9.14毕业论文

矿井通风设计

学生姓名：徐海亮

专业班级： 09 安全工程

学号： 09421831003 实习地点：木瓜煤矿

太原理工大学继续教育学院

前言 (2)

第一章矿井概况 (3)

1、基本概况 (6)

2、井田地质特征与煤层特征.............................. 错误！未定义书签。

3、井田境界与储量...................................... 错误！未定义书签。

4、矿井生产能力与服务年限.............................. 错误！未定义书签。

5、矿井工作制度........................................ 错误！未定义书签。第二章矿井开拓方式. (9)

1、井筒位置、形式数目.................................. 错误！未定义书签。

2、阶段垂高、开采水平.................................. 错误！未定义书签。

3、采区划分、开采顺序.................................. 错误！未定义书签。

4、井田开拓方式........................................... 错误！未定义书签。第三章采区巷道布置与采煤方法 .. (9)

1、采煤方法选择 (8)

2、采区有关参数..........................................................

3、采区巷道..............................................................

4、采区回采面位置与开采顺序..............................................

5、回采工艺设计.......................................................... 第四章矿山基本巷道 (9)

1、井筒 (8)

2、井巷..................................................................

第五章矿井通风设计 (10)

1、矿井通风系统 (27)

2、矿井风量计算和分配 (32)

3、矿井通风阻力、等积孔 (41)

4、通风设备选型 (42)

5、矿井通风网络、风量调节 (42)

6、矿井通风费用 (42)

第六章矿井安全技术 (49)

1、瓦斯防治 (42)

2、水害防治 (42)

3、火灾防治 (42)

4、粉尘防治 (42)

5、矿山救护 (42)

参考文献： (47)

专题煤矿安全监测监控 ................................... 错误！未定义书签。

木瓜煤矿通风设计说明书

摘要：

本设计主要对井田概况及地质特征、井田开拓、大巷运输及设备、采区布置及装备、通风与安全和灾害防治等六章以进行了设计，其中以矿井通风为重点，进行了细致精确的计算、分析和论述，对其余部分也作了充分的描述，对全矿通风系统都做了详尽的阐述和计算，并附有图纸。安全监测作为煤矿安全生产重要组成部分，因此在设计的最后专门编写一章内容对其进行阐述。

