1、最新矿井通风与安全课程设计指导提纲1（采、带）区概况1.1 带区的位置、边界范围及地质条件摡况1.1.1带区的位置及边界范围 本采区为某矿第二水平第四采区 简要说明矿井开拓形式和通风方式，（采、带）区位于矿井的水平及位置，走向（长）2020m和倾向（长）1200m，上界标高-150m,下界标高-300m、（采、带）区面积、其中二采区已采，六采区未采。1.1.2 带区地质条件及煤层情况带区内的无断层、无褶曲、无火成岩侵入，带区内可采煤层层数为1、煤层厚度4.5m、煤层倾角为7.5、煤层为厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，煤的密度为1.35t/ m。1.1.3 开采条件及安全技术措施 上部
2、标高-150m，下部标高-300m，采煤方法及工艺、运输大巷、回风大巷位置及标高，（采、带）瓦斯相对涌出量5 m/t，为低瓦斯矿井，自然发火期为3-12个月.1.2 带区的储量、生产能力及服务年限1.2.1 带区储量采区地质储量Q地=1472.58万t、工业储量Q工=1472.58万t和可采储量Q采=1365.11万t1.2.2 生产工作制度矿井采用年工作330a，采煤工作面选用“三八”制，即每日三班，每班八小时作业，两个班采煤，一个班检修；1.2.3 带区生产能力的确定A L V0M C 2203300.864.51.350.95200万t 式中： L采煤工作面长度，m； V推进速度，m/a
3、； M煤层厚度或采高，m； 煤的密度，t/m3C采煤工作面采出率，一般取0.930.97，此处取0.95。1.2.4 带区服务年限的确定采区的服务年限 P= Q采AK=1365.112001.45a。1.3 带区巷道布置及生产系统 本节内容包括采区走向长度2020m，倾斜长度1200m、区段斜长1980m及采区划分为9个区段，带区车场形式为下部车场、带区巷道掘进方法为综掘，利用综掘机像采煤一样破碎煤岩，然后运输出去、掘进工作面数目为同时掘一工作面、采煤工作面为220m。同一煤层两个相邻区段的采煤工作面需要同时开采时，一般应保持4050m以上的错距，以减少顶板冒落、水、火、煤尘、瓦斯等灾害以及运
4、输工作的互相干扰。 1.4 回采工艺1.4.1综合机械化采煤工艺：简称“综采”，即破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化。带区水、火、瓦斯、煤尘可能造成的隐患及采用的防治方法1)水害防治方法:地表水防治;井下防治水措施;疏干降压;矿井排水;注浆堵水2)火害防治方法:开拓开采技术措施;防止漏风;均压防灭火;预防性注浆;阻化剂;惰性气体;凝胶;三相泡沫.3)瓦斯防治方法:随着矿井采深的增大，回采工作面瓦斯涌出量逐渐增高。回采工作面上隅角采用挡风帘控制风流冲淡瓦斯，但在实际操作过程中，由于回撤溜尾支护、溜尾放炮或过往行人等原因，稍有不慎即可造成回采工作面上隅角瓦斯积聚并超限，严重威胁着矿井回采
5、工作面的安全生产，由其是爆破作业。为此，公司特制定回采工作面上隅角防止瓦斯积聚的安全技术措施，具体内容如下： (1)回采工作面上隅角挡风帘必须按规定悬挂，以确保上隅角通风。任何人员不得无故取下、使用过程中要爱惜挡风帘不得蓄意破坏或拿做他用。每一回采队必须指定专人负责挡风帘的吊挂。 (2)每一回采回风巷距工作面上隅角50米处必须安设一台局部通风机。要求在撤下上隅角挡风帘时使用，每一回采队必须指定专人管理局扇，专人开关风机，局扇必须垫高，风筒必须吊挂。局扇吸风侧必须安设甲烷断电仪探头，当局扇吸入风流瓦斯浓度超过0.5%时，必须能够停止局扇并切断电源。局扇甲烷断电仪必须灵敏可靠。 (3)当回撤溜尾支
6、护须撤下挡风帘时，必须经瓦检员检测同意，方可启动局扇向上隅角供风，冲淡上隅角积聚的瓦斯。 (4)当溜尾放炮需要撤下挡风帘时，必须经瓦检员检测同意，方可启动局部通风机将上隅角瓦斯冲淡在允许范围内方可作业。 (5)瓦斯检查员必须按要求每班不少于两次跟班检测上隅角瓦斯浓度，如有异常情况及时上报并妥善处理。 (6)定期测量回采工作面风量，保持足够风量。 (7)要求回采工作面值班矿长、班队长、放炮员、回撤工及所有通过上隅角挡风帘的人员，必须严格执行此安全技术措施，公司安全管理人员、安全监察员、瓦斯检查员负责对井下各班队回采工作面上隅角挡风帘吊挂情况进行监督检查。如发现当班风帘吊挂不好或回撤后、放炮后不及
7、时吊挂挡风帘，造成瓦斯积聚或超限作业，将对当班负责吊挂挡风帘人员进行安全处罚。4)煤尘防治方法:(1)打钻时的防尘 a,湿式凿岩。湿式凿岩的实质，是随着凿岩过程的进行，连续地将水送至钻眼底部，以冲洗岩屑和湿润岩粉，达到减少岩尘的产生和飞扬的目的。 b,水电钻打眼。水电钻主要用在回采和煤巷掘进工作面，亦可以用于软岩和半煤岩掘进工作面。 c,干式捕尘。干式捕尘主要用于缺水、高寒地区和某些特殊条件下的岩石巷道掘进工作面。 (2)放炮时的防尘 a,水袋填塞炮眼。俗称“水炮泥”。其实质是将装满水的塑料袋装填在炮眼内，爆破时水袋被爆碎，并将水压入煤的裂隙和雾化，以达到防尘的目的 b,喷雾。喷雾是爆破时一种
