黑龙江科技学院通风安全专业毕业设计说明书范例三东荣

摘要本设计矿井为双鸭山矿业集团有限责任公司东荣一矿新井设计，共有14层可采煤层，本设计取其中条件较好的24#和26#煤层，煤层厚度为。设计井田的可采储量万t，服务年限为年。本设计矿井采用立井开拓方式。结合东荣一矿的地质条件，煤层赋存情况，矿井生产系统以及整个矿井的瓦斯涌出情况，确定了东荣一矿的矿井通风系统，通过计算求出矿井的最大通风阻力，再根据这些参数选出合适的主要通风机。根据设计矿井的基本情况和通风系统，初步提出了瓦斯、火灾、顶板、热害等灾害的防治措施。关键词：通风系统通风阻力通风机

AbstractThisdesignminepitfortheShuangyashanminingindustrygroupLimitedliabilitycompanyDongrongonecoalmineMt/anewwelldesign,altogetherhas14tobepossibletominecoalthelevel,thisdesigntakestheconditiongood24#and26#coalbed,coalbedthicknessism,designwellfield'srecoverableresourcesMten,theservicelifeisyears.Thisdesignminepitselectsthedoubleverticalshaftdevelopmentmethod.UnifiestheDongrongoneorethegeologicalcondition,thecoalbedtaxsavesthesituation,theminepitproductionsystemaswellastheentireminepitgasdischargesituation,haddeterminedtheDongrongtwoore'smineventilationsystems,calculatetheminepitinitialperiodandthelaterperiodalwaysneedtheamountofwind,extractstheminepitthroughnetworkresolvingthemostgreatlyflowingresistance,actsaccordingtotheseparameterstoselecttheappropriatemainventilatoragain.Basedonthefundamentalstateandventilationsystemofthedesignedcoalmine,thepreliminarypreventionandcontrolmeasuresofsomedisasters,suchasgas,fireandroofdisaster,arepresentedinthisdesign.Keyword：Developmentventage；Entirelywindage；Resistanceventilator

目录TOC\o"1-3"\h\u1703摘要 I8425Abstract II32210第1章矿井概况 1198991.1矿区概况 1115241.1.1交通位置 1228611.1.2地形地势 142151.1.3气象 1101371.1.4矿区经济概况、工业、农业等情况 167151.2井田地质特征 242061.2.1地质构造 284451.2.2煤层及煤质 3157571.2.3地质勘探 3179401.3矿井安全概况 4304731.3.1水文地质特征 453751.3.2瓦斯赋存状况 514159第2章矿井储量与生产能力 7285942.1井田境界及储量 7278412.1.1井田境界 7139222.1.2井田地质储量及工业储量 7155562.2矿井生产能力及服务年限 8201542.2.1矿井工作制度 8319262.2.2矿井设计生产能力及服务年限 93478第3章井田开拓及采区通风 10305083.1井田开拓方案 10245043.1.1开拓方式 1021383.1.2井口与工业场地位置选择 10125683.1.3井筒数目位置 10129573.1.4水平数目及标高 11204143.2矿井基本巷道 1152483.2.1主井、副井及风井 11118363.2.2井底车场 14132323.2.3运输大巷及上下山 15192783.3采区通风 19278303.3.1采区概况 19284573.3.2采区通风的基本要求 2154983.3.3采区基本参数 21134333.3.4采区通风系统 2643093.4掘进通风 27169333.4.1掘进通风的设计原则 27173423.4.2局部通风方法 2710973.4.3风筒的选择 2884063.4.4局部通风机选择 29261313.5通风构筑物的设置与主要通风机附属设备 30259523.5.1通风构筑物设置 30233893.5.2主要通风机附属设备设置与要求 3215079第4章矿井通风设计 34164414.1选择矿井通风系统的原则 34192294.2拟定矿井通风系统 3514914.2.1确定矿井主扇的工作方法 35327024.2.2选择矿井的通风方式 3780074.3计算和分配矿井总风量 37139464.3.1设计矿井总风量 38303154.3.2矿井总风量分配 46125904.4计算井巷通风总阻力 49121814.4.1井巷阻力计算方法 4933224.4.2绘制通风容易时期和困难时期的网络图 4979284.4.3矿井总风阻的计算 5111974.5选择矿井通风设备 62193484.5.1基本要求 62152904.5.2基本数据的确定 63219874.6选择电动机 66235614.7概算矿井通风费用 678411第5章安全技术设施及灾害预防处理计划 69176795.1除尘喷水系统 69320305.1.1主要尘源 69165455.1.2除尘喷水措施 69261035.2隔爆棚布置 70198465.2.1隔爆措施 70231935.2.2隔爆水槽棚设计 70186395.3防灭火灌浆系统 72235035.3灌浆与阻化剂防灭火 72286925.3.1煤层自燃预防措施 72227605.3.2预防性灌浆 73177185.3.3阻化剂防灭火 7312475.4事故预防及避灾路线 7434175.4.1事故预防措施 74240605.4.2避灾路线 7511410结论 7617214致谢 7727676参考文献 7826380附录1 79

