采矿工程毕业设计木城涧煤矿150万t新井通风设计.docx

1、采矿工程毕业设计木城涧煤矿150万t新井通风设计中国矿业大学矿井通风课程设计任务书木城涧矿150万t/a新井通风设计中国矿业大学 安全工程学院二一年七月一、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

2、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

3、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

4、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、 设计技术资料木城涧矿150万t/a新井通风设计1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述木城涧煤矿位于北京西部山区，行政上隶属于北京市门头沟区大台地区，办公中心设在门头沟区木城涧。矿井东边以草场沟的草场沟的断层及过断层北端方位N27W的线与大台井田边界为起点，西边以过井田西南端的大安山乡北港村北部，方位为N35W的茶棚岭断层与大安山煤矿井田相邻；走向245，沿东西走向长8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹

5、家铺一带。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1.201.241.2 井田地质特征井田沿东西走向长8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹家铺一带，沿南北倾向平均宽3300 m，面积约28.3平方公里。1.3 煤层特征本矿井可采煤层有二槽煤层，其煤层平均厚度为5m，具体参见图1 综合地质柱状图。2007年瓦斯鉴定：矿井相对瓦斯涌出量为2.73 m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.35 m3/min，瓦斯最大相对涌出量4.77 m3/t，矿井瓦斯等级应

6、定为低瓦斯矿井。煤炭科学研究总院抚顺分院瓦斯通风灭火试验中心与2003年3月和2005年12月对木城涧煤矿井下侏罗纪2槽、3槽、5槽、6槽、8槽、10槽、11槽、12槽、14槽进行了煤尘爆炸性，鉴定结论为：无煤尘爆炸性危险。 据煤的自燃发火倾向测试结果，井田内煤层的自燃发火期一般为36个月，为不易自燃煤层。鉴定结论为：无煤尘自燃倾向性。2 井田开拓2.1 井田境界与储量矿井地质资源量：二槽煤212.36（Mt），矿井工业储量202.28（Mt）， 矿井可采储量196.21（Mt），本矿井设计生产能力为150万t/年。工业广场的尺寸为300m400m的长方形，工业广场的煤柱量为1442(万t)2

7、.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，两班生产，一班准备，每班工作8 h，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为150万吨/年,矿井服务年限为68.67年。1 综合地质柱状图2.3 井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即位于井田南翼，山区相对地势平缓的区域。矿井开拓延深方案为暗斜井延深或暗立井延深。井田主采煤层是二槽，煤层平均倾角是10。根据地质条件和煤层特征，本设计划分为三个水平。第一水平标高为+520 m，第二水平标高为+320 m水平，第三水平标高为+170 m；分别于各水平布置井底车场与阶段大巷。平

8、硐二水平（阶梯平硐）加暗斜井延深至第三水平由于在开采第三水平时，开凿的平硐井筒过长，初期基建投资比较大，后期运费提高。可能不利于矿井的经济效益，故+170 m水平在+320 m水平大巷处利用暗斜井进行延深；大巷布置在岩层中，采用分区对角式通风。由于运输大巷要为整个水平的开采服务，且煤层的顶底板均为粉砂岩，为便于维护和使用，且不受煤层开采的影响，将第一水平大巷布置在距煤层底板大约30 m处的岩层中，第二、三水平大巷也布置在距煤层底板大约30 m处的岩层中。岩层大巷其优点是巷道维护条件好，维护费用低，巷道施工能够按要求保持一定方向和坡度；便于设置煤仓。本井田开采顺序为先开采第一水平，再开采第二水平

9、；接下来进行第三水平。采区内回采顺序：采用后退式，即由采区边界向采区上山推进。3巷道布置与采煤方法3.1 采区巷道布置及生产系统设计首采采区位于井田南翼，F1断层东南部，首采采区202采区位于井田西南翼断层以南，东边和南侧以井田边界保护煤柱为界，西翼以西四带区保护煤柱和井田边界保护煤柱为界，北面以大巷保护煤柱为界。东邻南六采区，西接西四带区。该采区东西走向平均长约3595m，南北倾向平均长约1160m。首采采区煤层平均厚度为5.0 m，平均倾角12，属缓倾斜煤层。由于煤层较厚，采用综合机械化一次采全高采煤法。拟将首采区划分为5个区段，区段宽为：(1160-30)/5=226 m首采区走向长度为

