礦井通風(fēng)課程設(shè)計-400萬噸新井通風(fēng)設(shè)計

礦井通風(fēng)課程設(shè)計一400萬噸新

井通風(fēng)設(shè)計

目錄

1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征.......................................................1

1.1礦區(qū)概述............................................................1

L2井田地質(zhì)特征........................................................1

L3煤層特征............................................................1

2井田開拓.....................................................................1

2.1井田境界與儲量......................................................1

2.2礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限................................1

2.3井田開拓............................................................3

3巷道布置與采煤方法...........................................................4

3.1帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)..............................................4

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

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

3.4部分井巷特征參數(shù)....................................................4

4礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定.............................................................5

4.1通風(fēng)系統(tǒng)擬定原則和要求..............................................5

4.2礦井通風(fēng)方式的選擇..................................................5

4.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較...........................................11

4.4礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法.............................................13

5帶區(qū)通風(fēng)....................................................................15

5.1帶區(qū)通風(fēng)的要求.....................................................15

5.2帶區(qū)進(jìn)、回風(fēng)上山的通風(fēng)系統(tǒng).........................................16

5.3回采工作面通風(fēng)方式選擇.............................................16

6掘jjL通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)1I???????????????????????????????????????????????????????????19

6.1掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原則.............................................19

6.2掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇...................................................19

6.3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計算.............................................22

6.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型...................................................24

6.5掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理和安全措施.........................................28

7礦井風(fēng)量計算與分配..........................................................29

7.1礦井總風(fēng)量的計算....................................錯誤!未定義書簽。

7.2礦井風(fēng)量分配.......................................................32

7.3風(fēng)速驗算...........................................................33

8礦井通風(fēng)阻力計算............................................................37

8.1通風(fēng)阻力的計算原則.................................................37

8.2通風(fēng)容易時期和困難時期的確定.......................................37

8.3礦井通風(fēng)阻力計算...................................................41

8.4礦井通風(fēng)總阻力.....................................................43

9礦井通風(fēng)設(shè)備選型............................................................45

9.1礦井通風(fēng)設(shè)備選型要求...............................................45

9.2礦井自然風(fēng)壓.......................................................45

9.3通風(fēng)機(jī)選擇.........................................................46

9.4電動機(jī)選擇.........................................................47

9.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求...............................................49

9.6通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)...........................................49

10礦井通風(fēng)費用概算...........................................................51

10.1噸煤通風(fēng)電費......................................................51

10.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費和維修費..........................................52

10.3專用通風(fēng)巷道的維護(hù)費..............................................52

10.4通風(fēng)員工工資費用..................................................53

10.5噸煤通風(fēng)成本......................................................53

11結(jié)論.......................................................................53

12參考文獻(xiàn)...................................................................53

1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征

1.1礦區(qū)概述

本區(qū)交通便利，鐵路、公路及水路運輸均很發(fā)達(dá)。鐵路有兗（州）新（鄉(xiāng)）鐵路通過濟(jì)寧市,

向東32km至兗州站，與京滬線相接；向西在荷澤東站與京九線相接，在新鄉(xiāng)與京廣線相接軌。

通往日照港的兗（州）石（臼所）鐵路全長316km。礦井以孫氏店斷層為界；西以3上煤的-1000m

等高線垂切至各煤層為界；北以3910000緯線與濟(jì)寧二號煤礦相毗鄰；南以3900000緯線與王樓

煤礦分界；東南以16上煤-350m等高線、C16-1和C15-2號孔連線與泗河煤礦分界。井內(nèi)的氣象

參數(shù)按表1.1列的平均值選取。

表1.1空氣平均密度一覽表

鈿---------一地良進(jìn)風(fēng)井筒（kg/m3）出風(fēng)井筒（kg/nP）

冬1.281.20

夏1.201.24_____________

1.2井田地質(zhì)特征

井田的傾向方向最大長度為7.95km,最小長度為5.35km,平均長度為7.51km。井田的走向

方向的最大長度為7.7km,最小長度為0.98km,平均長度為7.60km,水平面積為57.08平方公里。

1.3煤層特征

本礦井可采煤層有3下煤層，其煤層平均厚度為6.5m,具體參見圖1綜合地質(zhì)柱狀圖。根據(jù)

精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，礦井瓦斯相對涌出量為0.251?0.67m3/t,絕對涌出量為2.81?

