1、矿井通风与安全毕业设计 2 2014 届 毕业论文 (设计 ) 矿井通风与安全毕业设计 系 （ 部 ） 通风与安全系 专业 矿井通风与安全 班 级 通风（ 3）班 学 生 姓 名 指 导 教 师 姚向荣 教授 完 成 时 间 2014 年 5 月 矿井通风与安全毕业设计 1 前言 采矿工程是我国工业的基础，它在整个国民经济发展中占有极其重要的地位。煤炭是我国一次能源主体。我国煤炭生产以井共开采为主，其产量占煤炭产量的 97%。而地下作业首先面临的是通风问题，在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面新鲜空气输送到井下各个作业点，以供人员呼吸并 稀释和排除井下各种有毒有害气体及矿尘，创造良好的矿内工
2、作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。煤矿的地下开采又面临最为严重的安全问题，瓦斯、火、矿尘、冒顶是煤矿普遍存在的五大自然灾害。另外，随着矿井开采深度的不断延伸，高温也成为煤矿又一严重的自然灾害。 矿井通风与安全经历过较长的发展过程。早在 1640 年，人们便开始利用自然通风进行通风；为了加大通风压力， 1650 年，再会风路线上设火炉以利用热风压通风； 1849 年，开始使用蒸汽离心式通风机； 1898 年电式轴流式通风机开始使用。在煤炭自然发货的研究方面，在 1686 年就发表了有关煤自然起因的论文。在瓦斯检测方面， 1813 年开始采用安全油灯以检查氧气、瓦斯和二氧化碳的浓度。
3、20 世纪 40 年代，各种气体的检测有了较大的发展，特别是60 年代以来，已能实现对井下风流环境中各种参数进行检测； 80 年代以后，煤矿通风与安全的科学技术得到了快速发展。经过不断的探索与实践，矿井通风与安全方面的科学和技术已经形成了比较完整的体系。 矿井通风与安全毕业设计 2 摘要 随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的部分。为确保煤矿的安全生产，对煤矿的安全设计十分重要。根据 张集 煤矿的实际情况，结合目前安全生产技术 ，对张集煤矿进行了安全设计。设计针对煤矿常见的安全问题，如水、火、煤尘、瓦斯、顶板等灾害，分析灾害发生的原因，设计具体的灾害预防措施及安全保障措施，以达到防止事
4、故发生或减少事故发生概率，降低事故造成伤害的目的。根据张集煤矿开拓方式和地质构造，选择了合理的通风系统，对采掘工作面及硐室通风，井下通风设施和构筑物等进行设计，选择了安全逃生路线，分析了矿井通风系统的合理性和可靠性。 通过对张集煤矿水文地质资料的分析，设计了相应的水灾防治安全措施。同时建立一套完善的安全监测与监控体系，对各种灾害形式进行严密的监控，在 灾害发生前将事故处理，确保生产能够安全高效的进行，同时达到无安全事故、无人员伤亡的理想状态。同时还设计了顶板灾害、运输系统灾害、电气事故灾害的安全措施。 关键词 : 安全条件 粉尘防治 瓦斯防灭火 安全监测 矿井通风与安全毕业设计 3 目录 前言
5、 . 1 摘 要 . 2 目录 . 3 1.矿井概况及安全条件 . 7 1.1 井田概况 . 7 1.1.1 地理位置 . 7 1.1.2 主要自然灾害 . 7 1.1.3 矿区开采现状 . 7 1.2 安全条件 . 8 1.2.1 地质特征 . 8 1.2.3 煤层及煤质 . 8 2.矿井通风 . 8 2.1 概 况 . 8 2.2 矿井通风 . 8 2.2.1 现矿井各采区风量计算 . 10 2.3 现有通风方式及通风系统 . 10 2.3.1 现有风井数目、位置、服务范围及服务时间 . 10 2.3.2 采掘工作面及硐室通风 . 10 2.3.3 井下通风设施及构筑物布置 . 9 矿井通
