某某矿通风系统

摘要

本论文主要研究某某煤矿的通风系统，该区地貌总体特征，受控于新地质构造运动和头屯河迳流切割，以河床阶地、台地地貌为主。依据有关证件拟定的矿区作业范围，现井田东西方向约有1.30km长，南北约有0.811km宽，面积约1.0543km2。矿区有4-5、7、9-10、14-15煤层等4层可采煤层，4-5、7煤层为半亮型煤，9-10煤层为半暗型，14-15煤层为暗淡型。由于该矿煤尘具有爆炸性，其抑制煤尘爆炸岩粉量在80～85%之间。因此，煤矿建设单位在生产中应加强通风及除尘工作，以免酿成生产事故。

该本论文对某某矿通风系统的研究的内容包括矿井通风方式、通风方法、风量计算及风量分配分析，通风阻力计算，对某某矿主要通风机选型以及概算矿井费。

关键字：通风系统；风量计算；通风阻力

第1章井田概况

1.1 位置

昌吉市某某煤矿位于准南煤田头屯河西南部，头屯河西岸35~39勘探线，行政区划隶属昌吉市硫磺沟镇管辖。依据采矿许可证确定的矿区范围，现井田东西长约1.30km，南北宽约0.811km，面积约 1.0543km2。矿区中心地理坐标为：东经87°08′49″；北纬43°40′41″。矿区距庙尔沟-昌吉市（省道104）柏油公路300m，向北62km可通昌吉市，10km到硫磺沟镇，向南可达庙尔沟天山林场等地，东距乌鲁木齐市42km，交通尚属便利。

1.2 地貌与气象

由于新地质构造运动和头屯河迳流切割，使本区地貌总体特征以河床阶地、台地地貌为主。该地貌属于低山丘陵区，呈西北高东南低，相对高差260m，海拔+1420～+1160m[2]。

该地区特点为冬寒夏热，春季气候多变，秋季降温迅速。本区属大陆性干旱—半干旱气候。1、2月份全年最低气温，7、8月份为最高气温，昼夜温差一般在10℃以上。全年降水量较小。每年10月至次年3月为结冰期，3、4月初解冻，一般风速1.2～2.0m/s，风向以西南风为主。

1.3 矿井建设的资源条件

（1）矿区有4-5、7、9-10、14-15煤层等4层可采煤层。下表1-1为煤的物理性质。

表1-1 煤的物理性质

（2）煤的工业分析

煤层煤质的化学性质通过资料整理得如下所示：

4-5煤层、7煤层、9-10煤层、14-15煤层的原煤水份分别为6.75%、6.40%、6.10%、6.08%。全区各煤层横向变化不大，纵向上由上至下有逐渐减少趋势。如下为表1-3原煤灰份。

表1-2 原煤灰份

由上可得，全区各煤层横向上变化不大，较稳定；纵向上具上部4-5、7煤层灰分低；下部9-10、14-15煤层灰份高的特点。

1.4 地层

本区位于天山北麓准噶尔盆地南缘乌鲁木齐山前凹陷，区域出露地层有中生界三叠系、侏罗系、白垩系、新生界第三系、第四系。地层近东西向，沿带状倾斜展布。1.5 构造

本区大地构造位于北天山褶皱带乌鲁木齐山前波状拗陷带，其构造线展布与天山褶皱带方向基本一致，由一系列北东东向的背向斜和逆断层组成。

表1-3 褶皱

1.6 矿井的开拓

全矿划分为一、二这2个采区开采，一采区水平+1000m以浅，走向长度约870m；采二采区为矿许可证，确定开采下限水平+1000～+835m，走向长度约870m。2个采区均采用单翼开采。

根据昌吉市某某煤矿通风运输系统改造设计，该采煤工作面位于矿井一采区、一水平9煤层，采区走向长度870m，采用单翼开采（由南向北回采）。

第2章矿井通风系统选择

矿井的通风机相当于人体的肺，无时无刻都在运转。矿井通风机可以分为主要通风机、辅助通风机、局部通风机。主要通风机主要是用于全矿或矿井的某翼。主要通风机工作方式和工作方法在特定的通风网络中可以自由组合成多种通风系统类型。

