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矿井通风与安全设计

采区生产概况：

该煤矿地理坐标为：东经104°54′00″——104°55′34″，北纬25°22′47″——25°24′40″。

矿井形状为不规则形，面积4.7993km。主井口标高为＋1405.48m,副井标高为＋1404.60m,风井标高为＋1446.54m，主平硐标高为＋1309.79m。本井田可采煤层4层，即17#、18#、19#、20#煤层。

矿井采用平硐、斜井开拓方式，设计生产能力30万吨／年，2009年实际产煤36万吨。目前共有两个采区，西采区地质构造简单，煤量大，2009年产出煤量21万吨。2010年，西风井将担负年产25万吨以上产量的通风任务，需供风量4000m3/min左右。

煤矿煤层开采顺序先上后下，近距离煤层群分组联合布置，上山开采，采区式区段后退式，区段内后退式回采。采煤工作面采用走向长壁后退式采煤法，采煤工艺为炮采、支护形式为2.5m单体液压支柱配合绞接顶梁、四对八梁全断面支护；全部垮落法管理顶板。

煤尘赋存状况：17#工作面赋存相对稳定，煤尘厚度1.1-4.85m。平行厚度3.28m，煤尘倾角2-20度，平均倾角7度。根据钻孔资料，煤尘中上部还有二层夹矸，厚度0.11m，煤尘顶部富含铁矿结核，煤尘叫松，煤质为瘦煤，煤岩为办亮一半暗型。

地质工造：17#工作面位于三采区上山北部，主要受一倾伏背向构造控制，共做面位于折曲宽缓部位，构造想对简单，工作面平缓，受K4砂岩冲蚀影响，从开后位置向东300m5#煤直接顶为K4砂岩。根据18#工作面轨道巷揭露情况，17#准备工作面轨道巷找中西部受拟拾陷落柱影响，构造相对复杂。另据盖面钻孔资料，5#煤上顶板垂直裂隙发育，裂隙面被铁质清然，且被琐屑物充填，该面断裂构造相对发育。

煤层顶板情况：5#煤层顶板为细砂岩石或中粒砂岩，厚度8.91m，层状，泥钙质结，层面富含云母片，垂直裂隙发育，裂隙面被铁质侵染；直接顶为粉砂岩，砂质泥岩（含4#煤），厚度5.44m，深灰—黑灰色，较坚硬，煤层状活块状，裂隙发育，被方解石填充，富含植物化石和星点状云母；伪顶为泥岩，厚度0.05m，深灰—黑灰色，含碳质，随采随冒。直接底为砂质泥岩，粉砂岩，厚度2.93m,深灰—黑灰色，较松软，遇水膨胀；老底板为石英砂岩，厚度为2.33m，灰—黑灰色，致密坚硬。

水文地质：17#工作面上不充水因素为K4，k中砂岩裂隙水和孔隙水。由于该面受倾覆背向构造控制，加之中西部可能受拟似陷落柱影响，顶板谁易聚于工作面相对低洼处，在巷道施工过程中，若遇断裂构造活形成裂隙将会导致顶板谁侵入陷落柱形成的通道，增强了水里联系，同时由于K4砂岩谁有课能进入巷道，该面最大涌水量为80m3/h，会影响到正常生产甚至危及人身安全，所以在施工过程中，特别是在轨道巷使工作，要一定完善排水系统，排水管路距离不得大于50m，必要时增加排水设备，以便在巷道出现涌出时能及时进行排水，同时，必须安设，备用足够能力的排水设备，以确保工作面正常掘进。

煤层瓦斯用量，煤尘爆炸性及自燃性：

煤尘瓦斯涌出量：根据我矿瓦斯涌出量抽样分析，我矿为低瓦斯矿井。

煤尘爆炸性：地质报告中，试验结论有煤尘爆炸危险性。

煤自燃性：自然试验原煤样找活温度为382度——384度。氧化样为374度——362度，在回采过程中证实有自燃倾向，因此，在施工过程中，要做好通风，防尘和防暴，防自燃工作。

矿井通风系统改造方案的选择

一、方案选择

煤矿设计能力为30万吨，矿井初期主要开采首采区的17#煤，现西采区17#煤层已回采结束，矿井东西采区近两年内也将结束，矿井今后的生产主要集中在西采区开采。采区开始投产时采区主要进风巷道断面积为5.6－8.02m2,主要回风巷道断面积为6.9m2，并开采17#煤层，通风距离短，通风网络简单，测定通风阻力为1205Pa,等积孔为2.26m2，网络上属于通风容易矿井。

目前矿井通风系统存在的问题主要为矿井总风量达到极限、主要通风机严重老化，故障较多，运行不稳定、通风系统将由生产系统的增加，所需的风量增加，通风距离增大，通风阻力增大，现运行风机难以满足安全生产需要。××煤矿通风系统改造的目的在于提高矿井总风量，保证主要通风机安全运转，使通风能力与生产能力相匹配。

鉴于以上对矿井通风网路、通风设备的分析，通风系统改造的方案为：更换矿井主要通风机和巷道改造。

二、方案设计的计算基础

煤矿通风系统改造的方案为更换主要通风机和巷道改造，今后采掘头面个数及机电硐室数量基本稳定，但随采掘地点的变化，通风系统有较大变化。因此主要通风机选型，须从以下几方面作为选型计算的基础：

（一）重新计算矿井需风量，合理配风，并以此来计算矿井通风阻力。

（二）随采掘布局的变化，矿井生产逐步转移到西采区，形成西采区