù)，包括內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素。
根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
當(dāng)采用壓入式或中央并列式通風(fēng)時(shí)	  Ka=1.20～1.25
當(dāng)采用中央分列式或混合式通風(fēng)時(shí)	  Ka=1.15～1.20
當(dāng)采用對(duì)角式或分區(qū)式通風(fēng)時(shí)         Ka=1.10～1.15
Ka的取值在礦井產(chǎn)量 T≥0.9Mt/a 時(shí)，取小值；在 T≤0.9Mt/a 時(shí)，取大值。本礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量 2.4Mt/a，且采用分區(qū)式通風(fēng)，取1.1； 
容易時(shí)期：
∑Q總=1.1×(1500×2+1500×0.5+395.2×6+1170+306.06)
=8357m3/min=139 m3/s
困難時(shí)期：
∑Q總=1.15×(1500×2+1500×0.5+395.2×6+1170+306.06)
= 8747m3/min=146m3/s
5.2.4  礦井風(fēng)量分配
1分配原則及方法
（1）分配原則
礦井總風(fēng)量確定后，應(yīng)將其分配到各用風(fēng)點(diǎn)，其主要分配原則是：
分配到各用風(fēng)地點(diǎn)(包括回采面、掘進(jìn)面、硐室)的風(fēng)量，應(yīng)不低于上面所計(jì)算出的風(fēng)量；
風(fēng)量分配后，應(yīng)保證井下各處瓦斯?jié)舛龋泻怏w，風(fēng)速等滿(mǎn)足《煤礦安全規(guī)程》的各項(xiàng)要求.
（2）分配方法
當(dāng)?shù)V井總風(fēng)量確定后，首先按照采區(qū)布置圖給各回采工作面、掘進(jìn)面、硐室分配用風(fēng)量；
從總風(fēng)量中減去各回采工作面、掘進(jìn)面、硐室用的風(fēng)量，余下的風(fēng)量按按采區(qū)產(chǎn)量、采掘面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)。再按一定比例將這部分風(fēng)量分配到其他用風(fēng)點(diǎn)。用于維護(hù)巷道和保證行人安全。
（3）風(fēng)量分配
本設(shè)計(jì)在風(fēng)量按需分配時(shí)運(yùn)用了礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)，根據(jù)上述風(fēng)速不超限，不低于下限的原則，將總風(fēng)量分配各巷道，即將各個(gè)巷道固定風(fēng)量，從而求得南北兩翼最大阻力路線，根據(jù)最大阻力路線，進(jìn)行增阻調(diào)節(jié)，將巷道內(nèi)的增加的阻力有構(gòu)筑物的加在構(gòu)筑物上，沒(méi)有構(gòu)筑物的加在巷道的阻力上，從而使整個(gè)風(fēng)網(wǎng)達(dá)到平衡。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)自然分風(fēng)滿(mǎn)足人們的意愿。并且經(jīng)過(guò)仿真系統(tǒng)模擬后，可以肯定實(shí)際生產(chǎn)中的風(fēng)量就是這樣分配的，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
具體風(fēng)量分配容易期巷道參數(shù)表5-12、困難巷道參數(shù)表5-13。
5.2.4  風(fēng)量分配后的風(fēng)速校核
1.規(guī)程要求
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》供給井下空氣的質(zhì)量主要有一下要求：
(1) 采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，瓦斯或二氧化碳濃度不超過(guò)0.5%。每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3。 
(2) 有害氣體的濃度不超過(guò)表(5—7)規(guī)定。
表5—7  礦井有害氣體最高允許濃度
名稱(chēng)	最高允許濃度(%)
一氧化碳	0.0024
氧化氮(換算成二氧化氮NO2¬)	0.00025
二氧化硫SO2	0.0005
硫化氫H2S	0.00066
氨NH3	0.004
注:礦井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計(jì)算。
(3) 作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應(yīng)符合表5—8要求。 
(4) 進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣的溫度(干球溫度，下同)必須在2℃ 以上。
(5) 生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃，機(jī)電設(shè)備硐室得空氣溫的不得超過(guò)30℃、機(jī)電設(shè)備硐室得空氣溫度超過(guò)34℃時(shí)必須停止作業(yè)。
(6) 井巷中的風(fēng)流速度應(yīng)符合表5—9要求。

表5—8 粉塵最高允許濃度
粉塵中游離含量	最高允許濃度(mg/m3)
	總粉塵	呼吸性粉塵
<10	10	3.5
10～〈50	2	1
50～〈80	2	0.5
≥80	2	0.3

表5—10  井巷中的允許風(fēng)流速度
	允許風(fēng)速(m/s)
	最低	最高
無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐		15
專(zhuān)為升降物料的井筒		12
風(fēng)橋		10
升降人員和物料得井筒		8
主要進(jìn)、回風(fēng)巷		8
架線電機(jī)車(chē)巷道	1.0	8
運(yùn)輸機(jī)巷，采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷	0.25	6
采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷	0.25	4
掘進(jìn)中的巖巷	0.15	4
其他同分人行巷道	0.15	
注：設(shè)有梯子間得井筒或修理中的井巷中的井筒，風(fēng)速不得超過(guò)8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按上表定執(zhí)行。
無(wú)瓦斯涌出得架線電機(jī)車(chē)巷道的最低風(fēng)速可低于上表得規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。
綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于表的規(guī)定值，但不得超過(guò)5m/s。
2.風(fēng)速檢驗(yàn) 
當(dāng)風(fēng)量分配到各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合運(yùn)輸條件選擇經(jīng)濟(jì)斷面，防止巷道內(nèi)風(fēng)速過(guò)大或過(guò)小，盡量使巷道內(nèi)風(fēng)速處于適宜風(fēng)速范圍內(nèi)，如果有困難，也需要滿(mǎn)足煤礦安全規(guī)程對(duì)風(fēng)速的要求[16]。見(jiàn)各種巷道和采煤工作面適宜風(fēng)速表5—11。根據(jù)演算風(fēng)速符合要求，具體風(fēng)速看表：
表5—11 各種巷道和采煤工作面適宜風(fēng)速表
序號(hào)	巷道名稱(chēng)	適宜風(fēng)速(m/s)
1	運(yùn)輸大巷、主石門(mén)、井底車(chē)場(chǎng)	4.5～5.0
2	回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門(mén)、回風(fēng)平硐	5.5～6.5
3	采區(qū)回風(fēng)巷、回風(fēng)上山	3.5～4.5
4	采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)上山	4.5～5.5
5	采區(qū)運(yùn)輸機(jī)巷、膠帶輸送機(jī)巷	3.0～3.5
6	采煤工作面	1.5～2.5
經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)各個(gè)巷道硐室的風(fēng)速均符合要求，具體風(fēng)速見(jiàn)表5-13 、5-14。
5.3   礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算
礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力而引起的風(fēng)壓損失即摩擦阻力損失。摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、選擇扇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。
5.3.1  圖紙和編制數(shù)據(jù)
1.根據(jù)礦井開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)提供的開(kāi)拓開(kāi)采工程平面圖，繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)前、后期通風(fēng)系統(tǒng)圖，見(jiàn)附圖1前期礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖，附圖2后期礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖。
2.根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)圖繪制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，并按照要求酌情簡(jiǎn)化，見(jiàn)前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖5-1，后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖5-2。
 
圖5-1 前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖
 
圖5-2 后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖
3.根據(jù)風(fēng)網(wǎng)圖對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的分支和節(jié)點(diǎn)以整數(shù)編號(hào)，并編制Xcel表格，進(jìn)行風(fēng)量分配和風(fēng)速、阻力計(jì)算，前期見(jiàn)表5-13，后期見(jiàn)表5-14。分支編號(hào)的次序是先固定風(fēng)量分支，再風(fēng)機(jī)分支，最后一般分支。各個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)不能重復(fù)和遺漏，但可以不連續(xù)[11]。
4.在圖上標(biāo)注各個(gè)分支的風(fēng)阻，自然風(fēng)壓和固定風(fēng)量的數(shù)據(jù)，標(biāo)明風(fēng)流方向。
5.3.2  風(fēng)網(wǎng)圖的繪制
風(fēng)網(wǎng)圖是點(diǎn)與線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中各分支的風(fēng)流方向的聯(lián)結(jié)形式，用不按比例表示空間關(guān)系的單線條繪制[12]。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方法如下：
1.以開(kāi)拓開(kāi)采工程平面圖或通風(fēng)系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風(fēng)流方向在各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)處順序編號(hào)；
2.按照風(fēng)流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點(diǎn)的編號(hào)順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖；
3.按風(fēng)流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉；
4.在不影響解算要求的情況下可以適當(dāng)簡(jiǎn)化；
5.對(duì)通地表的進(jìn)、回風(fēng)井口，只要標(biāo)高一樣均可編為同一號(hào)碼，視為一個(gè)通大氣的節(jié)點(diǎn)；
6.完成風(fēng)網(wǎng)圖的雛形后，可以按具體情況適當(dāng)簡(jiǎn)化美化，盡量繪成光滑弧狀的對(duì)稱(chēng)形；
7.主要的漏風(fēng)通路應(yīng)以虛線標(biāo)記，畫(huà)在風(fēng)網(wǎng)圖中；
8.風(fēng)網(wǎng)圖應(yīng)該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在一條直線上；
9.繪制風(fēng)網(wǎng)圖過(guò)程中不可隨意改變節(jié)點(diǎn)編號(hào)，以利于與原圖相對(duì)照；
10.最后在風(fēng)網(wǎng)圖上表明風(fēng)流方向及有關(guān)參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。
5.3.3  摩擦阻力的計(jì)算
1.容易通風(fēng)阻力
一采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—4—5—8—9—10—11—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為：
H1=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-8+h8-9+h9-10++h10-11+h11-13+h13-15+h15-1
=373.18+159.21+97.67+71.63+58.10+213.19+19.08+216.46+9.63+6.65+41.53=1266.33Pa
二采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—16—17—20—21—22—23—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力為：
H2=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-20+h20-21+h21-22++h22-23+h23-25+h25-27+h27-1
=373.18+159.21+68.04+66.13+49.05+213.19+19.08+213.19+9.63+6.65+17.01=1194.36Pa
2.困難通風(fēng)阻力
一采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—12—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為：
H3=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-7+h7-8++h8-9+h9-10+h10-12+h12-13+h13-15+ h15-1
=355.82+161.51+107.75+26.63+12.96+240.03+19.08+240.03++20.14+68.85+15.58+45.81=1314.19Pa
二采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—16—17—19—20—21—22—24—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力為：
H4=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-19+h19-20+h20-21+h21-22+h22-24+h24-25+h25-27+h27-1
=355.82+161.51+75.07+26.63+11.74+320.33+19.08+313.56+5.16+70.86+16.05+18.77=1394.58Pa

