矿井通风与安全毕业设计

中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 1 页目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征 .41.1 矿区概况 .41.1.1 矿井地理位置、地形特点和交通条件 .41.1.2 矿区气候条件 .41.1.3 矿区水文情况 .51.2 井田地质特征 .51.2.1 地形地貌、地质构造 .51.2.2 地质构造 .51.2.3 矿区的水文地质特征 .81.2.4 岩层地温特性 .91.3 煤层特征 .91.3.1 可采煤层特征 .91.3.2 煤的特征 .111.3.3 瓦斯、煤尘状况 .111.3.4 煤的自燃特征 .122 井田开拓 .132.1 井田境界及可采储量 .132.1.1 井田境界确定 .132.1.2 矿井工业储量 .142.1.3 矿井可采储量 .142.1.4 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .172.2 井田开拓 .182.2.1 井田开拓的基本问题 .182.2.2 矿井基本巷道 .252.2.3 大巷运输设备选型 .312.2.4 矿井提升方式 .323 采煤方法及采区巷道 .353.1 煤层地质特征 .353.2 带区巷道布置及生产系统 .353.2.1 井田的划分 .353.2.2 生产系统 .363.2.3 采煤方法及工作面长度的确定 .363.2.4 带区巷道的布置 .373.2.5 确定各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式 .383.2.5 确定分带车场的形式 .383.2.6 带区主要硐室布置 .383.2.7 确定带区各种巷道的掘进方法。 .393.2.8 带区生产能力 .393.2.10 工作面接替顺序 .403.3 采煤方法 .403.3.1 采煤工艺方式 .40中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 2 页3.3.2 各工艺过程安全注意事项 .463.3.2 回采巷道布置 .474 矿井通风与安全技术 .494.1 矿井通风系统选择 .494.1.1 矿井概况及开采方法 .494.1.2 确定矿井的通风系统 .494.1.4 主要通风机工作方法 .534.2 带区通风 .544.2.1 带区通风系统的定义 .544.2.2 带区通风系统的要求 .544.2.4 带区通风构筑物 .564.2.5 采煤工作面所需风量的计算 .564.2.6 带区通风系统评价 .584.2.7 掘进通风方法选择 .594.2.8 掘进通风方式选择 .594.2.9 掘进工作面所需风量 .594.2.10 掘进通风设备选型 .614.2.11 掘进通风的技术管理和安全措施 .644.3 全矿所需风量 .654.3.1 矿井风量计算标准及原则 .654.3.2 矿井总风量的计算 .664.3.3 风量分配 .674.3.4 风速验算 .674.4 全矿通风阻力的计算 .694.4.1 矿井通风总阻力计算原则 .694.4.2 通风阻力最大路线 .694.4.4 矿井总风阻和等积孔的计算 .744.5 矿井主要通风机选型 .764.5.1 自然风压 .764.5.2 主要通风机的风压和风量 .764.5.3 主要通风机的选择 .784.5.4 配套电动机的选择 .794.5.5 矿井主要通风设备的要求 .814.6 矿井反风措施及装置 .814.6.1 矿井反风的目的意义 .814.6.2 矿井反风设施装置、方法及安全可靠性分析 .814.7 概算矿井通风费用 .844.7.1 矿井通风费用概算 .844.7.2 设备折旧费 .844.7.3 材料消耗费 .854.7.4 通风人员工资费用 .854.7.5 吨煤通风总费用为 .854.8 防治特殊灾害的安全措施 .855 矿井安全技术措施 .86中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 3 页5.1 矿井安全概况 .865.2 矿井安全防治技术措施 .865.2.1 瓦斯防治 .865.2.2 防尘措施 .865.2.3 防顶板措施 .875.2.4 水灾的预防 .875.2.5 火灾的预防 .885.3 矿井煤炭自燃防治技术措施 .885.3.1 矿井自燃发火概况 .885.3.2 矿井自燃发火分析 .885.4 事故预防及处理计划的编制 .94专题部分 .981 冲击矿压分析 .981.1 冲击矿压影响因素分析 .981.2 冲击矿压特征及分类 .1001.2.1 冲击矿压的分类 .1002 工作面开采方案设计 .1012.1 冲击矿压煤层的设计原则 .1012.2 冲击矿压危险程度分析 .1063 冲击地压监测预报 .1083.1 检测系统 .1084 冲击矿压防治方案 .1104.1 煤体注水 .1104.2 煤体大直径钻孔卸压 .1114.3 煤体卸压爆破 .1134.4 其它防护措施 .1155 结 论 .117参考文献： .118翻译部分 .120英文原文： .120中文译文： .124致 谢 .127中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 4 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区 概况1.1.1 矿井地理位置、地形特点和交通条件古城矿井位于兖州市之东，曲阜市以西，分属兖州、曲阜两市，坐标为东经 11650121165400，北纬 353312353610。矿井交通方便，京沪、新菏、兖石铁路在兖州交汇。307 国道贯通井田，各村间均有简易公路相通。 北 (1)(2)(3)(8)(9)(7) (4)(6)(12) (5)(1)(10)(14)(13)兖 州 市 峰 山 断 层 浦津铁 路兖新铁路邹 城 市渤 海济 南肥 城 淄 博新 汶 临 沂陶 枣徐 州 连 云 港 石 臼 所 港烟 台青 岛兖 州 煤 田 黄海黄河本 矿 井其 他 生 产 矿 井(1)古 城 煤 矿 (2)东 滩 煤 矿 (3)鲍 家 店 煤 矿 (4)南 屯 煤 矿(5)北 宿 煤 矿 (6)里 彦 煤 矿 (7)新 集 煤 矿 (8)田 庄 井 田(9)杨 村 煤 矿 (10)唐 村 煤 矿 (1)落 陵 煤 矿 (12)太 平 煤 矿(13)杨 庄 煤 矿曲 阜 区到 站 公 里里 程 表济 南 156青 岛 49徐 州 162上 海 8石 臼 所 29矿 井 交 通 位 置 图(14)兴 隆 庄 煤 矿图 1-1 古城矿位置交通图电源:矿区供电由兖州红庙变电站（110/35KV）馈出的专用铁塔架空线路 LGJ-3*150,35KV，分别来自红庙变电站 I、II 段母线。矿安装 SF7-8000/35，SF 9-8000/35 型变压器各一台，供矿所有用电设备。 农业：井田内经济作物以粮棉为主。一年两熟，夏季小麦，秋季玉米及棉花。兖州、曲阜两市，近年来基础工业发展较快，正向着工农业共同发展的现代化中小型城市迈进。1.1.2 矿区气候条件井田的气候温和，属温带季风区，海洋至大陆性气候，由于被鲁南山区所隔，受海洋影响较小，气候变化显著，四季明显，夏季炎热，冬季寒冷。根据曲阜、兖州两县气象站 1963 年至 1982 年的统计资料，年平均降水 702.7mm，年最大降水量中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 5 页1179.3mm（1964 年兖州） ；月最大降水量 405.5mm（1970 年 7 月曲阜）最大降水量160mm（1972 年 7 月 6 日兖州）雨量均集中在 7-9 月份，降水量占全年的 61%。年平均蒸发量 1719.5mm，最大蒸发时间约为 4-9 月份，约占全年蒸发量的 80%。