6.807m3/min,礦井CO2相對涌出量為0.42?1.48m3/t,絕對涌出量為6.91?11.447m3/min,本礦

井屬于低瓦斯礦井。

勘探時期測試資料，各煤層的火焰長度均大于380mm,撲滅火焰的巖粉量35?90%,原煤可

燃基揮發(fā)份平均值都大于37%,根據(jù)揮發(fā)份（Vdaf）和固定碳計算的煤塵爆炸指數(shù)，山西組煤

38.21%,太原組煤44.26%。各煤層均有煤塵爆炸危險性。

3上、12下煤為（I?IV）極易自燃?不自燃煤層；3下煤為（II?IV）易自燃?不自燃煤層;

6、17煤為（山?W）易自然發(fā)火?不自然發(fā)火煤層；10下煤（HI）為不易自燃煤層；15上、16

上煤層為（H?IV）易自然發(fā)火?不易自燃煤層。故本井田各煤層均有自然發(fā)火傾向，為保證生

產(chǎn)安全，按U級自然發(fā)火煤層進(jìn)行防范。

2井田開拓

2.1井田境界與儲量

礦井地質(zhì)資源量：3下煤490.84（Mt）,礦井工業(yè)儲量481.02（Mt）,礦井可采儲量342.94

（Mt）,本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為400萬t/年。工業(yè)廣場的尺寸為800mx500m的長方形，工業(yè)廣場

的煤柱量為1232（萬t）o

2.2礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限

本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，“三八制”，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)

1

備，每班工作8小時，凈提升時間為16小時。本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為400萬噸/年，礦井服務(wù)年

限為61.24年。

2

圖2.1綜合地質(zhì)柱狀圖

2.3井田開拓

工業(yè)場地的位置選擇在主、副、風(fēng)井井口附近，即井田中部偏東。

井田主采煤層為3下煤層，設(shè)計中只針對3下煤層。3號煤層傾角平緩，為0?6。，平均4。，

為近水平煤層，故設(shè)計為單水平開采。水平標(biāo)高-520m,帶區(qū)式開采。

礦井共有三個井筒，分別為主立井、副立井、回風(fēng)立井。主井井筒位于礦井工業(yè)場地，圓形

斷面，凈直徑<!>=7.5m,凈斷面面積44.18m2,擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)。副立井位于礦井工

業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦井的人員、材料、設(shè)備和砰石的提升任務(wù)，為礦井的主要進(jìn)風(fēng)井。進(jìn)風(fēng)立井位

于礦井工業(yè)場地，井筒凈直徑中=6.5m,擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)風(fēng)量，內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間作為安全出口。

輔助運輸大巷和主運輸大巷基本沿3下煤層底板布置，與3下煤層底板相距20m,局部半煤

巖及巖巷，巷道坡度隨煤層而起伏，一般2。?5。，輔助運輸大巷局部8。，主運輸大巷上倉段局部

10%主運輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度220mm,輔助運輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度220mm。

大巷沿煤層傾向布置，沿東西方向，均貫穿井田，大巷為兩巖一煤；輔助運輸大巷和主運輸

大巷布置在巖層中，局部半煤巖及煤巷，均沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷在煤層中，沿煤層頂板掘進(jìn)，

局部半煤巖及巖巷。

3

3巷道布置與采煤方法

3.1帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)

設(shè)計首采帶區(qū)(東七帶區(qū))位于井田北翼，井底車場北部。

首采帶區(qū)東七帶區(qū)位于井底車場北側(cè)，帶區(qū)內(nèi)劃分四個區(qū)段，區(qū)段平均長1858m,寬266m,

工作面長245m,兩條斜巷均為4.5m寬，3m高，加上煤柱，區(qū)段寬為264m。首采工作面可推進(jìn)

長度1848m。工作面布置兩條斜巷：西側(cè)布置一條斜巷，兼做進(jìn)風(fēng)、行人巷；東側(cè)布置一條斜巷,

并布置皮帶，做為運輸、行人巷，兼做回風(fēng)巷。斜巷斷面均為4.5m寬，3m高；兩個工作面之間

的煤柱留設(shè)10m的保護(hù)煤柱。

首采帶區(qū)為東七帶區(qū)，前期依次采東三、東一、東五、東九、東十一帶區(qū)，后期依次采西六、

西十二、西十八、西二、西四、西八、西十、西十四、西十六帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留設(shè)10m,

故各區(qū)段之間依次開采，首采工作面為3下701工作面，然后依次開采下一個區(qū)段。煤柱不回收。

3.2采煤方法

主采煤層選用綜采開采工藝，傾斜長壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推進(jìn)方向

確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用配套設(shè)備：液壓支架ZFS6200/18/35、SL300(AC)

電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)SGZ1000/1050、SZZ-1000/375型轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM110型破碎機(jī)、

SSJ1000/2X160型帶式輸送機(jī)。采煤機(jī)截深0.8m,其工作方式為雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，工作面端

