毕业设计（论文）-柿花田煤矿矿井通风设计--矿井水灾防治（专项设计） .doc

贵州工程应用技术学院本科毕业设计 毕业设计毕业设计 题题 目：目：柿花田煤矿矿井通风设计 -矿井水灾灾防治（专项设计） 学学 号：号： 姓姓 名：名： 教教 学学 院：院： 矿业工程学院 专业班级：专业班级：2011 级安全工程本科 1 班 指导教师：指导教师： 完成时间：完成时间： 2015 年 5 月 25 日 教务处制教务处制 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 贵州工程应用技术学院毕业设计任务书贵州工程应用技术学院毕业设计任务书 课题名称柿花田煤矿矿井通风设计矿井水灾防治（专项设计） 教学院矿业工程学院 学生姓名罗龙庭学号 81621001035 专业/班级2011 级安全工程本科 1 班 课题简介： 目的：保证井下风流的质量和数量符合国家安全卫生标准造成良好 的工作环境，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。 意义及价值：使柿花田煤矿 30 万吨生产矿井能够安全可靠生产。为井下工人制 造一个良好舒适的通风环境，制定措施防治水灾，让矿井能够安全的生产。 工作思路：收集资料，利用所学的相关知识，对煤矿通风系统进行计算、设计。 研究方案：根据指导老师给的柿花田煤矿资料和查阅相关通风设计的资料做柿 花田煤矿矿井通风与矿井防水设计。 技术路线：进行选题、准备工作、查阅资料、现场调查、经验总结、做出通风 及矿井防水设计。 课题内容和任务： 确定矿井通风系统、采区通风方式、采煤工作面的通风方式、主要通风机的工 作方法并分别作技术比较，计算各用风地点需风量，计算矿井最大通风阻力与等积 孔，评价通风难易程度，选择矿井主要风机并确定两个时期的工况点，选择配套电 机等。 专题部分为井下防水设计，根据煤矿安全规程及其它有关法律、法规、规 程、规范中关于矿井防水的有关规定，制订完善枫香煤矿的矿井水灾预防措施，做 到防患于未然。 进度计划： 2015 年 3 月 16 日 4 月 1 日：选题，查阅收集资料，确定设计方向； 2015 年 4 月 2 日 4 月 18 日：编辑文献和开题报告，拟定写作提纲； 2015 年 4 月 19 日 4 月 24 日：矿井风量、风压及等积孔的计算；2015 年 4 月 25 日 4 月 30 日：选择通风机，绘制通风系统图和网络图；2015 年 5 月 1 日 5 月 12 日：撰 写专题矿井防火设计；2015 年 5 月 13 日 5 月 17 日：确定初稿，修改设计； 2015 年 5 月 18 日 5 月 22 日：设计再次修改并定稿等待答辩。 发出日期 2015 年 3 月 16 日 课题计划完成日期2015 年 5 月 25 日 指导教师签名教学院院长签章 注：本表一式一份，用于装订完整文本。 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 贵州工程应用技术学院毕业设计学生诚信声明书 本人郑重声明：本人所提交的毕业论设计柿花田煤矿矿井通风设计火灾防治 （专项设计） 是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，本设计不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，设计中所引用他人的无论以何种方式发布 的文字、研究成果，均在设计中加以说明；对本文研究做出过重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部 责任。 设 计 作 者： （签字） 时间： 年 月 日 指 导 教 师： （签字） 时间： 年 月 日 贵州工程应用技术学院毕业设计版权使用授权书 本毕业设计)柿花田煤矿矿井通风设计水灾防治（专项设计） 是本人在校期间 所完成学业的组成部分，是在指导教师的指导下完成的，设计工作的知识产权属于贵州 工程应用技术学院。本人同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计的复印件和电 子版，允许设计被查阅和借阅；本人授权贵州工程应用技术学院可以将学位设计的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、网页制作或扫描等复制手 段保存、汇编学位设计。毕业设计无论做何种处理，必须尊重本人的著作权，署明本人 姓名。 未经指导教师和贵州工程应用技术学院同意，本人不擅自发表毕业设计相关研究内 容或利用毕业设计从事开发和盈利性活动。毕业后若发表毕业设计中的研究成果，需征 得指导教师同意，作者第一单位署名应为“贵州工程应用技术学院”， 成果发表时本人 工作（学习）单位可以在备注中注明。 