关键词：矿井通风设计灾害防治

前言

一、设计依据

1、设计委托书。

2、木瓜矿地测科提供的《木瓜煤矿矿井地质报告》及图件。

3、矿方提供的电源、水源、通讯等情况。

4、《煤炭工业设计规范》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业大型煤矿设计规定》等。

二、设计的指导思想

1、从实际出发，在符合《煤矿安全规程》及《煤炭工业设计规范》要求的前提下，通过合理设计，最大限度地提高矿井的资源回收率和经济效益。

2、采煤方法力求选用既先进又适用的采煤方法，尽量采用先进技术、新工艺和新设备，提高矿井生产的安全性及回采工效。

3、力求矿井生产系统简单、可靠，初期工程量小，建井工期短、投产快。

4、力求提高矿井机械化程度、降低工人劳动强度，提高矿井抗灾、抗风险的能力，确保矿井安全生产。

三、设计的主要原则

1、认真贯彻执行国家有关方针、政策和法规。

2、以提高经济效益为中心，设计遵循投资省、工期短、用人少、效率高、成本低、效益好的原则。

3、努力提高生产集中化程度，提高矿井装备水平，简化生产环节，减少初期工程量，多做煤巷，少做岩巷。

4、劳动配备尽量做到减员提效，管理机构的设置以生产技术管理为中心，尽量减少管理机构数量及人员。

5、配备完善的安全生产设施，保障矿井安全生产。

6、以满足生产为主，最大幅度地压缩生活福利设施。

7、贯彻节能、节地的方针，机电设备选择高效、节能新型产品。地面建筑尽量联合布置，以减少占地。

8、注重环境保护工作。

四、设计的主要特点和技术经济指标

1、井田开拓方式: 主斜井、副斜井和回风井混合式；

2、矿井设计生产能力：1.5Mt/a；矿井服务年限：40a；

3、采煤方法：走向长壁采煤法；采用综合机械化回采工艺方式；

4、矿井工业场地占地面积：10.63km2；

5、矿井在籍人数：1218人。

第一章井田概况及地质特征

第一节基本概况

木瓜煤矿位于山西省方山县大武镇木瓜村，地理坐标为：

北纬111o06′/07″～111o07′/04″

东经37o38′/36″～37o39′/09″

企业性质为省属国有企业，隶属于山西焦煤霍州煤电集团。

木瓜煤矿地处晋西黄土高原，属吕梁山中段西侧中低山区，地貌类型以黄土梁、峁为主。

井田向东4km为209国道，向南26km为孝柳铁路交口站，向北25km可达方山县城，交通运输较为便利。

第二节地质及煤层特征

地层由老到新分别为：奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组，石炭系上统太原组，二叠系下统山西组，下石盒子组，上统上石盒子组，上第三系上新统，第四系中、上更新统，全新统。

含煤地层主要为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组

构造：木瓜井田位于吕梁太行断块，吕梁山穹隆离石复式向斜北端，井田总体为一向北西——北西西倾的单斜构造，地层倾角为3～11°其内有宽缓伏。井田目前未揭露大的断层，最大落差10m；揭露一个陷落柱。构造简单。

第三节井田境界与储量

1、木瓜井田情况

木瓜井田位于河东煤田，北至店坪煤矿，东、西至露头边界，南达茂塔沟煤矿。井田范围几个坐标拐点的圈定：

（1）X=4168000 Y=19506850 （2）X=4168000 Y=19500430

（3）X=4168925 Y=19510065 （4）X=4169960 Y=19509805

（5）X=4171000 Y=19510025 （6）X=4171000 Y=19505955

（7）X=4170090 Y=19506235 （8）X=4169110 Y=19506395

井田东西长3.03km ，南北长3.5km ，井田面积10.63km2

2、木瓜井田新增整合区情况

2009年木瓜煤矿对井田南部茂塔坪矿及其东部资源进行了整合，新增面积

8.323km2，新增区拐点坐标如下：

（1）X=4168000 Y=19511233 （2）X=4165527 Y=19512156

（3）X=4165500 Y=19508350 （4）X=4168000 Y=19508350

新增地质储量共8126.1万吨，（其中4#1760万吨，8、9、10#合并层6366.1万吨），可采储量5403.86万吨。

3、资源储量估算

本次资源储量估算截止2009年末，工业指标采用一般工业指标，煤层最高灰分不大于40%，最高硫分不大于3%，最低发热量不低于20MJ/kg，最低可采厚度不低0.7m，开采深度930～1040m

储量估算的主要参数的选择：

3#面积：3.14km2厚度：0.35～1.25m , 视密度：1.45。

5#面积：3.27km2厚度：0.4～1.57 m ，视密度：1.45。

9#面积：7.95km2厚度：0.8～3.2 m ，视密度：1.45。

10#面积：9.69km2厚度：1.19～3.3m，视密度：1.5。

储量估算的范围同采矿许可证。

本次资源储量估算（截止2009末）累计探明储量：

保有储量：5962.52万t；累计采出：745.65万t ；累计损失：168.195万t；实际采区回采率为：84%。

本次资源储量估算的依据是钻孔和生产实际揭露资料。

该报告批准累计探明储量10595.67万t，保有储量5962.52万t，工业储量 5859万t，累计采出量745.65万t ，累计损失量 168.195万t，本次储量估算与该报告比较，煤层赋存条件没有大的变化，资源储量减少714.285万t ，其中采出600万t ，损失114.285

万t，本次资源储量核查结果，截止2009末木瓜煤矿保有储量5962.52万t，其中能利用储量5859万t ，暂不能利用储量 103.5万t ，可采储量3309.64万t。

