矿井通风设计说明书--晓南矿26采区巷道布置及通风系统设计--大学毕业设计论文.doc
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1、矿井通风设计说明书设计名称: 晓南矿26采区巷道布置 及通风系统设计 姓 名: 刘国洋 学 号: 2013441214 专业班级: 2013级采矿工程2班 指导教师: 黄 旭 评阅成绩: 能源工程学院采矿工程教研室二一六年六月摘要采矿工业是我国的基础工业,它在整个国民经济中占有重要地位,煤炭是我国一次能源的主体。我国煤炭生产以井下开采为主,其产量占煤炭总产量的95%。而地下作业首先面临的是通风问题,在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点,以供人员呼吸,以稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘,创造良好的矿内环境,保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。向井下供应新鲜的空气和良好
2、的供风系统是分不开的,所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统,这样不仅可以满足井下供风的要求,还能很好的节约矿井通风的费用。 本文是针对矿井的建设,提出了行之有效的通风系统,在采区采用轨道上山进新风,运输上山回污风的通风方法,并起在工作面采用上行通风。分别计算了通风容易时期和通风困难时期的风量和风压,并以此为基础选用了矿井主要通风机和电机,设计的通风系统满足了矿井通风的要求。AbstractTheminingindustryisthebasicindustryofourcountry.Itplaysanimportantroleinthewholenationaleconomy.The
3、mainbodyoftheprimaryenergyisthecoalinourcountry.CoalproductioninChinaismainlybasedonundergroundmining,anditsoutputaccountsfor95%ofthetotaloutputofcoal.Andthefirstproblemofundergroundworkisventilation.Inmineproductionprocess,thereisasteadystreamoffreshairwhichissuppliedtothemineshafttoeachworkplace,a
4、ndforstafftobreathe,todiluteandremovevarietiesoftoxicandharmfulgasesanddust,creatinggoodmineenvironment,ensuringthelaborsafetyandhealthoftheundergroundstaffs.Supplyingfreshairtotheundergroundandgoodairsupplysystemisinseparable,soventilationsysteminmustbeexcellentdesignedintheprocessofmineconstructio
5、n,whichcannotonlymeetstherequirementofundergroundairsupply,butalsocansavethecostsofmineventilation.Thisarticleisfortheconstructionofthemine,andputsforwardtheeffectiveventilationsystem,bythemeansoftransportinginthefreshairbytrack,transportingoutthepollutedairventilationmethod,andinthefaceoftheuplinkv
6、entilation.Andcalculatingtheairvolumeandwindpressureinthedifficultperiodofventilationandintheeasyperiodofventilation.Andbasedonthis,weselectedthemainmineventilatorandmotor.TheventilationsystemwhichwasIdesignedmeetstherequirementsofmineventilation. 目录1采区概况11.1 采区的基本情况11.2 计算储量、服务年限12采区巷道布置22.1 采区情况介绍
