义煤集团义安煤矿矿井设计及瓦斯抽采设计毕业设计说明书

1、摘摘要：要：本设计是根据河南省义煤集团义安矿井的实际情况进行的矿井通风设计。设计的井田面积为 13.6 平方公里，矿井年产 120 万吨，井田内煤层赋层较深，倾角较小，平均厚 7.0m，地质结构简单，瓦斯涌出量相对较大，煤层有自然发火倾向，矿井涌水量不大。矿井采用两水平上、下山开拓，第一水平为-50m 水平。采用走向长壁采煤方法，综合机械化的回采工艺，主要对矿井开拓方式、准备方式、采煤方法以及瓦斯抽放进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水、瓦斯抽放等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。在设计

2、过程中，尽量采用先进的技术和设备，提高矿井的机械化装备水平和生产效率。关键词：关键词：义安煤矿开拓方式通风方式机械化1 1引言引言.62 2矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征.62.1 矿区概况.72.1.1地理位置及交通.72.1.2地形地势.72.1.3自然气象.72.2 井田地质特征.82.2.1煤系地层.82.2.2井田地质构造.82.2.3主采煤层及顶底板特征.82.2.4煤质特征.92.2.5矿井水文地质.102.2.6开采技术条件.113 3 井田开拓井田开拓.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.1 井田境界及储量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.1.1井田

3、境界.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.1.2井田储量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.2 设计生产能力及服务年限.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.2.1矿井工作制度.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.2.2矿井设计生产能力.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.3 井田开拓.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.3.1概述.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.3.2井田开拓.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.4 井筒特征.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.4.1井筒断面尺寸.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.4.2井壁的支护材料及井壁厚度

4、.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.4.3井筒深度.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5 井底车场及硐室.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5.1车场设计基本参数.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5.2线路总平面布置设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5.3井底车场通过能力计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5.4确定井底车场各硐室位置.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.5.5确定井底车场主要巷道断面.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.6开采顺序及采区、采煤工作面的配置.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.6.1开采顺序.错误！未定

5、义书签。错误！未定义书签。3.6.2保证年产量的同采采区数和工作面数.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4 4矿井提升、大巷运输及排水矿井提升、大巷运输及排水.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.1矿井提升.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.1.1设计依据.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.1.2提升设备选型计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.2矿井运输.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.2.1大巷运输方式.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.2.2大巷运输设备的选型.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.3矿井排水.错误！未定义书签。错误！未定义书签。

6、4.3.1概述.错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.3.2排水设备选型计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5 5采区布置及装备采区布置及装备.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.1采煤方法的选择.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.1.1布置要求.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.1.2选用采煤方法的基本原则.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.1.3采煤方法的确定.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2采区巷道布置及生产系统.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.1采区走向长度.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.2确定区段斜长及数目.错误！未定

7、义书签。错误！未定义书签。5.2.3煤柱尺寸.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.4采区上下山布置.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.5采区车场形式.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.6采区硐室.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.7确定采区巷道掘进方法、设备数量及掘进工作面数目错误！未定义书错误！未定义书签。签。5.2.8采区生产系统.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3回采工艺设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3.1概述.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3.2综采工作面回采工艺设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3.3

8、综采工作面的主要设备及型号.错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3.4工作面循环方式和循环作业图表的编制.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6 6采区通风设计采区通风设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.1 采区通风设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.1.1采区通风系统的确定.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.1.2采煤工作面实际需要风量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.2 掘进工作面通风设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.2.1掘进通风方法.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.2.2掘进工作面所需风量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6

9、.2.3掘进通风设备选择.错误！未定义书签。错误！未定义书签。6.2.4掘进通风技术管理和安全措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7 7矿井通风系统设计矿井通风系统设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.1 矿井通风系统的选择.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.1.1选择矿井主要通风机的工作方法.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.1.2选择矿井通风方式.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.2 风量计算及风量分配.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.2.1硐室实际需要风量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.2.2矿井总风量计算.错误！未定义书签。错误！未定义

10、书签。7.2.3风速验算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.3 全矿通风阻力计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.3.1计算原则.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.3.2计算方法.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.4 主要通风机选型.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.4.1采区通风系统的基本要求.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.4.2选择电动机.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.5 矿井反风措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.5.1矿井反风的意义.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.5.2反风方法及安全可靠性分析.错误！未定义书签。错

