第四章 建井辅助系统

第四章建井辅助系统第一节提升运输一、提升方案的选择本矿井开拓采用平硐——下山开拓，设主井、副平硐两个井同筒，主、副井高差大约为30m。

主井按倾角14°掘进至与副平硐标高一致后，采用机轨合一布置。

因此设计，主井掘进时采用JD-55调度绞车进行提升运输；副平硐采用CDXJ-8J隔爆型蓄电池电机车进行运输。

轨道、回风上山斜井掘进的提升运输，因受风井场地的地形地貌限制，所以设计采用矿车提升。

二、提升设备选型1、计算资料（1）轨道上山倾角a＝18°，斜长L＝1003m（2）巷道断面S＝15.2㎡，全岩掘进，按日成巷4m计，日出矸量为60.8m3（3）全天净提升矸石时间按6小时计，每小时提升量为A S＝1.8×60.8／6＝18.24t/h2、矿车容量的选型考虑卸载点的位置，卸载方式与卸车设备需灵活和简单，因此选用翻斗式矿车其容量为V＝0.7m3，自重Q k＝710Kg最大装载量Q max＝γV＝1.8×103×0.7＝1260Kg有效装载量Q＝C m Q max＝0.85×1260＝1071 KgC m——矿车装满系数3、一次提升矿车数计算（1）一次提升循环近似时间T j＝2L sb／V0＋2L x／V0＋2L／V p＋2θ1L sb, L x——分别为上、下车场长度，取15mmV0——矿车组通过上、下车场的速度，因上部平车场采用人力推车，取0.8m/sV p——平均提升速度，根据《煤矿安全规程》规定，矿车提升物料时速度不得超过5 m/s。

因此V p＝0.9×4＝3.6 m/sθ1——摘挂钩时间，取45 sT j＝2×15／0.8＋2×15／0.8＋2×1003／3.6＋2×45＝722.2 s（2）一次提升矿车数N＝AsT j／3.6Q＝18.24×722.2／3.6×1071＝3.42取N＝4矿车连接器的选择：矿车连接器的选用必须符合《煤矿安全规程》的相关规定。

4、钢丝绳选择计算P s＝[N(Q max＋Q k)(Sina＋f1Cosa)]／[110σ/m－L0′(Sina＋f2Cosa)]f1——矿车运行阻力系数，取0.01σ——钢丝绳中钢丝的公称抗拉强度，取155Kg/mm2L0′——提升最终距离，取1056mF2——钢丝绳移动时的摩擦阻力，取0.25m——钢丝绳安全系数，根据《煤矿安全规程》取6.5Ps＝[4(1260＋710)(Sin18＋0.01Cos18)]／[110×155/m－1056(Sin18＋0.25Cos18)]＝1.227Kg/m根据计算选用Ф20.5的6×7同向捻的提升钢丝绳钢丝绳安全系数校验m′＝Q P／[N(Q max＋Q k)(Sina＋f1Cosa)＋P s L0′(Sina＋f2Cosa)]＝24700／[4(1260＋710)(Sin18＋0.01Cos18)＋1.259×1056(Sin18＋0.25Cos18)] ＝7.6＞6.5 符合规程规定5、提升机选择（1）提升机滚筒直径D j≥60d s＝60×20.5＝1230mm，选D j＝1600mm（2）卷筒宽度B≥[103(L t＋L s)＋(3＋4)πDj](d s＋ε)／n cπD PLt——提升长度，Ls——试验长度，取30mε——钢丝绳圈间隙，取3mmn c——钢丝绳缠绕圈数，取4D p——钢丝绳的平均缠绕直径，D p＝D j＋(n c－1)d s＝1661.5mmB≥[103(1010＋30)＋(3＋4)×3.14×1600](20.5＋3)／4×3.14×1661.5＝1211mm，取B＝1500mm（3）最大静张力F j＝[N(Q max＋Q k)(Sina＋f1Cosa)＋P s L0′(Sina＋f2Cosa)]g＝[4(1260+710) (Sin18＋0.01Cos18)＋1.259×1056(Sin18＋0.25Cos18)]×9.8＝31.723 KN 所以，根据上述计算，选用GKT1.6×1.5-2.0加宽型矿井提升机，其最大提升距离为1130m，最大静张力为44.13 KN。

（4）电动机功率选择N′＝K b F j V／100ηK b——电机备用系数，取1.2η——传动效率，取0.85N′＝(1.2×31.723×4)／(100×0.85)＝179.1 KW因此，选用功率为185KW的电动机。

回风上山的延深与轨道上山较接近，故选择同一型号提升机。

第二节建井期通风矿井建设期间的通风，是影响建井速度与工人健康的重要环节，在某些情况下（如瓦斯突出矿井的石门揭露煤层时）甚至可能成为影响建井工期的关键因素。

因此，建井期通风必须周密安排，合理设计各阶段的掘进通风，加强管理，确保建井工程顺利进行，又要使各阶段间街接方便，尽量减少通风设备和设施的变动。

现就不同建井时期的通风方式、风量、风压计算、风机选型等方面的设计进行论述。

一、井筒开凿及10901工作面顺槽施工期间1、通风方式本矿井为高瓦斯矿井，主、副及平硐、区段石门施工期间均需穿越煤层（或煤线）或沿煤层掘进，根据《煤矿建设安全规定》有关规定，该期间均采用压入式通风，即在地面各设置一台局部扇风机，向掘进工作面通风。