8、简单易行的降尘措施。喷雾器多为风水联合作用，以压风为主要动力，将低于风压98kPa196kPa的水喷射出去，使之雾化。它的射程大、雾粒细、喷射面宽、降尘效果好。 c, 水幕。掘进工作面放炮时，水幕也是一种降尘与消烟的有效措施。同时，水幕也设在采煤工作面的回风巷或尘源丰富的巷道中，用以降尘和净化风流。 (3)装岩(煤)时的防尘 掘进或采煤工作面爆破之后，一般是先用水冲洗煤帮、岩帮，以清除沉积粉尘，然后对煤堆或岩堆进行洒水，最后再装运。 a,人工洒水。总的要求是让爆破下来的煤或岩石充分湿润，不仅要在装运前洒水，随着装运的进行还要经常地洒水，这样可使粉尘浓度降到2mg m3 左右。 b,喷雾器洒水。
9、 (4)时的防尘 主要措施是喷雾洒水。 (5)采掘机械割煤时的防尘 a,选择最佳切割速度。采掘机械的切割参数对产尘量影响甚大。一般采取减少齿数、增大齿距、加大截深和降低切割速度等措施。 b喷雾洒水。喷雾洒水是采掘机械切割煤体时普遍应用的一种降尘措施。有外喷雾洒水和内喷雾洒水，也可同时并用。 c除尘措施： 除尘器除尘。 炮沫除尘。泡沫除尘是利用表面活性发泡剂与水混合，通过发泡装置和导管喷射至采掘机械割煤区，以捕捉煤尘。由于生成的泡沫体积很大，罩住了尘源，达到防止粉尘飞扬的目的。 通风除尘。合理的通风措施能够有效地排除粉尘，它是机械化工作面的防尘手段之一。掘进通风的排尘效果与通风方式密切相关。压入
10、式通风能够较快地清洗工作面空间，但含尘空气要经过整个巷道。抽出式通风，只有当风筒入风口距工作面不超过2m时，排尘效果才显著。所以说，混合式通风除尘效果最好。 (6)预先湿润煤体防尘 预先湿润煤体是在煤体尚未开采之前用水加以湿润，增加煤体水分，以减少开采时的煤尘产生量。其方法有煤层注水和采空区灌水等2 带区通风系统拟定2.1 带区通风系统拟定的基本要求带区通风系统主要取决于采煤系统(采煤方法)，但又能在一定程度上影响着带区的巷道布置系统。完备的带区通风系统应能有效地控制带区内的风流方向，风量和风流质量；漏风少；风流的稳定性高，不易遭受破坏；有利于合理排放瓦斯，防止煤炭自燃，形成较好的气候条件和有
11、利于控制、处理事故，并能使通风系统符合安全可靠、经济合理和技术可行的原则。其基本要求参看矿井通风与安全P145-P146。2.2 带区通风系统的确定2.2.1 带区通风方式1)每一生产水平和采区都必须实行分区通风，即把井下各个水平、各个采区以及各个采煤工作面、掘进工作面和其他用风地点的回风各自直接排入采区的回风巷或总回风巷的通风布置方式。2)准备采区，必须在采区内构成通风系统后，方可开掘其它巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。煤层群或分层开采的每个上、下山采区，采用联合布置时，每个上、下山盘区或采区都必须配置至少一条专门的回风道。采区进、回风道必须贯穿整个采区，严禁
12、一段为进风巷，一段为回风巷。3)高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。所谓专用回风巷指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道，在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出区，专用回风巷还不得行人。4)采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内，同一煤层上下相连的两个回采工作面、工作面总长度不超过400m，回采工作面和与之相连接的掘进工作面，掘进工作面和与之相邻的掘进工作面，布置独立通风有困难时，都可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过
13、一次。在地质构造极为复杂或残采地区，回采工作面确需串联通风时，应采取安全措施，经上级主管部门批准，可以串联通风，但串联通风次数不得超过两次，三个回采工作面的总长度不得超过100 m。所有的串联通风，在进入串联工作面的风流中，必须装有瓦斯自动检测报警装置。在此种风流中，瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%，其它有害气体的浓度都应符合煤矿安全规程（2001版）第100条的规定。开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。5)掘进工作面和采煤工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空掘巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采
