完整版矿井通风与安全40专科毕业设计41.docx

1、完整版矿井通风与安全40专科毕业设计41太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文）学习形式：函授 层次：专科 教学站点： 题目：矿井通风与安全姓 名 专 业 矿井通风与安全（专科）指导教师 日 期 前 言永宁煤焦系离石市的一座集体所有制煤矿，位于离石市城关镇西北方向的后赵家村西，距离石市4km，行政区划归离石市城关镇管辖。准开采4号煤层，井田东西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588km2。本次实习是在永宁煤焦集现场实习，是我们在学完专业课后的一次实践性教学环节，也是毕业之前的一个重要的教学环节。通过实习，让我们进一步学习国家的各项煤矿方针政策，尤其是关于矿井通风与安全方面的方针政

2、策，学习和贯彻执行煤矿安全规程等煤炭工业法律法规与技术标准。同时让我们了解煤矿生产技术现状和发展方向，学习到了更多的现场生产及技术管理知识，扩展课堂上所学的专业知识。通过一个月的地面设施（包括锅炉房、绞车房、压风机房、地面变电所、机修车间、主要通风机房、瓦斯抽放站等）参观、理论课程学习、对矿井通风系统、矿井粉尘防治系统、矿井火灾防治系统、矿井安全监测监控系统等了解，学习现场的实际工艺技术，熟悉通风仪表的现场实际操作和通风与安全设备设施的现场施工与使用。在此期间，让我学会了发现问题、分析问题、解决问题能力和动手能力，培养了我认真的工作态度和吃苦耐劳的精神。了解到了矿井通风技术，初步培养技术及行政

3、管理能力，培养我们走向工作岗位后处理问题和独立工作的能力和素质。同时搜集到毕业设计所需的资料。目 录第一章 矿区概况及井田地质特征 1第一节 矿区概况 1一、井田位置与交通 1二、自然地理 1三、气象和地震烈度 2四、矿区煤炭生产建设及规划概况 2第二节 地质特征 3一、地质构造 3二、煤层及煤质 3三、煤质、煤种及工业用途 5第三节 开采技术条件 6第四节 井田境界及储量 10一、井田境界 10二、储 量 10第五节 矿井设计生产能力及服务年限 12一、同时生产的水平数目确定 12二、矿井和水平的服务年限 13第六节 矿井工作制度 13第二章 井田开拓方式 14第一节 井口与工业场地位置的选

4、择 14第二节 开拓方案的比选及确定 14第三节 采区划分及开采顺序 16第三章 采区巷道布置 17第一节 采煤方法的选择 17第二节 采区有关参数的确定 18第三节 采区巷道布置的确定 19一、巷道布置 19二、采区运煤、运料、通风及排水系统。 20第四节 采区工作面的布置及开采顺序 23一、矿井移交生产和达到设计生产能力时的采区数目、位置 23二、开采顺序 24第五节 回采工艺设计 24第四章 矿山基本巷道 26第一节 井筒 26一、井筒数目及用途 26二、井筒布置及装备 26第二节 巷道掘进 27一、巷道断面和支护形式 27二、巷道掘进进度指标 27三、掘进工作面个数和掘进面的机械配备

5、27四、矿井采掘比例关系和掘进矸石率 28五、矿井移交生产及达产时的井巷工程量 28第三节 井底车场及硐室 28一、井底车场形式 28二、井底车场硐室 28第五章 矿井通风设计 30第一节 概况 30第二节 拟定矿井通风系统 30第三节 计算矿井的总风量和风量分配 31一、矿井风量计算 31二、风量分配 34第四节 计算矿井通风阻力及等积孔 34一、阻力计算 34二、矿井等积孔计算 35第五节 选择矿井通风设备 35第六节 灾害预防及安全装备 36第七节 矿井通风网络的风量调节 38第八节 概算矿井通风费用 39一、井通风年总电费计算 39二、矿井吨煤通风电费计算 39第六章 煤矿安全技术 4

