中国矿业大学矿业工程学院矿井通风与安全课程设计设计人员：王长伟01070114 张文亮01070122王志超01070116设计题目 新驿煤矿120万t/a新井通风设计班级 采矿07-4班 指导教师 成绩 日 期 2011年1月1目 录1 矿井设计概况21.1 矿区概述及井田地质特征21.2 井田开拓21.3 巷道布置与采煤方法42 矿井通风系统拟定52.1 矿井通风系统基本要求52.2 矿井通风方式的选择52.3 矿井通风方案技术72.4 通风机的工作方法73 采区通风93.1 带区通风系统的要求93.2 回采工作面通风方式94 掘进通风124.1 掘进方法的确定124.2 掘进工作面通风方式124.3 煤巷掘进工作面需风量134.5 掘进通风机技术管理和安全措施175 矿井风量计算与分配185.1 矿井总风量的计算185.2 矿井风量分配216 矿井通风阻力的计算246.1 矿井最大阻力路线246.2 通风阻力的计算296.3 矿井通风总阻力306.4 两时期矿井总风阻和总等积孔307 矿井通风设备选型327.1 选择主要通风机的基本原则327.2 通风机风压的确定327.3 电动机选型347.4 矿井主要通风设备的要求347.5 通风附属装置及其安全技术348 矿井通风费用概算368.1 吨煤通风电费368.2 通风设备的折旧费和维修费378.3 通风员工工资费用378.4 专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费378.5 吨煤通风成本379 结论38参考文献391 矿井设计概况1.1 矿区概述及井田地质特征1)矿区概述九龙矿位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部。九龙矿地处鼓山东麓。区内有公路与主干道相通，向北39.5公里到邯郸市与107国道和京深高速公路接壤，并向北32公里与309国道相连北起以F9-1 和F9-2断层，南以F26 断层，西以F8断层,分别与九龙矿井田、梧桐庄井田、二矿泉头扩大区和新三矿相邻，东以二号煤层-900的等高线为边界。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1.201.17夏1.1721.1532)井田地质特征南北走向长度约为8km。东西倾斜宽大约大约2.5km。井田面积约20km2。3)煤层特征本矿井可采煤层有2煤层，其煤层平均厚度为6.2m，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，1985年，抚顺煤研所确定本矿井-600m水平瓦斯相对涌出量为24.1 m3/t.d，-850m水平瓦斯相对涌出量为26.9 m3/t.d，属高瓦斯矿井。九龙矿煤类为烟煤，煤尘爆炸指数均大于15%，都具有爆炸危险性，在精查勘探与二水平补勘阶段井田内2、4、8、9号煤层进行了煤尘爆炸性实验，均有爆炸危险性。矿井投产以来，井下煤层及地表煤堆、矸石山未发生过自燃现象。经煤炭科学研究总院抚顺分院对九龙矿2、4号煤的自燃进行了鉴定，鉴定结果表明2号、4号煤为三类不易自燃。1.2 井田开拓1）井田境界及储量矿井地质资源量：3上1煤110.2（Mt），3上2#煤32.41（Mt），共142.61（Mt），矿井工业储量132.88（Mt）， 矿井可采储量99.88（Mt），本矿井设计生产能力为120万t/年。工业广场的尺寸为360m400m的长方形，工业广场的煤柱量为552(万t)。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，每天三班工作，每班8个小时，其中二个班生产，一班检修，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为1.20万吨/年,矿井服务年限为60年。 图1.1综合地质柱状图3）井田开拓在新驿镇以南F103断层南侧设置工业场地，即井田东翼中部。经分析研究，将水平标高定在-430m，可以尽量沿煤层布置轨道大巷及胶带机大巷，尽量多出掘进煤，利于首采面的顺槽布置。利用早出煤、早见效益和滚动发展，对矿井前后期的开采均较有利。根据3上2煤层赋存情况，其埋深大部分在250m650m之间。开采水平定在430m，也是比较合理的。综上分析，根据全矿井煤层赋存特点及前后期开采条件，设计确定第一水平标高为-430m。根据矿井生产能力、开拓部署、初期采区布置及排水、通风等因素，并参照邻近类似矿井的设计经验，设计确定采用主、副两个井筒开拓长沟支五断层北部块段。主井净直径5m，装备一对8t多绳箕斗，担负井下煤炭的提升，兼做回风井；副井净直径6m，装备一对1t矿车双层四车多绳宽、窄罐笼，担负人员、材料、矸石、设备的提升，兼做进风井。根据矿井开拓部署、首带区位置、煤流和辅助运输方式及通风要求，设计沿-430m等高线布置一组大巷。一条为胶带机大巷，用来运煤兼回风；另一条为轨道大巷，负责辅助运输及进风。东部、西部两组大巷之间用两条水平大巷连接起来，两条大巷中一条为胶带机大巷、一条为轨道大巷。立井单水平开拓（井筒位于井田南北向中央），主、副井井筒均为立井，布置于F103断层南面，井田南北方向中央，单水平分四个带区开采。大巷布置在煤层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷。1.3 巷道布置与采煤方法1）带区巷道布置及生产系统初期采区范围：南界为长沟支五断层，北到F103断层；东为3煤层露头，西以-430m大巷为界。