劉晉民通風設計方案論文

1、礦井通風設計方案論文學號： 091027283029 學科專業(yè)： 采礦工程 姓 名： 劉晉民 2011年10月礦井通風設計方案系 別： 采礦工程 學科專業(yè)： 采礦工程 姓 名： 劉晉民 指導教師： 劉長福 目錄摘 要1Abstract11 礦區(qū)概述及井田地質特征11.1礦區(qū)概述1地理位置1地形、地勢及水文1礦井氣候條件1礦區(qū)水、電、通訊、建筑材料供應1礦區(qū)內煤礦分布及工農業(yè)生產等工業(yè)分布11.2井田地質特征1煤系地層概述1井田范圍及勘探程度1地質構造1水文地質特征11.3煤層特征1煤層情況1煤層特征12 井田境界及儲量12.1井田境界12.2井田的工業(yè)儲量12.3井田可采儲量1井田儲量的確定原

2、則和主要依據1可采儲量的計算13 礦井工作制度及設計生產能力、服務年限13.1礦井工作制度13.2礦井設計生產能力及服務年限1致謝1參考文獻1摘 要本設計礦區(qū)是平崗煤礦33#、35#煤層的礦井通風設計。設計包括：礦區(qū)概述及井田地質特征、井田境界及儲量、礦井工作制度和設計生產能力及服務年限、井田開拓及基本巷道布置、礦井通風系統(tǒng)、礦井災害防治和提高瓦斯抽放率的主要措施。本井田可采儲量為86.01Mt，設計生產能力為1.20Mt/a，服務年限為55年，礦井采用立井開拓，全礦井布置兩個工作面。礦井采用走向長臂綜合機械化采煤法。礦井通風方式為分區(qū)抽出式通風，采煤工作面為 U 型通風，上行通風。本設計完成

3、了用風地點風量設計、巷道阻力計算，并完成了主要通風機選型。關鍵詞：開拓設計；通風設計；瓦斯抽放率。AbstractThis design is Pinggang coal mining area 33, # 35 coal mine ventilation design. Design: f 86.01 Mt, design production capacity of 1.20 Mt / a, for 55 years of service, a mine and mine outlined geological features, and the realm of mine reserve

4、s, mine production capacity of the system and design and length of service, mine development and basic roadway layout, the mine ventilation system, mine disaster prevention and increase the main rate of gas drainage measures. The mine recoverable reserves o mine shaft development, the entire layout

5、of two mine face. Mine use tilt the long arm of mechanization all Comprehensive cross-loading mining. Mine ventilation for the district out of ventilation, coal face for the U-shaped ventilation, up ventilation. This completed the design of wind sites with air volume design, roadway resistance, and

6、completed a major fan selection. Key words: pioneering design; ventilation design; gas drainage rate.1 礦區(qū)概述及井田地質特征1.1礦區(qū)概述地理位置平崗煤礦位于雞西煤田南部含煤條帶邊緣，距雞西火車站27km。行政區(qū)隸屬于雞西市梨樹區(qū)。井田地理坐標為：東經：130°4330130°4345北緯：45°060045°1030礦區(qū)內有雞圖公路經過，煤礦鐵路專用線與國鐵梨樹鎮(zhèn)火車站相連，交通方便。見圖1-1地形、地勢及水文平崗礦區(qū)地形呈丘陵起伏，煤層傾斜方向與地

7、形傾向一致，屬于雞西盆地，雞西盆地是在晚侏羅紀發(fā)展形成的內陸含煤盆地，沉積在太古界地層之上，由于受古地理及密山敦化大斷裂的控制，盆地呈現近似東西的南北兩個條帶分布。礦區(qū)地表最大標高150m，最低標高0m，地形高差150m左右。風山河及它的三條支流流經礦區(qū)東部，自北向南流經穆棱組露頭西側，河流落差大、切割深，河床兩側有50200m寬的山間谷地。礦井氣候條件平崗礦區(qū)為中溫帶大陸性氣候，11月中旬至次年4月中旬為結冰期，表土凍層厚度一般在1.52.0m，最高氣溫在78月份，最高氣溫38.0攝氏度，最低氣溫在12月份，最低氣溫-39.2攝氏度，年平均氣溫3-3.5攝氏度，年平均降水量600mm，雨季多

