届通风毕业设计.docx
《届通风毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届通风毕业设计.docx（113页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
届通风毕业设计
潞安职业技术学院
毕业设计（论文）说明书
题目：
矿井通风课程设计
姓名：
常宏
专业班级：
矿井通风与安全专业
设计周期：
两周
日期：
二〇一二年
第一部分矿井概况
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
一、交通位置
龙山煤矿位于山西省龙曲市北山县境内，距潞矿集团约9km，地理坐标东经113°00′，北纬36°20′。
公路交通十分便利。
井田中部有东西向309国道穿过，南北向208国道从井田东部通过，另外矿井还建有铁路专用线。
北距太原市200km，南距龙曲市23km，东距龙曲北火车站15km，交通十分便利，见图。
二、地形地貌及河流
龙山煤矿位于龙曲盆地西部，全区广为第四系黄土沉积掩盖，地形平缓，局部黄土冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区。
总的地貌形态是西北高，东南低，北部为缓和低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，中南部地形平坦，海拔标高+930m左右。
本区河流属海河水系，浊漳河自南向北流经本井田东缘，其支流绛河由西向东流经本区南部，于中华村附近注入漳泽水库与浊漳河合流。
区内河床平缓开阔，阶地发育，北部有阉村、常隆两座小型水库，其它地表无大的水体存在。
三、气象
本区属暖温带半湿润半干燥大陆性季风气候。
根据北山县历年气象资料统计，年降水量在410~917mm，平均594.8mm，年蒸发量在1502~1926.8mm，平均1738.6mm，蒸发量为降水量的2~6.3倍，冰冻期为每年10月到次年4月，最大冻土深度为75cm（1977年2月）；最多风向北西，最大风速14~16米/秒。
根据1978年温差变化，最高气温36.6℃（6月30日），最低气温-19.6℃（2月12日），悬差56.2℃。
四、地震
历史记载1497年2月，北山县城附近曾发生6级地震（中国地震资料表上未记载级别，地震地质大队（1970年10月）编制的山西地区构造体系图上定为5~5.9级。
）
山西省抗震工作办公室等三家单位，于1979年以（79）晋抗字第1号文“关于颁发山西省地震裂度区划图及说明的通知”将北山划分为6度区，龙曲市划分为7度区。
根据国家地震局颁布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05g，相当于地震基本烈度6度。
五、矿井周边煤矿情况
龙山煤矿周围主要有漳村煤矿、河曲煤矿、北山煤矿和郭庄煤矿等，龙山煤矿与周围井田的位置关系如下。
1.漳村煤矿
漳村煤矿原为小煤窑，1970年改建成0.60Mt/a的矿井。
1985年第二次扩建为1.50Mt/a的生产能力，核定能力2.40Mt/a，2003年实际生产原煤3.18Mt。
2004年实际生产原煤3.50Mt。
现开采井田3号煤层，矿井为斜井开拓方式，矿井水平标高＋760m和＋600m。
井下布置1个综采放顶煤回采工作面和2个综掘工作面。
2.河曲煤矿
河曲煤矿1966年建成投产。
设计能力0.90Mt/a，先后经过二次扩建，设计能力达3.60Mt/a，核定能力4.90Mt/a，现开采井田3号煤层，矿井采用斜、立混合开拓方式，矿井水平标高＋740m和＋630m。
井下布置3个综采放顶煤回采工作面和2个综掘工作面。
3.北山煤矿
北山煤矿为在建矿井，设计能力为6.00Mt/a，目前正在建设，2006年投产。
井田内含可采煤层5层，分别为3、9、12、15-2和15-3号煤层
矿井采用立井开拓方式，矿井工业场地布置有主井、副井和风井3个立井井筒，另在阎庄风井场地布置阎庄进、回风立井。
4.郭庄煤矿
由于龙山矿可采煤层埋藏深度较大，在采矿许可证允许范围内仅在井田西南角建有一座县营煤矿，原设计生产能力为0.60Mt/a，现设计生产能力为0.90Mt/a，开采井田3号煤层，矿井采用立井开拓方式，采煤方法为综采一次采全高。
六、区域经济概况
龙曲集团为我国煤炭工业的重要企业，地处山西省龙曲市。
龙曲市位于山西省东南部，是晋、冀、豫三省的重要通道。
全市总面积13896km2，其中市区面积334km2。
平均海拔+1000m，最高处+2453m。
第二节地质特征
图1-1综合柱状简图
一、地层地质构造
龙山井田均为第四系黄土所覆盖，仅于北部阎村、常隆一带有二迭系上石盒子组地层零星出露。
