华北科技学院矿井通风及安全课程设计.pdf

矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 1 作者：安全０３-１班刘应科矿矿井通风井通风系统设计系统设计说说明明书书姓姓名：名：班班级：级：学学号：号：指导老师：指导老师：日日期：期：矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 2 作者：安全０３-１班刘应科1 1摘摘 要要 随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的部分为确保煤矿的安 全生产，对煤矿的安全设计十分重要根据平岗煤矿的实际情况，结合目前安全 生产技术，对平岗煤矿进行了安全设计设计针对煤矿常见的安全问题，如水、 火、煤尘、瓦斯、顶板等灾害，分析灾害发生的原因，设计具体的灾害预防措施 及安全保障措施，以达到防止事故发生或减少事故发生概率，降低事故造成伤害 的目的根据平岗煤矿开拓方式和地质构造，选择了合理的通风系统，对采掘工 作面及硐室通风，井下通风设施和构筑物等进行设计，选择了安全逃生路线，分 析了矿井通风系统的合理性和可靠性 针对平岗煤矿的粉尘灾害，从防尘措施、防爆措施和隔爆措施三个方面进行 了安全设计对于瓦斯灾害防治，设计采取了以瓦斯抽放为主及一些防爆、隔爆 安全措施在火灾防治方面，分别设计了煤自然火灾防治措施及外因火灾防治措 施。

通过对平岗煤矿水文地质资料的分析，设计了相应的水灾防治安全措施同 时建立一套完善的安全监测与监控体系，对各种灾害形式进行严密的监控，在灾 害发生前将事故处理，确保生产能够安全高效的进行，同时达到无安全事故、无 人员伤亡的理想状态同时还设计了顶板灾害、运输系统灾害、电气事故灾害的 安全措施 关键词:安全条件 粉尘防治 瓦斯防灭火 安全监测矿井概况矿井概况1 地质概况地质概况该矿地处平原、地面标高＋150m，井田走向长度 5km，倾斜方向长度 3.3km井田上界以标高－165m 为界，下界以标高－1020m 为界，两边以断层为界，井田内煤层赋存稳定，井田可采储量约 1.08 亿吨根据开采条件，煤炭供求状况及“规程”规定，确定此矿为年产 150 万吨的大型矿井，服务年限为 72 年井田内有两个开采煤层，为 k1、k2，在井田范围内，煤层赋存稳定，煤层 15°，各煤层厚度、 间距及顶底板岩性参见地层概况简图 （详见下图 1） 矿井相对瓦斯涌出量为 6.6m3/T，煤层有自然发火危险，发火期为 16－18 个月，煤尘有爆炸性，爆炸指数为 36％表 1-1综合柱状图柱状厚度（米）岩性描述240.00表土，无流砂8.60砂质页岩8.40泥质细砂岩，沙质泥岩互层，稳定0.20沙质泥岩，松软2.40k2煤层，块状 r＝1.254.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 3 作者：安全０３-１班刘应科7.80灰色砂质泥岩4.80泥岩细砂岩互层4.60薄层泥质细砂岩，稳定0.20泥岩，松软2.80k2煤层煤质中硬 r＝1.288.20灰白色砂岩坚硬抗压强度 600～900 公斤/cm224.86灰色中、细砂岩层互层2 2．矿井开拓方式及开采方法．矿井开拓方式及开采方法采用立井多水平上下山开拓， 由于本矿井型为 150 万吨/a,属于大型矿井， 而且地处平原，井田走向长度 5 千米，倾斜方向长度 3.3 千米。

为了方便安排矿井运输和提升系统，满足矿井的生产能力的要求，所以决定开凿一个主井和一个副井，主井为箕斗井提煤用，副井为罐笼井升降人员、材料、矸石，也作为进风井用，并设有梯子间第一水平标高－380m，倾斜长为 825×2m，服务年限为 27 年，因走向较短，两翼各布置一个采区 每个采区上山部分和下山部分各分为五个区段回采 每采区各布置一个综采工作面和一个高档普采工作面，工作面长度 150m，区段平巷及区段煤柱 15m，采区巷道采用集中联合布置采区轨道上山均布置在 k2 煤层的底板稳定细砂石中，区段回风平巷与运输上山，区段运输平巷与轨道上山采用石门连接， 为了保证生产正常接替， 前期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头， 后期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头和一个岩石下山掘进头西两翼各有一个绞车房、变电所、火药库，亦需独立通风主井为箕斗井提煤用，副井为罐笼井升降人员、材料、矸石，进风用，并设梯子间矿井工作制：除综采工作面采用 4－6 工作制外，其它均采用三八工作制井下同时作业的最多人数为 700 人，综采工作面同时作业最多人数 40 人，高档普采工作面同时作业最多人数 60 人。

