1、 太原理工大学继续教育学院 毕业设计（论文） 学习形式： 函授 层次： 专科 教学站点： 题目： 矿井通风与安全 姓 名 专 业 矿井通风与安全 （专科） 指导教师 日 期 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 2 前 言 永宁煤焦系离石市的一座集体所有制煤矿，位于离石市城关镇西北方向的后赵家村西，距离石市 4km，行政区划归离石市城关镇管辖。 2000 年 6 月山西省 国土资源 厅为该矿颁发采矿许可证，证号为 1400000040134，批准开采 4 号煤层， 井田东西长约 3100m，南北宽约 2900m，面积 5.6588km2。 本次实习是在永宁煤焦集现场实习，是我们在学完专业课
2、后的一次实践性教学环节，也是毕业之前的一个重要的教学环节。通过实习，让我们进一步学习国家的各项煤矿方针政策，尤其是关于矿井通风与安全方面的方针政策，学习和贯彻执行煤矿安全规程等煤炭工业法律法规与技术标准。同时让我们了解煤矿生产技术现状和发展方向，学习到了更多的现场生产及技术管理知识，扩展课堂上所学的专业知识。 通过一个月的地面设施（包括锅炉房、绞车 房、压风机房、地面变电所、机修车间、主要通风机房、瓦斯抽放站等）参观、理论课程学习、对矿井通风系统、矿井粉尘防治系统、矿井火灾防治系统、矿井安全监测监控系统等了解，学习现场的实际工艺技术，熟悉通风仪表的现场实际操作和通风与安全设备设施的现场施工与使
3、用。 在此期间，让我学会了发现问题、分析问题、解决问题能力和动手能力，培养了我认真的工作态度和吃苦耐劳的精神。了解到了矿井通风技术，初步培养技术及行政管理能力，培养我们走向工作岗位后处理问题和独立工作的能力和素质。同时搜集到毕业设计所需的资料。 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 3 目 录 第一章 矿区概况及井田地质特征 . 2 第一节 矿区概况 . 2 一、井田位置与交通 . 2 二、自然地理 . 2 三、气象和地震烈度 . 3 四、矿区煤炭生产建设及规划概况 . 3 第二节 地质特征 . 4 一、地质构造 . 4 二、煤层及煤质 . 4 三、煤质、煤种及工业用途 . 6 第三节 开
4、采技术条件 . 7 第四节 井田境界及储量 . 11 一、井田境界 . 11 二、储 量 . 11 第五节 矿井设计生产能力及服务年限 .13 一、同时生产的水平数目确定 .13 二、矿井和水平的服务年限 .14 第六节 矿井工作制度 .14 第二章 井田开拓方式 . 15 第一节 井口与工业场地位置的选择 .15 第二节 开拓方案的比选及确定 .15 第三节 采区划分及开采顺序 .17 第三章 采区巷道布置 . 18 第一节 采煤方法的选择 .18 第二节 采区有关参数的确定 .19 第三节 采区巷道布置的确定 .20 一、巷道布置 .20 二、采区运煤、运料、通风及排水系统。 .21 第四
5、节 采区工作面的布置及开采顺序 .24 一、矿井移交生产和达到设计 生产能力时的采区数目、位置 .24 二、开采顺序 .25 第五节 回采工艺设计 .25 第四章 矿山基本巷道 . 27 第一节 井筒 .27 一、井筒数目及用途 .27 二、井筒布置及装备 .27 第二节 巷道掘进 .28 一、巷道断面和支护形式 .28 二、巷道掘进进度指标 .28 三、掘进工作面个数和掘进面的机 械配备 .28 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 4 四、矿井采掘比例关系和掘进矸石率 .29 五、矿井移交生产及达产时的井巷工程量 .29 第三节 井底车场及硐室 .29 一、井底车场形式 .29 二、井
