60万吨年矿井通风设计说明书.doc
《60万吨年矿井通风设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《60万吨年矿井通风设计说明书.doc(30页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目 录第一章 矿井概况及开拓设计11.1矿井地质条件和煤层条件11.1.1地质条件11.1.2煤层条件31.2开拓设计51.2.1开拓方案51.2.2通风系统介绍61.3 通风系统方案比较7第二章 计算和分配矿井总风量82.1计算总风量82.1.1按井下同时工作的最多人数计算82.1.2按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算82.2风量的分配142.2.1风量的分配142.2.2风速的校验15第三章 矿井通风阻力的计算173.1容易时期和困难时期的确定173.1.1容易时期的确定173.1.2困难时期的确定173.2计算矿井通风阻力173.2.1选择通风路线173.2.2计算矿井通风阻力内容17
2、3.2.3矿井通风总阻力计算193.3矿井通风难易程度评价213.3.1等积孔计算213.3.2通风难易程度评价21第四章 通风设备的选型224.1通风机的风压风量计算22第五章 通风机的安全高效运转265.1 矿井主要通风机房场所要遵循规定265.2 矿井主要通风机司机岗位责任制要求265.3停机处理及设备检查27参考文献28内蒙古科技大学矿井通风课程设计第一章 矿井概况及开拓设计1.1矿井地质条件和煤层条件1.1.1地质条件1)地理位置武家塔煤矿位于鄂尔多斯市东胜煤田北部伊金霍洛旗境内,行政区划隶属伊金霍洛旗乌兰木伦镇。其地理坐标为东经:11009571101111;北纬:39162739
3、1717。2)水系井田内无地表水系,区内的主要沟谷为位于井田南部的忽吉图沟,基本为常年流水,受季节影响较大,其它各沟谷为间歇性溪流,其旺枯随季节变化而变化。 3)区域地质特征(1) 地层本矿位于东胜煤田补连矿区,矿区大部被风积沙及黄土覆盖,基岩仅在乌兰木伦河、忽鸡图沟等较大沟谷中零星出露,依据地质及钻孔等资料可知,区内地层由老至新有:上三迭统延长组(T3y)、中下侏罗统延安组(J1-2y)、中侏罗统直罗组(J2z) 、中侏罗统安定组(J2a)、上侏罗下白垩统志丹群(J3-k1zh)、第三系(R)、及第四系(Q)。(2) 构造东胜煤田补连矿区位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南边缘地带,基本构造形态
4、表现为一单斜构造,岩层走向N250W,倾向S650W,倾角1-30,具有宽缓的波状起伏。(3)岩浆岩井田内无岩浆岩活动。(4)水源条件矿井正常涌水量为15m3/h,最大涌水量30m3/h,为了合理利用水资源,节约开发投资,本设计确定采用经沉淀后的井下水作为矿井生产用水、矿井井下消防洒水及地面消防用水水源,水质经化验后满足生产用水及排放标准。表1-1-1 东胜煤田补连矿区地层一览表地 层单 位厚度(M)最小最大平均岩 性第四系Q全新统Q4068.2416.41 主要由风积砂层,次为河流淤积、洪积层。风积砂成份以细粒石英为主,沙流淤积层岩性为砂、粉砂或砾石,洪积层以砂、砾石为主。更新统Q3 上部为
5、淤积层,岩性为砂、粉砂及黑色土壤,底部为马兰黄土,岩性为淡黄色亚砂土,柱状节理发育,含钙质结核。不整合于老地层之上。第三系R上新统N2010.144.43 上部为粉红色砂质粘土、亚砂土,下部为灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色砂岩,分选及滚园度差,呈半胶结状态,松散。不整合于老地层之上。上侏罗下白垩统J3K1zh7.37185.8585.86 上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩为主,局部含砾,泥质胶结,较疏松,具大型斜层理。下部为紫红、桔黄色的杂色砾岩及含砾粗砂岩互层,夹粉砂岩,砾石以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。分选差,磨园中等,泥质胶结,较疏松。与下伏地层呈不整合接触。中侏罗统J2
