三交河煤矿2号煤通风设计说明书.docx
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三交河煤矿2号煤通风设计说明书
编号：
毕业设计（论文）答辩许可证
矿业工程学院安全技术与工程系安全工程专业0703班学生郭革鸽所编写的毕业设计（论文）67页，字数39817字，符合毕业设计（论文）大纲的要求。
经审查：
该生已学完教学计划规定的全部课程，成绩合格，毕业设计电子文档最后一稿已交，准予参加毕业设计（论文）答辩。
相关材料
材料名称
数量
毕业设计说明书
1册
三交河煤矿2号煤开拓平面图（1：
5000）
1张
困难时期通风立体示意图
1张
容易时期通风立体示意图
1张
指导教师：
（签名）
教研室主任：
（签名）
系主任：
（签名）
院长：
（签名）
年月日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：
三交河煤矿2#煤层开拓与通风设计说明书
毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：
1.完成100篇以上资料的收集与阅读，且有读书笔记，并经指导教师审查核实；
2.每个同学应独立完成毕业设计（论文）的撰写；
3.论文要格式规范、文字通畅、图表清晰、测试数据完整、结论明确；
4.设计计算方法正确、步骤齐全、数据准确；
5.论文一般应含有中英文摘要（300-400字）、关键字、目录、综述、论文主体即参考文献等，同时应附相关图纸、数据等；
6.论文用A4纸打印，正文采用小四号宋体字，统一排版格式。
原始资料：
霍州矿物局三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。
地理座标：
北纬36°21′27″-36°25′39″，东经111°21′20″-111°24′49″。
霍州矿物局三交河煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。
总观全区中部低东西两侧高，最高点位于井田东南角底，海拔标高为1190m，相对高差240m，属中高山区。
区内的中社沟、多是小溪青流，自西向东流，据推测总流量为0.02m³/s，夏、秋季流水量较大，受季节影响明显。
区内气候为大陆性气候，四季分明，具有冬季严寒、少雪多风，夏季暑热干旱，春季多风，秋季凉爽多雨等特点。
年平均气温8.5-10℃,最热月气温21-23℃，最冷月气温-5__-7℃，极端最高气温35.5-38.5℃，极端最低气温-20.5—23.5℃，无霜期170-195d，霜冻期为10月上旬至来年四月中旬，冻土深度103cm，每年7、8、9三个月为雨季，年降水量为600mm左右。
据有关历史记载，该区地震频繁。
在六百年前的1303年9月17日元大德年间，曾发生过烘洞、赵城8级大地震；1695年，襄陵、临汾发生8级大地震，涉及洪洞一带。
地震烈度据《中国地震烈度区划图》确认为7度。
霍州三交河煤矿区位于霍西煤田西南部，在区域构造上处于祁吕弧翼外带的西缘，在南王家萍至马家庄和吉家庄至山头区域大段裂西侧，居克城碾子腰向斜中的王家庄向斜中段。
井田构造线方向同区域构造线方向一致，成北北东——北东向。
井田内只有褶曲构造发育，褶曲开阔平缓，伴有次一级波状起伏。
井田内地层总体产状为走向N25-30°E,倾角5-10°，局部可达26o。
总的说来，该区以方向单一的宽缓褶曲为主要构造形态，少见断层和陷落柱，构造属于一类偏复杂类型.