10、2516 m。考虑区段巷道的宽度与留设区段煤柱的因素，确定采区工作面的长度平均为：(1160-30-45)/5-10=212 m，因此采区工作面斜长为212 m，一共划分为5个区段。区段巷道的尺寸应能满足综放工作面运煤、辅助运输和通风的需要，由此确定区段运输平巷尺寸（宽高）为5000 mm3500 mm，区段回风平巷尺寸（宽高）为5000 mm3500 mm，均采用沿空掘巷的准备方式，上区段的运输平巷与下一区段的回风平巷间留设5 m小煤柱，并每隔100 m打联络巷道。采区呈两翼布置，因此可以在开采区段一翼的同时准备另一翼。3.2 采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，倾斜长壁全部垮落一次采全高的采

11、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，选用编号为ZC44-ZY47的配套设备：液压支架ZY3500/25/47、采煤机MXA-300/4.5、刮板输送机SGZ-730/320、 SZZ-764/132A型转载机、PEM1000650型破碎机、SSJ1000/2160型带式输送机。采煤机截深0.6m，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回采巷道布置工作面回采巷道布置方式为一进一回，区段运输平巷布置带式输送机，运煤兼进风，区段回风平巷布置轨道，辅助运输兼回风。区段、联络巷断面均为5 m宽，3.5 m高。采用胶带输送机运

12、煤，矿车辅助运输，皮带平巷布置1200 mm宽的皮带运煤，运输平巷布置排水管路和动力电缆。 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）副平硐14.314.8轨道大巷14.314.8采区下部车场14.314.8岩巷掘进14.314.8采区轨道上山14.314.8采区中部车场12.414.8煤巷掘进2118区段运输平巷17.517采煤工作面2118区段轨道平巷17.517采区上部车场12.414.8回风石门14.314.8采区风井19.615.7带区车场14.314.8掘进工作面2118带区进风斜巷17.5

13、17带区回风斜巷17.517运输大巷14.314.8带区风井19.615.7五、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矿井开拓立体图中国矿业大学矿井通风课程设计任务书木城涧矿150万t/a新井通风设计中国矿业大学 安全工程学院二一年七月一、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

14、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

15、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

16、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、 设计技术资料木城涧矿150万t/a新井通风设计1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述木城涧煤矿位于北京西部山区，行政上隶属于北京市门头沟区大台地区，办公中心设在门头沟区木城涧。矿井东边以草场沟的草场沟的断层及过断层北端方位N27W的线与大台井田边界为起点，西边以过井田西南端的大安山乡北港村北部，方位为N35W的茶棚岭断层与

17、大安山煤矿井田相邻；走向245，沿东西走向长8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹家铺一带。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1.201.241.2 井田地质特征井田沿东西走向长8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹家铺一带，沿南北倾向平均宽3300 m，面积约28.3平方公里。1.3 煤层特征本矿井可采煤层有二槽煤层，其煤层平均厚度为5m，具体参见图1 综合地质柱状图。2007年瓦斯鉴

18、定：矿井相对瓦斯涌出量为2.73 m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.35 m3/min，瓦斯最大相对涌出量4.77 m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。煤炭科学研究总院抚顺分院瓦斯通风灭火试验中心与2003年3月和2005年12月对木城涧煤矿井下侏罗纪2槽、3槽、5槽、6槽、8槽、10槽、11槽、12槽、14槽进行了煤尘爆炸性，鉴定结论为：无煤尘爆炸性危险。 据煤的自燃发火倾向测试结果，井田内煤层的自燃发火期一般为36个月，为不易自燃煤层。鉴定结论为：无煤尘自燃倾向性。2 井田开拓2.1 井田境界与储量矿井地质资源量：二槽煤212.36（Mt），矿井工业储量202.28（Mt）， 矿井可采储量

