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1、九里山煤矿矿井通风设计摘要：本设计是焦煤集团九里山煤矿矿井通风系统的设计，在本井田范围内，地质条件简单，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危险，设计年产量0.90Mt/a，服务年限60a，开拓方式为竖井开拓，采用走向长壁倾斜分层下行垮落采煤法进行回采。在矿井一水平的通风设计中，选用两翼对角式通风（也可看作分区式通风），计算了矿井需风量和两个时期的通风阻力，并选择了主要通风机，计算了吨煤通风电费，绘制了通风系统图和通风网络图，同时得出了几个关于通风设计的结论。本设计充分结合实际情况，积极采用切实可行的先进技术，为整个井田的安全生产奠定了良好的基础。关键字：煤矿 矿井通风 设计 对角通风The firs
2、t step design of jiulishan mine ventilationAbstract：This project is a ventilation system design of Jiulishan Coke Coal Mine which is affiliated with Jiao Zuo Coal Mine Group. Because of the simple geological condition and large magnitude of inflow and gas emission, there is a great danger in the min
3、e. In this design, the mine has an output of 0.90Mt/yesr and a life-span of 60-years. The development way is the shaft development, uses moves towards the long wall to incline under the lamination the line to break down fall spicks carries on picks. Ventilates in the design in a mine pit level, sele
4、cts two wings opposite angles type to ventilate (also may regard as district type to ventilate), the respective calculation of the ventilation resistance in easy and difficult situation, the selection of the main fan, the computation of electrical consumption for one-ton coal, and the drawing of sys
5、tem and network map simultaneously obtained several about to ventilate the design the conclusion.The design combine closely with the actual condition and adopt feasible and advanced technologies, to let the mine have a good foundation of safe production.Keywords：Coal Mine ventilation Design Ventilat
6、ion of opposite angle目 录1 绪 论11.1 矿井通风设计的国内外研究发展与现状11.2 通风设计的目的和意义11.3 通风设计的依据和要求22 基本概况32.1 矿井概况及井田地质特征32.1.1 井田概况32.1.2 地质特征42.2 矿井储量、年产量及服务年限62.2.1 井田界限62.2.2 井田储量62.2.3 矿井年产量及服务年限62.3 井田开拓72.3.1 概述开拓方案72.3.2 井筒72.3.3 井底车场及硐室72.3.4 开采顺序及采煤工作面的配置92.4 采煤准备102.4.1 采煤方法102.4.2 采区巷道布置及生产系统4102.5 矿井运输、
