采区通风系统设计.docx
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采区通风系统设计
目录
1采区概况3
1.1采区位置范围
1.2采区地质条件
2采区煤炭储量、生产能力和服务年限计算3
2.1采区工业储量计算
2.2采区煤柱损失量
2.3采区可采储量
2.4采区服务年限
2.5采区回采率
3采区巷道布置及基本参数5
3.1采区基本情况
3.2采区巷道布置说明
3.3采区内工作系统介绍
3.4巷道断面选取
4回采工艺设计8
4.1采煤方法的选择
4.2采煤设备的选择
4.3综合机械化回采工艺
4.4回采工作面循环作业图表
4.5劳动组织形式
4.6综采工作面设备布置和剖面图
5掘进工艺15
5.1掘进通风方法
5.2掘进通风设备的选择
5.2.1风筒选择
5.2.2局扇选择
6．通风系统设计16
6.1通风系统的选择
6.2风量计算
6.3.1采煤工作面所需风量
6.3.2掘进工作面所需风量
6.3.3硐室所需风量
6.3.4其他风量
7风量分配和阻力计算18
参考文献21
1采区概况
1.1基本概况
本采区的基本情况如下表1-1所示，要求根据以下的条件对该采区进行设计。
表1-1采区概况
设计题目
小康矿北三采区通风系统设计
煤层号
3#
煤层厚度m
2.8
自然发火期
1-3个月
相对瓦斯涌出量m3/t
11.2m3/t
采区年产量（万吨）
120
1.2采区境界
采区走向长2268.62m，倾向长1270m，面积约2881147.4m2。
采区赋存状况示意图如图1-1所示。
图1-1采区赋存状况
2采区储量及服务年限
2.1储量计算的原则
为保证储量计算具有足够的可靠性，在进行储量探测技术以及后期计算分析时，应按以下原则进行：
（1）按照地下实际埋藏的煤炭储量计算，不考虑开采、选矿及加工时的损失。
（2）储量计算的最大垂深与勘探深度一致。
对于大、中型矿井，一般不超过1000m。
（3）精查阶段的煤炭储量计算范围，应与所划定的采区边界范围相一致。
（4）凡是分水平开采的井田，在计算储量时，也应该分水平计算储量。
（5）由于某种技术条件的限制不能采出的煤炭，如在铁路、大河流、重要建筑物等两侧的保安煤柱，要分别计算储量。
（6）煤层倾角不大于15度时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量。
（7）煤层中所夹的大于0.05m厚的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算。
（8）参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于40%。
2.2工业储量计算
（1）煤层倾角
θ=arctan（25/206.7）=7°（相邻两底板等高线间的水平距离平均为208.3m）
（2）采区走向长度
2268.62m
（3）采区倾斜长度
1270m
（4）采区面积
S=2268.62×1270=2881147.4m2
该采区为单层煤构造，厚度为2.8m，属中厚煤层；井田内煤层赋存稳定，地质构造简单，煤层平均倾角为7°，属缓倾斜煤层；煤层相对瓦斯涌出量为11.2m³/t，属高瓦斯矿井；采区走向长度为2268.62m，倾斜长度为1270m。
故根据储量计算公式：
ZG=S·M·γ（2-1）
式中：
ZG—矿井的工业储量，万吨；
S—井田面积，m2；
M—可采煤层总厚度，m；
γ—煤的容重，1.3t/m3。
故，ZG=2881147.4×2.8×1.3=1048.74万吨
2.3采区永久保护煤柱损失量
根据《规程》规定，为了隔离采取，防止发生火灾、水灾和瓦斯涌出的影响，上边界留30m；下边界留30m；左、右边界隔离煤柱均为10m。
煤柱损失可按公式：
P=采区左右边界煤柱+采区上下边界煤柱（2-2）
则：
该采区的煤柱损失P=（10+10+30+30+30）×1270×2.8×1.3+[（30×6）×（2268.62-10-10-30-30-30）]×2.8×1.3
=192.28万吨
2.4采区可采储量
采区可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：
ZK=ZG-P（2-3）
式中：
ZK—采区可采储量，万吨
P—永久保护煤柱损失量，万吨
则，采区设计可采储量：
ZK=1048.74-192.28=856.46万吨
2.5采区服务年限
采区服务年限可根据下式进行计算：
T=ZK/（A×K）（2-4）
式中：
ZK—采区可采储量，万吨
T—采区设计服务年限，a
A—采区设计生产能力，万吨/a
K—储量备用系数（1.3~1.5）
故，可得该采区的服务年限为（K取1.4）为：
T=856.46/（120×1.4）=5a
2.6采区回采率
（3-4）
式中，Zk——采区可采储量，万吨
ZG——采区工业储量，万吨
C=（856.46/1048.74）×100％≈82％
表2-1采区回采率
薄煤层（<1.3m）
中厚煤层（1.3-3.5m）
厚煤层（>3.5m）
85%
80%
75%
由于小康矿北三采区煤层厚度为2.8m属厚煤层，本设计采区回采率达到82%，大于中厚煤层的平均回采率80%，符合国家规定要求。
3采区巷道布置及基本参数
3.1采区基本情况
该采区为缓倾斜煤层，大致的走向长度为2268.62m，倾斜长度为1270m。
煤层倾角平均为7°度，单一煤层，且煤层结构简单。
煤尘无爆炸性危险，煤层的自燃发火期为1~3个月。
该煤层的开采的布置方式为采区双翼走向长壁综合机械化开采。
3.2采区内工作系统介绍