设 计 作 者： （签字） 时间： 年 月 日 指 导 教 师： （签字） 时间： 年 月 日 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 目目 录录 1 1 井田概况井田概况1 1 1.1 地理概况1 1.2 井田开发概况2 1.3 地质构造2 1.4 地层2 1.5 煤层及煤质2 1.6 水文地质4 1.7 其他开采技术条件4 2 2 矿井生产概况矿井生产概况6 6 2.1 井田开拓开采 6 2.2 井田开拓7 2.3 运输、提升、通风、压缩空气8 2.4 矿井生产系统9 2.5 供电.10 2.6 给水、排水、采暖通风及供热.11 2.7 采区生产概况.13 3 3 拟定矿井通风系统拟定矿井通风系统1414 3.1 拟定矿井通风系统的基本要求.14 3.2 确定矿井通风系统的方法.15 4 4 矿井风量计算矿井风量计算1818 4.1 风量计算的依据.18 4.2 风量计算原则.18 4.3 矿井需风量的计算.18 4.4 风量分配.24 5 5 矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力计算2626 5.1 矿井通风总阻力的计算原则.26 5.2 矿井通风总阻力的计算方法.26 5.3 矿井通风难易程度评价 .28 6 6 选择通风机设备选择通风机设备3030 6.1 选择矿井通风设备的基本要求 .30 6.2 矿井自然风压.30 6.3 主要通风机的选择.30 7 7 掘进通风掘进通风3737 7.1 掘进通风方式的选择.37 7.2 掘进工作面风量的计算.38 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 7.3 局部通风设备的选择.38 8 8 矿井防治水矿井防治水4141 8.1 矿井水文安全条件分析 41 8.2 矿井防治水措施 44 8.3 井下防治水安全设施 55 致谢致谢5858 参考文献参考文献5959 附附 图图6060 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 柿花田煤矿矿井通风设计柿花田煤矿矿井通风设计 矿井水灾防治（专项设计）矿井水灾防治（专项设计） 作者姓名：罗龙庭 专业班级：安全工程 2011 级本科 1 班 学号：81621001035 指导教师：刘义磊 摘要摘要: :随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的部分。为确保煤矿的安 全生产，对煤矿的安全设计十分重要。根据柿花田煤矿的实际情况，结合目前安全生产 技术，对柿花田煤矿进行了安全设计。设计针对煤矿常见的安全问题，如水、火、煤尘、 瓦斯、顶板等灾害，分析水害发生的原因，设计具体的灾害预防措施及安全保障措施， 以达到防止事故发生或减少事故发生的概率，降低事故造成伤害的目的。 根据柿花田煤矿开拓方式和地质构造，选择了合理的通风系统，对采掘工作面、硐 室、井下通风设施和构筑物等进行设计，选择了安全逃生路线，分析了矿井通风系统的 合理性和可靠性。 通过对柿花田煤矿水文地质资料的分析，设计了相应的水灾防治安全措施，确保生 产能够安全高效的进行，同时达到无安全事故、无人员伤亡的理想状态。 关键词关键词: : 煤矿；安全；水灾；措施 贵州工程应用技术学院本科毕业设计 persimmon flower field design and mine flood prevention and control of coal mine ventilation candidate:luo long ting major:safety engineering(1)class student no: 81621001035 advisor:liu yilei abstract:with the development of coal industry, safety production has become the important part. in order to ensure the safety production of coal mine, the design is very important to the safety of coal mine. persimmon flower field according to the actual situation of coal mine, combining the current safety in production technology, design of persimmon flower field of coal mine safety. common design for coal mine safety, gas, water, fire, coal dust, roof and other disasters, it analyzes the cause of the disaster, and design the specific measures for disaster prevention and safety measures, to prevent accidents or reduce the probability of accident, reduce the accident damage. according to persimmon flower field exploitation of coal mine and the geological structure, choose the reasonable ventilation system, the mining face, heading, mine ventilation and structure design etc., chose the safe escape routes, the