表5-12 容易時(shí)期風(fēng)量分配及摩擦阻力表
起
點(diǎn)	終
點(diǎn)	井巷
名稱(chēng)	支護(hù)
形式	α*104(N?s2/m4)	L
(m)	U
(m)	S
(m2)	Q
(m3/s)	h摩
(Pa)	 V
(m/s)
1	2	主井	混凝土	0.049	500	20.42	33.2	54	39.8653	1.626506
1	2	副井	混凝土	0.049	500	145.3	41	85	373.1797	2.073171
2	3	井底車(chē)場(chǎng)	錨噴	0.009	220	15.8	15.6	139	159.2128	8.910256
3	4	運(yùn)輸大巷	錨噴	0.005	910	14.7	14.9	69.5	97.66513	4.66443
3	16	運(yùn)輸大巷	錨噴	0.005	634	14.7	14.9	69.5	68.04362	4.66443
4	5	軌道上山	錨噴	0.0081	482	12.5	10.8	43	71.63211	3.981481
4	6	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	482	12.6	11	11.5	4.043058	1.045455
4	12	運(yùn)輸上山	錨噴	0.0085	1000	14.7	14.9	15	8.498846	1.006711
5	6	采區(qū)變電所	錨噴	0.007	38	9.43	5.9	2	0.048854	0.338983
5	8	軌道上山	錨噴	0.0081	430	12.5	10.8	41	58.09783	3.796296
6	7	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	430	12.6	11	13.5	4.970537	1.227273
7	12	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	83	12.6	11	18.5	1.801726	1.681818
8	7	掘進(jìn)工作面	金屬網(wǎng)	0.0094	260	10.2	6.5	5	2.269349	0.769231
8	9	區(qū)段運(yùn)輸巷	金屬網(wǎng)	0.0094	977	10.2	6.5	25	213.1879	3.846154
8	14	軌道上山	錨噴	0.0081	156	12.5	10.8	11	1.517168	1.018519
9	10	采煤工作面	液壓支架	0.032	115	16.2	12.5	25	19.07712	2
10	11	區(qū)段回風(fēng)巷	金屬網(wǎng)	0.0094	992	10.2	6.5	25	216.461	3.846154
11	13	采區(qū)回風(fēng)石門(mén)	錨噴	0.007	72	10	6.89	25	9.63059	3.628447
12	13	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	38	12.6	11	33.5	2.704833	3.045455
13	15	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	26	12.6	11	63.5	6.649486	5.772727
14	13	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	251	10.2	6.5	5	2.190795	0.769231
14	15	絞車(chē)房	錨噴	0.007	34	8.86	8.43	6	0.126716	0.711744
15	1	回風(fēng)井	錨噴	0.007	166	14.8	12.6	69.5	41.52655	5.515873
16	17	軌道上山	錨噴	0.0081	445	12.5	10.8	43	66.13338	3.981481
16	18	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	445	12.6	11	11.5	3.732699	1.045455
16	24	運(yùn)輸上山	錨噴	0.0085	884	14.7	14.9	15	7.51298	1.006711
17	18	采區(qū)變電所	錨噴	0.007	38	9.43	5.9	2	0.048854	0.338983
17	20	軌道上山	錨噴	0.0081	363	12.5	10.8	41	49.04538	3.796296
18	19	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	363	12.6	11	13.5	4.196058	1.227273
19	24	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	82	12.6	11	18.5	1.780019	1.681818
20	19	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	260	10.2	6.5	5	2.269349	0.769231
20	21	區(qū)段運(yùn)輸巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	977	10.2	6.5	25	213.1879	3.846154
20	26	軌道上山	錨噴	0.0081	146	12.5	10.8	11	1.419914	1.018519
21	22	采煤工作面	液壓支架	0.032	115	16.2	12.5	25	19.07712	2
22	23	區(qū)段回風(fēng)巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	977	10.2	6.5	25	213.1879	3.846154
23	25	采區(qū)回風(fēng)石門(mén)	錨噴	0.007	72	10	6.89	25	9.63059	3.628447
24	25	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	38	12.6	11	33.5	2.704833	3.045455
25	27	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	26	12.6	11	63.5	6.649486	5.772727
26	25	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	251	10.2	6.5	5	2.190795	0.769231
26	27	絞車(chē)房	錨噴	0.007	34	8.86	8.43	6	0.126716	0.711744
27	1	回風(fēng)井	錨噴	0.007	68	14.8	12.6	69.5	17.01087	5.515873
表5-13 困難時(shí)期風(fēng)量分配及摩擦阻力表
起
點(diǎn)	終
點(diǎn)	井巷
名稱(chēng)	支護(hù)
形式	α*104(N?s2/m4)	L
(m)	U
(m)	S
(m2)	Q
(m3/s)	h摩
(Pa)	 V
(m/s)
1	2	主井	混凝土	0.049	500	20.42	33.2	63	54.26111	1.89759
1	2	副井	混凝土	0.049	500	145.3	41	83	355.8249	2.02439
2	3	井底車(chē)場(chǎng)	錨噴	0.009	220	15.8	15.6	140	161.5119	8.974359
3	4	運(yùn)輸大巷	錨噴	0.005	910	14.7	14.9	73	107.7496	4.899329
3	16	運(yùn)輸大巷	錨噴	0.005	634	14.7	14.9	73	75.0695	4.899329
4	5	軌道上山	錨噴	0.0081	138	12.5	10.8	49	26.63146	4.537037
4	6	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	138	12.6	11	9	0.708976	1.818182
4	13	運(yùn)輸上山	錨噴	0.0085	1000	14.7	14.9	15	8.498846	1.006711
5	6	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	205	10.2	6.5	5	1.789294	0.769231
5	6	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	205	10.2	6.5	5	1.789294	0.769231
5	7	軌道上山	錨噴	0.0081	106	12.5	10.8	39	12.95862	3.611111
6	10	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	217	12.6	11	19	4.968602	1.727273
7	8	區(qū)段運(yùn)輸巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	1100	10.2	6.5	25	240.0273	3.846154
7	11	軌道上山	錨噴	0.0081	276	12.5	10.8	14	4.347994	1.296296
8	9	采煤工作面	液壓支架	0.032	115	16.2	12.5	25	19.07712	2
9	10	區(qū)段回風(fēng)巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	1100	10.2	6.5	25	240.0273	3.846154
10	12	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	164	12.6	11	44	20.13801	4
11	12	采區(qū)變電所	錨噴	0.007	38	9.43	5.9	2	0.048854	0.338983
11	14	軌道上山	錨噴	0.0081	590	12.5	10.8	12	6.828704	1.111111
12	13	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	513	12.6	11	46	68.84943	4.181818
13	15	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	66	12.6	11	61	15.57654	5.545455
14	15	絞車(chē)房	錨噴	0.007	6	8.86	8.43	6	0.022362	0.711744
14	15	聯(lián)絡(luò)巷	錨噴	0.007	34	10	6.89	6	0.261952	0.870827
15	1	回風(fēng)井	錨噴	0.007	166	14.8	12.6	73	45.81439	5.793651
16	17	軌道上山	錨噴	0.0081	138	12.5	10.8	49	26.63146	4.537037
16	18	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	138	12.6	11	9	0.708976	1.818182
16	25	運(yùn)輸上山	錨噴	0.0085	848	14.7	14.9	15	7.207022	1.006711
17	18	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	205	10.2	6.5	5	1.789294	0.769231
17	18	掘進(jìn)工作面	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	205	10.2	6.5	5	1.789294	0.769231
17	19	軌道上山	錨噴	0.0081	96	12.5	10.8	39	11.73611	3.611111
18	22	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	225	12.6	11	19	5.151776	1.727273
19	20	區(qū)段運(yùn)輸巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	1468	10.2	6.5	25	320.3274	3.846154
19	23	軌道上山	錨噴	0.0081	155	12.5	10.8	14	2.441808	1.296296
20	21	采煤工作面	液壓支架	0.032	115	16.2	12.5	25	19.07712	2
21	22	區(qū)段回風(fēng)巷	錨桿金屬網(wǎng)	0.0094	1437	10.2	6.5	25	313.5629	3.846154
22	24	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	42	12.6	11	44	5.157295	4
23	24	采區(qū)變電所	錨噴	0.007	38	9.43	5.9	2	0.048854	0.338983
23	26	軌道上山	錨噴	0.0081	590	12.5	10.8	12	6.828704	1.111111
24	25	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	528	12.6	11	46	70.86257	4.181818
25	27	回風(fēng)上山	錨噴	0.0067	68	12.6	11	61	16.04855	5.545455
26	27	絞車(chē)房	錨噴	0.007	6	8.86	8.43	6	0.022362	0.711744
26	27	聯(lián)絡(luò)巷	錨噴	0.007	34	10	6.89	6	0.261952	0.870827
27	1	回風(fēng)井	錨噴	0.007	68	14.8	12.6	73	18.76734	5.793651
 
