于海洋说明书本是根据铁法小康矿具体地质条件对其开拓系统进行简单规

时简单地对主要扇风机的以及预防性灌浆防灭火密闭墙进行了设计，制订了矿煤矿瓦斯是煤层伴生物,主要成分是甲烷,,3种煤矿瓦斯开发方式及其产气特点,阐述了国内外瓦斯发电现状,,煤矿瓦斯发电需要解决的“技术安全、瓦斯浓度的适应性和压力的变化、九项专有的关键技术。并介绍了瓦斯发电及以矿井井下降温为的热电冷联供技术。介绍了煤矿瓦斯发电技术、热电冷联供技术及相关工程的实践经验。小康矿虽然是低瓦斯矿井可依然可以进行综合利用，进而能得到更大的节约能源提高经济效益。Ironlawofthisthesisisbasedonthespecificgroupofwell-minegeologicalconditions,itssimpletoopenuptheplanningsystem,includinggeologicalconditionsofthemine,miningareaclassification,roadwaydesignandlayoutandminingmethodsandotherdesigns.Mainlyforitsdesignofmineventilationsystems,includingtheidentificationandmethodsofmineventilation,airvolumerequiredforJisuan,winddistribution,thecalculationofairandtheselectionofmineventilationequipmentandventilationFeiyongofsimplecalculationandsoon.AtthesametimesimplyonthemainfanofthediffuserandthepreventionofFirePreventionandconfinedwallgroutingwasdesignedtodevelopaminedisasterpreventionandtreatmentprograms.Coalseamgasisassociatedwithbiology,themaincomponentismethane,abundant,andnaturalgasreservesconsiderable.Developmentandutilizationofcoalminegasissafe,energysaving,environmentalprotection,efficiency,andsoimportant.Describesthreekindsofcoalminegasandgasdevelopmentmodecharacteristicsofgasgeneratingsetstatusathomeandabroad,andthegasturbineandgasengineapplicationconditionswerecompared,proposedcoalminegaspowergenerationneedtoresolve"technicalsafety,gasconcentrationofadaptationandpressurechanges,nineproprietarykeytechnologies.andintroducedtheundergroundcoalminegaspowergenerationandtocoolthecoreCCHProducedacoalminegaspowergeneration,thermoelectriccoolingbythetechnologyandassociatedworkspracticalexperience.Wellminealthoughminecanlowergasutilizationisstillavailable,andthusgreaterenergysavingscanincreaseeconomicefficiency.Keyword:Developsystems;Ventilationsystem;Gasgeneration;Well前 矿区概述及井田特 矿井概 行政隶 设计开发历 地质概 地质地 煤层特 小康煤矿地层综合柱状 地质构 瓦 煤 水 地质勘 井田境界、储量、服务年限及工作制 井田境 边界矿柱留设尺 储量计 矿井的年产量、服务年限及一般工作制 矿井的年产量及服务年 矿井的一般工作制 井田开 井筒形式及井筒位置的确 井筒形式的确 井筒数目及位置的确 井筒参 开采水平的设 水平划分的原 水平数 水平大巷的布 采区划分及开采顺 采区区域划 开采顺 开采水平与回平及井底车场形式的选 开采水平与回 井底车场形式的选 井底车场硐 各系统简 系 通风系 行人系 运料及排矸系 排水系 采区开采顺 采煤方 采煤设备的选 回采工 循环方式选择及循环图表的编 循环方式的确 工人出勤 机电设备 技术经济指标 矿井通 矿井开拓概 矿井通风系统的确 通风方式的选 通风方法的选 通风网 矿井风量计算和分 矿井总进风 回采工作面所需风 掘进工作面所需风 硐室所需风量的计 其它巷道所需风 风量分配依 分配矿井总风 矿井通风阻 计算的原 计算摩擦阻 确定通风容易时期和时 矿井通风总阻力和等积孔计 选择矿井主要通风设 确定主要通风机风量及风 选择主扇，确定主扇的工况 电动机的选 概算矿井通风费 主要通风机运转耗电量计 吨煤通风电 矿井安全设施施工设 风机附属装置—的施工设 预防性灌浆防灭火密闭墙设 矿井预防与处理计 矿井瓦斯事故防治措 矿井水灾事故防治措 事故处理方 避灾路 矿井瓦斯综合利 矿井瓦斯的概 甲烷的性 瓦斯在煤层内存在的状 瓦斯发电现状与前景分 瓦斯利用的主要途 瓦斯发电的应用经济分 煤矿瓦斯开发现 煤矿瓦斯发电现 煤矿瓦斯发电关键技 煤矿瓦斯发电设备应用比 煤矿瓦斯发电技术难 煤矿瓦斯发电关键技 瓦斯发电的工艺流 系统分 高浓度瓦斯发 低浓度瓦斯发 矿井热害治理现状及措 非制冷空调降温措 机械制冷降温措 空调式降温技 冰冷式降温技 余热吸收热电冷联供技 溴化锂吸收式制冷 瓦斯发电站余热制 瓦斯发电及热电冷联供综合自动化控制技 控制系统结构及控制方 控制功 瓦斯发电热电冷联供工程主要流 瓦斯发电的制约因 结 致 参考文 附录 附录 会发展的基础因为我国煤炭工业有90%是开采井业经常需要与水火瓦斯、煤尘和顶板事故作，而采掘地点也在不地移动和更替，这给带来。断改善井下劳动条件，消除各种影响矿工展。为-400m，回平标高-398m。二零零六年八月矿井核定生产能力270万t/a，矿井剩余服337~910级，2~37、8、9801.4mm，544.4mm346.1mm（19848月0633.3℃，最低气温-32.61.45m。67130203国道。设历时四十个月。矿井设计能力为150万t/a，属大型矿井，设计服务年限70a。一九九二煤层特煤层特征1~18个自然分层组成8~14个自然分层结构复杂变化规律：小康煤矿地质构造特征以总体为一北西西,倾向近南的单斜构造,发育有宽缓褶曲7°左右。褶曲以背斜为主，为北翼较缓南翼较陡的不对称褶曲，自西向东有倾伏再现S0°～6°过渡地段较陡一般为8°～12°近似箱型矿井内断层以北北西向为主多分布在背向斜转折部位还有一些北东的断层分布在东南部北西的断层分布于西北部。133200770.96m3/t5.46m3min，属于低瓦斯矿井。虽为低瓦斯矿井，但由于小康煤矿自燃发火期较短，个别地点瓦斯涌出异常，所以仍按高瓦斯矿井管理。煤尘指数2007年7月鉴定为41.75，具性。煤尘主要来源于回采落煤，打眼放，煤炭装运等到生产环节造成，煤尘生成量30~100mg/m3，经洒水消尘处理，煤10mg/m3，属高煤尘矿井。（李家河未流经矿井而中北部和部则有许多人工（主要有一道河二河（140km2900万m383.5m81.0m16800m，最小270m300~400m1~4线，线距720~800m；西侧12~14线，线距470~520m。矿井勘探线距较小，如4~12线，线距270~400m。应当，在1~4线间的浅部地段，也有个别加密钻孔。13勘探线以西410~560m560m线间尚有数孔分布，只是在深部线距略大。小康矿矿井南界东段以最低可采边界为界，中段以F2断层为界，西段以F3号断层为边界矿柱留设30m煤柱[1]10m8m。将整个采区分为三个部分分别计算各个面积的的储量,1.31.北翼面积.49132.南翼面积.46973.西翼面积.1993--采区内煤层倾角