6、底车场硐室 .29 第五章 矿井通风设计 . 31 第一节 概况 .31 第二节 拟定矿井通风系统 .31 第三节 计算矿井的总风量和风量分配 .32 一、矿井风量计算 .32 二、风量分配 .35 第四节 计算矿井通风阻力及等积孔 .35 一、阻力计算 .35 二、矿井等积孔计算 .39 第五节 选择矿井通风设备 .39 第六节 灾害预防及安全装备 .41 第七节 矿井通风网络的风量调节 .43 第八节 概算矿井通风费用 .43 一、井通风年总电费计算 .44 二、矿井吨煤通风电费计算 .44 第六章 煤矿安全技术 . 45 第一节 瓦斯爆炸事故的预防措施 .45 一、根据瓦斯涌出的特点，设
7、计采取以下针 对性的防治措施 .45 二、矿井瓦斯爆炸事故应急处理措施 .45 第二节 矿井火灾的预防措施 .46 一、开拓开采方面的措施 .46 二、通风方面措施 .47 三、监测及其预测预报的措施 .47 四、采用的防灭火方法 .49 五、井下外因火灾的防治及装备 .49 六、矿井火灾应急救援措施 .50 第三节 煤尘爆炸的预防措施 .51 一、防止煤尘瓦斯爆炸的措施 .51 二、对于井巷中积聚的煤尘的防爆措施 .51 三、消除引燃煤尘爆炸火源的措施 .52 四、隔爆 装备 .52 五、矿井煤尘爆炸事故应急救援措施 .52 第四节 矿井水灾防治系统 .53 一、矿井水患类型及危害程度 .5
8、3 二、水灾防治措施 .53 三、矿井排水系统及设备选型 .55 四、水泵房的设备布置形式、尺寸以及水泵房与水仓的连接方式 .57 五、矿井火灾应急救援措施 .58 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 5 第五节、应急系统组织机构 .58 第六节、组织人员指挥职责 .59 第七章 总平面布置及防洪排涝 . 60 第一节 概况 .60 第二节 平面布置 .60 第三节 竖向布置及 场内排水 .61 第四节 场内运输 .61 第五节 防洪排涝 .62 参考文献 . 63 致 谢 . 64 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 1 摘 要 矿井是一个复杂的动态系统，具有与其他工业不同的特点
9、。其主要特点是地下作业，工作环境恶劣，因此通风和安全措施显得尤为重要。全局而言，各煤田所处的地理位置不同，煤层地质条件多种多样，开采方法也就多种多样。本次设计根据以上因素进行开拓开采设计，并选择多种开采技术进行比较。 本设计针对永宁煤矿，内容 包含：矿井概况及地质特征、矿井开拓开采设计、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、瓦斯爆炸事故的预防措施等。 矿井概况及地质特征主要包括井田的地质特征及煤层特征等。 矿井开拓开采设计分别论述了井筒的位置、形式及采区划分和开采顺序等。 针对矿区对采区进行布置和装备、以及各巷道的布置。 介绍了矿山基本巷道。 矿井通风设计主要包括矿井通风设计依据及主要内容
10、、矿井通风系统的选择、矿井所需风量的计算及分配、全矿井容易时期、困难时期的通风阻力计算以及对通风设备的选择等。 煤矿安全技术措施包括瓦斯爆炸事故的预防 措施、矿井火灾的预防措施以及煤尘爆炸的预防措施。 关键词 : 开拓开采设计；矿井通风设计；安全技术措施 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 2 第一章 矿区概况及井田地质特征 第一节 矿区概况 一、井田位置与交通 山西永宁煤焦井田位于吕梁市离市区北部沙麻沟村一带，距离离市区 3.5km。地理坐 标 为 ： 东 经 1110739.3 1110943.4 ， 北 纬 373242.2 373448.6 。井田东西长约 3100m，南北宽约