5.3.4   局部阻力的計(jì)算
風(fēng)流經(jīng)過(guò)井巷的一些局部地點(diǎn),如井巷突然擴(kuò)大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或遇礦車(chē)等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生突然的變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的阻力即局部阻力，由這種阻力所產(chǎn)生的風(fēng)壓損失就叫局部阻力損失。
由于井下造成局部損失的地點(diǎn)多，各種情況復(fù)雜多樣，而且《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出礦井局部阻力一般占整個(gè)礦井通風(fēng)阻力的10%。
容易時(shí)期一采區(qū)∑ h局=10%∑h摩=1266.33×10%=126.63pa;
二采區(qū)∑ h局=10%∑h摩=1194.36×10%=119.44pa;
困難時(shí)期一采區(qū)∑ h局=10%∑h摩=1314.19×10%=131.42pa;
二采區(qū)∑ h局=10%∑h 摩=1394.58×10%=139.46pa;
5.3.5   自然風(fēng)壓
1自然風(fēng)壓的產(chǎn)生
在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，由于進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井空氣溫度以及地形高差不同，進(jìn)出風(fēng)井空氣柱密度也不同，從而造成進(jìn)出風(fēng)井兩側(cè)空氣柱重量的不同而產(chǎn)生壓差即自然風(fēng)壓。
2響自然風(fēng)壓的產(chǎn)生因素
(1)空氣密度
影響礦井自然風(fēng)壓的決定性因素是進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的密度差，密度差愈大，自然風(fēng)壓愈大，反之愈小。影響空氣密度的因素有氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、空氣成分、地形地貌等。
氣溫
進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的氣溫差是造成密度差的主要原因。入風(fēng)流氣溫受地面氣溫影響較大，回風(fēng)流氣溫常年保持穩(wěn)定。在冬季，地面溫度低，自然風(fēng)壓大；在夏季，地面溫度高，自然風(fēng)壓低，甚至反向；相同條件的礦井，在北方，冬夏季溫度均比南方低，產(chǎn)生的自然風(fēng)壓大，風(fēng)流反向時(shí)間短，影響小。在南方，氣溫高，產(chǎn)生的自然風(fēng)壓比北方小，風(fēng)流反向時(shí)間長(zhǎng)，影響較大。如圖 5-3：
 
圖5-3 氣溫與自然風(fēng)壓的關(guān)系
大氣壓力
大氣壓力對(duì)自然風(fēng)壓有一定的影響。同一地點(diǎn)大氣壓力變化幅度不大，對(duì)自然風(fēng)壓影響較??；條件相同的礦井海拔愈高，大氣壓力愈小，自然風(fēng)壓愈??；海拔愈低，大氣壓力愈大，自然風(fēng)壓愈大。
地形地貌
礦井進(jìn)回風(fēng)井口的標(biāo)高差對(duì)自然風(fēng)壓值有較大的影響。在其他條件相同的情況下，高山地區(qū)礦井自然風(fēng)壓大，平原地區(qū)自然風(fēng)壓小。
相對(duì)濕度和空氣成分
相對(duì)濕度和空氣成分影響空氣密度，對(duì)自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小可以忽略。
(2）開(kāi)采深度
開(kāi)采深度是影響礦井自然風(fēng)壓的另一個(gè)主要因素。開(kāi)采深度愈大，自然風(fēng)壓愈大；反之，自然風(fēng)壓愈小。另外，開(kāi)采深度對(duì)自然風(fēng)壓變化趨勢(shì)也有一定的影響，對(duì)于淺礦井，圍巖與入風(fēng)流的熱交換作用弱，受地表氣溫影響大，一年之間的風(fēng)壓都有明顯的變化，但對(duì)于深井，圍巖與入風(fēng)流的熱交換充分，受地表氣溫的影響小，一年之間自然風(fēng)壓變化小。
3自然風(fēng)壓的計(jì)算
(1）一般公式
                Hn=∑hipig-∑hjpjg                   （5-15）
式中：Hn——礦井自然風(fēng)壓，Pa；
hi——進(jìn)風(fēng)側(cè)某分段垂高，m；
pi——進(jìn)風(fēng)側(cè)某分段平均密度，kg/m3；
hj——回風(fēng)側(cè)某分段垂高，m；
pj——回風(fēng)側(cè)某分段平均密度，kg/m3；
g——重力加速度，m/s2；
井下空氣密度ρ可用下式計(jì)算：
         ρ=0.003484×（P/T）×（1-0.378 /Psat）      （5-16）
式中：ρ——井內(nèi)空氣平均密度，kg/m3；
P ——大氣壓，Pa；
T ——溫度，K；
 ——相對(duì)濕度，%；
Psat-——對(duì)應(yīng)于溫度 T 時(shí)的飽和水蒸氣壓力，Pa。
進(jìn)行近似計(jì)算時(shí)，可以使用下式：
ρ=(0.003458～0.003473)P/T              (5-17)
本設(shè)計(jì)礦井所在地地面大氣壓力為750mmHg，在通風(fēng)容易時(shí)期(夏季)，進(jìn)風(fēng)平均溫度為20℃,出風(fēng)井溫度為25℃；通風(fēng)困難時(shí)：進(jìn)風(fēng)平均溫度為5℃，出風(fēng)井溫度為10℃。設(shè)計(jì)井深500m。
由一般公式5-17計(jì)算得：
通風(fēng)容易時(shí)期：
進(jìn)風(fēng)流平均密度：
ρ1=0.003458P/T
                            =0.003484×750×13.6×9.8/(273+20)
= 1.1797kg/m3
 回風(fēng)流平均密度：
ρ2=0.003458P/T
=0.003484×750×13.6×9.8/(273+25)
=1.1687 kg/m3
故自然風(fēng)壓為：                                    
Hn=∑hiρig-∑hjρj g
                     =500×9.8×（1.1797-1.1687）
=53.9pa
通風(fēng)困難時(shí)：
進(jìn)風(fēng)流平均密度：
ρ1=0.003484P/T
=0.003484×750×13.6×9.8/（273+5）
=1.2527 kg/m3
回風(fēng)流平均密度：
ρ2=0.003484P/T 
=0.003484×750×13.6×9.8/（273+10）
=1.2306 kg/m3
自然風(fēng)壓為：    
Hn=∑hiρig-∑hjρjg
= 500×9.8(1.2527-1.2306)
=119.1pa
5.3.6   礦井通風(fēng)總阻力
井巷通風(fēng)總阻力計(jì)算計(jì)算方法：
              =∑ + +hn                   （5-18）
容易時(shí)期：
一采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻       =∑ + +hn
                           =1266.33+126.63+53.9=1446.86pa;
二采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻       =∑ + +hn
                           =1194.36+119.44+53.9=1367.7pa;
困難時(shí)期：
一采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻       =∑ + +hn
                     =1314.19+131.42+119.1=1564.71pa;
二采區(qū)風(fēng)井 風(fēng)阻      =∑ + +hn
=1394.58+139.46+119.1=1653.14pa;
所以，滿(mǎn)足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定：礦井通風(fēng)的設(shè)計(jì)正(負(fù))壓，不應(yīng)超過(guò) 2940pa。
5.3.7   礦井等積孔
等積孔就是用一個(gè)與井巷或礦井風(fēng)阻相當(dāng)?shù)睦硐肟椎拿娣e值來(lái)衡量井巷通風(fēng)的難易程度的抽象概念。它是反映井巷或礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)量依存關(guān)系的數(shù)值。等積孔越大，表示其通風(fēng)越容易，反之，等積孔越小，表示通風(fēng)越困難。礦井等積孔計(jì)算公式見(jiàn)表5-14。
由表5-15，可知礦井通風(fēng)難易程度：通風(fēng)容易時(shí)期為易和通風(fēng)困難時(shí)期為中。
表 5-14 礦井等積孔計(jì)算
礦井種類(lèi)	計(jì)算公式	符號(hào)注釋
單臺(tái)通風(fēng)機(jī)礦井	A=1.19Q/ 
A-等積孔，m2；
Q-風(fēng)量，m3/s；
h-風(fēng)壓，Pa
雙臺(tái)通風(fēng)機(jī)礦井	A1=1.19 Q1/ 
A2=1.19 Q2/ 
A總=1.19 （Q1+ Q2）/  
A1、A2-兩風(fēng)機(jī)之間的等積孔，m2；
Q1、Q2-兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)量，m3/s；
h1、h2-兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓，Pa；
多臺(tái)通風(fēng)機(jī)礦井	An=1.19Qn/

A總=1.19  / 
An-風(fēng)機(jī) n 之間等積孔，
Qn-風(fēng)機(jī) n 之間風(fēng)量，m3/s；
hn-風(fēng)機(jī) n 之間風(fēng)壓，Pa；
A 總-礦井總等積孔，m2；
Q 總-礦井總風(fēng)量，m3/s；
Q-多風(fēng)機(jī)礦井中每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s；
hi-多太風(fēng)機(jī)中每臺(tái)的風(fēng)壓，Pa；

