毕业设计郜孟孟.docx
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毕业设计郜孟孟
学校代码：
11517
学号：
200910104111
HENANINSTITUTEOFENGINEERING
毕业设计
题目火铺矿矿井井通风系统设计
学生姓名郜孟孟
专业班级0941
学号200910104111
系（部）安全工程
指导教师赵新涛
完成时间2013年5月20日
河南工程学院论文版权使用授权书
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论文作者签名：
2013年5月20日
河南工程学院毕业设计（论文）原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：
2013年5月20日
河南工程学院
毕业设计（论文）任务书
题目火铺煤矿矿井通风设计
专业安全工程学号200910104111姓名郜孟孟
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
主要内容：
描述矿井概况及井田地质特征，选择矿井通风系统、采区通风系统、工作面通风系统；计算矿井总风量、矿井最大通风阻力和最小通风阻力；根据最大风压、最小风压的风量选取主要通风机；根据主要通风机进行反风系统设计；进行矿井通风系统综合评价；根据设计矿井瓦斯涌出量、煤尘爆炸性、煤炭自然发火、矿井涌水等具体情况，依据实习矿井在防治灾害的经验、《煤矿安全规程》的有关规定，提出具体的、并具有针对性的矿井主要安全技术措施；描述矿山主要的污染源如噪声、污水、粉尘等。
基本要求：
1）选择合理的矿井通风系统；
2）选择合理的采区通风系统、工作面通风系统；
3）计算矿井总风量，按采煤工作面、掘进头、硐室等地点进行风量分配，风量调节方法和措施；
4）确定掘进工作面通风系统，进行掘进通风设备选型；
5）计算矿井最大通风阻力和最小通风阻力（汇编成表）；
6）根据最大风压、最小风压的风量选取主要通风机。
说明通风机的型号、主要技术规格、工况点和台数；
7）根据主要通风机进行反风系统设计；
8）从矿井通风电费、等积孔、总风阻等方面进行矿井通风系统综合评价；
9）制定切实可行的防治煤尘爆炸、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、矿井火灾等的安全技术措施；
主要参考资料：
可参阅毕业设计大纲及指导书、煤矿开采设计手册、安全规程、教材、煤矿开采设计报告、已有的毕业设计及相关科技论文等。
完成期限：
2013年5月
指导教师签名：
专业负责人签名：
2013年1月11日
火铺矿矿井通风系统设计
摘要
随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的部分。
结合目前安全生产技术，对火铺煤矿进行了通风设计。
设计首先介绍了火铺煤矿的地质概况和井田地质特征，根据火铺煤矿开拓方式和煤层赋存的条件，选择了合理的通风系统，通过计算采煤工作面，掘进工作面，各个硐室的需风量确定全矿井的需风量，根据需风量进行矿井的风量分配并根据通风路线算出矿井的通风最大阻力，然后根据风量和通风阻力进行矿井通风机的选择，根据选出的风机的特性曲线确定通风机的实际工况点。
对采掘工作面及硐室通风，井下通风设施和构筑物等进行设计，分析了矿井通风系统的合理性和可靠性。
其次，设计针对煤矿常见的安全问题，如水、火、煤尘、瓦斯等灾害，设计具体的灾害预防措施及安全保障措施，以达到防止事故发生或减少事故发生概率，降低事故造成伤害的目的。
最后概述了该矿的污染源以及防治矿山污染源的措施。
关键词地质概况；需风量；通风设计；灾害预防
COALMINEVENTILATIONDESION
OFHUOPUCOAL
ABSTRACT
Asthecoalindustryanddevelopmentofproduction，safetyhasbecomeoneoftheimportantpartofthetechniqueofproduction.Integratedsecurity,givinghimthecoalforthedesign.designfirsttoputallthecoalonthesurveyandgeologicalfeaturesofgeologicaldoublelandownership,givinghimthewaythecoalandcoalseamsintermixedocurrenceofcoalseamconditionsforfairandventilationsystem,Arescoredbytheadvance,he'sthequantityrequiredleadingroomsureallofthemines,accordingtothequantityrequiredforthewindandtheamountallocatedaccordingtothelineisthebiggestproblemofventilation,andaccordingtothewindandventilatedminesresistancetothemachineofchoice,dependingontheblowercharacteristicsdeterminethecurveoftheactualconditions.digleadingroomtofaceandairy,theventilationfacilitiesandstructuresforplanning,andanalyzetheventilationsystemoflegitimacyandcredibility.Secondly,thedesignforthecommonsecurityproblems,suchaswaterandfire,coaldust,gasandotherdisasters,thedesignspecificdisasterpreventionmeasuresandsecuritymeasurestopreventaccidentsorreducetheprobabilityoftheaccident,anddecreasetheaccidentresultedindamage.Thelastsurveyshaftparentandthepreventionandcontrolmeasures.theminessources.
