荊各莊礦90萬t/a新井通風設計

中國礦業大學礦井通風課程設計任務書

荊各莊礦90萬t/a新井通風設計

中國礦業大學 安全工程學院

二〇一〇年七月

一、設計目的

本課程設計為煤礦新井通風設計，是《礦井通風與空氣調節》、《礦井通風與安全》課程的主要教學環節之一，通過本課程設計，初步掌握礦井通風設計的步驟和方法，鞏固所學理論知識，並運用所學知識分析和解決礦井通風的問題。

二、設計內容及步驟

1、礦井的地質概況，開拓方式及開采方法如下設計技術資料所示，礦井開拓平麵圖與剖麵圖見附件1和附件2。井下同時作業的最多人數為700人，綜采工作麵同時作業最多人數40人，高檔普采工作麵同時作業最多人數60人。

2、提出該礦井前25年左右的礦井通風係統方案，並進行技術比較與經濟比較(粗略)，選擇最優方案，確定出礦井的通風係統。

3、確定采區的通風方式並作技術比較。

4、確定采煤工作麵的通風方式並作技術比較。

5、確定主要通風機的工作方法並作技術比較。

6、計算各用風地點的供風量和礦井總用風量。

7、確定礦井通風困難時期和容易時期的開采位置，分別繪製兩個時期的通風係統立體圖和網絡圖(用A3或A4紙畫)。

8、分別計算兩個時期的礦井最大通風阻力與等積孔，並評價礦井通風難易程度。

9、選擇礦井主要通風機並確定兩個時期的工況點，選擇配套電機，概算通風費用，提出對通風設備的安全技術要求。

10、對以上內容進行綜合協調，經過技術處理加工後，依據附件3說明書模板編製礦井通風係統說明書(包括目錄、前言、正文及參考書目)，繪製礦井通風係統 圖(比例尺為1：5000或1：0000，個別小礦井可采用1：2000)，作圖嚴格按照規範要求，具體要求見附件4.

三、設計要求

1、按設計內容及要求編排章節，並按序編頁碼

2、語言文學

(1)論證嚴密，邏輯性強

(2)文理通順，詞達意明，應用專業術語

(3)字體工整，書寫清潔

3、公式與圖表

(1)所用公式應寫出處，並編號(如式4-2)公式中各項意義單位需注明，計算應準確，計算結果可以圖表表示。

(2)圖表應按順序編號(如表 圖2-3)，標明圖標、表題並與文字相呼應，表內數據對應數位應整齊、數字重複應照寫。

(3)所有圖均采用紙質較好的白紙按製圖標準描繪，要求圖麵清潔、粗細均勻、比例一致。

4、排版格式完全參照《中國礦業大學本科生畢業設計(論文)撰寫規範》

四、 設計技術資料

荊各莊礦90萬t/a新井通風設計

1 礦區概述及井田地質特征

1.1礦區概述

荊各莊礦位於河北省唐山市北偏東約13公裏處，南距馬家溝礦6公裏，距原京山鐵路開平車站10公裏，東距陡河發電廠4.5公裏。礦井北部、西部及南部均以9#煤層衝積層下潛伏露頭為界，東部及東南部以F1~F3斷層為界，深部以9#煤層盆狀向斜底- 500標高為最終深度。井內的氣象參數按表1所列的平均值選取。

表1 空氣平均密度一覽表

季節 地點進風井筒(kg/m3)出風井筒(kg/m3)

冬1.221.20

夏1.181.20

1.2 井田地質特征

荊各莊礦井田位於開平向斜的西北側，中隔鳳山～缸窯背斜自成一盆狀向斜。南北長約3.5 km，東西寬約3.4 km，北端閉合，南端開放，其輪廓恰似一直徑3.5 km的亞圓形，麵積約9平方公裏。

1.3 煤層特征

本礦井可采煤層有9#煤層，其煤層平均厚度為8.43m，具體參見圖1 綜合地質柱狀圖。根據精查地質報告的瓦斯地質資料，全礦井最大絕對瓦斯湧出量為5.56m3/min,最大相對瓦斯湧出量為2.85m3/t，礦井瓦斯等級應定為低瓦斯礦井。據煤的自燃發火傾向測試結果，煤層均屬極易自燃。煤塵爆炸指數38.42%～64.2%。

2 井田開拓

2.1 井田境界與儲量

礦井地質資源量：9#煤97.36(Mt)，工業儲量95.42(Mt)，可采儲量58.56(Mt)，本礦井設計生產能力為90萬t/年。工業廣場的尺寸為360m×400m的長方形，工業廣場的煤柱量為906.7(萬t)