11、误！未定义书签。7.6 矿井通风评价.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.6.1矿井通风费用.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.6.2矿井等级孔、总风阻.错误！未定义书签。错误！未定义书签。7.6.3矿井通风系统综合分析.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8 8矿井安全技术措施矿井安全技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.1 预防各类矿山灾害的措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.1.1预防瓦斯爆炸的措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.1.2防尘措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.1.3预防井下火灾的措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。

12、8.1.4防止井下水灾的措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2 各类矿山灾害发生后的应急措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2.1顶板事故发生后的应急措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2.2瓦斯、煤尘爆炸事故发生后的应急措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2.3外因火灾事故发生后的应急措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2.4内因火灾事故发生后的应急措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。8.2.5发生突水、溃浆事故后的处理.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9 9矿山环保矿山环保.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.1 矿山污染源概

13、述.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.1.1大气污染.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.1.2废水排放.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.1.3固体废弃物排放.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.1.4噪声污染.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.2 矿山污染源的防治.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.2.1大气污染源防治.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.2.2矿山水污染的防治.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.2.3矿渣利用.错误！未定义书签。错误！未定义书签。9.2.4噪声的控制.错误！未定义书签。错误！未定义书签。结结论论.错误！未定义书签。

14、错误！未定义书签。致致谢谢.错误！未定义书签。错误！未定义书签。参参 考考 文文 献献.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第第 1 1 章章引言引言本次毕业设计是根据在义煤集团义安矿进行的毕业实习中所收集的矿井生产资料和图纸，并作了一些改动以后，做的毕业设计。通风与安全毕业设计是通风与安全专业全部教学进程中的最后一个环节。作为对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查学生这四年来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设

15、计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法 、 煤炭法煤炭工业技术政策 、 煤炭安全规程 、 煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正，以便在以后的工作学习中改进。第第 2 2 章章矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征2.12.1矿井概况矿井

16、概况地理位置及交通地理位置及交通义安煤矿是义煤集团公司的矿井之一。正村井田位于新安县正村乡仓头镇境内, 距新安县约 15km。陇海铁路在井田以南 15km 处通过，郑州潼关公路也在井田以南 15km 处通过。新安煤矿铁路专用线距本井田约 5km。由新安县城至正村乡往北至北冶的公路由井田内通过，正村乡至石寺、仓头的乡级公路从井田西北部通过。地形地势地形地势义安矿井田处于豫西山区，地面丘陵连绵，沟谷纵横，对井口及工业场地选择影响较大。自然气象自然气象正村井田走向长约 6.3km，倾斜宽 5.5m，面积 28.744km2。井田内村庄较多，在开采影响范围内共有 21 个行政村、79 个自然村，分别隶

17、属正村乡、仓头乡、王头乡。根据矿区内生产矿井的开采经验，开采后地表将大面积沉陷，致使地面建筑受损，地表移动变形对耕地的耕作条件产生不利影响。因此，对开采影响范围内的村庄需进行搬迁或修复。但村庄搬迁是一项复杂的系统工程，投资大、影响面广，项目法人应结合当前的政策法规及小城镇建设规划，搞好村庄搬迁工作。如大的村庄搬迁困难，则需进行村庄下采煤问题的研究。所以，本设计对首采区影响范围内的村庄进行了详细的分析。东一采区初期开采范围为：浅部以二 1 煤-200m 等高线为界，深部至二 1 煤-318m 等高线，西到新安煤矿边界，东到 27 勘探线。走向长 2.4km，倾斜宽 1.5km，面积 3.6km2

18、。西二采区初期开采范围为：浅部以二 1 煤-318m 等高线为界，深部至二 1 煤-400m 等高线，西到 22 勘探线，东到工业场地保护煤柱线。走向长 1.0km，倾斜宽 0.8km，面积0.8km2。东一采区初期开采影响范围内有马家窝、北岭、刁沟、刁岭、孔沟、岭南等 6 个自然村，313 户，1225 人，西二采区初期开采影响范围内有许洼、许沟、孔家洼 3 个自然村，235 户，937 人。根据初步预测，东一、西二采区地表变形影响范围内 9 个村庄，大部分将遭受级采动损坏破坏，需采取房屋整修加固措施（中修） 。但理论预测为全部开采完毕后的最终变形结果，不能说明开采过程中地表变形情况。矿井开