8、集中在7-8月份，最大風級7-8級，風向以西北風為主風力一般2-3級，平均風速3.6m/s。礦區(qū)水、電、通訊、建筑材料供應礦區(qū)水源情況：風山河及它的三條支流，流經礦區(qū)東部，自北向經穆棱組露頭西側，所以本礦區(qū)的主要水來源取自風山河及它的支流。礦區(qū)電源情況：礦井供電特高變電所設在工業(yè)廣場，分東西部供電。東部由特高變電所直接入井到井下中央變電所。特高變電所容量12500KVA，入井電纜6千伏，井下低壓電壓源為1140伏或660伏。礦區(qū)通訊情況：在平崗礦辦公樓調度室內設一部國產KTJ3型數字程控調度電話交換機，容量為64門。該交換機集行政、調度功能于一體，并具有ISDN功能，負責平崗礦井上行政，井上、

9、井下調度用戶之間的通信聯絡及數據傳輸。該交換機與礦務局行政交換機采用環(huán)路中繼，中繼線路利用現有的平崗礦至礦務局通信線路。平崗礦井井下設調度電話分機28部，井下調度電話分機選用HAK-1本安型電話機。調度交換機內設安全柵。本區(qū)建筑材料：在井田的東南方向距離工業(yè)廣場很近，礦區(qū)的大部分建筑材料由那里供應。主要有毛料石，白石灰，水泥。礦區(qū)內煤礦分布及工農業(yè)生產等工業(yè)分布井田內無其他工業(yè)企業(yè)和小煤礦生產。1.2井田地質特征煤系地層概述平崗礦區(qū)煤系地層為早白堊系雞西群城子河含煤組和穆棱含煤組，城子河含煤組位于煤系地層的下部。本礦區(qū)為全隱蔽區(qū)。區(qū)內地層系統(tǒng)簡單，發(fā)育有元古界麻山群、古生界泥盆系中統(tǒng)、中生界侏

10、羅系上統(tǒng)、新生界第三系上新統(tǒng)和第四系。其中侏羅系上繞（雞西群）最大地層厚度大于2400m。井田范圍及勘探程度井田范圍：井田范圍可以由六個坐標拐點表示，坐標依次為：X14999850 Y1404400X25000900 Y2406600X35002500 Y3406950X45005000 Y4406400X55005000 Y5405250X64003950 Y6403900井田走向長5.85km，傾斜長3.44km，井田面積20.5km2?？碧匠潭龋含F平崗礦區(qū)的地質勘探程度為精查，但對深部層組煤層的控制鉆孔數量少，深部層組的控制程度較差，對深部層組應進行補充勘探。井田經過了普查、精查和詳查，

11、查明了影響井田劃分的構造和礦井所采煤層的發(fā)育情況，經勘探煤層對比清楚，對媒質、煤層特征及開采條件均基本查明，資源可靠，開采條件好，具備礦井設計和建設的條件。地質構造1.地層井田內地層有元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏羅系、新生界第三系和第四系。2.構造本井田內以弧形斷裂為主，并由此而派生兩組褶曲構造。井田內地層走向近南北，傾角一般為718°，局部地段由于斷裂影響形成急傾斜帶。（1） 斷裂構造井田內斷層按走向可分為三組，共有斷層16條，斷層多為壓扭性斷裂，導水性差。（2） 褶皺井田內主要褶皺有F4斷層牽引褶曲和F1斷層派生褶曲兩組。由F4斷層兩盤相互扭動產生。斷層北側為背斜，南側為