因?yàn)楸镜V井選擇的是兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)，所以選擇A1=1.19 Q1/ 公式
容易時(shí)期一采區(qū)：A 總　=1.19×69.5/  
=2.2m2
二采區(qū)：A 總　=1.19×69.5/  
=2.2m2
困難時(shí)期一采區(qū)：A 總　=1.19×73/  
=2.2m２
二采區(qū)：A 總　=1.19×73/  
=2.1m２
表5-15 礦井通風(fēng)阻力等級(jí)分類(lèi)
等積孔	風(fēng)阻(N×s²/m8)	礦井通風(fēng)阻力等級(jí)	通風(fēng)難易程度
＜1	＞1.416	大阻力礦井	難
1～2	1.416～0.354	中阻力礦井	中
＞2	＜0.354	小阻力礦井	易
5.4   扇風(fēng)機(jī)的選擇
5.4.1  選擇原則及步驟
計(jì)算礦井在服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期通風(fēng)總阻力的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮進(jìn)回風(fēng)之間自然風(fēng)壓的作用，計(jì)算主扇在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需要的靜風(fēng)壓 hfsmin 和 hfsmax 或全風(fēng)壓 hftmin	和 hftmax(壓入式通風(fēng))。
hfsmin =hrmin± hne                       （5-19）
式中： hrmin ——通風(fēng)容易時(shí)期總阻力，Pa；
hne——通風(fēng)容易時(shí)期幫助主扇風(fēng)壓的礦井自然風(fēng)壓，Pa；
hfsmax= hrmax±hn0                          （5-20）
式中： hfsmax ——通風(fēng)困難時(shí)期總阻力，Pa；
hn0——通風(fēng)困難時(shí)期反對(duì)主扇風(fēng)壓的礦井自然風(fēng)壓，Pa；
通風(fēng)容易時(shí)期為使自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)作用相同時(shí)，通風(fēng)機(jī)有較高的效率，因此從通風(fēng)系統(tǒng)阻力中減去自然風(fēng)壓 hne；通風(fēng)困難時(shí)期，為使自然風(fēng)壓與在通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用反向時(shí)，能滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)能力的要求，因此通風(fēng)系統(tǒng)阻力中加上自然風(fēng)壓。
服務(wù)年限內(nèi)，通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需風(fēng)量的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)房附屬裝置的外部漏風(fēng)系數(shù)，計(jì)算風(fēng)機(jī)在通風(fēng)容易和困難時(shí)期所需要的總風(fēng)量 Qfmax 和 Qfmin。
Qfmax=(1.05～1.10)Qrmax                          （5-21）
Qfmin=(1.05～1.10)Qrmin                          （5-22）
式中：Qrmin	、Qrmax-分別為通風(fēng)容易、困難時(shí)期總回風(fēng)量，m3/s；在抽出式且風(fēng)井有提升任務(wù)時(shí)， K=1.10；在抽出式且風(fēng)井無(wú)提升任務(wù)時(shí)，K=1.05；
根據(jù)以上計(jì)算所得兩組數(shù)據(jù)，在同一臺(tái)風(fēng)機(jī)的特性曲線上，確定風(fēng)機(jī)在礦井通風(fēng)容易和困難時(shí)期的計(jì)算工況點(diǎn)是否滿(mǎn)足：η min>0.6， hfmax<0.9Hmax。如果滿(mǎn)足這兩項(xiàng)要求，該風(fēng)機(jī)可作為侯選扇風(fēng)機(jī)。按以上步驟確定若干侯選風(fēng)機(jī)，進(jìn)行比較計(jì)算，選出效率最高、運(yùn)轉(zhuǎn)最平穩(wěn)的扇風(fēng)機(jī)。
5.4.2  扇風(fēng)機(jī)的選擇
本設(shè)計(jì)是在煤田地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上，進(jìn)行2.40mt/a新大型礦井，通過(guò)開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)和通風(fēng)阻力計(jì)算和風(fēng)量計(jì)算，確定本井田一水平開(kāi)采年限為30 年，采用抽出式分區(qū)式通風(fēng)，一采區(qū)通風(fēng)容易和困難時(shí)期的通風(fēng)阻力分為1446.86 pa、1564.71pa，所需要的風(fēng)量分別為69.5m3/s、73m3/s；二采區(qū)通風(fēng)的通風(fēng)阻力分為1367.7 pa、1653.14pa所需要的風(fēng)量分別為69.5 m3/s、73 m3/s，自然風(fēng)壓分別為53.9pa、119.1pa。
第一步：計(jì)算風(fēng)機(jī)在礦井服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需要的靜風(fēng)壓 hfsmin 和 hfsmax。
hfsmin =hrmin－h(huán)ne
式中： hrmin-通風(fēng)容易時(shí)期總阻力，Pa；
hne-通風(fēng)容易時(shí)期幫助主扇風(fēng)壓的礦井自然風(fēng)壓，Pa；
hfsmax = hrmax +hn0
式中：hrmax -通風(fēng)困難時(shí)期總阻力，Pa；
hn0-通風(fēng)困難時(shí)期反對(duì)主扇風(fēng)壓的礦井自然風(fēng)壓，Pa
一采：hfsmin =1446.86－53.9=1392.96 Pa
hfsmax =1564.71+119.1=1683.81 Pa
二采：hfsmin =1367.7－53.9 =1313.8 Pa
hfsmax =1653.14+119.1=1772.24 Pa
第二步：計(jì)算風(fēng)機(jī)在礦井20年服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需總風(fēng)量Qfmin和Qfmax。由于本礦井是采取抽出式通風(fēng)且風(fēng)井無(wú)提升任務(wù)時(shí)，因而取K=1.05；
一采：Qfmin=1.05Qrmin=1.05×69.5=72.98m3/s;
Qfmax=1.05Qrmax =1.05×73=76.65m3/s;
二采：Qfmin=1.05Qrmin=1.05×69.5=72.98m3/s;
Qfmax=1.05Qrmax =1.05×73=76.65m3/s;
其中：Qfmin 為通風(fēng)容易困難時(shí)期總回風(fēng)量，m3/s；
Qfmax 困難時(shí)期總回風(fēng)量。
第三步：根據(jù)以上計(jì)算所得的四組數(shù)據(jù)，在同一臺(tái)風(fēng)機(jī)的特性曲線上進(jìn)行選擇，一采區(qū)和二采區(qū)都選用BD-8-NO（18-26）系列風(fēng)機(jī)中的BDNO-22型通風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量為55-133 m3/s，靜壓為1206-3317 Pa；其性能曲線見(jiàn)圖 5-4BDNO-22 裝置性能曲線。
5.4.3  主扇工況點(diǎn)
風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和風(fēng)量的關(guān)系：
容易時(shí)期：hfsmin = Rfsmin× fsmin                                          （5-23）
困難時(shí)期：hfsmax = Rfsmax× fsmax                                          （5-24）
可知：一采區(qū)的實(shí)際工況點(diǎn)為：
容易時(shí)期：Rfsmin= hfsmin/  fsmin =1392.96/72.982= 0.262NS2/m8
困難時(shí)期：Rfsmax= hfsmax/ fsmax= 1683.81/76.652= 0.287NS2/m8
二采區(qū)的實(shí)際工況點(diǎn)為：
容易時(shí)期：Rfsmin= hfsmin/  fsmin =1313.8/72.982=0.247 NS2/m8
困難時(shí)期：Rfsmax= hfsmax/ fsmax= 1772.24/76.652=0.302NS2/m8
根據(jù)上述計(jì)算的風(fēng)阻在風(fēng)機(jī)的特性曲線圖中坐通風(fēng)機(jī)的風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。
 
