潘一矿120万t新井通风设计.docx

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潘一矿120万t新井通风设计

中国矿业大学矿井通风课程设计任务书

潘一矿120万t/a新井通风设计

中国矿业大学安全工程学院

二〇一〇年七月

一、设计目的

本课程设计为煤矿新井通风设计,是《矿井通风与空气调节》、《矿井通风与安全》课程的主要教学环节之一,通过本课程设计,初步掌握矿井通风设计的步骤和方法,巩固所学理论知识,并运用所学知识分析和解决矿井通风的问题。

二、设计内容及步骤

1、矿井的地质概况,开拓方式及开采方法如下设计技术资料所示,矿井开拓平面图与剖面图见附件1和附件2。

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。

2、提出该矿井前25年左右的矿井通风系统方案,并进行技术比较与经济比较（粗略,选择最优方案,确定出矿井的通风系统。

3、确定采区的通风方式并作技术比较。

4、确定采煤工作面的通风方式并作技术比较。

5、确定主要通风机的工作方法并作技术比较。

6、计算各用风地点的供风量和矿井总用风量。

7、确定矿井通风困难时期和容易时期的开采位置,分别绘制两个时期的通风系统立体图和网络图（用A3或A4纸画。

8、分别计算两个时期的矿井最大通风阻力与等积孔,并评价矿井通风难易程度。

9、选择矿井主要通风机并确定两个时期的工况点,选择配套电机,概算通风费用,提出对通风设备的安全技术要求。

10、对以上内容进行综合协调,经过技术处理加工后,依据附件3说明书模板编制矿井通风系统说明书（包括目录、前言、正文及参考书目,绘制矿井通风系统图（比例尺为1:

5000或1:

0000,个别小矿井可采用1:

2000,作图严格按照规范要求,具体要求见附件4.

三、设计要求

1、按设计内容及要求编排章节,并按序编页码

2、语言文学

（1论证严密,逻辑性强

（2文理通顺,词达意明,应用专业术语

（3字体工整,书写清洁

3、公式与图表

（1所用公式应写出处,并编号（如式4-2公式中各项意义单位需注明,计算应准确,计算结果可以图表表示。

（2图表应按顺序编号（如表图2-3,标明图标、表题并与文字相呼应,表内数据对应数位应整齐、数字重复应照写。

（3所有图均采用纸质较好的白纸按制图标准描绘,要求图面清洁、粗细均匀、比例一致。

4、排版格式完全参照《中国矿业大学本科生毕业设计（论文撰写规范》

四、设计技术资料

潘一矿120万t/a新井通风设计

1矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

潘一矿位于安徽省淮南市西北部,明龙山南,淮河以北,南距凤台县城16km,东南距淮南市政府所在地洞山约28km,行政区划隶属淮南市潘集区。

潘一井田东以第Ⅳ勘探线与潘二井田毗邻,西以第Ⅸ勘探线及人定境界与潘三相接,北部Ⅳ-Ⅴ至Ⅵ勘探线间以潘集背斜轴、Ⅵ至Ⅸ勘探线间与潘二、潘北井田为界,南至13-1煤层-670m底板等高线地面投影线。

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1.201.24

1.2井田地质特征

井田东西走向长约7.5~8.2km,平均7.8km;倾斜宽:

最大约3.2km,最小2.4km,平均2.8km。

井田的水平面积约21.7km2。

1.3煤层特征

本矿井可采煤层有13-1煤煤层,其煤层平均厚度4.85m,具体参见图1综合地质柱状图。

矿井瓦等级鉴定结果表明,不同煤层CH4涌出量不同。

矿井瓦斯涌出量随着生产能力的提高和产量的增加而增加。

矿井相对瓦斯涌出量12~22m3/t,属高瓦斯矿井。

潘一井13-1、11-2煤层爆炸性指数一般为37-40%。

试验表明,潘一井田煤层煤尘均具有爆炸危险性,火焰长度最大达800mm,岩粉量最大达85%。

潘一井田应用着火温度降低值测定法,对煤层进行过氧化程度测试。

勘探阶段对13-1、11-2煤层取送样32个。

测试结果表明,可能自燃~很容易自燃的样品占78%,不自燃样品占22%,说明煤层具有自燃发火性。

2井田开拓

2.1井田境界与储量

矿井地质资源量:

13-1#煤157.74（Mt,矿井工业储量144.5（Mt,矿井可采储量84.9（Mt,本矿井设计生产能力为120万t/年。

工业广场的尺寸为300m×400m的长方形,工业广场的煤柱量为790（万t。

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330天计算,“三八制”,每天三班作业,其中两班采煤,一班检修,每班工作时间8小时,净提升时间为16小时。

本矿井的设计生产能力为120万吨/年,矿井服务年限为96.13年。

地层

界系

统

综合柱状

1:

500

名

称

主要煤层

主要特征简述

名

称

厚度及间距

最小~最大

平均

上部:

以灰~深灰色砂质泥岩、粉砂岩为

主,夹煤层,其中13-2~15煤为不可采薄

煤层;13-1煤为较稳定型主采厚煤层,大

部可见到1~3层夹矸,常见与13-2合并现

象;在Ⅲ~Ⅳ-Ⅴ线常见13-1底有一薄煤

分叉,且可见到与12煤合并现象;12煤仅

在Ⅵ线以东有局部河采区;各煤层底板均

可见到不稳定的鲕状泥岩,13-2顶板常可

见到不稳定的粉细砂岩或中细砂岩。

下部:

由浅灰~灰白色中细砂岩、粉细砂

岩、灰色砂质泥岩、泥质粉砂岩、鲕状泥

岩、花斑泥岩组成。

一般可见到1~3层花

斑泥岩或鲕状花斑泥岩,局部质纯者成为

铝质泥岩。

产化石:

StigmatiaficaidesBrongn

鳞木根座

Lingulssp舌形具Cordaites科达

Archacopterissp古羊齿Pecopteris

sp栉羊齿

Lobatannulariasp瓣轮叶

上部:

主要由灰~深灰色砂质泥岩、粉砂

岩组成,近顶部常见鲕状泥岩,在11-3煤

底板有一层不稳定的粉细砂岩,中细砂岩

较少见,11-2煤为稳定型主要可采中厚煤

层,仅在Ⅳ东24钻孔附近见到该层缺失现

象;11-1、11-3煤为不可采薄煤层,顶部

在11-3顶板5~20米,一般在10米±偶见1

~2层炭质泥岩或煤线。

中部:

以浅灰~灰白色长石石英中粒砂岩、

中细砂岩、中粗砂岩为主,夹砂质泥岩、

鲕状泥岩或泥岩;砂岩底部常见菱铁质泥

岩团块,胶结物以硅质为主。

近11煤底板

常见砂岩与砂质泥岩不等厚互层。

下部:

以灰~深灰色砂质泥岩、泥岩、粉

砂岩为主,夹一层不可采薄煤层或炭质泥

岩。

在10米底板一般可见到一层花斑泥岩

或鲕状泥岩;底部为1~2层厚度不稳定的

砂岩,底界面上偶见红色赤铁矿薄层。

产化石:

Gigantopterisnicotianaegolia

Schenk烟叶大羽羊齿

Gigantopteridessp大羽羊齿类

Taenispterissp带羊齿

Lolatannulariasp瓣轮叶

Sphenophyllumsp楔叶

0.98~8.18

3.77

0.44~10.20

4.92

0~1.57

0.31

0~3.22

0.47

15

14-2

14-10~3.51

0.38

5.02~20.16

10.94

13-2

0~3.42

0.45

0~9.22

2.26

83.35~106.47

92.31

13-11.33~8.18

4.85

120~1.48

0.55

0~7.63

2.78

40.58~62.94

54.90

11-3

56.50~77.43

64.92

0~0.83

0.11

11-2

3.49~5.28

4.83

1.01~13.02

6.59

11-10~0.98

0.32

1.31~14.07

4.10

10

0~0.94

0.10

38.10~59.75

46.85

8.68~37.52

18.41

上古生界上

石

盒

子

组

厚度及间距

最小~最大

平均

其它各煤层

图1综合地质柱状图

2.3井田开拓

工业广场应布置在井田储量中央处,大致在井田走向中央,倾向略微偏下位置,主副井均位于工业广场内。

风井井筒布置在井田外,从而减少了煤柱的损失。

根据上述原则,将主、副井筒放在断层附近,可以减少保护煤柱的损失,该处表土厚222m。

立井单水平上下山采。

本矿井煤层露头标高-232m,煤层埋藏最深处达-670m,垂直高度达440m。

根据《煤炭工业设计规范》规定,针对于本矿井的实际条件,对于本矿井开采水平的确定,可划分为一个水平。

由于本井田煤层埋藏较深,冲击地压不大,设计可采煤层的厚度为4.85m,所以将大巷布置在煤层底板下方30m处的砂岩中。

其优点是巷道维护条件好,维护费用低,巷道施工条件够按要求保持一定方向和坡度;不留或少留设保护煤柱,减少煤柱损失,同时便于设置煤仓。

3巷道布置与采煤方法

3.1带区巷道布置及生产系统

首采的东翼采区走向长度为3100~4200m。

其它采区走向长度为1500~3000m。

首采的东翼采区上山阶段斜长为1180m,下山阶段为920m,为保证合理的工作面长度,故上山阶段区段长度确定为240m左右,下山阶段为200~250m,区段数目为上山5个,下山4个。

回采工作面长度为200m。

根据煤层条件,采用单层布置准备方式。

在采区内沿煤层布置三条煤层上（下山,一条为运输上（下山,一条为轨道上（下山,一条为专用回风巷。

三条煤层上（下山之间采用中间联络巷贯通,区段平巷及区段集中巷也采用联络巷进行贯通。

采区上（下山与联络巷的断面形式、支护方式相同。

区段平巷与区段集中巷的断面形式、支护方式相同。

在同一采区内,先采上层,后采下层;沿倾斜方向,由上向下开采。

本设计只布置一个采煤工作面达产,工作面的接替顺序为:

在上山两翼进行左右跳采接替。

3.2采煤方法

主采煤层选用综采开采工艺,走向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选用配套设备:

ZZ9200/24/50支架、MGTY750/1715-3.3D型双滚筒采煤机、SGZ-1000/2×700型刮板输送机、SZB-764/132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。

3.3回采巷道布置

本工作面采用综采采煤工艺,回采巷道采用一般的U型布置方式,即一条区段运输平巷和一条区段回风平巷。

本采区巷道采用双巷掘进,相邻区段间留30m的煤柱。

该采区开采单一煤层,煤层厚度为4.85m,2个顺槽均采用矩形断面,锚网支护。

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井巷名称长度（m断面（m2周长（m

副井井筒50.225.1

井底车场2018.8

轨道运输大巷1817.9

轨道上山1816.8

区段运输平巷16.016.4

采煤工作面25.9718.8

区段回风平巷16.016.4

回风石门2016

风井33.220.4五、成绩评定方法

参照《矿井通风课程设计答辩和成绩评定》规定执行。

六、附件附件1矿井开拓平面图附件2矿井开拓立体图6