标准矿井通风与安全优化设计.docx

1、标准矿井通风与安全优化设计平煤天安十一矿矿井通风优化系统设计前 言时光流逝，日月如梭，转眼间我们就要毕业了！回首在平职学院三年来的学习，我不仅在专业知识方面有了认识与提高，思想与人生境界也发生了巨大的变化！期间，各科老师付出了大量的心血与精力。在此，表示由衷的感谢！为了对在校所学知识进行一次全面的检验，让我们把所学的专业理论知识与生产实际应用结合起来，以满足“学有所用、用有所学、学用结合”高等技术应用型人才的培养标准，学院为我们下达了毕业设计的任务。这是一项具有挑战性而又意义深远的事情，我一定要以积极认真的态度去对待，争取交上一份满意的答卷，圆满毕业，不辜负老师对我们的醇醇教诲与殷切期望。在老

2、师的指导下，我决定对平煤天安十一矿整矿井通风系统进行设计。结合在校所学课本知识与现场实际并查阅了大量的资料，请教了具有多年经验的资深技术人员，深入井下现场进行实地考察，并对矿井通风技术所涉及的内容进行了综合考虑。经过反复论证与计算。这样的设计方案已初步形成。后经反复修改与完善，一个设计说明书与设计图便呈现在了我的面前，虽然付出了多方努力，但由于第一次从事这样高难度的设计，还有很多不完善的地方，但我依然感到无比的欣慰与自豪。因为我是以认真严谨的态度来做这件事情的。对一个学生而言，从事矿井的通风系统优化设计，我觉得这是一件综合性极强的锻炼形式。从现场调查与资料收集，到亲手绘制图表，使理论与实际充得

3、到了结合，我觉得这无论是对于学习还是对今后的工作，都将是受益无穷的。最后，希望老师多提宝贵意见与建议并再次表示感谢！关键词：矿井通风，提升系统，优化方案，阻力测定第一章 矿井基本概况1.1 矿井概况平煤天安十一矿位于平顶山市新城区北5公里处的香山脚下， 1979年一月简易投产，年设计能力60万t。井田东西走向6.6km，南北倾斜3.9km可采储量1.6亿t。1995年六月12日二十平改建开始。1998年六月完成南风井新风机的安装，二水平改扩建后矿井年生产能力将要达到120万t。矿井通风方式为中央分区混合抽出式，新老副井进风，南、东2个风井回风。目前矿井总进风量6900 m3/min，总回风量7

4、519 m3/min.南风景观用风机型号为70，工作风量为4640 m3/min，负压1078 pa，服务于丁六、丁二、已二3个采区，另外南风井新风机BDK已安装完毕待用；东风井风机型号不同，分别为70 B2N024和GAF NO18，工作风量3173 m3/min.风压1509 pa，服务于已七、丁戊七2个采区，井田内可采煤层为丁、戊、己3组煤，煤层自燃发火期为1-3个月，I级自燃矿井，属于高瓦斯矿井。十一矿自1984年鉴定为高瓦斯矿井以来，一直按高瓦斯矿井进行管理。2007年度矿井瓦斯鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量为36.49m3/min，相对涌出量为10.86m3/t.d。我矿二水平生产的

5、己二采区相对涌出量13.82m3/t.d，绝对量24.45m3/min，占全矿井的67%，属高瓦斯采区。2005年4月集团公司委托煤炭科学研究总院抚顺分院对我矿煤与瓦斯突出危险性进行鉴定，鉴定结果认为我矿己16-17煤层为非突出煤层。1.1.1 开拓方式及煤炭储量矿井为立井开拓，四个立井，两个水平开拓全井田。新副井及新主井井口标高为130米，老副井及老主井井口标高均为125?米。?一水平标高为-180m， 二水平标高为-593m。矿井现生产采区为一水平丁戊六采区、二水平丁二采区、己二采区。截止2007年底，矿井保有地质储量17086.9万吨，工业储量16468.6万吨，可采储量11294.6万

