小康礦南二采區(qū)礦井通風及降溫系統(tǒng)設計開題報告

1、遼寧工程技術大學 本科畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告 題 目 小康礦南二采區(qū)礦井通風及降溫系統(tǒng)設計 指 導 教 師 張一夫 院（系、部） 安全科學與工程學院 專 業(yè) 班 級 安全工程(安全信息工程與檢測監(jiān)控系統(tǒng))10-1班 學 號 姓 名 吳永澤 日 期 2014年3月29日 一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀（一）、選題目的及意義煤礦井下開采存在著瓦斯及其他有害氣體，存在著瓦斯、煤塵爆炸，火災和煤炭自燃等危險，是煤礦安全生產(chǎn)的隱患。礦井通風系統(tǒng)作為礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分,對維護礦井安全生產(chǎn)發(fā)揮著極為重要的作用,礦井通風系統(tǒng)是否良好,對礦井節(jié)能降耗和抗災能力也具有十分重要的作用,是礦井安全生產(chǎn)

2、的保障系統(tǒng)。礦井通風系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié),用于保障煤礦的安全生產(chǎn)1。為了創(chuàng)造良好的煤礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，對瓦斯、煤塵和火災實現(xiàn)切實可行的防治，最經(jīng)濟、最基礎的解決方法就是搞好礦井通風工作。而礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是人們?yōu)轭A防礦井瓦斯、煤塵、火災等災害事故，改善礦井安全生產(chǎn)狀況，切實有效的控制煤礦災害的發(fā)生，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)所采取的一項重要措施2。因此，如何建立一個安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的礦井通風監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦企業(yè)重點考慮的一個問題。通風系統(tǒng)的基本任務是：供給礦井新鮮風量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風流的質(zhì)量（成份、溫度和速度）和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，

3、維持良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故,保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產(chǎn)。通過大學四年的對安全工程的認真了解與學習，我比較系統(tǒng)的掌握了安全工程專業(yè)的幾門重要課程，煤礦地質(zhì)學、采煤概論、通風安全學、安全管理學、安全系統(tǒng)工程等主要課程。我希望在通過對自己在實習單位收集的資料認真閱讀和對畢業(yè)設計論文指導書得閱讀，使我的畢業(yè)設計能夠做的更好質(zhì)量更高。通過指導老師張老師的幫助和建議，能夠使我對礦井通風系統(tǒng)設計有更好的理解，能夠更好的把所學習的理論知識應用到實踐中去，從而能夠提高我的實踐能力通過畢業(yè)設計小康礦南二采區(qū)礦井通風及降溫系統(tǒng)設計，了解井巷開拓和布置的方式、方法，掌握礦井通風

4、系統(tǒng)設計及礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設計的相關內(nèi)容。在專業(yè)教師的指導下，嚴格按照煤礦安全規(guī)程4的有關規(guī)定，通過查閱大量的相關資料、書籍，綜合運用和深化所學的專業(yè)知識，結(jié)合AutoCAD制圖，參照煤炭工業(yè)設計規(guī)范5，進行礦井儲量計算、開拓布置、礦井通風方式及通風機等設備的選擇，風量計算與分配、通風阻力計算，繪制礦井網(wǎng)絡圖、通風系統(tǒng)圖，并通過煤炭工業(yè)采礦設計手冊6檢驗各項參數(shù)是否達到要求，完成對小康礦西二采區(qū)的礦井通風及監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設計，為今后的工作和學習打下堅實的基礎。（二）、國內(nèi)外礦井通風及降溫系統(tǒng)研究現(xiàn)狀（1）國內(nèi)外礦井通風技術現(xiàn)狀國外礦井通風發(fā)展歷史悠久，早在1902年愛爾蘭就成功研制了世界上第一臺

5、多葉片礦井通風機。這臺通風機的安裝使用使井下通風發(fā)生了巨大的變化。從那時起多葉片風機對于發(fā)展整個風機技術做出了許多重要的貢獻。60年代至70年代初期，風機技術水平發(fā)展較快，至70年代初，隨著礦井開采的大型化深度化，以及高強度采礦方法和無軌柴油運輸設備的廣泛使用，使礦井需要的風量和負壓大大增加。因此這些因素使現(xiàn)代化礦井需要大型的礦井通風機，來滿足大風量和高負壓的要求。所以通風機的大型化和高壓化在國外有了快速的發(fā)展。此時風機的最大直徑達到5.38m,風量最大為250萬M3 /h，負壓最大915mmH2O。但是隨著近年二十年來世界各主要工業(yè)國家對能源的開發(fā)和利用的依賴性較大，工業(yè) 發(fā)展速度放慢，因此