Z采区面积煤厚煤容 cos

（2— 6018414.4697 cos 3644355.19935.2 cos 35351142488

483434.975.21.3cosZ2（采区边界煤 （2—即

Z

）cos2ZZZ1Z299552110万吨/年不仅是可行的，也是合理的，理由如下：1层、118807.1110万吨/年的生产1109955万t9213万tT Z （3—A式中：K储量备用系数，K=1.3～1.5。设计中取最小值，生产中按实际可调。A—矿井生产能力，110万吨/年Z可—T矿井服务年限

T=Z可

AK 64.4矿井的年工作日数：300每昼夜提升时数：14了工力劳动，提高了工作效率。井筒形式的确本井田为隐伏煤田，煤层同期存于－154m～－634m512升，施工工期长，压煤多，所以经方案较采用立井单水平开拓方式。矿井水平标设在－400m水平井底车场及大巷均布置在煤层底板较坚硬的岩层里采用立井开符合《设计规范》规定。井筒数目及位置的确本矿年产量110万吨，属大型矿井，在开拓时，决定采用三个立井：主井、副井和a有利于第一水平的开采，并且兼顾其它水平，有利于井底车场布置和主要大巷bcde工业场地应充分利用地形,有良好的工程地质条件,并避开高山、低洼地和采空区,受塌陷、滑坡和洪水f工业场地宜少占农田,g水源、电源较近,矿井设在铁路线路、道路布置合理煤层分布，选择较井田的位置布置主井和副井。故井口位置选定在井田281号孔井筒参表4- Tab.4-1pitshaftofthe直径断面净断面积 NN4—1Fig.4-1crosssectionofmainNN供水管路供风管路4—2Fig.4-2crosssectionsketchofNN4—3Fig.4-3crosssectionsketchofair水平划分的原阶段高度增大,全矿井的水平数目减少,水平储量增加,分配到每吨煤的折旧费减少,但阶段长度过大会使一部分经营费用相应增加,大巷、回风大巷、石门及采区车场掘进费、设备购置及安装费用等；增加的费用有：沿上山的费通风费提升费倾斜巷道修护费,此外还延长生产时间增加初期投资。因此,,选择最优的方案。根据水平关门及主要大巷亦需1.5～2年，延伸井筒需1年，合计4～5年的时间，开拓延伸加上水平数方面的因素，本矿井划分为一个水平，水平标高-400米，上下山开拓。水平大巷的布井田西一布置一条主要大巷开拓西一的煤层，，考虑到巷道条件好大巷不留煤柱大巷设在煤层底板30m左右的砂，，根据各采区煤层赋存条件，风井总回风道布置在-398m水平。北一、南一、及一采区均由风井排风图4—4大巷断面Figure4-4FigureTransportationRoadway4—5Figure4-5Lanesectionaldrawingreturn4—6Figure4-6forward,backtothewind采区区域划综上所述,设计采区划分以工业广场保护煤柱为界,3个大采区,其编号为采区尺寸是根据地质构造，开采条件和采区等条件确定的，采区宽度为960～2640m1427～3461m左右。开采顺合理开采顺序可保证开采水平、采区、回采工作面的正常,保证矿井连续、稳定、高产,最大限度地采出煤炭资源,减少巷道掘进率及工程量,合理集中生产,充分发挥设备能力,提高技术经济效益,便于防止,保证生产安全可靠。本设计矿井井田范围内采区区域的开采顺序西翼→北翼→南翼,区内煤层的开采顺序由下向上,即上行式。区内每煤层开采顺序是后退式开采。开采水平与 井底车场形式的选调车简单,管理方便,操作安全,井巷工程量少,建井投资少,便于,生产成本低根据具体设计条件,本矿井为单一水平开拓，井底车场水平标高为-400m。经多方案比较，决定采用如图4—7立式井底车场型式，即西翼大巷直接与副井4—7Figure4-7Bottom井底车场硐井底车场的主要硐室为主井煤仓及装载硐室、变电所、水泵房及库等ab水泵房及变电水泵房和变电所应联合布置，以便使变电所向水泵房的供电距离最0.52)库形1）库的布置形式：壁槽式）：2库巷道的位置库进风一端位于轨道大巷的中部，回风一端位于回风巷。4—7所示。）：4.4.1系通风系1）行人系运料及排矸系排水系工作面→进风顺槽→轨道中巷→西翼轨道下山→水仓→水泵房排至地面291214795.27°(2)系统简单,占用设备少,费用低通风路线短,方向转折变化少,同时巷道交岔点和风桥等通风构筑物也相应减少采煤设备的选5.20m7°1.5mt/a采煤机型号MG900/2210-GWD，支架为ZZPF8800/24/33型放顶煤支架，工作面刮板输送机为SGB-630/150W型，刮板机型号为SZB-764/132工作面巷道用SSJ-1000/2×160型伸缩带式输送机，破碎机型号为PEM1000×650Ⅱ。(1)采煤机,型号MXA-300/600LH,4—2表4— Table4-2MG900/2210-GWD采高截深滚筒直径机面高度装机功率电压机重4—Table4-3型 3800-工作阻力0.99-