其内地质构造较复杂，断层走为近东西向，均为正断层。将投产带区分为两个块段，工广南区和工广北区。利用-430m大巷准备各工作面。带区巷道布置，在大巷两侧沿伪倾斜布置工作面，仰斜开采和俯斜开采。根据前面开拓、准备的巷道布置，回采工作面基本沿走向布置，伪倾斜方向推进；工作面长度平均为为180m，分带斜长平均为1330m；煤厚4.5m。煤柱尺寸的确定，带区两边各留设10米保护煤柱。顺槽巷道采用留煤柱沿空掘巷的方法，留10m宽的煤柱，以利于巷道回风和支护。带区内煤层开采顺序，带区呈两翼布置，因此可以在开采一翼的同时准备另一翼。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配套设备：液压支架ZZ6000(5000)/25/50、MGTY500/1200-3.3D型双滚筒采煤机、SGZ900/750型刮板输送机、SZB-764/132型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2160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）回采巷道布置工作面回采巷道布置方式为一进一回，分带运输巷布置带式输送机，运煤兼进风，分带回风巷布置轨道，辅助运输兼回风。各平巷断面及支护特征均相同，为锚网索支护，矩形断面。掘进宽度为4.0m，高为2.5m，设计掘进断面为和10.09m2，净断面为9.21m2。4）部分井巷特征参数表2部分井巷特征参 （其他井巷参数自行设计、计算或在相关图纸上提取）井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）副井28.318.84井底车场15.615轨道大巷15.615带区车场12.2813.2轨道顺槽9.2112.4综采工作面18.4518.3掘进面煤巷9.2112.4岩巷15.615胶带顺槽9.2112.4回风斜巷12.2813.2胶带运输大巷12.813.6主井19.615.72 矿井通风系统拟定2.1 矿井通风系统基本要求选择任何通风系统，都要符合投产快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。具体地说，要适应以下基本要求：（1）矿井至少要有两个通地面的安全出口；（2）进风井口要有利于防洪、不受粉尘有害集体的污染；（3）北方矿井，井口需装供暖设备；（4）总回风巷不得作为主要行人道；（5）工业广场不得受扇风机的噪音干扰；（6）装有皮带机的井筒不得兼作回风井；（7）装有箕斗的井筒不得兼作为主要进风井；（8）可以独立通风的矿井，采区尽可能独立通风；（9）通风系统要为防瓦斯、火、尘、水及高温创造条件；（10）通风系统要有利于深水平式或后期通风系统的发展变化。2.2 矿井通风方式的选择1)选择通风方案的考虑因素选择任何通风方式都需要符合投产快、出煤较多、安全可靠和技术经济合理等原则。选择矿井通风方式时，应该考虑以下两种因素：（1）自然因素：煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、矿井瓦斯等级。（2）经济因素：井巷工程量、通风运行费、设备装备费。2）矿井通风方案矿井通风方式根据回风井的位置的不同，可分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、采区式和混合式通风中选择，以下为前四种方案的示意图。方案一：中央并列式风井主副井都位于中央工业广场上，副井进风，风井回风，如图2.1。图2.1 中央并列式通风方式1-主井，2-副井，3-运输大巷，4-回风大巷，5-回风石门方案二：中央分列式两回风井位于井田边界的两翼，副井进风、风井回风，如图2.2。图2.2 中央分列式通风方式1-主井，2-副井，3-运输大巷，4-回风大巷，5-回风石门方案3：两翼对角式进风井位于井田中央，回风井设在井田两翼的上部边界，如图2.3。图2.3 两翼对角式通风方式1-主井，2-副井，3-运输大巷，4-回风大巷，5-回风石门方案4：采区式通风方式每一个分区内均设置进风井和回风井，构成独立的通风系统，如图2.4。图2.4 采区式通风方式1-主井，2-副井，3-运输大巷，4-回风石门3)矿井通风方式的选择下面对几种通风方式的特点及优缺点及适用条件列表进行比较，见表2.1。表2.1 通风方式的比较通风方式优点缺点适用条件中央并列式初期投资少，工业场地布置集中，管理方便，工业场地保护煤柱小，保护井筒的煤柱较少，构成矿井通风系统的时间短。风路较长，风阻较大，采空区漏风较大。煤层倾角大、埋藏深，但走向长度并不大，而且瓦斯、自燃发火都不严重。中央分列式通风阻力较小，内部漏风小，增加了一个安全出口，工业场的保护煤柱小，保护井筒的煤柱较少，构成矿井通风系统的时间短。建井期限略长，有时初期投资稍大。煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重。两翼对角式风路较短，阻力较小，采空区的漏风较小，比中央并列式安全性更好。建井期限略长，有时初期投资稍大。煤层走向较大（超过4Km），井型较大，煤层上部都距地表较浅，瓦斯和自燃发火严重的矿井。采区式通风方式通风线路短、几个分区域可以同时施工的优点外，更有利于处理矿井事故运送人员设备也方便。工业场地分散、占地面积大、井筒保护煤柱较多。井田面积较大，局部瓦斯含量大，采区离工业场地较远。2.3 矿井通风方案技术由于该矿为低瓦斯矿井，煤尘不具有爆炸性，煤无自燃发火的倾向，通过初步的技术比较，煤层