矿井通风与安全课程设计--塔山矿1500万t-a新井通风设计

矿井通风与安全课程设计课程设计题目：塔山矿1500万t/a新井通风设计目录1. 矿井设计概况11.1矿区概述及井田地质特征11.2井田开拓31.3巷道布置与采煤方法42.矿井通风系统拟 62.1 矿井通风系统的基本要求62.2矿井通风方式的选择62.3矿井通风方案技术和经济比较矿井92.4通风机工作方法123 盘区通风143.1盘区大巷通风系统143.2回采工作面通风方式154.掘进通风204.1掘进工作面通风方式204.2 煤巷掘进工作面需风量224.3掘进通风设备选型244.4掘进通风机技术管理和安全措施275矿井风量计算与分配.29 5.1矿井总风量的计算285.2矿井风量分配335.3风速验算346矿井通风阻力计算366.1矿井通风阻力计算原则366.2矿井通风容易时期和困难时期的确定366.3矿井通风阻力计算377矿井通风设备选型457.1选择主要通风机457.2电动机选型477.3矿井主要通风设备要求497.4通风附属装置及其安全技术497.5特殊灾害的防治措施508.矿井通风费用概算528.1吨煤通风费528.2通风设备的折旧费和维修费528.3通风员工工资费用538.4专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费538.5吨煤通风成本539结论54参考文献551. 矿井设计概况1.1矿区概述及井田地质特征1.1.1矿区概述山井田位于山西省大同煤田东翼中东部边缘地带，距大同市约30km，距同煤集团公司17km。东部为南郊联营矿，北部与石炭系马脊梁矿、四台矿井田相接，西部与潘家窑井田、西南部与马道头井田相邻，西北部与井儿沟区地方煤矿开采区相接。井内的气象参数按表1所列的平均值选取。表1 空气平均密度一览表季节 地点进风井筒（kg/m3）出风井筒（kg/m3）冬1.281.20夏1.201.241.1.2井田地质特征塔山矿井井田东西走向长17.2220.84km，平均走向长24.3km，南北倾斜宽9.3612.56km，平均倾斜宽11.7km，井田面积168.88km2。1.1.3煤层特征本矿井主要可采煤层，3-5#煤层平均厚15.72m， 8#煤层平均厚度6.12m，具体参见图1 综合地质柱状图。根据精查地质报告的瓦斯地质资料，全矿井最大相对瓦斯涌出量为6.48m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。据煤的自燃发火倾向测试结果，各煤层均属自燃发火煤层。图1 综合地质柱状图1.2井田开拓1.2.1井田境界与储量矿井地质资源量：(3-5)#煤层可采储量1453.0 M t），8#煤层可采储量610.32Mt，共2153.93Mt，矿井工业储量4614.80（Mt）， 矿井可采储量3140.92 Mt，本矿井设计生产能力为1500万t/年。工业广场的尺寸为长方形，工业广场的煤柱量为1786(万t)。1.2.2矿井工作制度、设计生产能力及服务年限本矿井设计生产能力按年工作日300天计算，“三·八”制作业，每天安排3班，其中2班生产，1班检修，净提升时间为14小时。本矿井的设计生产能力为1500万吨/年,矿井服务年限为140年，其中5(3-5)#煤层服务年限为68.6a。1.2.3井田开拓矿井工业场地选择在位于井田东侧的杨家窑村附近。井田划分为上、下两个水平开拓。3-5#煤层以上各可采煤层距离较近，称为上组煤，即上水平（1070水平）；8#煤层称为下组煤，即下水平（1030水平）。上组煤可采煤层分别为山4#、2#、3#和5（3-5）#煤层，主采煤层为3#和5（3-5）#煤层。主、副平硐进入3-5#煤层后，大巷沿塔山区断层群北侧向西，直至挖金湾工业场地下，然后沿铁路保护煤柱向王村区方向延伸，直至井田西部边界。一盘区以大巷作为盘区巷道，实行大巷条带式单翼布置开采，工作面由北向南推进。二盘区沿井田东南边界布置二盘区巷道，工作面基本垂直盘区大巷沿倾向仰斜布置开采。三盘区从大巷拐角处向西北方向延伸，通过雁崖工业场地下，直至井田北部边界，作为三盘区盘区巷道。矿井前期上组煤主要大巷确定沿3-5#煤层布置，共布置3条大巷，其中，一条为胶带输送机运输大巷，一条为辅助运输大巷，另一条为回风大巷。因井田东部井底3-5#煤层见煤点标高在1070m左右，故一水平大巷统称为1070水平大巷。1.3巷道布置与采煤方法1.3.1盘区巷道布置及生产系统设计首采为一盘区，1个综采放顶煤工作面、1个备采综采工作面、2个综掘工作面。一盘区走向长度6200m，倾斜长度4100m。 首采带区工作面长度取250 m；两斜巷设计均为矩形断面。矿井前期在开采3-5#煤层前，对于一盘区北翼，需先行开采上覆的山4#煤层；对于二盘区，2#煤层因煌斑岩侵入而无开采价值，山4#煤层主要分布于盘区西部，对矿井初期开采3-5#煤层影响不大，随着工作面推进，二盘区后期开采时，须及时开采上覆的山4#煤层，以便充分利用煤炭资源，提高资源利用率。1.3.2采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，倾斜长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。