【正文】 0 5 結(jié) 論 ......................................................... 51 致 謝 ........................................................... 52 參 考 文 獻 ...................................................... 53 1 1 緒 論 礦井通風設(shè)計的國內(nèi)外研究發(fā)展與現(xiàn)狀 煤炭是世界工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主要能源，很早以前，就有采礦的歷史 ，礦井通風史也隨之產(chǎn)生。 約在 1640 年，人們開始把進風和回風分開，以利用自然通風壓力進行礦井通風。為了加大通風壓力， 1650 年在回風路線上設(shè)置火筐， 1787 年又在回風路線上設(shè)置火爐，使回風風流加熱。 1745 年俄國科學家發(fā)表了空氣在礦井中流動的理論， 1764 年法國采礦工程發(fā)表了關(guān)于礦井自然通風的理論，成為礦井通風史上奠基的兩篇論文。 1807 年風量約 200m3 /min，獸力活塞式空氣泵， 1849 年轉(zhuǎn)速約 95 轉(zhuǎn) /分，風量約 500m3 /min 的蒸汽鐵質(zhì)離心式扇風機； 1898 年電力初型軸流式扇風機相繼投入 使用。上世紀四十年代，礦井已使用功率為約 1500kw 和 3000kw 的電力軸流式和離心式大型扇風機。 用于礦井的主要有離心式和軸流式兩類通風機，以前全用離心式。由于軸 流式通風機具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、重量輕，再者是工作效率高，尤其是大型軸流式通風機，效率可達 85％，三是有翼角調(diào)整裝備，便于機械性能調(diào)節(jié)或進行反風這些優(yōu)點，現(xiàn)在大部分礦井都采用軸流式通風機。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對礦井通風的要求不斷提高，也更具有合理性。如礦井供風量每人不少于 4m3/min，在主要進風道、回風道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒 最大風速不能超過 8米 /秒?；夭晒ぷ髅?、掘進煤巷和半煤巖巷最小風速不小于 米 /秒等規(guī)定，這都為礦井的安全生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。 隨著計算機的發(fā)展和廣泛應用，礦井通風方面，已經(jīng)可以利用電算技術(shù)確定礦井通風網(wǎng)絡(luò)，并對其進行解算。主要是礦井通風狀況的模擬與預測，通風系統(tǒng)改造方案的比較計算和風量分配與礦井阻力計算等方面。 通風設(shè)計的目的和意義 眾所周知，井下風量不足會引起瓦斯積聚，工作環(huán)境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問題，而風量過剩也會導致不良的影響，如漏風量大，動力過度消耗，風流發(fā)生過度的冷卻作用，巷道內(nèi)礦 塵飛揚，激發(fā)煤的自燃等。因此礦井 2 通風設(shè)計合理與否對礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。 礦井通風設(shè)計是礦井設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是反映礦井設(shè)計質(zhì)量和水平的主要因素。其目的就是供給礦井新鮮風量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風流的質(zhì)量和數(shù)量以符合國家安全衛(wèi)生標準造成良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產(chǎn)。 礦井通風是各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，他是依靠通風動力將定量的新鮮空氣沿著既定的通風路線不斷地輸入井下，以滿足回采工作面 、掘進工作面、機電硐室、火藥庫以及其他用風地點的需要，同時將用過的污濁空氣不斷的排出地面。對保證礦井的生產(chǎn)和安 全，有十分重要的作用。 隨著礦井的開采規(guī)模逐漸擴大，井下的溫度逐漸升高，瓦斯含量的不斷增加以及煤的自燃特性愈益加劇，合理的解決礦井通風問題就顯得特別重要了。同時，礦井通風對于提高礦工的勞動效率，保證礦工的安全和健康，也是極為重要的。 通風設(shè)計的依據(jù)和要求 礦井通風設(shè)計是安全工程專業(yè)學過《通風安全學》、《煤礦開采學》等課程后，以及通過生產(chǎn)實習后進行的，其目的是鞏固和擴大所學理論知識并使之系統(tǒng)化 ，培養(yǎng)學生運用所學理論知識解決實際問題的能力，提高學生計算、繪圖、查閱資料的基本技能，為以后能勝任工作奠定基礎(chǔ)。 設(shè)計時依據(jù)《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家制定的其他有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策等有關(guān)要求，力爭做到分析論證清楚、論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計成果達到較高水平。 3 2 基本概況 礦井概況及井田地質(zhì)特征 井田概況 1） 位置 九里山礦井位于河南焦作煤田東部，九里山南側(cè)，西與演馬莊礦相鄰，東北與馮營礦相鄰，西距焦作市 18km。見圖 21。 沁陽市 九里山煤礦 新鄉(xiāng)市 修武 博愛 溫縣 武陟 九里山 恩村 安陽城 S30 8 S237S10 4S104 馬村區(qū)中站區(qū)S309S309 S233 S306 S235 鄭焦晉高速S104山 西 省 焦 作 市 焦作市 新 鄉(xiāng) 市 圖 21 井田位置圖 Fig. 21 Jiulishan mine traffic location map 2） 交通 九里山礦交通方便，礦井鐵路專用線，從焦作礦務(wù)局安陽城集配站接軌，可以通過新焦鐵路，直達全國各大城市，公路交通也方便，鄰近礦井馮營礦、演馬莊礦。 