rationality and reliability of mine ventilation system are analyzed. through the analysis of persimmon flower field of coal mine hydrogeological information, design the corresponding fire prevention safety measures, to ensure the safety production can be efficient, and there is no safety accident to ideal state, no one was injured. keywords: bstract; safety; fire; measures 贵州工程应用技术学院本科毕业设计1 1 1 井田概况井田概况 1.11.1 地理概况地理概况 1.1.1 地理位置 遵义县枫香镇柿花田煤矿位于贵州省遵义县枫香镇境内西北面，行政隶属枫香镇管 辖。遵义至茅台公路由井田西端外围经过，西北部和南东部有枫香至平正、枫香至纸房 简易公路。井田中心距枫香镇约 10，距贵遵公路（马家湾站）46，距遵义县城约 55，至遵义市 62，至贵阳市 186。距鸭溪电厂约 29，交通较为方便。 1.1.2 自然地理地形 矿区内属中高山地貌。含煤地层地势侵蚀型槽状展布，槽内地势较平缓，沿地层走 向呈高低起伏。三迭系地层岩溶发育。夜郎组玉龙山段及长兴组形成陡崖及山岭，呈南 东向延伸；茅草铺组在该区北东形成另一组陡崖及山岭，两组山岭之间形成沟谷，干溪 河横穿其中；河的南部地层多形成同向坡。地面植被较发育，灌木、杂草丛生，小冲沟 也较多，并呈树枝状展布。区内最高点位于仰天窝一带，海拔+1500m，最低点位于干溪 河，海拔+825m，高差 625m。 井田地表水系不发育，属黔北缺水地区。溪流迳流短，受大气降水控制，旱季与雨 季流量相差大，属季节性溪流。区内西北部发育有田坝小溪，发源于下三迭统九级滩紫 红、灰绿色粉沙质泥岩中，溪流长约，流向北，泄入茅草铺组石灰岩落水洞。 南东部发育有炉塘坝小溪，发源于 p1m 灰岩，为泉点，溪流长约 1.2，切割含煤 地层，流向北，汇入干溪河。向东流至保海附近转向北，汇入桐梓河，最终汇入赤水河。 1.1.3 气象及地震情况 本区气候属亚热带季风山地温润类型，较温和，以夏季降雨量偏大为特征，冬春二 季多为干旱。根据有关气象资料，气温4.136，年平均气温 14.7，年平均降雨 量 1003.4；年平均阴雨天数占全年 34。冬季平均凌冬期 8 天左右。抗震设防烈度 根据建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） ，本区地震烈度为 6 度。 1.1.4 主要自然灾害 矿区属高原中低山地貌，地形高差较大，以构造剥蚀地形为主。地形较陡，井下开 采诱发山体崩塌、滑坡、地表裂缝的可能性较大。矿井地处高寒地区，每年二月份凝冻 较为严重，对交通运输、通讯、供电影响较大。本矿设计的开采范围无学校、公路、大 的河流及文物保护等建构筑物。但有部分村庄及小河沟，这些村庄及河沟均已按要求留 设安全煤柱。 贵州工程应用技术学院本科毕业设计2 1.21.2 井田开发概况井田开发概况 矿区范围周边共有的四个小煤矿，即井田东部的大坪煤矿、井田中部煤层露头附近 的枫香镇煤矿、祝家煤矿及香平煤矿，目前枫香镇煤矿已与该矿整合，祝家煤矿与香平 煤矿整合。大坪煤矿与该矿有河沟煤柱隔开，受大坪煤矿影响的可能性不大。 本设计开采最高标高为+950m，从原枫香镇煤矿井下实测资料知，其最低开采标高 为+977.64m，设计留设煤柱达 27.64m。而与原枫香镇煤矿相邻的祝家煤矿及香平煤矿 按各自矿界区分，且留有足够的矿井边界煤柱。因此，相邻矿井的开发对本矿没有影响。 矿井充水因素主要有顶板裂隙水和老窑水。顶板裂隙水主要是矿井采掘活动中，从 顶板裂隙进入矿井的水。大气降水、地表水是矿床充水的主要因素，一般沿基岩裂隙渗 入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大。原有小窑开采深度较浅，且已封闭多年， 在巷道掘进过程中穿透老窑的可能性较小，但不排除断层、裂隙水的浸入而发生透水、 突水事故。因此，在采掘施工过程中，一定要加强探放水工作，对可能发生小窑积水的 区域要加强调查及预测，做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水 措施，杜绝发生矿井突水事故。 1.31.3 地质构造地质构造 根据矿井地质构造较简单，11 采区未有较大的断层影响，煤层较为稳定，首采采 区煤层倾角一般为 2032，浅部较陡，往深部逐渐变缓。主要开采煤层的顶板岩性 主要为浅灰色粉砂岩、深灰色粉砂质泥岩。底板岩性主要以深灰色泥岩、粉砂质泥岩为 主，少量粉砂岩。根据煤层的倾角和采区划分，具备走向长壁采煤法的条件，故设计采 用走向长壁采煤法，全部陷落法管理顶板。 石板坡向斜：位于井田西北田坝至庆门口一线，轴向北东向，长 2.1km，发育于 t1y2 地层中，两翼地层倾角为 510，一般为 7，向深部倾没，属宽阔短轴对称向 斜。井田内共发现断层 7 条。地层断距大于 30m 的 1 条，地层断距小于 30m 的 6 条。 