頭進(jìn)刀方式。工作面用先移架后推溜的及時支護(hù)方式。

3.3回采巷道布置

工作面回采巷道布置方式為一進(jìn)一回。每個工作面布置兩條斜巷，工作面西側(cè)布置一條斜巷,

做為輔助運輸、進(jìn)風(fēng)、行人巷；東側(cè)布置一條斜巷，并布置膠帶，作為運輸、行人巷兼做回風(fēng)巷,

采用綜掘機(jī)掘進(jìn)割煤，錨桿機(jī)進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化掘進(jìn)方式。斜巷斷面均為4.5m寬，3m高。

3.4部分井巷特征參數(shù)

表3.1部分井巷特征參數(shù)

(其他井巷參數(shù)自行設(shè)計、計算或在相關(guān)圖紙上提取)

井巷名稱長度(m)斷面(m2)周長(m)

副井50.225.1

井底車場2420

北一輔助大巷18.716.4

東七輔運巷18.716.4

輔運進(jìn)風(fēng)斜巷13.515

工作面16.816.8

膠帶回風(fēng)斜巷13.515

東七回風(fēng)巷15.715.1

北一回風(fēng)大巷15.715.1

4

回風(fēng)井33.220.4

4礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定

4.1通風(fēng)系統(tǒng)擬定原則和要求

1)通風(fēng)系統(tǒng)擬定原則

擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可靠、投產(chǎn)較早、出煤較多，通風(fēng)基建費用和經(jīng)營費用之

總和最低以及便于管理。

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理：集中進(jìn)回風(fēng)線路要短，通風(fēng)總阻力要小，多階段同時作業(yè)時，主要

人行運輸巷道和工作點上的污風(fēng)不串聯(lián)。

(1)內(nèi)外部漏風(fēng)少。

(2)通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔助通風(fēng)機(jī)要少。

(3)充分利用一切可用的通風(fēng)井巷，使專用通風(fēng)井巷工程量最少。

(4)通風(fēng)動力消耗少，通風(fēng)費用低。

2)通風(fēng)系統(tǒng)擬定基本要求

(1)每個礦井和階段水平之間都必須有2個安全出口。

(2)進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m\

(3)新設(shè)計的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井，已作進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措

施，使進(jìn)風(fēng)流的含塵量符合上述要求。

(4)主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得

造成公害。

(5)礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60%以上。

(6)采場、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，

有污風(fēng)串聯(lián)時，應(yīng)禁止人員作業(yè)。

(7)井下碉室和炸藥庫，必須設(shè)有獨立的回風(fēng)道。

(8)主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求lOmin內(nèi)實現(xiàn)反風(fēng)。

4.2礦井通風(fēng)方式的選擇

1)選擇通風(fēng)方案的因素

選擇通風(fēng)方式應(yīng)根據(jù)礦井的實際情況，結(jié)合各種通風(fēng)方式的特點及使用條件，并考慮以下兩

種因素：

(1)自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、瓦斯等級。

(2)經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運行費用、設(shè)備裝備費用。

2)礦井通風(fēng)方案

一般情況下，礦井主要有五種通風(fēng)類型(圖中主扇工作方法暫且按抽出式)：中央并列式(圖

5

4.1）、中央分列式（圖4.2）、兩翼對角式（圖4.3）、分區(qū)對角式（圖4.4）和混合式通風(fēng)。但一般

來說新建礦井多在前4種方式中選擇?；旌鲜绞乔皫追N方式的綜合，多在老井的改建、擴(kuò)建時使

用。故我們只對前4種通風(fēng)方式作一個粗略的比較，見表2-1所示。

方案一：中央并列式

圖4.1中央并列式通風(fēng)方式

方案二：中央分列式

一

「

r—|_--

-采-

--采

-區(qū)-

--區(qū)

L，

--一

圖4.2中央分列式通風(fēng)方式

方案3：兩翼對角式

6

方案4：采區(qū)式通風(fēng)方式

圖4.4采區(qū)式通風(fēng)方式

3）通風(fēng)方式的選擇

各種通風(fēng)方式的特點、優(yōu)缺點及適用條件進(jìn)行對比，見表4.1。

表4.1各種通風(fēng)方式對比

類型通風(fēng)系適用條件及優(yōu)缺點

統(tǒng)

7

出

安全

邊界

設(shè)置

暫未

初期

投產(chǎn)

井

進(jìn)風(fēng)

（一

不長

長度

，走向

角大

層傾

口，煤

沿

風(fēng)井

與回

、

瓦斯

而且

深，

埋藏

m）,

于4k

般小

及

走向

井田

致

均大

傾斜

。

礦井

重的

不嚴(yán)

發(fā)火

自然

口

生

，采區(qū)

煤快

少，出

投資

L初期

田

于井

并列

3

；

管理

便于

中，

產(chǎn)集

井

央，兩

的中

9

，

占地少

地，

工業(yè)場

省風(fēng)井

2.節(jié)

掘

以開

底可

歲

少；

壓煤

風(fēng)井

邊界