DRIECTORY1703Abstract I8425Abstract II32210Article1MineProfile 1198991.1MineProfile 1115241.1.1Trafficposition 1228611.1.2Topography 142151.1.3Meteorological 1101371.1.4MiningEconomy,industry,agriculture,etc 167151.2Minegeologicalfeatures 242061.2.1Geologicalstructure 284451.2.2Coalandcoalquality 3157571.2.3Geologicalexploration 3179401.3MineSafetyaboutthesituation 4304731.3.1Hydrogeologicalcharacteristics 453751.3.2GasOccurrencestatus 514159Article2Minereservesandproductioncapacity 7285942.1Idarealmandreserves 7278412.1.1Idarealm 7139222.1.2Minegeologicalreservesandindustrialreserves 7155562.2Productioncapacityandservicelifeofmine 8201542.2.1Mineworksystem 8319262.2.2Capacityandservicelifeofmine 93478Article3IdaminingareatodevelopmethodsandVentilation 10305083.1MineDevelopmentPlan 10245043.1.1MineDevelopmentPlan 1021383.1.2MineDevelopmentPlan 10125683.1.3Thenumberofshaftposition 10129573.1.4Thenumberandlevelofelevation 11204143.2Ventilationandventilationsystems 1152483.2.1Comparisonofventilation 11118363.2.2Ventilationsystemtodetermine 14132323.2.3Ventilationsystemtodetermine 15192783.3BasicTunnelMine 19278303.3.1Well,shaftandairshaft 19284573.3.2Bottomofmine 2154983.3.3Roadwayandthemaintransportdown 21134333.3.4Entilationsystemtodetermine 2643093.4MiningVentilation 27169333.4.1Miningareaventilationsystem 27173423.4.2Miningareaventilationsystem 2710973.4.3Basicparametersofminingarea 2884063.4.4Localventilationmethod 29261313.5DrivingVentilation 30259523.5.1Drivingthedesignprinciplesofventilation 30233893.5.2Localventilationmethod 3215079Article4Designofmineventilation 34164414.1Choosetheprincipleofmineventilationsystem 34192294.2Developmentofmineventilationsystem 3514914.2.1Determinetheworkingmethodsofmainfan 35327024.2.2Selectthemineventilation 3780074.3Calculatethetotalairvolumeanddistributionofmine 37139464.3.1Minethetotalairvolumedesign 38303154.3.2Minethetotalairvolumedesign 46125904.4CalculatethetotalresistanceofMineVentilation 49121814.4.1Mineresistancecalculationmethod 4933224.4.2Easyanddifficultventilationduringthedrawperiodofthenetworkdiagram 4979284.4.3Calculationofthetotaldragmine 5111974.5Mineresistancecalculationmethod 62193484.5.1Coalandcoalquality 62152904.5.2Themaindustsource 63219874.6Selectmotor 66235614.7Estimatedcostofmineventilation 67Article84115Safetyoftechnicalfacilitiesanddisasterpreventionmanagementplan 69176795.1Waterspraydustmeasures 69320305.1.1Themaindustsource 69165455.1.2Waterspraydustmeasures 69261035.2Separatedoverwhelmedlayout 70198465.2.1Explosion-proofmeasures 70231935.2.2Explosion-proofdesignofthesinkshelf 70186395.3GroutingandFireInhibitor 72235035.3PreventivemeasuresofCoalSpontaneousCombustion 72286925.3.1PreventivemeasuresofCoalSpontaneousCombustion 72227605.3.2Preventivegrouting 73177185.3.3Forfireextinguishingagentinhibitor 7312475.4Accidentpreventionandavoiddisaster 7434175.4.1Accidentpreventionmeasures 74240605.4.2Avoiddisaster 7511410Theory 7617214Thankstoquit 7727676References 7826380Appendy1 79第1章矿井概况1.1矿区概况交通位置东荣一矿位于黑龙江省集贤县境内，地理座标为东经131°20′131°30′北纬46°45′～46°55′，行政区划隶属集贤县腰屯乡管辖。