矿井通风课程设计-400万吨新井通风设计

矿井通风课程设计一400万吨新

井通风设计

目录

1矿区概述及井田地质特征.......................................................1

1.1矿区概述............................................................1

L2井田地质特征........................................................1

L3煤层特征............................................................1

2井田开拓.....................................................................1

2.1井田境界与储量......................................................1

2.2矿井工作制度、设计生产能力及服务年限................................1

2.3井田开拓............................................................3

3巷道布置与采煤方法...........................................................4

3.1带区巷道布置及生产系统..............................................4

3.2采煤方法............................................................4

3.3回采巷道布置........................................................4

3.4部分井巷特征参数....................................................4

4矿井通风系统拟定.............................................................5

4.1通风系统拟定原则和要求..............................................5

4.2矿井通风方式的选择..................................................5

4.3矿井通风方案技术经济比较...........................................11

4.4矿井主要通风机工作方法.............................................13

5带区通风....................................................................15

5.1带区通风的要求.....................................................15

5.2带区进、回风上山的通风系统.........................................16

5.3回采工作面通风方式选择.............................................16

6掘jjL通风系统设1I♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦19

6.1掘进通风系统的设计原则.............................................19

6.2掘进通风方法选择...................................................19

6.3掘进工作面所需风量计算.............................................22

6.4掘进通风设备选型...................................................24

6.5掘进通风技术管理和安全措施.........................................28

7矿井风量计算与分配..........................................................29

7.1矿井总风量的计算....................................错误!未定义书签。

7.2矿井风量分配.......................................................32

7.3风速验算...........................................................33

8矿井通风阻力计算............................................................37

8.1通风阻力的计算原则.................................................37

8.2通风容易时期和困难时期的确定.......................................37

8.3矿井通风阻力计算...................................................41

8.4矿井通风总阻力.....................................................43

9矿井通风设备选型............................................................45

9.1矿井通风设备选型要求...............................................45

9.2矿井自然风压.......................................................45

9.3通风机选择.........................................................46

9.4电动机选择.........................................................47

9.5矿井主要通风设备要求...............................................49

9.6通风附属装置及其安全技术...........................................49

10矿井通风费用概算...........................................................51

10.1吨煤通风电费......................................................51

10.2通风设备的折旧费和维修费..........................................52

10.3专用通风巷道的维护费..............................................52

10.4通风员工工资费用..................................................53

10.5吨煤通风成本......................................................53

11结论.......................................................................53

12参考文献...................................................................53

1矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

本区交通便利，铁路、公路及水路运输均很发达。铁路有兖（州）新（乡）铁路通过济宁市,

向东32km至兖州站，与京沪线相接；向西在荷泽东站与京九线相接，在新乡与京广线相接轨。

通往日照港的兖（州）石（臼所）铁路全长316km。矿井以孙氏店断层为界；西以3上煤的-1000m

等高线垂切至各煤层为界；北以3910000纬线与济宁二号煤矿相毗邻；南以3900000纬线与王楼

煤矿分界；东南以16上煤-350m等高线、C16-1和C15-2号孔连线与泗河煤矿分界。井内的气象

参数按表1.1列的平均值选取。

表1.1空气平均密度一览表

钿---------一地良进风井筒（kg/m3）出风井筒（kg/nP）

冬1.281.20

夏1.201.24_____________

1.2井田地质特征

井田的倾向方向最大长度为7.95km,最小长度为5.35km,平均长度为7.51km。井田的走向

方向的最大长度为7.7km,最小长度为0.98km,平均长度为7.60km,水平面积为57.08平方公里。

1.3煤层特征

本矿井可采煤层有3下煤层，其煤层平均厚度为6.5m,具体参见图1综合地质柱状图。根据

精查地质报告的瓦斯地质资料，矿井瓦斯相对涌出量为0.251〜0.67m3/t,绝对涌出量为2.81〜

6.807m3/min,矿井CO2相对涌出量为0.42〜1.48m3/t,绝对涌出量为6.91〜11.447m3/min,本矿

井属于低瓦斯矿井。

勘探时期测试资料，各煤层的火焰长度均大于380mm,扑灭火焰的岩粉量35〜90%,原煤可

燃基挥发份平均值都大于37%,根据挥发份（Vdaf）和固定碳计算的煤尘爆炸指数，山西组煤

38.21%,太原组煤44.26%。各煤层均有煤尘爆炸危险性。

3上、12下煤为（I〜IV）极易自燃〜不自燃煤层；3下煤为（II〜IV）易自燃〜不自燃煤层;