立柱型 单伸表4—3 工作面刮板输送机型号SGB-630/150WTable4-3ModelSGB-630/150Wfaceconveyor中部槽（L长×W宽×H高4—机型号SZB-Table4-4scraperloadermodelsSZB-出厂长度输送能力速度电功率转速爬坡角度电压爬爬坡长度规格22×86-爬坡高度链破断负荷偶合器型 YL- 刮板间距

质量 表4—5 伸缩带式输送机型号SSJ1000/2×160Table4-5 escopicbeltconveyortypeSSJ1000/2×160输送长度带速托辊直径 型 类 功率送 宽度 电压储带长度质量4—破碎机Table4-6crushermodelPEM1000×650过煤能力 （mm） 破碎能力

型 电压 出料粒度 370a采煤机的工作方式0.6m。a当采煤机割煤至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机身处尚有一段下部煤，如图a所示。b调整滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后将输送机移直，如图b所示。c再调换两个滚筒上下位置，中心返回割煤至输送机机头处，如图cd4—8Figure4-8miterintotheend采煤机；2刮板输送机。工作面端头采用ZFT3800/38/60S端头支架支护米巷米巷回风米7 米7工作面最大控顶 工作面最小控顶4—8Fig.4—8workingsurfacegeneral检查设备准备割煤＞→进刀割煤→清货、移架→推前 机→放顶煤→推后 车4—9Figure4-9Flowchart循环方式的确110万平均工作日产量AA11000000.9平均每天割煤刀数NN

1405.20.8651.3LVOMR

=5式中：L—回采工作面长度，140VO—50.8651298M—5.2R—煤的容重，1.3tCO—AD=140×1298×5.2×1.3=122.8采区实际产量：AAAD110%135式中：10%—4—10Table4-10Facecycle工人出100表4— Tab.4-7workergoesoutondutythe12226222263666破 3 端头 泵站 运料 续表：4—9444工22262226机电设4—8Tab.4-8electromechanicaldevice1架2架43架54台15PCM—200台16JD—台27JD—台88台19JH—台1台1台2机SZZ—800/315台1台3台3台1套1技术经济指标4—9Table4-9technologyeconomicindicator1米2米3度745米36吨7米8%9吨%小康矿井设计生产能力为110万吨/年，服务年限为64.4年。井田南北长4910米，东3938米，面积平方米。煤层赋存于－152～－6347°左右。井0.80～10.305.2米。矿井采用主副立井单水平开拓方式井下主采用胶带辅助采用1.0吨3本矿井相对瓦斯涌出量1.43m3/t，属于低瓦斯矿井，自然发火期为1～3个月，煤尘爆42.0%，矿区为本井田东北部为平缓的丘陵，西南部为洪积、冲积平原，地表标高一般在+80~+120m之间的地貌，大陆性气候，多干旱。30500米，矿井的总风道不得作为主要人行道；通风方式的选根据本矿井的煤层赋存情况及开采技术条件，决定采用通风方法的选通风网副井进风→井底车场→轨道上山→西翼轨道下山→采区轨道石门→轨道中巷→工作面入风斜巷→进风顺槽→工作面→回风顺槽→工作面回风斜巷→回风中巷→西翼回风下5—1所示[4]：5—1Figure5-1Wellmineventilationnetwork矿井总进风矿井总风量应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计算QQaiQbiQciQdi

(5—

Qai—Qbi—掘进实际所需风量Qci—各硐室所需风量的总

—K—1.20~1.25回采工作面所需风根据《规范》要求：按回采工作面回风巷中沼气的浓度不得超过1%的要求,Qai100qai

(5—

Qai—iqai—kai—1.5～2.0。则：Qai1001.431.8257.4m3《规程》规定：生产矿井采掘工作面温度不超过26度，则风速按通风表6—1

式中：S—回采工作面的平均断面积，使用掩护式支架时S=3M式中：M—煤层开采厚度，mS35.20.3

(5—(5—则Qai601.714.71500m3

Qai

(5—式中：4—Ni—50Qai450240m30.25m/s4m/s的要求进行核算，即每个工作面的风量Qi为：

0.256022330m3/460225280m3/

(5—(5—Q采取1500m3/minQ1

750m3min2250m3/min 2掘进工作面所需风400mQbi100qbi

(5—

Qbi—iqbi—0.7kbi—该掘进工作面的通风系数，主要包括气涌出不均衡和备用风量等因素,K=1.2～2.11.8

1000.71.8126

2)