14、空区漏风的措施。6)采空区必须及时封闭。从巷道通至采空区的风眼，必须随着采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。必须在所有与已采区相连接的巷道中设置防火墙，全部封闭采区。7)倾斜运输巷道，不应设置风门。如果必须设置风门时，应安设自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员，以及矿车碰撞风门的安全措施。开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。8)在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，在采区通风系统中应尽量避免或减少角联通风，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。9)在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。10)在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量
15、，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。11)采区绞车房和变电所，应实行分区通风。12)有煤与瓦斯(二氧化碳)突出的采煤工作面严禁采用下行通风2.2.2 回采工作面通风方式1）常用工作面通风方式长壁工作面的通风方式视瓦斯涌出量、开采条件和开采技术而异，按工作面进、回风巷的数量和位置，可分为U形、Y形、U+L形、E形、W形、Z形等通风方式，其中U形、Y形、U+L形通风方式应用较为普遍。详细论述参看矿井通风与安全P148-P153。2）采煤工作面风流流动形式在走向长壁工作面中，按工作面风流方向与煤层倾向的关系，可分上行风与下行风。有关上行
16、风与下行风的概念与优缺点比较，参看矿井通风与安全P153-P154。2.3 带区和回采工作面通风方式的确定2.3 .1带区进回风的选择1)带区通风系统既是矿井通风系统的基本组成单元，也是带区生产系统的重要组成部分。选择带区通风系统必须遵守上述规定及煤矿安全规程中有关规定。 2)按采煤工作面的风流方向不同可分为上行通风和下行通风两种，各自的优缺点对比如下：见表及使用条件如下：工作面风流方向比较：上行通风 瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相同，在正常风速情况下，瓦斯不易积聚和分层流动，工作面发生火灾时所产生火风压与通风压力作用方向一致，瓦斯浓度不会增加，着火点瓦斯爆炸的可能性小。 上行风将煤炭运输
17、过程中所溢散的瓦斯和煤尘带入工作面，增大了瓦斯和煤尘的浓度，风流受运输设备加热而使风流增温，倾角大于12的工作面应采用上行通风。下行通风 瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相反，瓦斯和空气混合能力强，正常风速不易局部瓦斯积聚和分层流动，回风流方向与煤流方向相反，可降低煤尘，降低风流温度，可冲淡上隅角瓦斯。 工作面若有火源，产生火风压与通风压力作用方向相反，会使工作面风量减少，甚至反风，导致瓦斯浓度上升引爆，适应倾角小于12的，煤与瓦斯突出危险性小。本带区煤层平均倾角为7.5，煤层平缓，煤层无自然发火倾向，煤尘无爆炸倾向性，工作面风流方向除遵照安全规程之规定外又考虑煤层实际起伏情况、回采巷道的布置
18、，所以确定首综放工作面风流方向为上行通风。工作面通风方式的选择工作面通风方式的选择与回采顺序、通风能力及巷道布置有关，通风方式是否合理成为影响工作面正常生产的重要因素，对工作面通风应满足下列要求：1、工作面有足够的风量并符合安全规程的要求，特别要防止上隅角积聚瓦斯。2、风流用尽量单向顺流、少折返逆流、系统简单、风路短。3、根据通风要求，进、回风巷有足够的断面及数目。工作面通风方式及优缺点的比较通风方式 适应条件及优缺点U型通风方式 后退式 一进一回，在我国使用比较普遍，其优点是结构简单，巷道维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理，但上隅角瓦斯容易超限，工作面进、回风巷要提前掘进。此种通风方
19、是对了解煤层赋存状况，掌握甲烷、火的发生、发展规律，较为有利。由于巷道均维护在煤体重，因而巷道的漏风率减少，适用于低瓦斯矿井 前进式 一进一回，可缓和采，掘紧张关系，采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风顺曹。缺点：采空区漏风不易管理，需沿空护巷。这种通风适用推进距离，低瓦斯自燃倾向性弱的煤层Y型通风方式 两进一回，在回采工作面的上、下端各设一条进风巷道，另外在采空区一侧设回风道。优点为：可以很好的解决工作面上隅角瓦斯超限问题，改善了工作环境，提高回收率。E型通风方式 两进一回，下两天为进风巷，上面为回风巷。优点：使下回风平巷和下部工作面回风速度降低，抑制煤尘飞扬，降低采空区温度。但是容易引起工作