6、0第一节 瓦斯爆炸事故的预防措施 40一、根据瓦斯涌出的特点，设计采取以下针对性的防治措施 40二、矿井瓦斯爆炸事故应急处理措施 40第二节 矿井火灾的预防措施 41一、开拓开采方面的措施 41二、通风方面措施 42三、监测及其预测预报的措施 42四、采用的防灭火方法 44五、井下外因火灾的防治及装备 44六、矿井火灾应急救援措施 45第三节 煤尘爆炸的预防措施 46一、防止煤尘瓦斯爆炸的措施 46二、对于井巷中积聚的煤尘的防爆措施 46三、消除引燃煤尘爆炸火源的措施 47四、隔爆装备 47五、矿井煤尘爆炸事故应急救援措施 47第四节 矿井水灾防治系统 48一、矿井水患类型及危害程度 48二、

7、水灾防治措施 48三、矿井排水系统及设备选型 50四、水泵房的设备布置形式、尺寸以及水泵房与水仓的连接方式 52五、矿井火灾应急救援措施 53第五节、应急系统组织机构 53第六节、组织人员指挥职责 54第七章 总平面布置及防洪排涝 55第一节 概况 55第二节 平面布置 55第三节 竖向布置及场内排水 56第四节 场内运输 56第五节 防洪排涝 57参考文献 58致 谢 59摘 要矿井是一个复杂的动态系统，具有与其他工业不同的特点。其主要特点是地下作业，工作环境恶劣，因此通风和安全措施显得尤为重要。全局而言，各煤田所处的地理位置不同，煤层地质条件多种多样，开采方法也就多种多样。本次设计根据以上

8、因素进行开拓开采设计，并选择多种开采技术进行比较。 本设计针对永宁煤矿，内容包含：矿井概况及地质特征、矿井开拓开采设计、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、瓦斯爆炸事故的预防措施等。矿井概况及地质特征主要包括井田的地质特征及煤层特征等。 矿井开拓开采设计分别论述了井筒的位置、形式及采区划分和开采顺序等。针对矿区对采区进行布置和装备、以及各巷道的布置。 介绍了矿山基本巷道。矿井通风设计主要包括矿井通风设计依据及主要内容、矿井通风系统的选择、矿井所需风量的计算及分配、全矿井容易时期、困难时期的通风阻力计算以及对通风设备的选择等。 煤矿安全技术措施包括瓦斯爆炸事故的预防措施、矿井火灾的预防措施

9、以及煤尘爆炸的预防措施。关键词: 开拓开采设计；矿井通风设计；安全技术措施 第一章 矿区概况及井田地质特征第一节 矿区概况一、井田位置与交通山西永宁煤焦井田位于吕梁市离市区北部沙麻沟村一带，距离离市区3.5km。地理坐标为：东经1110739.31110943.4，北纬373242.2373448.6。井田东西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588 km2。该矿向西有简易公路与国道209公路干线相接，向南经吕梁市约13km可达307国道和军渡离石汾阳高速公路，向西南17km可达孝柳铁路交口集运站，交通运输便利。井田北邻大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、南接山西神州煤电焦化股份有限公

10、司离石煤矿，西为4号煤层露头线，东邻北川河。该矿地理位置截图 二、自然地理永宁煤焦位于黄河以东、吕梁山西侧，北川河西岸，属黄河中游黄土高原地带，由于受北川河河谷的控制，地势总体上由北西向南东逐渐降低，最高点位于井田西北部张家圪塔，标高为1223.7m，最低点位于井田东南边界，标高为938.5m，最大相对高差为285.2m。地貌类型属黄土丘陵，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。井田属黄河流域三川河水系。井田内无大的河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水流进井田东部的北川河。北川河为常年性流水河流，从井田

11、东部自北而南流过，与东川河和南川河汇合后经柳林县注入黄河。三、气象和地震烈度井田地处晋西北黄土高原，属暖温带大陆性季风半干旱气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷，年平均气温8.611.4，极端最高气温38.1(1985年7月18日)，极端最低气温-21.7(1984年12月24日)。年平均降雨量464.2m，雨水多集中在69月份，年蒸发量1766.22171.7mm。霜冻期一般始于10月上旬，终于翌年3月，最大冻土深度为1m。据(78)晋震字第29号文，本区地震基本烈度为6度。据历史资料记载，离石市于1829年曾发生5.9级地震。四、矿区煤炭生产建设及规划概

