【正文】 《礦井通風與安全》課程設計 1 礦井通風設計 學 院： 能源學院 專業(yè)班級： 采礦 111 班 姓 名： 高超 學 號： 3111020xx104 指導老師： 杜峰 《礦井通風與安全》課程設計 2 目錄 前言 （一）、礦井概況 （二）、擬定礦井通風系統(tǒng) （三）、礦井總風量計算與分配 礦井需風量計算原則 礦井需風量計算方法 礦井總風量的分配 （四）、礦井通風總阻力計算 礦井通風總阻力計算的原則 礦井通風總阻力的計算方法 繪制礦井通風網(wǎng)絡圖 （五）、選擇礦井通風設備 選擇礦井通風設備的要求 主要通風機的選擇 《礦井通風與安全》課程設計 3 前言 《礦井通風》設計是學完《礦井通風》課程后進行，是學生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是對學生進行的一次綜合性專業(yè)設計訓練。通過課程設計使學生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設計打下基礎(chǔ)。 進一步鞏固和加深我們所學礦井通風理論知識，培養(yǎng)我們設計計算、工程繪圖、計算機應用、文獻查閱、運用標準與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。 培養(yǎng)學生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。 培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、嚴肅認真的治學態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風。 依照老師精心設計的題目，按照大綱的要求進行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。 設計中要求嚴格遵守和認真貫徹《煤炭工業(yè)設計政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)礦井設計規(guī)范》以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設計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)，力爭使自己的設計達到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。 《礦井通風與安全》課程設計 4 （一）礦井基本概況 平煤八礦 井田范圍 第一水平垂深 550 米。井田東西走向長為 公里，南北傾斜寬約為 公里，煤層傾角平均為 150，煤厚平均 米，井田面積約為 平方公里。 煤層特征 井田主要可采煤層有丁 5戊 9己 1己 1617 四層，四層主采煤層總厚度為 米，可采系數(shù) %。本設計中只涉及到戊 9－ 10 煤層，厚度 ～ 米，平均厚度 米。礦井為低瓦斯礦井，瓦斯絕對涌出 ，相對涌出量 。礦開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為 1～ 3 個月。 庚煤段己煤段戊煤段丁煤段丙煤段乙煤段甲煤段寒武系石炭系崮山組太原組山西組下石盒子組上石盒子組系迭二界生古10077851488786182130120（ m ）庚20己15己16 17戊8戊91 0丁5丁6丙3白云質(zhì) 砂巖大占砂 巖砂鍋窯 砂巖田家溝 砂巖平頂山 砂巖由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及煤層組成，含可采煤層丁 丁6由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及煤層組成，含可采煤層戊戊 9 10由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及薄煤組成由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及薄煤組成由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及薄煤組成厚層狀白云質(zhì)石灰?guī)r由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂、石灰?guī)r和薄煤組成，底部為鋁土泥巖 由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂 巖及煤層組成，含可采 煤層 己15 、己1 61 7厚層狀、中粗粒長石石英砂巖段組系界巖性描述標志層 名 稱煤層編號地層柱狀厚度 地層單位 圖 1 綜合地質(zhì)柱狀圖 礦井生產(chǎn)任務 本礦井的設計生產(chǎn)能力為 120 萬噸 /年 ,礦井服務年限為 55 年。 