1.41.4 地层地层 井田出露地层由下而上分别有下二叠统茅口组、上二叠统龙潭组、长兴组、下三叠 统夜郎组之沙堡湾段、玉龙段、九级滩段、下茅草铺组和第四系。 1.51.5 煤层及煤质煤层及煤质 贵州工程应用技术学院本科毕业设计3 本区含煤地层为龙潭组，厚度 80.9295.20m，平均 87.03m。含煤 1114 层，一 般 12 层。煤层总厚 5.319.20m，平均 7.28m，含煤系数 8.4%，含可采煤层 2 层 （7、10 号） ，12 号层仅在原枫香镇煤矿局部可采，均分布于龙潭组中下部。7 号煤层 为全区可采煤层，10 号煤层为局部可采煤层。可采煤层总厚度 1.353.34m，平均 2.29m，其中 7 号煤层平均厚度 1.52m，10 号煤层平均厚度 0.77m。12 号煤层厚度不稳 定，在枫香二矿勘探报告中未提供该煤层资料。可采煤层特征见表 1.1。 表 1.1 可采煤层特征表 煤层厚度 （m） 煤层间距 （m） 煤层结构顶底板岩性 稳定 性 倾角 （） 容重 （t/m3 ） 组层 最小 最大 平均 最 小 最 大 平 均 夹 石 夹石 厚度 （m） 顶板底板 _ 中 煤 组 7 号 0.82 2.27 1.52_0 浅灰 色粉 砂岩 粉砂 质泥 岩 稳定 241.49 中 煤 组 1 0 号 0.53 1.07 0.77 182320 _0.2 粉砂 质泥 岩、 泥岩 粉砂 质泥 岩 较 稳定 142 4 1.51 （1）煤的物理性质： 以黑色，块状及碎块状为主，少量粉粒状，宽中等条带结构，贝壳状、参差状断 口，似金属光泽。以亮煤为主，夹少量暗煤，较坚硬；半亮型为主，少量光亮型、半暗 型。 （2）煤的化学性质： 水分 原煤两极值 0.554.07%，平均 1.94%。 灰分（ad） 原煤两极值 10.0735.50%，平均灰分 21.91%，属中灰分煤。7 号煤层灰分 10.0726.50%，平均 17.24%，属中低灰分煤，在平面上变化不大，仅至 8 线为中灰分 煤，其余均为中低灰煤分布。10 号层灰分 18.8935.50%,平均 26.58%,属中灰煤。 硫分（st，d） 原煤两极值为 0.373.99%，平均为 1.65%，属中硫分煤层。 挥发分（vdaf） 贵州工程应用技术学院本科毕业设计4 原煤两极值 4.7510.38%，平均 7.44%，精煤两极值为 4.257.07%，平均 5.38%。 发热量（qb，daf） 原煤干燥无灰发热量两极值 33.9936.24mj。平均 35.13mj，收到基低位 发热量为 26.68mj，为高热值煤。 精煤元素分析 干燥无灰基碳含量两极值 89.3192.86%，平均 91.81%；干燥无灰基氢含量两极值 2.385.11%，平均 3.26%；干燥无灰基氮含量平均为 1.30%；干燥无灰基氧加硫含量平 均为 3.63%。 有害元素 原煤磷含量平均为 0.012%，属低磷煤； 原煤氯含量平均为 0.008%，属特低氯煤； 原煤砷含量平均为 4.510-4%，为二级含砷煤； 原煤氟含量平均为 116ppm，为低氟煤。 1.61.6 水文地质水文地质 井田内可采煤层大部位于侵蚀基准面之下，地下水的主要补给来源为大气降水。地 表水、地下水自然排泄条件良好。地下水动态受季节变化控制，且地下水是地表水的主 要补给来源。因此，矿井在采掘过程中，必须加强井下涌水的防治工作，本设计在+900 m 标高设有排水平硐及排水大巷，对拦截该标高以上的矿井涌水较为有利，即+900 m 标 高涌水全部由排水平硐自流外排，+900 至 +750 标高矿井涌水通过井底水仓泵房机械 外排至排水大巷后，自流出地面，矿井防治水较为可靠。 间接充水含水层长兴灰岩距主采煤层 45m 左右，随着矿井建设的展开，受其冒落导 水裂隙带的影响，当沟通该含水层时，会由间接充水含水层渐变为直接充水含水层。茅 口灰岩为承压含水层，富水性极强。据茅口水位观测，其水头压力为 1230.7 个大气 压，其与 7 号煤层之间有 3040m 的隔水层，当具备其突破底板的条件时，将会给矿井 带来危害。因而本井田水文地质类型为顶板以溶蚀裂隙为主，底板以溶洞为主的间接岩 溶充水矿床，水文地质条件中等。 1.71.7 其他开采技术条件其他开采技术条件 1）瓦斯 贵州工程应用技术学院本科毕业设计5 瓦斯自然组成：ch4含量 87.7499.88%，平均为 96.62%，不含 co2及重烃成分， 属沼气带。 瓦斯风化带：按照抚顺煤研所关于瓦斯风化带的划分方法，以每克可燃物质含 2 毫 升可燃气体为准，其上为瓦斯风化带，其下为瓦斯带，根据 7 号煤层瓦斯含量推测，瓦 斯风化带距地表 30m。 瓦斯含量及变化规律：瓦斯含量平均为 17.30mlgr，根据贵州柿花田煤矿煤 层瓦斯动力现象鉴定报告的结论，本矿瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。 瓦斯梯度：煤层埋藏深度每增加 14.6m 时，其瓦斯含量增加 1mlgr。 瓦斯增长率：煤层埋藏深度每增加 100m 时，瓦斯含量增加 6.84mlgr。垂直向 上，同一钻孔瓦斯含量随深度增加而增长。 2）煤层自然倾向及自然发火期 根据地斟报告提供资料，本矿 7 号煤层最低氧化燃点 392，最高还原燃点 412， 温度差 20，属于不自燃的煤层。根据相邻生产矿井大坪煤矿 7 号煤的自燃倾向性试 验，该矿 7 号煤层为不自燃煤层，但未对 10 号煤层进行鉴定，本设计暂按容易自燃煤 层进行设计。今后需对本矿所有可采煤层进行鉴定。