圖5-4 BDNO-22-740r/min 風(fēng)機(jī)性能曲線

圖5-5 BDNO-22-740r/min 風(fēng)機(jī)性能曲線

5.4.5  選擇電動(dòng)機(jī)
根據(jù)最后選擇風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)（H、Q和 ）按下式計(jì)算所匹配電機(jī)的功率：
              （5-25）
             （5-26）
式中   —— 通風(fēng)阻力最大（最?。r(shí)期所配電機(jī)功率，kW；
  —— 通風(fēng)阻力最大（最?。r(shí)期風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/s;
 —— 風(fēng)機(jī)實(shí)際最大（最?。┕ぷ黠L(fēng)壓，Pa；
 —— 通風(fēng)機(jī)工作效率（用全壓時(shí)為 ，用靜壓時(shí)為 ），%；
 —— 傳動(dòng)效率，直聯(lián)傳動(dòng)時(shí) =1，皮帶傳動(dòng)時(shí) =0.95～0.9，連軸傳動(dòng)時(shí) =0.98；
 —— 電機(jī)容量備用系數(shù)， =1.1～1.2。
1.一采區(qū)風(fēng)井風(fēng)機(jī)配套電機(jī)功率
通風(fēng)容易時(shí)期： 
                       =69.5×1446.86×1.1/1000×0.75×1
                       =147.48kw
通風(fēng)困難時(shí)期： 
                       =73×1564.71×1.1/1000×0.75×1
                       =167.53 kw
2.二采區(qū)風(fēng)井風(fēng)機(jī)配套電機(jī)功率
通風(fēng)容易時(shí)期： 
                       =69.5×1367.7×1.1/1000×0.75×1
                       =139.41 kw
通風(fēng)困難時(shí)期： 
                       =73×1653.14×1.1/1000×0.75×1
                       =177.0 kw
3.選擇電動(dòng)機(jī)
根據(jù)實(shí)際情況，本礦井選用異步電動(dòng)機(jī)，選用異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)Nmmin/Nmmax 0.6時(shí)可選一臺(tái)電機(jī)，功率為Nmmax；當(dāng)Nmmin/Nmmax 0.6時(shí)選兩臺(tái)電機(jī)，后期電機(jī)功率為Nmax，前期電機(jī)功率按下式計(jì)算：
                  （5-27）
由一采區(qū)風(fēng)機(jī)在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期主扇的輸出功率計(jì)算：
Nmmin/Nmmax=147.48/167.53=0.88>0.6
由二采區(qū)風(fēng)機(jī)在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期主扇的輸出功率計(jì)算：
Nmmin/Nmmax=139.41/177.0=0.79>0.6
即一采區(qū)風(fēng)機(jī)、二采區(qū)風(fēng)機(jī)各選一臺(tái)電機(jī)，即，
前期電機(jī)功率為：167.53 kw
后期電機(jī)功率為：177.0  kw
根據(jù)上述計(jì)算，本礦選取型號(hào)為YB355M2-8的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)為：740r/min，功率為250×2kw，一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。
5.5 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用
5.5.1 計(jì)算主扇運(yùn)轉(zhuǎn)耗電量
主要通風(fēng)機(jī)的耗電量If（kW?h/a）用下式計(jì)算：
           （5-28）
式中   ——一年內(nèi)最大與最小的主要通風(fēng)機(jī)輸入功率，kW；
           ——主要通風(fēng)機(jī)電機(jī)效率，取0.9~0.95；
 ——變壓器效率，取0.8；
 ——電線輸電效率，取0.95；
 ——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)取1，間接傳動(dòng)取0.95。
由上述條件得：
容易時(shí)期： 
            =（147.48+139.41）×365×24/2×0.9×0.8×0.95×1
            = 1837102.63Kw?h/a
困難時(shí)期：  
             =（167.53+177.0）×365×24/2×0.9×0.8×0.95×1
             =2206200.88 kW?h/a
5.5.2 噸煤通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算
1.噸煤的耗電量E1（kW?h/t）
                                                             （5-29）
式中  E1——每噸煤的耗電量，kW?h/t;
       If——通風(fēng)機(jī)的耗電量，kW?h/a;
       T——年產(chǎn)量，t/a。
本礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量2.4Mt，由上述得：
容易時(shí)期： 
= 1837102.63/2400000
= 0.77 kW?h/t
困難時(shí)期： 
= 2206200.88/2400000
= 0.92 kW?h/t
2.噸煤通風(fēng)電費(fèi)E2（元/t）
                     （5-30）
式中：D——工業(yè)用電電價(jià)，取0.9元/（kW?h）。
前期：  
=0.9×0.77
=0.693元/t
后期： 
=0.9×0.92
=0.828元/t
5.6 通風(fēng)構(gòu)筑物
5.6.1  通風(fēng)構(gòu)筑物
1.風(fēng)門(mén)設(shè)置要求[14]
（1）每組風(fēng)門(mén)不少于兩道，入排風(fēng)巷道之間需要設(shè)風(fēng)門(mén)處同時(shí)設(shè)反向風(fēng)門(mén)，其數(shù)量不少于兩道；
（2）風(fēng)門(mén)能自動(dòng)關(guān)閉；通車(chē)風(fēng)門(mén)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，礦井總回風(fēng)和采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)門(mén)要裝有閉鎖裝置；風(fēng)門(mén)不能同時(shí)敞開(kāi)（包括反風(fēng)門(mén)）；
（3）門(mén)框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴(yán)密，門(mén)扇平整不漏風(fēng)，門(mén)扇與門(mén)框不歪扭。門(mén)軸與門(mén)框要向關(guān)門(mén)方向傾斜80°至85°；
（4）風(fēng)門(mén)墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，嚴(yán)密不漏風(fēng)；墻垛周邊要掏槽，見(jiàn)硬頂、硬幫與煤巖接實(shí)。墻垛平整，無(wú)裂縫；
（5）風(fēng)門(mén)水溝要設(shè)反水池或擋風(fēng)簾，通車(chē)風(fēng)門(mén)要設(shè)底坎，電管路孔要堵嚴(yán)；風(fēng)門(mén)前后各5m內(nèi)巷道支護(hù)良好，無(wú)雜物、積水、淤泥。
2.風(fēng)門(mén)
在人員和車(chē)輛可以通行、風(fēng)流不能通過(guò)的巷道中，至少要建立兩道風(fēng)門(mén)，間距要大于運(yùn)輸工具的長(zhǎng)度，以便一道風(fēng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)，另一道風(fēng)門(mén)是關(guān)閉的。
本礦井在回風(fēng)上山、采區(qū)石門(mén)等地點(diǎn)設(shè)置了風(fēng)門(mén)，具體位置和個(gè)數(shù)見(jiàn)附圖1（峻德煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖），附圖2（峻德煤礦后期礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖）。
3.風(fēng)窗的個(gè)數(shù)和位置
本礦井在絞車(chē)房和變電所等地各設(shè)置了風(fēng)窗，以調(diào)節(jié)各地區(qū)的風(fēng)量。
風(fēng)窗，風(fēng)門(mén)面積可用如下公式進(jìn)行計(jì)算：
                 （5-30）
式中：Q——通過(guò)風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗面積，m3/s；
      S——風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗所在巷道面積；
      hr——風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗兩面壓差。
前期布置風(fēng)窗數(shù)量為8個(gè)，后期布置風(fēng)門(mén)數(shù)量也為8個(gè)。
5.6.2  主要通風(fēng)機(jī)附屬設(shè)備
1.風(fēng)硐
風(fēng)硐是礦井主要通風(fēng)機(jī)和風(fēng)井之間的聯(lián)絡(luò)巷道，因風(fēng)硐內(nèi)風(fēng)量較大，風(fēng)硐內(nèi)外的壓差也較大所以對(duì)風(fēng)硐的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量要求較高起技術(shù)要求是：
（1） 風(fēng)硐斷面應(yīng)保證其內(nèi)風(fēng)速不大于15m2∕s；
（2） 風(fēng)硐不宜過(guò)長(zhǎng)，斷面形狀一圓形為最佳，內(nèi)壁應(yīng)光滑、拐彎要平緩，保持風(fēng)硐內(nèi)無(wú)堆積粉塵。風(fēng)硐的通風(fēng)阻力不超過(guò)100－200 Pa；
（3） 風(fēng)硐與風(fēng)井的連接處要平緩避免突然擴(kuò)大和縮?。?
（4） 風(fēng)硐及風(fēng)硐內(nèi)的閘門(mén)等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，一防止大量漏風(fēng)。
2.防爆門(mén)
防爆門(mén)是防止瓦斯、煤塵爆炸時(shí)毀壞通風(fēng)機(jī)的安全設(shè)施，《規(guī)程》規(guī)定：裝有主要通風(fēng)機(jī)或分區(qū)通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口必須安裝防爆門(mén)。防爆門(mén)的技術(shù)要求：
（1） 防爆門(mén)的面積不小于井口的面積；
（2） 防爆門(mén)必須正對(duì)出風(fēng)井的風(fēng)流方向，保證在井下發(fā)生爆炸時(shí)，高壓氣浪將其沖開(kāi)；
（3） 防爆門(mén)的結(jié)構(gòu)應(yīng)堅(jiān)固嚴(yán)密，水封槽中應(yīng)經(jīng)常保持足夠的水位，以防漏風(fēng)；
（4） 防爆門(mén)上要掛平衡捶配重。
3.擴(kuò)散器
通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口外接的一定長(zhǎng)度、斷面逐漸擴(kuò)大的建筑物即為擴(kuò)散器。其功能是將通風(fēng)機(jī)出口的速壓更多地轉(zhuǎn)化為靜壓，以減少通風(fēng)機(jī)出口的速壓損失，提高通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓。
4.反風(fēng)措施
《規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施。反風(fēng)設(shè)施的技術(shù)要求：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固可靠；
（2）啟動(dòng)靈活，司機(jī)一個(gè)人可以操作反風(fēng)；
（3）反風(fēng)操作時(shí)間從下令反風(fēng)開(kāi)始，在10min內(nèi)必須改變巷道中的風(fēng)流方向；
（4）反風(fēng)設(shè)備反風(fēng)時(shí)供給的風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的40%。
當(dāng)井下發(fā)火時(shí)，利用反風(fēng)設(shè)備和設(shè)施改變火災(zāi)煙流方向，以使火源下風(fēng)側(cè)的人員處于火源的“上風(fēng)側(cè)”的新鮮風(fēng)流中。具體措施為：風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)，通過(guò)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)來(lái)完成，全礦井反風(fēng)通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)即附屬設(shè)施實(shí)現(xiàn)[15]。

結(jié)論
經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的時(shí)間我們終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這忙碌而又收獲的日子里感覺(jué)最深刻的就是充實(shí)。
通過(guò)本設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步了解和掌握了采煤方法、通風(fēng)安全、采煤工藝、巖石力學(xué)以及CAD制圖等方面的知識(shí)。采礦專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系更新很是很快，還需要健全和完善。充分利用這段時(shí)間,通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)提升我們的自身素質(zhì)，彌補(bǔ)大學(xué)四年來(lái)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足,努力向老師請(qǐng)教,同時(shí)也給自己創(chuàng)新的機(jī)會(huì).
通過(guò)本設(shè)計(jì)掌握了繪制礦井的各種圖紙，進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這其中文字部分包括大量的計(jì)算、方案比較、能使設(shè)計(jì)更加的合理、完美。在設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多的采礦專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鞏固我們的所學(xué)，所知，并且能夠靈活的運(yùn)用他們，也為我以后的工作打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也積累了一定量的經(jīng)驗(yàn)。

