大庄矿通风系统设计_精品文档.doc
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目录
前言 1
第一章矿区概况及井田地质特征 2
1.1矿区概况 2
1.1.1地理位置 2
1.1.2井田地质 2
1.1.3企业经济性质 6
1.2地理水文概况 6
1.2.1地形地貌 6
1.2.2水文概况 6
1.3开采方法与顶底板条件 6
1.3.1开采方法 6
1.3.2煤层顶底板特征 7
1.4区域水文地质 8
1.4.1地表水 8
1.4.2老空、老窑水 9
1.4.3小窑水 9
第二章矿井通风系统选择 10
2.1矿井通风的任务及作用 10
2.2矿井通风系统的选择 10
2.2.1选择原则 10
2.2.2选择矿井主扇的工作方法 12
2.2.3选择矿井通风系统 12
第三章矿井风量计算与分配 15
3.1风量计算及分配 15
3.1.1风量计算 15
3.1.2风速验算 18
第四章矿井通风阻力计算 19
4.1计算原则 19
4.2计算方法 19
4.3计算矿井总风阻及总等积孔 20
第五章主要通风机选择 23
5.1主要通风机风压 23
5.2选择主要通风机 23
第六章安全技术措施 25
6.1防瓦斯措施 25
6.1防止漏风和降低风阻的措施 25
6.2预防井下火灾的措施 26
6.3粉尘的综合防治 26
6.4预防井下水灾的措施 27
参考文献 29
平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书
前言
煤炭是工业的粮食,我国一次能量消费结构中,煤炭占75%以上。
我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,我国煤层的赋存条件多种多样,煤矿开采条件比较复杂,同时由于我国是个发展中国家,原有工业基础较为薄弱,从而决定了我国煤矿的建设方式、采煤方法和管理体制具有多层次、多类型的特点。
煤炭开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异，我国煤层赋存条件多种多样，目前国有重点煤矿缓斜，倾斜、急斜煤层可采煤层储量分别占86.3%、10.1%和3.6%，这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的。
因此采用合适的开采方，为国家节省人力、物力、财力是相当重要。
矿井通风设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证矿井安全生产的重要一环。
矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统。
矿井通风设计分为新建矿井通风设计与生产矿井通风设计两种。
对于新建矿井通风设计，既要考虑当前的需要，又要考虑矿井的长远发展。
对于生产矿井通风设计，必须在调查研究的基础上，充分考虑矿井生产的特点和发展规划，尽量利用原有井巷与通风设备，在原有基础上提出更完善、更切合实际的通风设计。
设计必须贯彻和遵守党和国家的技术经济政策、规程、规范及相关规定。
第一章矿区概况及井田地质特征
1.1矿区概况
1.1.1地理位置
平煤集团大庄矿位于平顶山市石龙区，韩梁矿区中部。
东距平顶山市64km，南距鲁山县、东北距宝丰县各约15km，见图1.1。
其地理位置坐标为：
东经112°51′18″～112°53′42″，北纬33°51′20″～33°53′29″。
主井口坐标：
X=3749986.364，Y=38396588.768，Z=193.500。
图1.1平顶山煤田（矿区）平面图
1.1.2井田地质
地层自下而上依次为：
1、寒武系：
出露于井田西南部，主要由灰黄色泥质灰岩、灰岩及白云质灰岩、白云岩等组成。
2、石炭系上石炭统太原组：
平均厚67.9m，为一套海陆交互相的含煤建造。
主要由砂岩、砂质泥岩、砂泥质灰岩、及生物碎屑灰岩夹庚组煤组成。
底部为鲕状泥岩。