若鉴定结论无自燃倾向性，再按无 自燃煤层进行管理，并对本设计进行相应调整。 3）煤层爆炸危险 该矿未对 10 号煤层进行煤尘爆炸性鉴定，根据相邻矿井大坪煤矿对 7 号煤层进行 煤尘爆炸性试验，结论为无爆炸危险性，设计暂按有爆炸性进行考虑。 4）地温 本矿区内未发现地温异常区情况，地温正常。 贵州工程应用技术学院本科毕业设计6 2 2 矿井生产概况矿井生产概况 2.12.1井田开拓开采井田开拓开采 2.1.1 井田境界 由于副斜井布置于茅口灰岩中，且为了便于直接排矸，副斜井井口位置选择矸石山 顶部（+1045m） ，从而副斜井地表段有越界现象。 2.1.2 储量 1）矿井地质资源量 根据贵州省煤田地质局地质勘察研究院 2003 年 4 月提交的贵州省黔北煤田鸭溪 矿区枫香二矿勘探地质报告及黔国土资储函2003第 71 号“关于印发贵州省黔北 煤田鸭溪矿区枫香二矿勘探地质报告评审意见的函” ，柿花田煤矿总的工业储量为 4650 万 t,扣除河流、村庄及公路煤柱后，核实截至 2003 年 5 月 23 日止，遵义县枫香 二矿 7 号、10 号煤层原煤探明的内蕴经济资源量（331）225 万 t，控制的内蕴经济资 源量（332）530 万 t，推断的内蕴经济资源量（333）为 2033 万 t，预测的潜在资源量 （334）873 万 t，共计 3661 万 t。统计得该矿得地质资源/储量 3906 万 t。 2）矿井工业资源/储量 矿井工业资源/储量（331）+（332）+（333）k（资源/储量可信度，取 0.8） （171+54）+（218+312）+（1168+973）0.82468（万 t） 3）矿井设计资源/储量 矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量-村庄、防水、井田境界、等断层永久煤 柱，永久煤柱损失经计算见表 2.1。 表 2.1 永久煤柱损失量统计表 单位：万 t 序号煤层编号防水、村庄保护煤柱边界及断层保护煤柱合计210481159 合计 _572123695 则矿井设计资源/储量24686951773 万 t,矿井设计资源/储量总计 1773 万 t，其中，中厚煤层（7 号层）1177 万 t，薄煤层（10 号层、12 号层）596 万 t。 4）矿井设计可采储量 矿井设计可采储量矿井设计资源/储量工业场地煤柱主要井巷煤柱）采区 回采率 贵州工程应用技术学院本科毕业设计7 该矿无工业场地煤柱，主要井巷为石门留设煤柱，经计算，总量为 159 万 t，其中 7 号煤层留设煤柱 106 万 t，10 号煤层留设煤柱 53 万 t。 7 号煤层属中厚煤层，采区回采率取 80%，其它煤层均为薄煤层，回采率取 85%。 则矿井可采储量（1177106）80% +（59653）85%=1318(万 t) 2.1.3 矿井设计生产能力及服务年限 1）矿井设计生产能力 矿井设计生产能力为 30 万 t/a。 2）服务年限 服务年限 可采储量/（井型储量备用系数） 1318/（301.4） 31（a） 按设计规范的要求，矿井服务年限与井型相适应。 2.22.2 井田开拓井田开拓 2.2.1 开拓方式 本矿井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质简单，井筒不需要特殊方法施工 的缓斜和倾斜煤层,故矿井采用斜井开拓。 2.2.2 大巷布置 第一水平主要运输大巷布置于+750m 水平，排水平硐及西翼回风大巷布置于+900m 标高，均沿茅口灰岩布置，按 3坡度定向掘进，大巷长度为 11、12 采区井底车场之 间的距离。第二水平运输大巷布置于+500m 水平，仍按 3坡度、定向掘进。 +900m 水平排水大巷除了作为自流排水外，后期向西掘至 12 采区，并将西翼段作 为 12 采区的总回风巷，以减少 12 采区开拓掘进工程量。 2.2.3 通风方式及井筒个数 采用中央并列式通风。副斜井、主斜井、平硐及排水大巷进风，回风斜井回风。回 采工作面通风方式采用“u”型通风；掘进工作面采用压入式通风。 2.2.4 采区划分 全矿共分为四个采区，分别为 11 采区、12 采区、21 采区及 31 采区。第一水平划 分为两个采区，第二水平采用“三区成套两超前”的连续推进方法进行回采，即沿着井 田走向分段布置回采工作面，在首采前，必须保证三个小采面（走向约 500m）形成， 各自形成独立的运输、通风系统。在开采第一个小采面时，第二、第三个采面提前布置 出来，待第一个小采面回采结束时，第四个回采面提前准备出来。从而保证总是有三个 贵州工程应用技术学院本科毕业设计8 小采面形成系统、两个小采面提前准备，即所谓的“三区成套两超前” 。 2.2.5 井筒数目及位置 矿井主要进风井：矿井主要进风井有主斜井、副斜井、材料行人平硐及排水平硐。 矿井回风斜井：矿井设专用回风斜井一条，即原副斜井经改造后利用。 除排水平硐井口位于工业场地东北角约 2km 的沟谷中、副斜井井口位于矸石山上方 外，其余主斜井、材料行人平硐及回风斜井均布置于工业场地中。 2.32.3 运输、提升、通风、压缩空气运输、提升、通风、压缩空气 2.3.1 副斜井提升设备 经方案比较，选用一套单滚筒单绳缠绕式提升，提升设备选型如下： jk-2.52/20e 型（配行星齿轮减速器） ，v3.83m/s，一台； 滚筒直径 d2.5m80dk2080mm，滚筒宽度 b2000mm1592.763mm，减速比 i20；最大静张力 fj92knf大件46.911kn。 