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1、中国矿业大学矿井通风课程设计任务书荆各庄矿 90 万 t/a 新井通风设计中国矿业大学中国矿业大学 安全工程学院安全工程学院二二一一年七月年七月2一、设计目的一、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
2、作面同时作业最多人数 60 人。2、提出该矿井前 25 年左右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
3、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
4、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、四、 设计技术资料设计技术资料荆各庄矿 90 万 t/a 新井通风设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约 13 公里处，南距马家沟矿 6 公里，距原京山铁路开平车站 10公里，东距陡河发电厂 4.5 公里。矿井北部、西部及南部均以 9#煤层冲积层下潜伏露头为界，东部及东南部以 F1F3 断层为界，深部以 9#煤层盆状向斜底
5、- 500 标高为最终深度。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/m3）出风井筒（kg/m3）冬1.221.20夏1.181.201.2 井田地质特征荆各庄矿井田位于开平向斜的西北侧，中隔凤山缸窑背斜自成一盆状向斜。南北长约 3.5 km，东西宽约 3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径 3.5 km 的亚圆形，面积约 9 平方公里。1.3 煤层特征本矿井可采煤层有 9#煤层，其煤层平均厚度为 8.43m，具体参见图 1 综合地质柱状图。根据精查地质报告的瓦斯地质资料，全矿井最大绝对瓦斯涌出量为 5.56m3/min,最大相对
6、瓦斯涌出量为2.85m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。据煤的自燃发火倾向测试结果，煤层均属极易自燃。煤尘爆炸指数 38.42%64.2%。2 井田开拓2.1 井田境界与储量矿井地质资源量：9#煤 97.36（Mt） ，工业储量 95.42（Mt） ，可采储量 58.56（Mt） ，本矿井设计生产能力为 90 万 t/年。工业广场的尺寸为 360m400m 的长方形，工业广场的煤柱量为 906.7(万 t)2.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限本矿井设计生产能力按 330d 计算，矿井设计年工作日 330 d，每日 3 班工作，每班工作 8 h，两班生产，一班检修；掘进 3 班作业；
7、昼夜净提升时间为 16 h。本矿井的设计生产能力为 90 万吨/年,矿井服务年限为 50 年。4图图 1 综合地质柱状图综合地质柱状图2.3 井田开拓工业广场布置在井田中央。荆各庄矿采用中央边界式的通风方式，而又将风井与主井、副井布置在同一个工业广场内，故本矿井扩大工业场地的面积为 14.4 公顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形 400 m 360 m 。根据本井田的实际条件，煤层平均倾角为 15，井田倾斜长约 3.61 km，落差为 320 m，考虑到阶段斜长和一水平服务年限，采用二个水平划分井田。为了合理布置采区，一水平布置在-330，二水平布置在-475 水平，
8、一水平采用上山开采。井底车场布置在 9#底板坚硬岩层中。采用主副两个井筒，主井提升煤炭，副井提升材料兼做进风井，根据不同开拓方案：在井田中央70底部是卵砾互层，中部是粘 土层，之上是卵砾互层，最 上部是砂和粘土。上古生界二迭系P下统唐 家 庄 组 P2 160379.0715023114含长石的中粒砂岩波状层理 下部粗、中、砂岩互层上部 细、中粉砂互层成分以石英 长石为主。地层系统界0.94 煤5大 苗 庄 组 P1 95煤61.12煤71.12煤81.16柱 状厚度(M)煤 层系界统 组岩性描述新生界煤121/2底板为石英砂岩，顶 板为粉砂岩，煤12顶板为腐 泥质页岩，煤12-1顶板为灰 色
9、中粒砂岩，高岭土胶结。 煤11顶板为泥岩灰色细砂岩。75煤151.25 k61.10 k32.5 本煤层k1、k2、k3岩石为石灰 岩、粉砂岩、泥岩。65本煤层k4、k5岩石为石灰岩、 细砂岩、粉砂岩、泥岩。65 200豹皮石灰岩、灰色石灰岩、白 云质石灰岩。奥 陶 系600600图1-3 开滦荆各庄矿综合柱状图煤98.43煤100.64下古生界石 炭 系C2赵 各 庄 组 C2 60煤6上部为细纱岩，煤7顶板 为灰色粉砂细砂岩，煤8顶板 为灰色细砂岩，成分主要为 石英胶结物为矽质。煤9顶板 为粉砂岩，中粒砂岩，成分 为石英，长石胶结为高岭土， 易风化膨胀.煤111.81煤12-11.26 煤
10、127.5 5边界开掘一个风井或在工业广场内单独开凿一风井，满足矿井通风要求。设计确定每翼布置两条大巷，一条胶带输送机大巷，一条辅助运输大巷。其中胶带输送机大巷担负矿井煤炭运输任务，辅助运输大巷担负矿井材料、人员、设备等运输任务，两大巷均布置在底板岩石中。大巷均布置在底板岩石中。立井单水平加暗斜井开拓工业广场布置在井田中部，布置两开采水平，暗斜井延伸二水平。3 巷道布置与采煤方法3.1 带区巷道布置及生产系统根据矿井开拓布置，荆各庄井田共划分为两个开采水平，其中一水平采用上山开采共布置两个采区。二水平也采用上山开采共布置 2 个采区。矿井首采采区位于井田东北部第一水平上山部分。一水平采区走向长
11、 14001800 m，平均 1600 m，倾斜平均长 1400 m， 采区垂高 180 m。该井田走向长度 3.5 km，有较大断层作为井田边界。煤层厚度及倾角变化不大，且本矿采用综合机械化开采，机械化水平较高，设计一矿一面可满足矿井产量。故尽可能取较长的采区走向长度。又考虑到工业广场在井田浅部，采区的划分受地质条件和工广煤柱的限制等因素，采区走向长度为1400m1800 m ，斜长为 1400 m 左右。由于东翼采区倾角较小，煤层稳定性较好，离井口较近，投产较快，所以定为首采区。本矿采区走向长平均 1600 m 左右。采区平均倾斜长度 1400 m，区段平巷采用单巷掘进，在回采下区段时，采
12、用沿空掘巷的方式。区段上、下顺槽巷道宽度为 4.5m。确定工作面长度：区段斜长=工作面长度+区段煤柱宽度+区段上下平巷宽度。最后确定工作面长度为 180 m，共划分 7 个区段。为了能够在采空区上覆岩层稳定后再进行沿空掘巷，采区内工作面的接替方式为区段跳采接替。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配套设备：液压支架 ZFP5200/17/32、采煤机 MAX300C/3.5、刮板输送机 SGZ764/400、 SZP830/180 型转载机、PCM132 型破碎机、SSJ-1200/3200M 型
13、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 回采巷道布置采用单巷布置，沿空掘巷，留 5 m 窄煤柱。在煤层中共布置二条区段平巷，采用综掘 机割煤，锚杆机进行支护的机械化掘进方式。运输和回风平巷均为矩形断面，运输断面宽 4.5 m, 高 3.0 m，回风断面宽 4.5 m，高 3.0 m,采用锚杆锚索支护。沿煤层底板取直或分段 取直,留 5的坡度，以利矿车运输和方便排水。 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（m2）周长（m）副井28.2718.84井底车场和大巷15.214.8采区下部车场15.214.8轨道上山15.214.8轨道上山15.214.8采区中部车场13.9513.18区段下顺槽13.9513.18综放工作面13.37.54区段上顺槽13.9513.18区段回风石门13.9513.18回风大巷15.615.02风井19.6315.7
