安全工程通风安全毕业设计设计正文2【2013年】

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1、中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 1 页目 录1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 11.1 矿区概况.1 1.1.1 交通位置.1 1.1.2 地形地势.1 1.1.3 地表水系.1 1.1.4 气象及地震情况.2 1.1.5 主要自然灾害.3 1.1.6 矿井电源、水源及通讯情况.3 1.2 井田地质特征.3 1.2.1 井田地质构造.3 1.2.2 水文地质.4 1.3 煤层特征.7 1.3.1 煤层赋存条件.7 1.3.2 煤质.8 1.3.3 矿井瓦斯、煤尘爆炸及煤层自然倾向性.92 2 井田开拓井田开拓 .102.1 井田境界及可采储量10 2.1.1 井

2、田境界10 2.1.2 井田的工业储量10 2.1.3 井田的可采储量11 2.1.4 矿井工作制度和设计生产能力12 2.2 井田开拓13 2.2.1 井田开拓的基本问题13 2.2.2 开采水平的确定14 2.2.3 主要开拓巷道14 2.2.4 矿井基本巷道17 2.2.5 井底车场19 2.3 开拓巷道21 2.3.1 材料大巷、运输大巷、回风大巷21 2.3.2 大巷运输设备选择23 2.3.3 矿井提升253 3 采煤方法及采区巷道布置采煤方法及采区巷道布置283.1 煤层的地质特征28 3.2 带区巷道布置及生产系统28 3.2.1 首采位置的确定28 3.2.2 带区划分和工作

3、面接替顺序29 3.2.3 带区巷道布置 .29 3.2.4 带区煤柱尺寸的确定 .29 3.2.5 带区车场29中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 2 页 3.2.6 带区主要硐室29 3.2.7 带区生产系统 .29 3.2.8 带区巷道掘进方法 .30 3.3 采煤方法30 3.3.1 采煤工艺方式 .30 3.3.2 回采巷道布置354 4 矿井通风矿井通风 .384.1 矿井通风系统选择38 4.1.1 矿井地质条件 .38 4.1.2 矿井通风方式选择 .38 4.1.3 矿井通风方式对比 .38 4.1.4 矿井主要通风机工作方法确定40 4.2 通风方式的确定40 4.

4、2.1 带区通风方式确定40 4.2.2 回采工作面通风方式确定41 4.3 全矿所需风量的计算及其分配41 4.3.1 回采工作面所需风量计算41 4.3.2 备用面需风量的计算42 4.3.3 掘进工作面需风量与通风方式比较：42 4.3.4 峒室需风量47 4.3.5 其他巷道所需风量47 4.3.6 矿井总风量的计算47 4.4 矿井风量分配48 4.4.1 分配原则48 4.4.2 分配方法48 4.4.3 风速验算49 4.5 矿井通风阻力计算50 4.5.1 矿井最大阻力路线50 4.5.2 计算全矿通风阻力53 4.5.3 矿井总风阻和等积孔54 4.6 矿井主要通风机选型55

5、 4.6.1 矿井自然风压的基本原则55 4.6.2 矿井自然风压55 4.6.3 通风机选择56 4.6.4 电动机的选择57 4.6.5 对矿井通风设备要求：58 4.7 矿井反风措施与装置58 4.8 矿井通风费用概算59 4.9 通风系统评价615 5 矿井安全矿井安全 .625.1 矿井火灾62 5.1.1 矿井自然发火分析62 5.1.2 防火灌浆设计65中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 3 页 5.1.3 防火灌浆系统及参数确定 .66 5.1.4 灌浆站主要设施76参考文献参考文献 .78岩巷掘进粉尘防治技术研究现状与对策分析研究岩巷掘进粉尘防治技术研究现状与对策分析

6、研究 .80英文原文英文原文 .94中文译文中文译文 .98致谢致谢 101中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 交通位置交通位置 本井田位于大同矿务局总体发展规划中的同忻联合井田白洞分区南部。本区位于大 同石炭系煤田的东部，口泉河的中游，其地理位置为东经 11304911343，北纬 39 583740042。 本区距大同市火车站 30.3km，大同市为一交通枢纽，国家铁路干线京包线、北同蒲 线、运煤专用线大秦线交汇于此。公路干线有 109 国道、大运公路、大塘公路均在大同 市相交。北京大同高速公路已于 2000 年 11 月