20、面上隅角瓦斯超限。W型通风方式 两进一回，或一进两回。优点：相邻工作面公用一个进或回风巷，减少了巷道的开掘和维护，漏风少，利于防火，在近水平煤层的综采工作面中应用较广。Z型通风方式 一进一回，前期掘进巷道工程量小，风流比较稳定，采空区漏风介于U型后退和U型前进式之间，但需要沿空护巷和控制经过踩空区的漏风，其难度较大 根据以上选择的依据及各通风方式所使用条件和本采取的情况，矿井绝对瓦斯涌出量为5m3/min，工作面长220m，沿倾向推进1200m，工作面单巷掘进，由此确定工作面采用“U”型通风方式。综上所述，综合考虑以上进风方式优缺点，工作面采用“U”型通风方式，工作面的风流方向为上行通风。3
21、带区风量计算与分配 煤矿的供风是保证井下工作人员正常劳动和安全生产的基本条件。在这里我们只计算设计带区的需风量。设计带区的需风量应依据煤矿安全规程和煤矿矿井风量计算方法的规定，按下列要求进行风量计算。3.1 带区风量计算对设计带区的风量，可按两种情况分别计算：一种是新矿区无邻近矿井通风资料可参考时，带区需风量应按设计中带区同时工作的最多人数和按吨煤瓦斯涌出量的吨煤供风量计算，并取其中最大值。在设计中吨煤瓦斯涌出量的计算，应根据在地质勘探时测定的煤层瓦斯含量，结合矿井地质条件和开采条件计算出吨煤瓦斯涌出量，再计算带区需风量。 另一种是依据邻近生产矿井的有关资料，按生产带区的风量计算方法进行。其原
22、则是：带区的供风量应保证符合带区安全生产的要求，使风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度以及风速、气温等必须符合规程有关规定。创造良好的劳动环境，以利于生产的发展。课程设计是在收集实习矿井资料基础上进行的，故可按生产矿井实际资料，分别计算设计带区采煤工作面、掘进工作面、硐室等所需风量，得出整个带区的需风量。但该风量也要根据情况的不断变化随时进行调整。3.1.1 采煤工作面需风量的计算采煤工作面需风量应按照稀释和排放瓦斯、二氧化碳、炮烟及其他有害气体、粉尘，人均供风量，并使工作面有适宜的气温和风速，分别进行计算，然后取其中的最大值。采煤工作面有串联通风时，应使每一个串联工作面空气中的有害
23、气体、粉尘、气温和风速均符合煤矿安全规程的要求。具体计算过程参考矿井通风与安全P162-P164。应当注意，在采煤工作面需风量计算和验算后，必须明确最终确定的采煤工作面需风量及备用工作面需风量。1) 按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算工作面风量 =100（61005）/55091.5= 831 m3/min 式中：第i个采面所需要的风量，m3/min；100-按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数；该采煤工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min；（计算瓦斯的相对量；抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；该采面瓦斯涌出不均匀系数，由实测统计得出，一般可取1.52.02)按
24、人数计算以N表示回采面同时工作的最多人数，则回采面风量为： =425=100 m3/min 式中 4每人每分钟应供给的最小风量，m3/min。3) 按工作面气温计算为使工作面有良好的气候，对应于不同的风温，参照的风速如下表所示。工作面气温与风速对照表工作面气温，工作面风速v，m/s151518182020230.30.50.50.80.81.01.01.5由表可得长壁工作面风量为 = 601.0 3.75*（4.5-0.3）=945m3/min v-采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；m/s,； 对于普采工作面S值可按最大和最小控顶距的断面积平均值计算，对于综采工作面，可用下述近似式计算
25、：使用支撑式支护时S3.75（M0.3）；使用掩护式支护时S3（M0.3）；其中M为煤层开采厚度，m。4)低瓦斯矿井综采工作面所需风量= 2003.131.4911.1=1026.014 m3/min 式中：采高系数，当采高h2 m时，；当h2m时，； 温度系数，以L表示工作面长度，则； 温度系数，见表。工作面温度系数工作面温度，151617182223242526温度系数，K30.70.81.01.21.4支架后方控顶系数。顶板易于冒落时，1；需要强制放顶时，1.1 200综采工作面基本风量。相当于采高h1.0m工作面风速为1.5 m/s，控顶距为4 m，有效通风断面系数为0.55时的风量，