致 謝 辭
轉(zhuǎn)眼間，在大學(xué)的生活隨著設(shè)計(jì)的完成也即將結(jié)束，我也將踏上新的征途，迎接新的挑戰(zhàn)。驀然回首我才發(fā)現(xiàn)，在大學(xué)度過(guò)的這幾年時(shí)間，才是我人生最寶貴的財(cái)富。
歷時(shí)近四個(gè)月的時(shí)間，在張老師的精心指導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)老師的耐心講解下，我認(rèn)真的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)?；叵肫疬@些天的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)生活，在過(guò)完繁忙和充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活之后收獲了許多喜悅，對(duì)自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握更加的深刻。把以前上課所學(xué)的知識(shí)又重新的鞏固一遍，把大學(xué)所學(xué)的所有科目都聯(lián)系在一起，形成了系統(tǒng)的思想。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得我對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了一個(gè)升華，使我對(duì)礦井有了一個(gè)全面，系統(tǒng)的了解。 
在這里我要感謝我的母校給我提供了一個(gè)很寬松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓我在這個(gè)美麗的校園里愉快的度過(guò)了我的大學(xué)四年生活；還有我要衷心的感謝張錦鵬老師精心的指導(dǎo)，同時(shí)也要感謝孫建華、魏春榮、秦憲禮、張迎新等各位老師對(duì)我不明白之處認(rèn)真細(xì)致的解說(shuō)。還有我的同學(xué)們，也給予了我極大的幫助。在這里我要再一次的感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們。
這次設(shè)計(jì)的完成，也意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束。我大學(xué)的深造也就到此結(jié)束了，在大學(xué)的四年里我得到了老師的熱心幫助和支持。從我的班主任到我的輔導(dǎo)員老師，他們都很關(guān)心我，在這里我也向他們表示由衷的敬意。
時(shí)光荏苒，光陰如梭，四年的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了，回憶這美好的四年，真的有些不舍，有些眷戀。
最后，祝愿我的老師工作順利、身體健康。希望我的同學(xué)工作順心、步步高升。
沈宏亮
2009年6月8日

參考文獻(xiàn)
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附錄1 
煤形成環(huán)境及其與斯蒂芬期聚煤盆地的構(gòu)造活動(dòng)
Dennis L. Nielson Gamma
法國(guó)南部的塞文山脈煤盆地位于東南部法國(guó)山岳的中心，以前的研究主要針對(duì)于它的地層，巖石學(xué)，煤的化學(xué)成份，煤炭巖石學(xué)和地質(zhì)構(gòu)造。這項(xiàng)研究的目標(biāo)將強(qiáng)調(diào)位于山脈之間的法國(guó)山岳的中心盆地在構(gòu)造形式和煤炭形成晚期沉淀環(huán)境之間的關(guān)系, 在中國(guó)類(lèi)似第三紀(jì)煤炭盆地形成，煤炭縫厚度和范圍基本上由早期的構(gòu)造活動(dòng)控制。 
1.塞文山脈煤炭盆地區(qū)域性的結(jié)構(gòu)
盆地北部的煤系露頭厚度達(dá)到2500米。盆地南部的覆蓋了一系列的中世紀(jì)地層.兩個(gè)主要的斷層中間夾有50 公里寬煤盆地。 
盆地被劃分成西部(研究區(qū)域)和 一個(gè)東部次級(jí)盆地。 西部次級(jí)盆地在這項(xiàng)調(diào)查研究中被劃分為三個(gè)部分，從北到南分別為：地塹，由于斷層而形成的鄂圖曼地壘和洛杉磯巨大的深谷地塹。 
本文重點(diǎn)研究位于塞文山脈盆地西北部的煤的特征和范圍和碎屑物的范圍，和他們的與早期的構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系。 
2.地層學(xué)結(jié)構(gòu)
在斯蒂芬期的一系列盆地—沉積的順序由巖屑組成的巖石決定，包括：礫巖或角礫巖，粗砂巖，粉砂巖，泥巖和煤縫合線。
沉積的序列從底部到頂部可以分為六個(gè)地層單位地層學(xué)的結(jié)構(gòu)是除了邊緣斷層以外的各種不同沉淀的環(huán)境和他們的相互關(guān)系的分布范圍的結(jié)果。盆地腹部斷層例如： 斷層也影響了個(gè)體的地理分布和不對(duì)稱(chēng)地塹的發(fā)育。大型的地塹和煤縫合線的范圍，以及早期和后期的層序都與邊緣和盆地腹部的斷層有關(guān)。 重要煤層在序列的中間部分被集中。
3.塞文山脈煤盆地煤的層序
目前分析的煤的層序是以大量的地質(zhì)區(qū)域鉆芯和老的礦層補(bǔ)充日志為基礎(chǔ)。從薄的部分觀察和統(tǒng)計(jì)處理獲得的沉積學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)完成古地理學(xué)和史前環(huán)境的解釋。有不充足的圖解數(shù)據(jù)和地層學(xué)的起源的相互作用來(lái)歸納地層層序。
3.1  第一階段：?jiǎn)挝怀练e物 
單位形成于在早期的次級(jí)盆地。主要沖積扇系統(tǒng)以洛杉磯巨大深谷地塹為中心。近扇形和中扇形的沉積由角礫巖聚結(jié)和粗砂巖控制，包含的片麻巖和石英的碎片最大直徑達(dá)到40cm。近扇形和中扇形沉積主要集中在研究區(qū)域的西部，接近維勒福爾斷層并進(jìn)一步向東延伸。巨大的扇形由沙質(zhì)和泥質(zhì)的沉積物組成。除了接近佩特努斷層，一些小扇形聚集物被沉積了下來(lái)，在東部盆地沖積扇發(fā)育不足，并且包括細(xì)顆粒的沉積，。在這個(gè)階段期間， 佩特努斷層和與西部邊緣斷層一起控制了各種沉積的范圍。  
3.2  第二階段：理查得單位的沉積物 
沉積還發(fā)生在洛杉磯巨大深谷地塹，并向東部和西部延伸。扇形的沉積延伸著西部的邊緣延伸，又回到維勒福爾斷層，以減少連續(xù)沉積物的區(qū)域和厚度。巨大的沖積扇，由沙質(zhì)沉積物組成，在洛杉磯巨大深谷地塹東部和西部邊緣發(fā)育并沿著NE-SE方向加寬了。在洛杉磯巨大深谷地塹的中心，沼澤在沖積扇平原前面位置開(kāi)育，泥煤富集在沼澤的中央部分。泥煤富集區(qū)域下面覆蓋了單位的厚實(shí)的沖積扇聚集物。對(duì)應(yīng)的厚實(shí)煤層迅速地沿佩特努斷層向東西方向分裂，并控制了煤炭富集區(qū)域的發(fā)育。 
3.3第三階段：整個(gè)盆地的沉積
在這個(gè)階段，沉積發(fā)生在整個(gè)盆地，反映了增加的范圍和下陷的比例。沿著西部邊緣到盆地的東部邊緣沖積扇控制了南部的地塹，佩特努斷層形成了巨大的扇形沉積。泥炭沼澤在扇形平原的前緣沉積下來(lái)。而泥炭的沉積物被暫時(shí)的分開(kāi)，形成了一些側(cè)面變化的薄煤層。一些小型的沼澤在扇形和昌普斯村之間發(fā)育，形成了非常薄的煤層，而巨大的扇形砂質(zhì)沉積控制了北部的地塹北部盆地。