井田西南距福利屯32km，经福利屯到双鸭山市40km。重建后的同三公路于井田北部边界外处通过，国铁福前铁路于井田南部边缘外2km处通过，交通较为方便。地形地势本井田地处三江平原的西南部，煤层上覆有较厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下。井田南北走向长～10.0km，平均，东西倾斜宽～5.0km,平均，面积约为2，井田范围内地形平坦，自然地形标高一般在～+。气象本区属寒温带大陆性气候，冬季严寒，夏季温热，年平均最高气温为～23.7℃，年平均最低气温为～℃，极端最低气温-35℃。年降水量～692.3mm，年蒸发量～1430.6mm，年平均相对湿度61～70%，年平均风速为～4.7m/s，最大风速可达24m/s，风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期，最大冻结深度为～2矿区经济概况、工业、农业等情况矿区内以农业为主要经济形式，主要农作物有小麦、大豆、玉米等。除煤矿以外，矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田，总体设计规模，其中东荣二矿（）、东荣三矿（）已建成投产。1.2井田地质特征地质构造本区位于新华夏系第二隆起带北端的三江盆地西部。由于受东西向压应力的作用及新华夏系构造应力场作用，该盆地形成了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨—集贤、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带，同时产生了不同序次和不同方向的断裂构造。2.地质年代，地层层序本区位于集贤煤田的东南部，为全隐蔽区。区内地层系统简单，发育有元古界麻山群、古生界泥盆系中统、中生界侏罗系上统、新生界第三系上新统和第四系。其中侏罗系上绕（鸡西群）最大地层厚度大于2400m。3.煤系地层走向、倾向及倾角本井田位于绥滨—集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为15～25°，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。（1）断裂构造井田内断层按走向可分为三组，共有断层23条，其中北西到南北向组有4条，北东向组11条，北西向组8条。断层多为压扭性断裂，导水性差。（2）褶皱井田内主要褶皱有F8牵引褶曲和F7派生褶曲两组。F8牵引褶曲位于F8断层两侧，由F8断层两盘相互扭动产生。断层北侧为背斜，南侧为西斜。F7派生褶曲位于F7断层东段的北侧，属F7派生构造，轴向北东60°，向南西倾伏，延展甚短，与F7断层斜交。（3）火成岩侵入情况井田内岩浆岩活动微弱，无大的侵入岩体和喷出岩，仅于钻孔中见有厚度不大的浅层侵入岩体，岩性为辉长—闪长玢岩，呈岩脉侵入于煤系下部层位的裂隙中，对煤层无影响。煤层及煤质1.煤层本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该含煤组地层总厚度为930m，含煤50余层，煤层平均总厚m，其中大部分为不可采煤层。可采及局部可采的煤层自上而下分别为5、9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26、29-1b号共14个煤层。各煤层平均总厚，倾角一般为15～25°，只有F7断层附近煤层倾角达40°左右。井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中中层群含有9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别有5号煤层和29-1b号煤层可采。本设计采开采价值最高的24层和26层煤，故其他煤层暂时不予考虑。井田内煤层属稳定～不稳定，结构简单～复杂，一般含1～2层夹矸，局部达3～4层。2.煤质全井田煤层属低～中灰、特低硫、中～低磷、高发热量、易选～中等可选、弱粘结～中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。全井田煤的挥发份（Vadf）一般大于40%，各煤层平均Y值为～8.9mm，灰分含量(Ad)一般为～22.81%，原煤全硫(Sd)为～0.28%,磷(Pd)的平均含量为～0.05%，各煤层平均发热量为～MJ/kg。地质勘探从煤层分布看，根据前述煤层群的划分及主采层的分析，将中层群划分成上下两个煤层组进行开采。其中，上层组由9～18号煤层组成，下层组由20～26号煤层组成。从构造复杂程度分析，南一上采区、北一上采区相对断层少，构造简单，勘探程度较高，构造控制较可靠，而且高级储量主要集中在这两个块段中，为首采区的首选块段，但一采区走向较短(1000m)，可采储量较少(约4.806Mt)，而二采区走向长度约2500m，设计可采储量约。1.3矿井安全概况水文地质特征1.含水层井田内含水层可分为：（1）第四系含水层：全区广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系（天窗处）地层之上，由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成。由南向北逐渐增厚，厚度120～150m。根据第四系地层的划分，又分为上部含水层和下部含水层。