电动机选用：jzr2-72-10 型三相异步电动机 100kw 、380v，一台及 y2-355m1-6 型三相异步电动机 160kw、380v,一台。 列车组列方式：矸石 5.98t/次（四个 mgc1.1-6a 矸石车组列）或 29 人/次（两 节 xrb15-6/6 人车组列） ； 钢丝绳选用：67+fc261570特，一根； 钢丝绳安全系数 : m矸35245.7687.6917.5， m人 35237.022=9.5089，m大件35246.911=7.5047.5； 最大班净提升时间为 4.631h，满足规范要求；每天净提升时间 14.684h； 电控：低压 380v 全数字四象限变频调速提升机电控，一套。 提升机房两回 10kv 电源均引自矿井 35kv 变电所两段不同的 10kv 母线段。 2.3.2 通风设备 矿井选用对旋式轴流通风机：kzs-18 型，二台（一台工作、一台备用） 。 其工况点参数分别为： 容易时期： q易 =43.12m3/s，h易=817.12pa，易0.70，叶片安装角度 30； 困难时期： q困 =47.04m3/s，h困=1042.78pa，困0.80，叶片安装角度 35； 2.3.3 排水设备 排水方式： 该矿井下涌水，采用在副斜井井底车场（+750m）建水泵硐室排水，排水管道经副 贵州工程应用技术学院本科毕业设计9 斜井将井下涌水排至排水平硐，经排水平硐排水沟排至地面。 排水设备选用矿用节能型离心式水泵：md155-306 型，三台（二台工作，一台 检修） 。选配隔爆电动机为 yb315m-4，132kw，660v，三台。 2.3.4 压缩空气设备 供风方式 在工业场地建空压机站集中向井下集中供风。主要耗风设备见表 2.2。 表 2.2 主要耗风设备见表 名称凿岩机砼喷射机锚杆钻机 风动工具型号 zt24hphc5mqt-120 耗风量(m3/min) 2.882.3 使用台数 333 使用地点岩掘 1、2、3岩掘 1、2、3岩掘 1、2、3 计算考虑台数 212 压风主管直径 dk106.43mm。16.14220 煤矿用聚乙烯压风管 dn125，pn=0.8mpa。 2.42.4 矿井生产系统矿井生产系统 2.4.1 矿井运输系统 1）地面运输 采用汽车 运输至川黔铁路上的遵义县南北车站（煤炭专用货场能力 40 万 ta） 装车，再通过准轨铁路运输至两广、两湖等地。末 煤 19.5 万 t/a 采用公路汽车运输 方式，直接运输至鸭溪电厂（初期规模 4150mw） 。鉴于矿井运量小，地方运力富裕， 本矿井的产品煤运输委托社会运力承担，设计不考虑设立汽车队。 2）井下运输 主斜井采用胶带输送机完成全矿井煤炭运输任务,井下运输石门均采用带式输送机 运输。 2.4.2 矿井运料系统 1)地面材料行人平硐副斜井11 运输石门11071 运输巷使用地点。 2)地面材料行人平硐副斜井13 运输石门11076 运输巷使用地点。 2.4.3 矸石排放系统 1)11076 运输顺槽13 运输石门副斜井地面； 2)11076 回风顺槽13 轨道石门副斜井地面。 2.4.4 矿井通风系统 贵州工程应用技术学院本科毕业设计10 1）通风方式 由于本矿井倾角较大，走向不长且自然发火不严重，故采用中央并列式,采区采用 u 型通风。 ）通风方法 出于本矿安全条件及环境卫生考虑，矿井采用抽出式通风，采区采用压入式通风。 ）通风路线 （1）容易时期工作面：地面副斜井11 运输石门11071 运输顺槽11071 工 作面11071 回风顺槽回风大巷。 （2）容易时期掘进头 1：地面副斜井13 运输石门13 运输顺槽回风大巷 （3）容易时期掘进头 2：地面副斜井13 运输石门13 回风顺槽13 回风石门 回风大巷。 （4）困难时期工作面：地面副斜井13 运输石门11076 运输顺槽11076 工 作面11076 运输顺槽13 回风石门回风大巷。 （5）困难时期掘进头 3：地面副斜井掘进头 3回风大巷。 （6）困难时期掘进头 4：地面副斜井13 运输石门掘进头 4回风大巷 2.52.5 供电供电 柿花田煤矿两回 35kv 电源分别引自西安 110kv 变电所和杨柳 110kv 变电所，导线 型号均为 lgj-185/21km。两回 35kv 输电线路单回运行时电压损失最大为 1.079，小 于允许的 5ue，线路导线能满足当任一回电源线路故障时，另一回线路保证向全矿井 全部负荷供电。 2.5.1 地面供配电 根据地面负荷分布情况，设以下配电点： 35/10/0.4kv 变电所配电点：有功功率：709.46kw；无功功率：663.92kvar；自 1 然功率因素 cos0.73；视在功率：971.66kva。根据低压负荷情况，在 35/10kv 变 电所设 10/0.4kv 低压配电室，内设 s11-1250/10、10/0.4kv、1250kva 变压器两台，安 装 7 块 gcs 低压配电屏，担负煤矿通风机房、压风机房、瓦斯抽放站、地面生产系统、 机修等低压动照设备的用电，两台变压器一用一备，负荷率 0.78，单台变压器保证系 数 1.29,当一台变压器故障时，另一台变压器能担负生产系统全部负荷，保证生产正常 进行。 副斜井提升机房 10/0.4kv 配电间。有功功率：270.00kw；无功功率： 2 贵州工程应用技术学院本科毕业设计11 153.90kvar；自然功率因素 cos0.87；视在功率：310.78kva。