2#煤层：
位于山西组的上部，距1号煤层底板0.50-12.00m。
煤层厚度3.6-5.8m，平均4.6m。
为层位稳定、全井田可采煤层。
煤层顶底板均为泥岩、砂质泥岩。
2#煤层：
顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩。
（二）煤质特征
2号煤层：
水分Mad原煤1.39﹪精煤1.28﹪;
灰份Ad原煤11.62﹪精煤7.18﹪;
挥发份Vdaf原煤36.72﹪精煤34.68﹪;
全硫St.d原煤0.39﹪精煤0.38﹪;
固定碳Fod原煤55.93﹪精煤58.14﹪;
焦渣特征原煤7，洗煤7；
粘结指数GR。
I98.8；胶质层最大厚度Y22.0mm
原煤发热量Qgr.v.d31.15MJ/kg
因此，2号煤为低灰、特低硫肥煤、1/3焦煤。
毕业设计（论文）主要内容：
设计的主要内容是三交河煤矿2#煤层的开拓开采及通风。
设计的依据为三交河煤矿2#煤层的实际情况结合收集到的资料及《安全工程专业毕业设计》大纲的要求,根据国家煤炭建设有关方针政策和我国数十年来通风的先进经验而进行的设计。
设计的突出特点为采用条带式开采，两翼对角式通风。
设计的内容包括矿井设计概况、井田开拓方式、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、煤矿安全设计共六章内容，其中以井田开拓开采及矿井通风为重点，进行了细致精确的计算、比较、分析和论述，对其余部分也作了充分的描述，对全矿的开拓及通风系统都做了详尽的阐述和计算，并附有图纸。
学生应交出的设计文件（论文）：
1.毕业设计说明书1册
2.三交河煤矿2号煤开拓平面图（1：
5000）1张
3.困难时期通风立体示意图1张
4.容易时期通风立体示意图1张
主要参考文献（资料）：
1.煤矿安全规程.煤炭工业出版社.2009
2.黄元平.矿井通风阻力及测量.煤炭工业出版社.1999.7
3.张文生.开采方法.煤炭工业出版社.1986
4.高儒.煤矿地质学.山西科技出版社.1992
5.吴志薏.煤矿矿井采矿设计手册（上、下）.煤炭工业出版社.1984
6.煤矿安全标准（AQ）.2008.5
7.许永析.中国采煤方法图集.中国矿业大学出版社.1990
8.张国枢.矿井实用通风技术.煤炭工业出版社.1991
9.煤炭行业标准（MT）.2008.5
10.煤炭工业矿井设计规范.中国计划出版社.1994
11.煤矿通风与安全编写组.煤矿通风安全.煤炭工业出版社.1979.6
12.中国能源工业部制订.煤炭工业设计规范.煤炭工业出版社.1979
13.煤矿总工程师工作指南编委会编著.煤矿总工程师工作指南.煤炭工业出版社.1990.7
专业班级安全工程0703班学生姓名郭革鸽
要求设计（论文）工作起止日期：
2011.03.01～2011.05.10
指导教师签字日期
教研室主任审查签字日期
系主任批准签字日期
三交河煤矿2#煤层开拓与通风设计说明书
摘要
设计的主要内容是三交河煤矿2#煤层的开拓开采及通风。
设计的依据为三交河煤矿2#煤层的实际情况结合收集到的资料及《安全工程专业毕业设计》大纲的要求,根据国家煤炭建设有关方针政策和我国数十年来通风的先进经验而进行的设计。
设计的突出特点为采用条带式开采，两翼对角式通风。
设计的内容包括矿井设计概况、井田开拓方式、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、煤矿安全设计共六章内容，其中以井田开拓开采及矿井通风为重点，进行了细致精确的计算、比较、分析和论述，对其余部分也作了充分的描述，对全矿的开拓及通风系统都做了详尽的阐述和计算，并附有图纸。
关键词：
矿井设计井田开拓方式矿井通风设计
TheManualofVentilationDesigninSanjiaoheNo.2mine
Abstract
Thisdesignisthedesignationthatgoesonaccordingtotheventilationsystemofcoalminemainly.Thisdesign,withtheactualconditionofthecoalseam2#inSanjiaohecoalmine,combinestheinformationthatcollected,conformtotheoutline“safelyprojectprofessionalgraduationisdesigned“requirement,accordingtonationalcoalconstructionwiththepropermethodneedlepolicyandtheadvancedexperienceofourcountrythattensofyearscometoventilate,andthedesignthatgoeson.Outstandingfeatureofthedesignfortheuseofbandmining,wingsdiagonalventilation.
Thisdesignismajortodesigngeneralsituationandwellfielddevelopingwayforpit,pickdistricttunnelarrange,the6ssuchasminingbasictunnel,pitventilationdesignandthesafetydesignofcoalminepartwithdesign,inwhich,putpitventilationfirst,havecarriedoutcarefulaccuratecalculation,analysisandexposition,forothershavealsomadeampledescribe,forventilationandthedevelopingofwholeminesystemmakedetailedelaborateandcalculate,andispreparedwithblueprint.