第四节矿井生产能力及服务年限

木瓜煤矿生产布置1个综采队、四个综掘队组进行生产作业，核定生产能力150万t/a，矿井剩余服务年限为：

=3309.64/1.3/65

a=G/A3k

=39.17

式中: a—煤矿剩余服务年限，a；

G—煤矿核定能力时上年末可采储量,3309.64万t/a

A—煤矿拟调整的核定生产能力,65万t/a

—储量备用系数, 取 1.3

木瓜煤矿剩余服务年限为39.17a。

第五节矿井工作制度

矿井设计年工作日为300天，每天采用“三、八”制作业，及两个班生产、一个班检修，执行现场交接班制度，每班有效工时为8小时。

第二章井田开拓方式

目前木瓜煤矿主斜井主要担负运煤、进风、行人；副斜井主要担负运料、进风、行人；木瓜立井主要担负进风；张家珥回风立井主要担负回风。

目前主要开采+940水平，属于单水平单一煤层开采，采区划分主要沿三条主要开拓巷道，南北翼划分的。

木瓜矿主要开采9＃煤、10＃煤，目前开采10＃煤一采区，接替采区为10＃煤二采区，截止2011年7月底一采区剩余10-105、10-106、10-103、10-104等工作面。工作面地质构造简单，煤层赋存稳定，目前为止未接露大断层，最大为10m，不受地质构造影响。

开拓方式为两斜井一立井混合开拓，开采方法主要是走向长壁综合机械化采煤法。

第三章采区巷道布置及采煤方法

第一节运输方式的选择

一、采煤方法的选择

矿井开采9、10号煤，9号煤层顶板为泥岩，厚度1-3.1m，较不稳定；底板为深灰色、坚硬、致密的粉砂岩，好管理。10号煤层直接顶为为深灰色的粗砂岩，底板为，厚度1-3.3m，较不稳定；底板为黑色块状的粉砂岩，好管理。