二二矿井通风系统的选择矿井通风系统的选择矿井通风系统包括：通风方式（进、出风井的布置方式） ；通风方法（矿井主通风机的工作方法） ；通风网路 1 1 通风方式的确定通风方式的确定通风方式一般可分为中央式，对角式，混合式三种现分别分析如下，并从技术和经济两方面比较其优缺点，择优选用1 1.1.1 中央式中央式1）） 中央并列式中央并列式矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 4 作者：安全０３-１班刘应科在地形条件许可时，进风井和出风井大致并列在井田走向的中央，二井底都开掘到第一水平，主要通风机设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中做条回风石门 m—n，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长图图 2-1中央并列式中央并列式 注：用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列斜井2）） 中央并列式的适用条件中央并列式的适用条件 煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在此条件 下，采用中央并列式是比较合理的 这种通风方式(和其它方式相比)，尽管存在着风路较长， 阻力较大，采空区的漏风较大的缺点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很 重要。

同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进风与出风两井筒之间的漏风较大， 箕斗井回风时外部漏风较大等， 这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大的问题 相 反，由于煤层倾角大，总回风石门长度小，开掘费小，两个井筒(立井或斜井)集中，便于开 掘，开掘费也较少，便于贯通，建井期限较短，采用中央并列式通风方式，具有初期投资较 少、出煤较快的优点同时它的护井煤柱较小，且便于延深井筒，为深部通风的准备工作提 供有利条件3）中央分列式）中央分列式(又名中央边界式又名中央边界式)进风井大致位于井田走向的中央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔—段距离，出风井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井图图 2-2中央分列式中央分列式4）） 中央分列式的适用条件中央分列式的适用条件一般地说，这种通风方式适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大(≤4km) ，而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井， 少掘一条总回风石门)， 但相差不悬殊。

矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 5 作者：安全０３-１班刘应科如果中央有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于多打一个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较有利的， 增加了一个安全出口， 工业广场设有主要通风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统都比较方便1.1.2 2 对角式对角式1) 两翼对角式两翼对角式进风井筒大致位于井田走向的中央，两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通风机设在出风井口附近 为了开采深水平， 有时把两翼风井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近用斜井和平峒开拓时，可把下图中的立井改为斜井和平峒图图 2-3 两翼对角式两翼对角式2) 两翼对角式适用条件两翼对角式适用条件一般认为，这种布置方式(指对角风井位于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大(超过4km)、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井它的优缺点，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投资更大如果能够进行相向掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。

3)分区对角式分区对角式进风井大致位于井田走向的中央，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区主要通风机，可不必做总回风道在图 9—5 中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒图图 2-4分区对角式分区对角式4)分区对角式适用条件分区对角式适用条件煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道(因会穿出地面)，在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井(立井、 斜井或平峒)分区通风的布置方式每个采区各有独立的通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 6 作者：安全０３-１班刘应科1.31.3 混合式混合式进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成， 其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中央分列混合式等 以中央分列与两翼对角混合式通风系统为例简单说明1) 中央分列与两翼对角混合式中央分列与两翼对角混合式为了缩短基建时间，在初期采用中央分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时，则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统总之，要在初期通风系统的基础上，根据煤层赋存条件和生产发展情况等进行分析确定。

图图 2-5 中央分列与两翼对角混合式中央分列与两翼对角混合式2) 混合式适用条件混合式适用条件这种通风方式适用于井田范围大，多煤层，多水平开采的矿井大多用于老矿井的改造和扩建◆◆◆◆◆◆ 确定通风方式并做技术比较确定通风方式并做技术比较根据矿井概况可知该矿井的年产量为 150 万吨的大型矿井，由于该井田走向长度为 5KM， 大于中央并列式走向长度不大于 4KM 的设计要求， 且该井田的瓦斯相对涌出量为 6.6 m3/T 属于低瓦斯矿井，井田上部标高-165m 属埋藏较浅的矿井，初期考虑中央分列式通风 方式和两翼对角式作比较： 1） 技术比较： 中央边界式使用于走向不大的矿井 （井田长度小于 4000 米） ， 两翼对角式适合于走向较 大、井型较大的矿井，与中央边界式相比，安全性更好，多一个通往地面的安全出口，发生 事故时两翼不相互影响，便于控制通风，阻力较小2 2）） 经济比较：经济比较：因进风、采掘、运输部分所需费用相差不大，主要考虑回风部分的费用风井的断面为 12.82m，总回风平巷的断面为 9.622m，故假设开掘 1m 总回风平巷需5000 元， 1m 风井需 6500 元， 两翼对角式风机一台 200 万元， 中央边界式风机一台 300 万元。

故在不考虑通风电费和井巷的维修费的条件下采用中央边界式通风系统时回风部分的费用为：1245×2×0.5+（165+150）×0.65+300=1749.75 万元采用两翼对角式通风系统时回风部分的费用为：（165+150）×0.65×2+200×2=809.5 万元矿井通风与安全课程设计共 24页当前页 7 作者：安全０３-１班刘应科综上分析，应选用两翼对角式的通风方式 2 2．通风方法的确定．通风方法的确定通风方法， 即矿井主通风机的工作方法 煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种 两种方法的比较：两种方法的比较：1) 抽出式抽出式抽出式通风是主要通风机安装在回风井口，在抽出式通风机的作用下，整个矿井通风系统处于低于当地大气压的副压状态抽出式优点：井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难 抽出式缺点： 当地面有小窑塌陷区井和采区沟通时， 抽出式会不小窑积存的有害气体抽 到井下使有矿井效风量减。