6、17煤为（山〜W）易自然发火〜不自然发火煤层；10下煤（HI）为不易自燃煤层；15上、16

上煤层为（H〜IV）易自然发火〜不易自燃煤层。故本井田各煤层均有自然发火倾向，为保证生

产安全，按U级自然发火煤层进行防范。

2井田开拓

2.1井田境界与储量

矿井地质资源量：3下煤490.84（Mt）,矿井工业储量481.02（Mt）,矿井可采储量342.94

（Mt）,本矿井设计生产能力为400万t/年。工业广场的尺寸为800mx500m的长方形，工业广场

的煤柱量为1232（万t）o

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

1

备，每班工作8小时，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为400万吨/年，矿井服务年

限为61.24年。

2

图2.1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、风井井口附近，即井田中部偏东。

井田主采煤层为3下煤层，设计中只针对3下煤层。3号煤层倾角平缓，为0〜6。，平均4。，

为近水平煤层，故设计为单水平开采。水平标高-520m,带区式开采。

矿井共有三个井筒，分别为主立井、副立井、回风立井。主井井筒位于矿井工业场地，圆形

断面，净直径<!>=7.5m,净断面面积44.18m2,担负全矿井的煤炭提升任务。副立井位于矿井工

业场地，担负全矿井的人员、材料、设备和砰石的提升任务，为矿井的主要进风井。进风立井位

于矿井工业场地，井筒净直径中=6.5m,担负全矿井回风风量，内设玻璃钢梯子间作为安全出口。

辅助运输大巷和主运输大巷基本沿3下煤层底板布置，与3下煤层底板相距20m,局部半煤

岩及岩巷，巷道坡度随煤层而起伏，一般2。〜5。，辅助运输大巷局部8。，主运输大巷上仓段局部

10%主运输大巷铺设混凝土底板，厚度220mm,辅助运输大巷铺设混凝土底板，厚度220mm。

大巷沿煤层倾向布置，沿东西方向，均贯穿井田，大巷为两岩一煤；辅助运输大巷和主运输

大巷布置在岩层中，局部半煤岩及煤巷，均沿底板掘进，回风大巷在煤层中，沿煤层顶板掘进，

局部半煤岩及岩巷。

3

3巷道布置与采煤方法

3.1带区巷道布置及生产系统

设计首采带区(东七带区)位于井田北翼，井底车场北部。

首采带区东七带区位于井底车场北侧，带区内划分四个区段，区段平均长1858m,宽266m,

工作面长245m,两条斜巷均为4.5m宽，3m高，加上煤柱，区段宽为264m。首采工作面可推进

长度1848m。工作面布置两条斜巷：西侧布置一条斜巷，兼做进风、行人巷；东侧布置一条斜巷,

并布置皮带，做为运输、行人巷，兼做回风巷。斜巷断面均为4.5m宽，3m高；两个工作面之间

的煤柱留设10m的保护煤柱。

首采带区为东七带区，前期依次采东三、东一、东五、东九、东十一带区，后期依次采西六、

西十二、西十八、西二、西四、西八、西十、西十四、西十六带区。带区内区段煤柱留设10m,

故各区段之间依次开采，首采工作面为3下701工作面，然后依次开采下一个区段。煤柱不回收。

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配套设备：液压支架ZFS6200/18/35、SL300(AC)

电牵引采煤机、刮板输送机SGZ1000/1050、SZZ-1000/375型转载机、PCM110型破碎机、

SSJ1000/2X160型带式输送机。采煤机截深0.8m,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。每个工作面布置两条斜巷，工作面西侧布置一条斜巷,

做为辅助运输、进风、行人巷；东侧布置一条斜巷，并布置胶带，作为运输、行人巷兼做回风巷,

采用综掘机掘进割煤，锚杆机进行支护的机械化掘进方式。斜巷断面均为4.5m宽，3m高。

3.4部分井巷特征参数

表3.1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)

副井50.225.1

井底车场2420

北一辅助大巷18.716.4

东七辅运巷18.716.4

辅运进风斜巷13.515

工作面16.816.8

胶带回风斜巷13.515

东七回风巷15.715.1

北一回风大巷15.715.1

4

回风井33.220.4

4矿井通风系统拟定

4.1通风系统拟定原则和要求

1)通风系统拟定原则

拟定矿井通风系统应严格遵循安全可靠、投产较早、出煤较多，通风基建费用和经营费用之

总和最低以及便于管理。

矿井通风网络结构合理：集中进回风线路要短，通风总阻力要小，多阶段同时作业时，主要

人行运输巷道和工作点上的污风不串联。

(1)内外部漏风少。

(2)通风构筑物和风流调节设施及辅助通风机要少。

(3)充分利用一切可用的通风井巷，使专用通风井巷工程量最少。

(4)通风动力消耗少，通风费用低。

2)通风系统拟定基本要求

(1)每个矿井和阶段水平之间都必须有2个安全出口。

(2)进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得大于0.5mg/m\

(3)新设计的箕斗井和混合井禁止作进风井，已作进风井的箕斗井和混合井必须采取净化措

施，使进风流的含尘量符合上述要求。

(4)主要回风井巷不得作人行道，井口进风不得受矿尘和有毒有害气体污染，井口排风不得

造成公害。

(5)矿井有效风量率应在60%以上。

(6)采场、二次破碎巷道和电耙道，应利用贯穿风流通风，电耙司机应位于风流的上风侧，

有污风串联时，应禁止人员作业。

(7)井下碉室和炸药库，必须设有独立的回风道。

(8)主要通风机一般应设反风装置，要求lOmin内实现反风。

4.2矿井通风方式的选择

1)选择通风方案的因素

选择通风方式应根据矿井的实际情况，结合各种通风方式的特点及使用条件，并考虑以下两

种因素：

(1)自然因素：煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、瓦斯等级。

(2)经济因素：井巷工程量、通风运行费用、设备装备费用。

2)矿井通风方案

一般情况下，矿井主要有五种通风类型(图中主扇工作方法暂且按抽出式)：中央并列式(图

5

4.1）、中央分列式（图4.2）、两翼对角式（图4.3）、分区对角式（图4.4）和混合式通风。但一般

来说新建矿井多在前4种方式中选择。混合式是前几种方式的综合，多在老井的改建、扩建时使

用。故我们只对前4种通风方式作一个粗略的比较，见表2-1所示。

方案一：中央并列式

图4.1中央并列式通风方式

方案二：中央分列式

一

「

r—|_--

-采-

--采

-区-

--区

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--一

图4.2中央分列式通风方式

方案3：两翼对角式

6

方案4：采区式通风方式

图4.4采区式通风方式

3）通风方式的选择

各种通风方式的特点、优缺点及适用条件进行对比，见表4.1。

表4.1各种通风方式对比

类型通风系适用条件及优缺点

统

7

出

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