7、22.2 巷道布置说明22.3巷道掘进顺序32.4采区内生产系统32.5 巷道断面选取52.6 采区实际回采率62.7采煤工作面接替图表73 回采工艺设计73.1 采煤方法的选择73.2 采煤设备的选择73.3综合机械化回采工艺103.3.1.工作面回采工艺103.3.2 工作面循环作业123.3.4综采工作面设备布置和剖面图144计算和分配采区总风量144.1通风系统的选择144.2 分配采区总风量依据144.3风量计算164.3.1 按采煤、掘进、硐室及维护巷道需风量的计算164.3.2 采区总需风量的计算204.3.3 分配采区总风量204.4 风量分配214.5通风阻力计算215.掘进
8、工艺225.1掘进通风方法225.2 掘进通风设备的选择225.2.1风筒选择225.2.2局扇选择23参考文献2525陇东学院能源工程学院采矿工程专业矿井通风课程设计正文1采区概况1.1 采区的基本情况本采区为晓南矿26采区,煤层号14#,煤层数为1层,煤层厚度2.45m2.60m;平均厚度2.6m;煤层倾角8.0312.8,平均9.3;煤层顶板为砂岩;瓦斯相对涌出量为7.8m/t;年产量150万t/a。1.2 计算储量、服务年限依据煤矿安全规程,为了防止发生火灾、水灾和瓦斯涌出的影响以及避免顶板事故的发生,在采区上边界大断层留30m保护煤柱、左境界留30m保护煤柱,采区下边界、右边界各留1
9、5m保护煤柱。 煤层倾角平均厚度9.3 区走向长度L1=1418m 区倾斜长度1520m/cos9.3=1567m采区工业储量Z=l1l2m=式中:Z_采区工业储量t; l1_采区走向长度m; l2_采区倾斜长度m; m_煤层厚度,m;_煤容重;煤柱损失永久煤柱损失按工业储量的5%计算:P=Zc5%=808.85%=40.44万t可采储量=(808.8-40.44)0.75576.3万t服务年限 T=3a 式中;K采区储量备用系数,K=1.21.3,取1.3; A矿井生产能力,t/a;2采区巷道布置2.1 采区情况介绍该采区煤层为14煤层,单煤层,煤层厚度为2.6m,属厚煤层;煤层顶板为砂岩。
10、采区内煤层赋存稳定,地质构造简单,右上部边界和左下部边界附近各有一较大断层,煤层平均倾角为9.3,属近水平煤层。煤层相对瓦斯涌出量为7.8m3/t,绝对瓦斯涌出量为20.68m3/min,井田瓦斯含量较高,属高瓦斯矿井,煤层自燃发火期13个月,有自燃发火危险。采区走向长度为1418m,倾斜长度为1567m;工作面平均走向长度为1396.2m,工作面平均倾斜长度为243.8m;采区工业储量为808.8万t,永久煤柱损失40.44万t,可采储量576万t;采区设计生产能力为150万t/a,设计服务年限3年。2.2 巷道布置说明该采区采用走向长壁采煤法。采区内分5个,条带间煤柱宽15m,在采区上边界
11、大断层留30m保护煤柱、左境界留30m保护煤柱,下边界、右边界各留15m保护煤柱。由于采区是单一厚煤层地质条件相对简单,煤层倾角9.3,高瓦斯矿井,采用采区式开拓。地质构造简单,瓦斯涌出量大,煤层顶底板岩石坚硬,选择单一煤层走向长壁开采。采区运输大巷、轨道大巷沿倾向布置在煤层底板下,采区回风大巷沿走向布置在采区煤顶板层上。在煤层中沿着煤层走向布置两条煤巷,分别为工作面运输巷道和回风巷道。该采区煤层划分成5个区段。工作面运输巷道还兼辅助通风,下一区段的工作面回风巷道作为上一区段的进风、进材料;工作面运输巷道在区段下部边界与主要运输大巷连接处设置一个带区煤仓;在轨道上山与工作面回风连接处设置绞车房
12、。区段内采用单拉工作面,两个回采工作面,采用俯斜式进行回采,工作面长度为1396.2m。在每个区段内沿煤层走向方向掘进工作面运输巷道和回风巷道,沿煤层倾向方向开掘开切眼,即可进行回采,每个工作面平均宽度为243.8m。2.3巷道掘进顺序在采区范围的中间,在采区运输石门1接近煤层处,开掘采区下部车场3。由下部车场向上,沿煤层分别开掘轨道上山4和运输上山5,两条上山相距30m,至采区上部边界后,以采区上部车场6与采区石门2连通,形成通风系统。此后,为了准备出第一区段的采煤工作面,在上山附近第一区段掘进风斜巷7,并用双巷道掘进的方法掘进两翼的第二区段回风巷8和第一区段运输巷9,其倾斜间距一般为815
13、m即为区段煤柱。回风巷8和超前运输巷9约100150m掘进,沿走向每隔80100m掘联络巷11沟通两巷,回风巷8和运输巷9掘到采区边界后再掘出开切眼。与此同时,在采区上部边界,从上部车场6向两翼开掘第一区段回风巷10。还要掘采区煤仓12,变电所13,绞车房14。当掘完上述巷道和硐室,并安装好各种设备之后,便投入生产。第一区段采煤结束之前,应及时开掘第二区段的工作面运输巷、回风巷和开切眼,并将必要的设备安装完毕,以便保证采煤工作面的正常接续。2.4采区内生产系统 1:采区运输石门 2:采区回风石门 3:采区下部车场 4:轨道上山 5:运输上山 6:上部车场 7;7、:进风斜巷 8;8、:区段回风
