第五章 采区生产系统
第一节 采区运输
一、 运输设备的选型：
根据采区煤层特征，采区巷道联合布置及采煤机械设备相配套的原则，对区内运输设备型号作如下确定，见表7。
采区所需材料的运输及工作面煤和矸石的运输，其运输路线，见运输系统图。
二、工作面运输设备的验算：
其原则是根据落煤方式，计算出工作面小时生产能力，所选取的设备小时运输能力大于工作面生产能力即可。计算公式如下：
Q = 60M·S·VK·R 式中：M—工作面采高，（综放煤厚6.5米，取采高3米，一般采放不平行作
业，高档取采高2米）。 S—采煤机截深，0.6m
VK—采机牵引速度综采取3.5m/min;高档取3m/min; R—实体煤的容重，27#层取1.25t/m3,25#取1.24t/m3
代入数据：
Q= 60×3.0×0.6×3.5×1.25=472.5(t/h)
经验算工作面的生产能力小于工作面刮板机的运输能力900t/h；小于运输巷输送机的输送能力1000t/h,也小于转载机的运输能力1100t/h；小于破碎机的破碎能力600t/h；同样计算高档工作面生产能力（26#为例）
Q高= 60×2.0×0.6×3×1.24 = 268(t/h)
则：Q综 + Q高= 472.5+268 = 740.5(t/h)
同样小于区段石门皮带900t/h的运输能力，也小于采区运煤上山皮带的输送能力为750t/h，故满足需求。
第二节 采区通风
一、通风系统的选择：
该矿井的通风方式是分区抽出式，五采区为该矿井的一个采区，该采区的主要入风井为主、付井，该采区的回风利用原四采区风井。（如待本区开采时，四采区风井损坏严惩而不能使用或维护费用高的情况下可将该下山采区的通风
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行人下山直接掘出地面，巷道工程量380米，用做采区回风）
五采区的各煤层相对瓦斯涌出量无实验数据，据邻区情况按低沼气管理，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为59%—70%，煤层都具有自燃倾向性，发火期在3—6个月。
据以上分析，决定该采区的通风方式为分区抽出式。 二、采区所需风量的计算与分配：
1、采区所需总风量Q采进，是采区各用风地点所需风量之和，按下列要求分别计算，并取其中最大值。
1）按采区同时工作的最多人数计算，即
Q采进=4·N·K矿道
= 4×240×1.22 = 1171.2m3/min
式中：N — 井下同时工作的最多人数；人数取240人，
K矿通— 矿井通风系数，取1.22。
2)按采煤、掘进、峒室及其他地点实际需要风量总和计算，即
Q采进=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ峒+ΣQ其它）×K矿通，m3/min 式中：ΣQ采—采煤实际需风量总和，m3/min
ΣQ掘—掘进实际需风量总和，m3/min ΣQ峒—峒室实际需风量总和，m3/min
ΣQ其它—除了采煤掘进和峒室地点外的其它巷道需进行通风的
风量总和，m3/min
2、采煤实际需要风量，应按采区各个回采工作面实际需要风量总和计算，即：
ΣQ采=（Q采1+ Q采2+??+Q采n）×K采备，m3/min； 式中：Q采1、Q采2??为各个回采面实际需要风量，m3/min；
K采备—备用工作面系数，本次设计备用工作面已单独计算风量，
则K采备=1.0。
1）回采工作面的风量应按下列要求分别计算，并取最大值 （1）按沼气或二氧化碳涌出量计算：
Q采=100Q沼采×K采通；
=100×1.5×1.7
=255(m3/min)
式中：Q采—第I个回采工作面实际需要风量m3/min
Q沼采—第I个回采工作面沼气（或二氧化碳）的绝对涌出量
m3/min，由已采区取 1.5 m3/min，
K采通—第I个回采工作面通风系数，取1.7；
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（2）按炸药量计算：
Q采 =25A采 = 25×10
= 250（m3/min）
式中：A采—第I个回采工作面一次爆破最大炸药用量， kg，
25—每公斤炸药爆破后应供给的最少风量；m3/min.kg。
（3）按人数计算：
Q=4N采, m3/min，
式中：N采—第I个回采工作面同时工作最多人数； 人
取：N综采=50人，
N高档=80人； 则Q综采=4×50
= 200（m3/min）
Q高档=4 ×80
