矿井通风学课程设计-朱仙庄矿300万t新井通风设计

河南工程学院矿井通风学课程设计2015～2016学年度第2学期课程设计题目：朱仙庄矿300万t新井通风设计小组成员：专业班级：指导教师：所在学院：201 年月日教师评语成绩：指导教师（职称）：日期：目录1矿井设计概况 (1)1.1矿区概述及井田地质特征 (1)1.2井田开拓 (1)1.3巷道布置与采煤方法 (3)2矿井通风系统拟定 (5)2.1矿井通风系统的基本要求 (5)2.2矿井通风方式的选择 (5)2.3矿井通风方案技术和经济比较 (7)2.4通风机工作方法 (7)3采区通风 (9)3.1采区上山通风系统 (9)3.2回采工作面通风方式 (9)4 掘进通风 (12)4.1掘进方法的确定 (12)4.2掘进工作面通风方式 (12)4.3煤巷掘进工作面需风量 (14)4.4掘进通风设备选型 (15)4.5掘进通风技术管理和安全措施 (17)5矿井风量计算与分配 (18)5.1矿井总风量的计算 (18)5.2矿井风量分配 (20)5.3风速验算 (21)6矿井通风阻力计算 (24)6.1通风阻力的计算原则 (24)6.2通风容易时期和困难时期的确定 (24)6.3通风阻力计算 (25)6.4矿井通风总阻力 (33)7矿井通风设备选型 (35)7.1矿井自然风压的基本原则 (35)7.2矿井自然风压 (35)7.3通风机选择 (36)7.4电动机选择 (40)7.5矿井主要通风设备要求 (41)7.6通风附属装置及其安全技术 (41)8矿井通风费用概算 (43)8.1吨煤通风电费 (43)8.2通风设备的折旧费和维修费 (43)8.3通风员工工资费用 (44)8.4专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费 (44)8.5吨煤通风成本 (44)9结论 (45)参考文献 (46)1矿井设计概况1.1矿区概述及井田地质特征1）矿区概述朱仙庄矿位于宿州市东南13km处，属宿州市埇桥区管辖，西北距淮北市64km。

该矿位于宿东矿区北部，南邻芦岭煤矿，西北均以10煤层露头为界，深部至-1000m水平。

井内的气象参数按表1-1所列的平均值选取。

井田走向长9km，倾斜宽1.5～5.8km，勘探面积26.3km2。

采矿登记面积为21.555km2。

3）煤层特征本矿井可采煤层有8、10煤层，其煤层平均厚度分别为9.71m、5.82m，具体参见图1-1 综合地质柱状图。

2002年朱仙庄矿升级为煤与瓦斯突出矿井。

目前全矿的绝对瓦斯涌出量为31.15m3/min，相对瓦斯涌出量为10.03m3/t，其中掘进工作面的瓦斯涌出量为5.5m3/min，回采工作面的瓦斯涌出量为11.3m3/min。

瓦斯赋存表现为北低南高的特点。

矿井北翼受瓦斯的影响小，南翼受瓦斯的影响大。

本矿内各主要煤层均属于有煤尘爆炸危险性的煤层。

据重庆煤科院1999年10月22日，测试资料“煤尘爆炸指数（V.daf）8煤为31.40%，10煤为50.81%。

从煤的氧化程度分析，7 、10煤层为17%和20%属于有可能自燃发火的煤层。

8煤层均属于很容易自燃发火的煤层。

煤层自燃期一般是3～6个月。

1.2井田开拓1）井田境界与储量矿井地质资源量：8#煤202.303（Mt），10#煤129.129（Mt），共331.432（Mt），矿井工业储量318.255（Mt），矿井可采储量281.087（Mt），本矿井设计生产能力为300万t/年。