采区内的工作系统主要包括：
（1）运煤系统：
回采工作面：
工作面→区段运输平巷→采区皮带上山→煤仓→采区运输大巷
掘进工作面：
掘进面→采区皮带上山→采区运输大巷
（2）通风系统：
回采工作面：
采区运输大巷→采区轨道上山→区段回风平巷→联络巷→区段运输平巷→工作面→区段回风平巷→上部车场→采区回风石门
掘进工作面：
采区轨道大巷→采区轨道上山→中部车场→经平巷内的局部通风机通过风筒压入到掘进工作面→区段联络巷→区段运输平巷→采区回风上山→采区回风石门
（3）运料系统
采区轨道大巷→下部车场→采区轨道上山→区段回风平巷→回采工作面
（4）排矸系统：
回采工作面→区段回风平巷→采区轨道上山→下部车场→采区轨道大巷
（5）排水系统：
回采工作面→区段运输平巷→区段联络巷→第二区段回风平巷→采区轨道上山→采区轨道大巷
3.3巷道断面选取
随着锚喷支护的推广，采用拱形断面拱部成形好，施工方便，利用率高；梯形断面能够使顶板暴露面积少，可减少顶压，能承受较大的侧压。
采区运输大巷、采区轨道大巷、采区专用回风石门、采区运输上山、采区轨道上山采用拱形断面，锚喷支护；工作面进风顺槽和回风顺槽采用梯形断面，工字梁支护。
其中，采区运输大巷、采区运输上山、区段运输平巷采用带式输送机运输煤炭；区段回风平巷利用1.5t矿车运输材料和设备，为单轨巷道。
巷道断面及其技术参数如下[3]：
（1）采区运输大巷、采区轨道大巷、采区运输上山、采区轨道上山、采区回风石门。
设计掘进断面积16.3m2，净断面积15.5m2，净周长10.3m；设计掘进宽度B=5000mm,高度H=3800mm，喷射厚度T=100mm；锚杆型式为钢筋砂浆，外露长度50mm，排列方式为矩形，间排距为800mm，锚深1600mm，锚杆直径14mm。
巷道断面图如图3-1所示。
图3-1岩石运输大巷巷道断面图
（2）进风顺槽、回风顺槽，联络巷及斜巷
设计掘进断面积9.36m2，净断面积8.93m2，净周长12.3m；设计掘进底板宽度B=3900mm，顶板宽度B=3700mm,高度H=2350mm；金属支架采用GB700-65，11#A5矿用工字钢，断面设计如图3-2所示。
图3-2工作面进风顺槽、回风顺槽断面图
4回采工艺设计
4.1采煤方法的选择
本煤层平均倾角为7°，采用单翼走向长壁综合机械化开采。
采用走向长壁综合机械化开采的优点：
（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，投产快。
（2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。
（3）通风方面，风流方向转折变化少，同时巷道交岔点和风桥等通风构筑物相应减少。
（4）技术经济效果比较显著，国内外实践表明，在工作面单产，巷道掘进率，采出率，劳动生产串和吨煤成本等几项指标方面，都有显提高或改善。
4.2采煤设备的选择
（1）采煤机
选型的主要依据是煤层采高、煤层截割的难易程度、地质构造发育程度。
主要应确定的参数是采高、牵引速度、电机功率，还应根据所开采煤层的特性，综合考虑其他的参数。
此外采煤机的可靠性是至关重要的，并尽可能的选用国产设备。
根据煤层的实际情况，经查《采矿设备选型手册》，采煤机采用MG300-GW型采煤机，其技术特征见表4-1。
表4-1
序号
技术特征
单位
技术参数
1
开采范围
m
2.5—4.5
2
倾角
º
<15
3
牵引力
N
400
4
牵引速度
m／s
0--6
5
滚筒直径
mm
2000
6
截深
mm
650
7
滚筒转速
r／min
25
8
电压
V
1140
9
功率
KW
300
10
降尘方式
内外喷雾
11
重量
t
42
（2）刮板输送机选型
刮板输送机采用SGB630/180型刮板输送机，其技术特征见表4-2。
表4-2
序号
技术特征
单位
技术参数
1
设计长度
m
200
2
出场长度
m
180
3
输送量
t／h
400
4
刮板链速
m／s
0.92
5
链条形式
单链
6
电动机型号
DSB--90
7
功率
KW
2×90
8
电压等级
V
600／1140
9
转速
r／min
1470
10
减速器传动比
1∶39.862
11
刮板链规格
mm
25×92C
12
破断拉力
KN
850
13
刮板距离
mm
920
14
中部槽规格
mm
1500×630×222
15
挡板规格
mm
1488×426×543
16
开关型号
QSBH160／1140
17
采煤机牵引型式
无链
18
机器总重
t
94
（3）转载机选型
转载机采用SZD730／90型转载机，其技术特征见表4-3。
表4-3
序号
技术特征
单位
技术参数
1
出场长度
m
31
2
输送能力
t／h
500
3
与伸缩带式输送机有效重叠长度
m
9
4
距地面最大高度
mm
1730
5
最大宽度
mm
1720
6
溜槽中心至电机中心距
mm
580
7
中部槽规格
mm
1500×630×222
8
刮板间距
mm
920
9
每米质量
Kg／m
33.9
10
速比
3.55
11
全长
mm
3560
12
总质量
t
23.5a
（4）破碎机选型
破碎机采用PEM1000×650型破碎机，其技术特征见表4-4。
表4-4
序号
技术特征
单位
技术参数
1
过煤能力
t／h
1100
2
破碎能力
t／h
600
3
进煤口宽
mm
1000
4
出煤口宽
mm
40--730
5
工作高度
mm
650
6
减速器速比
7.4
7
外廓尺寸
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