= 320（m3/min）
（4）按工作面气温计算：
Q采=60V采 ×S采 m3/min
式中：S采—第I个回采工作面的平均断面积，按平均控顶距计算的工作
面平均断面积m2，高档为6.8 m2，综采10.4 m2。
V采—回采工作面风速m/s,取0.7（查工作面温度与适宜风速对
应表）。
则 Q综采=60×10.4×0.7 = 436.8(m3/min)
Q高档=60×6.8×0.7
= 286(m3/min) 综上，取 Q综采=437（m3/min），
Q高档=320（m3/min），
（5）按风速进行校核，工作面允许风速是：15—240 m/min
则高档工作面的允许风量为： 102 m3/min≤ Q高档≤ 1632 m3/min 综采工作面的允许风量为：
156 m3/min≤ Q综采档≤ 2496 m3/min
Q高档取320 m3/min适合。
备用工作面的供风量为综采工作面供风量的一半，取219 m3/min；
则全区所有回采工作面所需风量为：
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ΣQ采区=Q综采+Q备用
= 437+320+219 = 976（m3/min）
2）掘进工作面所需风量按下列要求分别计算，并取得最大值
（1）按沼气（或二氧化碳）涌出量计算：
Q掘=100Q沼·K掘通；m3/min = 100×0.5×1.6
=80(m3/min)
式中： Q掘—掘进工作面实际需风量m3/min；
Q沼—掘进工作面沼气绝对涌出量m3/min，取0.5； K掘通—掘进工作面通风系数，取1.6；
（2）按炸药量计算：
Q掘 =25·A掘
= 25×2.25
= 56.25(m3/min)
式中：A掘—掘进工作面一次爆破最大炸药用量，取2.25kg (3) 按人数计算：
Q掘=4N掘
= 4×12 = 48 m3/min
式中：N掘—掘进工作面同时工作最多人数，取12人。 （4）按局扇的实际吸风量计算：
Q掘 = Q扇·I
式中：Q扇—掘进工作面局扇实际吸风量，m3/min；
I—掘进工作面同时通风的局扇台数，取1台；
掘局部通风机的技术特征，和该矿实际情况（28KJ—N05对旋式风机已在28#层前顺槽应用）决定取2BKJ—N05局部通风机的吸风量230 m3/min，为掘进风量，并考虑局部通风机不产生循环风，取1.2的系数，则掘进风量为230×1.2=280 m3/min.
(5)按风速进行验算：
工作面允许风速为15—240 m3/min据掘进最大断面积10.4 m2和最小断面积4.9 m2,其掘进工作面风量范围是：
73.5 m3/min≤Q掘≤2496 m3/min
则 Q掘=280 m3/min符合要求。
据该采区巷道实际情况及规程第119条规定“采煤工作面可与其相连接的
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掘进工作面一次串联”本区设计2个独立掘进面，2个串联掘进面，则该采区掘进总需风量为：
280×2=560 m3/min
3）峒室及其它风量计算：
本采区共设有一个绞车房、一个变电峒室、一个水泵房，其供风量可按经验值确定，取80 m3/min。
则 ΣQ掘=3×80=240（m3/min）
其它用风地点风量按采煤、掘进、峒室用风量的总和的5%计算
ΣQ其它=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ峒）×5%
= （976+560）240）×5% = 1175×5%
=88.8 m3/min
综上所述：
Q采区=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ峒+ΣQ其它）·K矿通
= 1865×1.22= 2275 m3/min =37.9 m3/s
3） 各井巷中风速的验算：
Q
V = S
式中：V—某巷道中的平均风速m/s
Q—巷道某断面的过风量m/s S—某巷道断面m2
各巷道允许风速0.25—6m/s
经验算，采区各巷道配风的满足设计风速要求
三、采区通风总阻力计算
计算原则：计算采区通风总阻力时，不考虑沿途的漏风和局部阻力。 1）计算通风容易和困难时期的最小和最大磨擦阻力，路线如图，用下式计算两个时期的磨擦阻力：
alp 2
h = Q 毫米水柱
2 S
式中：h—井巷磨擦阻力，毫米水柱；
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