矿井通风与安全课程设计报告书行业资料矿业工程行业资料矿业工程.pdf
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1、矿井通风与安全 课程设计 姓名 专业 年级 学号 0.刖言 采矿工业是我国的基础工业,它在整个国民经济中占有重要地位,煤炭是我国一次能 源的主体。我国煤炭生产以井下开采为主,其产量占煤炭总产量的 95%。而地下作业首先 面临的是通风问题,在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点,以供人员呼吸,以稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘,创造良好的矿内环境,保障 井下作业人员的身体健康和劳动安全。向井下供应新鲜的空气和良好的供风系统是分不开 的,所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统,这样不仅可以满足井下供风的 要求,还能很好的节约矿井通风的费用 本文是针对矿井的建设,提出
2、了行之有效的通风系统,米用两翼对角式的通风方式,在采区采用轨道上山进新风,运输上山回污风的通风方法,并起在工作面采用上行通风。风别计算了通风容易时期和通风困难时期的风量和风压,并以此为基础选用了矿井主要通 风机和电机,设计的通风系统满足了矿井通风的要求。值得一提的是,这是作者初次设计矿井通风系统,全凭自己的知识总结利用设计,没 有拷贝别人的既成成果,难免会有一些不太妥当之处,敬请指教。炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以
3、在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概厚度(米 岩性描述 24L.0D 炭土,无流砂 E GD S.4Q 怩庫細砂岩.沙朕泥岩互鼠 稳定 0.20 沙质淀岩,扯软-2 40 k:煤层,块状r=1.2S 4 2D 灰迫砂厦泥岩.堆砂岩互层.塵览
4、7汨 灰色砂厦渥岩 4 4.B0 視岩繃砂击互雇-4.0 薄勰质细抄岩,稳定.D.20 2.ED 妬煤层煤站中媳r=茨口弐砂岩竖顼抗压强度缸JTD0公斤厂 24.8d 灰色中,细妙岩區互层卜 一、矿井概况 1.地质概况 该矿井地处平原,地面标高+150m,井田走向长度 5km,倾斜方向长度 3.3km。井田 上界以标高-165m 为界,下界以标高-1020m 为界,两边以断层为界,井田内煤层赋存稳 定,井田可采储量约 1.08 亿吨。井田有两个开采煤层,为k1、k2,在井田范围内,煤层赋存稳定,煤层倾角150,各 煤层厚度、间距及顶地板岩性参见综合柱状图 1-1:图 1-1综合柱状图 2.开拓
5、方式及开采方法 矿井相对瓦斯涌出量为 6.6m3/T,煤层有自然发火危险,发火期为 16 18个月,煤 尘有爆炸性,爆炸指数为 36%。根据开拓开采设计确定,采用立井多水平上下山开拓,第一水平标高-380m,倾斜长为 825 X2m,服务年限为 27年,因为走向较短,两翼各布置 一个采区。每个采区上山和下山部分各分为五个区段回采。每采区各布置一个综采工作面 和一个高档普采工作面,工作面长度150m,区段平巷及区段煤柱 15m,综采工作面产量 在ki煤层时为1620t/d,在k2煤层时为 1935t/d,日进 6刀,截深 0.6m,高档普采工作面 产量在ki煤层时为 1080t/d,炭是我国一次
6、能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概在k2
7、煤层时为 1290t/d,日进 4刀,截深 0.6 米,东翼还另布 置一备用的高档普采工作面。采区轨道上山均布置在 k2煤层的底板稳定细砂石中,区段回风平巷与运输上山,区段 运输平巷与轨道上山采用石门连接,为了保证生产正常接替,前期东西两翼各安排两个独 立通风的煤层平巷掘进头,后期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头和一个岩 石下山掘进头。东西两翼各有一个绞车房、变电所、火药库,亦需独立通风。井为箕斗井 提煤用,井为罐笼井升降人员、材料、矸石,也作为进风井用,并设有梯子间。在开采的时候先开采 匕煤层,之后开采k2煤层,并且按照先上山开采后下山开采的顺 序。并且另普采和综采面相互交替的顺序