3、二叠系
①下二叠统山西组：
由灰至灰黑色砂质泥岩、泥岩、砂岩、紫红色斑块泥岩及己组煤组成，含煤一组2-5层，为本井田主要含煤地层，平均厚93.8m。
②下二叠统下石盒子组：
整合于山西组之上，由灰色、灰白色砂岩、深灰色砂岩、砂质泥岩及丙、丁、戊煤组等组成，平均厚321.8m。
③上二叠统上石盒子组：
整合于下石盒子组之上，由深灰色砂质泥岩、泥岩，灰绿色、肉红色及紫色砂岩，紫红色泥岩及甲、乙煤组组成，本组不含可采煤层，含每9-17层，平均厚311m。
④上二叠系石千峰组：
本组下部为灰白色、厚层状中粒长石石英砂岩平顶山砂岩段，平均厚121m。
上部为紫红或暗红色长石石英砂岩，平均厚127m。
4、三叠系
由红褐色或砖红色砂岩、粉砂岩组成，平均厚170m。
5、第三系
分布于井田中南部，为灰白色泥灰岩，不整合于各系之上，岩溶发育，平均厚3.50m。
6、第四系
有杂色粘土、黄土、卵石及钙质结核组成，平均厚50m。
本井田属石炭、二叠系含煤系，含煤地层为太原组、山西组和上、下石盒子组，煤系总厚厚794.5m。
区内老地层在湛河以南，含煤地层在湛河以北的沟谷中有零星出露。
低山丘陵主要由二叠系石千蜂组砂岩和平顶山砂岩组成。
其余均为第四系覆盖，露头稀少。
根据1：
5000的地质填图和钻探工程揭露，地层从老到新主要为：
寒武系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。
石炭二叠系为区内含煤地层，可采和局部可采煤层为庚20、己16-17、己15、己14、戊9-10、戊8、丁5-6、和丙3等八层，庚21为偶尔可采煤层，分别赋存于太原组、山西组和下石盒子组中。
其中庚20、己16-17、己15、戊9-10、戊8、和丁5-6煤层为全区可采，庚21、己14和丙3煤层为局部可采。
戊组煤：
东以岩浆岩与煤层交接线（即C1403～C1408点连线）为界，北以大庄断层上盘断煤交线（即C1408～C1414点连线）为界，西界自北而南与马道矿东界（即C1414～C1425点连线）、五七煤矿东界（即C1425～C1430点连线）、青草岭逆断层下盘断煤交线（即C1430、C1431两点连线），南以双头山正断层上盘断煤交线（即C1431、C1432、C1401点连线）、泉上庄正断层上盘断煤交线（即C1401～C1403点连线）为界。
己组煤：
东以岩浆岩与煤层交接线（即B1413～B1420点连线）为界，北以3752400纬线、谢河正断层下盘断煤交线（即B1420～B1426点连线）与高庄井田分界，西界自北而南以38394200经线、留出山高矿广场煤柱、五七煤矿后以青草岭逆断层（即B1426、B1442点连线），南以双头山正断层、泉上庄正断层（即B1442～B1413点连线）为界。
系统组
序号
`
厚度（米）
岩性特征
二
叠
系
下
统
下
石
盒
子
组
1
1.51
（0.30-1.85）
灰色砂岩
2
10
（4.68-12.9）
粉砂岩
3
2.8
（2.10-3.05）
己15煤
4
85
（76.42-108.12）
深灰色细砂岩
5
3.8
（1.98～4.63）
己16-17
6
17.8（25.2～40.6）
砂质泥岩
图1.2综合柱状图
1.1.3企业经济性质
平煤集团大庄矿为合法国有企业。
1.2地理水文概况
1.2.1地形地貌
本区属低山丘陵区，山脊宽缓圆滑、呈缓坡状起伏，坡度较缓，沟谷开阔，地势总体呈西部与东部高中间低、北高南低。
海拔标高一般为200m左右，井田西部青草岭在矿区和井田地势比较高，山体走向北东至南西，海拔最高标高为+445.90，为地表分水岭，中东部石龙河河床最低，海拔标高+161.0m，相对高差284.90m。
1.2.2水文概况
区内为低山丘陵地貌，受地形的影响，冲沟较发育。
常年性地表水体发育，流经井田东部的石龙河，流向由北向南，经大庄、竹茂村流出井田注入沙河，该河九十年代前为常年性河流，最大流量为33.13m3/s，最小流量为0.1676m3/s，由于受气候、煤炭开采抽放大量地下水及工农业生产、生活用水的大幅度增加，九十年代之后变为季节性河流，洪水期有水，井田内最高洪水位标高+188.17m，枯水期一般无水，主要排泄矿井与工业废水。