2.2 礦井工作製度、設計生產能力及服務年限

本礦井設計生產能力按330d計算，礦井設計年工作日330 d，每日3班工作，每班工作8 h，兩班生產，一班檢修;掘進3班作業;晝夜淨提升時間為16 h。本礦井的設計生產能力為90萬噸/年,礦井服務年限為50年。

圖1 綜合地質柱狀圖

2.3 井田開拓

工業廣場布置在井田中央。荊各莊礦采用中央邊界式的通風方式，而又將風井與主井、副井布置在同一個工業廣場內，故本礦井擴大工業場地的麵積為14.4公頃，由於長方形便於布置地麵建築，所以初步設定工業廣場為長方形400 m ×360 m 。

根據本井田的實際條件，煤層平均傾角為15º，井田傾斜長約3.61 km，落差為320 m，考慮到階段斜長和一水平服務年限，采用二個水平劃分井田。為了合理布置采區，一水平布置在-330，二水平布置在-475水平，一水平采用上山開采。井底車場布置在9#底板堅硬岩層中。

采用主副兩個井筒，主井提升煤炭，副井提升材料兼做進風井，根據不同開拓方案：在井田中央邊界開掘一個風井或在工業廣場內單獨開鑿一風井，滿足礦井通風要求。

設計確定每翼布置兩條大巷，一條膠帶輸送機大巷，一條輔助運輸大巷。其中膠帶輸送機大巷擔負礦井煤炭運輸任務，輔助運輸大巷擔負礦井材料、人員、設備等運輸任務，兩大巷均布置在底板岩石中。大巷均布置在底板岩石中。

立井單水平加暗斜井開拓工業廣場布置在井田中部，布置兩開采水平，暗斜井延伸二水平。

3巷道布置與采煤方法

3.1 帶區巷道布置及生產係統

根據礦井開拓布置，荊各莊井田共劃分為兩個開采水平，其中一水平采用上山開采共布置兩個采區。二水平也采用上山開采共布置2個采區。礦井首采采區位於井田東北部第一水平上山部分。一水平采區走向長1400～1800 m，平均1600 m，傾斜平均長1400 m， 采區垂高180 m。

該井田走向長度3.5 km，有較大斷層作為井田邊界。煤層厚度及傾角變化不大，且本礦采用綜合機械化開采，機械化水平較高，設計一礦一麵可滿足礦井產量。故盡可能取較長的采區走向長度。又考慮到工業廣場在井田淺部，采區的劃分受地質條件和工廣煤柱的限製等因素，采區走向長度為1400m～1800 m ，斜長為1400 m左右。由於東翼采區傾角較小，煤層穩定性較好，離井口較近，投產較快，所以定為首采區。本礦采區走向長平均1600 m左右。

采區平均傾斜長度1400 m，區段平巷采用單巷掘進，在回采下區段時，采用沿空掘巷的方式。區段上、下順槽巷道寬度為4.5m。確定工作麵長度：區段斜長=工作麵長度+區段煤柱寬度+區段上下平巷寬度。最後確定工作麵長度為180 m，共劃分7個區段。

為了能夠在采空區上覆岩層穩定後再進行沿空掘巷，采區內工作麵的接替方式為區段跳采接替。

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。工作麵的推進方向確定為後退式。根據工作麵的關鍵參數選用配套設備：液壓支架ZFP5200/17/32、采煤機MAX—300C/3.5、刮板輸送機SGZ764/400、 SZP—830/180型轉載機、PCM132型破碎機、SSJ-1200/3×200M型帶式輸送機。采煤機截深0.6m，其工作方式為雙向割煤，追機作業，工作麵端頭進刀方式。工作麵用先移架後推溜的及時支護方式。

3.3回采巷道布置

采用單巷布置，沿空掘巷，留5 m窄煤柱。在煤層中共布置二條區段平巷，采用綜掘機割煤，錨杆機進行支護的機械化掘進方式。運輸和回風平巷均為矩形斷麵，運輸斷麵寬4.5 m, 高3.0 m，回風斷麵寬4.5 m，高3.0 m,采用錨杆錨索支護。沿煤層底板取直或分段取直,留5‰的坡度，以利礦車運輸和方便排水。

3.4部分井巷特征參數

表2部分井巷特征參數 (其他井巷參數自行設計、計算或在相關圖紙上提取)

井巷名稱長度(m)斷麵(m2)周長(m)

副井28.2718.84

井底車場和大巷15.214.8

采區下部車場15.214.8

軌道上山15.214.8

軌道上山15.214.8

采區中部車場13.9513.18

區段下順槽13.9513.18

綜放工作麵13.37.54

區段上順槽13.9513.18

區段回風石門13.9513.18

回風大巷15.615.02

風井19.6315.7

五、成績評定方法

參照《礦井通風課程設計答辯和成績評定》規定執行。

六、附件

附件1礦井開拓平麵圖

附件2礦井開拓立體圖