副斜井提升机房距 工业场地 35/10kv 变电所距离约为 450m，绞车电控采用380v 交流变频设备，配电间 内设 s11-500/10、10/0.4kv、500kva 变压器两台，另配套相应的变频及配电设备为提 升机及辅助设备供电，两台变压器一用一备，负荷率 0.78，单台变压器保证系数 1.29, 当一台变压器故障时，另一台变压器能担负生产系统全部负荷，保证生产正常进行。 办公生活区箱变：有功功率：165.31kw；无功功率：151.00kvar；自然功率因素 3 cos0.74；视在功率：223.89kva。箱变内设 s11315/10、10/0.4kv、315kva 变压 器一台，向办公楼、水处理站及食堂等低压负荷供电，变压器负荷率 0.65，保证系数 1.54。 水源泵房 10kv 杆上变电亭：有功功率：16.50kw；无功功率：14.52kvar；自然 4 功率因素 cos0.75；视在功率：21.98kva；水泵采用变压器电动机组全压起动， 杆上设 s11-50/10、10/0.4kv、50kva 变压器一台，变压器负荷率 0.44，保证系数 2.27。 2.5.2 井下供配电 井下用电设备的计算有功负荷为 1025.4kw,井下供电电压高压为 10kv，低压为 660v，照明和煤电钻、锚杆钻机为 127v。 供电系统运行方式为：泵房变电所电缆沿材料行人平硐、胶带暗斜井从地面 10kv 变电所不同的母线段各引二回电缆下井，正常情况下两回电缆分别供电，当一回电缆故 障时，断开这一回电缆的电源进线开关，闭合联络开关，由另一回电缆供电。 井下设泵房变电所，地面 10kv 变电所以二回 myjv228.7/10kv 350mm2矿用交联 聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆经材料行人平硐、胶带暗斜井向泵房变电所 供电，当其中任一回路故障时，另一回路均能保证井下全部工作负荷。 泵房变电所设在井底，正常时分列运行，设 6 台 pjg43-10 矿用隔爆型高压真空开 关向所内三台矿用隔爆型干式变压器和 11071 运输顺槽矿用隔爆型移动变电站、11071 回风顺槽矿用隔爆型移动变电站供电，选用三台矿用隔爆型高压真空电磁起动器为泵房 内高压水泵供电；两台 200kva 矿用隔爆型干式变压器为局扇专用变压器，另一台 400kva 矿用隔爆型干式变压器分别为 11071 运输顺槽胶带机、11 运输石门胶带机、11 溜煤眼给煤机、13 溜煤眼给煤机、掘进头 1、掘进头 2、掘进头 3 等设备供电，并为主 斜井、副斜井、11071 运输顺槽、胶带暗斜井、11 运输石门、泵房变电所照明供电。 2.62.6 给水、排水、采暖通风及供热给水、排水、采暖通风及供热 贵州工程应用技术学院本科毕业设计12 2.6.1 给排水 生产、生活水源最高日取水量约 710m3/d，其中生活正常取水量约 245m3/d，生产 约 465m3/d。工业场地及井下生产、生活消防用水由矿井工业场地副斜井井口东北面水 平距离约 105m 处 600m3生产、生活消防水池供给，水源为距矿井工业场地主斜井井口 东北面水平距离约 430m 处炉塘坝泉水。 2.6.2 矿井生产、生活消防供水系统 泵房内设 100dfl72145 型泵（q= 72m3/h，h=70m，n=22kw，二台，一用一备）， 经长约 480m，de160 聚乙烯塑料给水管（pe100 型，pn=1.0mpa）一条提升至矿井工业 场地主斜井井口东南面水平距离约 90m 处生产、生活水源净化站，经净化站净化后的水， 由净化站内 100dfl64.8146 型泵（q= 64.8m3/h，h=75m，n=18.5kw，二台，一用一 备），经长约 280m，de110 聚乙烯塑料给水管（pe100 型，pn=1.0mpa）一条提升至矿 井工业场地副斜井井口东北面水平距离约 105m 处 600m3生产、生活消防水池（池底标 高 1040.00），以静压的方式分别向矿井工业场地和井下供水。 2.6.3 采暖通风及供热 1）采暖范围 采暖范围：矿办公楼、单身公寓、灯房浴室任务交待室联合建筑、干部公寓、食堂 及矿山救护小队。 2）供热范围 主要是浴室用水加热、食堂、洗衣及干燥用热。 3）热负荷性质及热媒 (1)采暖用热及热媒 采暖采用低压蒸汽系统，热媒采用 0.07mpa 的饱和蒸汽。采用钢铝复合散热器。 (2)生活、生产用热 浴室设池浴及淋浴，淋浴采用恒温水箱单管淋浴系统，浴池加 热时间为 2h，热水箱加热时间为 3h，热水终温为 40。供汽压力为 0.3mpa。 2.6.4 通风除尘 1)对产生大量余热、余湿的浴室、更衣室及洗衣房，要求开启高窗，进行有组织的 自然通风。 2)矿灯房在矿灯配液、加液以及充电过程中，产生酸雾及氢等有害气体，腐蚀设备， 并危及工作人员健康；因此，要求加强通风换气，在充电、配液、修理室，配备 t40 112 1/2 型玻璃钢轴流风机各一台。 贵州工程应用技术学院本科毕业设计13 3)生产系统各转载点有煤尘产生，对产尘点可实施密闭和采用喷雾洒水相结合的除 尘方式。 2.72.7 采区生产概况采区生产概况 2.7.1 采区巷道布置 首采区巷道布置：采区东以河流煤柱为界，西以 6 勘探线附近划界，南以煤层露头 及其它煤矿矿界为界，北以+750 运输大巷为界。采区走向长度约为 1600 m，倾斜长度 为 450 m。