19、采过程中，项目单位应加强对地表下沉过程中建筑物变形的观测，并收集有关变形参数，根据建筑物的变形程度及时采取维修或搬迁措施。2.22.2井田地质特征井田地质特征煤系地层煤系地层义安井田北起 F22断层，南至浮山寨断层，西至煤层露头，东至 38452000人为边界，走向长 6.89km，倾斜宽 0.721.6km，井田面积 13.6km2。为一般平缓的单斜构造，地层产状走向近东西向，倾向南，倾角 10-25，一般为 15左右。井田内发育有走向 70、110的断层，落差多在 5 米以下，对回采有一定影响。地质构造类型属中等。义安煤矿地层出露不全，多为黄土掩盖，仅在河流两侧和深沟中见有零星露头，地层系

20、统由老到新有奥陶系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。含煤地层主要有石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组及上统上石盒子组。井田地质构造井田地质构造义安井田，为一平缓的单斜构造，地层产状走向近东西向，倾向南，倾角10-25，一般为 15左右。地质构造类型属简单至中等。义安井田北部以 F22断层为界，该断层性质为南升北降的正断层，走向北东东，倾向北北西，倾角70 左右，落差 14-72 米，一般为 40 米左右；南部以浮山寨断层为边界，该断层隐伏在郭岗滑动构造之下，为南升北降的正断层，走向北东东，倾向北北西，倾角 70 左右，落差中部大（144-190 米） ，东西两端小（西端 38-90

21、 米，东端72-98 米） ，断层在地表未出露。该区的郭岗滑动构造为芦店滑动构造东延部分，在区内南部 116 勘探线南端低角度出现，滑动构造走向呈北西西东西展布。井田内发育有走向 70、110的断层，落差多在 5 米以下，对回采有一定影响。井田区内油房沟断层为浅部区南部边界断层，西端在第 15-17 勘探线间交与浮山寨断层，区内长度 7.5km。断层性质为南升北降的正断层，走向北东14，倾向北，倾角 70左右，落差 14-72m，平均 40m。断层在地表油房沟中有出露。主采煤层及顶底板特征主采煤层及顶底板特征义安矿区含煤层数 26 层，分属九个煤组，含煤地层总厚 670 米左右， 可采煤层为二

22、叠系山西组下部之二1煤层和石炭系上统太原组的一1煤层。义安矿区主采煤层为二叠系山西组下部之二1煤层，其直接顶为泥岩或砂质泥岩，平均厚度 6m；老顶为中细粒砂岩（大占砂岩） ，平均厚度 7m；直接底为泥岩或砂质泥岩，平均厚度 16m；老底为 L7-8灰岩，平均厚度 10m，为一富水性较强的含水层，距煤层底板间距变化大，一般为 16m 左右，但在薄弱地层或构造发育地段，会产生底板裂缝隙造成底板出水，对矿井安全生产有影响。二1煤层分布稳定，结构简单，偶含夹矸一层，夹矸为泥岩、炭质泥岩。二1煤层厚度0.8123.39 m，平均厚度 7m，常见厚度 613 m，属较稳定煤层.二1煤层属腐植煤类型，煤质较

23、稳定。特低硫、高熔难熔、高磷、中灰、难选。混煤灰分 27.68%，混煤硫分小于 0.35%。煤类为 PM。煤质特征煤质特征本井田主要可采煤层一1、二1煤层的成因均属腐植煤类型，煤质稳定。一1煤层属富-高硫、高熔、特底磷、中灰贫煤；二1煤层属低-微硫、高熔难熔、高磷、中灰、难选贫煤。结焦性均为不结焦至弱结焦，发热量均大于29.4MJ/kg。可作为动力用煤和民用煤。一1煤呈块状及粉沫状，结构均一，为光亮型。颜色及条痕为黑色，玻璃光泽，贝壳和平整断口，具明显的擦痕，表面布星散状黄铁矿，燃烧时微烟无焰，显红色，有臭味，煤具透镜状条带状结构，硬度结构，硬度较大，不易碎。二1煤为煤沫状，局部受构造影响呈鳞

