开拓立式煤矿井开拓方式毕业设计.doc 37页

'开拓立式煤矿井开拓方式毕业设计目录第一章概述矿井开采.......................................................3第二章井下的安全煤柱......................................................5第三章矿井设计生产能力及服务年限.........................................7第一节工作制度............................................................7第二节矿井设计生产能力及服务年限.........................................7第四章井田开拓............................................................9第一节井田地质、老窑及水文对开采的影响....................................9第二节矿井开拓方式的确定..................................................9第五章矿井基本巷道........................................................25第一节井筒...............................................................25第二节井底车场............................................................29第三节主要开拓巷道.......................................................31第六章采煤方法和采区巷道布置.............................................35第一节煤层地质特性.......................................................35第二节采煤方法和采区巷道布置.............................................37第三节带区巷道布置及生产系统............................................44第七章井下运输............................................................46第一节概述................................................................46第二节采区运输设备的选择.................................................47第三节主要运输设备的选择.................................................49第八章矿井通风与排水.......................................................49第一节矿井通风系统的选择.................................................49第二节采区及全矿所需风量..................................................51第三节矿井排水...........................................................57第九章动力供应及照明......................................................58第一节供电................................................................58 第二节照明.................................................................63第三节压气供应............................................................66结束语.................................................................68参考文献...............................................................69致谢词.................................................................71 摘要：本设计详细介绍开拓立式煤矿井的概况特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合立式矿井的开拓方式、采煤方法和各生产系统。井田内地质构造比较简单，主要为纵贯井田东西的天仓向斜，对第一水平选择了立井开拓方案，首采区的采煤方法采用倾斜长壁采煤法，综合机械化回采工艺。辅助运输系统与主运输系统相分离，其中辅助运输系统采用了国际上先进的辅助运输设备单轨吊，可满足人员、机械设备、材料和矸石的运输，无需中间转载，可从井底车场直达工作面。矿井一水平采用两翼对角式通风系统。立井开拓；条带式；单一倾斜长壁采煤法；综合机械化采煤；两翼对角式通风。第一章概述矿井开采在地底下开采的矿山。有时把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等也称为矿井。矿井开拓对金属矿山或采煤矿井的生产建设的全局有重大而深远的影响，它不仅关系矿井的基建工程量，初期投资和建井速度，更重要的是将长期决定矿井的生产条件、技术经济指标。矿井开拓即从地面向地下开掘一系列井巷，通至采区。矿井开拓需要解决的主要问题是：正确划分井田，选择合理的开拓方式，确定矿井的生产能力，按标高划分开采技术分类，选择适当的通风方式，进行采区部署以及决定采区开采的顺序等。矿井开拓通常以井筒的形式分为平硐开拓、斜井开拓和立井开拓。采用合理的采矿方法是搞好矿井生产的关键。煤层在形成时，一般都是水平或者近水平的，在一定范围内是连续完整的。但是，在后来的长期的地质历史中，地壳发生了各种运动，是煤层的空间形态发生了变化，形成了单斜构造、褶皱构造和断裂构造等地质构造。我们采煤就要注意煤层的走向倾向和倾角。