在拉維多地塹的北部，古地層成為沖積扇體系的標(biāo)志層，沉積物暗示了出現(xiàn)在超級(jí)盆地西部的扇形沉積，而古河流的方向暗示了三角洲向中東部遷移，也暗示了東部邊際碎屑的來(lái)源。砂質(zhì)沉積物都出現(xiàn)在巨大三角洲的中部地區(qū)。沼澤在東部超級(jí)盆地的恰莫和昌普斯斷層之間的沖積扇平原上廣泛發(fā)育。在拉維多地塹的西部邊際的保羅因斷層非常活躍，從而形成了半地塹構(gòu)造。
    在鄂圖曼地壘，大顆粒的碎屑體也發(fā)育在西部，而且向東部逐漸變薄，在地壘的東部，沉積物和砂質(zhì)沉積物形成了次級(jí)砂巖。
3.4  第四個(gè)階段：巨大的波美單位沉積
在洛杉磯巨大的深谷地塹，沖積扇只發(fā)育在次級(jí)盆地的東北部分，碎屑物來(lái)源于東部，在特努和墨菲斯特?cái)鄬又g，發(fā)育了廣闊的河流沼澤體系，泥煤在洪水沖積平原被積累起來(lái)。形成了鄰近和平行于活躍的墨菲斯特?cái)鄬拥拿禾扛患瘏^(qū)域。
在拉維多地塹，扇體被限制在北和西部，與先的階段相比較扇體的范圍和組成物的顆粒粒度都減小了。形成的大面積的沼澤代替了沖積扇平原中的扇形砂質(zhì)沉積，從而形成了幾個(gè)煤系地層。
在鄂圖曼地壘，沖積扇也被限制在東西部地區(qū)，并沿著鄂圖曼村發(fā)育。在東部的泥煤沼澤，發(fā)育了一些薄煤系地層。  
3.5  第五個(gè)階段：陸明特單位的沉積物
洛杉磯巨大的深谷地塹沖積扇發(fā)育在東北部邊緣，受到特努和墨菲斯特?cái)鄬拥臉?gòu)造控制，在扇體中主要由粗大的砂巖和碎石組成的，但沒(méi)有大的鵝卵石。在地塹的中央，埋藏著兩個(gè)大的富煤區(qū)域，周?chē)怯煞诌x良好的花崗質(zhì)砂巖組成。沼澤和花崗質(zhì)砂巖區(qū)域從西南向東北方向移動(dòng)。在狹窄的墨菲斯特和帕魯貝斷層的凹陷區(qū)域，發(fā)育了一些煤系地層，每一層的平均厚度不到1米。在洛杉磯聞密得地塹，扇體的中心和附近區(qū)域主要分布在北部邊緣，沿著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的保羅因和帕魯貝斷層西部邊際由扇體顆粒狀含砂沉積和次級(jí)粗糙沉積物組成。泥炭沼澤發(fā)育在中心和東部地帶，周?chē)呛谏~(yú)鱗狀含鈣質(zhì)或鐵的油頁(yè)巖淺湖沉積物。沿著湖的西岸發(fā)育了一個(gè)小的完整的三角洲體系。碎屑物來(lái)自洛杉磯保羅因地塹的西部邊緣。沼澤沿著淺湖的沖積平原延伸，在那里形成了薄的煤系地層，一些小型的沖積扇沿著西部邊緣發(fā)育。
3.6  第六個(gè)階段：理查德單位的沉積物 
巨大的洛杉磯深谷地塹沉積只發(fā)生在昌普斯北部，而沖蝕發(fā)生在南部，小型的沖積扇沿著東北部的邊緣發(fā)育，在其它的地區(qū)主要由粗糙的沉積物組成，與第五階段相比，泥炭沼澤和煤富集區(qū)域向東北方向移動(dòng)。拉維多地塹的西部上升，且沒(méi)有沉積物形成。在第五階段形成的三角形的湖變成狹長(zhǎng)型區(qū)域并且由大顆粒的長(zhǎng)石砂巖沉積形成。沿著西部邊緣，一個(gè)被淹沒(méi)的扇開(kāi)三角洲被合并成一個(gè)中央湖。這個(gè)復(fù)合體大約有100米厚，并且表現(xiàn)為完全的反向分級(jí)的礦床。河岸由粗糙的巖石組成，在這個(gè)階段期間，當(dāng)保羅因斷層的活動(dòng)減少時(shí)，卡馬斯斷層的活動(dòng)卻非常頻繁，從而形成了一個(gè)向東的急傾斜的和一個(gè)向西的緩慢傾斜的半分離的地塹構(gòu)造，鄂圖曼地壘主要是由分類(lèi)良好的長(zhǎng)石砂巖沉積形成。
在第六個(gè)階段的結(jié)束時(shí)，文塞山脈盆地的西部和北部上升而且沉積結(jié)束了。 
4.塞文山脈盆地的構(gòu)造活動(dòng)
像其它的被斷開(kāi)的盆地一樣，盆地腹部的強(qiáng)度和樣式的變化程度以及塞文山脈盆地邊緣斷層影響和控制成煤環(huán)境。以洛杉磯巨大的深谷地塹北部的盆地做為的例子和基礎(chǔ)來(lái)研究洛杉磯巨大的深谷地塹南部盆地的斷層，我們談?wù)摻Y(jié)構(gòu)框架的演變， 盆地腹部的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和它對(duì)沉積物變化特征及煤的形成的影響。
可以看到在中早期的斯蒂芬期，換言之，也就是在斯蒂芬期的第三沉積階段和第四個(gè)盛大波美單位在盆地演變期間，在西部邊緣的防水?dāng)鄬拥膭×疫\(yùn)并且控制了粗糙碎屑體的空間分布。在東部的邊緣沒(méi)有斷層發(fā)育。盆地的構(gòu)造是一個(gè)半地塹形式，這個(gè)含有砂巖和聚集的粗糙的碎屑沉積物的南部斷層發(fā)育。
這種粗糙的碎屑體呈透鏡狀，使斷層加厚并且與維班克斷層平行所以顯然它受到斷層的控制。這種大塊的粗糙碎屑體由粗糙變?yōu)楣饣@種巖石從沉積的砂巖變成粗粉砂巖、泥巖和煤層。這個(gè)斷層的北部斷盤(pán)是由粗砂巖，粉砂巖，泥巖和煤層組成。在斯蒂芬期的中晚期，也就是第五個(gè)沉積階段，扇體主要分布在變成了拉維多地塹的北部邊緣，并且被保羅因和卡馬斯斷層貫穿。在這個(gè)時(shí)期，東部和西部的邊緣斷層控制著地層結(jié)構(gòu)并形成了結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)的拉維多地塹。在斯蒂芬期的晚期，也就是第六個(gè)沉積階段，由粗糙的沉積物形成的扇形三角洲的圓形突出部分在卡馬斯斷層和斯諾丁斷層區(qū)域有良好的發(fā)育,古老河流方向暗示了扇形三角洲的葉部來(lái)源于東部，在這個(gè)階段，卡馬斯斷層北部邊緣構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈，而保羅因斷層西部的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)緩慢，從而使拉維多地塹東部下滑，西部劇烈下滑的半地塹。
5.結(jié)論 
在上文中對(duì)斯蒂芬期煤炭盆地的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和沉積地層的研究解釋了盆地的環(huán)境演變并且敘述了煤炭的形成過(guò)程。在斯蒂芬期塞文山脈盆地的東北部地區(qū)，泥煤沼澤形成了在沖積扇系統(tǒng)的末端部分，并被限制在與邊緣斷層有關(guān)的盆地邊緣。
由于劇烈的盆地外的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了輕微的下陷和后來(lái)碎屑物的快速的填充，泥煤發(fā)展和不保護(hù)開(kāi)采是罕見(jiàn)的。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的暫時(shí)停止能使泥炭發(fā)育，并能使沉積物廣泛的覆蓋河系。 
在洛杉磯巨大的深谷地塹，煤炭形成環(huán)境經(jīng)歷了從早期和晚期的斯蒂芬期階段沼澤沖積扇系統(tǒng)到進(jìn)入中期的沼澤沖積湖上的系統(tǒng)階段，連接與對(duì)應(yīng)盆地發(fā)展和消失的三個(gè)構(gòu)造階段的演變。 
煤炭沼澤范圍轉(zhuǎn)變，富集煤炭區(qū)域和沖積層是由盆地腹部和邊緣斷層控制的。沖積扇聚成團(tuán)身體發(fā)行和極限準(zhǔn)許容易地重建少量的缺點(diǎn)的活動(dòng)和提高來(lái)源地區(qū)。
另一方面，碎屑物和沉積的有機(jī)物之間線性和嚴(yán)格的限制暗示了盆地腹部斷層活動(dòng)的改造。從沉積特征推斷的構(gòu)造的說(shuō)明與以構(gòu)造分析為基礎(chǔ)的構(gòu)造演變是一致的，并且通過(guò)盆地的空間和時(shí)間推斷的古應(yīng)力場(chǎng)和他變化。