7、提升及排水122.5.1 矿井运输122.5.2 提升设备122.5.3 排水设备143 矿井通风设计153.1 通风系统选择153.1.1 主要通风机的工作方法153.1.2 通风系统选择153.2 风量计算及风量分配163.2.1 采煤工作面实际需要风量9163.2.2 掘进工作面需要风量183.2.3 硐室需要风量183.2.4 矿井总风量计算193.3 采区通风设计203.3.1 采区通风系统的基本要求203.3.2 采区进、回风上山的选择213.3.3 回采工作面的通风系统223.4 掘进工作面通风设计243.4.1 掘进通风方法243.4.2 掘进工作面设备装置253.4.3 掘进
8、通风安全措施263.5 全矿通风阻力计算263.6 主要通风机选型313.6.1 选择主要通风机313.6.2 电动机选择353.7 矿井反风设计373.7.1 反风的目的意义373.7.2 反风方法选择373.8 矿井通风评价383.8.1 矿井吨煤通风电费383.8.2 矿井等积孔、总风阻384 安全技术措施与环保404.1 矿井安全技术措施404.1.1 防治煤与瓦斯突出管理制度404.1.2 瓦斯检查制度424.1.3 局部通风管理制度444.1.4 瓦斯抽放管理制度454.1.5 矿井防治水制度7484.2 矿山环保494.2.1 矿山水污染的防治的措施494.2.2 粉尘污染的防治
9、措施504.2.3 矿山噪音污染的防治505 结 论51致 谢52参 考 文 献531 绪 论1.1 矿井通风设计的国内外研究发展与现状煤炭是世界工业经济发展的主要能源，很早以前，就有采矿的历史，矿井通风史也随之产生。约在1640年，人们开始把进风和回风分开，以利用自然通风压力进行矿井通风。为了加大通风压力，1650年在回风路线上设置火筐，1787年又在回风路线上设置火炉，使回风风流加热。1745年俄国科学家发表了空气在矿井中流动的理论，1764年法国采矿工程发表了关于矿井自然通风的理论，成为矿井通风史上奠基的两篇论文。 1807年风量约200m3 /min，兽力活塞式空气泵，1849年转速约
10、95转/分，风量约500m3 /min的蒸汽铁质离心式扇风机；1898年电力初型轴流式扇风机相继投入使用。上世纪四十年代，矿井已使用功率为约1500kw和3000kw的电力轴流式和离心式大型扇风机。用于矿井的主要有离心式和轴流式两类通风机，以前全用离心式。由于轴流式通风机具有结构简单紧凑、体积小、重量轻，再者是工作效率高，尤其是大型轴流式通风机，效率可达85，三是有翼角调整装备，便于机械性能调节或进行反风这些优点，现在大部分矿井都采用轴流式通风机。随着生产的发展，对矿井通风的要求不断提高，也更具有合理性。如矿井供风量每人不少于4m3/min，在主要进风道、回风道、修理中的井筒和提升人员、物料的
11、井筒最大风速不能超过8米/秒。回采工作面、掘进煤巷和半煤岩巷最小风速不小于0.25米/秒等规定，这都为矿井的安全生产打下了基础。随着计算机的发展和广泛应用，矿井通风方面，已经可以利用电算技术确定矿井通风网络，并对其进行解算。主要是矿井通风状况的模拟与预测，通风系统改造方案的比较计算和风量分配与矿井阻力计算等方面。1.2 通风设计的目的和意义众所周知，井下风量不足会引起瓦斯积聚，工作环境温度升高，缺氧造成人员伤害等问题，而风量过剩也会导致不良的影响，如漏风量大，动力过度消耗，风流发生过度的冷却作用，巷道内矿尘飞扬，激发煤的自燃等。因此矿井通风设计合理与否对矿井的安全生产及经济效益具有长期而重要的
12、影响。矿井通风设计是矿井设计的主要内容之一，是反映矿井设计质量和水平的主要因素。其目的就是供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量和数量以符合国家安全卫生标准造成良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。矿井通风是各生产环节中最基本的一环，他是依靠通风动力将定量的新鲜空气沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足回采工作面、掘进工作面、机电硐室、火药库以及其他用风地点的需要，同时将用过的污浊空气不断的排出地面。对保证矿井的生产和安全，有十分重要的作用。随着矿井的开采规模逐渐扩大，井下的温度逐渐升高，瓦