根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下：
（一）地层
1.奥陶系中统马家沟组O2m
岩性为灰色～深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。
2.石炭系中统本溪组C2b
该组厚度1.35～13.43m，平均9.11m。
岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。
与下伏地层假整合接触。
3.石灰系上统太原组C3t
本组厚度99.35～119.16m，平均厚度108.38m左右。
底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与山西组分界，是本区的主要含煤地层之一。
主要由4～5层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩和7～10层煤层组成。
其中15－3号煤层为可采煤层，厚度0～2.73m，平均厚度1.66m，但冲刷面积较大。
属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，但岩性岩相较为复杂。
本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育的石灰岩。
4.二叠系下统山西组Ｐ1S
本组厚度40.97～97.55m，平均厚度约55.69m。
是本区主要含煤地层。
岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，夹1～4层煤。
其中下部的3号煤层为主要可采煤层，厚度4.84～7.32m，平均厚度6.09m，3号煤上部多有一层灰色细、中粒砂岩，厚度数米至十余米，为3号煤老顶，与下伏地层太原组呈整合接触。
5.二叠系下统下石盒子组Ｐ1x
本组厚度44.2～78m，平均厚度约59.55m。
连续沉积于山西组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩。
底部以一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩Ｋ8与山西组分界。
6.二叠系上统上石盒子组Ｐ1sh
本组厚度309.8～408.31m，平均厚度约353.87m。
岩性为紫红色、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色、灰白色、黄绿色细、中、粗粒石英砂岩。
底部以Ｋ10砂岩与下石盒子组分界。
与下伏地层呈整合接触。
7.第四系Ｑ
厚度31～64.9m，平均约43.13m。
是本区的主要覆盖层，岩性为棕黄色、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜石、砂砾层，顶部为耕植土，与下伏地层呈角度不整合接触。
（二）地质构造
龙山井田位于潞安矿区中部，构造以褶曲为主，地层走向近南北，向西倾斜，倾角3～6°。
东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏；西部为近南北向褶曲。
1.褶曲
本区姬村以东，基本为一向西倾斜的单斜。
姬村以西，则为近南北向的相互平行的背、向斜。
由东向西，依次为姬村向斜、路村背斜、老军庄向斜。
轴向近南北向，在南北两端稍有偏转，北端偏西，南端偏东，局部因受东西向波状起伏影响，走向略有变化。
背、向斜的两翼接近对称，倾角不大，多在5º左右，轴部比较宽缓，幅度最大110m，一般50m上下，局部有一些东西向的小的起伏，北部504号孔附近有一对小的背向斜。
南部南辛庄附近有一对近南北向的背向斜。
现将主要褶曲叙述如下：
⑴姬村向斜
轴向近南北，北起阎村附近，向南经1012号孔和2002号孔之间，过姬村西经2026号钻孔至2034孔附近，全长11.5km，两翼几乎对称，倾角4~6º。
⑵路村背斜
轴向南北，北部偏东，北起1008号钻孔东侧，西向南经路村西，至1029号孔附近，全长约10.0km，两翼几乎对称，倾角4~6º，轴部较为平缓。
⑶老军庄向斜
北自1039钻孔附近，过2026号孔，轴向变为南北向至区块3号拐点，全长约6km。
2.断层
井田断层不发育，除北部文王山南断层和东南边界安昌、中华两断层及西南边界藕泽断层较大构成龙山井田自然边界外，井田范围内尚发育有四条落差20～30m和两条落差5～10m的小中型断层。
现分述如下：
⑴文王山南断层：
走向75°东，倾向南东，为上盘下降的正断层，自东伸入本区，常—1号孔3号煤层底板高806.82m，513号孔3号煤层底板标高459.92m，两者高差346.90m。