《礦井通風與安全》課程設計 5 井田開拓 本礦井采用雙立井 550m 單 水平上下山開采。單水平開采本設計的開采水平設在井田中央的－ 550 米，集中大巷布置在－ 550m 水平開采范圍 250～－ 850m。 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中 下 部。采用立井開拓 ， 井筒置于工業(yè)場地之中。 主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設備、材料。 為了 均衡礦井初期和后期的生產(chǎn)運輸 量，縮短通風網(wǎng)路，決定將井筒的位置設于 井田中央的位置，采用立井開拓方式開鑿二個立井，即主井、副井。 設計主要開拓大巷均布置于煤層底板巖層中，錨噴支護，考慮通風要求，適當加大斷面。其斷面均采用半圓拱 型，大巷布置在各層煤下部的巖石中便于維護。 礦井為立井開拓，煤炭由運輸大巷運至井底煤倉，后經(jīng)箕斗提升運至地面；物料經(jīng)副井運至井底車場，經(jīng)井底車場由電機車牽引運到采（帶）區(qū)；少量矸石由礦車直接排運到非通行的巷道橫貫中。 井內(nèi)的氣象參數(shù)按表 所列的平均值選取。 表 空氣平均密度一覽表 季節(jié) 地點 進風井筒（ kg/m3） 出風井筒（ kg/m3） 冬 夏 井田境界與儲量 礦井地質(zhì)資源量： 戊 9－ 10 煤 （ Mt） ， 礦井工業(yè)儲量 （ Mt）， 礦井可采儲量 （ Mt），本礦井設計生產(chǎn)能力為 120 萬 t/年 。 工業(yè)廣場的尺寸為 320m450m 的長方形， 工業(yè)廣場的煤柱量為 512 (萬 t)。 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限 本礦井設計生產(chǎn)能力按年工作日 300 天計算 ， 設計采用“三八”工作制，每天三班作業(yè) ,即二班生產(chǎn)，一班準備，每班凈工作時間為 8 小時。 凈提升時間為 14 小時。 井下同時工作的最多人數(shù)為 300人?；夭晒ぷ髅孀疃嗳藬?shù)為 30 人。 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)（一采區(qū)）傾斜長度為 1628m，區(qū)段平巷采用單巷布置，在回采下區(qū)段時，采用留小煤柱的沿空掘巷。 首采帶區(qū)工作面長度取 215m，區(qū)段上平巷為 ，下平巷寬度為 ，區(qū)段小煤柱寬度約 8m。根據(jù)八礦現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為 22℃。 開采首采區(qū)（一采區(qū)）時，采用沿空掘巷準備下一個工作面的回采巷道，為工作面接替做好準備。待首采區(qū)（一采區(qū)）全部采完后，第二個工作面已經(jīng)準備出來，可以投入生產(chǎn)。依次類推。按照區(qū)段的順序進行開采，開采順序如下：一采區(qū)→三采區(qū)→五采區(qū)→二采區(qū)→四采區(qū)→六采區(qū)。 《礦井通風與安全》課程設計 6 采煤方法 主采煤層選用綜采開采工藝 ，走向 長壁全部 垮 落一次采全高 的采煤方法 。工作面的推進方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)， 選用 MXA300/ 型雙滾筒采煤，平均 采高。前刮板輸送機采用 SGZ830/630，后刮板輸送機采用 SGZ－ 764/500。 采煤機 截深 ，其 工作方式 為 雙向割煤，追機作業(yè)，工作面端頭進刀方式。 工作面 用先移架后推溜的及時支護方式。 回采巷道布置 工作面回采巷道采用單巷布置；兩 平巷 設計均為矩形斷面， 斷面 采用沿空掘巷施工 。 采用 1000 mm 寬 的 膠帶輸送機運煤 ； 無極繩 絞車斜巷運料、運設備；輔助運輸巷鋪設軌道，通過設備車輛。 部分井巷特征參數(shù) 表 部分井巷特征參數(shù) 巷道名稱 長度 (m) 斷面（ m2） 周長（ m） 副井井筒 軌道大巷 軌道上山 區(qū)段運輸平巷 工作面 《礦井通風與安全》課程設計 7 1開拓系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸 圖 11 開拓系統(tǒng)圖 圖 12 巷道布置圖 （二）擬定礦井通風系統(tǒng) 現(xiàn)行的礦井通風方式 礦井通風方式根據(jù)回風井的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、采區(qū)式和混合式通風中選擇，以下為各方案的示意圖。 方案一：中央并列式 區(qū)段回風平巷 回風大巷 回風井 《礦井通風與安全》課程設計 8 風井主副井都位于中央工業(yè)廣場上，副井進風，風井回風，如圖 。 圖 中央并列式通風方式 方案二：中央邊界式 進風井位于井田走向中央，回風井位于井田淺部邊界走向的中央，如圖 。 