煤矿安全通风设计-本科毕业论.doc

本科毕业设计本科毕业设计 论文（设计）题目论文（设计）题目：*通风与安全设计通风与安全设计 系：系：矿业工程系矿业工程系 专专 业：业： * 班班 级：级： * 学学 号：号： * 学生姓名：学生姓名： * 指导教师：指导教师： * 20152015 年年 5 5 月月 2323 日日 *毕业论文（设计） *本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 诚信责任书诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下 独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表 的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日 期： *毕业论文（设计） 第 I 页 目 录 目 录 II 摘 要 VIII Abstract X 前 言 .1 第 1 章 井田概况 .3 1.1 地理概况 3 1.1.1 井田位置及交通 3 1.1.2 地形地貌 3 1.1.3 气象 3 1.1.4 地表水 3 1.1.5 地震 3 1.1.6 电源条件、水源条件 3 1.2 主要自然灾害4 1.2.1 地质灾害简述 4 1.3 井田开拓与开采4 1.3.1 井田境界 4 1.3.2 储量 4 1.3.3 矿井生产能力及服务年限 6 1.4 提升、压缩空气系统7 1.5 井上下主要运输设备7 1.5.1 运输方式 7 1.5.2 运输设备 8 1.5.3 矿车 8 1.6 供电及通讯8 1.6.1 行政通信 8 1.6.2 调度通信 8 *毕业论文（设计） 第 1 页 1.7 技术经济8 1.7.1 矿井工作制度 9 1.7.2 劳动定员 9 1.7.3 劳动生产率 9 1.7.4 技术经济指标 9 第 2 章 矿井开拓与开采 12 2.1 煤层埋藏及开采条件.12 2.1.1 地质构造及特征 .12 2.1.2 煤层及煤质 .12 2.2 矿井主要灾害因素及安全条件.12 2.2.1 瓦斯，煤与瓦斯突出，煤尘，煤的自燃与地温 .13 2.2.2 煤层顶底板 .13 2.3 矿井开拓系统.13 2.3.1 井筒 .13 2.3.2 采区划分 .14 2.3.3 通风方式 .14 2.3.3 开采顺序 .14 2.3.4 主要巷道 .14 2.4 采煤方法及采区巷道布置.14 2.4.1 采煤方法的合理性分析 .14 2.4.2 采区巷道布置 .15 2.5 矿山压力及地质测量类仪表、设备配置.15 第 3 章 瓦斯灾害防治 18 3.1 瓦斯灾害因素分析18 3.1.1 瓦斯赋存状况 18 3.1.2 计算各煤层瓦斯含量： .18 3.1.3 回采工作面瓦斯涌出量 .19 3.1.4 掘进工作面瓦斯涌出量预测 .20 *毕业论文（设计） 第 1 页 3.1.5 矿井瓦斯涌出量预测 .21 3.1.6 瓦斯灾害治理措施选择 .22 3.2 防爆措施.23 3.2.1 巷道布置、采掘工艺对矿井瓦斯涌出的影响 .23 3.2.2 防止瓦斯积存的措施 .24 3.2.3 控制和消除引爆火源 .26 3.3 瓦斯抽采.30 3.3.1 矿井瓦斯储量 .30 3.3.2 抽采系统和方法 .31 3.3.3 抽放管路系统及抽放设备选型 .34 3.3.4 抽放瓦斯的综合利用及评价38 3.4 防突措施.38 3.4.1 煤与瓦斯突出的可能性分析 .39 3.4.2 综合防突措施 40 3.4.3 开采保护层 .40 3.4.4 其他防突措施 .41 3.4.5 煤与瓦斯突出预测及预测仪器 .43 3.4.6 安全防护措施 .45 4.1 通风系统.49 4.1.1 瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性，煤和瓦斯突出及地温情况 .49 4.1.2 通风方式及通风系统 .49 4.1.3 风井数目、位置、服务范围及服务年限 .49 4.1.4 采掘工作面及硐室通风 .50 4.2 矿井风量、风压及等积孔.50 4.2.1 风量计算及分配 .50 4.2.2 通风阻力 .56 4.2.3 矿井通风等积孔 58 4.3 掘进通风.58 *毕业论文（设计） 第 1 页 4.3.1 掘进通风方法 .58 4.3.2 局部通风设备选型 .58 4.3.3 局部通风机设置要求 .59 4.4 硐室通风.60 4.4.1 井下独立通风硐室的通风系统及安全措施 .60 4.4.2 采用扩散通风的酮室及通风要求 61 4.5 井下通风设施及构筑物.61 4.5.1 通风构筑物设置 .61 4.5.2 通风构筑物设置技术要求 .61 4.6 矿井主通风机及矿井反风.63 4.6.1 矿井通风设备选型 .64 4.6.2 反风方式、反风系统及设施 .68 第 5 章 粉尘灾害防治 70 5.1 粉尘危害及防尘措施.70 5.1.1 粉尘种类和危害程度分析 .70 5.1.2 防尘措施的确定 .70 5.2 井下消防、洒水（给水）系统.72 5.3 粉尘监测及个体防护设备.73 5.3.1 粉尘检测 .73 5.3.2 个体防护设备 .74 5.4 防爆措施.74 5.5 矿井地面生产系统防尘.76 5.7 矿井粉尘检测类仪器、设备配置.77 第 6 章 矿井防灭火 78 6.1 煤层自然发火危险性及防灭火措施.78 6.1.1 煤层自然发火危险性 .78 6.1.2 煤的自燃分析预测 .78 6.1.3 煤层自燃预防措施 .78 *毕业论文（设计） 第 1 页 6.2 防灭火方法.79 6.2.1 灌浆防灭火 .79 6.2.2 氮气防灭火 .81 6.2.3 阻化剂防灭火 .81 6.2.4 凝胶防灭火 .81 6.3 井下外因火灾防治.82 6.3.1 电气事故引发的火灾防治措施 .82 6.3.2 带式输送机着火的防治措施 .82 6.3.3 其他火灾的防治措施 .83 6.4 井下防火构筑物.83 第 7 章 矿井防治水 86 7.1 矿井水文地质.86 7.2 矿井防治水措施的确定.86 7.2.1 矿井开拓开采所采取的安全保证措施 86 7.2.2 防治水煤（岩）柱的留设 .87 7.2.3 探放水措施及设备 .89 7.2.4 疏水降压 .94 7.2.5 防水闸门 .94 7.2.6 井下排水 .95 7.2.7 地表水防治措施 .98 7.2.8 小窑、老窑水防治 100 第 8 章 矿井避灾 .102 8.1 矿井安全标识设置102 8.1.1 安全标识设置原则 102 8.1.2 安全标识设置 102 8.2 灾变逃生路线102 8.2.1 火灾避险 102 8.2.2 火灾避灾路线 104 *毕业论文（设计） 第 1 页 8.2.3 水灾避灾路线 .105 第 9 章 矿井安全监测图 .108 9.1 矿井的安全监测布置图108 结 论 110 致 谢 .112 附 录 113 *毕业论文（设计） 第 1 页 摘 要 *位于*少普乡境内，井田位于*南部。 矿一采区开采煤层 19#、23#和 26#，本次课程设计对象为 19#号煤层。19#号煤层平均 厚度为 3.45m，赋存稳定，平均倾角为 17。 经鉴定，本矿的 19#、23#和 26#煤尘无爆炸性，煤层不自燃，但是本设计按照煤 层易自燃、煤尘有爆炸性设计，设计了矿井防爆、隔爆措施及防突措施，提高了矿井 的抗灾害的能力。 本矿相对瓦斯涌出量为 12.89 m3/t，属于高瓦斯矿井，本矿按照“先抽后采，监 测监控，以风定产”的瓦斯治理方针，对矿井进行瓦斯抽放和通风管理。首先本设计 选择高、低负压抽放两套系统，并对高、低负压抽放系统作了评价，对瓦斯的利用及 其瓦斯泵站的安全作了合理的分析。其次，结合本矿情况，对于本矿井的通风量的计 算与实际需求的比较，按照采矿设计手册和煤矿安全规程的要求，计算出各 个用风地点的风量和矿井总风量，困难时期和容易时期分别为 44m3/s 和 39.9m3/s，所 以与之相对应的主要通风机的选择型号为 BDK 54-6-15 型防爆对旋轴流式风机两台， 一台运行，一台备用。风量范围 30.747.5m/s，风压范围 8912261Pa，并对矿井 反风作出了客观的分析，使得本矿井的通风更合理。 综上所述，本设计本着“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，从 各个方面加强了预防和治理设计，为矿井安全生产创造了良好的条件。 关键词：矿井通风，瓦斯治理，水灾防治，矿井避灾。 *毕业论文（设计） 第 1 页 Abstract Huishui County, Guizhou Province, county, located in the county of Huishui Province, Guizhou County, the township of less Pu Township, Ida is located in southern Huishui county. Ore mining coal seam 19#, 23# and 26#, the curriculum design for 19# coal seam. The average thickness of 19# is 3.45M, the occurrence is stable, the average dip angle is 17. After identification, the