11、2900m，面积 5.6588 km2。该矿向西有简易公路与国道 209 公路干线相 接，向南经吕梁市约 13km 可达 307 国道和军渡 离石 汾阳高速公路，向西南 17km 可达孝柳铁路交口集运站，交通运输便利。井田北邻大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、南接山西神州煤电焦化股份有限公司离石煤矿，西为 4号煤层露头线，东邻北川河。 该矿地理位置截图 二、自然地理 永宁煤焦位于黄河以东、吕梁山西侧，北川河西岸，属黄河中游黄土高原地带，由于受北川河河谷的控制，地势总体上由北西向南东逐渐降低，最高点位于井田西北部张太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 3 家圪塔，标高为 1223.7m，最低点
12、位于井田东南边界，标高为 938.5m，最大相对高差为285.2m。 地貌类型属黄土丘陵，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。冲沟多呈“ V”字型，沟底有零星基岩出露。 井田属黄河流域三川河水系。井田内无大的河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水流进井田东部的北川河。北川河为常年性流水河流，从井田东部自北而南流过，与东川河和南川河汇合后经柳林县注入黄河。 三、气象和地震烈度 井田地处晋西北黄土高原，属暖温带大陆性季风半干旱气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷，年平均气温 8.6 11.4 ，极端最高气温 3
13、8.1 (1985 年 7月 18 日 )，极端最低气温 -21.7 (1984 年 12 月 24 日 )。年平均降雨量 464.2m，雨 水多集中在 6 9月份，年蒸发量 1766.2 2171.7mm。霜冻期一般始于 10月上旬，终于翌年 3 月，最大冻土深度为 1m。 据 (78)晋震字第 29号文，本区地震基本烈度为 6度。据历史资料记载，离石市于1829 年曾发生 5.9 级地震。 四、矿区煤炭生产建设及规划概况 永宁煤焦属离石市一集体所有制煤矿， 1998 年 2 月省煤资委以晋煤资字 (1998)第122 号文批准该矿开采 4 号煤层， 2000 年 6 月省国土资源厅厅为该矿
14、颁发采矿许可证，批准开采 4 号煤层。现该矿属基建矿井，批准生产规模为 2l0kt a，采用立井开拓，目前正 在建设三个立井，现三个立井均在黄土层中施工，尚未见基岩。 本井田周围现有大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、神州煤田焦化股份有限公司离石煤矿，具体叙述如下： 大中局煤矿位于井田北部大中局村南，开采山西组 4 号煤层，煤层厚度 1.6m，煤种为焦煤，最大排水量 1.30m3 h。年产 30kt，为低瓦斯矿井。 上安煤矿位于井田东北上安村，距本井田不足 1km，开采山西组 4号煤，煤厚 1.60m，煤种为焦煤，最大排水量 2.1 m3 h，年产 60 kt，为低瓦斯矿井。 下安煤矿位于井田东北
15、下安村西，紧邻本井田，开采山西组 4 号煤、 5 号煤， 4号煤厚太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 4 1.80m，煤种为焦煤，最大排水量 2.5 m3 h，年产 60 kt，瓦斯相对涌出量 0.409 m3 t。 C02 相对涌出量为 0.492 m3 t，为低瓦斯矿井。该矿主、副井坐标为： 主井： X=4160527.463 Y=19510612.493 Z=991.43； 副井： X=4160092.132 Y=19511268.214 Z=973.96； 主井、副井坐标均为 GPS 实测。主井见煤深度 127m，副井见煤深度 92m。 离石煤矿位于井田南面十里沟村，开采 4、