KEYWORDSgeologicaspects;thegeologicalsurvey；tothedesignofventilation；disasterprevention
1矿区概况及井田地质特征
1.1矿区概况
1.1.1矿井位置及交通情况
1.1.1.1矿井位置
火铺煤矿位于贵州省盘县火铺镇境内。
行政区划属贵州省盘县管辖。
火铺煤矿隶属贵州盘江精煤股份有限公司，其范围南起羊1地质剖面附近的扁木青，与梓木戛井田相邻；北至滥9断层，与纸厂井田接壤；西起含煤地层龙潭组地层底界，东至陈家田、反坡、刷把头上、平川马鞍山一带的连线，总体形态呈一南北走向的条带状，走向长14.15Km。
东西宽1.5～2.4Km，面积26.4716Km2。
井田范围地理坐标：
东经104°23′27.7″～104°27′41″，北纬25°36′03.4″～25°43′19.3″。
井田中心地理坐标：
东经104°25′21.3″，北纬25°39′38.8″。
1.1.1.2交通情况
火铺煤矿位于盘县火铺镇境内。
贵昆铁路盘西支线，公路320国道均从矿区中部穿过。
公路320国道东至贵阳382Km，西到昆明266Km。
贵昆铁路盘西支线，距矿中心区2.0Km设有火铺站，设有专用线进入工业广场。
水柏铁路和南昆铁路亦有支线与盘西铁路相联。
新建成的镇（镇宁）胜（胜境关）高等级公路、大（板桥）火（火铺）县乡级公路均从矿区内的井田通过，矿井交通便利。
1.1.1.3矿区历史
火铺矿始建于1966年。
平峒、斜井分别于1971年和1973年相距建成投产。
矿井改扩建1991年开工建设，现矿井生产规模为240万吨/年。
火铺矿目前生产主要集中在矿井中部火铺勘探井田＋1660m和＋1400m水平，目前火铺矿共三个采区、一个开拓区。
2011年火铺矿采出量:
228万吨，损失量74.6万吨，动用量302.6万吨，精煤105.0105万吨。
1.2井田地质特征
1.2.1地质构造与煤层
井田内含煤地层为二迭系龙潭组。
含煤地层总厚154-268m，平均230m左右，含煤20——40层。
煤系地层除煤层外，主要由细沙岩、粉沙岩、泥质粉沙岩、粉沙质泥岩、泥岩和菱铁矿薄层等组成。
煤层以中厚煤层和薄煤层为主。
可采和局部可采煤层11-22层，可采总厚11.32-33.33m,平均21.67m。
分上中下三个煤组：
上煤组1#、3#、5#、6#、7#、10#六个煤层；中煤组：
12#、14#、17#、17-1#、17-2#、18#、20#、20-1#、21#、22#十一层；下煤组：
24#、24-1#、26#、27#四层。
煤系地层多为近距离煤层群，层间距一般10-20m。
所有可采和局部可采煤层除20#煤层为单一结构外，其余煤层均为复杂结构。
含夹矸1-4层不等，夹矸厚度一般小于0.1m，夹矸多为高岭石质泥岩。
按煤层可采性指数和煤层变异系数分：
稳定煤层和比较稳定煤层占总储量的61.7%。
其中1#、3#、12#、24#等四层为稳定煤层，全井田可采。
7#、20#、22#等三层为较稳定煤层，属大部可采。
其余煤层为不稳定煤层，属局部可采层，占总储量的38.3%。
煤层稳定性为Ⅱd。
火铺井田位于盘关向斜西翼南段，为一大致东倾的单斜构造。
地层产状：
倾向北东50°-东、倾角中部25°左右，井田两端均在30°-40°左右。
煤田内的构造大致分为北西和北东向两组。
是其中的北东向构造之一。
全井田煤系地层除煤层外，其顶底板均为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等组成，地质条件分类：
Ⅱ-ⅡaⅡdⅢefg。
井田内大中型断层11条，10-20m断层15条，大于煤层厚度的小断层十分发育。
井田构造的复杂程度为Ⅱa。
井田水文地质条件较简单，无强含水层，矿井水来源主要为采空区积水、小窑积水和地表水顺裂隙渗入，矿井涌水量为310-820m3/h。