12、向斜。F7派生褶曲位于F7斷層東段的北側，屬F9派生構造，軸向北東60°，向南西傾伏，延展甚短。（3）.巖漿巖井田內巖漿巖活動微弱，無大的侵入巖體和噴出巖，僅于鉆孔中見有厚度不大的淺層侵入巖體，巖性為輝長，呈巖脈侵入于煤系下部層位的裂隙中，對煤層無影響。水文地質特征1含水層井田內含水層可分為：第1系含水層：全區(qū)廣泛分布，直接覆蓋于第三系或煤系（天窗處）地層之上，由各粒級的砂、礫砂和礫石等組成。由南向北逐漸增厚，厚度120150m。根據第四系地層的劃分，又分為上部含水層和下部含水層。上部含水層：全區(qū)發(fā)育，厚度100110m，上部以中，粗砂及礫砂等組成，含水性和透水性好，單位涌水量3.8

13、33L/s·m，滲透系數10.134m/d，是本區(qū)間接主要含水層。下部以細砂和中砂為主，粗、礫砂次之。單位涌水量0.5440.593L/s·m，滲透系數1.2731.569m/d，均為孔隙承壓水。下部含水層：以細砂、礫砂組成，厚度2040m，含泥質較多。單位涌水量0.1070.554L/s·m，滲透系數0.5222.839m/d，該層局部與上部含水層有水力聯系，在天窗處補給煤系風化裂隙含水帶。煤系裂隙含水帶：根據裂隙發(fā)育程度，埋藏深度、含水性、透水性等因素，可分為風化裂隙含水帶、亞風化裂隙含水帶和弱裂隙含水帶。風化裂隙含水帶：巖性為粉砂和細、中砂巖為主，厚度601

14、20m，單位涌水量一般為0.0180.315L/s·m。天窗部位風化裂隙含水帶富水性強，單位涌水量最大為1.141L/s·m。亞風化裂隙含水帶：位于風化裂隙含水帶之下，厚度100m，裂隙不發(fā)育，單位涌水量0.00280.0398L/s·m，滲透系數0.0040.0291m/d。弱風化裂隙含水帶：位于亞風化裂隙含水帶之下，裂隙不發(fā)育，僅局部受構造影響，裂隙含水，但很微弱。表1-1 各煤層特征表名稱厚度（m）層間距（m）夾矸結構穩(wěn)定性可采性頂底板主要巖性平均容重（t/m3）儲量（Mt）最小最大最小最大層數頂板底板平均平 均厚度（m）90.701.1924473513較

15、復雜穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.31-0.430.040.10120.701.8815352713復 雜較穩(wěn)定不可采粉砂巖粉砂巖細砂巖1.33-0.250.100.30160.702.4320484012較簡單較穩(wěn)定大部可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.3549.3352.100.050.20180.703.1116302012較復雜不穩(wěn)定不可采粉砂巖粉砂巖細砂巖1.35-0.470.100.25200.702.40020412較復雜較穩(wěn)定不可采粉砂巖中砂巖粉砂巖1.37-0.430.100.30220.701.68016815復 雜穩(wěn) 定不可采粉砂巖粉砂巖1.38-0.150.100.6523

16、0.700.84103015簡 單穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.34-0.47240.701.40206045簡 單穩(wěn) 定不可采粉砂巖中細砂巖粉砂巖細砂巖1.31-0.50260.701.4512017015012較簡單穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖細砂巖1.35-0.360.050.202斷層帶的富水性和導水性井田內斷裂發(fā)育，以壓扭性斷裂為主，壓扭性斷裂導水性和富水性很微弱。張性斷層兩側裂隙發(fā)育，富水性較強、導水性較好。因此，在開采過程中應注意防止透水。3隔水層井田內主要有第四系上部隔水層、下部隔水層和第三系隔水層。第四系上部隔水層一般為810m；下部隔水層為816m，埋深100130m