根据9、10号煤层赋存条件，设计采用综采走向长壁采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。

二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型

根据矿井设计生产能力及本井田煤层赋存条件，结合木瓜矿开采技术水平及采煤机械使用情况，回采工作面主要设备配备如下：

工作面采用采煤机割煤装煤，可弯曲刮板输送机运煤，回采工作面主要设备配备如下：

工作面采煤设备选用MGTY500/1200－WD型双滚筒采煤机，电机功率为1200kw。

工作面运煤设备选用SGZ-1000/1400型可弯曲刮板输送机，电机功率为1400kw。

工作面胶带顺槽选用SSJ-1200/31532型可伸缩胶带输送机，电机功率为23315kw。

回采工作面主要设备配备见表4-1-1

表4-1-1回采工作面主要设备配备

三、工作面支柱选型及顶板管理

根据9、10号煤层厚度、顶底板岩性及采高，工作面

四、采煤工作面的日进度、年进度及工作面长度

根据本井田煤层赋存特征、开采条件及选定的采煤设备性能，结合木瓜矿生产技术管理水平及矿井设计生产能力等因素，设计确定综采工作面长度为250m ，一次采全高。

9、10号采煤工作面循环进度为0.8m ，9号煤日循环次数16次，日循环进度13m 。10号煤循环次数6次，日循环进度4.8m 。

序号

设备名称

规格型号台数单位备注 1 采煤机组 MG500/1200-W

1 台

2 刮板机 SGZ1000/1400 1 部

3 转载机 SZZ1200/400 1 部

4 破碎机 PCM37

5 1 部

5 可伸缩带式输送机 SSJ-1200/31532

1 部

6 乳化液泵 DRB400/31.5 2 台

备用一

台

7 排砂泵 BQW-45 4 台

8 调度绞车

JD-55 2 台副巷

JD-25 1 台正巷

9 液压支架 ZY7800/18/37 143 架 10 通信控制装置 KTC109 1 套

9号煤年进度=日循环进度3年工作日3循环率

=13333030.9=3861m

10号煤年进度=日循环进度3年工作日3循环率

=4.8333030.9=1426m

五、采区及工作面回采率

9、10号煤层为中厚煤层，依据《煤炭工业设计规范》，采区回采率取80%，工作面回采率取95%。

第二节采区布置

一、移交生产和达到设计生产能力的采区数目、位置和工作面生产能力

1.采区数目和位置

根据矿井的井田开拓方案，结合矿井的井型和回采工作面装备水平，矿井移交生产和达到设计生产能力时，在10号煤层一采区布置一个综采工作面，工作面生产能力按下式计算：

A采=B3L3m3r3c

式中：

A采─回采工作面生产能力，万t/a；

B─工作面长度，250m；

L─工作面年推进度，L=1426m；

m─工作面采高，m=3m；

r─煤的容重，r=1.5t/m3；

c─工作面回采率，c=0.95；

A采=250314263331.530.95=152万t/a

掘进煤量按回采煤量的10%计为152310%=15.2万

t/a，矿井总产量为152+15.2=167.2万t/a，满足矿井150万t/a设计生产能力。

矿井达到设计生产能力时生产采区回采工作面特征见表4─2─1

表4─2─1

采区名称

采煤工作面

工作面个

数

装

备

煤层

平

均厚

度

（m）

机采

高度

（m）

长度

（m）

年推

进度

（m）

年生

产

能力

（万

t）

10号煤一

采区 1 综

采 3 3 250 1426 150

二、首采区尺寸及巷道布置

1.首采区尺寸

矿井移交生产及达到设计生产能力时，10号煤首采区为10号煤一采区，采区东西长1.6km ，南北长3.5km ，井田面积约5.6km2，采区设计可采储量1590万t，服务年限10.6a。

2.首采区巷道布置

首采区主要巷道有轨道大巷、回风大巷、皮带大巷，三条大巷平行布置，轨道大巷沿9号煤层布置，回风大巷、皮带大巷沿10号煤层布置，轨道大巷担负进风、运料任务，回风大巷担负回风任务，皮带大巷担负运煤任务。回采工作面轨道顺槽和胶带顺槽均沿10号煤层布置，轨道顺槽和轨道巷相连，胶带顺槽通过溜煤眼与皮带大巷

相连。

三、采区运煤、辅助运输、通风及排水系统

1.运煤系统

一采区回采工作面运煤：工作面刮板输送机→顺槽转载机（大块煤经破碎机破碎）→顺槽胶带输送机→溜煤眼→强力皮带→井底煤仓→主斜井强力皮带→地面

一采区顺槽掘进工作面运煤：掘进机→胶带输送机→溜煤眼→强力皮带→井底煤仓→主斜井强力皮带→地面二采区回采工作面运煤：工作面刮板输送机→顺槽转载机（大块煤经破碎机破碎）→顺槽胶带输送机→溜煤眼→二采区胶带输送机→一采区胶带输送机→井底煤仓→主斜井强力胶带输送机→地面

二采区顺槽掘进工作面运煤：掘进机装煤机构→胶带输送机→溜煤眼→二采区胶带输送机→一采区胶带输送机→井底煤仓→主斜井强力胶带输送机→地面

2.辅助运输系统

地面材料及设备→副斜井（单钩绞车）→井底车场（调度绞车）→轨道大巷（调度绞车）→顺槽（无极绳绞车）→工作面。

通风系统

3.通风系统

地面新鲜风流→主、副井→井底车场→轨道大巷→轨道顺槽→回采工作面→胶带顺槽→回风联巷→回风大巷→回风立井→地面

4.排水系统

工作面顺槽→轨道大巷→井底水仓→地面

第四章矿山基本巷道

第一节井筒

一、进风立井、回风立井

井筒特征表

名称主斜井副斜井进风立井回风立井X 4168874.8317 4169053.682 4168908.20 4169662.550 坐标

Y 19509889.4553 19509740.066 19509606.50 19508351.031 井口标高（m）+1064.068 +1062.9 +1067 +1139.848