（2）上部含水层：全区发育，厚度100～110m，上部以中，粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量/s·m，渗透系数/d，是本区间接主要含水层。下部以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量～0.593L/s·m，渗透系数～1.569m/d，均为孔隙承压水。（3）下部含水层：以细砂、砾砂组成，厚度20～40m，含泥质较多。单位涌水量～0.554L/s·m，渗透系数～2.839m/d，该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处补给煤系风化裂隙含水带。2.煤系裂隙含水带煤系裂隙含水带，根据裂隙发育程度，埋藏深度、含水性、透水性等因素，可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带和弱裂隙含水带。（1）风化裂隙含水带：岩性为粉砂和细、中砂岩为主，厚度60～120m，单位涌水量一般为～0.315L/s·m。天窗部位风化裂隙含水带富水性强，单位涌水量最大为/s·m。（2）亚风化裂隙含水带：位于风化裂隙含水带之下，厚度100m，裂隙不发育，单位涌水量～0.0398L/s·m，渗透系数～0.0291m/d。（3）弱风化裂隙含水带：位于亚风化裂隙含水带之下，裂隙不发育，仅局部受构造影响，裂隙含水，但很微弱。3.隔水层井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层和第三系隔水层。第四系上部隔水层一般为8～10m；下部隔水层为8～16m，埋深100～130m，两隔水层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩等，泥质半胶结，埋藏深度120～290m，厚度10～120m，从东向西逐渐增厚。井田内在8～12勘察线间出现第三系缺失块段，形成“天窗”。4.井田水文地质类型本含煤地层主要岩性由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层，以裂隙含水为主，为裂隙充水矿床。井田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水位与煤系风化裂隙含水带水力联系微弱。煤系风化裂隙含水带宿水性变化较大，煤系外围岩层透水性很微弱。排泄条件良好。第四系与煤系风化裂隙含水带之间有第三系隔水层，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水层与煤系风化裂隙含水带有水力联系，补给较好，但第四系下部含水层含水性及透水性较弱。综上所述，本井田水文地质条件类型根据直接充水含水后的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，属以中等条件为主的裂隙充水矿床。5.预计矿井涌水量根据地质报告提供的涌水量数据，设计预计矿井先期开采地段内正常涌水量为462m3/h，最大涌水量为721m3瓦斯赋存状况1.瓦斯、煤尘、煤的自燃根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为0.07～，-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g，取最大值即为/t，属于低瓦斯矿井。根据地质报告及东荣二、三矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，煤无自燃发火。2.地温本区恒温带深度为20m，恒温带温度为+℃，每百米地温梯度为℃。本区地温变化随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率。因此，初步认为本地区地温为正常区，对矿井生产影响不大。3煤层顶、底板井田内各煤层顶底板以粉砂岩、细砂岩和粉细矿岩互层为主，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为～。煤层露头部位，煤层顶底板岩层的单向抗压强度值降低。

第2章矿井储量与生产能力2.1井田境界及储量井田境界根据东荣矿区总体设计，本矿井的井田境界为：北部边界：以F2断层为界；南部边界：以F1断层为界；东部边界：以各煤层露头及F55、F7断层为界；西部边界：以26号煤层-900m等高线垂直投影为界。井田南北走向长～10.0km，平均，东西倾斜宽～5.0km，平均，井田面积约为2。因本井田浅部为各煤层露头，深部为26号煤层-900m等高线垂直投影。而井田走向两翼的F1、F2断层均为落差大于100m井田地质储量及工业储量本矿井工业储量为，其中一水平-450m以上工业储量为，-450～-700m工业储量为。扣除开采困难的呆滞煤量、防水煤柱、断层煤柱、工业场地煤柱和井筒煤柱，以及开采损失煤量后，全矿井设计可采储量为，其中一水平-450m以上设计可采储量为42.452Mt，-450～计算公式：（2-1）式中：—块段储量—块段平面积—煤层平均倾角—块段平均厚度γ—煤的容重，详见表（2—1）。表2—1煤的容重序号煤层号容重/（g/cm3）1161.352181.35井田的可采储量为：（2-2）式中：Z—工业储量，万t；P—煤柱损失量，万t；C1—地损系数15％；C2—设计（开采）损失10％；对于本矿区防水煤柱计算，由于在本井田范围内，第四系含水层与煤系地层之间大部分被第三系隔水层所阻隔，但在8～12勘探线的煤层露头部位第三系缺失，形成“天窗”。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定，计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为，其底界标高最大达-170m,非“天窗”部位最大防水煤柱高度均小于各煤层风氧化带高度（垂高30m）。另外，从井田内第三系地层底面标高看，一般为-100～-140m，再加上30m风氧化带，开采上限标高为-130～-170m，因此，设计考虑风氧化带底界面标高的变化较大，为便于巷道布置与回采，将开采上限与防水煤柱综合考虑，暂定本井田开采上限标高为-175m，其-175m以上工业储量。但由于初期移交的南一上采区位于“天窗”之下，结合东荣二矿实际开采情况，为确保安全，设计首采区开采回风水平标高为-190m。同时，也可探明矿井实际涌水情况，为更为合理的确定开采上限标高提供依据。