根据工作面的关键参数设备选择如下：液压支架ZZ4000/18/38、采煤机SL500AC、刮板输送机PF6/1142、 PF6/1542型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2×160型带式输送机。采煤机截深0.8m，其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。1.3.3回采巷道布置设计+1070m水平大巷均沿煤层底板布置。盘区各工作面顺槽均沿煤层底板布置。各盘区顺槽与大巷之间，均直接（或通过风桥）搭接。一盘区南翼、二盘区、三盘区均布置三条大巷，巷道中心距均为35m，一盘区南翼大巷保护煤柱为50m、二盘区大巷保护煤柱为100m、三盘区大巷保护煤柱为50m。各盘区胶带输送机大巷安装胶带输送机、辅助运输巷用混凝土铺底运行无轨胶轮车并同时用兼作进风、回风大巷专用于回风。 1.3.4部分井巷特征参数表2部分井巷特征参数（其他井巷参数自行设计、计算或在相关图纸上提取）巷道名称长度(m)净周长净断面(m2)副平硐17.35 20.55 +1070m水平辅助运输大巷16.80 19.00 机头硐室检修联络巷12.90 11.50 回辅联络巷14.60 13.10 +1070m水平辅助运输大巷16.80 19.00 +1070m水平回风大巷16.20 17.80 盘道回风大巷15.50 16.30 盘道回风大巷22.00 24.00 盘道回风大巷15.50 16.30 盘道回风大巷16.00 15.75 爆炸材料发放硐室8.34 4.80 盘道回风立井20.41 33.17 盘道回风立井风硐18.45 23.80 盘道进风立井20.41 33.17 盘道进风大巷16.10 17.80 +1070m水平回风大巷16.20 17.80 主变电所13.50 12.80 主排水泵房13.50 12.80 主排水泵房管子道10.70 8.00 主平硐16.20 18.43 +1070m水平胶带输送机大巷15.60 17.00 二盘区辅助运输大巷15.30 15.80 二盘区胶带输送机上仓斜巷13.80 13.20 二盘区回风大巷16.20 17.80 5103巷16.60 16.50 5103巷16.60 16.50 2102巷17.00 17.00 5102巷16.60 16.50 8102综放工作面（备用面）14.50 12.00 2101巷17.00 17.00 5101巷16.60 16.50 8101综放工作面14.50 12.00 +1070m水平大巷综掘面16.80 19.00 一盘区南翼辅助运输大巷15.30 15.80 一盘区南翼回风大巷16.20 17.80 一盘区南翼变电所15.90 17.30 一盘区南翼胶带输送机上仓斜巷13.80 13.20 8113顺槽综掘面16.60 16.50 一盘区南翼大巷联络巷16.60 16.50 一盘区南翼胶带输送机大巷16.60 16.50 一盘区变电所15.30 15.80 +1070m水平大巷联络巷15.90 17.30 一盘区南翼大巷联络巷15.90 17.30 2矿井通风系统拟定2.1 矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统，都要符合投产快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。具体地说，要适应以下基本要求：1矿井至少要有两个同地面的安全出口；2进风井口要有利于防洪，不受粉尘有害气体的污染；3北方矿井，井口需装供暖设备；4总回风巷不得作为主要行人道；5工业广场不得受扇风机的噪音干扰；6装有皮带机的井筒不得作为主要进风井；7装有箕斗的井筒不得作为主要进风井；8可以独立通风的矿井，采区尽可能独立通风；9通风系统要为防瓦斯、火、尘、水、及高温创造条件；10通风系统要有利于深水平式或后期通风系统的发展变化。2.2矿井通风方式的选择选择通风方案的考虑因素选择任何通风方式都需要符合投产较快、出煤较快、安全可靠和技术经济合理等原则。选择矿井通风方式时，应考虑以下两种因素：1.自然因素：煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、矿井瓦斯等级。2.经济因素：井巷工程量、通风运行费、设备装备费。2.2.1矿井通风方案矿井通风方案矿井通风方式根据回风井的位置的不同，可分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、采区式和混合式通风中选择，以下为各方案的示意图。方案一：中央并列式风井主副井都位于中央工业广场上，副井进风，风井回风，如图2.1。图2.1 中央并列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案二：中央分列式两回风井位于井田边界的两翼，副井进风，风井回风，如图2.2。图2.2 中央分列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案三：两翼对角式进风井位于井田的中央，回风井设在井田两翼的上部边界，如图2.3。图2.3 两翼对角式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案四：采区式通风方式每一个分区域内均设置进风井及回风井，构成独立的通风系统，见图2.4。图2.4 采区式通风方式1主井 2副井 3运输