12、况永宁煤焦属离石市一集体所有制煤矿，1998年2月省煤资委以晋煤资字(1998)第122号文批准该矿开采4号煤层，2000年6月省国土资源厅厅为该矿颁发采矿许可证，批准开采4号煤层。现该矿属基建矿井，批准生产规模为2l0kta，采用立井开拓，目前正在建设三个立井，现三个立井均在黄土层中施工，尚未见基岩。本井田周围现有大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、神州煤田焦化股份有限公司离石煤矿，具体叙述如下：大中局煤矿位于井田北部大中局村南，开采山西组4号煤层，煤层厚度1.6m，煤种为焦煤，最大排水量1.30m3=7.51m3s2按采煤、掘进、独立硐室及其他地点实际需风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量

13、，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体的浓度，风速及温度，每人供风量符合煤矿安全规程有关规定。Q矿进=（Q采+Q掘+Q硐+Q其他）K矿通式中：Q采采煤工作面需风量总和，m3minQ掘掘进工作面需风量总和，m3minQ硐独立通风硐室需风量总和，m3minQ其他矿井除采煤、掘进和独立通风硐室外的其它需风地点的风量总和，m3minK矿通矿井通风系数，取1.251）采煤工作面实际需要风量计算（1）以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准，且应低于最高风速4ms。Q采的确定按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q采=100q采Kc式中：Q采采煤工作面需风量，m3minq采采煤工作面绝对瓦斯涌出量

14、，（按矿井绝对瓦斯涌出量的70计算）m3min，0.15m3minKc工作面因瓦斯涌出不均匀的备用通风系数，取1.4Q采=1000.151.4=21.6m3min=0.36m3S（2）按工作面适宜温度温度计算Q采=60VCSCKi式中：VC回采工作面适宜风速，1.0msSC回采工作面有效断面积， 6.2m2Ki工作面长度系数，1.0Q采=601.06.21.0=372m3min=6.2m3S（3）按工作面人数实际需风量Q采=4N式中：N回采工作面同时工作最多人数， 14+14人(交接班时)Q采=14+14=28m3min=1.6m3S（4）按风速验算按最低风速Q采15SC=156.2=93m3

15、min=1.55m3S按最高风速Q采240SC=2406.2=1488m3min=24.8m3S经验算：Q采=6.2m3S，满足风速要求。根据上述计算得知, 按工作面适宜温度计算的风量最大,故该矿井两个采煤工作面需要风量取6.2m3s。矿井设计达产时安排一个悬移支架放顶煤工作面、一个准备工作面(工作面接替时)。准备工作面需风量按回采工作面所需风量的50%计。则Q采=6.26.20.5=9.3m3s2）掘进工作面配风量计算（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量Q掘=100q掘kQ掘掘进工作面实际风量，m3minq掘掘进工作面瓦斯涌出量 ，（按矿井绝对瓦斯涌出量的30计算）m3min，0.22m3min

16、k风量备用系数 取1.8 Q掘=1000.22301.8=11.88m3min=0.20m3S每个掘进头的风量为0.20m3S2=0.1m3S（2）按局部通风机吸风量计算Q掘=QfIKf式中：Qf：局部通风机额定风量，m3min掘进工作面选用FD-NO.511(25.5KW)局部通风机，额定风量取200m3minI：掘进面同时运转的局部通风机台数，1台Kf：为防止局部通风机吸入循环风的风量备用系数，取1.3Q掘=20011.3=260m3min=4.3m3s根据上述计算得知，按局部通风机吸入量计算的风量最大。矿井设计达产时配2个普掘队、2个掘进工作面，因此，其掘进工作面总风量为： Q掘=4.3