年平均相对湿度67.7%，绝对湿度 12.7 毫巴，年平均气温 13.8 摄氏度，最高气温达 41 摄氏度（1967 年6 月 4 日曲阜） ，最低气温-19.3 摄氏度（1981 年 1 月 27 日曲阜） 。年平均风速 7.9m/s。极端最大风速 24m/s，最大风速的风向多为偏北风（1963 年 3 月 15 日兖州） 。风相随季节变化，一般春季为南风，夏季东南风，冬季东北风。雷暴雨一般出现在 3-10 月份。11月份到次年 3 月份为冻结期，最大冻土厚度 45cm（1958 年 1 月 25 日 26 日兖州） ，降雪期从 12 月份开始至次年三月份结束，最大厚度 19cm（1955 年 12 月 3 日） 。1.1.3 矿区水文情况水源：井田内有泗河和沂水两条河流过。泗河发源于新泰市太平顶山的西部，全长 142km，流域面积 2750km2，该河为全年性河流，主要补给水源为泗水县的泉村，石缝两条，河水洪峰期流量为 4020m3/s。在井田内泗河的流量属于红旗闸的泄水量。沂水河发源于曲阜市尼山，在兖州城东的粉店村汇入泗河，属泗河支流，全长 60km，流域面积 620km2，洪峰期流量 445m3/s。工业用水（初期）及居民用水采用自来水供给。1.2 井田地质特征1.2.1 地形地貌、地质构造井田内地势平坦，为一冲积平原。海拔标高为+48.77+61.82 米，一般高程在 + 50.00m 左右，地势东高西低。本井田位于兖州市向斜的东北隅，由于受滋阳、峄山两边界断层的影响，除保留了向斜构造形态外，其断裂构造发育，且地层倾角变陡为其特征。本井田范围内地层走向：南东南北北东，为一向南东敞开的簸箕形单斜构造，地层倾角浅部陡，深部缓，浅部 1835，平均倾角 23；深部 812，平均 10。构造以断层为主，主要断层的展布方向以北西方向为主，井田内共有落差大于 10 米的断层 15 条，矿井建设和生产过程中新发现落差 310 米的断层 23 条，并发现一定数量的小断层，断层发育程度为a；井田内褶曲不发育，基本不影响采区或工作面的布置；岩浆岩仅在井田西北部 35 号孔有所见，属小型侵入体的边缘部分，对井田内煤层无影响。1.2.2 地质构造1.地层本区为全掩盖区，经勘探查明的地层层序由下而上简述如下：(1)奥陶系中统马家沟组（O2）厚度 640660m，岩性主要为灰岩，与下伏地层整合接触。(2)石炭系中统本溪群（C2）厚度为 16.0547.55m，平均厚度 27.21m。本群地层假整合于中奥陶系马家沟灰岩之上，底部一层褐红色含铁很高的铁铝质泥岩。本群地层为一套滨海相铝质沉积，由泥岩、粘土岩、粉砂岩、铝土岩、石灰岩及薄煤层组成。石灰岩为十四灰、十三灰、十二灰，位于太原群中部和顶部。中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 6 页(3）石炭系上统太原群（C3）厚度 143.3193.5m，平均厚度 173.37m。本群地层由砂岩、泥岩、粘土岩、石灰岩及油页岩和煤组成，其中石灰岩 11 层，自上而下依次编号为二灰、三灰、四灰、五灰、六灰、七灰、八灰、九灰、十上灰、十下灰、十一灰。(4）二迭系下统山西组（P11）该组是本区最主要含煤地层，厚度 56.797.8m，平均厚度 76.12m。岩层主要由灰色至灰黑色细砂岩、中砂岩、粉砂岩、夹砂质泥岩、泥岩和含砾砂岩组成。本组含煤 24 层，可采煤层为 2 上和 3 煤两层。(5）二迭系石盒子组（P）为一套陆相碎屑岩，厚度东北薄，西南厚，一般厚度为 280320m，与下伏地层山西组为整合接触。(6）侏罗系上统蒙阻组（J3）分布于 18 勘探线以西及西南部，为砖红色、灰绿色的陆相碎屑岩沉积，厚度变化大，最薄为 75.9m，最厚 564.9m。(7）下第三系（E）分布于 14 勘探线以东，为断陷盆地沉积，为砂岩、粘土岩、泥岩，与下伏地层呈不整合接触。厚度变化大，为 0680.2m。(8）第四系（Q）主要由亚粘土、亚砂土及砂层组成，厚度 107.9254.5m，一般 170180m，由东北向西南逐渐变薄。中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 第 7