塔山矿1500万t新井通风设计

中国矿业大学矿井通风课程设计任务书塔山矿1500万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、设计技术资料塔山矿1500万t/a新井通风设计1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述山井田位于山西省大同煤田东翼中东部边缘地带，距大同市约30km，距同煤集团公司17km。东部为南郊联营矿，北部与石炭系马脊梁矿、四台矿井田相接，西部与潘家窑井田、西南部与马道头井田相邻，西北部与井儿沟区地方煤矿开采区相接。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井田地质特征塔山矿井井田东西走向长17.22～20.84km，平均走向长24.3km，南北倾斜宽9.36～12.56km，平均倾斜宽11.7km，井田面积168.88km2。1.3煤层特征本矿井主要可采煤层，3-5#煤层平均厚15.72m，8#煤层平均厚度6.12m，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，全矿井最大相对瓦斯涌出量为6.48m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。据煤的自燃发火倾向测试结果，各煤层均属自燃发火煤层。2井田开拓2.1井田境界与储量矿井地质资源量：(3-5)#煤层可采储量1453.0Mt），8#煤层可采储量610.32Mt，共2153.93Mt，矿井工业储量4614.80（Mt），矿井可采储量3140.92Mt，本矿井设计生产能力为1500万t/年。工业广场的尺寸为长方形，工业广场的煤柱量为1786(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300天计算，“三·八”制作业，每天安排3班，其中2班生产，1班检修，净提升时间为14小时。本矿井的设计生产能力为1500万吨/年,矿井服务年限为140年，其中5(3-5)#煤层服务年限为68.6a。4OOO老虎山下统奥陶系本溪中统石灰岩铝质泥岩19.00115.55下石盒子组P1xs系叠二生界古岩性简述岩石名称标志层及煤层编号柱状1：500层厚（）组统系界地层单位118.89浅灰色、层状、性脆、微晶结构、纯质，高角度裂隙发育。浅灰色到暗红色、中厚层状、含有铁质结核上统太原组泥岩、粉砂岩、砂岩灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片石炭系下统P1山西组P1s55.53.33.0453.4砂岩、粉砂岩、泥岩砂岩、粉砂岩、泥岩泥岩和粉砂岩6号煤灰黑～黑色、条带状、层状结构、碎块下统P137.502.353.25.78160铝质泥岩泥岩、粉砂岩、砂岩浅灰色到暗红色、中厚层状、含有铁质结核泥岩、砂岩灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片4号煤砂岩上统P2上石盒子组P2SS煤煤煤80.160.6094.270.4170.870.5454.30泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩、砂岩泥岩、粉砂岩、砂岩颜色变杂，紫色绿色增多颜色变杂，紫色绿色增多颜色变杂，紫色绿色增多颜色变杂，紫色绿色增多上第三系N7.6413.587.64粘土、薄层砂中砂、细砂及少量粗砂粘土、砂质粘土灰绿色、灰白色，粘土可塑性强灰白色、浅黄色，砂层结构松散棕黄色、灰绿色，顶部富含钙质铁锰结核第四系Q更新统Q1-3全新统Q47.647.647.64细砂、粘土、砂质粘土粘土、砂质粘土细砂、粉砂、粘土质砂浅黄色及浅灰绿色、灰白色棕黄色夹浅灰绿色、顶部含有钙质铁锰质结核褐黄色、含螺蛳、蚌壳化石，近地表为耕植土壤图1综合地质柱状图2.3井田开拓矿井工业场地选择在位于井田东侧的杨家窑村附近。井田划分为上、下两个水平开拓。3-5#煤层以上各可采煤层距离较近，称为上组煤，即上水平（1070水平）；8#煤层称为下组煤，即下水平（1030水平）。上组煤可采煤层分别为山4#、2#、3#和5（3-5）#5煤层，主采煤层为3#和5（3-5）#煤层。主、副平硐进入3-5#煤层后，大巷沿塔山区断层群北侧向西，直至挖金湾工业场地下，然后沿铁路保护煤柱向王村区方向延伸，直至井田西部边界。