Qbi

(5—

Ni—30则：

430120

3)量用按公式5—11计算

Qg25

(5—g所以Q25A=254=100m3g5—1Table5-1tunnelingventilatesthewindtunnelcharacteristic风筒直径Kss600-15050ma

pq

1

(5—式中：nj—每个接头的漏风率，螺圈反边连接时，j=0.005。pq

b掘进面所需风量Qh取以上三种风量计算方法中最大风量，则Qh=126c

Qa=1261.16=146.2m3/l(QaQh)/Qa（146.2-=146.2 d

l100l/L=

表5— Table5-2flexiblewindtunnelhundredmetersleakoutratethee压入式通风时，则局部通风机全风压[3]HtRfQaHtfRNs2m8faQm3mina

(5—Qh

m3min式中：L

L

(5—R100Ns2/m8HtRf1350/10030.2146.2/60126/f安装和串联运转、效率高等优点，根据计算得出的局部通风机的风量和风压选用5—3。5—3Table5-3partialventilatorcharacteristic 型 数（m3/min

风压（Pa

电压

IQgI式中Qam3minK1.3

(5—gQ146.251.3g

小于0.15m/s，以防止局扇吸入循环风和这段距离 停滞，瓦斯积聚，取Qfim³/min；Ii—Ii=5

35051750

4)Qbi0.1560

(5—Qbi0.2560

(5—

Sbi—掘进巷道断面积m³12.6㎡，21.1

0.156012.6189

0.256021.1316.5

1750m3min硐室所需风量的计(1)库所需风量库所需风量按照经验取Q100(2)

采区变电所

120

min(3)充电硐室所需风量充电硐室所需风量按经验取

min其它巷道所需其它井巷需风量按下式计算QdiQaiQbiQ

(5—

Qdi22501750 22501750340风量分配依a采掘工作面的进中，氧气浓度≥20%，二氧化碳浓度b5-2规定[7](矿井中所有气体的浓度均按体积浓度的百分比关于最高风速和最低风速的规定井巷中的速度应符合表5—4要求[1]表5— Table.5-4Highestpermittedconcerntrationofharmfulgasin表5— Table.5-5Permitteddissolutespeedin允许风速/m·s-888644(32℃以上；生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；采掘工作面的空气温度超3034℃时，必须停止作业；(410%以上时，浮尘浓度≤2mg/m3；10%以上时，浮尘浓度≤10mg/m3。分配矿井总风在算得的矿井总供风量Q中，减去回采工作面所需风量QaQdQb、Qc5—6。表5— Table.5-6Distributionoftyin需风量/m3·min-供风量/m3·min-库002计算的本矿井服务年限为64.4年计算64.4年以内矿井通风容易和矿井通风两个时hminhmax通过主扇风量

大于通过风井的总风量[3]为ff

(5—式中：1.05—抽出式风井无提升任务时，取则：Qf1.0545576079.7 3hmax一般不超过3000pa计算摩擦阻沿着上述两个时期通风阻力最大的风路，分别用下式计算各区段井巷的摩擦阻力 LUQ2S

(5—（m（m2α—根据个井巷的支架形式，查得的摩擦系数，NS2/m4表5— Table.5-7Coefficienttableoffrictionalin始末始末点点称

S(

))筒877巷82473巷879530巷8457406巷868467巷82872巷825823巷89836槽26689

数

89槽8795巷888953巷823831巷8455414巷855544巷8394巷89942筒6885—8Table.5-8Coefficienttableoffrictionalin))筒8))筒8127巷849579巷8778692巷88723巷847236巷8998367巷81679巷89690进8996

数数05巷895453巷8942138巷85688巷85394巷89941筒688201303巷82确定通风容易时期和时5-15-2 路线为V V30V13V28V8Hfrmax3.1175.5253.187.4138.636124.7328638.6通风容易时期的总风量为：5469m3/min5—2Fig5-2Ventilation通风时

Fig5-3Ventilationsystemof最大，所以这个时期为通风时期。小康矿时期通风系统图、通风网络图如图5-35-4所示：最路线为V0V3V27V33V30V16V17V12V23V26V28VV29V15V13V31V34V8所以，通风时期的矿井最大摩擦阻力为：Hfrmax5469m3/min。Fig5-4VentilationFig5-5Ventilationsystemof矿井通风总阻力和等积孔计

Hr

Hfrmin

1.2Hfr

(5-Hrmin——Hfrmin——通风容易时期矿井最Her——风的局部阻力

Hrmin1.2Hfrmin1.21218b．时

Hr

Hfr

(5-式中，Hrmax——通风时期矿井总阻力Hfrmax——通风时期矿井最

Her——风的局部阻力Hrmax1.15Hfrmax

HrAHr

(5-Q——m3s1.1896Hr——井巷或矿井的通风阻力，1.1896

1.1896b1.1896

确定主要通风机风量及风Qf必大于通过总出风井的矿井总风量Q选用抽出式主扇，因此主扇风压等于净风压，风井无提升任务。则a容易时期风量ffb时

为了简便计算，忽略一定漏风，假 时期风量同容易时期的总风量相同，即为ff

Q95.7m3夏季的自然风压主扇风压，hn,e是负值，矿井风量减少；冬季的自然风压帮助主hn,o是正值，矿井风量增加。假设沈阳法库地区夏季时入风井处的空气密度为1.15kg/m31.10kg/m31.2kg/m31.15kg/m3。hn,e入Z入Z出1.154001.1039822.2Pahn,oZZ1.204001.1539822.3a容易时期通风容易时期扇风机静风压[3]Hs

hn,o

(5-hrmin——hn,o——hr——150Pab时

Hsminhrminhn,o1461.622.2通 时期的扇风机静风压为Hs

hrmaxhn,e

(5-hn,e hr——150PaHsmaxhrmaxhn,e选择主扇，确定主扇的工况容易时期与时期主扇的特征值见表5—9表5—9容易时期与时期主扇的风量与风Table.5-9AirtyandpressureofmainfanineasyanddifficultQ Hs扇风机的特性曲线的合理工作范围0.9倍，轴流式扇风机不允许工作点落在马鞍0.6；轴流式扇风机最大θ45θ≥10度，二极动轮θ≥15综上所述，确定选择计算后选用FBCDZ8NO22B2160KW，FBCDZ确定主要扇风机后，用描点法在扇风机特性曲线图上确定通风容易和时期的理论FBCDZ8NO22B2160KW5—6××160kW风机性能曲3335—6Fig5-6Performancecurveofmain表5— Table5-10hostventilatoroperatingpointcharacteristic参 叶片安时 角风风压容 ° 电动机的选根据矿井通风容易和时期主要通风机的输入功率（Nmin和Nmax）计算出电Ne。