6、安定组J2a11.2648.7427.47 为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩,中夹灰紫色砂质泥岩。底部为浅黄色,向上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。与下伏地层呈假整合接触。直罗组J2z15.56161.8596.07 上部为一套杂色的细、中粒砂岩,颜色为灰白、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等,泥质或粘土质胶结。底部为厚层状的灰黄色中粗粒砂岩,局部相变为砂质泥岩。含较多铁质、泥质结核。底部局部含1号煤层。与下伏地层呈假整合接触。中下侏罗统J1-2Y延安组上岩段J1-2Y339.7084.0963.06 上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及2号煤组成。底部为灰白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩,
7、具小型波状层理及水平层理。与下伏地层呈整合接触。延安组中岩段J1-2Y233.1078.3063.77 主要由灰深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩和3、4号煤组组成。底部为厚层状灰白色中、细粒砂岩,具波状层理、楔状交错层理和水平层理。与下伏地层呈整合接触。延安组下岩段J1-2Y113.6696.9764.96主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。含5、6号煤组。底部为灰色灰白色的细中粒砂岩,局部相变为粗砂岩或砾岩,发育大型槽状交错层理。与下伏地层呈假整合接触。上三迭统T3y132.80 由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成,含较多云母及少量的暗色矿物,粘土质胶结,局部
8、地段顶部有明显的风化壳产物。4)井田地质特征(1) 地层井田内大部分为第四系覆盖只在沟谷两侧出露延安组(J1-2y),根据钻孔揭露和地质填图成果,井田地层由老至新有: 三叠系上统延长组(T3y)井田内无出露,仅在钻孔中见到,钻孔揭露厚度不全。该组为煤系地层沉积基底,岩性为灰绿色中、粗粒长石石英砂岩,含绿泥石及少量云母,具大型交错层理,夹薄层砂质泥岩。 侏罗系中下统延安组(J1-2y)为井田主要含煤地层,由于后期侵蚀、剥蚀作用,厚度变薄,厚度137.40169.60m,平均153.50m,岩性为灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩,灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩及灰黑色炭质泥岩、煤层等,含四个煤组。根据其沉
9、积旋回特征,将其划分为四个岩段。与下伏延长组呈平行不整合接触。 第三系上新统(N2)井田内零星出露,钻孔揭露最大厚度24.36m,岩性为浅红色粉砂质泥岩,有滑感,吸水后具可塑性,含似层状钙质结核,下部为紫红色黄绿色含砾砂岩。与下伏地层呈不整合接触。 第四系(Q)井田内第四系主要为全新统风积细砂(Q4eol)及冲洪积砂砾石层(Q4al+pl),钻孔揭露厚度2m,地表一般小于5m。与下伏地层呈不整合接触。(2)构造井田位于东胜煤田补连矿区东南部,基本构造形态与东胜煤田一致,为一向南西倾斜的单斜构造,倾向230,倾角13,井田内无较大断层及褶皱,地质构造简单。(3)岩浆岩井田内无岩浆岩活动。1.1.
