荆各庄矿90万t/a新井通风设计

中国矿业大学矿井通风课程设计任务书

荆各庄矿90万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

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。

4、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

荆各庄矿90万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

荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，距原京山铁路开平车站10公里，东距陡河发电厂4.5公里。矿井北部、西部及南部均以9#煤层冲积层下潜伏露头为界，东部及东南部以F1~F3断层为界，深部以9#煤层盆状向斜底- 500标高为最终深度。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1.221.20

夏1.181.20

1.2 井田地质特征

荆各庄矿井田位于开平向斜的西北侧，中隔凤山～缸窑背斜自成一盆状向斜。南北长约3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径3.5 km的亚圆形，面积约9平方公里。

1.3 煤层特征

本矿井可采煤层有9#煤层，其煤层平均厚度为8.43m，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，全矿井最大绝对瓦斯涌出量为5.56m3/min,最大相对瓦斯涌出量为2.85m3/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，煤层均属极易自燃。煤尘爆炸指数38.42%～64.2%。

2 井田开拓

2.1 井田境界与储量

矿井地质资源量：9#煤97.36(Mt)，工业储量95.42(Mt)，可采储量58.56(Mt)，本矿井设计生产能力为90万t/年。工业广场的尺寸为360m×400m的长方形，工业广场的煤柱量为906.7(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330d计算，矿井设计年工作日330 d，每日3班工作，每班工作8 h，两班生产，一班检修;掘进3班作业;昼夜净提升时间为16 h。本矿井的设计生产能力为90万吨/年,矿井服务年限为50年。

图1 综合地质柱状图

2.3 井田开拓

工业广场布置在井田中央。荆各庄矿采用中央边界式的通风方式，而又将风井与主井、副井布置在同一个工业广场内，故本矿井扩大工业场地的面积为14.4公顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形400 m ×360 m 。

根据本井田的实际条件，煤层平均倾角为15º，井田倾斜长约3.61 km，落差为320 m，考虑到阶段斜长和一水平服务年限，采用二个水平划分井田。为了合理布置采区，一水平布置在-330，二水平布置在-475水平，一水平采用上山开采。井底车场布置在9#底板坚硬岩层中。

采用主副两个井筒，主井提升煤炭，副井提升材料兼做进风井，根据不同开拓方案：在井田中央边界开掘一个风井或在工业广场内单独开凿一风井，满足矿井通风要求。

设计确定每翼布置两条大巷，一条胶带输送机大巷，一条辅助运输大巷。其中胶带输送机大巷担负矿井煤炭运输任务，辅助运输大巷担负矿井材料、人员、设备等运输任务，两大巷均布置在底板岩石中。大巷均布置在底板岩石中。

立井单水平加暗斜井开拓工业广场布置在井田中部，布置两开采水平，暗斜井延伸二水平。

3巷道布置与采煤方法

3.1 带区巷道布置及生产系统

根据矿井开拓布置，荆各庄井田共划分为两个开采水平，其中一水平采用上山开采共布置两个采区。二水平也采用上山开采共布置2个采区。矿井首采采区位于井田东北部第一水平上山部分。一水平采区走向长1400～1800 m，平均1600 m，倾斜平均长1400 m， 采区垂高180 m。

该井田走向长度3.5 km，有较大断层作为井田边界。煤层厚度及倾角变化不大，且本矿采用综合机械化开采，机械化水平较高，设计一矿一面可满足矿井产量。故尽可能取较长的采区走向长度。又考虑到工业广场在井田浅部，采区的划分受地质条件和工广煤柱的限制等因素，采区走向长度为1400m～1800 m ，斜长为1400 m左右。由于东翼采区倾角较小，煤层稳定性较好，离井口较近，投产较快，所以定为首采区。本矿采区走向长平均1600 m左右。

采区平均倾斜长度1400 m，区段平巷采用单巷掘进，在回采下区段时，采用沿空掘巷的方式。区段上、下顺槽巷道宽度为4.5m。确定工作面长度：区段斜长=工作面长度+区段煤柱宽度+区段上下平巷宽度。最后确定工作面长度为180 m，共划分7个区段。

为了能够在采空区上覆岩层稳定后再进行沿空掘巷，采区内工作面的接替方式为区段跳采接替。

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配套设备：液压支架ZFP5200/17/32、采煤机MAX—300C/3.5、刮板输送机SGZ764/400、 SZP—830/180型转载机、PCM132型破碎机、SSJ-1200/3×200M型带式输送机。采煤机截深0.6m，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

采用单巷布置，沿空掘巷，留5 m窄煤柱。在煤层中共布置二条区段平巷，采用综掘机割煤，锚杆机进行支护的机械化掘进方式。运输和回风平巷均为矩形断面，运输断面宽4.5 m, 高3.0 m，回风断面宽4.5 m，高3.0 m,采用锚杆锚索支护。沿煤层底板取直或分段取直,留5‰的坡度，以利矿车运输和方便排水。

3.4部分井巷特征参数

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)

井巷名称长度(m)断面(m2)周长(m)

副井28.2718.84

井底车场和大巷15.214.8

采区下部车场15.214.8

轨道上山15.214.8

轨道上山15.214.8

采区中部车场13.9513.18

区段下顺槽13.9513.18

综放工作面13.37.54

区段上顺槽13.9513.18

区段回风石门13.9513.18

回风大巷15.615.02

风井19.6315.7

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