13、斯含量的不断增加以及煤的自燃特性愈益加剧，合理的解决矿井通风问题就显得特别重要了。同时，矿井通风对于提高矿工的劳动效率，保证矿工的安全和健康，也是极为重要的。1.3 通风设计的依据和要求矿井通风设计是安全工程专业学过通风安全学、煤矿开采学等课程后，以及通过生产实习后进行的，其目的是巩固和扩大所学理论知识并使之系统化，培养学生运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高学生计算、绘图、查阅资料的基本技能，为以后能胜任工作奠定基础。设计时依据煤炭工业技术政策、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家制定的其他有关煤炭工业的方针政策等有关要求，力争做到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技
14、术，力争使自己的设计成果达到较高水平。2 基本概况2.1 矿井概况及井田地质特征2.1.1 井田概况1）位置九里山矿井位于河南焦作煤田东部，九里山南侧，西与演马庄矿相邻，东北与冯营矿相邻，西距焦作市18km。见图2-1。 图2-1 井田位置图Fig. 2-1 Jiulishan mine traffic location map2）交通九里山矿交通方便，矿井铁路专用线，从焦作矿务局安阳城集配站接轨，可以通过新焦铁路，直达全国各大城市，公路交通也方便，邻近矿井冯营矿、演马庄矿。3）地形与河流井田范围内，地形平坦。井田北缘有九里山，高出地面约70米。地表覆盖有第四纪黄土。地面有受雨水冲刷的深沟及农
15、田灌溉渠数条，沟深1-2米。深沟平时干枯，夏季雨后有短暂时间流水。有一河床，平时干枯，雨季有时有洪水，洪水百年一遇，洪水最高峰350立方米/秒的流量，在主井口洪水位正93.1米，洪水三年一遇，洪水最高峰450立方米/秒的流量，在主井口洪水位正93.25米。4）气象根据焦作市气象资料，焦作市属半大陆性气候，最高气温43.2度，最低气温-16.9度，每年7、8、9月为雨季，年最大降雨量为908.7毫米，正常风速为40米/秒。2.1.2 地质特征1）地质构造 本井田位于太行山余脉之南坡，呈单斜构造，岩层倾斜方向东南，倾角13.5度-16度。井田范围内基岩均被厚度80-210米的第四纪黄土及砾石层所覆
16、盖，井田无褶皱现象出现，皆为正断层，曾多沿走向方向发展，只有方庄断层、北碑村断层，以倾斜方向北30度出现。见表2-1。表2-1 主要地质构造Table2-1 main geologic structure序号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角 （度）落差（米）水平断距（米）位置及范围1马坊泉断层正北4555度东北西70321607000井田下部2方庄断层与北碑村断层正北30度东相反6010013010000井田东部大煤属于中灰分低硫分优质无烟煤，主要用作民用燃料和制造合成氨的造气原料，也能作为高炉喷吹和燃烧铁矿石的燃料，还能用于制造各种碳素材料，如炭电极，活性碳等。表2-2 煤的工业分析表T
17、able 2-1 coal feature list煤层名称原煤工业分析（%）最小-最大/平均水分灰分硫分挥发分发热量大煤0.16-2.927.16-52.190.29-1.436.36-20.968212-8489平均1.1118.200.458.9283522）水文地质以煤层位置和层次将含水层划分为两部分：顶板水和底板水。大煤以上统称为顶板水，包括冲积层、基研风化带和砂岩等含水层：大煤以下统称为底板水，包括第八层灰岩，第二灰岩和奥陶系灰岩等含水层。地下水总流向从西北向东南，水力坡度为0.3%，水位标高一般为+90米左右。顶板水根据地质报告为40m3/min，顶板水为10m3/min，矿井正
