1、中国矿业大学矿井通风课程设计任务书木城涧矿 150 万 t/a 新井通风设计中国矿业大学 安全工程学院二一年七月2一、设计目的本课程设计为煤矿新井通风设计，是矿井通风与空气调节 、 矿井通风与安全课程的主要教学环节之一，通过本课程设计，初步掌握矿井通风设计的步骤和方法，巩固所学理论知识，并运用所学知识分析和解决矿井通风的问题。二、设计内容及步骤1、矿井的地质概况，开拓方式及开采方法如下设计技术资料所示，矿井开拓平面图与剖面图见附件 1 和附件 2。井下同时作业的最多人数为 700 人，综采工作面同时作业最多人数 40 人，高档普采工作面同时作业最多人数 60 人。2、提出该矿井前 25 年左右
2、的矿井通风系统方案，并进行技术比较与经济比较（粗略） ，选择最优方案，确定出矿井的通风系统。3、确定采区的通风方式并作技术比较。4、确定采煤工作面的通风方式并作技术比较。5、确定主要通风机的工作方法并作技术比较。6、计算各用风地点的供风量和矿井总用风量。7、确定矿井通风困难时期和容易时期的开采位置，分别绘制两个时期的通风系统立体图和网络图（用 A3 或 A4 纸画） 。8、分别计算两个时期的矿井最大通风阻力与等积孔，并评价矿井通风难易程度。9、选择矿井主要通风机并确定两个时期的工况点，选择配套电机，概算通风费用，提出对通风设备的安全技术要求。10、对以上内容进行综合协调，经过技术处理加工后，依
3、据附件 3 说明书模板编制矿井通风系统说明书（包括目录、前言、正文及参考书目） ，绘制矿井通风系统 图（比例尺为 1：5000 或 1：0000，个别小矿井可采用 1：2000） ，作图严格按照规范要求，具体要求见附件 4.三、设计要求1、按设计内容及要求编排章节，并按序编页码2、语言文学（1）论证严密，逻辑性强（2）文理通顺，词达意明，应用专业术语（3）字体工整，书写清洁3、公式与图表（1）所用公式应写出处，并编号（如式 4-2）公式中各项意义单位需注明，计算应准确，计算结果可以图表表示。（2）图表应按顺序编号（如表 图 2-3） ，标明图标、表题并与文字相呼应，表内数据对应数位应整齐、数字
4、重复应照写。（3）所有图均采用纸质较好的白纸按制图标准描绘，要求图面清洁、粗细均匀、比例一致。34、排版格式完全参照中国矿业大学本科生毕业设计（论文）撰写规范四、 设计技术资料木城涧矿 150 万 t/a 新井通风设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述木城涧煤矿位于北京西部山区，行政上隶属于北京市门头沟区大台地区，办公中心设在门头沟区木城涧。矿井东边以草场沟的草场沟的断层及过断层北端方位 N27W 的线与大台井田边界为起点，西边以过井田西南端的大安山乡北港村北部，方位为 N35W 的茶棚岭断层与大安山煤矿井田相邻；走向245，沿东西走向长 8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北
5、至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹家铺一带。井内的气象参数按表 1 所列的平均值选取。表 1 空气平均密度一览表季节 地点 进风井筒（kg/m 3） 出风井筒（kg/m 3）冬 1.28 1.20夏 1.20 1.241.2 井田地质特征井田沿东西走向长 8700 m。南起煤系地层南部的玄武岩项面，北至茶棚岭区的火村山、煤窝区的两岔口、杨家村及曹家铺一带，沿南北倾向平均宽 3300 m，面积约 28.3 平方公里。1.3 煤层特征本矿井可采煤层有二槽煤层，其煤层平均厚度为 5m，具体参见图 1 综合地质柱状图。2007 年瓦斯鉴定：矿井相对瓦斯涌出量为 2.73 m3/t，绝对瓦斯
6、涌出量为 0.35 m3/min，瓦斯最大相对涌出量 4.77 m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。煤炭科学研究总院抚顺分院瓦斯通风灭火试验中心与 2003 年 3 月和 2005 年 12 月对木城涧煤矿井下侏罗纪 2 槽、3 槽、5 槽、6 槽、8 槽、10 槽、11 槽、12 槽、14 槽进行了煤尘爆炸性，鉴定结论为：无煤尘爆炸性危险。 据煤的自燃发火倾向测试结果，井田内煤层的自燃发火期一般为 36 个月，为不易自燃煤层。鉴定结论为：无煤尘自燃倾向性。2 井田开拓2.1 井田境界与储量矿井地质资源量：二槽煤 212.36（Mt） ，矿井工业储量 202.28（Mt ） ， 矿井可采储
7、量 196.21（Mt） ，本矿井设计生产能力为 150 万 t/年。工业广场的尺寸为 300m400m 的长方形，工业广场的煤柱量为1442(万 t)2.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限4本矿井设计生产能力按年工作日 330 天计算， “三八”制，每天三班作业，两班生产，一班准备，每班工作 8 h，净提升时间为 16 小时。本矿井的设计生产能力为 150 万吨/年,矿井服务年限为 68.67 年。1 综合地质柱状图2.3 井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即位于井田南翼，山区相对地势平缓的区域。矿井开拓延深方案为暗斜井延深或暗立井延深。井田主采煤层是二槽，煤层平均倾角是
