矿井通风与安全课程设计.doc

中国矿业大学矿业工程学院矿井通风与安全课程设计小组成员：施佳泉01070111 龙周彪01070108王龙飞01070115设计题目 九龙矿150万t/a新井通风设计(一)班级 采矿07-4班 指导教师 方宗武成绩 日 期 2023年1月目 录1 矿井设计概况 11.1 矿区概述及井田地质特性 11.2 井田开拓 11.3巷道布置与采煤方法 32 矿井通风系统拟定 52.1矿井通风系统基本规定 52.2矿井通风方式的选择 52.3矿井通风方案技术和经济比较 72.4通风机的工作方法 83 采区通风 103.1采区上山通风系统 103.2回采工作面通风方式 104 掘进通风 134.1 掘进方法的拟定 134.2 掘进工作面通风方式 134.3 煤巷掘进工作面需风量 144.5 掘进通风机技术管理和安全措施 175 矿井风量计算与分派 185.1矿井总风量的计算 185.2矿井风量分派 226矿井通风阻力计算 246.1矿井通风阻力计算原则 246.2矿井通风容易时期和困难时期的拟定 246.3矿井通风阻力计算 297矿井通风设备选型 337.1选择重要通风机 337.2电动机选型 357.3矿井重要通风设备规定 377.4通风附属装置及其安全技术 377.5特殊灾害的防治措施 388矿井通风费用概算 408.1吨煤通风费 408.2通风设备的折旧费和维修费 418.3通风员工工资费用 418.4专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费 418.5吨煤通风成本 419结论 42参考文献 431 矿井设计概况1.1 矿区概述及井田地质特性1）矿区概述九龙矿位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部。

九龙矿地处鼓山东麓区内有公路与主干道相通，向北39.5公里到邯郸市与107国道和京深高速公路接壤，并向北32公里与309国道相连北起以F9-1 和F9-2断层，南以F26 断层，西以F8断层，东以二号煤层-900的等高线为边界井内的气象参数按表1.1所列的平均值选取表1.1 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1.201.17夏1.1721.1532）井田地质特性南北走向长度约为 8km东西倾斜宽敞约大约2.5km井田面积约20 km23）煤层特性本矿井可采煤层有2#煤层，其煤层平均厚度为6.2m，具体参见图1.1 综合地质柱状图根据精查地质报告的瓦斯地质资料，1985年，抚顺煤研所拟定本矿井2#水平瓦斯相对涌出量为14 m3/t，属高瓦斯矿井九龙矿煤类为烟煤，煤尘爆炸指数均大于15%，都具有爆炸危险性，在精查勘探与二水平补勘阶段井田内2、4、8、9#煤层进行了煤尘爆炸性实验，均有爆炸危险性矿井投产以来，井下煤层及地表煤堆、矸石山未发生过自燃现象经煤炭科学研究总院抚顺分院对九龙矿2、4#煤的自燃进行了鉴定，鉴定结果表白2号、4号煤为三类不易自燃。

1.2 井田开拓1）井田境界与储量矿井地质资源量：2#煤174.50（Mt），矿井工业储量164.50（Mt）， 矿井可采储量119.07（Mt），本矿井设计生产能力为150万t/年工业广场的尺寸为450m×400m的长方形，工业广场的煤柱量为1133 (万t)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330天计算，“三八”工作制，即二班生产，一班准备，每班净工作时间为8个小时净提高时间为14小时本矿井的设计生产能力为150万吨/年,矿井服务年限为61年图1.1 综合地质柱状图3）井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，了均衡矿井初期和后期的生产运送量，缩短通风网路，决定将井筒的位置设于井田中央偏东的位置，风井井口位置的选择应在满足通风条件的前提下，与提高井筒的贯通位置最短，并运用各种煤柱以减少保护煤柱的损失本矿井初步考虑采用两翼对角式通风，故将风井布置在边界本矿井采用两个水平划分，一对立井二水平开拓，一水平标高为-650m( 采区布置)，二水平标高为-850m（采区布置），两水平之间通过斜井延伸重要运送大巷沿煤层走向布置井底车场为梭式车场，立井井口设在井田中央偏东，井口标高为+117m。