1.2.2煤质
井田内煤种齐全，气、肥、焦、1/3焦、瘦、贫、无烟煤均有分布。
主要以肥煤、焦煤为主；占总储量的80%左右。
其次是气煤、贫煤、瘦煤。
无烟少量，仅占储量的5%左右。
从总的看，全井田属中灰、低硫、特低磷煤。
1.2.3瓦斯赋存、煤尘爆炸指数及煤的自燃倾向性
在斜井+1660m生产水平，南一采区轨道上山下部车场，于1972年12月13日在巷道套修过程中，17#煤层曾发生一次煤与瓦斯突出事故。
突出煤量180吨，空洞长10米，煤粉抛出距离29米，具有一定的分选性，堆积坡度为20度，突出瓦斯5.8万立方米。
突出点17#煤层厚度为9.92米，埋藏深度255米，煤体松散，鳞片状，岩柱厚度5.8米。
在21采区2004年8月30日，在213中间石门揭过19#煤时，发生一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量79吨，空洞长4米，煤粉抛出距离10米，堆积坡度15度，突出瓦斯6159立方米。
突出点距地表垂深为471.1米，煤层厚度1.37米。
除此外火铺矿其他地点均未发生过煤与瓦斯突出事故。
12#煤层公司其他矿井发生过突出事故，2008年对矿井1#、3#、5#、7#、14#进行突出危险性鉴定，鉴定结果全部为突出煤层，故火铺矿为突出矿井。
火铺矿煤层瓦斯赋存基本参数于1997年9月至1998年1月经贵州煤炭科学研究所测试，测试煤层为1#、3#、5#、7#、12#、17#、19#共8层主要可采煤层。
主要测试参数结果为：
①煤层原始瓦斯压力为0.10～3.53Mpa；
②煤层原始瓦斯含量为0.1～16.39m3/t；
鉴定方法：
色谱吸氧法
测试仪器：
ZRJ-I型煤自燃性测定仪
煤炭科技研究总院重庆分院煤炭自燃倾向等级鉴定报告表
送样编号
采样
地点
式样编号
工业分析（%）
爆炸性结论
Mad
Ad
挥发分
焦渣特征
火焰长度mm
抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）
Vd
Vtaf
14175采面
2003-736
0.8
8.35
30.5
33.29
66
＞400
85
有煤尘爆炸性
2311下运
2003-737
0.92
31.19
25.24
36.69
55
145
65
有煤尘爆炸性
2151采面
2003-738
1.04
21.9
25.9
33.16
55
235
75
有煤尘爆炸性
2133下运
2003-739
0.91
17.43
28.48
34.49
55
260
80
有煤尘爆炸性
141212采面
2003-740
0.62
6.28
27.36
29.19
77
＞400
90
有煤尘爆炸性
13141回风
2003-741
0.83
27.03
23.3
31.94
55
45
60
有煤尘爆炸性
23.7#上山
2003-742
0.94
16.32
27.06
32.33
55
＞400
80
有煤尘爆炸性
备注
上述七个煤样均有煤尘爆炸性危险，望贵单位采取有效的防隔爆措施，确保职工与矿井安全
鉴定结果只对来样负责
局名称
贵州盘江火铺煤矿
采样日期
2003-10-23
鉴定日期
2003-10-30
式样编号
煤层名称
采样地点
煤样编号
Stad
（%）
工业分析（%）
30°C常压煤样的吸氧量（cm3.g-1干煤）
煤种
自燃倾向性
ad
Ad
Vdaf
2003-736
14175采面
0.8
8.36
33.29
0.355
烟煤
三类
2003-737
2311下运
0.92
31.2
36.69
0.352
烟煤
三类
2003-738
2151采面
1.04
21.9
33.16
0.373
烟煤
三类
2003-739
2133下运
0.91
17.43
34.49
0.367
烟煤
三类
2003-740
141212采面
0.6
6.28