常隆附近落差400m。
常隆西南断层上盘为石千峰组底部地层，下盘为奥陶系及石炭系零星出露。
⑵安昌断层：
走向北60°东，倾向南东，倾角70°，为上盘下降的正断层。
自东伸入本区，在区外536号钻孔所见，于孔深530m见破碎带，K2石灰岩和马家沟组石灰岩相接。
据地震资料，断层方向与地质推断基本符合。
推断落差170m，该断层向西落差变小，至1068号钻孔附近，落差70m。
⑶藕泽正断层：
位于藕泽至沙庄一带，为井田西南角的边界断层。
地表为第四系覆盖，据钻孔资料揭露。
如1083孔，于519.10m见断层破碎带，以山西组上部岩层与太原组K2石灰岩接触，断失3号煤及太原组上、中部岩层，断距为94m。
西南段的2201孔在580.70m见破碎带，断距约10m。
东北段的1901孔于423.32m，见山西组上部岩层与3号煤接触，断距达30m。
此断层走向为北52°东，倾向东南，倾角70°，全长为4.5km。
⑷石室断层：
该断层原判定是故县断层的延伸，河曲矿经生产探明并非故县断层延伸，现命名为石室断层，由王82号钻孔控制，根据河曲矿井下实际揭露情况，该断层走向由南西方向延伸至北二采区，性质为正断层，最大落差18m，倾角70°，倾向东北，延伸北二采区不远处尖灭。
⑸F1断层：
为1011号钻孔所见，推断走向北20°西，倾向南西，倾角60°，为上盘上升的逆断层。
1011号钻孔545m见破碎带，Ｋ2石灰岩重复，15-3号煤层重复，显属三个逆断裂所致，总落差30m，延长1500m。
⑹F2断层：
走向北80°东，倾向北西，倾角70°，为常22、2012、2013、517号钻孔控制。
常22号钻孔缺失3号煤层以下至K5石灰岩以上的一段地层，据测井曲线解释，461m有破碎带，落差30m。
2012号钻孔深421m见破碎带，K10至3号煤层的间距和邻近钻孔相比缩短15m，向西延至2013号钻孔附近尖灭，向东延至517号钻孔附近尖灭，全长3.5km，为正断层。
⑺F3断层：
走向南北，向东倾斜，倾角60°，为上盘上升的逆断层，由1040、523号钻孔所控制。
1040号钻孔474m为破碎带，K2石灰岩重复，落差20m，523号钻孔473m见破碎带，K2石灰岩重复，落差10m，南北延长1520m。
⑻F64断层：
位于龙山以北，走向北50°东，倾向南西，落差10m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。
⑼F65断层：
位于F64断层以南，走向北75°东，倾向南西，落差5m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。
3.陷落柱
本区范围内较为发育，形状多为椭圆形。
4.岩浆岩
龙山井田范围内没有岩浆岩侵入。
二、煤层及煤质
（一）煤层
1、含煤地层
井田含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系太原组，含煤地层总厚163.36m，含煤10～17层，煤层总厚11.25m，含煤系数为6.9%。
1.山西组厚54.10m，含主要可采煤层3号煤层，煤层平均厚度6.09m，含煤系数11.20%，山西组顶底部、局部发育不稳定薄煤层1～3层，一般均不可采。
2.太原组厚109.26m，含稳定的可采煤层15-3号煤层，不稳定的局部可采煤层8-2、9、12、15-1、15-2号煤层及不稳定薄煤层6、7、8-1、11、13、14号等煤层，太原组煤层总厚5.20m，含煤系数4.8%。
2、可采煤层特征
（1）3号煤层：
位于山西组的中下部，以其本身厚度大、层位稳定为重要对比标志，上距Ｋ8砂岩22.42～43.30m。
平均31.67m，下距Ｋ7砂岩顶面2.70～18.85m，平均12.98m，煤层对比非常可靠。
煤层厚度4.84～7.32m，平均厚度6.09m，结构简单，夹石1～3层，夹石厚0.1～0.3m，仅个别孔（1009号孔）夹石变厚达0.75m。
该煤层控制研究程度较高，符合规范要求，为稳定型全井田范围内可采煤层。
（2）8-2号煤层
位于太原组中上部。
上距3号煤层46.58～66.66m，平均57.17m。
下距9号煤层3.60～23.21m，平均9.68m，厚度0～1.73m，平均0.43m。
属不稳定局部可采煤层。
煤层顶板多为黑灰色厚层中粒砂岩。
底板多为黑灰色粉砂岩。
（3）9号煤层
位于太原组中部，下距K4灰岩0.79～9.60m，平均3.69m，个别钻孔如2012、2023号钻孔，9号煤层直复于K4灰岩之上。
厚0~2.21m，平均0.99m，属不稳定局部可采煤层。
本区中部一般发育较好，多达可采厚度。