净断面(m2) 16.67 7.83 4.91 28.26

倾角(°) 15°15′25 90 90

长度（m）486 283 100 300

净宽或净直径（mm）4800 3200 2500 6000 净高（mm）4000 2800

断面形状半圆拱半圆拱圆拱圆拱

支护材料料石砌碹料石砌碹料石砌碹砼浇筑

一、井田开拓方式

本矿属生产矿井，采用斜井立井混合开拓，共有4个井筒，分别是主斜井、副斜井、木瓜进风立井、张家珥回风立井。主斜井担负煤炭运输、进风和行人任务，倾角14°45′，斜长428m，净断面16.72m2；副斜井担负辅助提升、兼进风任务，倾角25°，斜长283m，净断面7.86m2；木瓜进风立井担负矿井进风任务，直径2.5m，净断面4.91m2，井深100m；张家珥回风立井担负回风任务，直径6m，净断面28.26m2，井深289m。整个井田分为南北两个采区。主副井筒落底于+940水平后沿东西向在10号煤层中布置+940水平皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，延伸至井田中部后沿南北向布置二采区皮带运输巷、二采区轨道运输巷和二采区回风巷。

二、10号煤层开采布置方案

全井田上覆9号煤层开采基本接近尾声，本设计仅考虑10号煤层巷道布置。10号煤层设备生产能力将提升至日产万吨，因此要求提高采区生产效率，减少工作面搬家次数，根据矿方要求，井田内村庄均按搬迁考虑。

本次设计10号煤层布置提出了三个方案，现分述如下：

方案一：根据已有的井筒和开拓大巷布置，放弃原有的采区划分方式，

将整个井田划分为三个采区，利用已有的沿东西方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷作为一采区的运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，工作面布置在大巷两侧，从井田边界向大巷方向后退式回采；利用已有的沿南北方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷将其延伸至井田边界后作为二采区的运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，工作面布置在大巷的西翼，从井田边界向大巷方向后退式回采；利用二采区中部工作面布置出的两条顺槽，与其平行布置一条巷道，构成三采区的运输巷、辅助运输巷和回风巷（也可只利用两条顺槽构成三采区运输和回风系统），以开拓煤层倾角较大的西北部区域，工作面沿南北方向从边界向中部推进。具体方案见图3-2-1。

方案二：根据已有的井筒和开拓大巷布置，放弃原有的采区划分方式，将整个井田划分为三个采区，利用已有的沿南北方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，将其延伸至井田边界后作为一采区的运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，工作面布置在大巷两侧，从井田边界向大巷方向后退式回采；利用已有的沿东西方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷作为二采区的运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，工作面布置在大巷的南翼，从井田边界向大巷方向后退式回采；利用二采区中部工作面布置出的两条顺槽，与其平行布置一条巷道，构成三采区的运输巷、辅助运输巷和回风巷（也可只利用两条顺槽构成三采区运输和回风系统），以开拓煤层倾角较大的西北部区域，工作面沿南北方向从边界向中部推进。具体方案见图3-2-2。

方案三：根据已有的井筒和开拓大巷布置，放弃原有的采区划分方式，将整个井田重新划分为二个采区，利用已有的沿东西方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，将其作为一采区的运输大巷、辅助运输

大巷和回风大巷，工作面布置在大巷两侧，从井田边界向大巷方向后退式

回采；利用已有的沿南北方向布置的皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，将其与布置在井田中西部的二采区的运输巷、二采区轨道运输巷和二采区回风巷沟通后作为二采区的运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，二采区工作面沿南北方向布置在井田中西部二采区巷道的两翼，从井田边界向大巷方向后退式回采。具体方案见图3-2-3。

三、巷道布置方案比较及选择

方案一和方案三的一采区开拓工程量少，工作面推进度长，大大减少了综采工作面的搬家次数，但是方案三的二采区需要在井田中西部布置二采区开拓巷道，增加了二采区开拓工程量；方案二的优点是避免遗留太多的三角煤，提高了资源回收率，同时，由于9号和10号煤层间距仅为8m 左右，本方案可以避开9号煤遗留煤柱对10号煤顺槽布置造成的影响，因此，从总体上考虑，方案二要优于方案一和方案三，但是矿方提出由于本采区内断层较发育，且断层走向基本为南北走向，此方案会造成以后工作面频繁过断层的困难。