17、2=8.6m3s Q掘 取9m3s3）硐室需风量计算采区变电所配风：2m3sQ硐=2m3s4）无轨胶轮车所需风量计算按同时运行的无轨胶轮车所需风量计算，每台5.4 m3min.kW，取3台，所选无轨胶轮车功率为65kW，第一台取所需风量的100%，第二、三台为75%，则：Q胶轮车=（5.465100%+5.46575%2）60=14.6m3S5）井下其它巷道需风量Q其它=（Q采Q掘Q硐Q胶轮车）5=1.75m3S6）矿井总风量Q矿=(9.39214.61.75)1.25=45.8ms，取46ms根据以上两种计算方法，取其最大者，故确定矿井的总风量为46ms。二、风量分配将矿井总风量分配到井下各

18、用风地点：回采工作面配风10m3s1个 每个掘进工作面配风6m3s2个=12m3s采变电所配风2m3s其它地点配风22m3s。第四节 计算矿井通风阻力及等积孔一、阻力计算 矿井阻力采用下式计算： =HminQ2=0.030(4)网路特性曲线方程：Hmax=RmaxQ2=0.050Q2 Hmin=0.030Q2 (5)预选电机根据容易时期通风机的风量和风压（605.84Pa；61.82mmH2O）和困难时期通风机的风量和风压（1102.01Pa：112.45mmH2O），该矿选用两台BDNo24型通风机，一台工作， 一台备用。转速为740rmin，能够满足矿井通风要求。通风机的特性曲线图如下：3

19、、扇风机房供电扇风机房两回380V低压电源引自矿井工业场地10kV变电所。风机房内设JDL型低配电箱，作为风机的起动控制设备。第六节 灾害预防及安全装备一、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施井下通风设施主要有：风门、调节风门、风桥、密闭等。防止漏风的措施：凡进、回风巷之间设置的风门均为两道，并要保证其严密性，通风设施应保证构筑质量并及时维护；废弃巷道及回采工作面采空区要及时密闭。降低风阻的措施：本矿井通风系统为中央并列式，针对此特征，为降低风阻，井巷尽量采用净断面积较大的断面，减小巷道的通风摩擦阻力；巷道应尽量平直整齐，尽量采用孤形转弯，避免巷道直角转弯；巷道要及时清理，保持整洁，尽量不堆放杂

20、物。二、灾害预防及安全装备l、预防瓦斯爆炸的措施必须加强通风管理，矿井通风必须做到连续、有效、稳定；井下各用风地点的风量必须严格控制，达到设计所要求的风量；采掘工作面和生产巷道中的瓦斯浓度必须严格控制在煤矿安全规程允许范围之内，并要及时处理局部积存的瓦斯，当局部瓦斯超限时，必须马上停产进行处理，待瓦斯浓度降低到煤矿安全规程允许范围之内时方可恢复正常生产；局部巷道风速过高或过低时，应利用井下通风设施来保证巷道的最高和最低风速要求，满足煤矿安全规程的要求。在采掘工作面及有机电设备和瓦斯易于积聚的地方，设置瓦斯报警仪；对机械设备要安设瓦斯监测断电仪，以保证回采和掘进工作面的安全。严格控制和管理生产中

21、可能产生的引火热源，绝对禁止明火入井。生产过程中，应及时密闭废弃巷道及采空区，以减少瓦斯涌出和防止工作人员误入。强化井下生产人员的安全生产意识，必须贯彻安全第一的原则，加强对井下通风管理人员的技术培训和业务学习。通风管理人员应能正确熟练掌握通风检测设备的使用及保养。瓦斯检测人员必须跟班巡检，在回采面、掘进面等井下生产地点及时检测井下各地点的瓦斯浓度，掌握煤层瓦斯涌出规律，发现问题及时处理，坚决杜绝一切不安全隐患，确保矿井的安全正常生产。所有入井人员必须佩带自救器。2、预防煤尘爆炸的措施采煤工作面应配备煤层注水设备，预湿煤体，减少煤尘发生。掘进工作面应采用湿式钻眼，洒水装煤。井下应设置消防洒水管