夹矸0～3层，厚度及层数变化较大。
向南、向北因下部夹矸增厚煤层分叉渐至尖灭。
煤层顶板多为黑灰色粉砂岩，底板多为黑灰色泥岩、粉砂岩等。
（4）12号煤层
位于K4、K3石灰岩间。
上距K4灰岩0.90～7.08m，平均3.68m。
下距K3灰岩1.92～11.70m，平均3.33m，厚0～1.02m，平均0.50m，结构简单，为单一煤层。
属不稳定局部可采煤层。
顶底板多为灰、黑色薄层粉砂岩或泥岩。
（5）15号煤层
实际为一煤层组，位于太原组底部，上距K2石灰岩2.70~14.57m，平均5.29m，一般发育15-1、15-2、15-3等3层煤层。
⑴15-1号煤层：
煤层厚0～1.35m，平均厚0.62m。
除南部冲刷带外，全区普遍发育，结构简单，为单一煤层。
北部龙山以北、中部南浒庄一带发育较好，多达可采厚度，属不稳定局部可采煤层。
煤层顶底板多为灰黑色泥岩，炭质含量增高，变为炭质泥岩。
⑵15-2号煤层：
煤层厚0～0.87m，平均厚0.57m。
结构简单，为单一煤层。
本区中部南浒庄一带发育较好，成片达可采厚度。
其余地区仅有零星钻孔达可采厚度，属不稳定的局部可采煤层。
煤层顶底板多为黑色薄层泥岩。
（3）15-3号煤层：
本区内北部大面积范围内，该煤层厚度较稳定，煤厚0～2.73m，平均1.66m。
夹矸1～3层，除本区南部大面积同生冲刷外，一般均达可采厚度，局部顶底板及夹石为炭质泥岩。
可采煤层特征见表1-1。
表1-1可采煤层特征表
煤层号
厚度（m）
间距（m）
结构（夹矸层数）
稳定
程度
可采
情况
顶板
岩性
底板
岩性
最小~最大
最小~最大
平均
平均
3
4.84~7.32
46.58~66.65
57.17
0~3
稳定
全区可采
粉砂岩
中砂岩
细粉砂岩
6.05
8-2
0~1.73
简单0~1
不稳定
局部可采
中粗砂岩
粉砂岩
0.43
3.60~23.21
9.68
9
0~2.21
局部分叉0~3
不稳定
局部可采
粉砂岩
K4灰岩
上泥岩
0.99
8.04~17.97
11.00
12
0~1.02
简单
不稳定
局部可采
K4灰岩
下粉砂岩
K3灰岩
上泥岩
0.50
27.53~37.56
29.69
15-1
0~1.35
简单
不稳定
局部可采
泥岩
泥岩
0.62
0.90~2.40
1.49
15-2
0~0.87
简单
不稳定
局部可采
泥岩
泥岩
0.57
0.68~6.30
3.19
15-3
0~2.73
0~3
较稳定
除冲刷外全区可采
泥岩
泥岩及
炭质泥岩
1.66
（二）煤质
煤类及其分布规律
根据《中国煤炭分类标准》（GB5751-86），本井田3、8、9和14号煤为贫煤，15-1、15-2和15-3号煤以贫煤为主，局部个别点为无烟煤。
1.3.5.2煤质分析
1.煤的物理性质
各煤层均为黑色层状，光亮型煤及暗淡型煤相间，条带状构造明显，玻璃光泽，参差状断口，节理裂隙为薄膜状黄铁矿或方解石充填。
经测定，煤的比重3号煤层在1.41～1.58之间，15-3号煤层在1.52～1.74之间。
2.煤的化学性质
⑴水分（Mad）
各煤层原、浮煤水分值变化不大；不同煤层相同煤类水分值无规律性变化，各煤层原、浮煤水分分析结果见表
⑵灰分（Ad）
主要可采3号煤层灰分Ad在14~18%之间，仅个别点灰分大于20%。
15-3号煤层灰分变化较大，最小值12.16%，最大值40.70%。
各个煤层经浮选后降灰率在55%以上。
各煤层原、浮煤灰分分析结果下表1-2：
表1-2各煤层煤质分析统计结果表
煤层
煤类
原煤分析
浮煤分析
质量分级
水分
Mad（%）
灰分
Ad（%）
发热量Qgr,v,d（MJ/kg）
水分
Mad（%）
灰分
Ad（%）
灰分
发热量
3
贫煤
0.28~3.59
1.00（62）
8.40~29.05
16.01（62）
24.72~32.58
29.59（33）
0.24~1.73
0.91（60）
4.48~11.99
7.27（60）
中灰煤
高热值煤
8
贫煤
0.47~0.82
0.67（4）
17.21~28.77
21.40（4）
23.05
（1）
0.58~0.97
0.76（4）
6.90~10.38
8.06（4）
中灰煤
中热值煤
9
贫煤
0.65~2.20
1.06（12）
21.48~39.51
30.22（12）
20.72~25.10
22.86（4）
0.75~1.80
1.03（12）
5.49~13.61
10.43（12）
高灰煤
中热值煤
14
贫煤
0.36~1.44
0.70（17）
9.64~37.77
16.99（17）
19.12~31.01
27.74（9）
0.45~1.50
0.79（14）
3.13~17.49