6、對各種大型工業(yè)裝置的需求驟減。因而風機大型化、高壓化程度基本上都停留在70年代的初期水平。與此同時，風機的發(fā)展則開始轉(zhuǎn)向以節(jié)省能源和防止為目標的高效化、高速小型化、組裝化和低噪聲化。同時隨著計算機術的發(fā)展，計算機技術在風機設計，通風系統(tǒng)優(yōu)化等方面廣泛應用。目前，我國十分重視煤礦通風安全工作，頒布了一系列安全生產(chǎn)法規(guī)和勞動保護法令，并成立了專門的監(jiān)督監(jiān)察機構(gòu)，不斷的修訂煤礦安全規(guī)程。尤其是中華人民共和國安全生產(chǎn)法、中華人民共和國礦山安全法、中華人民共和國煤炭法等法律法規(guī)的頒布和實施，使我國的煤礦安全生產(chǎn)走向了法制化的軌道。更重要的是，我國在礦井通風技術方面也有了很大的發(fā)展。當前，我國的各類煤礦普

7、遍實現(xiàn)了機械通風，通風系統(tǒng)布置大體能夠?qū)崿F(xiàn)分區(qū)通風,在安全檢測和質(zhì)量管理方面基本實現(xiàn)了礦井通風質(zhì)量標準化管理。近年來計算機技術7在煤礦生產(chǎn)領域得到了廣泛的應用，這推動了礦井通風設計、礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化和檢測監(jiān)控工作的發(fā)展8，并編制出了多種通風網(wǎng)絡解算、主要通風機選型優(yōu)化等應用軟件。同時開發(fā)了一些功能更齊全的智能化通風儀表，其中壞境檢測系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應用。（2）國內(nèi)外降溫系統(tǒng)發(fā)展狀況9國外對礦井高溫現(xiàn)象的描述，最早可追溯到16世紀。直到20世紀20年代，對于高溫現(xiàn)象的研究都只是局限于礦井地溫及巷道溫度的觀測，在理論上的研究很少。但是 不可否認，這些研究積累了大量的技術數(shù)據(jù)和觀測資料，取得了非

8、常重要的技術成果。世界礦業(yè)發(fā)達國家如美國、德國、英國、前蘇聯(lián)、巴西、南非等，為了改善作業(yè)環(huán)境提高勞動生產(chǎn)率，相繼開展了礦井熱害的預防和治理工作。這些國家的學者們在礦井風溫預測、巖石熱物性參數(shù)的測定、地溫的觀測、系數(shù)的計算等方面做了大量的研究，為礦井熱害的治理奠定了基礎。我國礦井熱害治理工作始于20世紀50年代，直到80年代后期才取得實質(zhì)性進展，相繼有相關的論文和著作問世。近年來的統(tǒng)計資料表明，我國己有140余對礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害問題，其中采掘工作面風溫超過30的礦井己達60余對。我國高溫礦井越來越多，礦井熱害問題越來越受到礦業(yè)界的關注。 我國礦井空調(diào)始于20世紀70年代初，淮南九龍崗礦設

9、計了我國第1個礦井局部制冷降溫系統(tǒng)；80年代在新汶孫村礦設計了我國第1個井下集中制冷降溫系統(tǒng)；90年代又在新汶孫村礦設計了我國第1個地面集中制冷降溫系統(tǒng)；2002年又成功設計了冰冷低溫輻射空調(diào)降溫系統(tǒng)。與國外相比，這些系統(tǒng)規(guī)模不大，發(fā)展速度緩。 但是進入21世紀以來，無論從技術上還是從規(guī)模上，我國的礦井空調(diào)都在快速發(fā)展。2000年以來，各高校和科研院所相繼在東灘礦、唐口礦、平煤集團四礦、五礦、六礦、劉莊礦等礦井展開了礦井熱害治理的科研工作，其中平煤四礦和劉莊煤礦都設計了地面集中制冷降溫系統(tǒng)，制冷能力分別達到了7 600 kW和5 500kW。制冷能力和制冷設備比以往都有了很大的提高和改進，但是

10、與國外還有一定的差距，大型礦井集中式空調(diào)系統(tǒng)中的許多問題仍待解決。 二、研究方案及預期結(jié)果（一）、研究方案（1）小康礦礦井概況：礦井概況行政隸屬、設計開發(fā)歷史、地質(zhì)概況、地質(zhì)地層、綜合柱狀圖、煤層特征、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯、煤塵、水文，地質(zhì)勘探；（2）明確井田境界，計算礦井儲量，確定礦井井型及服務年限、制定工作制度；（3）礦井現(xiàn)有開拓方式及開拓系統(tǒng)綜述與評價。對井筒形式、位置、數(shù)目、階段水平劃分、通風方式等的合理性進行評價，對不合理的部分提出改正意見與方法；采區(qū)劃分，礦井開采程序與采區(qū)接續(xù)關系；開拓與準備情況（巖掘工作面?zhèn)€數(shù)）；采煤方法、回采工藝綜述；（4）采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)。對通風設計執(zhí)行