6、吨。1.1.2现矿井生产水平为一水平和二水平一水平仅剩余丁六采区戊组工作面：二水平为主要生产水平。一水平丁六采区：现剩余3个工作面，戊16100正在回采，戊16140采面可采储量121万吨，2008年6月份开始回采，戊16120采面可采储量72万吨，2010年底开始回采，2011年10月结束，届时该采区将结束。己二采区：2007年末预计剩余工业储量4860万吨，可采储量3620万吨，工作面40个，2008年安排己22141、22062两个工作面，该采区预计2033年结束。丁二采区：2007年末预计剩余可采储量1288万吨，剩余工作面8个，2008年布置一个工作面丁5-6-22121。预计201

7、6年结束。二水平丁六采区为接替采区，圈定煤量3600万吨，服务年限20年，目前正在进行三条下山的施工，首采面丁5-6-22161预计2010年2月开始回采。1.2 煤层赋存瓦斯及自燃情况井田地层总体呈浅部陡、深部缓的单斜构造。矿井为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量36.49m3/min，相对瓦斯涌出量10.86 m3/t。开采的煤层均具有自然发火倾向性。己16-17煤层发火期1个月，丁5-6、戊9-0煤层发火期23个月，矿井自燃危险等级为容易自燃。煤尘爆炸指数：丁5-6煤层为45.48%53.35%、戊9-0煤层为35.51%38.7%、己16-17煤层为31.13%32.98%。1.3水文地质

8、构造概况十一矿位于平顶山煤田的西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌，井田北部为二迭系石千峰砂岩组成的丘陵山体，山体呈北西南东向展布，山脊标高+227.3m+320.4m。井田南缘为寒武系灰岩组成呈北西南东向展布的剥蚀残丘和垄岗，标高+176.1m+110.0m。井田地势大致呈北高南低。 主体构造为浅部陡、深部缓的单斜构造。受古老基底和北东向应力影响，在井田西南端形成紧密褶皱带，地层倾角高达67，局部出现直立甚至倒转；井田内也有局部的凹陷和隆起。井田内除有分界断层外，落差大于20m的断层还张庄逆断层、艾山逆断层、边庄逆断层和岳庄逆断层。平顶山十一矿分界断层主要有锅底山正断层、凤凰岭断层、前凤凰岭正断层、余

9、官营平移断层等分界断层。1.4 采区布置与采煤方法现矿井生产水平为一水平和二水平同时生产，无延伸水平。一水平仅剩余丁六采区戊组工作面：二水平为主要生产水平。一水平丁六采区：现剩余3个工作面，戊16100正在回采，戊16140采面可采储量121万吨，2008年6月份开始回采，戊16120采面可采储量72万吨，2010年底开始回采，2011年10月结束，届时该采区将结束。己二采区：2007年末预计剩余工业储量4860万吨，可采储量3620万吨，工作面40个，2008年安排己22141、22062两个工作面，该采区预计2033年结束。丁二采区：2007年末预计剩余可采储量1288万吨，剩余工作面8个

10、，2008年布置一个工作面丁5-6-22121。预计2016年结束。二水平丁六采区为接替采区，圈定煤量3600万吨，服务年限20年，目前正在进行三条下山的施工，首采面丁5-6-22161预计2010年2月开始回采。1.5 矿井三大系统概述1.5.1提升系统：矿井为立井开拓，四个立井，两个水平开拓全井田。新副井及新主井井口标高为130米，老副井及老主井井口标高均为125?米。?一水平标高为-180m， 二水平标高为-593m。矿井现生产采区为一水平丁戊六采区、二水平丁二采区、己二采区。1.5.2 通风系统矿井通风方式为中央混合抽出式，新老两个副井及新主井进风，中央风井（立井）和南风井（斜井）两个

11、井筒回风。矿井通风系统稳定、可靠。矿井采用机械通风，南风井主要通风机的型号为BDK-8-NO28 ，中央风井主要通风机ANN-2884/1400N型轴流式风机， 南风井负压1570Pa，单级-13运行，主要通风机风量4590m3/min；中央风井负压1720 Pa，36运行，主要通风机风量13260m3/min，矿井有效风量15445m3/min，有效风量率86.5%，矿井等积孔8.6m2。1.5.6矿井瓦斯抽放系统及防治措施十一矿在已二采区东西翼分别建立了井下瓦斯抽放泵站。已二采区东翼瓦斯抽放系统安装有四台瓦斯抽放泵，2BEA-253-0瓦斯抽放泵两台，转速 740r/min，最大抽气量40