2.2矿井生产能力及服务年限矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，采用三采一准作业，每班进两刀，每刀截深，每班工作6h，每天净提升时间为14h。矿井设计生产能力及服务年限1.设计矿井的年生产能力和日生产能力（1)设计认为井型方案具有投资少，经济效益高。建井工期短，采区接续容易，生产集中，管理方便等优点，因此本设计推荐矿井生产能力仍为。（2）采区日生产能力计算：煤层厚度m，循环进尺0.8m，日推进6个循环。工作面长度计算循环产量：（2-3）式中：L—采煤工作面长度，m;V0—工作面推进速度，m/d;M—煤层厚度回采高度，m;R—煤的密度，t/m3;C0—采煤工作面采出率，一般取0.93～0.97。故：T=170×(×6)××1.355=t/d；（2-4）式中：T—矿井设计服务年限，年；Zk—矿井可采储量，万t；A—矿井设计生产能力，万t/a；K—储量备用系数;Zk—矿井可采储量,12074万t；A—矿井设计生产能力，90万t/a；K—矿井储量备用系数，K＝１.3～，取1.35。2.矿井及各水平服务年限按生产能力计算，储量备用系数取，则矿井和一水平上山部分（-450m以上）服务年限分别为93.8a

第3章井田开拓及采区通风3.1井田开拓方案开拓方式结合本井田第三系地层及第四系冲积层较厚，煤层层数多、层间距较大等特点，本报告推荐立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。井口与工业场地位置选择井田开拓方式应根据矿井设计生产能力、地形地貌条件、井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、装备条件、地面外部条件等因素，通过多方案比较或系统优化后确定。根据采矿设计规范和井田的实际情况，经过全面考虑，确定影响该井田的开拓方式选择的主要因素包括以下几个方面：（1）井田地质和水文地质条件；（2）煤层赋存和开采技术条件；（3）地形地貌和地面外部条件；（4）技术装备和工艺系统条件；（5）施工技术和设备条件；（6）总体设计和矿井生产能力要求等。结合井上下建井条件以及首采区布置，首采煤层选择等，经比选，认为将井口位置设在F8断层右侧约100m、18层煤-450井筒数目位置根据[1996]第214号关于《煤炭工程设计规定》中第八条，“井口位置选择应尽可能靠近构造简单、储量可靠、开采条件好的地段，并应以第一水平开采的合理性为主，以减少前期开拓工程量”。本设计结合上述文件精神对井口位置进行优化比较。针对首采区所处位置，井口位置以第一水平开采的合理性为主，以减少前期开拓量、缩短建井工期为原则。根据矿井提升及通风要求，井筒基本位于井田中央，有主井、副井和回风井三个立井，本矿前期共开凿三条井筒，采用中央并列式通风；后期开设二号和三号风井。水平数目及标高按防水煤柱高度计算的结果，并考虑煤层露头处风氧化带对开采顶板的影响，以及“天窗”范围及构造情况，暂定本矿井各煤层开采上限为-175m。待矿井建设后可视实见围岩条件及涌水情况作相应调整。至于回风水平标高的确定，设计根据东荣二、三矿回风大巷实见围岩条件及施工情况，将首采区回风水平标高降至本井田呈一单斜构造，各煤层倾角为15～25°。井田开采下部边界为-900m水平，从开采上限至井田下部边界垂高710全井田划分2个生产水平。其中，一水平标高为-450m，采用上山开采；二水平标高为-700m，采用上下山开采，下山开采最终标高为-900m。本设计采用集中大巷分区石门布置方式，其主运巷沿26号煤层布置。3.2矿井基本巷道主井、副井及风井1.主井主要特征见表3—1，剖面图如图3—1。表3—1主井特征井型90万吨/年井筒直径5井深510图3—1主井剖面图主要特征见表3—2，剖面图如图3—2。表3—2副井特征表井型90万吨/年井筒直径6井深515图3—2副井剖面图主要特征见表3—3，剖面图见图3—3。图3—3风井剖面图表3—3井筒容许最大风速井筒名称容许最大风速/m/s无提升设备的风井15专为升降物料的井筒12升降人员和物料的风井8设有非封闭梯子间的井筒8修理井筒时8井底车场1.井底车场的形式及布置方式（1）井底车场的选择原则：车场的通过能力，应比矿井生产能力有1.51以上的富裕系数，有增产的可能性；调车简单，管理方便，弯道及交叉点少；操作安全，符合有关规程、规范要求；井巷工程量小，建设投资省；便于维护；生产成本低；施工方便，各井筒间、井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通。(2)本设计矿井属于低瓦斯、低等涌水量矿井；结合设计要求，本设计矿井拟选用底卸式矿车环形刀式井底车场。运输大巷及上下山图3—4运输大巷巷道断面图3—5运输上山断面图3—6回风上山断面图3—7轨道上山断面3.3采区通风3.3.1采区概况1.采区在井田的位置采区在井田西北部，上部以-175m保护煤柱线为界，下部以-450m左右为界，右方以F18本井田地质构造比较简单，贯穿断层较少，只有中部，将井田沿倾向分为4个采区，采区内均采用倾斜长壁采煤法。选取一采区作为设计采区。2.采区顶底板岩性采区内各煤层顶底板以粉砂岩、细砂岩和粉细矿岩互层为主，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为。煤层露头部位，煤层顶底板岩层的单向抗压强度值降低。3.煤质采区煤层属低～中灰、特低硫、中～低磷、高发热量、易选～中等可选、弱粘结～中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。全井田煤的挥发份（Vadf）一般大于40%，各煤层平均Y值为～8.9mm，灰分含量(Ad)一般为～22.81%，原煤全硫(Sd)为～0.28%,磷(Pd)的平均含量为～0.05%，各煤层平均发热量为～MJ/kg。根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为～，-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g，但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级，暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。4.