mine 19#, 23# and 26# dust without explosive, coal seam spontaneous combustion, but the design according to the coal seam spontaneous combustion, coal dust with the design of explosive, the design of mine explosion proof, explosion-proof measures and anti outburst measure, improve the ability of anti disaster of mine. The mine gas emission quantity 12.89 m3 / T, belongs to the high gas coal mine, the mine in accordance with the “first to pull out after mining, monitoring and control, to the wind production“ gas control policy, the mine gas drainage and ventilation management. Firstly, this design chooses two systems of high and low negative pressure, and makes a reasonable analysis for the utilization of gas and the safety of the gas pump. calculated various wind place mine air volume and total air volume, easy and difficult period period respectively 44m3/s 39.9m3/s and so corresponds with the main ventilation machine selection types of BDK 54-6- No. 15 explosion-proof contra rotating axial flow type wind machine, a run, a spare. Air volume range from 30.7 to 47.5m no towboats and wind pressure range 891 2261Pa, and to mine anti wind made the objective analysis, making the mine ventilation is more reasonable. To sum up, this design follows the principles that safety first and prevention foremost and comprehensive controlling. From different factors, prevention and treatment are strengthened, which creates a useful safety condition for coal production. key words：coal mine ventilation; gas treatment; water disaster prevention; prevent disaster-avoiding in coal mine. *毕业论文（设计） 第 0 页 前 言 1）设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求）设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求 通过设计*通风与安全 ，培养自己树立具有符合国情和生产实 际的正确设计思想和观点，进一步学习和理解党和国家的各项煤矿方针政策，尤其是 关于矿井通风与安全方面的方针政策，学习和贯彻执行煤矿安全规程等煤炭行业 法律法规与技术标准。 通过完成*通风与安全设计，完成该矿的矿井通风、矿井瓦 斯防治、矿井水害、矿井避灾等安全问题的设计方案，绘制出符合国家标准的相关设 计图纸。 在这一次设计中，将自己大学四年所学的知识运用到如意煤矿的通风与安全设计 中，进一步巩固大学所学的知识，使之系统化、综合化，培养运用所学知识解决实际 问题的能力，通过此次的毕业设计，弥补自身的不足，为今后进入工作岗位打下坚实 的基础。 