10、2煤层条件含煤地层延安组(J1-2y)共含煤714层,一般为10层,根据成煤特征自下而上划分为2、3、4、5、6五个煤组。其中可采煤层5层,分别为2-2、3、4、5-2、6-2下号煤层,截至目前, 3号煤层已全部采空,2-2号煤层大部采空(正在开采),4号煤层及以下煤层尚未采动。煤层特征详见表1-2-2。1)各煤层的赋存情况及特征如下(1)2号煤组: 2-1号煤层:位于2-2号煤层之上的2-1号煤层仅在区内个别点揭露,不可采。煤厚为0.100.60m,平均0.43m。2-2号煤层:位于上岩段(J1-2y3)的中部,基本表现为一单层,为大部可采的较稳定煤层。煤层结构简单。(2)3号煤层:赋存于延
11、安组中岩段,为一单煤层,层位稳定,厚度较大,且变化较小,煤厚为4.325.91m,平均5.02m,顶板岩性主要为砂质泥岩、泥岩,底板岩性为粉砂岩、砂质泥岩及细砂岩。(3)4号煤层:赋存于延安组中岩段,为一单煤层,层位稳定,厚度变化较小,煤厚为1.162.38m,平均为1.81m,顶板岩性为泥岩、砂质泥岩以及粉砂岩,底板岩性多为粘土岩、砂质粘土岩(4)5号煤组:51上和51中号煤层在区内见煤点均不可采,煤厚分别为0.080.53m,平均0.36m; 5-1下号煤层位于延安组下岩段(J1-2y1)的上部,煤层厚度为0.101.00m,平均为0.66m,煤层顶板岩性多为粉砂岩、泥岩,底板岩性多为砂质
12、泥岩;5-2号煤层位于延安组下岩段(J1-2y1)的中部,该煤层全区可采,厚度变化较小,层位比较稳定,煤厚为0.961.43m,平均为1.10m,为稳定煤层,顶板岩性多为粉砂岩,底板岩性多为细砂岩,粉砂岩。(5)6号煤组: 6-1上号煤层:区内局部发育,见煤点均不可采,煤厚为0.050.46m,平均0.25m;6-1下煤层:全区发育,煤厚为0.380.98m,平均0.72m,可采区位于井田东北角,面积约占全区面积的15%,为不可采煤层;6-2上号煤层:区内局部发育,见煤点均不可采,煤厚为0.100.63m,平均0.38m;6-2下号煤层:位于延安组下岩段(J1-2y1)之下部,煤层厚度1.32
13、3.50m,全区可采,为稳定煤层。煤层顶板岩性一般为粉砂岩、砂质泥岩,局部为细砂岩、粘土岩底部岩性为砂质泥岩、粉砂岩,局部为中粗砂岩。2)煤层的自燃根据矿井储量核实报告,本区煤由于其挥发分产率较高,丝碳含量大,故煤层属于易自燃煤层。根据内蒙古矿山安全与职业危害检测检验中心(内蒙古安科安全生产检测检验有限公司)2009年8月出具的武家塔煤矿煤尘爆炸性、煤的自燃发火倾向性检验报告(4号煤层),煤的自燃倾向性等级属级容易自燃。3)煤层瓦斯涌出量本区未进行煤层瓦斯测试工作,但据小窑调查及开采过程实际情况来看,各煤层瓦斯含量均很小、属低瓦斯矿井。内蒙古安科安全生产检测检验有限公司,2009年8月出具了武
14、家塔煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告(2009年度),矿井瓦斯绝对涌出量0.76m3/min,瓦斯相对涌出量0.62m/t;矿井二氧化碳绝对涌出量0.80m3/min。本矿属低瓦斯矿井。1.2开拓设计1.2.1开拓方案武家塔井田共有可采煤层5层,分别为2-2、3、4、5-2、6-2下号煤层。截至目前, 3号煤层现已全部采空,2-2号煤层大部采空(现正在开采),4号煤层及以下煤层尚未采动。根据煤田煤层赋存条件,工业场地位置的选择,并结合本矿井的地形条件、地面运输条件提出俩种开拓方案:1) 方案一:开采4、5-2、6-2下号煤层时仍然使用矿井开采2-2号煤层开拓方式,采用平硐、斜井、立井开拓,所用井筒分别
15、为1斜井(进风,敷设排水管路)、4平硐(进风、主提升)、1回风立井(总回风井)。矿井通风系统为中央分列式,通风方式为机械抽出式。2)方案二:利用已建工业场地,新建三条井筒,即:主斜井、副斜井和回风立井(原有井筒及系统均报废),矿井开拓方式为斜、立井混合开拓。其中新建的主斜井、副斜井位于矿井原4#平硐处附近,井田边界的东南角,主斜井担负矿井的煤炭提升任务,为矿井辅助通风井,同时兼做矿井安全出口,斜长137.889m,倾角16,井筒净宽3.8m,净断面10.19 m2;副斜井担负矿井的设备、材料等辅助提升任务,斜长375.513m,倾角6,井筒净宽4.1m,净断面11.68 m2,主、副斜井位于山