18、常涌水量为50m3/min。矿井最大涌水量为120m3/min。煤层特征见表2-2。表2-3 煤层特征表Table2-3 coal bed characteristic table煤层名称煤层厚度倾向倾角/ 围岩性质煤牌号硬度容重t/m煤层结构及稳定性最小-最大平均顶板底板大煤0.988.135.15东南13.5-16砂质页岩页岩和砂质页岩033-41.48稳定 简单3）瓦斯煤尘九里山矿瓦斯，根据大煤采样规定，和演马庄矿实测计算结果，应属超级瓦斯区，并有煤和瓦斯突出危险。煤尘无自燃和爆炸性危险。相对瓦斯涌出量为11.43立方米/吨。2.2 矿井储量、年产量及服务年限2.2.1 井田界限九里山井
19、田范围，西以十一勘探线为界，东至被碑村断层为界，被到大煤隐伏露头，南达西仓上断层为界。井田走向4.2-5.3 km，倾斜宽度为3-4.2 km，井田面积为17.50km。九里山井田内，有可采煤层两层，即大煤和小煤，但由于小煤分布不均匀，只是局部可采，因而九里山井田内，基本上属于单一煤层开采。2.2.2 井田储量表2-4 矿井工业储量汇总表Table 2-4 reserves summary煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C大煤3211.487991.6574203.1447545.64511748.789表2-5 矿井可采储量汇总表Table2-5 mine pit recov
20、erable resources collect the master list开采水平煤层名称工业储量矿井设计储量（万吨）矿井可采储量（万吨）永久煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断层煤柱境界煤柱构筑物煤柱其它煤柱工业场地煤柱井下巷道煤柱其他煤柱大煤35705717515231863182462622大煤817949822922948167426355925005015合计11749555404381481992895383850076372.2.3 矿井年产量及服务年限1）矿井工作制度矿井设计年工作日为330天，每天三班工作制，净提升时间为16小时。2）矿井设计生产能力1根据井田的煤层赋
21、存条件、可采储量和矿井的境界范围， 矿井设计为中型煤矿，年产90万吨，日产能力达到2795吨。3）矿井服务年限矿井服务年限根据下式计算：式中：T-矿井设计服务年限，a；ZK-矿井可采储量，Mt；A-矿井设计年产量，Mt/a；K-储量备用系数，K=1.31.5 第一水平的工业储量为2622万吨，按年产量为90万吨，储备系数为1.4计算，第一水平服务年限为21年。2.3 井田开拓2.3.1 概述开拓方案井田范围内，地表平坦，煤层埋藏深度较大，加之冲积层厚度达80216米，有流沙层，含水性大，无平峒及斜井开拓的可能，故本井田选用竖井开拓。矿井主付井井口及工业广场，布置在九里山南，大陆村东北侧。通风系
22、统类型为两翼对角式，两风井位于井田浅部边界的两翼2。矿井底车场及第一水平，设于-225米标高，井底车场设于大煤顶板岩层内，东西运输大巷设于岩层内，上部净岩柱不少于18米。第一水平布置两个采区，东翼、西翼各一个采区，矿井投产时两个采区同时投产，一个综采工作面，一个炮采工作面，互相交替开采3。第二水平在井田下部，设于-450米水平，第一水平与第二水平之间，用水平石门及集中下山联系。2.3.2 井筒井筒特征见表2-6。2.3.3 井底车场及硐室 1）车场形式的选择井底车场根据运轨，提升，排水改变后的实际情况，确定为环行立式车场。车场及峒室全部开凿于顶板岩石中，车场中副井底轨面标高为-225米。经计算
23、，表2-6 井筒特征Table2-6 well chamber characteristics井筒名称主井副井西风井 东风井井口坐标X(m)3909101.214390993839087003910785Y(m)446285.807446296444850446125Z(m)+93.5+93.3+94.7+100.9用 途提煤混合回风回风提升设备箕斗罐笼（有梯子间）（有梯子间）井筒倾角/90909090断面形状圆形圆形圆形圆形支护方式混凝土混凝土混凝土混凝土井筒壁厚/mm500500500500提升方位角/11930井塔-井筒深度/m318318.3125.6127.7断面积净/m228.27