NminHsdmin

(5-Nmin——Hsdmin——Qf——s——通风容易时期主通风机的效率，%

NminHsdmin

160096/1000NmaxHsdmax

(5-式中，Nmin——通风时期主要通风机的输入功率Hsdmin——通风时期实际自然风压值Qf——通风时期矿井所需实际风量s——通风时期主通风机的效率，%NmaxHsdmax

2276.895.7/1000Nmin≥0.6Nmax0.6Nmax＝0.6×272.4＝163.4Nmin

NeNmaxk

(5-ke——kee——电动机效率，e＝0.92～0.94（大型电机取较高值——传动效率，电动机与通风机直联时tr＝1，皮带传动时tr＝0.95。NeNmaxk

272.41.1/YB315M2-4型电动机，其参数如下表表5— Table5-11YB315M2-4electricmotorparameter电流重量效率主要通风机运转耗电量计 (N1N2)365 2( N1N2——e——

(5-

v——l——t——1.00.95 (N1N2)365 2( (198278)365242(0.950.80.951)887645.43kwhFBDNo4.5/2×5.5隔爆型压入式5.5Kw. N365

(5-mf

e——v——l——t——1.00.95。 N365mf

5.536520.950.833365.7kwh吨煤通风电

Is

Imf Imf——kwhtImf——kwht

Imf21011.1kwhIIsT式中，T——

(5-IT

2.66kwh

EI

(5-式中，D——0.7元/(kW·h)

EID2.660.71.861）的作2）外的形外的形式一般分为四种直立型；2.60倾斜型；3.45倾斜型；4.如图6-1所示，轴流式扇风机的是由内筒和外筒构成的环状，外60º，其高为动轮直径的2倍，长为动轮直径的2.8倍，出风口为长方形断面。外的552图6—1示意Fig.6-1Sketchmapoffan’s小于0.45m，下部不小于1m；挡风墙前后五米以内的巷道要完好且为防腐支架无积煤，0.5m0.3m5m巷道支护要良好，用防腐支架，密闭的位置距巷道回出口一般均不超过5m，且该段巷道支架完好，无片帮、冒建密闭墙时均应选上端（距口2~3m在墙的下方预留密闭泄水孔(泄水孔规格视地密闭墙用不燃性硬质材料构筑墙体厚度一般不少于0.6m平整砌墙前墙位水泥与黄砂的混合比一般为1:2，黄砂粒度不大于3mm，无裂缝、重缝、空缝；墙0.1m的裙边。一般在采后收作面的上限墙夹浆法封闭灌浆采空区，两墙间距3-5m，在的上、中、下部位留有灌浆主管、墙间注浆管、观察管、25-50mm（35mm察管应穿两墙里墙不少于0.3m（取0.5m。各管孔均要在外墙外设闸阀管理，平时应关闭，工作时再打开，形成上限密闭栓，灌浆封闭采空区。在收作面的下限密闭建单墙（-C剖面，在墙的上、中、下部位留有预备灌浆管、观察管和型排水管(或返水池)6.2所示。B-外 里