6、风与安全毕业设计 4 2.3.4 安全逃生途径 . 9 2.3.5 通风设备及反风 . 10 3.粉尘灾害防治 . 12 3.1 粉 尘 . 12 3.2 防尘措施 . 13 3.2.1 防尘措施 . 13 3.2.2 采掘工作面除尘 . 13 4.瓦斯灾害防治 . 14 4.1 瓦 斯 . 14 4.2 防爆措施 . 14 4.2.1 防止瓦斯积聚 . 14 5.矿井防灭火 . 16 5.1 概 况 . 16 5.2 井下外因火灾防治 . 16 5.2.1 井下机电设备硐室防火措施 . 16 5.2.3 井下电缆 . 16 5.2.4 井下电气设备的各种保 护 . 17 5.2.5 井下电气
7、设备的检查、维护、修理和调整。 . 17 5.3.1 张集 矿瓦斯赋存情况 . 17 6.矿井防治水 . 18 矿井通风与安全毕业设计 5 6.1 矿井水文安全条件分析 . 18 6.1.1 矿井开采水文地质情况 . 18 6.1.2 矿井充水因素及特征 . 18 6.2 矿井防治水措施 . 19 6.2.1 矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 . 19 6.2.2 井下探放水措施 . 19 6.2.3 地表水防治措施及工程 . 20 7.井下其它灾害防治 . 22 7.1 顶板灾害防治及装备 . 22 7.1.1 矿山压力显现基本因素分析 . 22 7.1.2 一般顶板冒 落灾害的防治措施及
8、装备 . 22 7.2 爆炸材料库 . 22 结论 . 23 致谢 . 24 参考文献 . 25 矿井通风与安全毕业设计 6 第 1 章 矿井概况及安全条件 1.1 井田概况 1.1.1地理位置 张集矿 位于安徽省淮南市凤台县境内，距凤台城西 20km。行政区位隶属凤台岳乡集镇。 区内交通方便，淮南至阜阳路从井南通，井中心距张集站 5km，张集站东至蚌埠 141km，西至阜阳 69km。本井田内主要有淮南 阜阳铁路和潘 谢、凤 张公路通过。西淝河在工业广场以东 2km 处贯穿全境，可通过百吨机帆船，凤台是较大的河港，铁运、公路运输、水运方便 。 1.1.2主要自然灾害 本区地震裂度为 6 度。
9、 1.1.3矿区开采现状 二水平中央水泵硐室现有 3 台 PJ-1507 型水泵，每台排水量为 300m3/h，二水平正常涌水量为 165 m3/h。二水平最大涌水量为 205 m3/h。一水平中央水泵硐室现有 4台 200D438型水泵，每台排水量为 288 m3/h，其正常涌水量（包括二水平涌水）为 265 m3/h，最大涌水量 325 m3/h。 矿生产供电来自地面变电所，其电源分别来自梨恒线，梨平线两趟 60KV 高压输入。变电所内设一台 S9-16000/66 主变压器，一台 SLF1-20000/60 主变压器。一二水平供电来自地面变电所，电压为 60KV，由两趟 LJ-24 架空
10、线线路输送至山下变电所，再由两趟MYJV3X150 高压电缆经皮带道至井下中央变电所，然后由井下中央变电所送出两趟高压电缆输送至采区变电所配电，直至各采掘队组。 1.2 安全条件 1.2.1地质特征 1.2.1.1 地质及地层 张集矿区位于鸡西煤盆地西南端，属于穆棱 -张集断裂构造单元的一部分。近于南北向东倾的单斜地层，为不对称的向背斜复杂化，地层被两条近于南北向的断层切割成二大构造块段。在这些块段里，相对下降 的块段构造简单，地层倾角小（ 15-25）；相对上升矿井通风与安全毕业设计 7 的块段构造复杂，地层倾角大（ 20-40）。一组北 45-55西贯穿全区的主断裂体系又将全矿区进一步分割
11、成几大构造单元。各构造单元其构造形态各异，地层产状各异，构造复杂程度各异。 1.2.1.2 成煤时期及煤层赋存情况 张集矿区煤系地层为早白垩系鸡西群城子河含煤组和穆棱含煤组，城子河含煤组位于煤系地层的下部，可采和局部可采煤层共有 35#层、 33#层、 32#层煤层，煤质主要为瘦煤，中部层组的 25#层 、 23#层 、 22#层煤层的煤质，牌号主要为焦煤，上部层组 15#层、 14#层煤层的煤牌号主要为主焦煤。穆棱组位于煤系地层的上部，可采区层有 6#层、 5#层、 3#层、 1#层。穆棱组煤层的煤牌号均为 1/3 焦煤，以上各煤层的厚度均在 0.8-2.0m之间，为薄煤层或中厚煤层。 1.