7、开通。本区今后通过大秦铁路、朔黄 铁路、大塘公路可直达秦皇岛港、黄骅港、塘沽港，交通十分便利。本区距各大城市距 离见表 1.1，矿井交通位置详见图 1.1。 表 1.1 白洞至各大城市距离起止距离/km起止距离/km白洞矿大同市30白洞矿秦皇岛673白洞矿北京市374白洞矿塘沽港517白洞矿太原市365白洞矿朔州市159 1.1.2 地形地形地势地势本区位于大同煤田东北部，为丘陵地带。口泉河两侧冲沟内为黄土所覆盖，山脊地 区岩层出露，地形东南边缘口泉山脉较高，最高标高为 1499m；区内中部口泉河床最低， 约 1211m，相对高差为 288m。 1.1.3 地表水系地表水系 本区属海河流域、永

8、定河水系、桑干河支系。本矿区内主要河流为口泉河。 口泉河位于大同市西南，发源于左云县水窑乡，该河自西向东横穿过该井田，流域 面积 600km2，全长 50km，河宽 20150m，坡度 12.5，树枝状水系，径流量甚小，为 渗漏性、间歇性河流。河水靠矿井排水（坑水）和大气降水补给，日常迳流量 00.22 m3/s，洪峰流量为 60m3/s，最大洪峰流量为 691 m3/s。中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 2 页云冈石窟煤峪口下窝寨里八庄雁崖鹅毛口395011300怀仁线四老沟南信庄白洞北羊路4000碾子大斗沟永定庄 同家梁 口泉沟新村忻州窑荣华皂四台109国道云冈上深涧401011

9、300下深涧西村马辛庄蒲11315北同毛家皂3950大秦线109国道矿务局赵家小村平旺西韩岭马军营晋华宫市同大 线4000古店113154010包京图 1.1 矿井交通位置图 1.1.4 气象及地震情况气象及地震情况 该区属于中温带、大陆性气候。冬季严寒，夏季炎热，气候干燥少雨，风沙严重， 特点如下： 1）气温：年气温、日气温变化显著，年温差可达 60，日温差为 11.616。以 6、7、8 三个月温度最高，月平均温度 2430，极端最高气温 36.6；以 11、12、1、2 月份温度最低，月平均温度-3.2-10.9，历年极端最低气温-21-25.9，冬季占全年时间近一半。2）降水量：年降水

10、量为 247499.2mm，降水时节强度极不均匀，以 11、12、1、2、3、4 六个月降水量较少，为 3461.6mm，占全年降水量的 5%21%；7、8、9 三个月降水量较大为 248.9388.6mm，占全年降水量 70%以上。 3）蒸发量：年蒸发量 1883.52367.5mm，以 5、6、7 三个月蒸发量最大，占全年蒸 发量的 50%60%，蒸发量大于降水量 49.5 倍。 4）风力：有风的日数占全年的 75%以上，风向以北、北西向最多，年平均风速 2.63.1m/s，各月最大风速 17.030.5m/s。雁北之风沙驰名山西省，风力一般为 35 级。中国矿业大学 2013 届本科生毕

11、业设计第 3 页5）结冰和解冻：每年初霜日期 9 月底或 10 月初，终霜日期翌年 4 月底或 5 月初， 历时半年之久。土壤冻结在 11 月底或 12 月初，冻结深度为 105186cm。 6）地震：本区地震烈度根据 GB18306-2001 图 A，地震设防烈度为 7，设计地震加 速度 0.10g。 1.1.5 主要自然灾害主要自然灾害本区域受到的主要自然灾害威胁是地震，偶然也遇风灾和雹灾。 1.1.6 矿井电源、水源及通讯情况矿井电源、水源及通讯情况 1）供电电源 该矿供电电源引自四老沟 110KV 变电站，为双电源供电。 2）供水水源 白洞煤矿井田生活饮用水由同煤集团统一供水，日供水量