1.3开采方法与顶底板条件
1.3.1开采方法
大庄矿于1966年建井，1973年投产。
开拓方式为三立井分水平盘曲式双翼开采，一水平分为三个采区（戊一、戊二、戊三），主采戊8、戊9-10煤层，该水平于1998年全部结束；二水平分为四个采区（己一、己二、己三与己四），主采己16-17煤层，其中，己一、己二采区分别于2000和2001年结束。
采煤方法采用走向长壁法。
采煤工艺以炮采为主，兼有高档普采。
顶板管理采用全岩垮落法。
通风方式为压入式。
（1）煤层倾角
井田内煤层倾角为0～6°，为近水平煤层，但局部地段煤层有较大起伏，个别地段倾角大于15°，对矿井运输、排水等有一定影响。
（2）煤层稳定性
戊8煤层厚约3.10m，一般不含夹矸；戊9-10煤层厚约3.34m，普遍含一层以上夹矸，两者均属中厚煤层，间距3m左右，均属不稳定性大部可采煤层，厚度变化不大，但煤层因受岩浆岩侵蚀破坏，造成局部地段不可采，对合理正常的工作面布置及采掘生产影响较大。
己16-17煤层厚0.10～13.40m，平均厚约5.28m。
从四个采区揭露情况，因煤层厚度变化较大，致使上分层开采后，下分层因煤层厚度不均或可采厚度不连续，给工作面布置及采掘生产造成一定的难度。
庚20、庚21煤层，厚分别为0～1.93m、0～1.49m，平均厚分别为0.97m、0.56m，均属极不稳定薄煤层，可一次采全高。
但由于厚度不稳定，回采难度较大。
1.3.2煤层顶底板特征
（1）戊8、戊9-10煤层
戊8煤层：
直接顶板主要为砂质泥岩及细砂岩，厚1～18m，一般为6m。
致密性脆、易冒落，放顶后成块状冒落，不易管理；老顶为中粒砂岩，厚5～17m较坚硬、且稳定，不易冒落。
此外，在井田南部的戊二、戊三采区，戊8煤层大部分受岩浆岩侵蚀破坏，煤层直接顶板常为岩浆岩所代替，放顶后不易冒落，形成大面积的空顶现象，给顶板管理带来较大困难。
底板为戊9-10煤层顶板，局部见底鼓现象。
主要可采煤层顶底板岩石物理力学性质。
属中等稳定性顶底板。
戊9-10煤层：
顶板以泥岩及砂质泥岩为主，次为细～中粒砂岩，厚0.5～5m，一般厚3m左右，其上为戊8煤层。
井田内厚度由南至北变化规律明显，南部一般厚为0.8m左右，北部一般厚4m左右，西部戊二采区最厚达5m以上。
泥岩及砂质泥岩顶板，较疏松、易冒落，不易管理，在采掘过程中，常有冒顶事故发生。
在井田南部部分地段，由于戊8煤层受岩浆岩侵蚀严重，采面回采后，岩浆岩不易冒落，形成大面积的空顶区，最大空顶距达10m以上，给顶底板管理带来一定困难。
底板主要为泥岩、炭质泥岩，次为粉砂岩及细～中粒砂岩，厚0.1～10m，一般厚3m，其中泥岩较致密、块状结构，遇水浸易膨胀。
属中等稳定性至不稳定性顶底板。
（2）己16-17煤层
顶板主要为泥岩、粉砂岩，次为砂质泥岩与细至中粒砂岩等。
厚0.20～10m，一般为5m。
岩石致密、坚硬、层理发育，岩性较稳定。
局部有炭质泥岩伪顶，厚0.5m，块状易碎，与煤混落，影响煤质。
采掘过程中，遇砂质泥岩顶板时，顶板稳定性相对较差，易冒落，且有冒顶事故发生；顶板为砂岩地段，其稳定性好，易于管理，放顶后垮落高度一般为2～5m。
煤层底板多为泥岩、粉砂岩，厚0.2～7m，一般为3m。
块状结构，受水浸后易膨胀，在采掘生产过程中有底鼓现象。
次外，煤层局部受岩浆岩侵蚀破坏，对生产有一定影响。
属中等稳定性至不稳定性顶底板。
（3）庚20、庚21煤层
两煤层间距一般为5.5m左右。
庚20煤层，顶板主要为深灰色灰岩或泥岩，厚0.10～5.3m，灰岩致密、块状结构、易脆、稳定性好。
底板主要为灰岩，部分地段为泥岩，厚0.50～3.0m，灰岩底板稳定性好，泥岩底板稳定性差，遇水易变软或膨胀。
庚21煤层顶底板与庚20煤层相似
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