26、m3/min。5) 按工作面风速验算（1）按最低风速0.25 m/s计算，回采工作面最低风量为Qcf600.25ScS =60 0.2519.53=292.95 m3/min （2）按最高风速4 m/s计算，回采工作面最大风量为Qcf604.0Scb =604.022.05=5292 m3/min（3）综合机械化采面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘措施后，验算最大风量 =60 5.019.53=5859 m3/min 综上所述采煤工作面需风量最低为1026.014 m3/min 3.1.2 掘进工作面需风量计算 掘进工作面所需风量和采煤工作面所需风量的计算方法基本相同。具体计算过程参考矿井通风
27、与安全P164。应当注意，在掘进工作面需风量计算和验算后，必须明确最终确定的掘进工作面需风量。每个独立通风的掘进工作面实际所需要的风量，应按巷道断面、瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药用量、局部通风机实际吸风量、人数和风速等规定要求分别进行计算，并必须取其中最大值。1) 按瓦斯或二氧化碳涌出量计算 =1000.92=180 m3/min 式中： -第i个掘进面所需要的风量，m3/min ；100-按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数该掘进面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min ；（日掘进米数综掘12m.,炮掘3m月进度152m；计算瓦斯的相对量；抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量
28、进行计算；该掘进面瓦斯涌出不均匀系数，由实测统计得出，一般可取1.52.0。2) 掘进工作面风量验算（1）按风速进行验算每个岩巷掘进面的风量不得小于 = 0.156016=144 m3/min 式中 第i个掘进工作面的断面，m2；每个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的风量不得小于=0.266016=249.6 m3/min 每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进面的风量不得大于=46016=3840 m3/min 3.1.3 硐室需风量计算采区内独立通风的每个硐室所需风量，应根据各自类型的硐室分别计算确定。具体计算过程参考矿井通风与安全P164-P165。应当注意，在硐室需风量计算和验算后，必须明确最终确定的硐
29、室需风量。带区绞车房的6080 m3/min；取70 m3/min 3.1.4带区总风量（采、带）区所需的总风量QP是（采、带）区内各用风地点需风量之和，并考虑适当的备用系数。具体计算过程参考矿井通风与安全P161。 =(1026.014+180+70 ) 1.2=1531.2168 m3/min 式中 各回采工作面和备用工作面所需要的风量之和，m3/min； 各掘进工作面所需要的风量之和，m3/min； 各硐室所需风量之和，m3/min； 除上述各用风点外，其他巷道风量之和，m3/min； 采区风量备用系数，包括采区漏风和配风不均匀等因素，该值应从实测和统计中求得，一般可取为1.21.25。
30、3.2 带区风量的分配3.2.1 （采、带）区配风的原则与依据风量分配的原则和依据，详见矿井通风与安全P165-P166。总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证采区各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足煤矿安全规程的各项要求。3.2.2 （采、带）区配风的方法生产矿井风量的分配与新建矿井和延深矿井所需风量的计算方法，详见矿井通风与安全P166-P167。先将以上计算得出的总风量Qm中减去独立回风的掘进风量Qmdi和峒室风量Qmri，再按以下原则对剩余的风量进行大致的分配；各个回采工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配；各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即：=1532-(0+70)=1462m3/min式中:Qre总风量中减去独立回风的掘进风量和峒室风量后的剩余风量m3/min Qm采区总风量, m3/min；Qmdi各掘进工作面所需风量之和，m3/min；Qmri各硐室所需风量之和，m3/min；剩余风量Qre分配方法是：先用下式计算回采工作面日产一吨煤所需配给的风量q,即：q= Qre /Ta=1462/6100=0.2397 式中：q回采工作面日产一吨煤所需配给的风量，