主、副斜井沿茅口灰岩布置，回风井上部利用原有巷道，下段改为沿茅口灰 岩布置；排水平硐垂直煤层走向掘送，排水大巷改为沿茅口灰岩布置。 2.7.2 采区内采煤工作面、掘进工作面的生产情况 本矿井布置一个高档普采工作面生产达到 30 万 t/a 的设计生产能力。 采煤工艺为高档普采，采面配备机械设备有：掘进工作面配备 gmz-12 型煤电钻和 zy24 型凿岩机打眼，并设置 txu-75a 型探水钻、bsf-6 型局部通风机和 65quf3572.2 型污水泵等，人工装运。按两个掘进工作面配备。 2.7.3 工作面个数及年推进度 根据煤炭工业小型煤矿设计规范 ，结合遵义县枫香镇柿花田煤矿(整合)煤层赋 存情况，设计工作面平均长度为 140m，年推进度 950m，工作面一个，掘进头个，并 采用一采一准的工作方式。 贵州工程应用技术学院本科毕业设计14 3 3 拟定矿井通风系统拟定矿井通风系统 3.13.1 拟定矿井通风系统的基本要求拟定矿井通风系统的基本要求 根据矿井采掘系统，确定合理的矿井通风系统。拟定矿井通风系统主要是拟定进风 井与回风井的布置方式，矿井风流路线，矿井主要通风机的工作方法，这是矿井通风设 计的基础。 矿井通风系统应和矿井的开拓、开采设计一起考虑，并通过技术、经济比较之后确 定。确定的通风系统，应符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。 1）每个矿井必须至少要有 2 个能行人的通达地面的安全出口，各个出口之间的距 离不得少于 30 米。新建和改扩建矿井，如果采用中央式通风时，还要在井田边界附近 设置安全出口；当井田一翼走向较长，矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时，必须掘 出井田边界附近的安全出口。井下每一个水平到上一个水平和每个采区至少都必须有 2 个便于行人的安全出口，并与通达地面的安全出口相连通。通到地面的 2 个安全出口和 2 个水平间的安全出口，都必须有便于行人的设施（台阶和梯子间等） 。 2）风井位置要在洪水位标高以上（大中型矿井考虑百年一遇、小型矿井 50 年一遇） ，进风井口须避免污染空气进入，距有害气体源的地点不得小于 500 米。井口工程地质 及井筒施工地质条件简单，占地少、压煤少、交通方便、便于施工。 3）箕斗提升井一般不应兼作进风井或出风井。如果井上、下装卸载装置和井塔有 完善的封闭措施，其漏风不超过 15%，并有可靠的防尘措施，箕斗井可以兼作出风井； 若井筒中风速不超过 6m/s，有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕 斗井可以兼作进风井。胶带输送机斜井一般不得兼作风井。如果胶带输送机斜井中的风 速不超过 4m/s，并有可靠的防尘措施和防火措施，可以兼作进风井；如果胶带输送机 斜井中的风速不超过 6m/s，并装有甲烷断电仪，可以兼做回风井。 4）所有矿井都要采用机械通风，主要通风机必须安装在地面。新建矿井不宜在同 一井口选用几台主要通风机联合运转。 5）不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统；若有几个出风井，则自 采区到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前、各采区 的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通；下水平的回风流和上水平的进风流必须严 贵州工程应用技术学院本科毕业设计15 格隔开；在条件允许时，要尽量使总进风早分开，总回风晚汇合。 6）采用分区式（多台主要通风机）通风时，为了保证联合运转的稳定性，总进风 道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主要通风机的回风流、 （中央 主要通风机）每一翼的回风流都必须严格隔开。 7）尽可能降低通风阻力。尽量采用并联通风，并使主要并联风路的风压接近相等， 以避免过多的风量调节。尽可能利用旧巷道通风。 8）尽可能避免设置大量风桥和风门或采用容易引起大量漏风的通风系统。 9）井下爆炸材料库必须有单独的进风流，回风必须引进矿井主要回风道。井下充 电硐室必须独立通风，回风风流应引入回风巷。 3.23.2 确定矿井通风系统的方法确定矿井通风系统的方法 依据矿井通风设计的条件，提出多个技术上可行的方案。首先根据矿井生产实际， 选定 23 个技术上可行，且符合安全要求的方案进行经济比较，将最优方案确定为设 计方案。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生灾害性事故后，所确定 的通风系统能将灾害控制在最小范围，并能迅速恢复生产。 1)矿井通风系统的类型 按进、回风井在井田的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式和混合 式。 (1)中央式 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式 和中央边界式（中央分列式） 。 中央并列式 中央并列式进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水 平，也可只将回风井掘至回风水平。 中央边界式（中央分列式） 中央边界式（中央分列式）是进风井大致位于井田走向的中