Keywords:
Minedesign;Miningmethods;Ventilationsystemofcoalmine
前言
本设计是以三交河煤矿2#煤层的实际情况为基础进行的设计。
井田走向长6.4km，倾斜长3.9km，面积17.18km2。
整个井田煤层赋存稳定，倾角在10°以下。
2#煤层平均煤厚4.6m，井田可采储量7902.8万t年产量，年产量90万吨。
本设计采用立井单水平两翼条带式开采，划分为两翼共4个带区。
带区内采用长壁采煤法。
全井田共计开凿四个井筒。
主立井：
主要用于运煤；副立井：
主要用于进风和运料；北翼回风立井和南翼回风立井：
用于回风兼作安全出口。
其中，为了防止煤尘飞扬，以副立井为主要进风井。
本设计的设计依据为，根据本矿的特点以及其他诸多因素的影响，设计出符合本矿井条件的开拓开采及通风方式、并将瓦斯的危害降到最低，保证矿井能够安全高效的生产，并且尽量减少对周边环境的危害。
第一章矿井设计概况
第一节井田地质的特征及煤层特性
一、矿井的地理位置
霍州矿物局三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。
地理座标：
北纬36°21′27″-36°25′39″，东经111°21′20″-111°24′49″。
霍州矿物局三交河煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。
总观全区中部低东西两侧高，最高点位于井田东南角底，海拔标高为1190m，相对高差240m，属中高山区。
区内的中社沟、多是小溪青流，自西向东流，据推测总流量为0.02m³/s，夏、秋季流水量较大，受季节影响明显。
区内气候为大陆性气候，四季分明，具有冬季严寒、少雪多风，夏季暑热干旱，春季多风，秋季凉爽多雨等特点。
年平均气温8.5-10℃,最热月气温21-23℃，最冷月气温-5__-7℃，极端最高气温35.5-38.5℃，极端最低气温-20.5—23.5℃，无霜期170-195d，霜冻期为10月上旬至来年四月中旬，冻土深度103cm，每年7、8、9三个月为雨季，年降水量为600mm左右。
据有关历史记载，该区地震频繁。
在六百年前的1303年9月17日元大德年间，曾发生过烘洞、赵城8级大地震；1695年，襄陵、临汾发生8级大地震，涉及洪洞一带。
地震烈度据《中国地震烈度区划图》确认为7度。
本井田末进行过专门的水文地质及专门水文孔钻探，因此，结合以往资料以及生产矿井实际情况，本次工作又进行地面调查和坑下调查。
经调查，开采1号煤层，矿井充水因素为煤层顶板渗水，与季节有关，本次将山西组水文地质条件定为简单类型，因太原组水文地质资料欠缺，现暂难做出评价。
二、井田地质特征
三交河煤矿区位于山西地台吕梁山背斜的东翼，霍西煤田的西南部，在井田范围内出露的地层由老至新为：
奥陶系中统、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、上统上石盒子组及第四系中更新统、上更新统、全新统。
地层层序见表2-1。
现由老至新叙述如下：
1、奥陶系中统（O2）
在井田东部外围沙洼煤窖附近有出露，岩性以深灰色中厚层状石灰岩及白云质石灰岩为主，多致密坚硬，含较多方解石细脉，在井田范围内未出落。
厚度>100m。
2、石炭系中统本溪组（C2b）
以平行不整合覆盖于奥陶系中统之上，在井田内未出露，为海陆交互相的沉积构造。
底部往往为不稳定的窝子状山西式铁矿及铁铝质泥岩，下部多为铝土泥岩，只在南部有鲕状铝土矿出现，厚度小，变化大，质量差；中部为深灰色泥质灰岩，在井田北部较发育，南部尖灭，产小纺锤蜓，似筒形纺锤蜓及海百合茎等动物化石；上部为灰，灰黑色泥岩，偶夹煤线，泥岩中夹不稳定的结核状菱铁矿，产卵脉羊齿、鳞木等植物化石。
本组厚度17.92-30.65m平均22.00m.
