千米深井通风孔设计和应用

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1、千米深井通风孔设计和应用　　摘要：皖北煤电集团朱集西煤矿-895m水平矸石运输石门至中央矸石运输机巷将施工一个13米左右的矸石仓，矸石仓上口要求使用破碎机，要解决破碎机硐室的通风问题，就需要施工一条联络巷道，联络巷长度大概为65m左右。但是，朱集西煤矿正处在二期建设阶段，增加联络巷不仅增加巷道掘进工程量、增加巷道掘进成本，同时，还降低了施工速度，对矿井建设不利。考虑以上不利因素，决定施工通风孔来解决通风问题，这样，可以避免以上各种不利因素。经过在朱集西煤矿的实践，通风孔已经得到多处应用，并且取得了良好的效果。关键词：通风孔设计；巷道掘进技术；巷道优化；千米深井一、矿井简介

2、皖北煤电集团朱集西煤矿设计年产原煤400万吨，设计服务年限72.6年，同步配套建设一座400万吨/年的选煤厂；预计2014年7月1日矿井试投产，2018年达到设计年产原煤400万吨，2021年能将年产原煤提高至700万吨。矿井一水平开拓巷道埋藏深度达到-962m，巷道掘进过程中采用锚网喷索联合支护。朱集西煤矿目前正处于二期建设阶段。二、问题的提出5-895m水平矸石运输石门至中央矸石运输机巷将施工一个13米左右的矸石仓，矸石仓上口使用破碎机，要解决破碎机硐室的通风问题，原设计方案为再施工一条长度为65m的破碎机联巷（见图1）来解决破碎机硐室的通风问题，该设计存在以下几个不

3、利因素：1、施工破碎机联巷会造成巷道掘进工程量增大，巷道掘进成本增加，按照朱集西煤矿目前巷道施工成本1万元/米进行计算，增加的65m破碎机联巷需要增加巷道掘进成本为65万元左右。2、方案设计破碎机联巷与-895m水平矸石运输石门联巷平面间距为25m，而且均在同一水平，破碎机联巷施工后，-895m水平矸石运输石门联巷必然会受到采动影响，这样会大大增加后期-895m水平矸石运输石门联巷与破碎机联巷的巷道维护成本。3、目前朱集西煤矿炮掘队伍的施工速度一直稳定在60米/月，而破碎机联巷全长为65m左右，若算上收尾工程，整个破碎机联巷需要一个炮掘队伍施工35天左右，因此要形成13煤

4、巷道矸石出货系统将推迟一个月左右；54、-895m水平矸石运输石门下方有中央矸石运输机巷，南侧有东翼13煤回风大巷，东侧有-895m水平矸石运输石门联巷、-895m水平轨道石门及13煤回风大巷辅助运输巷，也就是说在矸石仓破碎机硐室附近已经有了5条巷道，如果在这基础上再次增加破碎机联巷，会使得巷道网络布置复杂。三、设计构思如果不施工破碎机联巷，而是在矸石仓北侧垂直施工一个通往中央矸石运输机巷的通风孔，这样不仅能解决破碎机硐室的通风问题，也可以节省65m的巷道掘进工作量、节约巷道掘进成本，还能尽快形成13煤的矸石运输系统。四、通风孔设计1、通风孔设计在破碎机硐室矸石仓北侧施工

5、一个净宽×净高×净长=3500mm×3800mm×2200mm的通风硐室，在通风硐室内垂直施工一个直接通往中央矸石运输机巷的通风孔，通风孔净直径为1.2m（见图2），通风孔高度为11.2m，通风孔利用反井钻机进行施工，施工时，先施工直径为327mm的引导孔，再行扩孔至1.2m。整个通风孔施工仅仅需要2天即可完成。2、通风孔支护通风孔采用净直径为1.1m的铁桶，中央矸石运输机巷采用I11号矿用工字钢梁托住通风孔内的铁桶，铁桶与围岩之间的空隙采用强度为C30的混凝土进行浇筑，铁桶与混凝土浇筑构成通风孔的一次支护；通风孔采用注浆作为二次支护。3、通风验算破碎机硐室硐室通风面积为

6、：S破=22.49m2，5通风孔通风面积为：S孔=0.95m2，通风孔按最大风速计算的风量为：Qmax=0.95m2×8m/s×60=456m3/min；破碎机硐室风速：456m3/min÷22.49m2÷60=0.34m/s>0.15m/s，故满足破碎机硐室风速符合规定要求。五、总结-895m水平矸石运输石门破碎机硐室的通风系统经过优化后，具有以下特点：1、取消破碎机联巷施工后，巷道掘进工程量减少了65m，巷道掘进成本为1万元/米进行，巷道掘进成本可节约65万元，去除通风硐室成本2.2万元及通风孔施工费6.5万元，折合后为可节约资金56.3万元。2、简化了巷道网路布置，

7、巷道避免了采动影响，节约了后期巷道维护成本，按照巷道维护成本0.5万元/米进行计算，可节约维护资金32.5万元；3、取消破碎机联巷后，13煤矸石出货系统可提前一个月左右形成，因为我矿目前依然处于矿井建设期，减少巷道掘进工程量后，可为我矿尽快投产、达成奠定良好的基础。5通风孔的设计不仅可以满足通风的需求，还可以节省大量的掘进工程量及掘进成本，同时，加快了施工速度，有利于尽快构筑系统，截止2013年8月朱集西煤矿已经施工了4个通风孔，目前系统运行效果良好。朱集西煤矿通风孔的成功应用对于其他矿井建设起到了借鉴作用。作者简介：孟祥领（