BCCBCCAABA- C-灌浆主 灌浆主观察 观察 “U”型 “U”型6—2Fig6-2Sketchmapofgob’sairtight矿井瓦斯事故防治措b80%的巷道要立即修复，严禁不合理通风。d20m(50m)通风外必须停电撤人设好警戒每次放前必须检查两头瓦斯浓度在1%以下方可放。e临时停产的地点不得停风。否则必须切断停风区域的电源，设置栅栏，人员入f停工区域内瓦斯或二氧化碳浓度达到3%或其它有害气体超过《煤矿安全规程》24小时内封闭完毕。恢复已封闭的停工区域或采掘g杜绝瓦斯积聚和超限作业及无措施排放瓦斯现象。排放瓦斯工作严格按照经矿总工h矿井因停电和检修、主扇停风或通风系统遭到破坏之后，必须恢复通风、排放瓦斯j一台局扇只准供一个掘进工作面通风局扇和启动装置安装在进风巷新鲜中距150m3/min，且巷道风速不低于最低风速(0.25m/s0.15m/s)k临时停风必须有计划，否则按事故责任l500m0.4m3/min的煤和半煤岩掘进巷道，必mn5m3/min3m3/min，必须采用移动瓦控制瓦斯的火b采煤工作面及煤、半煤岩掘进工作面动用火电焊。井下必须动用火电焊时，需矿长亲自或由矿长委托副职。火电焊地点中瓦斯浓度不超过0.5%，附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。cd防止放火源。加强管理，使用合格的，用非煤矿用安全炸e放按规定充填好水泥和泥严禁放明糊高瓦斯面采用反向a采掘工作面及其它地点必须做到“三无”(无瓦斯积聚、无瓦斯超限、无空班漏检)，瓦斯检查次数采掘面必须每班3次，其它地点每班1次，停风地点栅栏外中的瓦斯浓c严格执行“一四检”和“三人连锁放”制度，认真填写好放记录e瓦检员要比作业人员提前进入工作地点检查瓦斯，并按指定地点交。对停风区域或大修期间区的检查，需两人保持10m距离，一前一后检查，瓦斯浓度大于3%时g各掘进面在施工前，必须制定临时排放瓦斯措施，经总工程师后，严格执行h岩巷掘进遇到煤线或接近地质破坏带，必须有专职瓦检员经常检查瓦斯，发现瓦斯i对采掘工作面监测系统的供电必须实行“三专”防止扩大的措a矿井带区采掘工作面及主要硐室必须实行独立通风系统严禁大串风回工作面与其相邻的掘进工作面，需串连通风，被串连工作面的进中，必须有瓦斯动检测断电装置在此中瓦斯和二氧化碳浓度都不超过0.5%其它有害气体都符合规定，严禁二次串风。b通风系统力求简单，尽量避免角联网络，以便保持风向与稳定c1次，保证井da加强通风管理。带区及采掘工作面的设计，必须有主管通风技术人员参与，采掘工b矿井总进、回风、采场联络巷和带区回风系统的风门必须安设闭锁装置，由使用单d7月进行一次全矿瓦斯等级鉴定。采掘面要每旬测定一次瓦斯涌出量，周期来矿井水灾事故防治措200m范围内必须下发预报，通知有关单位做好预防工ab采前应编制探放水设计，先期打探放水孔。一般从开切眼起，可按、、米ca查明有无漏填、错填的积水老巷、老塘。在采掘工程平面图上标明积水区及其最洼点的具置和积水外缘标高，并外推60米用红色圈出积水老空区的警戒线。b4层煤采空区的应绘制小等高距的采空区底板等高线图，以表明积水区的d探放水钻孔必须具有孔口控水装置，探放大范围老空水或工作面上方的老巷水时，eb井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探放，探水线至断层交面线的最小距离20米。c当井巷通过含水断层时，要严防来压冒顶突水或突水，并及时建议采掘部门采d对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防隔水煤柱。采掘工作面接近断层a为防止钻孔突水，应于年初对本年采掘范围内所有穿越煤层顶、底板富含水层的钻b对查出的封孔不良钻孔，要建立台帐，并根据不同情况在与采掘工作面相遇前，分a所有可能进入主、副井的通路，在雨季到来之前必须认真检查并采取有效措施，防b,d地面防洪工程必须在主汛期之前竣工。放装货洒水0.25放使用水泥和放喷雾各点使用喷雾60~200500m0.4m3/min的煤或半煤岩掘进机设双风机本回采工作面及巷道和回风巷道带区回风平巷及平巷事故处理安全撤退的一般原则发生事故时顺序如下矿值矿值安监处救护提升井医务救护提升井医务矿调度其他矿发生矿发生事故区矿总工程有关科生产生产副矿值班汽公司总调公司总调6—3

Figure6-3SequenceDiagramaccidenta灾区的跟班在接到事故报告后要按指挥部的指令迅速组织灾区的受区域人b事故发生后灾区人员在当班工、班、组长和瓦检员、救护队员指引下立即采取自救c尽快恢复被破坏的巷道和通风设施，恢复正常通风，为事故抢救创造条件d灾区人员如按避灾路线无法撤退时，可暂时进入避灾硐室或临时设置的避难硐室避e人员时，需保证行动一致，不要慌乱而发生其它意外事故a救护队值班员接到矿调度下达的出动命令后，立即发出警报，报告值班队长，根据b位置、携带器材用具、战术应用应由指挥部和救护队队长负责制定c危害防止事故扩大在抢险救灾过程中救护队战斗在最前线直至事故处理结束。d如果在以后，发现仍有明火、残火或隐蔽火源时，应按灭火的要求进行慎重处理，防止在抢救中再次发生瓦斯、煤尘事故a氧气呼吸器氧气呼吸器是一种与外界空气隔绝的防护装置。国内生产的有AHG-2、AHG-3、AHG-4AHY-62h3h4h。AHG-4A型氧气呼吸器，是带压缩氧气储备的隔绝再生式闭路循环呼吸保护器具，它由呼6-4所示。图6— AHG-4A型氧气呼吸Fig6-4AHG-4Aoxygen动排气阀；15—呼吸软管组件；16—口具组件；17—左头带；18—输氧管；19—调节器；b自救器分为过滤式和式两类，式自救器又有化学氧和压缩氧两种。AZL-60这种自救器是用于矿井发生火灾或瓦斯时防止CO的呼吸保护装置，它适60min图6— Fig6-5Canistersforself-helpstructure—撕掉带，拨开外罐上部并扔掉；握住头带，把药罐从外罐中拉出，并扔掉外罐下部；AZH-40这种自救器为式自救器，可用于矿井发生各种情况下矿工的自救。该自救5.5km/h或从事中等强度劳动(196000N·m/h)40min，2h。a戴上自救器后，吸气温度逐渐升高，表明自救器工作正常。决不能因b化学氧自救器佩戴初期生氧剂放氧速度慢，如条件允许，应缓慢行走，等氧足够呼4～5km速度行走，呼吸要均匀，千万不要跑。c佩戴过程中口腔产生的唾液，可以咽下，也可任其自然流水盒降温器，严禁拿d避灾路灾变时期的避灾路线选择必须遵守以下原则选择避灾路线时,应首先分析各井巷,在灾变时期是否适合人员的通行;对于人员可以通行的井巷,则根据井巷条件估算通过所需的时间;在此基础上,根据矿井井巷形成的网络情况,回采工作面→进风顺槽→轨道中巷→西翼下山→轨道上山→副井→地（Rn（He体有甲烷CH4及其同系物烷烃CnH2n+2、环烷烃CnH2n、芳香烃C6H6CH3C6H5H2、CO、H2S等等；属于的气体有H2S、SO2、CO、NH3、NO2、NO等等；属窒息性气体有N2、CH4、CO2与H2；属于放射性气体有氡气。矿井瓦斯各组分在数量上矿工矿井安全的主要，所以在煤矿狭义的矿井瓦斯是甲烷甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧或的气体。他对人的呼吸的影响同氮43%12%57%的氧浓度被冲淡到9%，人即刻处于状态，有。甲烷分子直径0.41nm，其1.340.716kgm3（况下0.554倍。甲烷在巷道断面内的分布取决于该巷道有无瓦斯涌出源。101.3kPa条件下，当温度20C100L3.31L0C5.56L甲烷。表7-1是矿物资源综合开发新近得出的在300——1200m采深、中等变质煤中存在的甲烷分布表，表明在现今采深下，游离瓦斯仅占5——12%，其余为吸附瓦28M46HOM0.88——0.90gcm3，瓦斯水化物的骨架主要是水化物的组成及其分子直径见表7-2，瓦斯水化物能以形式进行分解并吸收60.7KJmol2表7- 5—8—75—1—5—Table7-1inthe5—8—75—1—5—表7- Table7-2thecompositionofgas组成比分子直径瓦斯利用的主要途约需浓度30%的瓦斯750扩)，但是，使用燃气锅炉热效率较低，还受季节性限制，加之采瓦斯发电的应用经济立方米100%纯度的瓦斯可发3.0~4.2度电(1m3100%纯度的瓦斯热值为36.8MJ，按发电效率为35%~42%实际可发电3.6~4.3度)，1时30%纯度的瓦斯可发1.0~1.4度电，平均每度6kwh考虑热电联产的供热收益和CDM项目的碳减排交易收人，那么其经济性将更加突出。以煤矿瓦斯开发、向井技术储层改造技术(如压裂完井等)排水降压采气技术来开采原始储层条件下0.1MPa以上，是一种优质的天然气。沁水煤田煤层气成分7—3。、表7— Table7-3Coalbedmethanecomponent4组 4