4 3） 地形與河流 井田范圍內(nèi)，地形平坦。井田北緣有九里山，高出地面約 70 米。地表覆蓋有第四紀黃土。地面有受雨水沖刷的深溝及農(nóng)田灌溉渠數(shù)條，溝深 12米。深溝平時 干枯，夏季雨后有短暫時間流水。有一河床，平時干枯，雨季有時有洪水，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 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 米。 4） 氣象 根據(jù)焦作 市氣象資料，焦 作 市屬半大陸性氣候，最高氣溫 度，最低氣溫 度，每年 9 月為雨季，年最大降雨量為 毫米，正常風速為 40米 /秒。 地質(zhì)特征 1） 地質(zhì)構(gòu)造 本井田位于太行山余脈之南坡，呈單斜構(gòu)造，巖層傾斜方向東南，傾角 度 16度 。井田范圍內(nèi)基巖均被厚度 80210 米的第四紀黃土及礫石層所覆蓋，井田無褶皺現(xiàn)象出現(xiàn)，皆為正斷層，曾多沿走向方向發(fā)展，只有方莊斷層、北碑村斷層，以傾斜方向北 30度出現(xiàn)。見表 21。 表 21 主要地質(zhì)構(gòu)造 Table21 main geologic structure 序號 名稱 斷層性質(zhì) 斷層面走向 斷層面傾向 傾角 （度） 落差（米） 水平斷距（米） 位置及范圍 1 馬坊泉斷層 正 北 45～ 55度東 北西 70 32～ 160 7000 井田下 部 2 方莊斷層與北碑村斷層 正 北 30度東 相反 60 100～ 130 10000 井田東 部 大煤屬于中灰分低硫分優(yōu)質(zhì)無煙煤，主要用作民用燃料和制造合成氨的造氣原料，也能作為高爐噴吹和燃燒鐵礦石的燃料，還能用于制造各種碳素材料，如炭電極，活性碳等。 5 表 22 煤的工業(yè)分析表 Table 21 coal feature list 煤層名稱 原煤工業(yè)分析（ %）最小 最大 /平均 水分 灰分 硫分 揮發(fā)分 發(fā)熱量 大煤 82128489 平均 8352 2） 水文地質(zhì) 以煤層位置和層次將含水層劃分為兩部分：頂板水和底板水。大煤以上統(tǒng)稱為頂板水，包括沖積層、基研風化帶和砂巖等含水層：大煤以下統(tǒng)稱為底板水，包括第八層灰?guī)r，第二灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r等含水層。 地下水總流向從西北向東南，水力坡度為 %，水位標高一般為 +90米左右。頂板水根據(jù)地質(zhì)報告為 40m3/min，頂板水為 10m3/min，礦井正常涌水量為50m3/min。礦井最大涌水量為 120m3/min。煤層特征見表 22。 表 23 煤層特征表 Table23 coal bed characteristic table 3） 瓦斯煤塵 九里山礦瓦斯，根據(jù)大煤采樣規(guī)定，和演馬莊礦實測計算結(jié)果，應屬超級瓦斯區(qū)，并有煤和瓦斯突出危險。煤塵無自燃和爆炸性危險。相對瓦斯涌出量為 立方米 /噸。 煤層名稱 煤層厚度 傾向 傾角/ 176。 圍巖性質(zhì) 煤牌號 硬度 容重t/m 煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 最小 最大 平均 頂板 底板 大煤 － 東南 16 砂質(zhì)頁巖 頁巖和砂質(zhì)頁巖 03 34 穩(wěn)定 簡單 6 礦井儲量 、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 井田界限 九里山井田范圍，西以十一勘探線為界，東至被碑村斷層為界，被到大煤隱伏露頭，南達西倉上斷層為界。井田走向 km，傾斜寬度為 km，井田面積為 。 九里山井田內(nèi)，有可采煤層兩層，即大煤和小煤，但由于小煤分布不均勻，只是局部可采，因而九里山井田內(nèi)，基本上屬于單一煤層開采。 井田儲量 表 24 礦井工業(yè)儲量匯總表 Table 24 reserves summary 煤層名稱 工業(yè)儲量（萬噸） 備注 A B A+B C A+B+C 大煤 表 25 礦井可采儲量匯總表 Table25 mine pit recoverable resources collect the master list 開采水平 煤層名稱 工業(yè)儲量 礦井設(shè)計儲量（萬噸） 礦井可采儲量（萬噸） 永久煤柱損失 設(shè)計儲量 設(shè)計煤柱損失 可采 儲量 斷層煤柱 境界煤柱 構(gòu)筑物煤柱 其它煤柱 工業(yè)場地煤柱 井下巷道煤柱 其他煤柱 Ⅰ 大煤 3570 57 175 152 3186 318 246 2622 Ⅱ 大煤 8179 498 229 229 481 6742 635 592 500 5015 合計 11749 555 404 381 481 9928 953 838 500 7637 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 1） 礦井工作制度 礦井設(shè)計年工作日為 330 天，每天三班工作制，凈提升時間為 16 小時。 2） 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 [1] 根據(jù)井田的煤層賦存條件、可采儲量和礦井的境界范圍， 礦井設(shè)計為中型煤礦，年產(chǎn) 90萬噸，日產(chǎn)能 力達到 2795 噸。 7 3） 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限根據(jù)下式計算： KAZT k?? 式中： T礦井設(shè)計服務(wù)年限， a； ZK礦井可采儲量， Mt； A礦井設(shè)計年產(chǎn)量， Mt/a； K儲量備用系數(shù)， K=～ aT ??? 第一水平的工業(yè)儲量為 2622