2）指导思想）指导思想 （1）在“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针的指导下，加强煤矿 生产的安全设施的设置和安全管理及监督，为煤矿生产创造良好的条件。 （2）根据国家颁布的有关安全生产的法律法规及行业标准，结合如意煤矿的煤层 赋存、地质构造、水文、围岩条件、瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出等地质条件及 有关安全条件等，尽量利用现有生产技术，优化矿井生产系统，不仅使矿井能正常生 产，并能增加抵御各种灾害的能力。 3）应解决的问题）应解决的问题 （1）矿井概况及矿井开拓、开采设计概况； （2）矿井瓦斯灾害防治及相关措施的编写； （3）矿井通风设计和相关设备选型； （4）矿井粉尘灾害、防灭火和矿井水防治和相关措施的编写； （5）矿井避灾标识的设置和避灾路线的确定及相关措施的编写。 4）未解决的问题）未解决的问题 *毕业论文（设计） 第 1 页 （1）本设计没有进行矿井粉尘防治、矿井火灾防治、矿井监控和矿山救护的设计， 希望矿方完善相关方面的设计与做好相关方面的防治措施。 （2）进行煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，注意瓦斯涌出量的变化，进行瓦斯梯度 变化的分析，避免采掘工作面布置在应力集中带，加强煤与瓦斯突出的预测和预防工 作。 （3）矿井勘探地质报告对矿井水文地质、采空区缺乏分析和研究，建议对矿井内 的小煤窑开采、积水情况以及矿井涌水量进行详细调查。 5）设计依据）设计依据 （1）*矿业工程系老师提供的毕业设计课题，即*矿井 概况及安全条件和矿井设计概况 。 （2）*开拓系统、采区巷道布置平、剖面图。 （3）*矿业工程系安全工程毕业设计指导书。 6）法、条例、规程、规范、细则作为我们编制内容的依据）法、条例、规程、规范、细则作为我们编制内容的依据 1.中华人民共和国国家标准煤炭工业小型矿井设计规范GB50399-2006。 2.中华人民共和国煤炭法 （1996.8） ； 3.中华人民共和国安全生产法 （2002.6.29） ； 4.中华人民共和国矿山安全法 （1992.11.7） ； 5.中华人民共和国矿山安全法实施条例 （1996.10.11） ； 6.煤矿安全规程 ，国家煤矿安全监察局； 7中华人民共和国安全生产行业标准 AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标 ； 8中华人民共和国安全生产行业标准 AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范 ； 9. 中华人民共和国安全生产行业标准 AQ1008-2007矿山救护规程 ； 10. 防治煤与瓦斯突出细则 ，中华人民共和国煤炭工业部； 11. 煤矿安全监察条例 ，中华人民共和国国务院令； 12. 矿用隔爆水槽和隔爆水袋通用技术条件 ，中华人民共和国煤炭工业部。 *毕业论文（设计） 第 2 页 第 1 章 井田概况 1.1 地理概况 1.1.1 井田位置及交通 井田位于*南部。探矿权范围的地理座标为：东经 104 33151044200，北纬243000253230。在矿井范围内的 区域长 17km，在矿井范围内西宽窄东宽（29km） ，该区域的面积 72.09km ，矿区的东面与马依西勘查区域相连结在一起。 在矿井范围内的区域交通方便，有铁路、公路相通相互交错。 1.1.2 地形地貌 在矿区范围内井田地貌属与构造剥蚀地貌特征，从单面山的特征发育。 在矿区范围内含煤地层与其上覆飞仙关组、下伏峨眉山玄武岩组构成宽缓的单 斜谷，其他走向与地层走向基本上是一致的。在矿区范围内构造为主的岩溶地 貌，常见有溶蚀洼地、漏斗形、溶洞及落水洞等几种岩溶形态。 1.1.3 气象 在矿区范围内气候温和、湿润度较高，地区的雨量非常充沛，矿区属亚热 带高原性季风气候区。每年的年平均气温 15.2左右，年平均降雨量在 1382.9mm 左右，降雨最多的集中在 69 月份，大约占了全年的 80.8%。 1.1.4 地表水 珠江水系从本矿区范围内流过，黄泥河是南端的上游的支流，为山区雨源 型河流。流经本区的主要河流：如意河、铜厂河、马依河等。枯季流量分别为 1.47m3/s、0.039m3/s、0.0379m3/s。 1.1.5 地震 根据矿井的相关资料，该矿井抗震设计基本地震加速度值为 0.05g，该矿 区的地震强度等级为度。 1.1.6 电源条件、水源条件 如意煤矿矿区内的发电厂装机容量为 1000MW，在距矿井以北约 30km 处有 煤电集团正在筹建的火铺矸石电厂，装机容量 45MW。