19、196.21（Mt），本矿井设计生产能力为150万t/年。工业广场的尺寸为300m400m的长方形，工业广场的煤柱量为1442(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，两班生产，一班准备，每班工作8 h，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为150万吨/年,矿井服务年限为68.67年。1 综合地质柱状图2.3 井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即位于井田南翼，山区相对地势平缓的区域。矿井开拓延深方案为暗斜井延深或暗立井延深。井田主采煤层是二槽，煤层平均倾角是10。根据地质条件和煤层特征，本设计划分为

20、三个水平。第一水平标高为+520 m，第二水平标高为+320 m水平，第三水平标高为+170 m；分别于各水平布置井底车场与阶段大巷。平硐二水平（阶梯平硐）加暗斜井延深至第三水平由于在开采第三水平时，开凿的平硐井筒过长，初期基建投资比较大，后期运费提高。可能不利于矿井的经济效益，故+170 m水平在+320 m水平大巷处利用暗斜井进行延深；大巷布置在岩层中，采用分区对角式通风。由于运输大巷要为整个水平的开采服务，且煤层的顶底板均为粉砂岩，为便于维护和使用，且不受煤层开采的影响，将第一水平大巷布置在距煤层底板大约30 m处的岩层中，第二、三水平大巷也布置在距煤层底板大约30 m处的岩层中。岩层大

21、巷其优点是巷道维护条件好，维护费用低，巷道施工能够按要求保持一定方向和坡度；便于设置煤仓。本井田开采顺序为先开采第一水平，再开采第二水平；接下来进行第三水平。采区内回采顺序：采用后退式，即由采区边界向采区上山推进。3巷道布置与采煤方法3.1 采区巷道布置及生产系统设计首采采区位于井田南翼，F1断层东南部，首采采区202采区位于井田西南翼断层以南，东边和南侧以井田边界保护煤柱为界，西翼以西四带区保护煤柱和井田边界保护煤柱为界，北面以大巷保护煤柱为界。东邻南六采区，西接西四带区。该采区东西走向平均长约3595m，南北倾向平均长约1160m。首采采区煤层平均厚度为5.0 m，平均倾角12，属缓倾斜煤

22、层。由于煤层较厚，采用综合机械化一次采全高采煤法。拟将首采区划分为5个区段，区段宽为：(1160-30)/5=226 m首采区走向长度为2516 m。考虑区段巷道的宽度与留设区段煤柱的因素，确定采区工作面的长度平均为：(1160-30-45)/5-10=212 m，因此采区工作面斜长为212 m，一共划分为5个区段。区段巷道的尺寸应能满足综放工作面运煤、辅助运输和通风的需要，由此确定区段运输平巷尺寸（宽高）为5000 mm3500 mm，区段回风平巷尺寸（宽高）为5000 mm3500 mm，均采用沿空掘巷的准备方式，上区段的运输平巷与下一区段的回风平巷间留设5 m小煤柱，并每隔100 m打联

23、络巷道。采区呈两翼布置，因此可以在开采区段一翼的同时准备另一翼。3.2 采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，倾斜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，选用编号为ZC44-ZY47的配套设备：液压支架ZY3500/25/47、采煤机MXA-300/4.5、刮板输送机SGZ-730/320、 SZZ-764/132A型转载机、PEM1000650型破碎机、SSJ1000/2160型带式输送机。采煤机截深0.6m，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回采巷道布置工作面回采巷道布置方式为一进一回，区

24、段运输平巷布置带式输送机，运煤兼进风，区段回风平巷布置轨道，辅助运输兼回风。区段、联络巷断面均为5 m宽，3.5 m高。采用胶带输送机运煤，矿车辅助运输，皮带平巷布置1200 mm宽的皮带运煤，运输平巷布置排水管路和动力电缆。 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）副平硐14.314.8轨道大巷14.314.8采区下部车场14.314.8岩巷掘进14.314.8采区轨道上山14.314.8采区中部车场12.414.8煤巷掘进2118区段运输平巷17.517采煤工作面2118区段轨道平巷17.517采区上部车场12.414.8回风石门14.314.8采区风井19.615.7带区车场14.314.8掘进工作面2118带区进风斜巷17.517带区回风斜巷17.517运输大巷14.314.8带区风井19.615.7五、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