16、8、 10号煤层 ， 4号煤厚 1.80m，煤种为焦煤，最大排水量 70 m3 h，年产量 300 kt，为低瓦斯矿井。 第二节 地质特征 一、地质构造 1、区域构造 本区在大地构造位置上处于华北地台山西断隆西缘，鄂尔多斯台坳的河东断凹部位。区域构造总体为一不对称的向斜构造，即中阳离石向斜，该向斜北起临县黄家沟、湍子沟，中经离石城南至中阳县城。东西宽 3 13km，南北长约 50km。向斜轴部宽缓，两翼倾角相差较大，西翼较陡，倾角在 15 25之间，东翼较缓，倾角在 10以下。向斜内部发育一系列次级褶皱构造。本区即位于中阳离石向斜中 部西翼，靠近轴部。 2、井田内地质构造 井田内总体为一不对称
17、的向斜构造。向斜轴自北而南贯穿全区，总体轴向为南北向，呈反“ S”型，区内延伸约 2.5km。两翼不对称，东翼较缓，地层倾角一般 3 5。西翼较陡，地层倾角一般为 10 15。除此以外，未发现有断裂、陷落等其它构造。 综上所述，本井田地质构造简单，属类。 二、煤层 1、煤层 含煤性 井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤 14 层，由上而下编号为 0l、 02、 03、 l、 2、 3、 4、 4下、 5、 5下、 6、 7、 10、 1l 号。其中 0l 5下号 煤层位于山西组， 6 11 号煤层位于太原组。含煤地层总厚 145.83m，煤层总厚约12.09m，含煤系数为
18、 8.3。 可采煤层 太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文） 5 井田内可采煤层及局部可采煤层有 03、 3、 4、 5、 6、 10号 6 层。目前批准开采的煤层为 4 号煤层。现自上而下叙述如下： （ l） 03 号煤层 位于山西组上部， K4 砂岩之下，上距 K4 砂岩约 15m 左右。该煤层为一全区稳定可采的薄中厚煤层，厚度一般为 1.20 1.50m，平均 1.39m。最大厚度在井田东南部的B5 孔，厚度为 1.50m。煤层结构简单，含一层夹矸。顶板一般为砂质泥岩，底板多为砂质 泥岩、泥岩。 （ 2） 3号煤层 位于山西组中部， K4 砂岩之下， L5 灰岩之上，上距 03 号煤层
19、一般 15m 左右。该煤层为一全区稳定可采的薄煤层。厚度一般在 0.74 0.92m，平均 0.82m。最大厚度在井田西南部的 40 孔，厚度为 0.92m，煤层结构简单，含夹石 0 1层。顶板多为中砂岩，有的为泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。 （ 3） 4号煤层： 位于山西组中下部， L5 灰岩之上， 3 号煤层之下，与 3 号煤层间距一般为 5.9712.37m，平均 9.53m。该煤层为一全区稳定可采的中厚煤层，厚度一般在 1.70 1.88m，平均 1.80m。最大厚度在井田东南部 B5 孔，厚度为 1.88m。煤层结构简单，含夹石 0-1层。顶板多为细砂岩、泥岩，有的为中粒砂岩，厚度
20、1.77 6.93m，按矿井地质工作手册中“岩层强度与垮落性”分类， 4 号煤层顶板将随回采垮落填满采空区，属 I类。底板多为粉砂岩，有的为中粒砂岩、细砂岩。据邻近井田南界的 B5 钻孔岩石力学性质试验结果， 4号煤层顶板抗压强度为 116.5 143.7MPa，平均 130.1MPa，抗拉强度为 0.84.4MPa，平均 2.6MPa。底板抗压强度为 116.9 119.0MPa，平均 118.0Mpa，抗拉强度为 0.7 1.2MPa，平均 0.9MPa。 （ 4） 5号煤层 位于山西组下部， L5 灰岩之上， 4 号煤层之下，与 4 号煤层间距平均为 13.55m，下距 L5 灰岩约 6.5m 左右。该煤层为一稳定的、大部可采的薄煤层。厚度一般 0.311.20m，平均 0.87m。最大厚度在井田以北部 38 号孔，厚度为 1.20m。煤层结构简单，含夹石 0 1层。顶板多为泥岩，有的为细砂岩，底板多为泥岩，砂质泥岩。 （ 5） 6号煤层