11、階段（時期）的礦井生產(chǎn)采區(qū)進行巷道布置設計，給出巷道布置設計方案、生產(chǎn)采區(qū)的采區(qū)劃分區(qū)段或條帶、同時開采工作面?zhèn)€數(shù)、備用工作面情況等；采掘比（掘進工作面?zhèn)€數(shù)），采掘接替關系、區(qū)內(nèi)開采程序與接續(xù)（采區(qū)內(nèi)工作面接續(xù)）；采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)（運煤、排矸、掘進、運料、行人、通風）；（5）設計礦井通風系統(tǒng)。通風設計的一般問題及原則；選擇礦井通風方式與方法；擬定礦井通風系統(tǒng)，所設計通風系統(tǒng)的服務范圍區(qū)域或水平；確定通風困難時期和容易時期，繪制網(wǎng)絡圖（容易困難兩個時期）；阻力測試數(shù)據(jù)及處理；礦井所需風量計算與風量分配（由內(nèi)到外、采掘工作面一般按四算一校核計算）；礦井阻力計算；選擇主要通風機、電動機，工況點分析；

12、通風費用概算；局部（掘進）通風設計；（6）礦井安全設施施工設計。風機附屬裝置設計：風硐、擴散器、防爆門等；通風構(gòu)筑物設計：遮斷風門、調(diào)節(jié)風門、風窗、密閉墻、風橋、測風站等；巖粉棚，隔爆水棚設計；通風系統(tǒng)日常維護、礦井災害預防與處理計劃（避災路線或其它）；（7）礦井降溫系統(tǒng)專題設計。（二）、預期成果通過對小康礦南二采區(qū)礦井通風及降溫系統(tǒng)設計，加深對礦井開拓設計、通風系統(tǒng)設計、降溫系統(tǒng)設計等相關知識的掌握，加強獨立完成設計的工作能力，學會系統(tǒng)、綜合的把所學的專業(yè)知識運用到解決實際問題的實踐中去，能夠熟悉并執(zhí)行煤礦安全規(guī)程等煤炭工業(yè)法律法規(guī)與技術標準，明確各種設備的選型和計算，使礦井的開拓設計、通風

13、系統(tǒng)設計及降溫系統(tǒng)設計10達到現(xiàn)代礦井安全生產(chǎn)的要求。三、研究進度為了按時完成畢業(yè)設計任務，我計劃研究進度如下：第五周（3月17日 23日）：查閱參考資料，熟悉設計大綱，了解設計內(nèi)容，撰寫開題報告；第六周（3月24日 30日）：確定完善開拓圖；完成說明書前二章（一、礦井概況行政隸屬、設計開發(fā)歷史、地質(zhì)概況、地質(zhì)地層、綜合柱狀圖、煤層特征、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯、煤塵、水文，地質(zhì)勘探；二、井田境界、儲量計算、井型、服務年限、工作制度）； 第七周（3月31日 4月6日）：完成說明書第三章（三、礦井現(xiàn)有開拓方式綜述。對井筒形式、位置、數(shù)目、階段水平劃分、通風方式等進行綜述，不合理的部分可提出改正；劃分采區(qū)、

14、采煤方法、回采工藝綜述；礦井開采程序與采區(qū)接續(xù)關系；開拓與準備情況（巖掘工作面?zhèn)€數(shù)）；繪制礦井開拓系統(tǒng)圖）；外文文獻翻譯；第八周第九周（4月7日 18日）：完成說明書第四章（四、采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)）；第十周（4月21日 27日）：選擇礦井通風方式與方法，擬定礦井通風系統(tǒng)，所設計通風系統(tǒng)的服務范圍區(qū)域或水平；確定通風困難時期和容易時期、繪制網(wǎng)絡圖（容易困難兩個時期）；繪制礦井通風系統(tǒng)圖；第十一周（4月28日 5月4日）：風量計算，風量分配，阻力計算；第十二周（5月5日 11日）：選擇主要通風機、電動機，工況點分析；通風費用概算；局部（掘進）通風設計；第十三周第十四周（5月12日 5月25

15、日）：安全設施施工設計，災害預防與處理計劃；第十五周第十六周（5月26日 6月8日）：礦井降溫系統(tǒng)設計，相關計算繪圖、說明書；外文資料翻譯；第十七周（6月9日 6月15日）：檢查設計，完善圖紙，完善說明書；設計說明書的打印裝訂，設計圖紙的繪制輸出；第十八周（6月16日 6月20日）：提交畢業(yè)設計，教師評閱。四、主要參考文獻1 黃元平.礦井通風M.第1版.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1986. 2 白長青,田來柱.監(jiān)測監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)中的作用J.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2006. 3 吳中立.礦井通風與安全M.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1989年.4 煤礦安全規(guī)程M.第1版.北京:中國法制出版社,2008.5 煤炭工業(yè)設計規(guī)范M.第1版.北京:中國計劃出版社,1995. 6 煤炭工業(yè)采礦設計手冊M.第1