矿井通风实训设计说明书

矿井通风实训设计设计题目：东荣二矿通风系统设计学生姓名：王昇学号：090111160020年级：11级采矿工程（1）班指导教师：周明杰2012年6月2日目录1.采区设计…………………………………………………………………………1.1采区概况………………………………………………………………………1.1.1采区的位置,边界范围,采区煤柱……………………………………1.1.2地质情况和煤层情况…………………………………………………1.1.3生产能力储量计算及服务年限………………………………………1.2采区巷道布置…………………………………………………………………1.2.1采煤方法的选择………………………………………………………1.2.2区段(条带)划分……………………………………………………1.2.3采区上(下)山布置……………………………………………………1.2.4采区硐室布置…………………………………………………………2.采煤工艺选择…………………………………………………………………2.1回采工艺………………………………………………………………………2.1.1选择和决定回采工作面的工艺过程和支护方式……………………2.2采掘比例的确定………………………………………………………………3.采区通风………………………………………………………………………3.1风量计算与风量分配…………………………………………………………3.1.1采掘工作面及硐室所需风量、风阻的计算…………………………3.1.2风量分配………………………………………………………………3.2采掘工作面的通风方式………………………………………………………3.2.1采煤工作面的通风方式………………………………………………3.2.2掘进工作面的通风方式………………………………………………3.2.3局部通风机和风筒的类型选择………………………………………3.3采区安全技术措施……………………………………………………………3.3.1预防瓦斯及煤尘爆炸……………………………………………………3.3.2火灾与水患的预防………………………………………………………3.3.3采区避灾救灾路线………………………………………………………课程设计体会及改进意见……………………………………………………………参考文献11采区设计1.1采区概况1.1.1采区的位置,边界范围,采区煤柱本采区为七台河新强六矿东一采区，地理坐标为东经131°7′至131°9′，北纬45°44′至45°47′。北部以5069125纬线为界，南部以5068000纬线为界，西部以429550经线为界，东部以断层4311525经线为界。本采区东西走向约1800米，南北斜长约960米，总面积约为1.7平方千米。采区四周各留设40米煤柱为保护煤柱和边界煤柱，区段之间留设5米保护煤柱。1.1.2地质情况和煤层情况采区可采煤层共有两层，具体情况见煤层特征表：表1-1可采煤层特征表序号煤层名煤层厚度(m)层间距倾角(围岩煤的牌硬度(容重(t/煤层构2称最小～最大(m)º)顶板底板号ƒ)m3)造及稳定性平均1973.4~3.62012细砂岩粉砂岩焦煤2.41.4中等稳定3.52983.3~3.712粉细砂岩细砂岩焦煤2.41.4中等稳定3.53煤层综合柱状：图1-2煤层综合柱状图1.2.2顶板岩层性质厚度表1-3岩石主要物理力学性质指标表名称容重(kg/cm³)孔隙度抗压强度(kg/cm³)抗拉强度(kg/cm³)变形模量(kg/cm³)弹性模量(kg/cm³)4砂岩2.0-2.65-25200-200050-6050-8001-10砾岩2.3-2.65-15100-150020-1580-8002-8页岩2.0-2.416-30100-100020-100100-3502-8含砾砂岩2.01-2.350.11-0.4300-110030-90200-3602-7本井田内岩性较细，主要由泥岩、粉细砂岩细砂层及煤层组成，仅有较少的砾岩和含砂砾岩。1.1.3生产能力储量计算及服务年限1回采工作面年生产能力O3A=LlmrK式中：OA——回采工作面年生产能力，tL——工作面推进度，m/al——工作面长度，mm——煤层厚度，mr——煤的视密度，t/m33K——工作面的回采率,取0.93～0.97本采区采用综合机械化采煤工艺，工作制为四、六制，三班生产，一班检修，双向割煤往返一次割两刀，截深为0.6m，一年工作330d，工作面长度为Z=220m，工作面的回采率取3K=0.95，所以年推进度为L=6×0.6×330=1188m所以O3A=LlmrK=1188×220×3.5×1.4×0.95=1216630.8(t/a)2.2.2采区生产能力采区生产能力的煤主要来自回采工作面。掘进出煤一般为5%～10%。OA=nABK式中：A——采区生产能力，t/a5OA——每个回采工作面的生产能力，t/an——采区同时生产的工作面个数，个B——掘进出煤率取1.05～1.10K——工作面产量不均衡系数(沿空留巷取下限，其余取上限，区内单工作面取1，两个工作面时取0.95，三个工作面时取0.9。)设计采区为两层煤，平均厚度为3.5m，倾角为12º，考虑其服务年限，将三条上山(运输上山、轨道上山和回风上山)都布置在煤层中，采用单翼开采，采用单工作面实行后退式开采，掘进出煤率取B=1.1，工作面产量不均衡系数K取1。所以OA=nABK=1×1216630.8×1.1×1=1289628.648（t/a)2.2.3采区服务年限1煤柱损失保安煤柱的留设：（1）各煤层在采区边界处留设40m保护煤柱。（2）采区使用沿空掘巷，区段之间留设5m保护煤柱。结合本采区的具体情况按以上方法可计算得到采区服务年限T与采区生产能力A的关系如下：T=ZACZ=ZPKZ——采区设计可采储量，tCZ——采区工业储量，tP——永久煤柱损失，tK——采区回采率，0.95结合本设计采区的具体情况，按以上方法可计算得到，煤柱损失为208Mt。所以可采储量为：CZ=ZPK=(17370834.41-2075923.918)×0.95=14530164.9674(t)6采区服务年限：T=ZA=14530164.9674/1289628.648=8.047812272(a)1.2采区巷道布置1.2.1采煤方法的选择采煤方法是采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间和空间的相互配合。