3、石炭系上统太原组（C3t）
与下伏本溪组为整合接触，分布于井田的东部边缘，是一套海陆交互相沉积构造，为本井田主要含煤地层之一。
主要岩性由深灰色中细粗粒的石英砂岩，沙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩、泥岩、粘土岩、灰质泥岩夹煤线和煤层等组成。
具有多次的海侵海退韵律。
本组厚度90.50-106.28m，平均98.00m.太原组中几个主要标志层由下而上分别为K1、K2、K3、K4、K5和K6,其中K1、K5为砂岩，K2、K3、K4、K6一般为石灰岩或泥质灰岩，局部相变纬纱岩或泥岩。
各标志层之中以K1和K2最为稳定。
本组沿走向略有北薄南厚的变化趋势，而在倾向上变化较小。
表1—1地层层序表
地层单位
填图单元
备注
系
统
组
名称
最小~最大/平均厚度（m）
代号
第
四
系
全新统
0~5.00
Q4
上更新统
0~8.00
Q3
中更新统
0~31.00/6.84
Q2
二
叠
系
上
统
上石
盒子
组
一段
42.00~220.50/180.00
P2s1
一段下部
标志层
0.80~10.94/5.55
K10
下
统
下石
盒子
组
64.95~115.10/95.00
P1x
P1x底部
标志层
1.10~8.54/5.09
K8
骆驼脖子砂
岩
山西
组
21.64~30.55/27.00
P1s
底部标志
层
0.50~6.17/2.34
K7
北岔沟砂岩
石
炭
系
上
统
太
原
组
二、三段
48.52~67.84/59.98
C3t2+3
二段下部
标志层
0~9.18/4.45
K2
一段
24.55~45.61/37.63
C3t1
一段下部标志层
0.40~5.17/2.45
K1
晋祠砂岩
中
统
本溪
组
17.92~30.65/22.00
C2b
奥陶
系
中
统
>100
O2
4、二叠系下统山西组（P1s）
在井田东部广泛出露，与下覆太原组呈整和接触，自K7砂岩之底至K8长石石英砂岩底面，为一套黄绿，灰白色的长石石英砂岩及灰、灰褐色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩夹菱铁矿结核及煤层、煤线等交互出现的岩性组合，基本反映出湖沼相沉积建造。
为井田内主要含煤地层之一，赋存有1、2、3号煤层。
地层厚度21.64~30.55m，平均30.00m.在走向上呈出北厚南薄，而沿倾向则有着东厚西薄的变化规律。
1号煤层顶板泥岩及砂质泥岩中产三角织羊齿、截楔轮生楔叶等植物化石等。
5、二叠系下统下石盒子组（P1x）
大面积出露于井田的东部、东北部及北部的沟谷中，与下伏地层呈整和接触，底部以K8长石石英砂岩（骆驼脖子砂岩）为分界标志。
本组岩性由灰白、黄绿色长石石英砂岩、灰色泥岩、紫白色砂质泥岩及泥岩交互组成，基本为一套河湖相的沉积建造。
底部K8砂岩呈灰白色、淡黄白色，全区稳定，厚度1.10~8.54m，平均5.09m,下部夹1-2层煤线，反映出下部有短暂的湖沼相沉积，砂质泥岩与泥岩中富产朝鲜丽羊齿、简脉栉羊齿、粗枝栉羊齿、畸楔叶、椭圆斜羽叶等植物化石。
上部或近顶部有杂色（紫红、粉、葡萄红、黄绿色）泥岩或粘土岩，局部夹薄曾铁猛矿，由于多种颜色混杂，貌似桃花，故称“桃花泥岩”，全区稳定。
本组厚度64.95-115.10m，平均95.00m.
6、二叠系上统上盒子组（P2s）
井田内保留一段。
广泛分布于井田的西部和中部，与下伏地层连续沉积，为一套黄绿、杏黄色长石石英砂岩及黄绿、紫红色砂质泥岩与泥岩叠次出现，互为夹层的广阔湖盆河流相沉积。
上部夹1-2层猛铁矿薄层。
砂岩中常含猛铁矿透镜体，含砾砂岩中砾石成分为滚圆度良好的各色石英岩及燧石。
泥岩或砂质泥岩中的紫红、暗紫红与灰绿、黄绿色不规则团斑相互混杂为特征。
区内保留地层厚度42.00-220.50m，平均180.00m.
7、第四系（Q）
由中更新统、上更新统和全新统组成，岩性为黄土、红色土及残、坡、冲积松散物组成，在森林及灌木覆盖区以内以腐植土为主，分布于山梁及各沟谷中。
中更新统为浅红色亚砂土、亚粘土，厚度0-31.00m，平均6.84m。
上更新统为土黄色亚砂土、亚粘土，厚度0-8.00m.
全新统为杂色砂、砾石堆积物，厚度0-5.00m.
