兴隆庄煤矿400万t新井通风设计

中国矿业大学矿井通风课程设计任务书兴隆庄煤矿400万t/a新井通风设计中国矿业大学安全工程学院二〇一〇年七月2一、设计目的本课程设计为煤矿新井通风设计，是《矿井通风与空气调节》、《矿井通风与安全》课程的主要教学环节之一，通过本课程设计，初步掌握矿井通风设计的步骤和方法，巩固所学理论知识，并运用所学知识分析和解决矿井通风的问题。二、设计内容及步骤1、矿井的地质概况，开拓方式及开采方法如下设计技术资料所示，矿井开拓平面图与剖面图见附件1和附件2。井下同时作业的最多人数为700人，综采工作面同时作业最多人数40人，高档普采工作面同时作业最多人数60人。2、提出该矿井前25年左右的矿井通风系统方案，并进行技术比较与经济比较（粗略），选择最优方案，确定出矿井的通风系统。3、确定采区的通风方式并作技术比较。4、确定采煤工作面的通风方式并作技术比较。5、确定主要通风机的工作方法并作技术比较。6、计算各用风地点的供风量和矿井总用风量。7、确定矿井通风困难时期和容易时期的开采位置，分别绘制两个时期的通风系统立体图和网络图（用A3或A4纸画）。8、分别计算两个时期的矿井最大通风阻力与等积孔，并评价矿井通风难易程度。9、选择矿井主要通风机并确定两个时期的工况点，选择配套电机，概算通风费用，提出对通风设备的安全技术要求。10、对以上内容进行综合协调，经过技术处理加工后，依据附件3说明书模板编制矿井通风系统说明书（包括目录、前言、正文及参考书目），绘制矿井通风系统图（比例尺为1：5000或1：0000，个别小矿井可采用1：2000），作图严格按照规范要求，具体要求见附件4.三、设计要求1、按设计内容及要求编排章节，并按序编页码2、语言文学（1）论证严密，逻辑性强（2）文理通顺，词达意明，应用专业术语（3）字体工整，书写清洁3、公式与图表（1）所用公式应写出处，并编号（如式4-2）公式中各项意义单位需注明，计算应准确，计算结果可以图表表示。（2）图表应按顺序编号（如表图2-3），标明图标、表题并与文字相呼应，表内数据对应数位应整齐、数字重复应照写。（3）所有图均采用纸质较好的白纸按制图标准描绘，要求图面清洁、粗细均匀、比例一致。34、排版格式完全参照《中国矿业大学本科生毕业设计（论文）撰写规范》四、设计技术资料兴隆庄煤矿400万t/a新井通风设计1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述兴隆庄矿井位于山东省兖州市境内，井田横跨兖州、曲阜两市，矿井北距兖州市8km，东距程家庄2.1km，东南距邹城市14km。井田境界以下列标高来确定；东：以肖家庄二号断层为界；西：以铺子断层为界；南：以-550m等高线为界，北：以3煤-175m底板等高线为界。井内的气象参数按表1所列的平均值选取。表1空气平均密度一览表季节地点进风井筒（kg/m3）出风井筒（kg/m3）冬1.281.20夏1.201.241.2井田地质特征井田走向最长9km最短6.72km，平均7.86km倾斜宽4.05km,井田面积31.833km2。1.3煤层特征本矿井可采煤层有3煤层，其煤层平均厚度为10m，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，本矿井第3、16、17层煤都属于氮气带，沼气和二氧化碳含量很低，均小于10m3/t，属低瓦斯矿井。可采煤层均有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸指数一般为37%~42%。各煤层都有自燃发火倾向，自燃发火期为3~6个月。2井田开拓2.1井田境界与储量矿井地质资源量：3#煤449.21（Mt），矿井工业储量429.21（Mt），矿井可采储量387.27（Mt），本矿井设计生产能力为400万t/年。工业广场的尺寸为800m×500m的长方形，工业广场的煤柱量为1525.5(万t)。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，四六制作业（三班生产，一班检修），每日三班出煤，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74.47年。4图1综合地质柱状图2.3井田开拓工业广场与主副井筒布置位置相同，即。井田中央。工业场地的形状和面积：根据表2.2工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为40公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向，长为800m,宽为500m。本设计选用主井开拓单水平上下山开采的开拓方案，煤层设计分两个阶段开采：第一阶段采用上山开采，从-175m——-370m，第二阶段采用下山开采，从-370m——-550m。整个井田划分为8个带区，其中第一阶段4个带区，第二阶段4个带区。工业广场应布置在井田储量中央处，大致在井田走向中央，倾向略微偏上位置，主副井均位于工业广场内。本矿井前期采用中央并列式通风，风井布置在工业广场内，矿井的边界煤柱为50m，后期采用对角式抽出通风，故将风井井筒布置在边界煤柱，从而减少了煤柱的损失。将大巷布置在煤层底板30m处的砂岩中，大巷基本保持与煤层同方向布置，巷道坡度不随煤层而起伏,一般保持5‰左右。3巷道布置与采煤方法3.1带区巷道布置及生产系统2煤0～2.200.8480.9955.50～120.80整合0.60～19.805.50分界砂岩　　上段由杂色泥岩、中、细砂岩组成。综合柱状1:500煤层标志层平均名称层间距（m）岩性特征整合不整合不整合　　以紫红色厚层细砂岩或中、细粒砂岩为主，间夹细砂岩与泥岩互层，下部岩性松散，底部偶见薄层底砾岩，本组地层仅分布在井田的东部边缘。为灰色、紫色等杂色泥岩、砂质泥岩，颗粒不均。