本设计重要开拓巷道有运送大巷和轨道大巷均布置2号煤层底版岩中层辅助运送大巷和胶带输送机大巷沿煤层底板布置，巷道坡度随煤层而起伏，一般为0-3º左右矿井为立井开拓，煤炭由主立井箕斗提高运到地面物料经副立井罐笼运送到井底车场，然后架线电机车运到盘区矸石由1.5t矿车经架线电机车运至井底车场经副井罐笼提高到地面1.3巷道布置与采煤方法1）采区巷道布置及生产系统2#煤层为单斜煤层，煤层走向NE，长8016m；倾向NW，倾斜长度平均为2496m；倾角13°煤层平均厚度6.2m，煤层较稳定首采区为南一采区，采用走向长壁采煤法采区走向长度为4000m，倾斜长度935m，双翼布置，上山开采因此工作面长度设计为150m，采用综采放顶煤，所以把整个采区划分分5个区段，10个工作面根据九龙矿2号煤层的赋存条件，适宜建设采用一矿一面达产开采南翼采区时，在北翼同时开掘准备及回采巷道，为工作面接替做好准备待首采采区所有采完后，北采区一采区工作面已经准备出来，可以投入生产，依次类推同理，设计首采采区的工作面接替顺序为两翼跳采即：2201→2406→2202→2407→2203→2408→2204→2409→2205→2410。

2）采煤方法本矿采用综合机械化采煤的回采工艺（简称综采），放顶煤，所有垮落法管理顶板工作面的推动方向拟定为后退式根据工作面的关键参数，选用编号为ZC186—ZZ38的配套设备：液压支架ZZPF4800/17/33、采煤机MXA—300/3.5D、刮板输送机SGZ-764/400、 SZZ-764/160型转载机、SB1200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3）回采巷道布置本工作面采用综采放顶煤采煤工艺，回采巷道采用一般的“内错式U+L”型布置方式，即一条区段运送顺槽,一条区段回风顺槽和一条高顶排放瓦斯巷该采区采用双巷布置，间留15m的煤柱，掘进通风简朴，通风阻力小回采巷道宽度为4.2m，高度为3.3m高顶瓦斯排放巷为3000×2023mm4）部分井巷特性参数表1.2部分井巷特性参数（其他井巷参数自行设计、计算或在相关图纸上提取）井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）副井44.1623.55井底车场及石门15.615轨道大巷15.615采区下部车场14.313.85运送上山14.313.85运送石门14.313.85区段运送13.8615工作面1014区段回风13.8615高顶排放巷610回风石门14.313.85回风上山14.313.85回风大巷15.515风井19.619.5风硐1211.792 矿井通风系统拟定2.1矿井通风系统基本规定选择任何通风系统，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，要适应以下基本规定：（1）矿井至少要有两个通地面的安全出口；（2）进风井口要有助于防洪、不受粉尘有害集体的污染；（3）北方矿井，井口需装供暖设备；（4）总回风巷不得作为重要行人道；（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兼作回风井；（7）装有箕斗的井筒不得兼作为重要进风井；（8）可以独立通风的矿井，采区尽也许独立通风；（9）通风系统要为防瓦斯、火、尘、水及高温发明条件；（10）通风系统要有助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1)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快、出煤较多、安全可靠和技术经济合理等原则选择矿井通风方式时，应当考虑以下两种因素：（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、通风运营费、设备装备费2）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，以下为前四种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-运送大巷，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-运送大巷，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-运送大巷，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内均设立进风井和回风井，构成独立的通风系统，如图2.4图2.4 采区式通风方式1-主井，2-副井，3-运送大巷，4-回风石门3)矿井通风方式的选择下面对几种通风方式的特点及优缺陷及合用条件列表进行比较，见表2.1表2.1 通风方式的比较通风方式优点缺陷合用条件中央并列式初期投资少，工业场地布置集中，管理方便，工业场地保护煤柱小，保护井筒的煤柱较少，构成矿井通风系统的时间短风路较长，风阻较大，采空区漏风较大煤层倾角大、埋藏深，但走向长度并不大，并且瓦斯、自燃发火都不严重中央分列式通风阻力较小，内部漏风小，增长了一个安全出口，工业场的保护煤柱小，保护井筒的煤柱较少，构成矿井通风系统的时间短建井期限略长，有时初期投资稍大煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大，并且瓦斯、自然发火比较严重两翼对角式风路较短，阻力较小，采空区的漏风较小，比中央并列式安全性更好。

建井期限略长，有时初期投资稍大煤层走向较大（超过4Km），井型较大，煤层上部都距地表较浅，瓦斯和自燃发火严重的矿井采区式通风方式通风线路短、几个分区域可以同时施工的优点外，更有助于解决矿井事故运送人员设备也方便工业场地分散、占地面积大、井筒保护煤柱较多井田面积较大，局部瓦斯含量大，采区离工业场地较远2.3矿井通风方案技术和经济比较1）技术比较由于该矿为高瓦斯矿井，三类不以自燃，并通过初步的技术比较，方案二和方案三比方案一和方案四有更明显的优势2）经济比较方案二和方案三两通风方案的经济重要从巷道开拓工程量、费用及巷道维护费用、通风设施购置费用和通风电费等方面考虑巷道开拓及维护费用只比较两个方案中不同（或多余）巷道，相同巷道不再作经济比较，经济比较见表2.2至2.51）进行工程掘进费用比较中央分列式，回风大巷工程量：3080m，回风井。