它的选择应该结合具体的地质条件和开采技术条件，地面保护要求、设备供应情况，以及安全、产量、效率、成本和煤炭回收率，综合考虑高产、高效、材料消耗少，成本低、便于管理等因素。设计时应尽量采用行之有效的先进技术，积极提高机械化水平。采煤方法的选择应结合本设计采区的实际情况，采用合理的采煤方法。《煤炭工业矿井设计规范》对采煤方法及采煤工艺有如下规定：1选择采煤方法，应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素，以安全、高效、低成本、高回收率为目的，经综合技术经济比较后确定；2大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，条件适宜的中型矿井，也宜采用综采工艺；3设计生产能力3.0Mt／a及以上的矿井，条件适宜，应采用先进成套综采设备，设计高产高效采煤工作面。缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定：⑴缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。当煤层倾角大于12°时，宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于12°且条件适宜时，可采用倾斜长壁采煤法后退式开采；⑵低瓦斯矿井，地质构造简单，煤层厚度小于2.5m，煤层不易自燃，可采用长壁采煤法前进式开采；⑶煤层倾角大于35°时，可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；⑷地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时，可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法；⑸厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层，符合现行《综合机械化放顶煤开采技术规定》条件的，宜采用综放开采工艺。不具备综放开采条件的，应采用分层综采或分层普采工艺；⑹厚度4.0～5.5m的煤层，地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层7较硬，宜采用一次采全高综采工艺。不具备一次采全高综采工艺条件的，宜采用分层综采或普采工艺；⑺厚度1.5～4.0m的煤层，地质构造简单、煤层赋存稳定，应采用综采工艺。不具备综采条件的，宜采用普采工艺；⑻厚度1.5m以下的煤层，条件适宜，应积极推行薄煤层综采工艺。不具备综采条件的可采用普采工艺。表3-1我国常用的几种主要采煤方法及特征表采煤方法体系整层与分层推进方向采空区处理采煤工艺适应煤层基本条件单一走向长壁采煤法壁式整层走向垮落综、普、炮采薄及中厚煤层为主单一倾斜长壁采煤法壁式整层倾向垮落综、普、炮采缓倾斜薄及中厚煤层倾斜分层长壁采煤法壁式分层走向为主垮落为主综、普、炮采缓倾、倾斜厚及特厚煤层为主2选择采煤方法的制约因素1采区煤层赋存状况及地质条件2采区储量、生产能力及服务年限等3开采水平的划分和采区巷道布置4现有技术及设备3采煤方法的选择本设计采区走向长度为1800m倾斜长度960m，第一开采水平布置8在-300m标高处，采区内共有可采煤层2层，煤层平均倾角12°，各煤层平均厚度3.5m、3.5m，均为缓倾斜中厚煤层。综合考虑《煤炭工业矿井设计规范》和《采矿工程设计手册》以及相关法律法规中的规定，并结合本设计采区煤层的地址赋存条件和该矿区的经济水平和技术装备并考虑到满足安全和生产集中化的要求设计采区选用单一走向长壁综合机械化采煤方法。本设计采区采用单翼布置，走向长壁单翼开采。1.2.2区段(条带)划分区段的倾斜长度就是采区中一个采煤工作面的长度加上区段上下平巷的宽度之和，区段的走向长度即采区的走向长度。合理的划分区段参数，（区段斜长和走向长度）是正常进行工作面接续的关键，也有利于减少煤炭损失，提高采出率。合理的划分区段参数，（区段斜长和走向长度）是正常进行工作面接续的关键，也有利于减少煤炭损失，提高采出率。每个区段斜长布置一个采煤工作面，工作面沿走向推进。1.2.3采区上(下)山布置1采区上山数目的确定根据《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》以及相关手册及法律法规中规定。本采区共布置三条上山，分别为：轨道上山、运输上山、回风上山。为了实现单翼布置开采及生产均衡的要求，三条上山大致布置位于采区走向右侧，各条上山间距大致为20m。2采区上山的位置因为采区上山是采区的主要巷道，综合考虑到本设计采区的煤层赋存地质条件和采区服务时间的长短，应将采区上山布置在下层煤中，并且将上山布置在采区的东部便捷，有利于生产和维护。3上山的布置方式采区上山的布置包括布置在煤层中或底板岩石中的问题。根据服务年限，本设计才去选用三条煤层上山布置全在#98煤层中。轨道上山、回风上山均与回风大巷相连。1.2.4采区硐室布置采区硐室主要包括采区绞车房及采区变电所等。1采区绞车房绞车房的位置应选择在坚硬稳定的岩层或煤层中，应避开较大的地质构造。根据保安规程,绞车房必须设在进风风流中，如果硐室深度不超过96m，入口宽度不小于1.5m，而无瓦斯涌出时，可采用扩散通风，空气温度不超过30℃，风量应取1～3m3；必须用不燃材料支护，应备有灭火器材，硐室各种设备与墙壁之间，应留有0.5m以上的通道，各设备之间应留出0.8m以上通道；电气设备应与操作室隔开。绞车房的高度确定与绞车的规格,型号及装置有关,其高度大约为4m,绞车房的断面设计成半圆拱形,用石拱料来砌筑,条件允许的地方用锚喷支护。2采区变电所采区变电所的位置一般设在围岩稳定，地压小通风较好，无淋水的地点。在满足设备布置的前提下,应尽量减少硐室工程量,降低工程费用,以便向各个采区供电.它的大小由硐室内设备的数量,规格,设备间距以及设备与墙壁间距因素确定.硐室与电器设备应有0.5m的通道，相互之间应留0.8m以上通道温度不超过30℃，必须有足够的照明，机电硐室应设置瓦斯自动检测报警断电仪，并配备便携式个体检测设备。采区变电所的形式有：一字形、人形和