2.1 主要通风机的工作方式

按照进风口和回风口位置特点，将其可分为以下几种类型，如表2-1所示。

表2-1 通风系统类型优缺点及比较

2.2 主要通风机的工作方法

主要通风机的工作方法又可以称为矿井通风方法。在中矿井生产，重要组成部分之一就包括矿井通风系统。它是主要通风机的工作方法，是通风网路和风流控制设施的概括总名称。主要矿井通风工作方式需要正确、科学、合理的选择。这不仅可以减少井下作业人员的危险程度以及电气机械的运作效率，而且降低矿井通风工程量和矿井通风的资金费用。抽出式通风、压入式通风和压入混合式通风是主要通风机的3种工作方法。

如表2-2所示。

表2-2 主要通风机类型及优缺点

2.3 矿井通风系统的选择

选择矿井通风系统要满足要求两个大方向。一是，矿井瓦斯相对涌出量、矿井瓦斯绝对涌出量、表土层厚土、地层构造、矿井开拓与开采、地理位置、煤层煤质赋予的条件以及设计生产能力等多种因素；二是，还要符合投产快、生产矿煤多、可靠安全、经济效益高、技术工艺合理等原则。在全面分析的基础上，提出多种合理的可行方案，然后根据投资和经济效益两方面确定最后的矿井通风系统。

结合矿井通风系统的选择原则和某某矿的矿井特点，较为科学合理的对该矿井通风系统做出选择。矿井开拓方式为主、副、风平峒－下山开拓。矿井主、副平硐和回风平硐等3个井口，主、副平硐进矿井新鲜风，回风平硐回风。矿井通风方式采用中央并列式，通风方法为机械抽出式[3]。

某某矿工作面采用U型上行通风，风流沿着倾斜向上运动，风流与煤流方向相反，

进风（皮带）顺槽进风；将轨道上山与进风港隔离，回风（轨道）顺槽回风。

通风系统的风流从主副平硐开始，经流轨道下山、车场、采区轨道下山、水平甩车场、工作面运输顺槽、综放工作面、综放工作面回风顺槽、回风联络巷、回风下山、回风平硐，最后输向地面[4]。

第3章风量的计算和分配

采煤工作面的合理性、科学性、系统性关系到整个矿井通风系统的构成，牵涉到全矿井的通风空气质量和作业人员、设备设施的安全状况。该区域包括采煤区进风、采煤区回风、采煤区回风巷道组成的风流控制设施。该采煤工作面的风量由瓦斯涌出量、作业面工作人数、特定公式以及风速计算，取最大值。

3.1 采煤工作面的基本要求

（1）在采煤工作面中，需要分区域通风，还要布置回风巷。

（2）要保证通风阻力小，通风能力大。

（3）在采用下行通风时，采煤工作面的煤层倾斜角度大于12度，需要报告给负责该矿井的总工程师批准。

（4）通风网络应简便，可以在突发事故时便于作业人员的撤离逃生。

（5）采煤工作面的通风系统应有较强的防灾、抗灾的应对能力，特别是在防火、防爆方面。

（6）一般情况下，采煤工作面应采用独立通风设计。特殊情况是，需要串联通风应该根据相关的规程条例进行。

（7）当采区煤层倾角大于于

15时，使用采区上部通风方法，且需要遵守规定如下：

①矿井的硐室必须在回风中进行；

②矿井采区的风速不能赢于1m/s；

③在矿井回风巷道中，当布置井下运输的牵引设备时，该巷道中的瓦斯浓度不得高于1%，同时该段还应安装自动报警系统或自主控制发射信号等用以检测和实时传递瓦斯浓度的实际变化情况；

④可以有效的控制风流的方向，防止火灾进入工作场所对工作人员造成危害；

⑤当矿井中因煤尘较多导致爆炸可能性较大时，需要对井下巷道两端顶板上安装适当数量的水袋进行有效隔离；在矿井的回风巷道中，应该对矿井建设巷道是喷射一定厚度的防火隔离层；

⑥需要根据矿井进风系统的规定来实现；

⑦矿井采区运作时场所需要在密闭空间内运行；

⑧电缆的布置应尽景避开火灾高发地段。