24、28.2712.5612.56掘/m238.4838.4819.6319.63井底车场的通过能力是富裕的。2）井底车场的硐室车场内设有：井下泵房变电所硐室及通道，井底车场水仓，主排水泵硐室，管子道、等候室、信号室、推车机硐室、井下炸药库及通道、消防器材库、电机车库及修理间硐室、以及井底水窝潜水泵硐室和清理水仓绞车房等硐室。由于矿井的井架、井筒、巷道、井底、井底车场及运输大巷，均由混凝土及钢材等不易燃材料构成，而且井底车场的火药库、泵房、变电所均设有防火栅栏两用门，因此，在井筒、井底车场设防火门意义就不大了。井底车场两翼设有32kg/水闸门，一旦发生突水，排水能力不足时，可迅速关闭水闸门，保护泵
25、房、变电所及井底车场所有硐室。由于本矿设计的管子道与罐笼垂直相交，在发生事故时，无法增援和外运排水设施，所以，管子道内不铺设轨道。为解决这一问题，在井底车场两翼，分别设有水闸门，在排水能力不足时，关闭水闸门，由副井增援或外运排水设施的。所以，井底车场不设防火硐室及密闭门，管子道内不铺设轨道。水仓分内水仓、外水仓，容量为9000m3。均布置于井底车场附近的顶板岩石中。水仓用人工方式清理。井底煤仓的型式、容量及清理运煤方式：井地煤仓为直径6m的圆筒煤仓，容量464吨，煤由漏斗进入箕斗经主井提至地面。井底车场的支护方式及支撑材料：由于巷道密度大，地质条件复杂，小断层多，岩石松软破碎，除在岩石好的情况
26、下采用锚喷支护外，一般均为混凝土。井下炸药库为壁槽式，容量1960kg，位于井底车场副井绕道左侧，有条进风道，新鲜风流经炸药库后，回风经回风巷，进入专用回风巷。见图2-2。 图2-2 井底车场平面图Fig.2-2 mine shaft station horizontal plan2.3.4 开采顺序及采煤工作面的配置1）开采顺序在井田范围内，采区范围的区段开采顺序为下行式，即先采上区段，后采下区段。区段内煤层采用分层下行开采，先采上分层，后采下分层。2）采煤工作面的配置为实现高产高效，低成本、低坑耗，符合一矿一井一面或两面的发展趋势，降低开拓及生产巷道掘进率，简化生产系统，使矿井朝高度集中、
27、简单可靠的方向发展，设计矿井一个综采工作面和一个炮采工作面。采区走向长2500米，一个综采工作面（或者一个炮采工作面）和两个煤巷掘进工作面。综机工作面采用MLSS3-170型调高双滚筒采煤机。该机生产能力为0-780吨/小时，采高使用于1.6-3.0米，截深为0.6米，牵引速度为0-9.3米/分，该机构造简单，操作方便，性能良好，生产能力大、外型小，除尘系统可靠等优点，为此综采工作面采用MLSS3-170型机组为理想的采煤机。由于MLSS3-170型采煤机本身带有弧型挡煤板所以工作面可以实现机械化装煤，不需要专门的装煤设备。炮采工作面采用单体液压支柱，正悬臂齐梁直线柱布置，控顶距为2.4-3.
28、2米，即最小控顶距三排支柱，最大控顶距为四排支柱，每推进一排放一次顶，采用刮板输送机将煤运出。2.4 采煤准备2.4.1 采煤方法九里山井田，依据地质报告提供的依据，大煤为该井主要可采煤层，分布稳定，结构简单，为中灰，低硫，高强度无烟煤。煤厚0.92-8.13米，平均厚度为5.15米。大煤直接顶板为粉砂岩，厚0-30米，一般厚度5米左右。属于2-3级顶板。大煤底版为粉砂岩，局部具有砂岩矽质结核，大煤距九层灰岩10米左右，煤层倾角13.5- 16。根据煤炭工业设计规范和该井田煤层赋存条件，决定采用走向长壁，倾斜分层，下行垮落采煤法进行回采。2.4.2 采区巷道布置及生产系统4矿井采区上山设计为三
29、条：轨道上山、胶带运输机上山和回风上山。由于水文地质条件复杂，均布置在顶板岩层内，距煤层六米。基本呈水平布置。中间为运输巷，两边或者是轨道巷或者是回风巷。见图2-3。采煤工作面日产量= Q综日+ Q炮日=1850+945=2795t采煤工作面年产量= Q综年+ Q炮年=61.05+31.18=92.23万吨3）巷道支护形式，掘进工作面个数，采掘比例关系巷道断面尺寸的确定是以所通过的机器最大外型尺寸，通风量大小来决定的，综采工作面上顺槽除通过运料车外设有大型设备，因而选用2.42.4矿用工字钢支架进行巷道支护。下顺槽由于除要装有SZQ-75型转载机外，还需要可供移动的变电站用轻便轨道，因而选用3