8、,保证同一采区能够同时向下推进。部分巷道名称、长度、支护形式,断面几何特征参数列入表 1。井内的气象参数按表 3所列的平均值选取,除综采工作面采用4-6工作制外,其它均 采用三八工作制。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。二、矿井通风系统设计 矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部风,它包含矿井通风方式、通风方法和通 风网络。1.通风方式 1)通风方式简介 矿井通风方式是指进风井和回风井的布置,按照进、回风井的相对位置可以分为中央 并列式(包括中央并列式和中央分列式)、对角式、混合式,以及分区式。各种通分系统 的形式
9、如图 2-1,优缺点对比如表 2-1:表 2-1矿井通风系统分类炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计
10、没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概 分类 通分系统 适用条件及优缺点 中央并 进、回风井大致并列 列式 位于井田中央 中央分 列式 进、回风井大致位于 井田走向中央,沿倾 向有一定的距离,回 风井位于浅部煤层处 对角式 进风井大致位于井田 走向中央,回风井位 于浅部走向两翼 适用于煤层倾角较大,走向不长(一般小于 4km),投产初期暂未设置边界安全出口,且自 然发火不严重的矿井:1.初期投资少,采区生产集中,并便于管理;2.节省风井工业场地,占地少,比在井田内打 边界风井压煤少;3.进、出风井之间的漏风较大,风路较长,阻 力较大;4.工业场地有噪音影响 适用
11、于煤层倾角小,走向长度不大的矿井 1.比中央并列式安全性好;2.矿井通风阻力较小,内部漏风少,有利于对 瓦斯、自然发火的管理;3.工业场地没有噪音影响;4.多一个风井场地,压煤较多 一般适用于煤层走向长度(超过 4km),井田面 积大,产量较大的矿井。其优缺点与中央并列式 相反,比中央分列式安全性要好,但初期投资 大,建井期较长 对于有瓦斯突出或瓦斯喷出的矿井,应采用对角 式的通风方式 混合式 进风井与出风井由三 个以上井筒中央式与 对角式混合组成。其 中有中央分列式与对 角式混合,中央并列 与对角混合,以及中 央并列式与中央分列 混合 混合式是前几种的发展,适用于:1.矿井走向距离很长以及老
12、矿井的扩建和深部 开采;2.多煤层多井筒的矿井。有利于矿井分区分期 投产;3.大型矿井井田面积大,产量大或采用分区开 拓的矿井 分区 通风 各分区有独立的进风 系统,但与中央进风 系统大巷没有通风设 施隔绝。1.各分区有独立的通风路线,互不影响是此方 式的主要优点,便于管理;2.建井工期短;3.安全生产好;炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好
13、的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概分区 回风 进风井大致位于井田 走向中央,在采区开 掘回风井,并分别按 设通风机分区抽出 4.分区进风井多,需增加风井场地,通风机管 理分散 适用于每层距地表较浅,或因地表高低起伏较 大,无法开凿浅部的总回风道。在开采第一水平 时,只能采用这种分区方式。另外矿井走向长 多煤层开采,高温
14、矿井,亦有采用此方式 对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采用分 区通风系统 除适用于上述条件外,还适用于高瓦斯矿井和具 备一定条件的大型矿井炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿
15、井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概 图2-1 矿井jfi风嘉烧类型 血)中矢并刊式MS中实边畀式蒔IS对划式Md分区仙出式江 医怦 2)通风方式选择 在该矿中,由于井田长度为 5km,明显超出了 4km,所以如果使用中央式,就一定会 造成回风巷道太长,阻力增大,掘进专用通风巷道长等缺点,和采用两翼对角式相比要多 开掘 2500m 的阶段回风大巷,而如果采用两翼对角的方式,将回风井布置在两翼的运输 Cd)炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首
16、先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概上山的上边界处,并用回风石门连通运输上山和回风井。综合考虑这些因素,提出了