29.19
0.362
烟煤
三类
2003-741
13141回风
0.83
27.03
31.94
0.38
烟煤
三类
2003-742
23.7#上山
0.94
16.32
32.33
0.361
烟煤
三类
备注
一类：
容易自燃，二类：
自燃，三类：
不易自燃。
1.3井田开拓
1.3.1井田开拓概况
1.3.1.1井田大小
该矿平面范围大致为：
南起羊1地质剖面附近的扁木青，与梓木戛井田相邻；北至滥9断层，与纸厂井田接壤；西起含煤地层龙潭组地层底界，东至陈家田、反坡、刷把头上、平川马鞍山一带的连线，总体形态呈一南北走向的条带状，走向长14.15Km。
东西宽1.5～2.4Km，面积26.4716Km2。
1.3.1.2矿井的开拓历史
火铺矿始建于1966年。
平峒、斜井分别于1971年和1973年相距建成投产。
矿井改扩建1991年开工建设，现矿井生产规模为240万吨/年。
火铺矿目前生产主要集中在矿井中部火铺勘探井田＋1660m和＋1400m水平，目前火铺矿共三个采区、一个开拓区。
2011年火铺矿采出量:
228万吨，损失量74.6万吨，动用量302.6万吨，精煤105.0105万吨。
1.3.1.3井田开拓现状
火铺矿设计为多水平开拓、分区开采。
现有主井1个（其中主斜井主要担负人员运输），副井1个，风井1个，主井为16.9m2，副井净断面20.6m2。
目前矿井的生产活动主要集中在火铺井田一水平（+1660）、二水平（+1400）和滥泥箐采区。
水平大巷布置为煤系底部的集中水平大巷，服务于整个煤系的所有可采煤层。
现+1400水平的21、23、滥泥箐采区三采区正在生产，+1660水平的南二采区只有2个掘进工作面；采区上山为集中上山布置，布置在煤系底板的玄武岩和煤系底部顶板完好的煤层中，布置3条上山，即运输上山、轨道上山和回风上山。
1.3.2瓦斯
1.3.2.1瓦斯事故
南一采区轨道上山下部车场于1972年12月13日在巷道套修过程中。
17#煤层曾发生一次煤与瓦斯突出事故。
突出煤量180吨，空洞长10米，煤粉抛出距离29米，具有一定的分选性，堆积坡度为20度，突出瓦斯5.8万立方米，突出点17#煤层厚度9.92米，埋藏深度255米，煤体松散，鳞片状，岩柱厚度5.8米。
在21采区2004年8月30号，在213中间石门揭过19#煤时，发生一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量79吨，空洞长4米，煤粉抛出距离10米，堆积坡度为15度，突出瓦斯6159立方米，突出点距地表垂直深度为471.1米，煤层厚度1.37米。
除此外火铺矿其他地点均未发生过煤与瓦斯突出事故。
2008年对1#、3#、5#、7#、14#进行瓦斯突出危险鉴定，鉴定结果全部为突出煤层，故火铺矿为突出矿井。
1.3.2.2瓦斯来源
矿井瓦斯涌出总的规律是随开采深度的增加而加大。
由于矿井开采近距离煤层群，且按煤层的上下顺序自上而下开采，上部煤层开采后，使相邻的下部煤层瓦斯得到部分释放，所以尽管各煤层的瓦斯含量差异较大，而在实际生产过程中各煤层瓦斯涌出的差异变小。
从近几年的瓦斯涌出看，井田中部的瓦斯涌出量比两翼小，在南翼23采区各煤层的瓦斯涌出量普遍要比21采区、南二采区要大，北翼滥泥箐煤层瓦斯涌出量也较大。
1.3.2.3瓦斯分布特点
一是井田内地质构造复杂，在煤层及其围岩中储存了大量瓦斯，瓦斯赋存十分丰富。
二是瓦斯分布受控于断层、裂缝系统，含气裂缝系统互不相通，自成系统，裂缝发育带多集中在地质构造带区域，当采、掘活动揭露这些裂缝时，会引起瓦斯涌出异常。
三是煤层具有孔隙度低、透气性差、煤层松软等特点。
四是由于开采延伸至深部，其瓦斯涌出量也逐渐的增加，而且深部的瓦斯资料少，还需进一步探索和总结。
五是由于地质条件复杂，构造多，各煤层在不同的区域其瓦斯含量也有较大的差异，瓦斯含量在同一标高也存在梯度性。