30、.6米长梁2.6米长柱的矿用工字钢支架，进行支护。炮采工作面上顺槽用2.22.2矿用工字钢支架，下顺槽用2.42.4矿用工字钢支架。掘进工作面：全井配有四个煤巷掘进工作面，11采区、12采区各两个，采掘比例为大致为1:2。第一水平中期，为了接替顺利，在二水平增加两个岩巷掘进工作面。4）采煤工作面煤炭运输工艺流程（1）回采工作面：工作面（刮板运输机）-顺槽（胶带或刮板运输机）-集中巷（胶带运输机）-上山（胶带运输机）-大巷（胶带运输）-主井胶带运输巷-箕斗-地面受煤仓。（2）掘进工作面：工作面（仓式列车）-集中运输巷-胶带运输机上山-胶带运输大巷-主井底斜胶带运输巷-箕斗-地面受煤仓。2.5 矿
31、井运输、提升及排水2.5.1 矿井运输东西两翼分别开皮带运输巷和单轨运输巷，因两翼运输任务基本相同，经技术经济比较，分别采用SPJ-型800型皮带机运输。矸石、材料设备、掘进煤及杂煤等，仍采用蓄电池电机车运输。但机车台数为3台，2台运转，1台检修。机车运输为单轨巷道，巷道坡度4，矸石运往副井，提升至地面排至矸石山。2.5.2 提升设备主副井为一对立井，井筒直径为6m，主井井口锁口标高+93.5m，井底轨面标高-224.5m，井架箕斗卸装标高+106.44m，井底箕斗座标高-209.5m。井筒深度318m。提升高度315.49m，采用一对8 m3（6吨）箕斗提煤，并采用静水压拉紧装置密封钢丝绳罐
32、道。副井井口锁口标高+93.3 m，井底轨面标高-225m，井筒深度和提升高度318.3m，采用一对一吨双车单层多绳提升罐笼，绳尾为7418-130型扁钢丝绳。并采用球扁钢固定灌道。1）主井提升主井装备一对8 m3（6吨）箕斗，专供提煤用。提升设备选用一台ZJK-3.51.7/15.5提升机，其规格如下：卷筒数量： 2个卷筒直径： 3500卷筒宽度： 1700钢丝绳最大静张力： 17000钢丝绳最大静张力差：11500减速比： 1：15.5配用YR143-39-12型电动机，电压为6KV，容量为630KW，转速为491转/分。选用TKD-1286型交流传动控制设备，带动力制动。提升绳采用619
33、+1-37-170-I-ST型钢绳，直径37，重量4.6/ m。最大绳速5.8 m/s，年提升能力144MT为设计年产量的160%。提升信号采用声光双重信号，转发直发两种方式。2）副井提升设备副井装备一对一吨双车单层多绳提升罐笼，专供提升人员、物料和矸石。提升设备采用JKD-1.854型多绳轮绞车，其减速比为8.8,最大绳速5.8 m/s，配备ZD2-152-18型直流电机，其容量为400瓦，电压440伏，转速为500转/分。附全套电动发电机组的电控设备。所采用的一吨矿车单层双车多绳罐笼，其平面规格为45001400毫米，并采用等重尾绳平衡系统，主绳采用三角股钢丝绳，其规格为：6 20+1-2
34、1-170-特-Z（S）-T-b-乙左右捻向各两条，重量1.87公斤/米，尾绳采用扁钢丝绳两条，规格为：7418-130型。钢丝绳对衬垫的摩擦系数采用0.2，围抱角180度，罐笼自重约5吨。提升高度318.3米，计算结果如下：最大静张力：1232016140公斤最大静张力差：36723680公斤衬垫压力：15.220公斤/平方公分静防滑安全系数：1.971.75动防滑安全系数：1.51.25防滑允许加速度：0.950.5公尺/秒防滑允许减速度：4.40.7紧急制动力：3.2632.5.3 排水设备根据地质报告，预计矿井正常涌水量50立方米/分，以及比邻矿井演马庄突水情况，经研究确定矿井最大涌水
35、量为120吨/分。鉴于该矿水量较大，在万一突水时能在水中运转的潜水泵较为适宜，但在付井底的安装有困难，因此，研究决定普通卧泵和潜水泵混合排水方式排水比较合理。1）潜水泵3台，一台使用，一台备用，一台检修。安于主井底水窝，每台泵配一趟419毫米管路直接排出地面。潜水泵规格：水量20吨/分1200吨/时扬程：360米容量：1600瓦2）卧泵15台，8台适用，5台备用，2台检修。安于主泵房内，配备6趟419毫米管路，经管子道由副井排出地面。卧泵规格：水量：7吨/分420吨/时扬程：360米电动机：JSQ158-4680瓦6000伏3 矿井通风设计3.1 通风系统选择九里山井田大煤属优质无烟煤，煤层赋