17、，兩隔水層均為亞粘土和粘土層，具有良好的隔水性能。第三系隔水層為泥巖和粉砂巖等，泥質半膠結，埋藏深度120290m，厚度10120m，從東向西逐漸增厚。井田內在812勘察線間出現第三系缺失塊段，形成“天窗”。4天窗本井田“天窗”分布于86勘察線的煤層露頭部位，分布范圍較大，而且下伏有926號煤層露頭。“天窗”范圍內，第四系和煤系的富水性好、透水性強。據水11號抽水孔，煤系風化裂隙含水帶單位涌水量1.141L/s·m，滲透系數為2.857m/d，又有F18等幾條正斷層通過“天窗”，使水文地質條件變得復雜。因此，在“天窗”范圍內開采時應特別慎重。5井田水文地質類型本含煤地層主要巖性由各種

18、粒級的砂巖組成。直接充水含水層，以裂隙含水為主，為裂隙充水礦床。田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，煤層位于當地侵蝕基準面以下，地表水位與煤系風化裂隙含水帶水力聯系微弱。煤系風化裂隙含水帶宿水性變化較大，煤系外圍巖層透水性很微弱。排泄條件良好。第四系與煤系風化裂隙含水帶之間有第三系隔水層，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水層與煤系風化裂隙含水帶有水力聯系，補給較好，但第四系下部含水層含水性及透水性較弱。綜上所述，本井田水文地質條件類型根據直接充水含水后的富水性和補給條件，以及單位涌水量的大小來劃分，屬以中等條件為主的裂隙充水礦床。6預計礦井涌水量根據地質報告提供的涌水量數據，設計預計礦井

19、先期開采地段內正常涌水量為462m3/h，最大涌水量為721m3/h。1.3煤層特征本井田具有經濟價值的可采煤層均集中于侏羅系雞西群，該含煤組地層總厚度為17m，含煤13余層，煤層平均總厚0.4m，其中大部分為不可采煤層?？刹擅簩訛?6層共2個煤層。煤層平均總厚2.1m，傾角一般為718°。井田內各煤層，按其在縱向剖面的分布規(guī)律及組合特征，可分為上、中、下三個煤層群。井田內煤層屬穩(wěn)定不穩(wěn)定，結構簡單復雜，一般含12層夾矸，局部達34層，各煤層特征詳見表1-2。表1-2各煤層特征表名稱厚度（m）層間距（m）夾矸結構穩(wěn)定性可采性頂底板主要巖性平均容重（t/m3）儲量（Mt）最小最大最小最

20、大層數頂板底板平均平 均厚度（m）90.701.1924473513較復雜穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.31-0.430.040.10120.701.8815352713復 雜較穩(wěn)定不可采粉砂巖粉砂巖細砂巖1.33-0.250.100.30160.702.4320484012較簡單較穩(wěn)定大部可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.3549.3352.100.050.20180.703.1116302012較復雜不穩(wěn)定不可采粉砂巖粉砂巖細砂巖1.35-0.470.100.25200.702.40020412較復雜較穩(wěn)定不可采粉砂巖中砂巖粉砂巖1.37-0.430.100.30220.701.6801681

21、5復 雜穩(wěn) 定不可采粉砂巖粉砂巖1.38-0.150.100.65230.700.84103015簡 單穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖1.34-0.47240.701.40206045簡 單穩(wěn) 定不可采粉砂巖中細砂巖粉砂巖細砂巖1.31-0.50260.701.4512017015012較簡單穩(wěn) 定不可采粉砂巖細砂巖粉砂巖細砂巖1.35-0.360.050.20煤層情況33#層、35#層煤層采用分別開采。33#煤：是可采煤層。厚度變化不大，2.02.5m，平均厚度2.2m，結構簡單，本井田首先開采23# 煤層，煤層傾角一般在6°8°,屬緩斜煤層。35#煤：是可采煤層。厚度變