24、片状，半亮全亮型，颜色为黑色、灰黑色，条痕灰及棕黑色，玻璃、油脂光泽，参差状及不规则断口，节理发育，常具滑感，有时具方解石脉，煤易燃，微烟无焰，无膨胀现象，具均一状和不清晰的条带状结构，硬度小，性脆，无碎。义安煤矿煤为黑色、灰黑色，条痕为棕黑色，玻璃金刚光泽，内生裂隙不发育，受滑动构造影响，有扭曲、揉搓现象，煤的原始结构、构造难以辨认，多呈粉末状及鳞片状，疏松易碎。煤层中下部常见光泽较暗的硬煤分层，致密坚硬，可观察到宏观煤岩成分，主要为亮煤及镜煤，暗煤次之，含少量丝炭；宏观煤岩类型以半亮型为主，兼有少量光亮型及半暗型。真密度 1.35，视密度1.31。油浸物镜下镜质组平均最大反射率 Romax

25、=2.052.44，平均 2.15，属高变质阶段贫煤。11 采区二1煤水分（Mad） 、灰分（Ad） 、挥发分(Vdaf)含量表 2-2-1。表 2-2-1煤层原精煤工业分析结果统计表Tab. 2-2-1 seam coal industry the results of the analysis the original指标范围原煤工业分析浮煤工业分析水分Mad()灰分Ad ()挥发分Vdaf()水分Mad()灰分Ad()挥发分Vdaf()最大1.292.6717.311.3810.3013.76最小0.159.9311.380.647.1811.71最小0.7916.3613.531.02

26、8.4412.50矿井水文地质矿井水文地质本矿井水文地质条件简单中等，二 1 煤层底板直接充水岩层为太原组灰岩，含岩溶裂隙承压水，含水性弱或中等，且不均一，水头压力大。二 1 煤层底板泥岩、砂质泥岩及粉砂岩等组成的隔水层，因厚度不大，隔水性不佳，同时二1 煤层距奥陶系灰岩含水层也较近。因而，开采二 1 煤层时，一方面要保护煤层底板隔水层的完整性，另一方面要根据实际需要，采取先疏水降压后开采或底板注浆加固隔水层等有效技术措施，防止煤层底板灰岩突水而发生水灾事故。采用先进的勘探措施，如小构造探测仪、瞬变电磁、直流电法等，及时预测、预报水文地质情况。勘探施工的 2809 孔遗留有部分钻杆（自孔深 6

27、62.0948.0 孔底）以及施工钻孔封孔后未进行启封检查，在开采时要高度重视，以防钻孔导水。(1)含水层在建的黄河小浪底水库的提黄工程位于井田北侧外围 3Km，建成以后可以为本井田提供充足的供水水源。但黄河水浊度高含沙量大，水处理困难。而附近的畛河地面流量很小，旱季时流量趋近于零。地下水：奥陶系灰岩在井田西侧外围大面积出露，是区域强含水层，可以考虑在西侧浅部地段施工供水钻孔，开采奥灰地下水，但供水管道较长，且管理不便。地下水水质良好，为 HCO3-CaMa 类型，各种离子含量及总固溶物、总硬度等指标，均符合生活饮用水水质标准，根据水质资料分析结果计算，适用于工业锅炉用水，对混凝土亦没有腐蚀性

28、。井田内上二叠系平顶山段为中粗粒长石石英砂岩，局部地段裂隙比较发育，可以选择合适的地点施工供水钻孔，就近解决供水水源。矿井排水：根据河南省新安煤田正村井田勘探报告提供的矿井涌水量为：正常 312m3/h，最大 580 m3/h，突水 2680m3/h。矿井排水由于受井下生产及人员活动的影响，细菌含量及悬浮物含量超标，其他水质指标接近地下水原水水质，经净化、消毒处理后可供矿井生产使用，多余部分供附近电厂用水。工业场地供水水源：工业场地独立供水。工业场地供水系统和办公、生活区供水系统互为备用。供水水源采用地表水、地下水、矿井排水三个方案进行比选。水源为地表水：提黄工程作为供水水源。优点：水量充足，无需交水资源费。缺点：黄河水浊度高含沙量大，水处理困难，操作复杂，投资高。水源为地下水：地下水作为供