36、存稳定，倾角13.5度16度，煤厚平均5.15米，冲积层较厚，属于煤与瓦斯突出矿井，采区相对瓦斯涌出量为11.43m3/t，煤尘无爆炸性，煤层无自然发火期，设计年产量90万吨。由于矿井服务年限较长，考虑到通风及设备选型，矿井所需风量和风压的变化等因素，分为两期进行设计5。第一水平为前期，走向长5000米，倾向长1000米。第二水平为后期，考虑到开采深度及通风路线长度的增加，原定再上一个风井，为混合式通风，以满足通风需要。3.1.1 主要通风机的工作方法抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态，当一旦主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；压入式主要通
37、风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。采用压入式通风时，须使矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。根据本矿的实际情况，瓦斯含量大，易突出，是不宜采用压入式通风的。因此，确定通风机工作方法为抽出式通风。3.1.2 通风系统选择根据矿井瓦斯涌出量，矿井设计生产能力，煤层赋存条件等因素，考虑两种可行方案，分别是中央边界式和两翼对角式。中央边界式的适用条件是：煤层倾角较小、埋藏较浅、走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重的矿井，采用中央边界式是较合理的。它与中央并列式相比，安全性要好，通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦
38、斯、自然发火的管理工作是较有利的，且工业广场没有主要通风机噪音的影响。两翼对角式的适用条件是：煤层走向长度超过4km，井型较大，煤层上部距地面较浅，瓦斯和自然发火严重的矿井，采用两翼对角式比较适宜。3.3 采区通风设计3.3.1 采区通风系统的基本要求在一般情况下，一个矿井总是同时有几个采区进行回采和准备。从通风的角度来看，每一个釆区就是矿井通风系统中的一个独立的通风区域，它们各自与矿井的主要进风巷和回风巷相连通，是矿井通风系统的主要组成单元，是采区生产系统的重要组成部分，它包括采区进风、回风和工作面进、回风巷道组成的风路的连接形式及采区内的风流控制设施。采区通风系统主要取决于采煤系统(采煤方
39、法)，但又能在-定程度上影响着采区的巷道布置系统。其合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故时的风流控制，生产的顺利完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全状况。完备的采区通风系统应能有效地控制采区内的风流方向，风量和风质，采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。为此，采区通风系统应满足下列基本要求：（1）每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。煤层群或分层开采的每个上、下山采区，采用联合布置时，都必须至少设置一条专门的回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁将一条上、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。（2）保证风流流动的稳定性，在采
40、区逆风系统中应尽量避免或减少角联通风。（3）通风系统力求简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤走人员。（4）采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。有特殊困难必须串联通风时应符合规程有关规定。（5）煤层倾角大于12的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，并须遵守下列规定：采煤工作面的风速，不得低于lm/s；机电设备设在回风巷时，其风流中瓦斯浓度不得超过1%，并应装有瓦斯自动检测报警断电装置；进、回风巷中，都必须设置消防供水管路。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。（6）采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。水采工作面由采空区和冒落区回风时，必须