12、 1300m3。石炭系矿井井下 有一裂隙水源，日涌水量约 2600m3，可供井下洒水以及地面浴池等用水，水质基本达到 了饮用水标准，上述水量可满足矿井生活、生产所需。 3）通讯 矿井通讯自备内部程控交换系统，并通过通讯电缆与同煤集团以及网通公司连接。 矿井井下通讯由地面电话室引来一条 50 对通讯电缆，经过副立井至中央变电所，在中央 变电所安装一个 50 对的分线盒，由此送至各工作面配电点等处。1.2 井田地质特征1.2.11.2.1 井田地质构造井田地质构造 1）地层 该区域内发育地层由老至新为：太古界集宁群、寒武系、奥陶系马家沟组、石炭系 中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子

13、组、上统上石盒子组、第四系 中、上更新统、全新统。本设计涉及的含煤地层为石炭系太原组（C3t） 。太原组含煤地层， 厚 32.13m220.92m，一般厚 175.90m，由灰、灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、 泥岩、煤层等组成。该组是下煤系主要含煤地层，含煤约七层。该地层在本区普遍赋存， 较稳定，呈南厚北薄趋势，最底部有一层灰白色中粗粒砂岩，常含砾石，钙质胶结，坚 硬为标志层（K2） 。与下伏本溪组地层整合接触。 2）地质构造 该区位于白洞断层东侧，区内地层基本呈向四倾斜的单斜构造，地层倾角 112， 平均 3，内部有一些缓波状的褶曲，东南部因受白洞逆断层影响有一向北东倾伏的宽缓 向斜，

14、西北部则有一向北东倾伏的宽缓背斜。 （1）断层构造 区内石炭纪煤层在白洞矿、四老沟矿的开采中共揭露断层 5 条。 界外断层：为西界外的白洞逆断层（F1）及派生的七峰山东坡逆断层（F2） 。白洞逆 断层为近南北走向，落差由南向北急剧变小，在珍珠沟与面 表 1.2 主要断层特征表断层名称性质落差 m长度 km1 断层界外25804.242 断层界外381802.063 断层界外581323.884 断层界外21924.12中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计第 4 页窑沟分水岭处落差大于 600m。北部为 F3 断层，南部为 F4 断层。 界内断层：井田内断层为侏罗系煤层所揭露推至太原组地层中

15、的，位于井田北部 F5 断层。 （2）岩浆岩 石炭二迭纪煤田中，岩浆活动主要是印支期的煌斑岩，以岩床的形式侵入煤系地层，对煤层破坏性大。在侏罗系白洞井田开采过程发现了辉绿岩，以岩墙的形式侵入。 1.2.2 水文地质水文地质 本井田位于大同煤田的东北部，区域内出露的地层主要有寒武系、奥陶系、石炭系、 二叠系、侏罗系、白垩系、及第四系。煤田为一独立的水文地质单元，区域内地下水的 补给以降水渗入和地表水渗漏为主，各类型地下水之间存在互补关系，地下水流域与地 表水流域基本一致，地下水流域受区域侵蚀基准面及构造的控制，总的径流方向由西向 东、由北向南运移。 白洞井田为低山丘陵地貌，地表黄土广布，冲沟发育

16、，地形总体为东高西低，最高 点东南边缘口泉山+1499m，最低点口泉沟地面标高+1211.0m，相对高差 288m，口泉沟为 井田最底基准面。本区干旱少雨，属大陆性气候，年蒸发量是降雨量的 45 倍，本区的 气候特征对地层的含水性具有一定的控制作用。 经过多年的开采及勘探实践表明，除第四系冲积层和基岩风化壳含水量相对较大外， 其下伏的中生界、古生界地层，岩石坚固致密，裂隙、岩溶不甚发育岩石一般不含水或 含水微弱，由于侏罗纪煤层的开采，第四系冲积层潜水和基岩风化壳裂隙水已处于疏干 状态。根据该区自然地理、地质、水文等因素分析，区域内地下水的补给以大气降水渗 入和地表水渗漏为主，本区地层含水性弱或不含水，属水文地质条件简单区，水文地质 类型为二类一型。 1）含水层 全井田共有 7 个含水层，现分述如下： （1）寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 井田东部边缘呈窄条状出露，构成了口泉山脉之脊 1001 号揭露灰岩厚度