5.62（14）
中灰煤
高热值煤
15-1
贫煤
0.42~1.30
0.81（17）
14.36~38.51
29.23（17）
17.44~25.51
22.82（6）
0.69~1.22
0.88（10）
5.73~10.63
8.04（10）
高灰煤
中热值煤
15-2
贫煤
0.62~1.18
0.81（17）
14.42~35.25
23.97（17）
20.22~29.07
25.05（5）
0.70~1.48
0.93（12）
1.38~13.12
7.11（12）
中灰煤
中热值煤
15-3
贫煤
0.32~2.17
0.91（41）
12.16~40.70
26.02（41）
17.44~25.51
22.82（6）
0.38~1.78
0.93（38）
4.82~15.46
7.44（38）
中灰煤
中热值煤
无烟煤
0.81~1.08
0.90（3）
20.46~23.85
22.11（3）
18.40~29.58
25.40（18）
0.70~1.10
0.95（3）
4.73~6.89
5.77（3）
中灰煤
中热值煤
⑶挥发分（Vdaf）
各煤层浮煤挥发分产率见表1-3。
各煤层挥发分在垂向上随着煤层埋藏深度的增加，挥发分逐渐降低。
3号煤层在水平方向上由西向东有规律地递增，但变化不很大。
表1-3各煤层挥发分产率分析统计表
煤层
3号
8号
9号
14号
15-1号
15-2号
15-3号
浮煤挥发分
Vdaf（%）
10.68~14.00
12.63（60）
11.88~14.20
12.73（4）
11.62~14.62
13.01（12）
10.21~13.85
11.33（14）
10.22~11.61
10.90（10）
10.13~13.07
11.31（12）
10.06~13.88
11.31（38）
⑷硫分（St,d）
各煤层原、浮煤全硫含量、部分煤层原煤形态硫含量见表1-4。
表1-4各煤层全硫分析统计结果
煤层
主要煤类
全硫St,d（%）
按标准折算
后的全硫St,d（%）
质量分级
原煤形态硫（%）
原煤
浮煤
全硫
St,d
硫铁矿硫Sp,d
硫酸盐硫Ss,d
有机硫
So,d
3
贫煤
0.26~0.39
0.32（37）
0.27~0.42
0.36（35）
0.27
特低硫煤
0.26~0.35
0.31（7）
0.04~0.08
0.06（7）
0.00~0.01
0.00（7）
0.17~0.28
0.24（7）
8
贫煤
0.50~4.10
1.49（4）
0.49~0.81
0.65
（2）
1.55
中高硫煤
9
贫煤
0.98~5.27
2.81（9）
0.33~1.27
0.84（11）
2.95
中高硫煤
0.98~1.81
1.40
（2）
0.45~1.31
0.88
（2）
0.01~0.01
0.01
（2）
0.49~0.52
0.51
（2）
14
贫煤
1.73~5.19
3.07（12）
1.11~1.70
1.38（11）
2.66
中高硫煤
1.91~4.51
2.90（6）
1.17~2.75
1.80（6）
0.01~0.09
0.03（6）
0.66~1.67
1.07（6）
15-1
贫煤
1.58~8.85
3.24（12）
0.73~2.15
1.26（9）
3.41
高硫煤
1.58~8.85
4.15（7）
1.18~7.60
3.44（7）
0.02~0.05
0.03（7）
0.28~1.20
0.68（7）
15-2
贫煤
1.26~3.17
2.14（13）
0.48~1.39
1.03（11）
2.05
中高硫煤
1.26~3.17
2.24（4）
0.74~2.22
1.52（4）
0.01~0.03
0.02（4）
0.50~0.92
0.70（4）
15-3
贫煤
0.70~5.39
2.08（28）
0.39~1.96
0.91（26）
1.97
中高硫煤
0.97~5.27
2.52（11）
0.53~4.03
1.92（11）
0.01~0.08
0.03（11）
0.18~1.20
0.57（11）
无烟煤
1.88
（1）
0.62~0.99
0.81
（2）
1.67
中高硫煤
⑸磷含量
磷含量分析数据相对较少，结果见表1.3-11。
依据标准《MT/T562-1996》对煤中磷分级：
3号煤属低磷煤；15-3号煤及其它各煤层均属特低磷煤。
⑹微量元素
各煤层的微量元素仅有锗和镓的分析，含量都很低均未达到工业边界指标，结果见表1-5。
表1-5各煤层有害、微量元素分析统计结果表
煤层
3号
8号
9号
14号
15-1号
15-2号
15-3号
磷Pd
（%）
0.004~0.034
0.021（
升级会员 