矿区内已建有盘关和沙坡 二座 110kV 变电所、兴义 220kV 变电所、红果 220kV 变电所，正在建设惠水电 *毕业论文（设计） 第 3 页 厂施工用 35kV 变电所、惠水电厂 220kV 启动变电所。 1.2 主要自然灾害 1.2.1 地质灾害简述 由于地形地貌、地层岩性、地质构造、气象等条件的影响导致了如意煤矿 矿区内，该矿井田内存在滑坡，崩塌，剥落，泥石流的不良地质现象特征。 (1)滑坡 滑坡多发生在飞仙关组下段及龙潭组上部地层中，在适应的地质地貌条件 下，由于地质应力作用，向下滑动数十米以后覆盖于龙潭组地层之上其规模 大下不一，最大可达到 1.02 平方千米。 (2)崩塌 分布于河谷两侧和山间峡谷地带，风化砂岩受临空面张力的作用，沿节理 及拉张裂隙面从数米至数十米的陡崖处坠落至山脚下。物大小不一，堆积面积 数十平方米。 1.3 井田开拓与开采 1.3.1 井田境界 该矿区的井田范围浅部以有煤层露头为界线，距离地下深+859m 的标高为 界,东部以 F5断层为界，断层落差为 100150m，倾角为 60，西部以 F14断层 为为界，断层落差为 5080m，倾角为 60。 1.3.2 储量 如意煤矿在本井田参与资源储量估算的可采煤层有 19#、23#、26#资源量， 河西井田 19#、23#、26#三层煤的容重如下表： 表 1.1 煤层容重表（单位：tm3) 煤层 19#23#26# 容重 1.501.521.59 (1)井田的工业储量： 该矿井井田可采煤层有 19#、23#、26#三层可才煤层，煤层厚度分别为 3.45m、2.12m、1.87m。 由于本井田的煤层倾角基本在 17左右，并且井田面积较小，故煤层储量 *毕业论文（设计） 第 4 页 按下式计算： ZG= （1-1） 4 1 10 cos ii i i S M 式中：ZG井田工业储量（万 t)； Si单个煤层平面积（m2)； i单个煤层内平均倾角（度)； Mi单个煤层平均厚度（m)； i煤层的平均容重（t/m3)； 19#煤层储量为：Z19G =1587.3（万 t)，23#煤层储量为：Z23G=994.4（万 t)， 26#煤层储量为：Z26G =945.4（万 t) 全整个井田的工业储量：ZG = Z19G + Z23G + Z26G =1587.3+994.4+945.4=3527.1（万 t) (2)永久煤柱损失 井田内没有断层和水的影响，所以不考虑断层煤柱尺寸和防水煤柱尺寸， 根据当地实际情况，工业广场在井田范围外，所以这部分煤柱尺寸也不存在， 根据煤层的间距以及煤层顶底板的岩性考虑，所有的开拓巷道以及上山的布置 均应该在 19#煤层的底板，因此也不考虑主要巷道的每柱尺寸，所以在煤层的下 部，东部和西部均留设 20m 的边界煤柱尺寸即可。 留设煤柱后的煤层储量按下式计算（根据等高线分布情况分四快计算)： Z留后= （1-2） 4 1 10 cos ii i i S M 式中：Z 留后留设煤柱后煤层总储量（万 t)； Si单个快段平面积（m2)； i单个快段内平均倾角（度)； Mi单个快段平均厚度（m)； i一区段段内煤层的平均容重（t/m3)。 19#煤层永久煤柱损失量为：Z19G =86.4（万 t) 23#煤层永久煤柱损失量为：Z23G=91.2（万 t) *毕业论文（设计） 第 5 页 26#煤层永久煤柱损失量为：Z26G =93.1（万 t) 该矿区的全整个井田的永久煤柱损失量：ZG = Z19G + Z23G + Z26G =86.4+91.2+93.1=270.7（万 t) (3)可采储量 该采区的可采储量是指工业储量中可以采出的那一部分储量。计算时分煤 层分别计算，计算公式如下： （1-3） kG Z =( Z -P) K 式中：Zk可采储量， （万 t)； ZG工业储量， （万 t)； P永久煤柱损失， （万 t)。 K设计采区回采率。一般不低于下列数值，即： 厚煤层75% 中厚煤层80% 薄煤层85% 地方小矿70% 其中：改矿区的采区回采率根据相关资料的要求，本矿应该按 80%来计算。 可采储量为：Z19k=（1587.3-86.4)80%=1200.7（万 t) Z23 k=（994.4-91.2)90%=767.7（万 t) Z26 k=（945.4-93.1)85%=724.4（万 t) Z k= Z19 k+ Z23 k+ Z26 k=1200.7+ 767.7+ 724.4=2692.9（万 t) 综上所述，该矿井全井田可采储量为 2692.9（万 t)。 1.3.3 矿井生产能力及服务年限 (1)工作制度 矿井按年工作日 330d，每天三班作业，其中二班半生产半班检修，每天净 工作时间 20h 进行设计。 (2)生产能力的确定 *的资源储量 3527.1 万 t，可采储量 2692.9 万 t，初算矿井产量和 *毕业论文（设计） 第 6 页 服务 a 限： 可按下式计算： （1-4） cGC T =Z /AK 式中： Tc-初算矿井服务年限： ZG-矿井工业储量（万 t）： A-矿井年生产能力， （万 t/a） ； Kc-初算储量备用系数，取 1.61.8 根据上式该矿井设计生产能力设为 45 万 t/a，服务年限为 42.7a。 3）服务年限 矿井服务年限按下式计算： （1-5） k T=Z /AK 式中：Zk矿井可采储量， （万 t） ； T矿井服务年限， （a） ； A矿井务生产能力， （万 t/a） ； K储量备用系数，一般取 1.21.5。本矿取 1.4 计算。 综上所述，该矿井的设计服务务限为 42.7a。 1.4 提升、压缩空气系统 根据如意矿地质地形图和底板等高线图，在井田+1400m 水平标高的地方布 置井口，在+1400m 水平标高以上有一部分储量在开采范围内，因此可以考虑平 硐开拓方案。斜井伪斜布置在 19#煤层底板岩石中，该方案是将斜井井筒布置到 靠近井田储量边界的+1400m 标高，井口位置定在附近，距离公路和铁路较近， 远离河流。自然地形标高为+1400，本工业场地较为开阔，地形比较平坦，场内 的交通较为方便。 1.5 井上下主要运输设备 1.5.1 运输方式 该矿区的主斜井、区段运输石门和工作面运输顺槽均采用皮带输送机运输 煤炭，副斜井、区段集中回风石门和工作面回风顺槽采用矿车运输，主要负责 *毕业论文（设计） 第 7 页 矸石、材料的运输。 1.5.2 运输设备 根据本矿井的实际情况，工作面刮板输送机及转载机、运输顺槽、运输石 门及主斜井胶带运输机运输设备为主要的设备，如表 1.3 运输设备 表 1.2 运输设备 设备名称型号规格用途 刮板输送机 SGB620/80 运输 转载机 Q2P-160A 转载 胶带输送机 DTS65/20/18.5+30 运输 1.5.3 矿车 根据本矿井的实际情况，选用两种不同类型的矿车，分别用于矸石的提升 和材料的下放。 表 1.3 矿车 设备名称型号规格用途 1.5t 矿车 MGC1.7-6 矸石的提升 1t 材料车 MC1-6 材料的下放 1.6 供电及通讯 1.6.1 行政通信 *矿井生产部分的行政通信，利用电信网，实现与矿井和外界的交 流与联系。该区内*发电厂装机容量 1000MW，距矿井以北约 32km 处有 煤电集团正在筹建的火铺矸石电厂，装机容量 45MW。*矿区内已建有盘 关和沙坡二座 110kV 变电所、兴义 220kV 变电所、红果 220kV 变电所，正在建 设惠水电厂施工用 35kV 变电所、惠水电厂 220kV 启动变电所。 1.6.2 调度通信 (1)生产调度通信 在地面办公楼调度室设置数字程控调度交换机一台，容量 256 门，主要供 井下和地面各生产部门使用，生产调度总机与矿井生产安全监测室合建，在河 西工业场地调度室设一个调度台，租用电信局的通信线路。 *毕业论文（设计） 第 8 页 1.7 技术经济 1.7.1 矿井工作制度 *矿井设计为年产量 45 万 t/a，一年工作天数为 330d、日工作班数 3 班，采用两班半采煤，半班准备的作业形式。 1.7.2 劳动定员 *矿井劳动定员根据矿井设计生产能力、开拓开采条件、采区和工 作面布置、机械化装备水平、井上下各系统和环节、管理方式及机构设置、矿 井工作制度等因素，经综合分析类比和定岗定员计算确定。 1.7.3 劳动生产率 矿井一年的工作是 330 天，一天三班作业的方式，一年的设计生产能力为 45 万 t，日产量为 1364t，全员效率为 5.9t/工，全矿 231 人，其中原煤生产 人员为 110 人。 1.7.4 技术经济指标 表 1.6 矿井主要技术经济指标表 序号名称单位指标 一矿井设计生产能力 1.年产量万 t/a 45 2.日产量 t/d1363 二矿井服务年限 a42 三矿井设计工作制度两班半采半班准备 “三量”及可采期 （采区) 1.开拓煤量万 t 1619.588 四 可采期 a35.5 五采区数个 2 六采煤方法走向长壁后退式 七顶板管理方法全部垮落法 八掘进头个数（采区)个 1 井巷工程总量 1.巷道总长 m4900.22 九 2.掘进总体积 m355245.64 十大巷运输单轨 *毕业论文（设计） 第 9 页 十一通风方式 排水方式 1.排水方式机械式排水十二 2.主水泵型号 Q68 *毕业论文（设计） 第 10 页 *毕业论文（设计） 第 11 页 第 2 章 矿井开拓与开采 2.1 煤层埋藏及开采条件 2.1.1 地质构造及特征 该矿井的井田内断层发育具有以下规律 (1)井田内断层以北西西向为主，北北东向次之。 (2)从平面分布看，北西西向断层主要集中在井田中部，北北东向断层分布 于井田西部及东部。 (3)*在本井田的构造面貌与燕山运动有关，北东向断层与惠水背斜 轴向基本一致，说明是在燕山运动过程中形成的张扭性断层。 2.1.2 煤层及煤质 该可采煤层为井田内的 19、23、26煤层，三层煤的平均厚度分别为 3.45m、2.12m、1.87m；平均倾角为 17；煤层之间的间距 19#和 23#为 50.5m，23#和 26#为 35m。 井田内自下而上共有 3 层可采煤层，采用总厚度 7.44m。 本次毕业设计安排的可采煤层为三层：19#，23#，26#。 表 2.1 煤层特征表 煤层厚度 （m) 采用厚度 （m) 夹矸层 数 煤层间距（m) 煤层编号极值 均值 极值 均值 极值 均值 对比程 度 可采程 度 稳定程 度 极值一般 19# 0.4710.1 6 3.45 0.479.28 3.01 0 02 可靠全区稳定 8.0 36 .0 50.5 23# 03.79 2 .12 03.08 0.70 0 12 较可靠 局部可 采 不稳定 26# 0.29.29 1.50 0.295.29 1.50 05 02 可靠 大部可 采 较稳定 21.5 51 .5 35 2.2 矿井主要灾害因素及安全条件 *毕业论文（设计） 第 12 页 2.2.1 瓦斯，煤与瓦斯突出，煤尘，煤的自燃与地温 (1)煤与瓦斯突出危险性 通过根据相关的资料在 J409 号钻孔中对部分煤层作的煤的坚固性系数等， 根据试验结果p 与 f 的比值（K=p/f)判定，在所试验的 19#煤中，均为具有 煤与瓦斯突出危险的煤层（K15 为有煤与瓦斯突出危险性)。 (2)煤尘爆炸和煤的自燃倾向 在该煤矿的井田范围的煤尘均具有煤尘爆炸危险性。 (3)煤的自燃倾向性 煤层均为自燃煤层。煤层氧化温度最低为 340 ，最高还原温度为 389， 温差 740，属于不自燃到易自燃煤层。 (4)地温 井田内地温梯度为 0.763.67/100m，平均为 1.84/100m，含煤地层温 度不超过 30，无高温区，无热害。 2.2.2 煤层顶底板 主要可采煤层顶、底板岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，局部有粉砂 岩及泥岩。根据煤电集团生产矿井调查资料，煤巷局部有片帮、冒落、底鼓现 象。岩石被方解石充填的裂隙发育，煤层顶板大部分容易垮落。 底板岩性：当以煤层合并时以统计，直接底板为左右的泥岩，其下为粉砂 质泥岩，泥质粉砂岩，局部粉砂岩，夹 02 层薄煤层。 2.3 矿井开拓系统 2.3.1 井筒 对井下开采有利的井筒位置应使井巷工程量、井下运输工作量、井巷维护 工作量较少，通风安全条件好，煤柱损失少，有利于井下的开采部署。根据河 西区的实际情况，为合理布置工业场地，在选择井筒时，应贯彻农业为基础的 方针，充分利用荒山、坡地、劣地，尽可能不占或少占良田，不妨碍农业水利 建设，避免拆迁村庄及河流改道，也不要占用重要文化古迹和园林。 综合考河西区的地面工业场地，在井田边界+1400m 标高的地方比较平坦且 向外运输的条件好， 因此井筒的井口坐标为：（2818042，Y=458453)，井口标 *毕业论文（设计） 第 13 页 高为+1400m。 表 2.3 井筒的用途特征表 井筒名称井筒数目井筒倾角井筒用途 主斜井 1 1527辅助进风、运煤 副斜井 1 1527 主要进风风、运料、排矸、行 人 回风井 1 1527专用为回风 2.3.2 采区划分 如意煤矿矿井划分为两个采区，每个采区又划分为几个工作面。 2.3.3 通风方式 考虑井口位置的布置方式本矿井的通风方式采用并列抽出式。 2.3.3 开采顺序 根据煤矿设计要求，为了缩短建井工期，尽快实现早出煤，收回投资，先 采一采区的第一个工作面，在采第二个工作面，后采二采区。 2.3.4 主要巷道 主要巷道布置层位 根据如意矿地质地形图和底板等高线图，在井田+1400m 水平标高的地方布 置井口，在+1400m 水平标高以上有一部分储量在开采范围内，因此可以考虑平 硐开拓方案。该井田的埋藏深度范围+900m+1500m，在+1400m 水平标高以上 的部分的储量不是很多，所以也有在井田+1400m 水平标高的地方布置斜井开拓 方案的条件。 2.4 采煤方法及采区巷道布置 2.4.1 采煤方法的合理性分析 本矿井煤层为缓倾斜煤层，19#、23#、26#煤层，平均煤厚分别为 3.45m、2.12m、1.87 m，厚度适中，是普采的理想厚度。 19#煤层厚 0.4710.16m,平均 3.45m，倾角 1720，平均为 17左右， 储量为 1587.3 万 t。 23#煤层厚 03.79m,平均 2.12m，倾角 1520，平均为 17左右，储量 *毕业论文（设计） 第 14 页 为 994.4 万 t。 26#煤层厚 0.295.93m,平均 1.87m，倾角 1419，平均为 17左右， 储量为 945.4 万 t。 