煤层地质条件本含煤地层主要岩性由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层，以裂隙含水为主，为裂隙充水矿床。井田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水位与煤系风化裂隙含水带水力联系微弱。煤系风化裂隙含水带宿水性变化较大，煤系外围岩层透水性很微弱。排泄条件良好。第四系与煤系风化裂隙含水带之间有第三系隔水层，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水层与煤系风化裂隙含水带有水力联系，补给较好，但第四系下部含水层含水性及透水性较弱。综上所述，本井田水文地质条件类型根据直接充水含水后的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，属以中等条件为主的裂隙充水矿床。5.煤层爆炸性和发火根据地质报告及东荣二、三矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，煤无自燃发火。采区通风的基本要求每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。煤层群或分层开采的每个上、下山采区或采区，采用联合布置，都必须至少设置一条专门的回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁将一条上、下山或采区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。采煤工作面和掘进工作面都应该采用独立通风，有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区采区基本参数1.采区储量本采区为首采采区，位于井田西北部，上部以煤层露头为界，下部以断层为界，邻近采区均未开采，对本井田采区开采没有影响。则可采储量为1×104t。采区采用沿空留巷，停采线保护煤柱留40m。采区设计可采储量等于采区工业储量与采区边界煤柱损失，护巷煤柱损失，条带间隔离煤柱损失之差。2.采区生产能力煤层厚度m，循环进尺0.8m，日推进六个循环。工作面走向长度计算循环产量：（3—1）式中：L—采煤工作面长度，m;V0—工作面推进速度，m/d;M—煤层厚度回采高度，m;R—煤的密度，t/m3;C0—采煤工作面采出率，一般取0.93～0.97。故：T=170×(×6)××1.355=t/d；×300×/a，即一个工作面达产。一采区可采储量为1×104t，服务年限为：（3—2）式中：Z--采区可采储量。A—设计年生产能力，为90万吨每年。3.工作面长度、采高、进度工作面倾斜长度为170m，采高m4.采区走向长度区段倾斜长与数目采区走向长度为1100m，倾长960m，考虑安全煤柱的留设和回采工艺以及煤层状况所以本采区划分为5个区段，每个区段长约15.采区上山及其它准备巷道的布置形式本采区布置有三条倾斜上山，其中一条为运输上山，一条轨道上山，一条回风上山。可以满足采区运输、通风和行人的需要。采区布置回风上山、运输上山、轨道上山三条上山。回风上山、轨道上山和运输上山在同一水平面上。在回风上山相隔20m的岩层内布置运输上山。在运输上山相隔20m的岩层内布置轨道上山。采区内所有上山都布置在18号煤层下部的岩层中，距煤层底板垂高20m。新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，轨道上山的绞车房易于通风，所以采用轨道上山进风，回风上山进行回风；由于采煤工作面进风巷道水平低于回风巷道水平，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，为上行风；工作面进风巷布置为运输顺槽和回风巷布置为回风顺槽。（1）采区巷道采区轨道上山采用半圆拱锚喷巷道，断面特征见表3—4。表3—4断面特征表围岩性质断面(m2)掘进尺寸(mm)净周长(m)净掘宽高岩石42003800采区运输上山采用半圆拱，断面特征见图3—5。表3—5断面特征表围岩性质断面(m2)掘进尺寸(mm)净周长(m)净掘宽高岩石29002850采区回风上山采用半圆拱，断面特征见3—6。表3—6断面特征表围岩性质断面(m2)掘进尺寸(mm)净周长(m)净掘宽高岩石38003400工作面运输巷(进风巷)采用梯形金属支护式的巷道，断面特征见图3—8。图3—8工作面运输巷断面工作面运输巷沿煤层顶板布置，采用锚带网支护。巷道断面形状为梯形，净宽，净高，净断面2。采用3500×275×2.75mm“W”钢带配10#菱形铁丝网（3800×1000mm），φ22×220Omm全螺纹等强锚杆支护顶板。（2）工作面回风巷图3—9回风顺槽巷道断面工作面回风巷沿煤层顶板布置，采用锚带网支护。巷道断面形状为梯形，净宽m，净高1.91\m，净断面m2。采用3500×275×2.75mm“W”钢带配10#菱形铁丝网（4100×1000mm），（3）工作面切眼切眼沿煤层底板布置，采用2600“W”钢带配10#菱形铁丝网（2800×1000），φ22×2000mm全螺纹等强锚杆支护顶板，锚杆排距1000mm；锚杆间距800mm。切眼为梯形断面，剥帮后切眼断面：净宽m，净高2.6采区通风系统1.采区通风系统的特点采区应该有足够的风量，并适当的分配到各个采、掘工作面去。为了实现这一要求，采区通风系统应该具有下列特点：（1）无益漏风小；（2）通风构筑物数量较少，安设得当，质量好；（3)如风污染小；(4)工作面串联少；(5)并联风道多；(6)采区总风阻较小；(7)有检查和控制风流参数的装置；(8)符合安全规程的要求。2.对于采区通风有下列规定(1)每一个生产水平和采区，都须布置单独的回风道，实行分区通风。准备采区时，必须在采区或采区内构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。回采工作面必须在构成全风压通风系统以后，方可回采。每个上、下山采区，均至少须配置一条专门的回风道。采区或采区进、回风道之长必须贯穿整个采区或采区的长度或高度。严禁将一条上、下山(或采区的风道)风为两段，一段作进风道，另一段作回风道。（2）回采和掘进工作面都应独立通风，有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。（3）煤层倾角大于12°的回采工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准.