矿井的开拓可以分成立井开拓，斜井开拓，平硐开拓和综合开拓，主井和运输巷等都需要永久的支护，可以采用砌碹支护，架拱支护，架蓬支护，锚杆支护，锚喷支护，锚网喷支护，锚索支护，金属拱形支架支护，料石支护，钢筋混凝土支护，当然还有各类支护之间的联合支护。采掘工作面就需要临时支护了，主要有打点柱，液压支柱支护，木支柱支护等方式。采煤一般都采用后退式采煤，边采边加强支护。采空区一般使用填充或者等它自己垮。第二章井下的安全煤柱一、安全煤柱的计算规则1、地面建筑物和主要井巷安全煤柱的界线由岩层移动面和煤层相交的线决定。沿受护地面建筑物和主要井巷的边线留出围护带，由围护带起按β，γ及δ诸角的值作出岩层移动面。2、如按γ角所作的岩层移动面与煤层相交的线低于安全深度时，则安全煤柱的下部境界线为在安全深度所作的水平面与煤层相交的线。3、为保护主要倾斜巷道（斜井，下山等），如开有主要倾斜 巷道的煤层，到下部各层间的垂直安全距离N均小于安全深度Hδ时，其下部各层均留安全煤柱。4、立井井筒和工业场地上的建筑物，应按下列规定留安全煤柱：1）、如井筒深度及工业场地下煤层的蕴藏深度均小于安全深度，则不论煤层为缓倾斜，倾斜及急倾斜煤层，立井井筒和工业场地上的建筑物只留一个总的安全煤柱。2）、如井筒深度及地面建筑物下煤层的蕴藏深度大于采掘安全深度时，此时则不分缓倾斜，倾斜及急倾斜煤层，均应留设井筒安全煤柱。而对工业场地上井筒附近的建筑物，按其使用意义在安全深度水平以下可不留安全煤柱。5、在地形比较简单，无滑坡和陡壁的地区，当缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层，单层采深与采厚的比值大于40；厚煤层分层采深与采厚的比值大于60时，对工业企业铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。当薄及中厚煤层单层采深与采厚的比值大于60；厚煤层分层采深与采厚的比值大于80时，对路网III级铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。6、受护地面建筑物的边界线，系围着该建筑物所作的长方形，长方形的诸边分别与煤层走向相平行和垂直。7、当受护建筑物或建筑群与煤层走向相斜交（铁路，河流及其他等），则其边界线也与煤层走向相斜交。二、煤柱损失计算采区煤柱包括大巷，上山和区段巷道的保护煤柱，采区边界煤柱及采区内较大断层的煤柱。采区煤柱尺寸与煤柱上的矿山压力大小和煤体本身的强度有关。煤体本身强度愈大，采区煤柱的尺寸就愈小，反之，采区煤柱尺寸愈小。关于煤柱的留设的请参阅下表煤柱宽度表位置名称水平大巷主要回风巷采区上山区段巷道采区边界断层境界两井田之间断层中厚煤层煤柱宽度（m）巷道一侧20~302020——两巷之间——20~258~2510厚煤层煤柱宽度（m）巷道一侧25~5020~3030~40——两巷之间——20~2515~201030m（断层不含承压水）40m（两边各留20m）落差大，含水断层一侧留30~50m；落差大，断层一侧留10~15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。第三章矿井设计生产能力及服务年限第一节工作制度矿井一般的生产制度按设计规定为：每年工作日数为330天，矿井每昼夜分三班工作。采煤工作面为两班生产，另一班维修设备，通风、排水则须三班工作，每日为24小时生产。每天净提升小时数为16小时。矿井工作制度表年工作日数（天）330班/日3净提升小时/日16第二节矿井设计生产能力及服务年限矿井生产能力是度量矿井生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井生产能力是与井田划分紧密联系并且相互适应的。 是矿区总体设计应解决的重要原则问题。矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家煤碳开采等因素确定。对于具体矿井，应该根据国家需要，结合该矿地质和技术条件，开拓、准备和通风方式，以及机械化水平等因素，在保证生产安技术经济合理的的条件下，综合计算开采，各生产环节，所能保证的能力并根据矿井储量，验算矿井和水平服务年限是否能够达到规定的要求。矿井的基本井型及分类:大型矿井：120、150、180、（万吨/年）及以上。中型矿井：45、60、90（万吨/年）小型矿井：9、15、21、30（万吨/年）小煤矿：6～8、3～5、（万吨/年）以下。这些类型中，除小煤矿以外，不应出现介于两种生产能力的中间类型。对于江南缺煤省份或边远地区交通不便、储量少、地质构造复杂、开采条件困难的零星煤田，应从当地需要出发，有条件的应尽量建设一些小煤矿。对于北方较大煤田，为了集中生产，应尽量关闭小煤窑，煤矿向大型、特大型矿井发展。第四章井田开拓第一节井田地质、老窑及水文对开采的影响煤层埋藏较深，除正在生产的立式煤矿外，区内无小窑开采。影响采区布置和煤层开采的主要构造因素是断层，其次是褶曲。除边界断层外，区内主要断层方向呈北东向，采区布置应与主要断层平行，但在采掘时还应综合分析物探资料，注意近东西和北西向断距较小的断层。断层附近岩层不完整，岩石破碎，易冒顶，片帮，开掘时应加强支护以保安全，另外还应防止断层导水。在向斜轴部和转折端，因局部应力集中，节理发育，造成煤层顶底板的岩体的破坏，使其稳定性变差，因此采掘时亦应加强支护，主要岩巷亦应避开这些部位布置，以减少支护的困难。另外在天仓向斜轴一线瓦斯含量集中，采掘时应防止瓦斯突出。陷落柱周围的煤、岩层，因柱体向下塌陷，周围产生大量节理，煤层产状也发生变化，甚至伴有小断层出现，因此采掘中应注意顶板支护。在采掘时还应防止导水，以防万一。第二节矿井开拓方式的确定一、井口形式、数目和位置的选择新建矿井根据井田内水文地质、井田边界、矿井设计生产能力和服务年限等综合因素，一般开拓主井(专用提升煤)、副井(用于提升矸石通风运输材料和上下人员)以及回风井(与副井一起通风回风)。（一）井筒形式的选择请参阅表井筒选择表井筒选择表井筒形式优点缺点适应条件平硐开拓立井 开拓井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，工适合煤层赋存较高的业设施简单，井巷工程量受地形即埋藏条件山岭、丘陵，或沟谷小，利于排水，掘进速度限制。地区。快，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失少。1.煤层埋藏较深，或1.施工复杂，设备多冲击层厚；技术要求高；2.水文条件复杂，围立井的适应性强，一般不2.施工困难掘进速岩不稳定需特殊施受煤层倾角、厚度、瓦斯、度慢；工；水文等自然条件的限制3.不能躲开煤层顶3.倾斜长度大，用立底板含水层。井开采兼顾小开采。1.