17、两套 通风系统方式:方案一、两翼对角式 方案二、在初期采用中央分列式,后期采用中央并列式和中央分列混合式 下面对这两种方式做技术和经济对比如下:(1)安全因素比较:该矿井为低瓦斯矿井,但是煤尘爆炸指数为 36%,煤尘的爆炸 强度和爆炸指数的关系如表 2 2:表 2 2煤尘爆炸指数与爆炸性的关系 煤尘爆炸指数 28 爆炸性 除个别外,基 本无爆炸性 爆炸性弱 爆炸性较强 爆炸性很强 可见该煤尘具有很强的爆炸性。在通风设计时必须要 予以充分考虑。如果采用方案二,则当发生煤尘爆炸是就可以危及整个矿井,但是如果采 用方案一就可以很好的解决这一问题,将煤尘爆炸的危险限制在一翼。从这方面考虑才用 第二中通
18、风方案会比第一种通风方案要好。(2)通风难易程度:采用方案二时,在通风容易时期风流最短路线近似 3325m,通 风困难时期风流经过的最长距离大概为 7475m;在采用方案一时,在通风容易时期风流的 路程为 2075m 通风困难时期风流的最长路线大概为 6225m,可见采用第一种通风方案的时 候矿井的风流的路程比第二中多了 1250米,导致通风阻力增大,不利于通风,并且这样就 在长久的同风过程中浪费电源。从这方面考虑采用第二种通风方案会比第一种要好。(3)井巷工程量:在方案二中共需要掘进两条回风大巷,长度共 5000m,需要掘进 两条回风井,长度总共 845m;而在方案一当中就没有必要掘进专门的
19、回风大巷,需要掘 进的两条回风井总长度为 630m。比较可见采用方案一可以减少井巷工程 炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全
20、凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概(4)初期投资:在方案一中由于要先开采两条回风井,需要四个主要通风机(其中有 两个是备用的),而在方案二当中只需要建设一条回风井,需要两个主要通风机,但是在 方案一中需要开拓一条回风大行巷。需要详细计算才能知道两种方案的初期投资情况,根 据以往经验可以知道方案一可以节省初期投资,早产煤。综合上面各方面因素的比较,可以很容易选定方案一要优于方案二,所以选用方案。2.矿井通风方法 通风方法一般根据煤层瓦斯含量高低,煤层埋藏深度和赋存状态,冲击层厚度,煤层 自然发火性,小窑塌陷漏风情况、地形条件,以及开拓方
21、式等综合考虑确定。通风方式分 为压入式、抽出式、抽压混合式 3类,其使用条件和优缺点分析见表 2 3。表 2 3 通风方式分类 炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设计的通风系统满足了矿井通风的要求值
22、得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概通风方式 适用条件及优缺点 炭是我国一次能源的主体我国煤炭生产以井下开采为主其产量占煤炭总产量的而地下作业首先面临的是通风问题在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点以供人员呼吸以稀释和排除井下各种有毒有害气体和不开的所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统这样不仅可以满足井下供风的要求还能很好的节约矿井通风的费用本文是针矿井的建设提出了行之有效的通风系统米用两翼角式的通风方式在采区采用轨道上山进新风运输为基础选用了矿井主要通风机和电机设
23、计的通风系统满足了矿井通风的要求值得一提的是这是作者初次设计矿井通风系统全凭自己的知识总结利用设计没有拷贝别人的既成成果难免会有一些不太妥当之处敬请指教一矿井概况地质概抽出式 压入式 抽压联合 是当前通风方式的主要形式,适应性较广泛,尤其对高瓦斯矿井,更有利于对瓦斯的管理,也适用于矿井走向长,开采面积大的矿井 优点:1.井下风流处于负压状态,当主要通风机因故障停止运转时,井下的 风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少,比较安全;2.漏风量小,通风管理较简单;3.与压入式比较,不存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的困 难;缺点:当地面有小窑塌陷区并和采空区沟通时,抽出式会把小窑积存的 有害气
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