2、风量计算该期间各掘进工作面的风量，在按瓦斯涌出量计算的基础上，考虑炸药用量、局部通风机实际吸风量、风速和人数等等因素，综合选取。

Q掘=100·q瓦掘·K掘通式中：Q掘——掘进工作面的实际需要风量，m3/min；q瓦掘——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，m3/min；K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取K掘通= 1.5；根据《玉舍煤矿中井初步设计》，该期间预计掘进工作面（按煤层巷道）需要风量为Q掘=12～14 m3/s。

3、风机选型经计算，采用压入式通风，掘井工作面最大需要风量为14 m3/s，选用FD-1型2×45KW 对旋式局部通风机。

二、施工1530m水平井底车场、10901工作面试生产期间1、通风方式该时期矿井永久通风系统已形成，10901工作面、主、副井、回风及轨道井均可利用永久通风系统进行全负压通风。

1530m水平井底车场及其它掘进工作面均采用局扇供应新鲜风流。

2、风量计算井下用风地点的实际需要风量为：工作面风量23m3/s；一个综掘面14m3/s；两个普掘面12m3/s；硐室计5m3/s ；水仓泵房2m3/s；瓦斯抽放巷6m3/s；备用工作面8m3/s；其它地点4m3/s；总需风量按1.2的通风系数=67m3/s，Q难=89m3/s。

为Q易3、负压计算经计算，通风容易时期井下总负压为525Pa；通风困难时期负压为1619Pa。

三、临时通风系统与永久通风系统的接续过渡矿井移交生产前，必须形成设计要求的完整的矿井通风系统，并开动永久主扇代替临时主扇。

在此之前，主、副井、回风、轨道斜井以及10901工作面顺槽掘进施工均采用局部扇风机进行压入式通风，当临时通风系统向永久通风系统接续过渡时，需要做适当的调整，不少通风构筑物要拆除或修筑。

为了完成永久通风系统的顺利过渡，应做好下列工作：(1) 主扇的安装、检查、测试和试运转。

(2) 主扇装备齐全，必须验收合格。

(3) 完成井下新建的通风工程，拆除临时通风系统，如风门、风墙。

(4) 充分估计主扇更替后可能出现的问题，画出主扇更替前后的通风系统图，找出可能出现的循环风、瓦斯积聚、风向变化地段，制定安全措施，确保安全。

(5) 主扇更替时，要有周密的分工，除有值班员待命外，要通知井下所有受影响地段人员，要尽量缩短更替过程。

(6) 永久主扇运行后，对井下风量应进行一次全面测定，发现问题及时解决，并组织一次主扇性能鉴定。

四、建井通风技术管理及安全措施健全通风业务组织，加强通风技术管理是搞好通风的关键。

在实际施工中，往往由于通风无专人负责或管理不善而导致重大事故。

1、按照通风施工组织设计和施工进度，及时形成或调整通风系统，防止出现循环风或通风系统混乱等情况。

2、加强局扇通风管理，掘进工作面局扇通风必须保证扇风机设置在进风口侧新鲜风流处，防止产生循环风。

风筒出风口应随工作面掘进及时移动，确保掘进工作面有足够风量。

3、加强瓦斯管理，建立正常的瓦斯检查制度，预防瓦斯积聚；每班作业及放炮前，必须先测瓦斯浓度，若瓦斯超限，须先撤出人员，暂停井下作业，加大风量，查明瓦斯浓度超限原因，瓦斯浓度恢复正常后才能入井作业。

4、主、副井、平硐、区段石门施工将穿过M9、M18、M40三层主要煤层及不可采的煤线，本矿井属高瓦斯矿井，为确保安全施工，揭开煤层时，必须严格按《煤矿安全规程》、《煤矿建设安全规定》、《揭煤施工技术安全措施》等有关规程、规范的规定执行，编制专门的安全措施。

⑴及时打钻孔掌握煤层赋存条件和瓦斯情况必须按掘进工作面距煤层的准确位置，在距煤层垂直距离10m（地质构造复杂、岩石破碎的区域20m）之外至少打2个前探钻孔，掌握煤层赋存条件、地质构造、瓦斯情况等，钻孔超前工作面的距离不得小于5m，并有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯。

岩巷掘进遇到煤线或接近地质破坏带时，必须有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯，发现瓦斯大量增加或其他异状时，必须停止掘进，撤出人员，进行处理。

⑵测定煤层瓦斯压力等有关参数、预测或验证煤层的突出危险性根据《煤矿安全规程》第一百七十六的规定，新井建设期间必须根据揭穿各煤层的实际情况重新验证煤层的突出危险性。

依据打钻所掌握的煤层赋存条件，在工作面距煤层法线距离5m以外，至少打2个穿透煤层全厚的或见煤深度不少于10m的钻孔，测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其它与突出危险性相关的参数，以便重新验证煤层的突出危险性，采取相应的防范措施。

测定煤层瓦斯压力时，钻孔应布置在岩层比较完整的地方。

对近距离煤层群，层间距小于5m或层间岩石破碎时，可测定煤层群的综合瓦斯压力。

⑶打瓦斯排放钻孔或震动性放炮根据瓦斯压力测定结果，按照有关规定选择揭煤方法，并采取相应防护和安全措施。

当预测为突出危险工作面时，必须采取防治突出的措施，经验证措施有效后，可用远距离爆破或震动爆破揭穿（开）煤层；若检验措施无效，应采取补救措施直至有效。

当预测为无突出危险工作面时，可不采取防治突出措施，直接采用远距离爆破或震动爆破揭穿。

5、煤巷、半煤岩巷及有瓦斯涌出岩巷的掘进通风方式都应采用压人式。

安装和使用局部通风机和风筒必须遵守《煤矿安全规程》第一百二十八、一百二十九、一百四十一条的规定执行。