地质条件较好井筒掘进技术简单;2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;1.便于布置工业广场3.井口可靠近井田边界，受地形及煤层埋藏和引进铁路，工业广场留煤少;条件限制。2.水文地质条件好。4.主井做斜井时可做安全出口;5.建井工期短;6.可用皮带运输，实现连续运提。可充分利用各种开拓方式的优点。斜井斜井综合开拓根据根据潞安集团五阳煤矿水文地质条件，地面地下情况及地形地貌特征，本矿井只宜采用立井开拓或斜井开拓。（二）井筒位置选择选择井筒位置就是确定井筒沿走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示。选择井筒位置的主要条件：1、地面条件井口附近要有一定的范围，用以布置工业场地，其中包括主副井生产系统建筑物与结构物。根据《煤炭工业设计规范》矿井工业场地的占地面积指标，大型矿井占地面积指标为0.8～1.1公顷/10万吨。由于矿井占地多，矸石山和煤泥水对生态和美观有污染，故应选择荒地结合地形布置生产系统，以减少土石方工程，认真贯彻少占不占良田，不拆或少拆村庄，尽量减少环境污染的方针。2、井下条件井筒沿走向的最有利位置应当设在储量等分线上或其附近。沿井田倾斜方向主要运输石门的运输功与石门长度成正比，所以井筒位置应该力求减少石门长度。采用单水平开拓时，应该尽可能靠近运输大巷，并采用卧式车场；采用多水平开拓时，应该按初后期石门长度总和最小位置确定井筒位置。为了减少煤柱，在选择井筒位置时，如果能设在井田之外，应选择在无煤区，薄煤区，高灰分区，变质区，火成岩活动区和开采有实际困难的部位。如不能设在井田之外应结合其他条件尽量使井筒设在煤层浅部以减少压煤，也便于后期回收。从地面生产系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量小，大型建筑物的基础处理也比较简单。但是井口附近又不能过分低洼要避免洪水灾害要尽可能避开滑坡岩崩流沙和泥石流危险区，以及其他不利于施工的工程地质条件。主副井相对位置的选择：斜井或立井在同一工业场地内相对位置一般如下：(1)斜井根据《煤矿安全规程》，矿井各出口之间的距离不得小于 30m。该规定系指岩柱最小尺寸。考虑到斜井井口经常设有人车站人车存车线等，使井筒断面增大，故在方案或初步设计阶段确定主副井位置时，一般使两互相平行的主副井中线或提升中线相距35～40m，。(2)立井主副井之间距离按规定同样不得小于30m，设计时考虑井上井下生产流程能够合理衔接以及井塔施工安装和设备布置需要，主副井中心距约变动于50～100m请参阅图主副井相对位置。本井田可采用立井开拓(主井设箕斗、副井为罐笼)或斜井(主井为皮带)开拓，井筒位于井田中央煤层综合考虑上述各种因素选定井筒位置，本着优先考虑第一水平快速达产，以便使整个矿井投产，兼顾下水平的延伸开拓的原则，主井井筒位置的坐标为：X38408270.52，Y4038799.70;井口标高875.66m。主副井之间间距为75m，井筒位置位于井田走向中央，工业广场布置在井筒周围。井口位置和工业广场的布置如图所示：副井主井4038500工业广场38408000工业广场和井口位置二、水平划分及阶段垂高的确定，各水平间连接暗井和布置设计时，井田沿煤层倾斜方向划分阶段数量多少，主要取决于井田倾斜长度和阶段高度的尺寸大小，井田开拓设计着重欲选择开采水平的标高，使其贯穿于全部煤层有利于开采。阶段高度或斜长往往随煤层倾角与回风道标高不同而有较大变化，阶段斜长在一定程度上受采区斜长控制，缓斜煤层和近水平煤层的深部以及倾斜长度过大的局部块段，往往采用上下山或增设中间水平开采。本井田可行的几种水平划分和阶段垂高确定方案见参阅表上山和下山开采在工作面方面没有多大的差别，但在采区运输提升排水和上下山掘进等方面却有不同之处。上山开采煤向下运输，上山的运输能力大，运输费用低但有折反运输：井下涌水可直接流入井底水仓，排水系统简单，风流由采区下部的集中运输巷道流向采区上部的集中回风平巷，通风系统简单，通风容易。下山开采煤向上运输，无折返运输，运输工作量少：各采区都要解决采区内的排水问题，如矿井涌水量大，增加了硐室和排水设备而且通风系统较复杂。但是，可以充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓工程量和开拓时间，有利于集中生产和水平接替，延长水平服务年限。考虑到本井田涌水量不大，瓦斯含量不高，所以通风和排水都不会影响本矿井的水平划分。所以划分两个水平时，各水平都采用上下山开采，有利于水平接替，相对节省开拓时间。节省开拓费用。开采水平间的连接可采用暗斜井或暗立井连接，暗井的开拓可充分利用原有设备和设施，尽量使提升系统单一，转运环节少，经营费用低，管理较方便。故除了受地质水文条件限制外，首先考虑上述因素。阶段主要 参数水平数划分阶段目/个数目/个阶段斜长/m1664两个水平41549154914342060320602060阶段垂高/m145135135125180180180水平服务年限/a水平实际出煤量/万t18014.614739.5备注4738三个水平29282810888.010888.010888.0注：水平采出煤量计算中把储量备用系数所指的备用储量，一半划分为地质损失，一半划分为增产储量;该增产储量合并计入水平实际采出煤量中三、主要运输大巷及回风道的布置方式和位置选择(一)、主要运输大巷阶段或水平主要运输大巷是沟通采区与井底车场的主要交通运输干线，并进行通风排水及布设管线。当上阶段采完后，又可以作为下一阶段或水平的总回风道，其工作年限长。主要运输大巷在符合开拓要求的前提下，要尽量缩短大巷长度避免过多的弯曲转折以减少开拓工程，作到运输方便，有利通风，并应设在坚硬耐久不易风化无自然发火的煤岩层内。布置方式分为集中布置，分组集中布置与分层布置三种。本矿井设计采用分组集中布置，请参阅图4-2-3集中运输大巷布置大巷位置选择为了保证生产使用，便于维护减少煤柱损失，一般将主要运输大巷布置在煤层底板不受采动影响的坚硬岩层或煤组下部媒质坚硬围岩稳定无自然发火的簿及中厚煤层中，为了保护大巷不受采动影响，底板岩石大巷必须与煤层保持适当距离，根据我国经验，煤层与大巷间岩柱尺寸随煤层赋存深度和岩石性质而变，一般为10～30m。大巷与煤层距离本矿井选用岩石大巷，根据不同水平的水文地质条件大巷与煤层间距取10～30m，请参阅图集中运输大巷2-采区石门3-煤煤层大巷大巷与煤层距离（二）总回风道布置回风大巷的布置原则与运输大巷布置基本相同，并且对于一个具体矿井来说，常采用相同的布置方式。实际上，上水平的运输大巷可以作为下水平的回风大巷。矿井第一水平总回风道布置应根据具体情况区别对待。 1、覆盖冲击层很厚，含水量比较大，一般要在井田浅部留设防水煤柱，在这种情况下可将总回风道布置在防水煤柱内。