22、路系统，对产尘量大的地点，应配备喷雾洒水装置。控制进、回风巷道及井下各用风地点的风速，以减少煤尘飞扬。井下巷道应定期冲洗、清理，并喷洒石灰水。将粉尘浓度严格控制在允许范围之内。井下按规定设置岩粉棚或隔离水棚，阻止煤尘爆炸事故蔓延。配备一定数量的安全防尘帽，对在掘进工作面等高粉尘地点工作的人员进行个体防尘。3、预防井下火灾的措施地面和井下应设置消防材料库和消防列车，并备有一定数量的消防器材。井下应设置完善的消防系统。井下主要巷道及机电设备硐室应全部采用不燃性材料支护。最大限度地提高煤炭资源回收率，采空区不留或尽可能少留遗煤。回采工作面在回采时应及时清理可燃物品，回采结束时要及时封闭采空区，并保证

23、密闭的质量。井下爆破材料发放硐室、机电硐室及采掘工作面附近的巷道中，应配备相应数量的灭火器材。应完善全矿井及井下局部地段的反风设施。反转主通风机可实现全矿井反风；通过打开正常风门、关闭反风风门来实现工作面局部反风。4、预防井下水灾的措施在主立井井底设有主排水泵房及水仑，在大巷和顺槽内易积聚水的地点应设置小水泵以便及时排除局部积水。矿井配备有探水钻机，生产中必须坚持有疑必探，先探后掘，先探后采的防治水原则。在相邻矿井附近及可能积水的4号煤采空区或老窑采空区附近进行采掘生产时应引起足够的重视，应加强调查及探察工作，采取一切必要的措施，杜绝突水事故的发生。5、安全出口本矿有主、副立井和回风立井三个井

24、筒，在主、副立井井筒中均装备钢结构行人梯子间，两个井筒均可作为矿井的安全出口。6、自救器及安全仪器、仪表的配备为了保证矿工的生命安全，预防突发性灾害事故的发生，所有井下人员均应配备化学氧自救器，以实现自我救护，减轻事故的危害性。矿井应配备完善的安全仪器、仪表，安全监测监控设备，为矿井安全生产提供良好的基础条件。未尽事宜，应严格执行煤矿安全规程及国家有关政策法规的规定。第七节 矿井通风网络的风量调节一、概述矿井设计能力为210kta，为了保证煤矿安全生产，满足产运销的要求，适应煤炭市场经济的需要，矿井设行政、调度统一的通讯系统。二、矿井通讯1、通讯系统与通讯设备矿井通讯采用行政与调度通讯系统合用

25、一台交换机的方式，交换机选用KTJ4型行政调度合一程控用户交换机，具备调度功能，调度分机功能及行政交换等功能。2、中继方式及中继线数量交换机选用64线，其中中继线4线，井下调度电话20线，地面电话40线。通讯站设在矿井办公楼内，由此分别向矿办公室、宿舍楼、文化娱乐、生活福利等场所的交换箱转换，与用户通话。中继方式采用数字中继，中继线引自离石邮电局，为双向中继，呼出听一次拨音号，呼入需经人工转接，方式为DODl+BID。矿井内部用户通讯4位号等位拨号，并同时具备程控交换机的各种调度功能。3、通讯信道地面通讯信道采用HYA型通信电缆，井下部分采用HUYVA39型(井筒)和HUYVA型(平巷)通讯电

26、缆，场地内采用埋地及架空敷设方式，井下沿巷道挂墙敷设。下井的两条通讯电缆由主立井引至井下总分线盒，再引至各用户点。井下设固定式矿用本安型电话机，工作面设扩音电话，局部设直接电话。4、直通电话混合提升立井的井底车场摘挂钩地点与提升机房之间，工业场地10kV变电所与井下主变电所之间设直通电话。直通电话选用KTl00BA型直通电话。第八节 概算矿井通风费用本节主要计算矿井通风年总电费（按实际工矿点的电耗计算，包括局部通风机在内）和吨煤通风电费。一、井通风年总电费计算长约400m； D2738卷焊钢管，敷设长约2950m。C、配电设备：中央水泵房变电所内设8台BGP610A隔爆型高压真空配电装置，一台