工业广场的尺寸为500m×420m的长方形，工业广场的煤柱量为2134.6(万t)。

2）矿井工作制度、设计生产能力及服务年限该矿井设计生产能力按年工作日330天计算，三八制作业（二班生产，一班检修），每日两班出煤，净提升时间为16小时。

该矿井的设计生产能力为300万吨/年，矿井服务年限为72.1年。

3 ）井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中央。

在工业广场中央布置主副井两个井筒，在井田上部边界的中央布置一个回风立井。

主井装备箕斗，用于煤炭提升；副井装备罐笼，用于提升材料、矸石，升降人员，并装备有梯子间、排水管、通讯电缆等设备，同时用作进风井。

井田主采煤层为8号煤层和10号煤层，其它煤层均不可采。

由于8煤和10煤煤层倾角平缓，为15°～25°，平均20°，为缓倾斜煤层，故设计为立井两水平开采。

一水平标高-535m，主要开采方式为采区式开采，二水平标高-835m，主要开采方式为采区式开采。

矿井共有四个井筒，分别为主立井、副立井、南回风立井、北回风立井。

主立井位于矿井工业场地，担负全矿井3Mt/a的煤炭运输。

副立井位于矿井工业场地，担负全矿的材料和设备提升。

南、北回风立井位于矿井井田南北翼，担负矿井南北翼的全部回风。

立井两水平开拓方式（井筒位于井田中央）根据本井田煤层倾角小，顶底板都比较稳定，煤层赋存条件比较好，在井田内有可采煤层两层，煤层间距较近，赋存较深，地表为平原地带，表土层较厚，且水文条件复杂，在井田内划分为两个开采水平。

主、副井井筒均为立井开拓，布置于井田中央，轨道大巷和运输大巷布置在岩层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷，回风大巷布置在煤层中沿顶板掘进。

1.3巷道布置与采煤方法1）采区巷道布置及生产系统本井田设计划分为7个采区：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7，分布在井田两翼，都是两翼采区。

本设计第一水平上山倾斜长度为730m，鉴于经济条件，更由于本设计开采的两层煤均为高瓦斯双突煤层，工作面越长，通风越困难，决定将其划分为4个区段，一个工作面的斜长为150m。

本井田深度跨度比较大，设计采用的是两煤层两水平开采的方法，第一水平-535m，第二水平-835m。

井田走向长度约9km，开采煤层为高瓦斯、双突煤层，由于工作面走向长度不宜过长，所以一、二水平皆在井田两翼各布置两个采区，两个水平共7个采区，开采顺序为：C1→C2→C3→C4→C5→C6→C7。

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ZF6000/17.5/28、采煤机MG300/720AWD、刮板输送机SGZ—764/630、SZB-764/132型转载机、LPS-1000型破碎机、SSJ1000/2×160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）回采巷道布置区段平巷采用双巷布置，即在工作面两侧布置一条区段回风巷和一条区段运输巷，转载机、破碎机、可伸缩胶带输送机、设备列车等均布置在运输巷中。

相邻工作面开采时采用双巷方式掘进。

区段平巷均采用矩形断面，锚网支护。

4）部分井巷特征参数2矿井通风系统拟定2.1矿井通风系统的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，不受粉尘有害气体污染； 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工业广场不得受通风机的噪音干扰；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作为主要进风井；⑧每一个生产水平和每一分区都必须布置回风巷，实行分区通风； ⑨通风系统要为防瓦斯、火灾、粉尘及高温创造条件； 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较快、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12345方案二：中央分列式回风井位于井田走向中央倾向浅部边界，副井进风，风井回风，如图2-2。

12345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—回风石门方案三：两翼对角式进风井位于井田的中央，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—回风石门方案四：分区式通风方式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个回风井，无总回风巷，见图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1234512343）矿井通风方式的选择下面对这几种通风方式的特点及优缺点适用条件列表比较，见表2-1。

2.3矿井通风方案技术比较由于该矿为高瓦斯及突出矿井，自燃发火严重，通过初步的技术比较，方案二和方案三比方案一和方案四有更明显的优势。

由于本矿井设计为3.0Mt的大型矿井，同时为高瓦斯突出矿井，对通风量要求较高，因此本矿井通风方式选为两翼对角式通风方式。

2.4通风机工作方法矿井通风机的工作方法有抽出式、压入式及压抽混合式。

其适用条件和优缺点见表2-6。

现将两种工作方法的优缺点对比如下：（1）抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态，当一旦主要通风机因故停上运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；（2）压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，比较危险。

（3）采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。

（4）在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下，同时使通过主要通风机的一部分风流短路，总进风量和工作面有效风量都会减少。

用压入式通风，则能用一部分回风风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。

（5）如果能够控制总进风路线上的漏风，则压入式主要通风机的规格尺寸和通风电力费用都较抽出式为小。

（6）在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，过渡时期是新旧水平同时产生，路线较长，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长。

用抽出式通风，就没有这些缺点。

正因为抽出式有着独自的优点，井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式相比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难。