2、对于急倾斜倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，根据围岩和煤层情况及开采要求，回风大巷可设在煤组稳固的底板岩层中，有条件时，可设在煤组下部坚硬围岩稳固的簿及中厚煤层中。3、为便于总回风道的掘进和维护，全井田回风大巷的标高宜一致。在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。四、矿井各水平煤层上下山和采区的开采顺序，第一水平的划分和配采关系开采顺序是指矿井工作应有计划有步骤的按顺序进行，作到采掘并举，掘进先行，合理的开采顺序应满足下列要求：1、保证开采水平、采区、采煤工作面的生产正常接替。2、尽量降低掘进率，减少井巷工程量和基建投资。矿井各水平的开采顺序按照从上到下的原则，作好水平接替和矿井延深工作。采区内各煤层和各工作面必须有一定的顺序组织开采才能保证均衡生产。在煤层群中，上下煤层的开采顺序，一般先采上层在采下层，在同一分段内，上下层如同时开采，应使上层工作面超前一段距离，避免受下层顶板岩石移动影响。一般上层超前40-60m以上，使老顶来压不致影响下层开采。同一煤层内，沿倾斜方向的开采顺序，采用下行式开采顺序。沿煤层走向方向的开采顺序采用双翼开采，有利于矿井的均衡生产和合理配采，确保生产的连续性，有利于矿井的通风运输等主要生产系统的管理。第一水平划分为四个采区，采区走向长平均1440m，倾向长1580/1400m。配采：煤层牌号相同不需配采，两翼配采产量的比例与两翼的储量分布的比例大体一致。本矿井为大型矿井设两个备采工作面；生产工作面结束前安排接替工作面。采煤工作面年进度为3420m。五、选择矿井开拓方案影响选择矿井开拓方案的因素很多，主要是地质因素、技术因素和管理因素。矿井建设首先要选择合理的开拓方案。它直接关系到矿井的综合经济效益。选择矿井开拓方案的主要依据是地质因素和地理因素，其中地质构造、煤层赋存状况和地形条件又是关键因素，但在特定的条件下，技术装备和管理水平也可能成为决策时的主要因素。为此，在选择矿井开拓方案时需要综合考虑上述各种影响因素。1、预提开拓方案及确定较优方案根据本矿井的实际情况，现提出五个可行的矿井开拓方案进行比较，先通过技术比较，从中确定两个技术上相对优越的方案，然后对这两个方案进行详尽的经济比较，并综合考虑各种因素，从而确定一个技术上可行、经济上合理的最佳方案。现针对第一水平的开拓，兼顾下水平的延伸，预提出五个开拓方案：方案Ⅰ：一对立井开拓，主副井均采用立井开拓，主井用箕斗提升，副井用罐笼提升，主要任务是提矸，担负人员 和设备的升降、坑木入井，主副井均兼做进风井。开拓方案剖面图见图主立井副立井井底车场主石门集中运输大巷立井开拓系统示意图方案Ⅱ：斜井-立井联合开拓，主井为斜井开拓，皮带运提，副井为立井开拓，罐笼提升，主要担负提矸，人员和设备的升降、坑木入井。（开拓方案剖面图见图）副立井穿层斜井集中运输大巷井底车场主石门斜井-立井开拓系统示意图主斜井/副斜井集中运输大巷井底车场主石门方案Ⅲ：一对斜井开拓，即主副井都用斜井开拓，主井皮带运提，副井串车提升。（开拓方案剖面图见图）斜井开拓系统示意图 方案Ⅳ：一对反斜井开拓，主井用皮带运提，副井用串车提升，主副井兼做进风井。（开拓方案剖面图见图）主斜井/副斜井主石门井底车场集中运输大巷反斜井开拓系统示意图方案Ⅴ：反斜井-立井联合开拓，反斜井做主井，皮带运提，立井做副井，罐笼提升，做辅助运提，两井均兼做进风井。（开拓方案剖面图见图）主斜井副立井主石门井底车场集中运输大巷反斜井-立井开拓系统示意图2、开拓方案技术比较预提方案比较表方案优点缺点1.井口位置接近于井田中心，井1.立井井筒掘进技术和施工设下为双翼生产，易于保证矿井产备较复杂，掘进速度慢，需要量；运营费用低；升能力大，机械化程度高，易于自动控制；4.井筒为圆形断面，结构合理，维护费用低，有效断面大，通风条件好，人员升降速度快；5.工业广场布置在井口附近，只压一个煤柱。穿越含水层，施工复杂，工作2.下水平的延伸较困难；2.井底车场位于储量中心，井下条件差；3.对地质条件的适应性较强，提3.提升费用高。第Ⅰ方案1.井下为双翼生产，易于保证矿1.工业广场和斜井井筒大量压井产量，井底车场位于储量中心，煤；井下运营费用低；快；第Ⅱ方案大，能实现连续运提；便，对生产的干扰少；5.地面工业广场可布置在井田边界，少压煤柱。1.井下为双翼生产，易于保证矿1.斜井大量压煤，煤柱损失量井产量；中布置工业广场； 界，不压或少压煤柱；第Ⅲ方案运营费用低；大；量大，费用高；井同较长，通风困难；备较复杂，掘进速度慢；2.主副井井口距离较近，便于集2.斜井线路长，管道铺设工程3.工业广场可以布置在井田边3.斜井的有效断面利用率低，4.井底车场位于储量中心，井下4.立井井筒掘进技术和施工设5.斜井提升能力大，采用皮带提5.井筒延伸费用较高；升，能实现连续运提，提升费用6.二水平井筒延伸干扰一水平低；6.延伸井筒施工比较方便，对正常生产的干扰小。1.井下为双翼生产，易于保证矿1.斜井井筒要比立井长得多，井产量，井底车场位于储量中心，通风阻力较大；井下运营费用低；备简单，初期投资少；第Ⅳ方案大，能实现连续运提；便，对生产的干扰少；内，生产比较集中；6.提升费用低。2.井口位置不易布置在井田中于集中布置，工业广场比较分3.斜井线路长，管道铺设工程4.井筒复杂，通风阻力大；2.辅助运输采用立井，运输速度央，立井井口和斜井井口不利3.斜井采用皮带运输，提升能力散；4.延伸斜井井筒的施工比较方量大，费用高；的正常生产。2.由于斜井较长，沿井筒敷设大，留保安煤柱，增加煤柱损3.第二水平立井井筒延伸困安煤柱；载，环节多，系统复杂，增加提升费用；2.采用斜井施工，掘进及施工设管路、电缆所需的管线长度较3.斜井采用皮带运输，提升能力失；4.延伸斜井井筒的施工比较方难，一二水平都需留较多的保5.工业广场可布置在井田范围4.深部开采时矿井多段提升转1.掘进技术与施工设备简单，掘1.工业广场和斜井井筒大量压进速度较快，便于施工；煤；2.井下为双翼生产，易于保证矿2.地面工业广场布置分散；井产量，井底车场位于储量中心，3.斜井井筒较长，增加了掘进井下运营费用低；第Ⅴ方案大，能实现连续运提；高。量；困难；6.第二水平井筒延伸困难，且都需留较多的保安煤柱，煤柱损失量大。3.斜井采用皮带运输，提升能力4.井筒长，通风阻力较大通风4.副井立井开拓，辅助运提效率5.斜井维护费用高；由于本矿井的煤层埋藏较深，虽然为近水平煤层，但倾斜长度大，所以垂高也较大，因此不宜用单水平开拓，至少要分两个水平，对第一水平的开拓方案的确定，要兼顾下水平的延伸，方案Ⅳ和方案Ⅴ都采用了反斜井开拓，不仅工业广场和井筒大量压煤，而且对下水平的延伸开拓带来较大的困难，技术上不合理，不予考虑。