N 体积分数 10%~55%出口压力一般为10kPa左右甲烷体积分数大于30%时可以和通过增压泵增压进行远30%的瓦斯称为低浓度瓦斯(7—4)。表7— Table7-4CoalMineDrainageofthelowconcentrationofagas4组 4

N 体积分数 风排瓦斯又称为煤矿乏风，甲烷排放量约占总排放量的90%，甲烷体积分数一般在煤矿瓦斯发电在20世纪80年代后期，、英国、澳大利亚等国家开始利用煤矿瓦斯发电。发电矿，BHP114MW的单循环燃气轮机发电机组及与之相配199551MW1个煤层气发电示范项目是辽宁抚顺矿物局的台电站，采用引进的功率为1500kW的Z—3C燃气轮机瓦斯体积分数为40.4%。晋城矿业的寺矿区采用2台功率为2000kW的燃气轮机，55%~65%1400kW的瓦斯发机组，瓦斯体积分数在30%以上。在国内除胜动外，还有两个厂家曾在山西等地试过瓦斯发电，但也是针对高浓度的瓦斯。由%体积分数的煤矿瓦斯发电技术已经出现，所用发电机主要是在天然气或沼气为的发电机组基础上改造而来的工业性应用的机型较少国内常见瓦斯发电7—5。表7— Table7-5Commondomesticgasgeneratormaintechnical项 机