一盘区以大巷作为盘区巷道，实行大巷条带式单翼布置开采，工作面由北向南推进。二盘区沿井田东南边界布置二盘区巷道，工作面基本垂直盘区大巷沿倾向仰斜布置开采。三盘区从大巷拐角处向西北方向延伸，通过雁崖工业场地下，直至井田北部边界，作为三盘区盘区巷道。矿井前期上组煤主要大巷确定沿3-5#煤层布置，共布置3条大巷，其中，一条为胶带输送机运输大巷，一条为辅助运输大巷，另一条为回风大巷。因井田东部井底3-5#煤层见煤点标高在1070m左右，故一水平大巷统称为1070水平大巷3巷道布置与采煤方法3.1盘区巷道布置及生产系统设计首采为一，二盘区，2个综采放顶煤工作面、1个综采工作面、2个连采机工作面、3个综掘工作面。一盘区走向长度6200m，倾斜长度4100m；二盘区走向长度5700m，倾斜长度2900m。首采带区工作面长度取250m；两斜巷设计均为矩形断面。矿井前期在开采3-5#煤层前，对于一盘区北翼，需先行开采上覆的山4#煤层；对于二盘区，2#煤层因煌斑岩侵入而无开采价值，山4#煤层主要分布于盘区西部，对矿井初期开采3-5#煤层影响不大，随着工作面推进，二盘区后期开采时，须及时开采上覆的山4#煤层，以便充分利用煤炭资源，提高资源利用率。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设备选择如下：液压支架ZZ4000/18/38、采煤机SL500AC、刮板输送机PF6/1142、PF6/1542型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2×160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回采巷道布置设计+1070m水平大巷均沿煤层底板布置。盘区各工作面顺槽均沿煤层底板布置。各盘区顺槽与大巷之间，均直接（或通过风桥）搭接。一盘区南翼、二盘区、三盘区均布置三条大巷，巷道中心距均为35m，一盘区南翼大巷保护煤柱为50m、二盘区大巷保护煤柱为100m、三盘区大巷保护煤柱为50m。各盘区胶带输送机大巷安装胶带输送机、辅助运输巷用混凝土铺底运行无轨胶轮车并同时用兼作进风、回风大巷专用于回风。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）巷道名称长度(m)净周长净断面(m2)副平硐17.3520.55+1070m水平辅助运输大巷16.8019.00机头硐室检修联络巷12.9011.50回辅联络巷14.6013.10+1070m水平辅助运输大巷16.8019.00+1070m水平回风大巷16.2017.80盘道回风大巷15.5016.30盘道回风大巷22.0024.00盘道回风大巷15.5016.30盘道回风大巷16.0015.75爆炸材料发放硐室8.344.80盘道回风立井20.4133.17盘道回风立井风硐18.4523.80盘道进风立井20.4133.17盘道进风大巷16.1017.80+1070m水平回风大巷16.2017.80主变电所13.5012.80主排水泵房13.5012.80主排水泵房管子道10.708.00主平硐16.2018.43+1070m水平胶带输送机大巷15.6017.00二盘区辅助运输大巷15.3015.80二盘区胶带输送机上仓斜巷13.8013.20二盘区回风大巷16.2017.805103巷16.6016.505103巷16.6016.502102巷17.0017.005102巷16.6016.508102综放工作面（备用面）14.5012.002101巷17.0017.005101巷16.6016.508101综放工作面14.5012.00+1070m水平大巷综掘面16.8019.00一盘区南翼辅助运输大巷15.3015.80一盘区南翼回风大巷16.2017.80一盘区南翼变电所15.9017.30一盘区南翼胶带输送机上仓斜巷13.8013.208113顺槽综掘面16.6016.50一盘区南翼大巷联络巷16.6016.50一盘区南翼胶带输送机大巷16.6016.507巷道名称长度(m)净周长净断面(m2)一盘区变电所15.3015.80+1070m水平大巷联络巷15.9017.30一盘区南翼大巷联络巷15.9017.30五、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