对于方案Ⅲ副井采用斜井开拓，由于本井田埋藏较深，斜井辅助运输极不合理，所以也不予考虑。对于方案Ⅰ和方案Ⅱ各有自己的优缺点，难以单纯的从技术方面加以取舍，因此对方案Ⅰ和方案Ⅱ进一步 进行经济比较，以便确定最优的开拓方案。第五章矿井基本巷道第一节井筒井筒在矿井开发和开采中的作用是不言而喻的，它是整个矿井的进口和出口，井筒选择决定于其用途、服务年限等因素，井筒的断面大小更是整个矿井的关键因素，它决定了矿井的用途、井型、服务年限等。同时，井筒穿过的岩层性质、涌水情况、选择的支护方式及施工方法等因素也决定了井筒的断面形状。一、井筒断面形状和布置形式1、井筒断面形状井筒断面形状主要根据井筒的用途、服务年限、穿过的岩层性质、选择的支护材料，及施工方法等因素确定。我国的矿井中，立井井筒断面大多选用圆形，只有少数小型矿井选用矩形。圆形断面常采用混凝土、料石或混凝土喷砼支护，具有服务年限长、承受地压性能较好、生产期间支护不需要或很少需要维修、通风阻力小，以及便于施工等一系列优点，因此，服务年限在10年以上的矿井都采用圆形断面。其主要缺点是断面利用率较差。立井井筒的名称见表立井井筒名称名称主井提煤用途提升容器及装备箕斗（小型矿井装备罐笼）备注除小型矿井外，一般不设梯子间，目前在设计中，一般不考虑留延伸间升降人员、设备、材料及副井提升矸石等，并兼做通风、排水。风井混合井进风、回风或兼做矿井的安全出口。兼做主副井之用罐笼；排水、压风、洒水、电缆等管线和梯子间。梯子间及管线、电缆等箕斗、罐笼；排水、压风、洒水、电缆等管线和梯子间。有的矿井根据需要还设有提升设备。常用于老矿井的改建。矩形断面井筒仅适于采用木井框支护，其主要优点是断面利用率高，但服务年限短，承受地压能力差，而且四角不易开凿，故矩形断面多用于服务年限不长（小于10～15年）、围岩较坚固的金属矿中。除了圆形和矩形断面的井筒外，还有六角形和椭圆形断面的井筒，但由于这些矿井施工不便，且断面利用率低，只在个别情况下采用。综合上述各因素，本矿井生产能力大，服务年限较长，选定断面形状为圆形断面。2、井筒的布置形式井筒断面布置主要根据提升间的提升容器与井筒装备的类型来决定。井筒断面内除提升间外，根据井筒的用途和需要的不同，往往还须布置梯子间、管子间或延伸间。在提人的罐笼井（副井）中必须设梯子间，箕斗井（主井）可不设梯子间。现有矿井立井井筒内一般都没有梯子间，但有些井筒的梯子间由于年久失修不能使用。目前，在大型矿井和深井中有用紧急罐笼代替梯子间的趋势。过去在箕斗立井井筒的一般设计中，曾留有延伸间，作为井筒的延伸之用。但生产中多采用从辅助水平延伸井筒的方法，仅少数矿井利用延伸间延伸井筒。据一些矿井利用延 伸间延伸箕斗立井井筒的经验：在浅井（350～440米）利用延伸间延伸井筒，在地面提升和卸载，具有不干扰生产、辅助工程量小、管理集中等优点。若矿井储量丰富，在以后有可能扩大生产，可以留有延伸间。在井筒延伸后可利用延伸间安装辅助提升设备，以满足矿井扩大生产能力的需要。井筒断面布置的设计，既要满足井筒内提升容器等设备布置的要求，又要力求缩小井筒断面，简化井筒装备，以达到节约材料和投资费用的目的。根据提升容器和井筒装备的不同，井筒断面布置形式多种多样。煤矿中圆形井筒断面常用的布置形式列于表井筒平面布置形式图示提升容器井筒装备一对25吨箕斗金属罐道梁、钢轨罐道、双侧布置，不设梯子间。一对3t底卸式金属罐道梁、金属或木罐道，双矿车双层单车侧布置；设梯子间、管子间。罐笼金属梁，设梯子间3、井筒布置要求1）箕斗提升的井筒不应兼做风井。如兼做回风井时，井上下装卸载装置和井塔都必须有完善的封闭措施，其漏风率不得超过15%，并应有可靠的降尘设施；兼做进风井时，井筒中的风速不得超过6m/s，并应有可靠的降尘设施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准。2）作为安全出口的立井井筒，当井深超过300米时，宜每隔200米左右设置一休息点。休息点可在井壁上开凿一硐室与梯子平台相连通。3）井筒平面内布置提升容器时所允许的间隙，必须符合规定。4）井筒允许最大风速不得超过表的规定。井筒允许最大风速井筒名称无提升设备的风井专为升降物料的井筒升降人员和物料的井筒设梯子间的井筒修理井筒时允许最大风速7.25第二节井底车场井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和井筒提升两个环节的枢纽。井下煤炭和矸石通过井底车场经井筒转运到地面，井上的材料和设备通过井底车场转运到井下各个地点。排水、通风、动力供应以及人员上下等，也必须通过井底车场。所以它是矿井生产的咽喉，直接影响着矿井的生产和安全。井底车场路线多，设备多，设计施工复杂，工程量大。井底车场包括运输巷道和硐室两部分。一、井底车场形式的选择选择井底车场形式受许多条件约束，例如地面工业场地的布局影响井底车场的形式与出口方向；井筒形式井筒与主 要运输巷道的位置关系直接影响井底车场的形式。其它还有矿井生产能力服务年限等原因。本矿井年设计生产能力为300万t/年，第一水平井筒距运输大巷远，根据立井井底车场的形式，可选择环形刀式车场或折返尽头式车场。二者比较请参阅表类型图示副井备选方案比较结构特点1.存车线和回车线与运输大巷垂直。2.主副井距主要运输大巷较远，3.有足够的长度布置存车线优缺点适用条件主井环形刀式井底车场1.空重车线基本位于直线上2.有专用的回车线60万t/a的3.调车作业方便矿井4.可两翼进车5.弯道顶车6.工程量大折返尽头式井底车场副井主井1.利用石门作1.工程量小主井空重车2.调车方便线适用于45万t/a的矿井二、井底车场硐室井底硐室主要包括井底煤仓、中央变电所、中央水泵房、水仓、火药库、翻车机及推车机硐室和电机车修理与充电硐室。中央变电所与水泵房组成联合硐室，布置在副井井筒附近。1、井底煤仓立井井底煤仓有直立式和倾斜式两种，其优缺点及适用条件见表表5-2-2形式煤仓与水平面夹角（度）井底煤仓形式优缺点煤仓容量大，可实现多直立式90煤种分装分运，受力条件好，施工、维修简便，适应性强但仓帽及底 部斗口施工较复杂煤仓上口施工、安装较倾斜式50～65简便，但煤仓容量小，多用于围岩较好，不能实现多煤种分装开采单一煤种和分运，缓冲能力及适应不要求分装分运性均较差，煤仓的施的中、小型矿井工、维修复杂。食用于围岩较差的大型矿井适用条件放水巷处水仓清水仓内水仓施工巷泵房通道泵房通道水仓入水口沉淀池横贯管子道材料巷皮带巷疏水孔A、清理方式：人工清理。2、井下火药库井下火药库的位置，应选择在稳定的围岩内，避开含水层和破碎带，距离主要回风道要近。因为本矿井的火药主要用于边角煤的开采和部分岩巷的掘进，火药的用量不大，所以考虑把火药库的位置选在石门与大巷交叉点附近。