12、2.2煤层及煤质 1.2.3.1 煤层 含煤性： 张集矿区开采穆棱组和城子河组的煤层。穆棱组含煤 6-8 层， 1 层全区可采， 3 层局部可采， 主要可采煤层发育较稳定，煤层本身的煤岩特征明显，煤层结构稳定，岩煤层物性特征明显，煤层间距较为稳定。横向上变化规律性强，全区内煤层对比清楚。煤层发育属于较稳定型。 可采煤层总厚度为 14.4m，含煤系数 1.11%。 穆棱含煤组： 1#煤层：为张集矿区内最上部的可采煤层，单一结构，煤厚 0.68-0.92m，顶板为含豆状包裹体的凝灰岩或凝灰砂岩，底板为粉砂岩。 3#煤层：距 1煤层 48-50m，一般分上、下两层，上、下分层均在 0.59-0.89
13、m之间，平均 0.78m，上、下分层间距不稳定，大体在 2-4m 之间，顶板为灰白色细砂岩，底板为0.3m的黄灰色凝灰岩。 3 煤层在凤山背斜轴以南可采。 1.2.3.2 煤质 物理性质： 矿井通风与安全毕业设计 8 肉眼观察多呈光亮和半光亮形，煤层油质光泽和玻璃 光泽，块状构造，断口参差不齐，内生裂隙发育，煤层多以凝胶化基质为主，镜煤、亮煤占煤岩总比例的 75-90%，丝质组和稳定组占 5-20%，岩矿杂质占总量的 5%左右，硫磷含量特低。 化学性质、工艺性能、可选性及煤类： 张集矿区各煤层组均为中等变质程度的烟煤。各煤层组、各含煤段的变质程度不一，煤层的有机质含量较多，有害杂质少，精煤灰分
14、低，可选性强。是可贵的炼焦用煤。 第 2 章 矿井通风 2.1 概 况 张集煤矿鉴定为高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量为 28.5m3/t，绝对涌出量为33m3/min。在张集矿区 范围内尚无煤层自燃发火现象。各煤层均有煤炸煤尘炸指数在20%-45%之间。 由于张集矿井为高瓦斯矿井，因此，按高瓦斯矿井进行管理。 2.2 矿井通风 2.2.1 现矿井各采区风量计算 井下共布置 2 个采煤工作面， 6 个掘进工作面，全矿独立回风硐室 7 个，变电所水泵房 2 个，压风机硐室 2 个，绞车硐室 2 个，火药库 1 个。根据上述参数进行矿井风量计算。 Q 矿 （ Q 采 +Q 掘 +Q 硐 +Q 备 +
15、Q 其 ） K m3/min 式中： Q 采 -采煤工作面实际需要风量总和 m3/min Q 掘 -掘进工作面实际需要风量总和 m3/min Q 硐 -硐室实际需要风量总和 m3/min 矿井通风与安全毕业设计 9 Q 备 -备用采面实际需要风量总和 m3/min Q 其 -其他地点实际需要风量总和 m3/min K-矿井通风需要风量系数 取 1.2 Q 矿 =（ Q 采 +Q 掘 +Q 硐 +Q 备 +Q 其 ） K=（ 2200+2664+488+491+540）1.2=49051.2=7660 m3/min 2.3 现有通风方式及通风系统 2.3.1现有风井数目、位置、服务范围及服务时间
16、 矿井现有两条井筒入风，两条回风井。 2.3.2 井下通风设施 及构筑物布置 矿井设有专用回风井，采区设置了专有的回风道。井下所有进回风相交处设有双向双道风门，在需要调节风量处设调节风门，以保证各用风地点的合理风量，在需要反风处设有反风风门。 在主要进风、回风巷，工作面进风巷和回风巷设置测风站，观测矿井总风量和回采工作面的进风量和回风量。 倾斜巷道中不应设置风门，如非设不可时，应按设自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。 2.3.3 安全逃生途径 2.3.4.1矿井安全出口设置及保证措施 矿井的主井、副井和风井均可作为安全出口，井筒及 采区各上山内设人行道和扶手。斜井井筒每隔 40m设一躲避硐室。副井担负矿井辅助提升任务，必须执行煤矿安全规程的规定，提车不行人，行人不提车。当井下发生事故时，人员可借助上述人行台阶、扶手、人行道方便、顺利到达地面。 2.3.4.2避灾路线 为了方便井下工作人员在灾害发生后能安全撤离，井下各巷道及巷道相交处应挂牌写明巷道名称、长度，指明各类灾害的撤离方向，并做到每年预演一至二次。 避火灾线路