因此本采区设置一条运输上山，一条回风上山，一条轨道上山。3.回采工作面通风系统本采区工作面采用U型后退式通风系统，见图3—12。U型后退式通风系统的优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理等；缺点是上隅角瓦斯易超限，工作面进、回风巷要提前掘进，维护工作量大。图3—10采区工作面通风系统3.4掘进通风掘进通风的设计原则局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则如下：（1）矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；（2）局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；（3）尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；（4）压入式通风宜用柔性风筒，风筒材质应选择阻燃、抗静电型；（5）当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两天或多台风机联合运行。局部通风方法局部通风方法分为压入式、抽出式和混合式本采区设计的煤巷、半煤巷以排除瓦斯为主，因此采用压入式通风。压入式通风系统的优点：（1）压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；（2）压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果；（3）压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走；（4）压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输。局部通风方法按工作方式分为，压入式通风如图1与抽出式通风如图2。图3—11压入式通风图3—12抽出式通风压入式通风的局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，运转较为安全。风筒出口风速和有效射程大，排烟能力强，工作面通风时间短，有利于巷道排烟。抽出式有效吸程短，通风效果差，且局部通风及布置在回风流中。所以本采区掘进通风采用压入式。采区掘进巷道局部通风系统布置如图3。图3—13采区掘进巷道局部通风系统布置风筒的选择风筒是最常用的导风装置。本采区对风筒的基本要求是：漏风小、风阻小、使用方便，成本低廉，安全(阻燃，抗静电)耐用。根据本采区得实际情况和风筒的特点，本采区采用的是帆布风筒。因为帆布风筒应用广泛，最大的优点时轻、拆装方便，不通风时可占空间小。根据实际情况和规程规定，选择直径为400mm的帆布风筒30个(通风距离300m)。柔性风筒的Pq值可以用下式计算（3—3）式中：n—接头数—每个接头的漏风率，插接=0.01~0.02；螺旋反接局部通风机选择1.局部通风机的选型按瓦斯涌出量计算：（3—4）式中：——单个掘进工作面需要风量，m3/min；——掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min；——瓦斯涌出不均衡的通风系数，(正常条件下，连续一个月检测，日最大绝对涌出量与跃平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。应按照实际检测而定，一般可取1.5-2.0。=100××=m3/min；根据掘进工作面所需风量Qh和风筒的漏风情况，用下式计算风机的工作风量。m3/min；东一采区选择抽出式通风，设风筒出口动压损失为hvo，则局部通风机全风压Ht(Pa);=314×××24根据需要的Qa、Ht值在各类局部通风机特性曲线上，选择FBDNO./11型局部通风机2台。表3—7FBD系列风机主要技术参数机号电机功率风量全压最高气压效率240～157311～3070≥80300～180340～3500≥802×11400～200350～4000≥802×15447～160440～5030≥80500～250450～5500≥802×22550～250450～6000≥802×30630～260360～6300≥803.5通风构筑物的设置与主要通风机附属设备通风构筑物设置1.引风导风板压入式通风的矿井，为防止井底车场漏风，在入风石门与阶段运输巷道交叉处，安设引导风流底导风板，利用风流动压的方向性，以减少短路漏风。导风板可用木板、铁板或混凝土板制成。进风巷道与运输巷道的交叉角可取45°,巷道转角和导风板均应做成圆弧形，导风板长度应超过巷道交叉口一定距离(0.5～1m)。2.降阻导风板在流过风量较大的巷道直角转变处，为降低通风阻力，可用铁板制成机翼形或普通弧形导风板，减少风流的冲击的能量损失，直角转弯处的敞角可取100°\u65292X安装角可取45°\u65374X50°\u12290X安装导风板后，可使直角转弯的局部阻力系数降到原来的1/3～1/4。3.汇流导风板在井巷三岔口处，当两股风流对头相遇会合在一起时，可安设人字形的导风板，减少风流对撞时的能量损失。4.纵向风幛纵向风幛是沿巷道长度方向砌筑的风墙。它将巷道隔成两个格间，一格进风，另一格排风。纵向风幛可在长独头巷道掘进通风时应用。纵向风幛可用木板、砖石或混凝土构筑。5.密闭墙密闭墙又称挡风墙，是遮断风流的构筑物，通常砌筑在非生产的巷道里，可用砖石或混凝土砌筑。临时性密闭墙可用木柱、木板和废旧风筒布钉成。6.风门在通风系统中，既需要隔断风流，又需要行人或通车的通路，要建立风门。在排风道中，只行人不通车或通车不多的地方，可构筑普通风门。在行人和通车比较频繁的主要运输巷道内应构筑自动风门。普通风门可用木板或铁板制成。木制风门与风窗成斜面接触，比较严密，结构坚固，风门开启方向要迎着风流，使风门关闭后，受风压作用而保持严密。门框与门轴均应倾斜80°\u65374X 85°\u65292X使风门能借本身自重而关闭。为防止漏风而保持风流稳定，应同时设置两道或多道风门。矿山常用的自动风门有以下几种：（1）碰撞式自动风门这种风门是靠矿车碰撞门板上的推门弓或推门杠而自动打开，借风门自重关闭。其优点是结构简单，经济实用；其缺点是碰撞构件容易损坏，需经常维修。此种风门可用于行车不太频繁的巷道中。（2）气动或水动风门风门的动力来源是压缩空气或高压水。