井下火药库选用壁槽式，其容量不得超过矿井三昼夜的炸药需求量和十昼夜的电雷管需求量。炸药和电雷管必须分别贮存。用局部通风机进行通风，污风直接回回风大巷。第三节主要开拓巷道主要开拓巷道断面设计，主要是选择断面形状和确定断面尺寸，其合理与否直接影响到煤矿生产的安全和经济效果。设计的原则是，在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面、降低造价并有利于加快方式速度。我国煤矿巷道常用矿井基本巷道的断面形状是梯形和直墙拱形，其次是矩形；只是在某些特定的岩层或地压情况下，才选用不规则形、封闭拱形、椭圆形或圆形。本矿井井田由于服务年限长，围岩较稳定，所以，主要开拓巷道采用半圆拱形。《煤矿安全规程》规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、检修和施工的需要。因此，巷道尺寸主要取决于巷道的用途；存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量与规格；人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量。1、胶带输送机斜巷 胶带输送机斜巷的断面布置见图胶带输送机斜巷的断面布置2、轨道斜巷的断面布置图5-3-2轨道斜巷特征表围岩类别净设计掘进断面，m2设计掘进尺寸，mm喷射厚度宽高mm型式外露排列间、锚杆长度方式排距长直径锚杆，mm净周长mⅢ22.431.7355006200500钢筋砂浆50圆弧60016001417.16胶带输送机每米工程量及材料消耗：材料消耗量表围岩类别计算掘进工程量，m3巷道283.47墙脚0.52锚杆数量根喷射材料，m665材料消耗锚杆钢筋，kg37.53注少浆，m30.042粉刷面积m29.1总回风斜巷特征：总回风斜巷特征表围岩类别断面，m2净设计掘进设计掘进尺寸，mm宽高喷射厚度mm型式钢筋砂浆锚杆，mm外露排列间、锚杆长度方式排距50长直径14净周长mⅢ27.3138.1260006000 500圆弧600160017.16经验算：以上开拓巷道的设计均符合通风和运输要求。第六章采煤方法和采区巷道布置第一节煤层地质特性首采区为第一采区，3#煤第一分带工作面，可采煤层为3#，9#煤，容重分别为1.35t/m3和1.40t/m3，3#可采煤层平均厚度3.75m，9#煤层平均厚度为3.25m。全区稳定可采，倾角4o～7o。3#煤层上部的2#煤层全区不可采，其相邻的可采煤层为其下部的9#煤层，相距60米。3#煤层顶底板岩性为灰白色砂岩及黑色泥岩，9#煤层顶底板为黑色泥岩和灰白色长石石英砂岩。顶底板名称煤岩名称中砂岩柱状厚度m岩性特征老顶灰白色，石英为主、含白云母片及暗色矿物，厚层状，坚灰白色，石英为主、含白云母片及暗色矿物，厚层状，坚硬；直接顶砂质泥岩砂质泥岩灰黑色，致密，性脆，含植物化石及煤屑伪顶炭质泥岩炭质泥岩黑色，夹煤线，节理、裂隙发育，随采随落煤，以亮煤为主暗煤次之，夹镜煤及丝炭条带，媒质为直接底砂质岩灰黑灰黑色，灰黑色，块色，块状。致密、性脆，富含植物根部化石老底细砂岩砂岩灰黑灰黑色，中灰黑色，中厚层状，夹砂质11煤层及顶底板岩性柱状图7第二节采煤方法和采区巷道布置一、确定主要第二节采煤方法和采区巷道布置一、确定主要可一、确定主要可采煤层和其它可采煤层的采煤方法和采煤机械化程度二、确定工二、确定工作面参数各主采工作面长度均为米，为了缩短建井期，尽早使 矿井投产，首采工作面选在倾向长度较小的地方，首采工作面的推进距离为米。工作面最大推进距离为米。年推进度为米。三、确定回采工作面的回采工艺采煤工艺比较表采煤工艺优点、缺点适用条件煤层地质条件好、构造少高产、高效、安全低耗，设备价格昂贵，对煤层赋存综采劳动条件好，劳动强度条件、操作与管理水平要求的中厚及厚煤层小与综采相比对地质变化高与炮采相比设备相对昂贵、推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲发育，综采的优势难以发挥的工作面一般情况下均可采用，但普采适应性强，工作面搬迁劳动组织相对复杂容易技术装备投资少，适应炮采性强，操作技术容易掌单产和效率低，劳动条件差高瓦斯和突出矿井对防护握，生产技术管理简单措施要求高1、回采工艺过程：采煤机由机尾向机头割煤→移架→移刮板输送机→机头进刀向机尾割煤→移架。为提高煤炭回收率，应注意：1）加强科研工作，减少初采、末采和端头损失。2）优化采煤工艺过程，强化组织管理。3）搞好煤厚探测，加强计量管理，为提高回采率提供可靠的计算依据。综采工作面采用双滚筒采煤机割煤，刮板输送机运煤，经转载机转载，破碎机破碎后由可伸缩胶带输送机运至胶带输送机大巷。采煤配套装备参数：1）采煤机：总功率：2×410KW采截高：2.3～4.5m深：880mm滚筒直径：2.0m牵引方式：变频调速电牵引牵引速度：5m～11m/min电型压：1140V号：6LS-03电牵引采煤机具有故障诊断显示功能、无线电遥控。2）重型刮板输送机：运量能力：1500～2000t/h铺设长度：200～250m溜槽宽度：880mm～1000mm链链速：1.26m/s～1.5m/s径：2×34mm，双中链装机功率：2×400KW电型压：1140V号；Dreaduonght1500推移方式：履带或胶轮，可自行推移。结构特点：整铸槽帮，套换联结，交叉侧卸，挡板，铰链式检查孔。3）桥式转载机装机功率：≥200KW设计长度：36m槽链链宽：880mm～1000mm径：2-30mm，双中心链速：1.4m/s输送能力：2000t/h电压：1140V紧链形式：点动电动机反转紧链，闸盘制动。型号：SZZ1100/2004）破碎机：装机功率：160KW通过能力：2000t/h出料块度：≤300mm电压：1140V降尘方式：内喷雾牵引方式：履带自移式型号：PCM1605)液压支架支架形式：支撑掩护式多功能支架支护强度：0.83Mpa高度范围：2.2～4.2m支护宽度：1.5m外形尺寸：6.0×（1.42～1.6）m推移行程：800mm～1000mm操作方式：微机电子控制，移架速度8s～12s每架次，或就地邻架控制，也可以有行程红外线扫描，传感系统自动控制移溜。型 号：BC480-22/426)乳化液泵站：装备形式：三泵两箱柱塞数目：3功率：150KW泵流量：423L/min柱塞直径：75mm过滤直径：40微米电压：1140V～3300V液箱总容积：≥320L型号：S200TRIMAX7)可伸缩胶带输送机：总功率：600KW～800KW运输距离：1500～2000m带宽：1200mm输送能力：1500～2500t/h带速：2.0～3.0m/s抗拉强度：4200KN/m驱动方式：多点可控硅软启动电型压：1140V号：BBA1000L采煤工艺说明及要求：1）割煤时两个滚筒要保持一个切割平面，煤壁要采直，采齐，控制好采高。