12、m3/min,配套功率75KW, 极限压力80佰帕生产厂家淄博水环真空泵厂有限公司，电机型号YB315M-8。 2BEC-42抽放泵两台，转速490r/min，150 m3/min配套功率200KW，极限压力160佰帕，生产厂家淄博水环真空泵厂有限公司，电机型号 YB2-315M-4。沿己二东翼辅助回下敷设瓦斯抽放管路主管500mm镀锌螺旋管460m，沿采面机风巷敷设支管300mm玻璃钢。己16-17-22071采面采用本煤层、高位钻孔、上隅角、煤壁浅孔等分源抽放。本煤层和高位钻孔一趟系统，抽放泵工作压力为0.02MPa，抽放量为35m3/min，平均抽放浓度9.5%。上隅角与煤壁浅孔一趟系统

13、，抽放泵工作压力为0.04MPa，抽放量为85m3/min，平均抽放浓度4%。采面抽放瓦斯量5.95 m3/min7.55 m3/min。因己16-17-22071采面回采结束，己二东翼目前无抽放地点。2007年度瓦斯鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量36.49 m3/min，平均抽放量6.43 m3/min，矿井瓦斯抽采率17.6%。己二采区区域瓦斯涌出量24.45 m3/min，己二采区区域瓦斯抽放量6.43 m3/min，区域瓦斯抽采率26.3%。己16-17-22071采面瓦斯涌出量20.41 m3/min，采面瓦斯抽放量平均6.43 m3/min，采面瓦斯抽采率31.5%。已二采区西翼安装

14、有两台2BEA-253-0瓦斯抽放泵，转速 740r/min，最大抽气量40m3/min,配套功率75KW, 生产厂家武汉特种工业泵厂，沿己二轨道下山、各区段片盘、采面机风巷敷设瓦斯抽放管路300mm玻璃钢管。目前抽放地点为己16-17-22141采面本煤层。抽放泵工作压力为0.02 MPa0.05MPa，抽放量为25 m3/min35m3/min，抽放浓度25%，平均抽放瓦斯量1.5m3/min。十一矿2008年计划建立地面瓦斯抽放站，整体设计已完成。目前在中央风井井筒内装备了两趟直径500mm的钢管，两台抽放泵已到位，地面厂房正在建设。抽放泵为水环式真空泵，型号CBF710型，流量为450

15、m3/min，数量两台配备YB2型，功率500KW电机。 己二采区系统内设计管路为直径500mm和直径300mm的复合材料管，连接采用快速管接头。从十一矿钻孔揭示的瓦斯含量分布看，己16-17煤层瓦斯含量平均7.88mL/g。根据矿井采掘工程计划，参照邻近生产矿井实际抽采效果，经设计计算确定本矿己16-17煤层抽采量为30.12 m3/min。年抽采天数按350天计算，则全矿井己组煤层抽采规模为15.18M m3/a。全矿井可抽出瓦斯量为511.39 M m3，则瓦斯抽采服务年限为33.69 a。设计地面抽放站的能力可满足要求。十一矿己组煤层透气性差，属难抽放煤层，目前抽放主要采用施工本煤层钻

16、孔，施工钻具是西安生产的MK-4、MK-5型钻机，钻孔施工深度3090米，平均50米。主要根据煤层赋存情况，煤层软分层厚度增加，钻孔施工中容易塌孔，夹钻，施工难度大，风巷向下施工容易，机巷向上施工难度大。钻机台班钻孔施工工程量6090米。机风巷本煤层钻孔间距23米。抽瓦斯浓度2%5%。十一矿采空区抽放主要是采面上隅角及高位钻孔抽放，高位钻孔在风巷沿煤层顶板做钻场，钻场内施工6个岩石钻孔，钻孔长度80120米。抽放浓度4%30%，抽放量58 m3/min，抽放率30%。抽采后，工作面回风流瓦斯浓度降低0.2%。上隅角及高位钻孔抽放采空区没有出现过煤层自燃发火现象，主要采取的措施是向采空区注氮。十一矿无邻近层瓦斯抽采，无瓦斯利用，地面瓦斯抽采站建立后，准备利用瓦斯发电。第二章 矿井通风系统优化设计的可行性论证2.1 通风系统优化设计基本