8、10。根据地质条件和煤层特征，本设计划分为三个水平。第一水平标高为+520 m，第二水平标高为+320 m 水平，第三水平标高为+170 m；分别于各水平布置井底车场与阶段大巷。平硐二水平（阶梯平硐）加暗斜井延深至第三水平由于在开采第三水平时，开凿的平硐井筒过长，初期基建投资比较大，后期运费提高。可能不利于矿井的经济效益，故+170 m 水平在+320 m 水平大巷处利用暗斜井进行延深；大巷布置在岩层中，采用分区对角式通风。由于运输大巷要为整个水平的开采服务，且煤层的顶底板均为粉砂岩，为便于维护和使用，且不受煤层开采的影响，将第一水平大巷布置在距煤层底板大约 30 m 处的岩层中，第二、三水平
9、大巷也布置在距煤层底板大约 30 m 处的岩层中。岩层大巷其优点是巷道维护条件好，维护费用低，巷道施工能够按要求保持一定方向和坡度；便于设置煤仓。地 层 时 代界 岩 性 特 征地 层厚 度/m新生界中生界古生界 奥陶系O石炭系 C二叠系 P中统J2中下统J1-2上统 2本溪组 本 组 为 凝 灰 质 砂 岩 ， 底 部 砾 岩 发 育 ， 砾 径 13cm。 由 粉 砂 岩 、 砾 岩 组 成 ， 局 部 2 4层 煤 层 ， K1底为 砾 岩 ， 砾 石 以 燧 石 为 主 。 上 段 黑 色 砂 岩 ， 钙 质 泥 岩 ， 可 采 煤 层 2槽 ， 上段 为 不 同 粒 级 砂 岩 组
10、成 ， 底 部 有 凝 灰 质 砂 岩 。 绿 紫 色 玄 武 岩 。粉 砂 岩 ， 底 部 有 砾 岩 。粉 红 色 中 -粗 粒 石 英 砂 岩 ， 硅 质 胶 结 ， 底 部 有砾 岩 。 底 部 砾 岩 、 粗 砂 岩 ， 中 部 各 粒 级 砂 岩 ， 上 部 为粉 砂 岩 。 以 砂 岩 为 主 ， 局 部 可 见 1 2层 煤 线 。灰 黑 色 厚 层 状 灰 岩 ， 含 海 像 动 物 化 石 。系 统 组第四系Q4侏罗系 下统 1上统 3中统2马家沟组太原组山西组红庙岭组中统 2南大岭组窑坡组龙门组九龙山组 1540 38615040 725503780 174 57 104
11、 39250Jx综 合柱 状 以 深 灰 色 砂 岩 为 主 。5本井田开采顺序为先开采第一水平，再开采第二水平；接下来进行第三水平。采区内回采顺序：采用后退式，即由采区边界向采区上山推进。3 巷道布置与采煤方法3.1 采区巷道布置及生产系统设计首采采区位于井田南翼，F1 断层东南部，首采采区 202 采区位于井田西南翼断层以南，东边和南侧以井田边界保护煤柱为界，西翼以西四带区保护煤柱和井田边界保护煤柱为界，北面以大巷保护煤柱为界。东邻南六采区，西接西四带区。该采区东西走向平均长约 3595m，南北倾向平均长约1160m。首采采区煤层平均厚度为 5.0 m，平均倾角 12，属缓倾斜煤层。由于煤
12、层较厚，采用综合机械化一次采全高采煤法。拟将首采区划分为 5 个区段，区段宽为：(1160-30)/5=226 m首采区走向长度为 2516 m。考虑区段巷道的宽度与留设区段煤柱的因素，确定采区工作面的长度平均为：(1160-30-45)/5-10=212 m，因此采区工作面斜长为 212 m，一共划分为 5 个区段。区段巷道的尺寸应能满足综放工作面运煤、辅助运输和通风的需要，由此确定区段运输平巷尺寸（宽 高）为 5000 mm3500 mm，区段回风平巷尺寸（宽 高）为 5000 mm3500 mm，均采用沿空掘巷的准备方式，上区段的运输平巷与下一区段的回风平巷间留设 5 m 小煤柱，并每隔
13、 100 m 打联络巷道。采区呈两翼布置，因此可以在开采区段一翼的同时准备另一翼。3.2 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，选用编号为 ZC44-ZY47 的配套设备：液压支架 ZY3500/25/47、采煤机 MXA-300/4.5、刮板输送机 SGZ-730/320、 SZZ-764/132A 型转载机、PEM1000650 型破碎机、SSJ1000/2160 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。3.3 回采巷道布
14、置工作面回采巷道布置方式为一进一回，区段运输平巷布置带式输送机，运煤兼进风，区段回风平巷布置轨道，辅助运输兼回风。区段、联络巷断面均为 5 m 宽，3.5 m 高。采用胶带输送机运煤，矿车辅助运输，皮带平巷布置 1200 mm 宽的皮带运煤，运输平巷布置排水管路和动力电缆。 3.4 部分井巷特征参数6表 2 部分井巷特征参数 （其他井巷参数自行设计、计算或在相关图纸上提取）五、成绩评定方法参照矿井通风课程设计答辩和成绩评定规定执行。六、附件附件 1 矿井开拓平面图附件 2 矿井开拓立体图井巷名称 长度(m) 断面（m 2） 周长（m）副平硐 14.3 14.8轨道大巷 14.3 14.8采区下部车场 14.3 14.8岩巷掘进 14.3 14.8采区轨道上山 14.3 14.8采区中部车场 12.4 14.8煤巷掘进 21 18区段运输平巷 17.5 17采煤工作面 21 18区段轨道平巷 17.5 17采区上部车场 12.4 14.8回风石门 14.3 14.8采区风井 19.6 15.7带区车场 14.3 14.8掘进工作面 21 18带区进风斜巷 17.5 17带区回风斜巷 17.5 17运输大巷 14.3 14.8带区风井 19.6 15.7
