峰峰集团小屯矿90万t新井通风设计

中国矿业大学矿井通风课程设计任务书

峰峰小屯矿90万t/a新井通风设计

中国矿业大学 安全工程学院

二〇一〇年七月 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。 3 4、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

小屯矿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

小屯矿是河北省冀中能源峰峰集团公司的一座中型矿井，行政区划属于峰峰矿区，小屯矿位于峰峰集团公司东北部九公里处。小屯井田西北部边界F3断层以及薛村矿东风井煤柱线，并与薛村矿井田毗邻；东部与羊渠河井田佐城扩大区及羊东井田相邻；北部与牛儿庄矿井田相邻；南部以座标连线为界，为深部未采区。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 1.23 1.20

夏 1.20 1.22

1.2 井田地质特征

煤层平均倾角在10～12度之间，井田走向长度最大5.5km，最小4.5km，平均5.0km；井田倾斜宽最大2.7km，最小2.3km，平均2.5km，面积为11.90平方公里。

1.3 煤层特征

本矿井可采及大部分可采6层，主采煤层为2#煤层，位于山西组中下部，赋存稳定，煤层倾角变化较小，为10°～12°，缓倾斜煤层。井田为东西走向，走向长度约为5.0 km，南北倾向，倾向长度约为2.5

km。厚3.91～6.95m，平均5.3m，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，相对瓦斯涌出量为1.85m3/t，绝对瓦斯涌出量为3.5m3/min，二氧化碳相对涌出量1.43m3/t。

根据鉴定结果，2#煤煤尘不具有自燃倾向性。煤尘的爆炸指数在38.58～55.28%之间，煤尘具有爆炸危险，为三类不易自燃煤层。

2 井田开拓

2.1 井田境界与储量

矿井地质资源量：2#煤层85.27（Mt），矿井2#煤层工业储量83.73（Mt）， 矿井可采储量53.89（Mt），本矿井设计生产能力为90万t/年。工业广场的尺寸为300m×450m的长方形，工业广场的煤柱量为689.16(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年工作日330天计算，每天三班作业，其中二班生产、一班准备，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为90万吨/年,矿井服务年限为46年。

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图1 综合地质柱状图

2.3 井田开拓

主、副井布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田。矿井通风方式为中央并列式。工业场地的布置在井田走向和倾向的中央。

该矿井设计选用双立井单水平上下山开采的开拓方案。主、副井井筒均为立井，布置与井田中央，只设一个水平，开拓大巷布置在岩层中，设一条胶带输送机大巷，一条辅助运输大巷、一条回风大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，辅助运输大巷和回风大巷距煤层底板一定距离掘进，沿煤层走向布置，井底车场为环式车场。上山阶段，从－200m～+10m，阶段斜长平均1135m，下山阶段，从－200m～－500m，阶段斜长平均1200m。

主井位于井田中央工业场地之中，担负矿井90万t/a的煤炭提升任务。副井位于井田中央工业场地之中，担负全矿的材料、人员、设矸石的提升；兼做进风井。在工业广场边界布置一个风井风井担负矿井回风任务，并作为紧急情况下得安全出口。

矿井开拓大巷布置在岩层中，留大煤柱护巷，大巷间距30m。设一条辅助运输大巷，一条胶带运输组古生界中统下统本溪组组系炭原上石太统系西叠二下山最小-最大平均山青小煤小青煤界统组地 层 时 代系名 称岩 石岩性柱状层厚累 计厚 度岩性描述上古生界该组为主要含煤地层，上部由深灰～灰色中粗砂岩和砂质页岩组成，下部以灰黑色砂质页岩为主，底部为一层分布稳定的灰色细砂岩。该组主要为一套黑～灰黑色泥岩、灰～浅灰色砂质页岩、中细粒砂岩、石灰岩及煤组成。其中灰岩4～7层，自上而下为野青灰岩、山青灰岩、伏青灰岩、小青灰岩、大青灰岩、中青灰岩和下架灰岩，本区发育的只有野青灰岩、伏青灰岩、小青灰岩和大青灰岩。本组以铝土质页岩、砂质页岩、薄层砂岩为主,局部有薄层灰岩。奥陶系小煤小煤大煤一座煤野青煤山青小煤山青煤伏青煤大青煤小青煤尽头煤煤系地层综合柱状图 5 大巷两条大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，辅助运输大巷和胶带回风大巷距煤层底板一定距离掘进

3巷道布置与采煤方法

3.1 带区巷道布置及生产系统

首采带区为北一带区，靠近工业广场。带区走向长度为2455m，倾斜长度平均为1100m。带区内划分为13个倾斜分带，首采带区工作面长度取175 m，分带宽度为188m，组成一个统一的采准系统。为防止煤炭自燃发火，畅通避灾路线，优化掘进通风，各分带之间留设5m窄小煤柱，采用双巷掘进的方法掘进回采巷道。

开采首采带区(北一带区)时，在北一分带东侧开掘北二分带准备及回采巷道，为工作面接替做好准备。待首采带区的北一分带全部采完后，北一带区的二分带工作面已经准备出来，可以投入生产。由于采用双巷掘进，故北一带区三分带（除开切眼）只需掘进一条进风巷即可。然后，在开始开采北一带区三分带之后2个月左右，在南一带区一分带双巷掘巷，准备下一个工作面。之后再准备南一带区二分带、三分带，依次类推。因此，设计的工作面接替顺序为双翼顺序开采。

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ZC186—ZZ38的配套设备：液压支架ZY3500/28/63、采煤机SL1000、刮板输送机SGZ-730/220、SZB-764/132型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2×160型带式输送机。采煤机截深0.63m，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

工作面回采巷道布置方式为一进一回，每个工作面共布置二条分带斜巷。采用综掘机割煤，锚杆机进行支护的机械化掘进方式。该带区采用双巷掘进，间留5m的煤柱，掘进通风简单，通风阻力小。

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（m2） 周长（m）

副井井筒 28.26 18.84

井底车场 13.2 13.8

轨道大巷 13.2 13.8

带区车场 13.2 13.8

车场甩车道 13.2 13.8

带区集中轨道巷 11.44 14

分带轨道巷 11.44 14

工作面 9.89 12.8

分带运输巷 11.44 14

带区集中运输巷 11.44 14

回风斜巷 13.2 13.8

回风大巷 13.2 13.8

风井 19.63 15.7