22、化不大，1.92.4m，平均厚度2.1m，結構簡單，本井田次采開采32# 煤層，煤層傾角一般在5°7°,屬緩斜煤層。煤層特征本設計根據實際情況只針對平崗井田的33、35煤層進行礦井開拓與通風系統(tǒng)的初步設計。（1）頂、底板情況：33#直接頂板：大煤煤層頂板為深灰色粉砂巖，含豐富科達木化石，厚度47m，f=34，回采工作面頂板管理一般采用全部垮落法。33#老頂：細砂巖，淺灰-深灰色，水平層理為主，成分主要為石英，也有少量云母和暗色礦物，據鏡下定名為凝灰質砂巖，局部變?yōu)樯百|膠結的中粒砂巖夾粉砂巖薄層。厚度610m，f=57。33#直接底板：深灰色粉砂巖，具水平和斷續(xù)水平層理，夾淺

23、灰色細砂巖條帶和透鏡體。層面上有較多的炭屑和炭化植物化石碎片，局部含泥質較高，厚度46m，f=68。35#直接頂板：性脆致密，具貝殼狀斷口，深灰色厚度不穩(wěn)定，局部為偽頂，破碎易冒落厚度24m，f=34，回采工作面頂板管理一般采用全部垮落法。35#直接底板：灰白色，致密較堅硬，近于粉砂巖（2）煤質1）煤質33#、35#煤的牌號為焦煤和氣煤，以焦煤為主，氣煤次之，煤層煤質較好，低硫、中灰、熱穩(wěn)定性好。2）原煤灰分 各煤層原煤灰分一般在2025%之間，屬中等灰分煤。3）硫分 2#煤含硫最低為0.47% ，屬特低硫煤。煤層主要指標表1-3工業(yè)牌號用途硬度灰分揮發(fā)分硫分發(fā)熱量含矸23號1/3JM動力或民

24、用f =12090.4753001%32號1/3JM動力或民用f =12591.9155002%35號1/3JM動力或民用f =12391.5052003%（3）煤層瓦斯賦存及分布情況 平崗煤礦為高瓦斯礦井，絕對瓦斯涌出量43.2m3/min，相對瓦斯涌出量19.1m3/t，煤塵爆炸指數為49.27%，由于理疏漏發(fā)生兩瓦斯爆炸，其中一起煤塵參與爆炸。本礦各層經實踐和化驗無自燃發(fā)生火傾向性，無煤塵瓦斯突出危險性。2 井田境界及儲量2.1井田境界平崗礦礦區(qū)范圍由6個坐標拐點控制X14999850 Y1404400X25000900 Y2406600X35002500 Y3406950X450050

25、00 Y4406400X55005000 Y5405250X64003950 Y6403900上至+150m標高，下至-300m標高。井田走向長5.85km，傾斜長3.44km，井田面積20.5km2。2.2井田的工業(yè)儲量礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內，經過地質勘探煤層厚度和質量均合乎開采要求，地質構造比較清楚，目前及可供利用的可列入平衡表內的儲量。礦井工業(yè)儲量是進行礦井設計的資源依據，一般及列入平衡表內的A+B+C級儲量，不包括作為遠景的D級儲量。本井田經過了普查、精查和詳查，縱橫方向勘探線共計15條，鉆孔累計120個，對井田內煤層賦存情況、斷層發(fā)育、分布情況控制精度較高。本井田的儲量是按塊段

26、結合等高線法計算的，其中的塊段主要是以等高線、境界線、級別線、地質剖面線劃分的。2.3井田可采儲量井田儲量的確定原則和主要依據以(83)煤生字第1275 號文件頒發(fā)的生產礦井儲量管理規(guī)定中第二章第一節(jié)第八條“確定各級儲量條件中的有關規(guī)定要求”及采礦工程設計手冊第七章有關的原則作為確定各級儲量的主要依據?？刹蓛α康挠嬎愕V井可采儲量（Z）是礦井設計的可以采出的儲量，故Z=（Zc-P）C （2-1）式中P保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量；C采區(qū)采出率，厚煤層不低于0.75；中煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85；地方小煤礦不低于0.7。新井設計時可按上述數據選