标定功率标定转速r缸径行程燃气热耗率MJKW-10瓦斯体积分数达到5%~15%时，遇明火就会发生。因此，在2004年以前，体积分数为6%~25%的煤矿瓦斯全部排空得不到有效利用2004年9月胜动研究开发了煤6×500kW。煤矿瓦斯发电设备应用比1.0Pa机进行瓦斯压力提升，在高温高压下瓦斯上限提高，着火范围变宽，瓦斯浓度低时易发生因此如果瓦斯体积分数低于35%以下就不能运行另外低的瓦斯浓度也造进行，燃烧时不与外部相连，因此，从原理讲，除了可以燃用高浓度瓦斯外，在围内的瓦斯也可以作为发动机的但是进气管回火现象是客观存在的如果不能消除回火，那么将引起在范围内的瓦斯发生，对煤矿安全产生。煤矿瓦斯发电技术难30%的高浓度煤矿瓦斯，一般采用建造储6%~30%的煤矿瓦斯，由于瓦斯浓度的变化煤矿瓦斯发电关键技75%合器瓦斯通道的开度，从而使混合气浓度保持稳定。这种混合器可以适应体积分数为30%~55%45%~75%1为文丘里电控混合器结构简图。图7— VenturiFigure7-1Schematicdiagramofelectricalcontrol对于低浓度瓦斯，如果体积分数为25%，空气与瓦斯混合的体积比大约为3∶1，如果瓦斯体积分数降为10%，那么空气与瓦斯混合的体积比大约为9∶1。因此，常规的混合器低浓度瓦斯混合的需要。图2为于低浓度煤矿瓦斯的双蝶门电控混合器结构EM的瓦斯混合。空气进空气调节瓦空气调节瓦斯气进燃气调节7—2Figure7-2PrincipleofDoubleButterflydoors井抽排瓦斯压力一般在10kPa，体积分数多在10%~55%，比较适合于空气与瓦斯增压前预03kPa~5kPa就能正以下，距CH4650℃很远。增压器以每分钟数万转的速度旋转，气流高速运空气滤清空 增压电控燃混合 煤矿瓦 混合气7—3Figure7-3pressurizedgasandair在通道节流面积一定的情况下，流量近似与压力差的1/2次方成正比。空气进气压力000kPa~2kPa的负压，如果调压阀的出口压力变化0.5kPa，那么意味着瓦斯流量变化一倍。因此，低浓度瓦斯发动机要TEM、。全电子管理系统简称TEM系统。它主要实现了计算机、控制、显示保护通信数据记录保存和打印功能的数据有4类:发动机运行的缸温排温油压、、。45所示。当火焰DDv淬熄区（暗区v淬熄区（暗区7—4Figure7-4PrinciplesofcorrugatedmetalwithD进出L图7— 进出LFigure7-5corrugatedmetalpipewithagasflameFigure7-6FireExplosion-proofsealinthewaterlevelcontrolled发形成蒸汽，由液相变为气相，气体急剧膨胀，比表面积膨胀约1760倍，最大限度地使燃喷嘴处形成旋转流，喷出后扩散，形成水雾；另一种是水由高压空气进行混合，喷出烧或。如果输送末端发生回火或瓦斯发电的工艺流7—7。煤煤层气抽气气做功发用电力输余热利职工沐7—7Figure7-7MethanePowerGeneration系统分(1)(2)发电机组系统：采用瓦斯做功发电的机组及辅助设备(3)高浓度瓦斯发30％~3％。20047月，该矿建成了煤层气发电站，采用胜动生产的2台燃气往复式、l2缸4冲程内燃机驱动发电机500GF—1000r／min，适于燃用H30％～60煤矿瓦斯。发动机效率高，气压力低，气中甲烷最低体积浓度可到25％，304070％。发电机组的部件是电控燃气混合器，如图2所示，发动机通过工控计算机燃气变化，实时调节空气和燃气流量比，解决了瓦斯浓度、气压不稳的技术难题，为该系列瓦斯发电机组的推广应用起到了关键作用。该发电机组具有低压进气，数字自动点火等特点，每台发动机的煤层气输入部分安装有稳压罐、防爆装置、过滤器、气水分离器、电子控制气源阀、稳压器、阻火器、增压器等安全保护装置。要求输入煤层气浓度不得低于25％，做功煤层气浓度约为9.5％，其发电原理是利用煤层气浓度处于界限内做而发电。电控电控调节发动工控缸内燃烧号传感工控缸内燃烧号传感器步进电机制驱动Figure7-8Electronicgasmixerautomaticcontrolsystem114万m3，煤层气发电机组每天每台约使用1万m3。发电机组输出电压为380V，经控柜、柜、升压变压器升到6kV后，经高压配电盘并入四矿地面变电站。产生的废气、低浓度瓦斯发10％左右。为了保证瓦斯发电需要，该矿运用大功率钻机和大口径瓦斯抽放管路，对瓦斯抽放系统进行了全面技术改造，采取了“多打孔、严封闭、综合抽”等措施，提高了瓦斯抽放率。2006年10月，六矿安装了胜动5台500GF1—3RW1384万kW·h461万m31／35浓度的要求；二是要有安全的瓦斯输送系统。而胜动的发电设备是利用瓦斯做功CH5％～15％即可，所有浓度的瓦斯在进入爆动采用了多项技术措施保证瓦斯安全平稳输送。其中煤矿瓦斯与细水雾混合输送技术3。低浓度瓦斯经水位自控水封阻火器和瓦斯干式阻火器进入细水雾变送管道，与细水雾混合输送。瓦斯 瓦斯

输水水雾发瓦斯输水泵水 回水管脱水

Figure7-9flowoflowconcentrationgastransportation空 排控制计控制计算干阻火电蝶调干阻火混增干阻火 发电机燃燃燃燃燃燃烧烧烧烧烧烧室室室室室 调蝶干阻火空气滤清中Figure7-10low-densitygasturbinetechnology我国在“十一五”规划纲要中制定了发展资源节约型和环境友好型经济的方针，P520%10%的目标。利用丰余热回收制冷热电冷联供将会成为我国今后矿井热害治理的主要发展方向。非制冷空调降温措、Y型通风沿空留巷技术，采用下行通风、充填采矿法、隔绝热源、疏排热水、煤层注水、控制机械热热等技术。理论研究和生产实践表明:改善通风系统增加风量是热害治理中比较经济有效的但增加风量受到矿井通风能力最高风速等经济技术条件的限制、机械制冷降温空调式降温技措施。集中制冷分为井下集中制冷(7—12)和地面集中制冷(7—13)等形式。局部通风回风

冷却 机

冷 回风湿风工作回风湿风工作Figure7-11Principleofundergroundlocalairconditioning冷Figure7-12Principleofundergroundcoolofcentralairconditioning冷Figure7-13Principleofthegroundtemperaturecentralair-conditioning冷量需求大的全井降温。2006年起淮南矿区开始采用空调降温技术，目前有潘一矿、潘三74对矿井采用地面冰冷式降温技冰冷式降温系统(7—14)，就是利用制冰机制出的颗粒状或浆状(冰水混合物)，通过0℃冷冻水通过管路送至工作面，水水输冰系冷冻井下冰工作工作工作工作面回（矿井排水辅助用系Figure7-14focusonthecoldgroundtemperatureiscooling余热吸收热电冷联供机组运行过程中产生大量烟气(250~500℃)，高温烟气可35%~40%65%~85%，这样一溴化锂吸收式制冷目的。溴化锂吸收式制冷机对热源的要求不高。一般的低压蒸汽(0.12MPa以上)或75℃以瓦斯发电站余热制瓦斯发电机组常用技术有四种:34%25%500~3000k30%~36%50%.8pa4~220W25%~30%25%45%以上。控制系统结构及控制心式制冷机组控制站、电气继电保护系统等。地面系统以PLC控制器为，实现相关工将井下检测信号传输到地面站的主控PL集中管理站设在主控楼主控制室内由主控PL工程站操作员站及相应设备组成通过业以太网与井上下各现场控制站进行通信现场控制级的有效信