8、地质构造
霍州三交河煤矿区位于霍西煤田西南部，在区域构造上处于祁吕弧翼外带的西缘，在南王家萍至马家庄和吉家庄至山头区域大段裂西侧，居克城碾子腰向斜中的王家庄向斜中段。
井田构造线方向同区域构造线方向一致，成北北东——北东向。
井田内只有褶曲构造发育，褶曲开阔平缓，伴有次一级波状起伏。
井田内地层总体产状为走向N25-30°E,倾角5-10°，局部可达26o。
先将井田内的3个主要褶曲构造简述如下：
1、杏凹向斜（S78）:
位于井田的中部，自井田南部进入本区，轴向南西-北东，井田内长度3000m,地表两翼岩层倾角3-10°，为井田的主要向斜之一。
2、后麻峪背斜（S79）:
位于杏凹向斜之东，呈北东向沿展，大致同杏凹向斜相平行，井田内延伸3300,两翼倾角3-10度，为井田内主要褶曲之一。
3、金山沟向斜：
位于井田东部，呈北东-北北东向延伸，本向斜波状起伏较明显，于井田东北部变缓后，再向北称为S9向斜，井田内延伸4200m.向斜倾角，西翼5-10°，局部最大为14°左右，东翼8-15°，局部达26°，具有西缓东陡的形态特征，为井田内又一次级褶曲。
总的说来，该区以方向单一的宽缓褶曲为主要构造形态，少见断层和陷落柱，构造属于一类偏复杂类型.
三、煤层特征
（一）煤层
1、含煤性
该井田内含煤地层主要为二叠系下统山西组和石系上统太原组。
山西组含煤3层，分别为1，2，3号煤，其中3号煤层不稳定，1、2号煤层为稳定煤层；山西组煤层平均厚度6.64m.地层平均厚度30.00m.含煤系数为13.1%
2、可采煤层
井田内含煤地层共含有12层煤，其中含可采煤层4层：
山西组的1，2煤层为全井田可采煤层，太原组的11号煤层为基本可采煤层，太原组的10号煤层为大部分可采煤层，现将设计的2号煤层叙述如下：
2号煤层：
位于山西组的上部，距1号煤层底板0.50-12.00m。
煤层厚度3.6-5.8m，平均4.6m。
为层位稳定、全井田可采煤层。
煤层顶底板均为泥岩、砂质泥岩。
表1-2煤层特征表
地层
单位
煤层号
及标志
层编号
厚度（M）
最小~最大
平均
间距（M）
最小~最大
平均
煤层
结构
稳定性
可采
情况
顶板
岩性
底板
岩性
标志层
岩性
下石
盒子
组
K8
1.10-8.54
5.09
长石石
英砂岩
0-13.80
4.50
山
西
组
1
0.79-2.59
1.89
简单
稳定
全井田
可采
泥岩、
砂质泥
岩
泥岩、
砂质泥
岩
0.52-12.00
2
3.6-5.8
4.6
简单
稳定
全井田可采
泥岩、
砂质泥
岩
泥岩、
砂质泥
岩
3
0-0.30
0.15
简单
不稳定
不可采
泥岩
砂质泥
岩
K7
0.50-6.17
2.34
中细
砂岩
太
原
组
5
0-0.30
0.10
简单
不稳定
不可采
砂质
泥岩
泥岩
6
0-0.40
0.20
简单
不稳定
不可采
泥岩
细砂岩
6下
0-0.55
0.30
简单
不稳定
不可采
细砂岩
泥岩
K4
0-3.80
1.80
泥质
灰岩
7
0-0.50
0.30
简单
不稳定
不可采
泥质
灰岩
砂质泥岩
7下
0-0.97
0.50
简单
不稳定
不可采
细砂岩
细砂岩
K3
1.00-7.90
4.00
灰岩
8
0-0.20
0.10
简单
不稳定
不可采
灰岩
细砂岩
K2
0-9.18
4.45
灰岩
9
0-0.92
0.60
简单
不稳定
局部
可采
灰岩
泥岩
9.20-33.70
21.74
10
0-4.64
1.80
较简
单
稳定
大部
分可
采
细砂岩
砂质泥
岩
泥岩、
砂质泥
岩
1.70-3.00
2.60
11
0.11-4.48
3.15
较简
单
稳定
基本全
井田可
采
泥岩、
砂质泥
岩
砂质泥
岩、泥
岩
K1
0.40-5.17
2.45
细砂岩
（二）煤质特征
2号煤层：
水分Mad原煤1.39﹪精煤1.28﹪;
灰份Ad原煤11.62﹪精煤7.18﹪;
挥发份Vdaf原煤36.72﹪精煤34.68﹪;
全硫St.d原煤0.39﹪精煤0.38﹪;
固定碳Fod原煤55.93﹪精煤58.14﹪;
焦渣特征原煤7，洗煤7；
粘结指数GR。
I98.8；胶质层最大厚度Y22.0mm
原煤发热量Qgr.v.d31.15MJ/kg
因此，2号煤为低灰、特低硫肥煤、1/3焦煤。
（三）瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃性
本次工作对矿井瓦斯进行了调查，该矿开采2号煤层，矿井瓦斯相
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