16、坡地表最低处,有利于利用地形优势减少井巷工程量。新建的回风立井位于井田边界的东北角地表平缓地带,回风立井与主副斜井相距1200m左右。矿井开拓方式为斜井立井多水平混合开拓。矿井划分二个水平,一水平标高+1048m(开采4号煤层),二水平标高+950m(5-2煤和6-2下煤)。矿井通风系统为中央分列式,通风方式为机械抽出式。1.2.2通风系统介绍1)方案一中,1斜井为主井,担任进风,敷设排水管路的任务,4平硐为副井担任进风、主提升的任务,1回风立井为总回风井。即地面新鲜风流副平硐(主斜井)辅运大巷(运输大巷)胶带运输进风顺槽回采工作面材料运输回风顺槽回风大巷回风立井排出地面。2)方案二中:(1)
17、根据本次技术改造设计涉及到的矿井三个可采煤层赋存条件,设计将整个井田划分为二个水平开采。初期开采一水平4号煤层时井下布置三条大巷,大巷均沿煤层底板布置,间距为3030.177m。主、副斜井见4号煤层后直接布置运输大巷及辅运大巷,主运大巷与主斜井提升方位相同,平面上为一条直线;回风大巷与主、辅运输大巷平行布置,与回风立井贯通,构成通风系统,为通风系统类型为中央分列式。即新鲜风流由副斜井(主斜井)4号煤层辅运大巷(4号煤层运输大巷)4101工作面运输顺槽(4102回风顺槽)4101综采工作面4101工作面回风顺槽4号煤层回风大巷回风立井风硐排出地面。(2)下部5-2号煤层开拓采用斜巷联络,在主副井
18、筒井底附近,与4号煤层主辅运输大巷平面上错开1015m,掘进运输下山(16)及辅运下山(6)。运输下山见6-2下号煤层后落平,在5-2号煤层设置主运大巷和溜煤眼,将煤炭溜入运输下山胶带输送机;辅运下山见5-2号煤层后沿煤层布置辅运大巷,构成运输系统;回风立井延深至5-2号煤层后布置回风大巷,与5-2号煤层主辅大巷连通,构成回风系统。6-2下号煤层开拓方式除运输下山落平后直接布置6-2下号煤层运输大巷外,其他巷道布置同5-2号煤层。即地面新鲜风流由副斜井(主斜井)辅运(主运)下山盘区辅运大巷(盘区运输大巷)回风大巷回风立井排出地面。1.3 通风系统方案比较1) 方案比较 方案一增加了井巷和土建工
19、程量投资大,工期长;且通风路线长,风阻大;煤炭运输距离长,运输成本高。所用井筒位置和井筒现状不利于4号煤层及以下煤层开拓和运输,如果使用此方案煤层开拓系统十分复杂。 方案二利用已建工业场地新建风井,新建风井后与方案一相比通风路线缩短,风阻减少矿井通风容易,通风质量好;煤炭运输距离短,运输成本低;使煤层开拓系统简单,辅助运输系统流畅,通风系统合理,优化井下系统和地面布置。利用部分原有施工巷道,施工井巷工程总长度为:5350m,其中煤巷为3492m,岩巷为646m,半煤岩巷1212m。主要大巷均布置在煤层中,减少了岩巷工程量,降低了投资成本。且回风立井和主副井构成了中央分列式通风方式,此通风方式正
20、适合本矿煤层倾角较小,而且自燃发火比较严重的特性。2)方案确定 根据上述方案的比较,最总选取方案一。第二章 计算和分配矿井总风量2.1计算总风量2.1.1按井下同时工作的最多人数计算Q1=4NK =4501.2 =288m3/min=4.0m3/s式中:Q1-矿井总供风量,m3/min;4-每人每分钟供风量,m3/min; N-井下同时工作人数,按交接班两班人数计算50人; K-矿井通风系数,包括矿井内部漏风和和配风不均衡等因素,采用中央分列式或混合式通风时可取1.151.20。在矿井产量在T90104t/a时取小值; T90104t/a时取大,本矿井常年60万t/a值此处取1.2。2.1.2
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 60 万吨年 矿井 通风 设计 说明书