27、取。開采損失：厚煤層25%，中厚煤層20%，薄煤層15%。按以上公式計算，扣除煤柱損失及開采損失等計算出該礦區(qū)的可采儲量為86.0156Mt。其中：第一水平（300）為31.20Mt。第二水平（400）為54.80Mt。礦井可采儲量詳見表21表21 礦井可采儲量匯總表A+B+C煤柱損失開采損失可采儲量A+BCEh/h其它第一水平19.75620.140.58040.31257.803231.2108第二水平25.42712.5830.53350.77913.89254.8048合計40.28970.9811.1391.37621.54186.01983 礦井工作制度及設計生產能力、服務年限3.

28、1礦井工作制度按照設計規(guī)范規(guī)定，參考關于煤礦設計規(guī)范中若干條文的說明確定：礦井年工作日數330天，每晝夜工作采用“三、八”工作制，即三班作業(yè)，兩采一修，每班八小時，同時實行隨機檢修的工作制度，日提升16小時。3.2礦井設計生產能力及服務年限1礦井設計生產能力礦井生產能力是煤礦生產建設的重要指標，在一定程度上中和反映了礦井生產技術面貌，是井田開拓的一個主要參數，也是選擇井田開拓方式的重要依據之一。礦井生產能力是與井田劃分緊密聯系并相互適應的。是礦區(qū)總體設計應解決的重要原則問題。礦井生產能力主要是根據礦井地質條件、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設備供應及國家需煤等因素確定。對于具體的礦井，應根據國

29、家需要，結合該礦地質和技術條件，開拓、準備和通風方式，以及機械化水平等因素，在保證生產安全、技術經濟合理的條件下，綜合計算開采能力和各生產環(huán)節(jié)所能保證的能力，并根據礦井儲量，驗算礦井和水平服務年限是否能夠達到規(guī)定要求。(1)開采能力即按礦井開采條件所能保證的原煤生產能力，主要是同時正常生產的采區(qū)生產能力的總和。（2）各生產環(huán)節(jié)的能力主要是提升、運輸和通風能力，巷和井底車場通過能力。（3）儲量能力（4）安全生產條件主要是指瓦斯、通風、水文地質等因素的影響。本礦生產能力的確定如下：1）根據煤炭儲量確定：本區(qū)是處在非缺煤地區(qū)，礦井生產能力過小，將使大量煤炭資源積后地下不能采出。不符合現在能源所要求。

30、根據規(guī)定：（a）取60a計算，計算出礦井能力，影響礦井開采強度，影響了礦井開采的技術經濟效果。（b）取40a計算，計算出礦井的設計能力過大，可能會造成礦井長期達不到設計產量，服務年限過短，礦井報廢快。影響工業(yè)的協(xié)調發(fā)展。（c）根據儲量，取服務年限中間值55a，確定平崗礦設計生產力1.20Mt/a。即：A=Z/（T·K）=86.0198/（55×1.3）=1.20 Mt/a式中：K=1.32）根據礦井的開采條件確定設計能力，綜合了儲量和開采條件考慮，可采煤層2層，煤層為緩傾斜的中厚煤層，兩翼開采先投產一個采區(qū)，生產采區(qū)布置一個對拉工作面，確保礦井產量。3）根據技術裝備水平確定本設計開采用目前現行的新設備，我們考慮到機械配套設備在自然因素的機械故障影響下，很難發(fā)揮最大效應，設計中考慮留有余地，生產環(huán)節(jié)，如提升，通風、運輸等主要生