2）工作面不要随意丢弃顶底煤，工作面浮煤应及时清理干净。3）采煤机牵引速度要均匀，不得过速运行，不得强制牵引，严禁频繁启动，以防负荷过大损坏机器。4）采煤机司机要随时注意观察顶、底板情况，注意工作面推进方向倾角的变化，随时调整摇壁的高度，防止割飘或啃底，以免造成大溜不平，顶溜困难或采煤机掉道。5）随时注意电缆，大溜的运行状况，发现拉扯电缆，大溜卡堵滚筒涌煤或出现其他特殊紧急情况，应立即挺机闭锁大溜处理，防止事故发生及扩大。6）当采煤机运行至端头（尾）5米时，必须降低速度，由一名司机控制前滚筒调高按钮，另一名司机在端头架内观察指挥，当前滚筒伸入巷道半个滚筒时，停止牵引。2、工作面端头支护工作面端头是指工作面与两巷的交接处。端头处的悬顶面积大，时间长，机械设备多，又是进出材料和人员的交通口，所以必须采取措施加强支护。特别是工作面端头处的顶板事故约占工作事故的1/4～1/3，搞好工作面两端头处的支护管理是十分重要的。确定端头支护方式时，主要考虑端头悬顶面积的大小、顶板压力的大小及其稳定性、回采巷道原用支护方式，工作面与两巷的连接特点，工作面生产工艺特点，端头设备布置形式等因素。综合考虑各因素，选用单体液压支柱+铰接顶梁对工作面两端头加强支护。3、采空区处理为了维护好回采空间，保证生产正常进行和作业人员及设备的安全，除对采煤工作面进行支护外，还必须处理采空区。目前采用的采空区处理方法主要是全部跨落法，即随着工作面的推进，放顶后使顶板跨落，充满采空区。对于坚硬难冒顶板，可用煤柱支柱法处理采空区，但由于留设煤柱给下层开采及本层开采多次搬家，以及资源采出率等缺陷，因此，采用跨落法处理顶板。4、装煤采煤机割煤时，大部分煤靠滚筒旋转时在叶片作用下装入大溜，剩余的少量浮煤在推溜时靠铲煤板装入运输机运出。5、移架工作面采用及时移架方式，即先移架后移溜。采煤机割煤后，紧跟后滚筒开始移架，顶板不完整或片帮严重时，可采用超前移架及时打出防片帮等支护方式管理顶板。移架要求：1）一般情况下，移架工应站在支架前，后支柱之间，准确操作手把，同时，注意支架动作部位的情况。2）移架时，采用带压移动，防止顶板下沉，尽量做到少降快移，以免出现支架歪斜，垛架现象。 3）移架后及时升架，顶梁与顶板接触后，手把应再供液一段时间，确认达到初撑力后，停止供液，前梁上部不允许出现空顶或点接触。4）移架后，支架成一条直线，其前后偏差不得超过±50，及时打出防片帮板。5)移架时严格控制降架高度，并收缩支架的平衡千斤顶，拱起顶梁的尾梁，使之带压擦顶移架，以有效防止支架倾倒。6、推溜移架后15～20m，开始推溜，其工序是：操作推溜手把，输送机出现弯曲段，逐步使弯曲向前移动，从而将大溜推进煤墙。回采工作面中的循环作业是指回采工作面在规定时间内保质、保量、安全地完成采、装、运、支、处这样一个采煤全过程，以放顶为标志，循环方式有一日单循环。回采工作面实现正规循环作业，在一昼夜内工作面中采煤工作与准备工作在时间上的配合关系设计为“两采一准”即将一昼夜划为三个班，两个采煤班，进行“落、装、运、支、移”等工序，一个准备班进行回柱放顶、检修设备、推移转载机及伸运输巷胶带输送机等工作，一日完成一个循环。第三节带区巷道布置及生产系统一、采区参数的确定综采工作面采区宜单面布置，走向长度一般不小于1000米，当双面布置时，走向长度一般不小于2000米。采用沿大巷两侧直接布置工作面，，工作面沿推进方向的长度应根据具体条件确定。对于松散顶板，巷道难于维护，地质构造复杂或自然发火期短的煤层，及装备水平低的小型矿井，采区走向长度可适当缩短。采区尺寸包括采区走向长度和倾向长度。当煤层倾角较大时，采区倾斜长度由采区垂直高度决定，采区尺寸主要是确定采区的走向长度；当煤层倾角较缓，采用盘区布置时，盘区的倾斜长度常常受辅助运输的限制，尽量避免出现多段运输；采用倾斜长壁采煤法时，采区尺寸是确定条带的长度。综合机械化采煤的工作面长度，一般在150～200米，每个工作面长度尽可能保持一致；普采工作面的长度，一般为120～150米；对拉工作面，其总长度一般为200～300米。炮采工作面的长度一般为80～150米。根据煤层附存情况、开采技术装备和国内煤矿开采的发展趋势，本井田适合倾斜长壁采煤法，工作面沿走向推进。确定工作面长度为200米，井田内所有工作面长度一致，由于井田边界不规则，而且受地质构造的影响，采区布置时走向长度（即工作面的推进长度）不一致，平均走向长1500米，最小870米，最大1650米。因为综采工作面设备搬迁困难，井田边界附近不规则区域不适合布置综采工作面，所以在边界区域布置一个炮采工作面，作为配采，配采工作面内各参数变化不一，视具体情况而定。第七章井下运输概述第一节一、井下运输系统的设计应符合以下规：1、应综合分析井下煤炭，矸石，材料，设备及人员等因素，选择系统简单，环节少的运输方式。 2、井下煤炭运输系统应减少运输总的破碎。3、大型矿煤流应优化设计。4、辅助运输应采用效率高，范围广的设备。5、采区或工作面与大巷之间应设煤仓。二、井下运输系统1、井下运煤系统：工作面刮板输送机、工作面下部端头转载机→区段运输斜巷→破碎机→可伸缩胶带带输送机煤仓胶带输送机3#、9#集中胶带输送机斜巷→→→→皮带输送机溜煤眼皮带输送机胶带输送机石门皮带输送机井底煤→仓地面箕斗2、井下运矸系统：1）采煤工作面采出的矸石运输系统：→采煤工作面→工作面上部端头装载站区段回风斜刮板输送机单轨吊→9#集中轨道斜巷→轨道石门→副井井底巷3#、单轨吊单轨吊单轨吊→车场地面罐笼2)掘进工作面采出的矸石运输系统：掘进工作面掘进机→转载机可伸缩皮带输送机→装载站64单轨吊单轨吊单轨吊→3#、9#集中轨道斜巷→轨道石门→副井井底车→场 地面罐笼3、井下运料系统：地面巷单轨吊单轨吊罐笼副井井底车场→轨道石门→3#、9#集中轨道斜→单轨吊单轨吊→区段回风斜巷→采煤工作面4、运人副井单轨吊单轨吊单轨吊→轨道石门→3#、9#集中轨道斜巷→区单轨吊→段回风斜巷采煤工作面井下通风、运输系统示意图新风运料乏风运煤第二节采区运输设备的选择一、回采工作面运输设备选择矿井设一个主采工作面，上煤层工作面日产8910t，工作面长200m，采用倾斜长壁采煤法，工作面基本水平。根据以上条件，回采工作面选用美国朗艾道公司生产的Dreaduonght1500型重型刮板输送机，主要技术特征如下：运输长度运输能力驱动电动机功率供电电压链速联接强度溜槽尺寸链条尺寸200～250m；1500～2000t/h；2×400kW；1140kV；1.3～1.4m/s；3000kN；270×980（880）mm； 2×34mm，双中链。采区运输斜巷长800～1600m，倾角≤7°。