41、使水采工作面有足够的新鲜风流，保证水采工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和CO2浓度都必须符合规程规定。（7）采空区须及时封闭。随着回采工作面的推进，通至采空区的风眼须逐一封闭，采区结束后，至多不超过一个月，必须设密闭全部封闭采区。（8）机电硐室须设在进风流中。硐室深度不超过6m，入门宽度不小于1.5m者，可用扩散通风。个别机电硐室经矿总工程帅批准，可设在回风流中，但其中瓦斯浓度不得超过0.5%，并应安装瓦斯自动检测报警断电装置。（9）改变采区通风系统时，应报矿总工程师批准。掘进巷道与其它巷道贯通前，通风部门必须做好调整通风系统的准备工作，贯通后须立即调整系统，防止瓦斯积聚，待风流稳定后，才可恢复
42、工作。（10）采掘工作面空气温度不得超过26；机电硐室不得超过30。3.3.2 采区进、回风上山的选择对于薄及中厚的缓倾斜煤层，我国广泛采用走向长壁采煤法。厚煤层则多采用倾斜分层走向长壁采煤法或放顶煤开采，开掘采区下、下山联络回风大巷及运输大巷。从生产角度出发，采区至少有两条上山，一条为运输上山，另一条为轨道上山，两条上山即为采区内的进、回风巷道。可以采用运输上山作进风道，轨道上山作回风道；也可以采用轨道上山作进风道，回风上山作回风道。有些大型矿井采区走向比较长，当采区生产能力大、产量集中、瓦斯涌出量大时可以采用三条上山。除上面两条上山外，有一条专门的回风上山，供通风、行人之用。这样按标高布置
43、这三条上山成为“品”字形巷道布置，专用回风上山(巷)在上面，并且在其他两条上山的中间，运输上山和轨道上山均为进风巷道，主要是靠专用回风上山(巷)回风。煤矿安全规程第113条规定：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。对于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井或一般矿井只要采区走向和倾斜较长，瓦斯涌出量较大，为安全起见，常用“品”字形布置三条上山。但九里山矿由于矿井水文、瓦斯地质条件，其中轨道上山、运输上山和回风上山均布置在顶板岩层内，呈水平状11。见图
44、2-3。3.3.3 回采工作面的通风系统采煤工作面通风系统是矿井通风系统的子系统。回采工作面，是井下采煤的工作地点，又是井下人员最集中的地点，因此它的通风系统的好与坏对矿井安全生产有直接影响。采煤工作面通风系统是由进、回风巷(顺槽)、工作面、采空区和通风设施等构成。它包括采煤工作面的通风方法、风流流动形式、通风方式和采空区漏风方式等。采煤工作面通风方法是指采煤工作面采用正压、负压或混合式通风。当采煤工作面无辅助扇风机时，它取决于矿井通风系统的通风方法。回采工作面的风流流动形式是指工作面采用上行风和下行风。上行风是煤矿采用最广泛的风流流动形式，适用范围很广。从国内外采用下行风的经验看，对降低气温
45、、减少工作面瓦斯浓度等都有积极作用但采用下行风必须遵守煤矿安全规程相关规定。采煤工作面的通风系统由釆煤工作面的瓦斯、温度和煤层自然发火等因素所确定的，主要是指采煤工作面的进、回风巷的布置方式和数量。1）采煤工作面的通风方式根据矿井瓦斯、水文地质条件，采区布置等因素，工作面通风系统有U型与Z型两种方案可供选择。现将各种方案优缺点加以比较:这二种采煤工作面通风系统有一条进风巷道和一条回风巷道。U型后退式通风系统在我国使用比较普遍。其优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面采空区漏风小，风流稳定，易于管理等；缺点是上隅角瓦斯易超限、工作面进、回风巷要提前掘进，维护工作量大。可以在工作面上隅角安设导风设施或采用抽放瓦斯的措施，也可采取改变工作面通风系统来解决上隅角瓦斯易超限问题。前进式通风系统的维护工作量小，不存在采掘工作面串联通风问题，在巷旁支护好、漏风不大时，有一定优越性。采用前进式U型通风系统的工作面的采空区瓦斯不涌向工作面，而是涌向回风平巷。采用Z型后退式通风系统的工作面的采空区瓦斯不会涌入工作面，面是涌向回风巷，工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯，但进风侧不能抽放瓦斯。采用Z型前进式通风系统的工作面的进风侧