1.4勘探程度及可靠性评价
本矿井所在地区先后经过普查，祥查，精查阶段，采用了钻探，测井和地震，相互结合的综合勘探手段，查明了主要断层和构造及煤层厚度，结构和分布范围，比较可靠地提供了煤层层位的对比资料和测井成果。
2矿井生产概况（本设计主要设计23采区）
2.1井田概况
2.1.1井田边界、储量、设计能力及服务年限
2.1.1.1井田边界和面积
该矿平面范围大致为：
南起羊1地质剖面附近的扁木青，与梓木戛井田相邻；北至滥9断层，与纸厂井田接壤；西起含煤地层龙潭组地层底界，东至陈家田、反坡、刷把头上、平川马鞍山一带的连线，井田范围地理坐标：
东经104°23′27.7″～104°27′41″，北纬25°36′03.4″～25°43′19.3″。
井田中心地理坐标：
东经104°25′21.3″，北纬25°39′38.8″。
全井田走向长14.15Km。
东西宽1.5～2.4Km，面积26.4716Km2。
2.1.1.2地质储量
现火铺煤矿保有源储量为27191万吨：
（111b）类9064万吨，（122b）类3665万吨，（333）类14462万吨。
其中的压覆（工业广场、）资源量2401万吨，可利用的24790万吨。
另有高硫煤5223万吨：
（331）类1446万吨，（332）类930万吨，（333）类2847万吨。
。
2.1.1.3设计能力和服务年限
1）矿井工作制度
矿井设计年工作日数为330天。
日工作班数为三班，两班采煤，一班准备；日净提升时间16小时。
2）矿井设计生产能力
矿井设计生产能力为240万t/a
3）矿井可采储量及服务年限[1]
根据该矿井的可采储量，考虑1.4储量备用系数，矿井服务年限为：
T＝E÷（A×k）（2-1）
＝27191÷（240×1.4）
＝80.9（a）
式中：
T――矿井服务年限（a）
E――矿井可采储量（万t）
A――矿井设计生产能力（240万t/a）
k――储量备用系数，取1.4
2.1.1.4储量计算的评价
本设计井田的各类储量计算严格按照有关规定执行，由于技术水平所限，储量计算设计所得到的各种储量与实际有一定的误差。
2.2矿井生产系统
2.2.1矿井运输系统
运输系统：
工作面开采的煤炭经工作面刮板输送机、顺槽转载机、可伸缩带式输送机，由23采区胶带输送机下山、23采区以运输巷、上仓巷，运送至煤仓。
主要设备：
综采工作面选用SGD－730/180型可弯曲刮板输送机，运输顺槽选用SZB-764/132型转载机和带宽1000mm的PVG阻燃可伸缩带式输送机。
2.2.2矿井通风系统
通风方式为中央并列式通风，通风方法是用机械通风
主井、副井→井底车场→运输大巷→运输上山、轨道上山→各采区→总回风巷→回风井
2.2.3给水、排水
2.2.3.1地面及井下供水情况：
水量、水源
1）生活用水
本矿井地面工业用水和居民生活用水由平煤六矿水厂供给，其水量、水压可满足矿区地面生活、生产及消防要求。
2）生产用水
为充分利用水资源，利用经处理后的矿井水作为矿井生产用水。
在场地内污水处理池出口处设置一台取水泵，敷设一趟工业用水供水管道，便可对场地内各用水点及井下消防用水点进行动压供水。
根据用水人数及用水指标计算，矿井最高日总用水量约为：
924.00m3/d，最大时约为124.95m3/h。
其中井下消防、洒水及地面生产除尘用水最高日约为480.00m3/d，最大时约为38.00m3/h；工业场地生活用水最高日约为444.00m3/d，最大时约为86.95m3/h。
2.2.3.2井下排水
井下排水处理工艺流程及供水系统：
图2-1井下排水处理工艺流程及供水系统流程图
2.2.3.3井下用水情况
井下消防、洒水用水由设在工业场地的井下消防、洒水水池（V=500m3）靠静压供给，消防、洒水主管道沿主井井
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