14、巷 9;9、:区段运输巷 10:区段回风巷 11:联络巷12:采区煤仓13:采取变电所14:绞车房。(1)运煤系统:在运输上山和运输巷内均铺设有刮板输送机。其运煤路线为:工作面运输的煤炭,经运输巷、运输上山到采区煤仓上口,通过采区煤仓在采区运输石门装车外运。最下一个区段工作面运出的煤,则由区段运输巷至运输上山,在运输上山铺设1台短刮板输送机,向上运至煤仓上口。(2)通风系统:采煤工作面所需的新鲜风流,从采区运输石门进入,经下部车场、轨道上山、进风斜巷7,分成两翼经平巷8、联络眼11,运输巷9到达工作面。从工作面出来的污风,经回风巷10,右翼直接进入采区回风石门,左翼侧需经车场6进入采区回风石门
15、。掘进工作面所需要的新鲜风流,从轨道上山经回风斜巷7、分成两翼送至平巷8、。在平巷内由抽出式通风机协助,污风流则由运输巷9、经运输上山回入采区回风石门。采区绞车房和变电所所需要的新鲜风湿由轨道上山直接供给的。采区绞车房的回风是经联络小巷处的调节风窗回入采区回风石门;变电所的是经运输上山进入回风石门煤仓不通风,煤仓上口、上山刮板输送机机头硐室的新风直接由石门1通过联络巷中的调节风窗供给。为了使风流能按上述路线流通,在相应地点设置风门。(3)材料及设备运输系统:物料自下部车场3,经轨道上山到上部车场6,然后经回风巷10送至采煤工作面。区段回风巷8和运输巷9所需要的物料设备,自轨道上山4经进风斜巷7
16、送入。(4)排矸系统:掘进巷道时所出的煤和矸石,利用矿车从各平巷运出,经轨道上山运至下部车场。(5)供电系统高压电缆由井底中央变电所,经大巷、采区运输石门、下部车场、运输上山至采区变电所。经降压后的低压电由低压电缆分别引向回采和掘进工作面附近的配电点,以及上山输送机、绞车房等用电地点。(6)排水系统在运输巷、回风巷、联络巷等各条巷道中布置水槽,由于本设计采用“低布高采”的巷道布置方式,使水依靠自重在水槽中流动,最终流入水仓。(7)压气和安全用水系统掘进岩巷是所需的压气,采掘工作面、输送机转载点所需的防尘喷雾用水,分别由地面(或井下)压气机房和地面储水池(或井下小水泵)以专用管道送至采区用气用水
17、地点。2.5 巷道断面选取根据采区地质条件及所选的采煤方法,本着矿井生产系统简单,运输环节少的原则布置采区巷道,并保证矿井通风系统合理、可靠,巷道断面规格能够满足运输、通风、行人的需要。采区按煤层赋存和分布及开采需要,运输上山、轨道上山布置在岩层中,煤层布置工作面运输巷、回风巷,回采巷道根据矿井边界垂直于带区巷道布置。本采区布置两条上山,由西向东依次为轨道上山、运输上山,轨道上山与运输上山间净煤柱30m。随着锚喷支护的推广,采用拱形断面拱部成形好,施工方便,利用率高;梯形断面能够使顶板暴露面积少,可减少顶压,能承受较大的侧压。采区轨道上山、运输上山、辅助运输上山采用半圆拱形断面,锚喷支护;工作
18、面运输巷道和回风巷道采用梯形断面,锚锁支护。其中,采区运输大巷采用带式输送机运输煤炭,轨道大巷采用无极绳绞车运输设备和材料;工作面运输巷道采用带式输送机运输,为单输送机道;工作面回风巷道利用1.5t矿车运输材料和设备,为单轨巷道。巷道断面及其技术参数如下:(1)轨道上山、运输上山、辅助运输上山设计掘进断面积15.18 m2,净断面积14.73m2,净周长12.19m;设计掘进宽度B=4.4m,高度H=3.5m,喷射厚度T=50mm;锚杆型式为钢筋砂浆,外露长度50mm,排列方式为矩形,间排距为800mm,锚深1600mm,锚杆直径14mm,锚锁长度3800mm,巷道断面图如图2-1。(2)工作
19、面运输巷、回风巷、联络巷设计掘进断面积9.87m2,净断面积9.36 m2,净周长11.4m;设计掘进底板宽度B=4000m,顶板宽度B=3800m,高度H=2400m;锚杆型式为钢筋砂浆,外露长度50mm,排列方式为矩形,间排距为800mm,锚深1600mm,锚杆直径14mm,锚锁长度3800mm。2.6 采区实际回采率 =Z-P=808.8-40.44=768.36万t式中:_可采储量,万t;Z_工业储量,万t; P_永久煤柱损失,万t停采线界限内保护煤柱损失P4=2015672.61.4/cos9.311.8万t区段间保护煤柱P5=71418152.6 1.4/cos9.339.91万t
20、上山保护煤柱损失P6=9013602.61.4/cos9.317.67万t因此暂时煤柱P总=69.38万t工作面损失:P面=(808.8-40.44-69.38)7%=48.93万t因此采区实际回采率100%=80.6%式中:C_采区实际采出率;Zc_工业储量,万t; P_永久煤柱损失,万t; P面_工作面损失,万t; P总_暂时煤柱,万t;2.7采煤工作面接替图表工作面倾斜长度为1567m,每天割煤3.2m,一年工作276天,每个工作面需要490天才能采完结束。工作面接替为从采区边界右边142601工作面逐渐向左边开采,一直开采到142601工作面结束。3 回采工艺设计3.1 采煤方法的选择
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