本组地层仅在井田北部的83号孔和84号孔附近有残留以杂色粘土岩为主，间夹灰～灰绿色薄层粗、中、细砂岩及粉砂岩。偶见大羽羊齿、科达木等植物化石。底部普遍发育一层灰～灰白色粗砂岩或含砾粗砂岩，孔隙大，硅质接触式胶结，岩性稳定，可作为对比标志。32上1.070～3.28十灰15煤0～1.100.61上八灰0～4.041.769.263.60～24.802.50～25.1410.000.410～1.45七灰7.685.71～10.53下0.620～1.1710煤3.90～23.8515.398下上1010下七八九15上三五灰0～4.601.2017.668.35～25.24粉砂岩为主，含煤7层，其中16上、17层煤稳定可采。十下：浅灰～灰色石灰岩，岩溶裂隙较发育。上段以深灰色粉砂岩、泥岩为主，下段以灰色细砂岩及灰绿色中砂岩为主，共含薄煤12层，灰岩6层，其中五灰层位稳定，十上灰岩较稳定。　　三灰：灰～深灰色石灰岩，岩溶裂隙较发育。654由暗灰～灰黑色粉砂岩、泥岩组成，含薄层煤三层，第二层灰岩较少见。整合　　下段为含煤段发育有第2、3层煤，其间为灰～灰白色厚层中砂岩夹粉细砂岩，构成3煤顶板砂岩。下部为灰～深灰色细、中砂岩或粉砂岩，为3煤底板砂岩。5.181.27～6.64三灰5.32～15.5610.116煤0～0.970.6836.1924.15～46.348.282.30～10.653煤14.95～42.8529.75假整合7.24～8.677.93浅灰～青灰色石灰岩，上部夹薄层铝质泥岩，顶部岩溶裂隙较发育。1.70～9.354.434.641.40～12.1012.32～25.9117.59灰～乳白色石灰岩及杂色铝质泥岩为主，含薄煤一层，底部为铁质岩或铝质岩。十四灰岩溶裂隙较发育。5.78～12.557.95整合十四灰1.71～4.513.16十三灰0.45～104.481.460.13～5.7十二灰五9十五十四十三十二中1817十一上16十下1.000.50～1.2917煤上16煤1.090.60～2.35十灰2.56～10.705.13下2.40～27.9019.557.00～28.2718.07厚度(m)最小～最大最小～最大平均　　第二段：由浅灰色、灰绿色、杂色粘土及中细砂质粘土等组成，分布稳定。32.3±15.0～32.9第四段：由土黄色或褐黄色粘土和粉砂质粘土等组成，分布较稳定。　　第一段：以含粘土的中、粗砂及砂砾为主，中夹粘土透镜体。第三段：由深黄色或深褐色细砂以及粘土、砂质粘土、粘土质砂（砂砾）等相间组成。　　第五段：由棕黄色为主的粘土、砂质粘土、粘土质砂（砂砾）、砂（砂砾）层等相间组成。其中粘土类约占68%。砂土类由长石、石英组成，松散。40.0539.80～57.2012.5～41.052.1～117.1地层厚度（m）地层系统界系统组235.29132.40186.27～新生界系四第Q中生界系罗侏J上统J30～392.23上统P2上石盒子组P210～79.90二叠系P下统P1下石盒子组21P残厚0181.88～一般厚度60.00±山西组P11～132.3977.43152.91太原组本溪组上统2CC系炭石古生界系陶奥O中下统O2O1～173.78148.53185.13～20.0228.85～37.9725.20±残厚残厚5由于矿井采用前期中央并列式,后期两翼对角式通风。开拓巷道布置两条大巷，一条运煤回风，一条辅助运输和进风行人。在带区内部，各个分带共用一个带区煤仓和下部车场。根据矿井开拓布置，全井田划分为八个带区。首采带区位于井筒西侧，倾向长1952m，走向长220m，采用单巷掘进。首采区煤厚10m，平均倾角6°，属缓倾斜煤层，采用综放采煤法，一次采全高。根据《规范》规定并结合本矿区的实际情况，确定带区的工作面长度为220m。根据综放工作面运煤、辅助运输和通风的需要，确定顺槽的尺寸为4800mm*3500mm考虑到井田中央布置带区投产快，运输环节少，所以先采靠近井筒附近的带区，这样准备时间短，出煤快，在1个大带区内采用跳采来进行接替。首采带区为西二带区，位于井田中央的左侧，带区的开采顺序西二带区、西四带区、西六带区、西八带区、东一带区、东三带区、东五带区、东七带区。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设备如下ZFS6200/18/35型放顶煤支架、MG200/475—W型双滚筒采煤机、刮板输送机SGZ—1000/105、SZZ—1200/300型转载机、SB1200型破碎机、LADYZ-1200-4/3×375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回采巷道布置该采区开采单一煤层，煤层厚度为10m，且煤层硬度为f=2.3，属于中硬煤层，2个顺槽均采用矩形断面，锚网支护。为了减轻动压对巷道的影响，保证工作面顺利向前推进，根据本工作面超前动压的影响范围，对工作面安全出口30m范围内进行超前支护，由于上下平巷为采用锚杆支护的矩形巷道，顶板压力比较大，故超前支护形式为在巷道内侧设以单体液压支柱作腿，矿用工字钢作梁的加强支护。3.4部分井巷特征参数6表2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）五、成绩评定方法参照《矿井通风课程设计答辩和成绩评定》规定执行。六、附件附件1矿井开拓平面图附件2矿井开拓立体图井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）副井44.225.12井底车场15.715.1井底车场15.715.1轨道大巷15.715.1运料进风行人斜巷15.715.1轨道集中巷11.410.9轨道顺槽15.712.4工作面1213.8运输顺槽15.712.4运输集中巷1110.8回风斜巷14.714.5运输大巷16.2814.5风井33.1820.42