27、KSGB20010100.69kV 200kVA矿用干式变压器，1台KBZ200矿用隔爆自动开关。10kV母线采用单母线。从10kV母线引出4回馈线至水泵房水泵。 五、矿井火灾应急救援措施现场人员发现火灾后，应立即汇报现场负责人，现场负责人立即将情况汇报矿业公司生产调度中心，并通知附近作业人员，组织人员利用附近的灭火器材（如水、沙子、干粉灭火器和铁锹等）直接灭火，或者通过停机、断电等方法控制火势蔓延，都是有效的灭火途径。值得注意的是电气火灾不可以直接用水扑救，必须在切断电源后方可进行扑救。如果火势不威胁到人员安全通过时，应立即用水浸湿衣服，保护身体用湿毛巾握住口、鼻及脸部，迅速穿过火源进入火源

28、的上风侧，如果火灾蔓延范围较大或火势较猛烈，利用现场工具无法将火扑灭且威胁到人员安全时，应迅速佩戴好自救器并撤离至主要进风大巷，然后经主要进风大巷撤离至地面。第五节、应急系统组织机构第六节、组织人员指挥职责1、指挥部总指挥职责负责根据煤矿安全生产事故的分级决定启动本预案，成立现场应急救援指挥部，调动各应急救援力量和物资，全面指挥应急救援工作。2、指挥部副总指挥职责负责协助总指挥做好事故抢险救援工作及与各成员单位的联系、协调、配合工作。遇总指挥因故不能到任时代理总指挥，负责全面指挥应急救援工作。3、指挥部各成员职责全面执行总指挥、副总指挥下达的各项救援任务。中煤蒙大矿业公司应急救援指挥部职责任务

29、：负责下达应急预案启动和终止的指令；发生事故后，负责制定抢险救灾方案和安全技术措施，统一指挥、协调应急救援工作，指挥现场抢险救灾；负责向上级单位和部门、地方政府通报事故情况，必要时向上级部门和国家应急救援机构请求援助；批准应急结束，审核并签发向上级单位和部门报送的报告；负责组织全公司生产安全事故应急救援演练，指导检查各系统应急演练。第七章 总平面布置及防洪排涝第一节 概况永宁煤矿位于黄河以东、吕梁山西侧，北川河西岸，属黄河中游黄土高原地带，由于受北川河河谷的控制，地势总体上由北西向南东逐渐降低，最高点位于井田西北部张家圪塔，标高为1223.7m，最低点位于井田东南边界，标高为938.5m，最大

30、相对高差为285.2m。根据该矿煤层赋存、地形和地质构造等条件，把主立井和回风立井的工业场地选在井田北中部贺家庄村附近。副立井的工业场地选在井田东部下安村附近。经过现场踏勘，在贺家庄村东侧有一块长条形场地，场地标高一般在9951020m之间，地形相对高差为25m。这块场地可以布置主立井地面生产系统和工业建筑物；井筒煤柱和村庄煤柱合在一块，以减少煤柱损失；工业场地内具备供电、供水、运输等条件；平整场地工程量小；开采时，井下运煤、通风距离短。在井田东部下安村附近的一片场地，场地标高一般在945980m之间，地形相对高差为35m。这块场地相对平坦、面积较大，便于布置副立井地面生产系统和工业建筑物；井筒煤柱和村庄煤柱合在一块，可以减少煤柱损失；煤层埋藏较浅，井筒垂深较小；并且开采井田南部时，有利于矿井通风。主要缺点是副立井与运输大巷贯通距离较长；工业场地布置较分散。经过综合技术分析比较，把主立井和回风立井的工业场地选在井田北中部贺家庄村附近。副立井的工业场地选在井田东部下安村附近。第二节 平面布置一、平面布置的主要原则1、充分利用原有地形和地势。2、建、构筑物布置在充分满足生产及运输系统需要前提下，力求紧凑合理，简单实用，减少占地及土(石)方工程量。3、竖向布置应根