它是由电气触电控制气缸或水缸的阀门，使气缸或水缸中的活塞往复运动，再通过联动机构控制风门开闭。种风门简单可靠，但需要压气或高压水源。（3）电动风门以电动机做动力，电机经过减速，带动联动机构，使风门开闭。风门的电气控制方式通常用辅助滑线，光电控制器或轨道接点。滑线控制方式简单实用，动作可靠，但只用电机车通过时才能发出信号，手推车及人员通过时需另设开关。轨道开关结构简单，但布十分可靠，只有在巷道条件较好，行车不太频繁的巷道中方可使用。主要通风机附属设备设置与要求1.反风装置《规程》规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施。反风设施的技术要求：（1）结构简单，坚固可靠；（2）启动灵活，一个人可以操作反风；（3）反风操作时间从下令反风开始，在10min内必须改变巷道中的风流方向；（4）反风设备反风时供给的风量不应小于正常风量的40%。当井下发火时，利用反风设备和设施改变火灾烟流方向，以使火源下风侧的人员处于火源的“上风侧”的新鲜风流中。具体措施为：风机反转反风，通过风机反转来完成，全矿井反风通过主要通风机及附属设施实现。2.防爆门防爆门是防止瓦斯、煤尘爆炸时毁坏通风机的安全设施，《规程》规定：装有主要通风机或分区通风机的出风井口必须安装防爆门。防爆门的技术要求：（1）防爆门的面积不小于井口的面积；（2）防爆门必须正对出风井的风流方向，保证在井下发生爆炸时，高压气浪将其冲开；（3）防爆门的结构应坚固严密，水封槽中应经常保持足够的水位，以防漏风；（4）防爆门上要挂平衡捶配重。3.风硐风硐是矿井主要通风机和风井之间的联络巷道，因风硐内风量较大，风硐内外的压差也较大所以对风硐的设计和施工质量要求较高起技术要求是：（1）风硐断面应保证其内风速不大于15m2（2）风硐不宜过长，断面形状一圆形为最佳，内壁应光滑、拐弯要平缓，保持风硐内无堆积粉尘。风硐的通风阻力不超过100Pa～200Pa；（3）风硐与风井的连接处要平缓避免突然扩大和缩小；（4）风硐及风硐内的闸门等装置，结构要严密，以防止大量漏风。4.扩散器通风机出风口外接的一定长度、断面逐渐扩大的建筑物即为扩散器。其功能是将通风机出口的动压更多地转化为静压，以减少通风机出口的速压损失，提高通风机装置的静压。

第4章矿井通风设计4.1选择矿井通风系统的原则1.通风系统应满足的要求矿井通风的基本任务是供给矿井新鲜风流，以排除井下的有毒有害气体及矿尘，从而防止各种事故的发生，以保障井下人员的安全，所以矿井通风是矿井生产过程中非常重要的环节。矿井通风系统包括矿井通风方式和通风方法，选择矿井通风系统的因素较多，要选定比较合理的通风系统，必须满足下列要求：（1）每个矿井至少应有两个通到地面的安全出口，各个出口间的距离不小于30米；（2）进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体、矸石燃烧气体等的侵入，进风井口距烟尘、有害气体的地点不得小于500米，矿井的总回风道不得作为主要人行道；（3）箕斗井一般不应兼做进风井或出风井；（4）所有矿井都要用机械通风，主扇与分区主扇必须安装在地面；（5）充分注意降低通风费用，风道壁面要光滑；（6）选择通风系统时，要符合采区通风与掘进通风的若干要求，同时也要保证满足防止瓦斯、水、尘、火、高温等对矿井通风系统的要求；（7）下水平的回风流与上水平的进风流必须严格隔开，在条件允许时，要尽量使总进风早分区，总回风晚汇合。2.通风系统最终要实现如下目的（1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证安全生产和良好的劳动条件；（2）通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；（3）发生事故时风流易于控制，人员易于撤出；（4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；（5）通风系统的基建投资少营运费用底综合经济效率好。3.井田的瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤和瓦斯突出及地温等情况本矿井所依据的《东荣勘探区详查地质报告》没有提供本矿井的瓦斯、煤尘及煤层自燃等煤层开采技术条件的详细资料，故设计参照与本矿井同属东荣勘探区，开采煤层相近，并且已开采多年的相邻矿井—东荣二、三矿的瓦斯、煤尘及煤层自燃等资料，故本矿井暂按低沼气矿井，煤尘有爆炸危险，煤层有自燃发火倾向的矿井设计。待矿井精查地质报告提交后并在下一个阶段设计中根据变化作相应调整。根据详查地质报告提供的资料，本矿井属地温正常区。4.2拟定矿井通风系统本矿井前期通风采用中央并列式通风，后期采用两翼对角通风，使进风早分开，从而减小了矿井的通风阻力，并且有利于深水平或后期通风系统的变化发展，初期投资小，虽然成本较高，但初期投资小，提高了矿井的安全性。确定矿井主扇的工作方法主要通风机的工作方法有压入式、抽出式、压抽混合式3种，即正压通风、负压通风、混合式通风。表4—1通风方式优缺点对比工作方式优点缺点抽出式整个通风系统处于负压状态，当主扇应故停止运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下，同时使通过主扇的一部分风流短路。总进风量和工作面通风量都会减少。压入式用压入式通风，能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面，在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下使用比较安全。如果能够严防总风路上的漏风，则压入式主扇的规格尺寸和通风电力费用都较抽出式小。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较难，漏风较大。在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，因为过渡时期是新旧水平同时产生，战线较长。压入式主扇使井下风流处于正压状态，当主扇停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。混合式通风系统的进风部分处于正压状态，回风部分处于负压状态。由于其正压与负压均不大，采空区连通地表的漏风也就较小。这种方法的缺点就是设备多，管理复杂。新井设计时一般不考虑