根据以上条件，采区运输平巷采用德国DBT公司生产研制的BBA1000L型可升缩带式输送机，其主要技术特征为：输送量输送长度带速传动滚筒直径托辊直径输送带材料带宽抗拉强度储带长度功率电压1500～2000t/h；1500～2000m；2.0～3.0m/s；930mm；89mm；尼龙纤维；1200mm;4200KN/m；100～230m；3×250KW；1140V。根据回采巷道长度和BBA1000L型可升缩带式输送机的具体参数，各带区内只需要一台BBA1000L型可升缩带式输送机就能达到运输要求。第三节主副井提升矿井提升设备是煤矿生产的重要设备，它连接井下和地面，担负着提升煤炭和矸石，升降人员，下放材料和设备的繁重任务。各系统由于提升系统一般没有备用设备，一旦发生故障，轻者影响生产，重者危及安全。所以矿井提升设备必须具有良好的控制系统和完善可靠的保护系统，以实现准确、安全运行。矿井提升设备的合理设计，主要取决于确定合理的提升系统。提升容器需根据提升任务的大小来确定。对矿井的具体情况，加大提升容器，可降低提升速度，提升机、井筒装备都要加大，增加初期投资，但可节约用电；反之，加大提升速度，可选用较小提升容器和提升机，投资较少，但电耗增加。一般认为在不加大提升机及井筒直径的前提下，选择较大的提升容器，以采用较低的提升速度，节省电耗。第八章矿井通风排水第一节矿井通风系统的选择矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。一、通风系统的选择按进回风在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式，对角式，混合式，下列是各种通风系统的适用条件及其优缺点。1、中央并列式：出风井与进风井大致布置在井田中央，由主井兼作回风井或专设中央风井。适用于煤层倾角较大，走向不长（一般小于4Km左右），投产初期尚末设置边界安全出口，且自然发火不严重的矿井。优缺点：（1）、初期投资少，采区生产集中，且矿井反风容易，便于管理。（2）、节省风井工业场地，占地少，护井煤柱少。（3）、进出风井之间漏风比较大，风路长，阻力大。（4）、工业场地有噪音影响。二、通风机工作方式的选择1、抽出式2、压入式3、混合式根据以上的分析比较，再结合立式矿井的情况，通风系统见示意图主井 副井风井工作面第二节采区及全矿所需风量一、风量计算的有关规定1、《煤矿安全规程》规定，矿井需要的风量按下列要求分别计算，并必须区其中最大值。①按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不小于4m3。②矿井中各地点的实际需要风量必须使风流中的沼气，二氧化碳，氢气和其它有害气体的浓度，以及风速，温度都必须符合本规程的有关各项规定。2、《煤炭工业设计规范》规定：对抽放瓦斯的矿井，应按抽出瓦斯后的煤层瓦斯涌出量计算风量，矿井风量备用系数为1.15—1.45，矿井风量按规定进行计算后，还应根据邻近或类似矿井经验按实际需要配风进行校核，必要时，进行适当调整。二、计算采区所需风量采区所需总风量QdQd=Kd(∑QW+∑Qh+∑Qr+∑Qe)，m3／s1.20；式中WKd——风量备用系数，取3∑Q——各回采工作面和备用工作面所需风量之和，m／s；3∑Q——各掘进工作面所需风量之和，m／s；h3∑Q——采区变电所、绞车房等需风量之和，m／s；r3∑Q——其它地点需风量之和，m ／s。e1、采区回采工作面所需风量1）按沼气涌出量计算QW1=Kg×QgCgCin，m3／s式中：Kg——该工作面沼气涌出不均衡系数，取1.45；Qg——工作面沼气的绝对涌出量，4.0m3／min；Cg——工作面回风流沼气最高允许浓度，1%；Cin——工作面入风流沼气浓度，0.5%。代入数据计算得QW1=1.45×4.0=11601%0.5%m3／min2）按人数计算QW1≥4N，m3／min式中：4——每人应供给的最小风量，m3／min；N——工作面同时工作的最多人数，41人；代入数据计算得QW ≥4×41=164m3／min3）按工作面进风流温度计算采煤工作面的风量为QW1=60×vw1×Sw1×kw1，m3／min式中：Sw1—按平均控顶距算得的工作面平均断面积，根据回采工作面的设计取16.5㎡；vw1—回采工作面的风速，查表的vwi=0.5m／s；kw1—工作面的长度系数，查表的kwi=1.40计算得QW1=60×0.5×16.5×1.40=693m3／min综上所述，回采工作面的需风量取Qw1为1160m3／min，Qw1=19.3m3/s。4）按工作面极限允许风速验算《煤矿安全规程》规定，工作面最低风速为0.25m／s，最高风速为4m／s。故工作面最低风量为Qmin≥15×S=15×16.5=247.5m3／min工作面最高风速为Qmax≤240×S=240×16.5=3960m3／min所以Qmin≤QW1≤Qmax，设计回采工作面的需风量符合设计要求。5）备采工作面的需风量通常取备用采面的风量等于产量相同的生产采面的需风量的一半。本矿井布置两个回采工作面和一个备用工作面，因而， 回采工作面和备用工作面所需风量之和为∑QW=2×QW1+QW12=2×1160+1160/2=2900m3／min=48.3m3/s2、采区内硐室的需风量采区机电硐室必须设在进风流中。采区变电所和绞车房一般按各局矿经验配风。采区变电所的风量约为60～80m3／min，本设计取70m3／min。根据绞车滚筒直径的大小，确定绞车房的风量为150m3／min。故33∑Q=70+150=220m／min=3.67m／sr3、采区掘进工作面需风量1）按瓦斯涌出量计算Qh1=100×Qgh1×kgh1式中Qh1—掘进工作面的需风量，m3/min；3Qgh1 —掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m/min；kgh1—掘进工作面的瓦斯涌出不均匀系数和备用风量系数，一般取1.5～2.0。计算得Qh1=100×1.0×1.8=180m3/min采区设两个掘进工作面，所以采区掘进需风量为360m3/min。2）按工作人数进行计算Qh1=4×nh1式中计算得nh1—掘进工作面同时工作的最多人数。Qh1=4×26=104m3/min综上所述，掘进工作面所需风量Qh1=360m3/min=6m3/s。3）按风速进行验算煤巷和半煤半岩巷的最小风量为Qmin=60×0.15×Sh1最大风量为Qmax=60×4×Sh1式中Sh1—掘进工作面巷道的净断面积，根据区段巷道的设计，Sh1=11.7m2。计算得 Qmin=60×0.15×Sh1=60×0.25×11.7=175.5m3/minQmax=60×4×Sh1=60×4×11.7=2808m3/min由验算结果可知，Qmin