经过综合分析，并根据矿方要求，将方案一作为本次设计的方案。

三、采区划分与开采顺序

整个井田划分为三个采区，井田东部为一采区，北部和西南部为二采区，在西北角煤层倾角较大区域布置三采区。开采顺序为：一采区→二采

区南部和中部→三采区→二采区北部。

一采区工作面布置在+940水平大巷两翼，向大巷方向后退式回采。由于矿方在+940水平大巷南翼已经布置有一个工作面，因此移交的首采工作面设在+940水平大巷北翼。

四、井筒

井筒特征见表3-2-1。

主斜井担负煤炭运输、进风和行人任务，同时作为矿井的安全出口；副斜井担负辅助提升、兼进风任务，井筒内敷设有电缆、洒水管路等；木瓜进风立井担负矿井进风任务；张家珥回风立井担负回风任务，同时设梯子间作为矿井的安全出口。

表3-2-1井筒特征表

名称主斜井副斜井进风立井回风立井

座标X 4168874.8317 4169053.682 4168908.20 4169662.550 Y 19509889.4553 19509740.066 19509606.50 19508351.031

井口标高（m）+1064.068 +1062.9 +1067 +1139.848

净断面（m2）16.67 7.83 4.91 28.26

倾角（°）14°45′25 90 90

长度（m）428 283 100 289

净宽或净直径（mm）4800 3200 2500 6000 净高（mm）4000 2800

断面形状半圆拱半圆拱圆形圆形

支护材料料石砌碹料石砌碹料石砌碹料石砌碹

五、井底车场及硐室

在副斜井井底设有井底车场，井底车场设有配电室、主水泵房、主、副水仓；在轨道运输大巷设有中央变电所、火药库；在张家珥风井井底附近设有张家珥水泵房、水仓和变电所。在采区内设有采区水仓，容积600m3。在采区内原有的采区变电所将废弃，一采区供电直接由中央变电所提供。该矿在主斜井井底设有一个井底煤仓，煤仓容量为800t，为了缓解采区产量提高后主提升带式输送机运力紧张状况，建议在原有井底煤仓附近增设一个辅助缓冲煤仓，设计煤仓容积V=1300m3，直径4.55m，高度20m。

六、移交生产和达到设计能力时的采区数目和位置

依据现有矿井的开拓布置及生产能力需求，矿井移交生产及达到设计

产量时，井下共布置一个生产采区。采区位于井田东部，采区大巷已经形

成，初期开拓工程量少，且采区内煤层赋存稳定，倾角平缓，储量可靠，地质构造及水文地质条件简单，对矿井及早达产和稳产高产均十分有利。

七、采区尺寸及巷道布置

1、采区尺寸

矿井移交生产及达到设计生产能力时首采区为10号煤层一采区，采区南北平均长3.0km，东西平均宽1.2km，采区面积3.66km2。采区内10号煤层设计可采储量15921kt，设计生产能力按10k/d计算，可服务3.7a。

2、采区巷道布置

1）采区巷道布置

设计的10号煤层一采区为双翼采区，采区布置有三条开拓巷道，即皮带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷各一条。其中皮带运输大巷为采区的主运输大巷，皮带运输大巷原采用矩形断面，锚网（加钢带）锚索支护，巷道净宽4.0m，净高2.6m，净断面10.4m2；建议刷大后仍然采用矩形断面，锚网（加钢带）锚索支护，巷道掘进宽 5.0m，掘进高 3.0m，掘进断面积15.0m2，巷道净宽4.8m，净高2.9m，净断面13.92m2；轨道运输大巷为采区辅助运输大巷，轨道运输大巷原采用矩形断面，锚网（加钢带）锚索支护，巷道净宽3.4m，净高2.5m，净断面8.5m2；建议刷大后仍然采用锚网（加钢带）锚索支护，巷道掘进宽4.4m，掘进高3.0m，掘进断面积13.2m2，巷道净宽4.2m，净高2.9m，净断面12.18m2。采区开拓巷道均沿10号煤层布置。

2）回采工作面巷道布置

一采区为移交采区，在一采区的两翼垂直于三条大巷直接布置回采工作面，回采工作面布置两条顺槽，即运输和回风顺槽。回采工作面顺槽均沿10号煤层布置。运输顺槽直接与皮带运输大巷连接；回风顺槽直接与回