附錄2
Coal forming environments and their relationship to tectonic activity in the Cevennes Stephanian coal basin
Dennis L. Nielson Gamma
The Stephanian C6vennes coal basin is located in the southeastern part of the French Massif centra1．Previous 
studies focused on its stratigraphy，sedimentary petrology，coal chemistry ， coal petrology and structural geology.
 The aim of this study is to highlight the relationships between the tectonic patterns and the sedimentary environments of coal formations in the late Hercynian interm ontane basins of the Massif central in France , resemble the Tertiary coal basins in China where the occurrence, distribution and the thickness of the coal seams are essentially controlled by early tectonic activity． 
1.Regional framework of Cevennes coal basin 
The coal measures are up to 2500 m thick and outcrop in the northern part of the basin．Mesozoic strata cover the stephanian series in the southern basin．The two main faults Villefort and Crvennes borde the 50km2 wide coal basin．The basin is divided into a western (study area)and an eastern subbasins．The western subbasin was investigated in this study is divided with three areas，respectively from north to south：La Vernarede graben， Portes horst and La Grand—Combe graben，by the Paulin and Chamarit faults．
This paper focuses on the characteristics and distribution of the coal and clastics distribution in the north—western part of the Crvennes coal basin，their palaeoenVimnmentale setting and their relationships with the early tectonic activity． 
2.Stratigraphic famework 
The Stephanian series of the basin—fill sequence are dominated by detrital rocks including conglomerates or breccias，coarse and fine grained sandstones，sihstones，mudstones and coal seams The depositional sequence canbe divided into six lithostratigraphic units from bottom to top ：① Strriles inf．de La ForSt unit；② Ricard unit； ③ Strriles sup．de La Foret unit； ④ Grand—Baume unit； ⑤ Luminieres unit；⑥ Champclauson unit．The stratigraphic framework is a result of the distribution of various depositional environments and their mutual relationships  Besides the marginal faults，intrabasinal faults such as the Peyraube fault and Malperthus fault also controlled the distribution of units，and the development of asymmetric graben．Th at the distribution of the coarse—grained bodies an d coal seams，in both the lower and the upper parts of the sequence are related to the marginal and intrabasinal faulting．The important mineable coal seams are concentrated in the middle part of the sequence． 
3.Coal bearing sequences in the Cevennes basin 
The analysis of coal bearing sequences presented here is based on a large amount of geologiical field sections  drill cores and well logs complemented by sections in ancient mining galeries．The paleogeographical and paleoen vironmental interpretations were performed using farther inform ation derived from thin section observations and statistical processing of sedimentological data．Correlations within the basin are discussed using poor biostrati graphical data and genetic stratigraphy induced sequences.
3．1  The first stage：deposition of the Strriles inf．de la Foret unit 
The Strriles inf．de la Forget unit form ed at the beginning of the opening of the sub-basin．Mainly alluvial fan systems started at the center of the La Grand-Combe graben．The near-fan and middle-fan deposits are dominated by breccias，conglomerates and coarse—grained sandstones，containing gneiss and quartz fragments with a max．diameter up to 40 cm．Near-and middle—fan mainly developed in the west part of the study area，close to the marginal Villefort fault and advanced eastward．The far-fan was dominated by sandy and muddy sediments．In the eastern basin alluvial fans are poorly developed，and consist of fine—grained sediments，except close to the Peyraube fault where some small fan conglomerate bodies were deposited．During this stage，the Peyraube fault and together with the western marginal faults，controlled the distribution of the various sediments． 
3．2  The second stage：deposition of the Ricard unit 
The deposition still occurred in the La Grand-Combe graben，but extended both towards eastwards and west-mentward．The fan conglomerate，well-developed along the western margin，drew back to the Villefort fault，with decreasing of both deposition area and thickness of the series．The far—fan，composed of sandy sediments，developed at the eastern and western margins of the La Grand-Combe graben and widened along a NE—SE direction．In the central part of La Grand-Combe graben，swamps developed in fore—fan plain position，with peat enrichment in the central part of the swamp．The peat enrichment zone is just covering the underlying extra-thick fan-conglomerate of the Strriles inf．de la Foret unit．The corresponding thick coal seams thin rapidly an d pinch out both eastwards and westwards and also split westwards，along the Peyraube fault, which controlled the development of the coal enrichment zone． 
3．3  The third stage：deposition of the Strriles sup 
During this stage，deposition occurred throughout the whole basin，reflecting the increased extent and rate of subsidence．Alluvial fans dominated in the southern La Grand-Combe graben，from the western bo rder and along the eastern margin of the basin，where large fan conglomerates were controlled by the Peyraube fault．Peat swamps settled in the forefan plain．The accumulation of peat，however，was episodically interrupted，resulting in the formation of several thin coal seams with lateral variations in thickness．Some short?lived swamps developed between fans to the south of Champclauson Village，in which very thin coal seams and streaks formed ，while wide-spread deposition of farfan sandy sediments dominated the northern basin of La Grand-Combe graben． 
To the north in the La Vernarede graben，distinct lithostratigraphic units are recognizable as part of alluvial fan systems．Breccias and conglomerates indicate the near—and middle-fan facies occur in the western part of the sub- basin．The paleocurrent directions indicate that the fans moved towards the central and eastern parts，implying a source of clastics in the western margin．Sandy sediments are representative of the far-fan central part．Swamps developed acrl0ss alluvial fan plains between the Comas and Chamafit faults in the eastern sub-basin．The great number 0f thin coal seams interbedded with clastic bands and pinching out laterally is significant of rapid variations in depositional environment．The Paulin fault at the western margin was active in the La Vemarede graben，and controlled the spatial distribution of coarse．grmned clastic bodies．The Com as fault at the eastern margin is much less active．1eading to a semi．graben structure.
In the Portes horst,Cofirse-grained clastic bodies also developed in the westem part，and thined eastwards．To the east of Portes village．conglomerates and sandy conglomerates dominated with subordinate sandstones．
3．4 The fourth stage：deposition of the Grand-Baume unit
In the La Grand-Combe grabent the alluvial fans are confined to the northeastern part of the sub-basin，with clastics originating from the east.Between the Thrrond and Malperthus faults, extensive river／swamp systems developed．Peat mainly accumulated in alluvial flood plains．The coal enrichment zones formed close to and parallel to the active Malperthus fault．
In the La Vemarede graben，the fan bodies are confined to the northern and western parts，while their extent and the grain size of their constituent were reduced，in comparision with the preceding stage． Widely developed swamps mainly replaced far-fan sandy sediments over the alluvial fan plains，leading to a few mineable coal seams． 
In the Portes horst，alluvial fan bodies are also confined to the northwestem part，and far-fans developed close to the Portes village．In the peat swamps to the east，some minor thin seams developed． 
3．5  The fifth stage：deposition of the Luminieres unit 
In the La Grand-Combe graben alluvial fan bodies，tectonically controlled by the Th6rond and the Malperthus faults，developed at the northeastem margin. Conglomerates and gravelly coarse-grained sandstones without large pebbles are dominant in these bodies．In the central part of the graben，swamps with two coal enrichment zones are dominant，surrounded by well sorted arkoses．The swamp and arkose areas(① and② in moved from the southwest to the northeast．In the narrow trough between the Malperthus and Peyraube faults， several mineable coal seams developed．each having an average thickness of less than 1 m． In the La Vemarede graben，near and middle fan bodies are mainly distributed at the northern margin，along the tectonically active Paulin and Com as faults．The western margin was dominated by far—fan fine-grained sandy sediments，with subordinate coarse sediments．Peat swamps developed in the central and eastem parts，enclosing shallow lacustrine black oil shales with fish fragments and calcareous or ferruginous concretions．Along the western shore of the lake a small but complete delta system developed．Clastics originated from the western margin of the La Vemariede graben．Swamps spread over the alluvial plain in a shallow lake，in which poor minable coal seams formed.
The western margin of the Portes horst was uplifted and emerged，while sandy sedimentation dominated in the central part，and wide swamps in the eastern part，leading to the formation of several thin mineable coal seams． Small alluvial fan groups grew along the eastern margin． 
3．6  The sixth stage：deposition of the Ricard unit 
In the La Grand-Combe graben deposition occurred only north to Champclauson．While erosion took place to the south．Small alluvial fans developed along the northeastern margin，and fine grained sediments dominated the other depositional regions．Compared with the fifth stage，peatswamps and coal enrichment zones shifted towards the northeast． 
The western part of the La Vemarede graben uplifted and no deposits form ed．The triangular shape of the lake formed in the fifth stage changed into an elongated area in which fine-grained arkoses were deposited．Along the western margin，a submerged fan-delta complex prograded into the central lake．This complex is about 100 m thick，and shows a complete reverse-graded bedding．Th e coarser part is composed of coarse．grained sandstones，gravel-bearing coarse-grained sandstones and rounded conglomerates． During this stage，Comas fault was very active while along the Paulin fault activity decreased，resulting in a semi-graben structure，with a steep eastward slope and a gentle westward slope .Well-sorted arkose deposition dominated in the Portes horst．  
At the end of the sixth stage，the north-western part of the Crvennes basin uplifted and Stephanian deposition ended 
4.Tectonic activity of C6vennes basin 
As in other faulted basin．the variations in the intensity and style of the intrabasinal and marginal faults of the Crvennes basin influenced and controlled the coa1．forming envomments. Taking the La Vemarede graben in the northern basin as an example and based on the study of faults in the La Grand-Combe graben in the southern basin，farther we discuss the evolution of structural framework，the activity of the intrabasin faults and their iniluence on the sedimentary regime and formation of coa1． 
It can be seen that during early-middle Stephanian the third deposition stage of the Stieriles sup．de La Foret unit and the fourth deposition stage of the Grand-Baume unit during basin evolution，the Paulin fault at the western margin moved intensely and controlled the spatial distribution of the coarse clastic bodies． At the eastern margin no fault was developed．The structural framework of the basin is a half-graben pattern，with W erbrouck fault having a strike of N125。．dip of N35。and dip angle of about 80。．In the south wall of this fault coarse clastic sediments consisting of sandstone and conglomerate developed．This coarse clastic body shows a lenticular shape thickening towards this fault and runs horizontally parallel to the Werbrouck fault，so clearly it was controlled by the fault．The grain size of this coarse calstic body changed from coarse to fine towards the south，and its rocks from conglomates，sandstones to fine?grained sihstone，mudstone and coal seams．The north wall of this fauh is composed of fine-grained sandstone，sihstone，mudstone and coal seams．
At the end of middle Stephanian and during late Stephanian，i．e．the fifth deposition stage of the Luminieres unit，the near．a(chǎn)nd middle．fan bodies were distributed on the northern margin of the La Vemarede graben，where the Paulin fault and the Comas fault intersected．During this stage，both east and west marginal faults controlled the stratigraphic framework and resulted in the nearly symmetrical structural framework in the La Vemarede graben．
At the end of Stephanian ，i． e．the sixth deposition of the Champclauson unit，fan-delta lobes constructed by coarse sediments were well developed at the region where the Comas fault and the The rond fault．The paleocurrent directions indicate that the fan-delta lobe came from the east．During this stage，the eastern marginal Comas fault moved intensely and the western Paulin fault consumed，resulting in the transform ation of the stmctural framework of the La Vemarede graben into half-graben with a faulted east slope and a overlying west slope． 
5.Conclusions 
The detailed structural and sedimentological study of the Stephanian Cevennes coal basin revealed the environmental evolution of the basin and placed the coal forming processes in this context．In the northeastern domain of the Stephanian Cevennes basin，peat swamps developed over the distal part of alluvial fan systems，confined to the basin border in relation to margin faults．Because of relatively intense extra-and-intrabasinal tectonic movements inducing differential subsidence and subsequent rapid clastic supply，peat development and lbreservation were rare．Temporary cessation of the tectonic activity enabled peat development and accumulation over widely spread river systems． 
In the La Grand-Combe graben，coal-forming environments underwent an evolution from swamps over alluvial fan systems in the early and late Stephanian stages to swamps over alluvial-lacustrine systems in the middle stage，linked to corresponding three tectonic stages of the basin development and extinction． 
The distribution and shifting of peat swamps，coal enrichment zones and alluvial deposits were controlled by intrabasinal and marginal faults．The distribution and limits of alluvial fan conglomerate bodies allow to reconstruct easily both the activity of the marginal faults and uplifting of the source regions．On the other hand，reconstruction of intrabasinal fault motion is suggested from the linear and sharp limit between clastic and organic deposits．The tectonic interpretations inferred from depositional characteristics are consistent with structural evolution based on tectonic analyses and the inferred paleo-stress fields and their variations through the basin in space and time．

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