圖 中央邊界式通風方式 方案三：兩翼對角式 進風井位于井田的中央，回風井設在井田兩翼的上部邊界，如圖 。 圖 兩翼對角式通風方式 方案四：分區(qū)對角通風方式 每一個分區(qū)域內(nèi)均設置進風井及回風井，構(gòu)成獨立的通風系統(tǒng)，見圖 和 。 《礦井通風與安全》課程設計 9 圖 分區(qū)對角抽出式通風方式 圖 分區(qū)對角壓入式通風方式 方案五 混合式通風方式 混合式是進風井與出風井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成。包括：中央分列與兩翼對角混合式、中央并列與中央分列混合式等。 圖 混合式通風方式 礦井通風方式的選擇 下面對這幾種通風方式的特點及優(yōu)缺點適用條件列表比較，見表 . 表 通風方式比較 通風方式 優(yōu)點 缺點 適用條件 中央并列式 初期投資較少，工業(yè)場地布置集中，管理方便，工業(yè)場地保護煤柱少，構(gòu)成礦井通風系統(tǒng)的時間短 風路較長，風阻較大，采空區(qū)漏風較大 煤層傾角大，埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴重 中央邊界式 通風阻力較小，內(nèi)部漏風小，增加一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主要通風機的噪音影響，從回風系統(tǒng)鋪設防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。 建井期限略長，有時初期投資稍大 煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴重 兩翼對角式 封路較短，阻力較小，采 建井期限略長， 煤層走向較大，井型較大，《礦井通風與安全》課程設計 10 空區(qū)的漏風較小，比中央并列式安全性更好 有時初期投資稍大 煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的新礦井 分區(qū)對角式 通風線路短、幾個分區(qū)域可以同時施工的優(yōu)點外，更有利于處理礦井事故、運送人員設備也方便 工業(yè)場地分散、占地面積大、精通保護煤柱較多 井田面積較大、局部瓦斯含量大，采區(qū)離工業(yè)廣場比較遠。 混合式 井田范圍大、多煤層、多水平開采礦井，一般用于老礦井的改造及擴建 礦井通風方式技術(shù)和經(jīng)濟比較 技術(shù)比較 通過對礦井煤層進行初步分析，該礦井為低瓦斯礦井，開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性。井田東西走向長為 公里，南北傾斜寬約為 公里，煤層傾角平均為 15 度，煤厚平均 米。綜合考慮各種通風方式的優(yōu)缺點，結(jié)合本礦井煤層的實際情況，對比各種通風方式的適應條件，初步判斷：中央邊界式和兩翼對角式相對于中央并列式、分區(qū)對角式、混合式通風有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，能滿足該礦井的實際生產(chǎn)需要。下將進行經(jīng)濟對比，從中央邊界式和兩翼對角式中選取出最經(jīng)濟的通風方式。 日產(chǎn)量 120*90%/300= 萬噸 =3600 噸 刀產(chǎn)量 247***= 噸 日進刀數(shù) 3600/= 刀≈ 5刀 工作面日推進長度 5*=3 刀 東一采區(qū) 一個 工作面開采時間（（ 1301+） /2） /3=396 天 開采工作面數(shù) 1523/247=≈ 6個 服務年限 396*6/300= 年 西一采區(qū) 一個工作面開采時間（（ 1320+） /2） /3=378 天 開采工作面數(shù) 1059/247=≈ 4個 服務年限 378*4/300= 年 東三采區(qū) 一個工作面開采時間（（ 1533+1432） /2） /3=494 天 開采工作面數(shù) 1183/247=≈ 5個 服務年限 494*5/300= 年 西三采區(qū) 一個工作面開采時間（（ 1532+1700） /2） /3=539 天 開采工作面數(shù) 1160/247=≈ 5個 服務年限 539*5/300= 年 根據(jù)通風實際要求知，設計服務年限為 25 年的通風方式，故在 25 年內(nèi)，可《礦井通風與安全》課程設計 11 開采東一采區(qū) 6 個工作面、西一采區(qū) 4 個工作面、東三采區(qū) 4個工作面、西三采區(qū) 3 個工作面。 驗算，（ 396*6+378*4+494*4+539*3） /300=25 年，符合要求。 經(jīng)濟比較 中央邊界式和兩翼對角式的經(jīng)濟比較主要從巷道開拓費用、巷道維護費用及通風設施購置費用等方面考慮。 （備注：為了方便比較，減小比較的復雜程度，更加簡