2.4.2 采区巷道布置 根据如意矿地质地形图和底板等高线图，在井田+1400m 水平标高的地方布 置井口，在+1400m 水平标高以上有一部分储量在开采范围内，因此可以考虑平 硐开拓方案。该井田的埋藏深度范围+900m+1500m，在+1400m 水平标高以上 的部分的储量不是很多，所以也有在井田+1400m 水平标高的地方布置斜井开拓 方案的条件。 该方案主斜井的井口地理坐标为（X=2818042，Y=458453） ，井筒内采用绞 车运输，用于运料排矸，又作为矿井的进风井口和安全出口。矿井移交生产时， 采用混合抽出式通风。采区轨道上山和回风上山直通地面。全井田共划分为 2 个采区，其中一采区采用上山开拓，二采区采用下山开拓。 2.4.3 煤层顶底板 如意煤矿主要可采煤层顶、底板岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，局 部有粉砂岩及泥岩，根据煤电集团生产矿井调查资料，煤巷局部有片帮、冒落、 底鼓现象，岩石被方解石充填的裂隙发育，煤层顶板大部分容易垮落。 底板岩性：当以煤层合并时以统计，直接底板为左右的泥岩，其下为粉砂 质泥岩，泥质粉砂岩，局部粉砂岩，夹 02 层薄煤层。 19#煤层 顶板岩性：厚度一般 10m，上部为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩；下部为粉砂 岩或泥质粉砂岩，局部粉砂质泥岩。 23煤层： 顶板岩性：按 10m 统计，多为粉砂岩、细纱岩或泥质粉砂岩，局部粉砂质 泥岩，夹 03 层不稳定博煤层。 26#煤层： 顶板岩性：厚度 15.00m 左右多为泥质粉砂岩，粉砂岩及粉砂质泥岩，夹 02 层薄煤层。 *毕业论文（设计） 第 15 页 2.5 矿山压力及地质测量类仪表、设备配置 表 2.5 矿山压力及地质测量类仪表、设备配置 序号设备名称型号规格 单 位 数量 单价（万 元/台或套) 一采煤机(双滚筒) MG300W1 台 1210 二刮板输送机 SGB620/80 台 270 三转载机 Q2P-160A 台 125 四 可伸缩带式输送 机 DSJ65/20/222 台 132 五带式运输机 DTS65/20/18.5+30 台 254 六单体液压支柱 DZ35 根 100089 七金属铰接顶梁 HDJA-1200 根 150030 八主要通风机 FBCZ-6-No16B-75kw 台 2620 九乳化液泵 XRB2B80/200 套 236 十空气压缩机 SM-475A 台 216 十一主要通风机 FBCZ-6-No16B-75kw 台 2430 其他小型设备 600 总计 2212 *毕业论文（设计） 第 16 页 *毕业论文（设计） 第 17 页 第 3 章 瓦斯灾害防治瓦斯灾害防治 3.1 瓦斯灾害因素分析 3.1.1 瓦斯赋存状况 （1)煤与瓦斯突出危险性 通过根据相关的资料在 J409 号钻孔中对部分煤层作的煤的坚固性系数，根 据得出试验结果p 和 f 的比值（K=p/f)作出判定，在所试验的 19#煤中，均 为具有煤与瓦斯突出危险的煤层（K15 为有煤与瓦斯突出危险性) （2)煤尘爆炸和煤的自燃倾向 煤尘爆炸危险性在该矿井范围内存在爆炸危险性。 （3)煤的自燃倾向性 煤层均为自燃煤层，煤层氧化温度最低为 340 ，最高还原温度为 389， 温差 740，属于不自燃到易自燃煤层。 井田内煤种多样，有焦煤、瘦煤、贫瘦煤及瘦煤煤质变化情况：全井田 以原煤灰分、硫分标准衡量，灰分标准差为 5.72，硫分标准差 1.77,属煤质变 化大。 3.1.2 计算各煤层瓦斯含量： 根据 AQ 标准（AQ10272006）计算各煤层瓦斯含量： （3-1） KP M MA bP abP X ad adad 10 31 . 0 1 1 100 100 1 式中： X煤层瓦斯含量，m / t； a吸附常数，试验温度下的极限吸附量，m / t；一般为 1525 m / t，本设计取中间值 20 m / t； b吸附常数，MPa-1；一般为 0.53.5MPa；本设计取 3 MPa； P煤层绝对瓦斯压力 MPa；因无实测值，根据相关的资料中得出经验 公式进行计算：P=（2.0310.13）H (H 为垂深，本矿井在开采+975 水平时距 地表垂深为 1370-975395m)， （2.0310.13）系数取中间值 5.4，那么 P=5.4H=5.4395=2.13MPa； Aad煤的灰分，%； *毕业论文（设计） 第 18 页 Mad煤的水分，%； K煤的孔隙体积，m/t；根据采矿设计手册中同类煤质水分进行选取 表 3.1 煤质与孔隙率关系 孔隙率煤的牌 号 挥发份 % 灰份 % 水分 % 比重 容重 t/m3M3/t% 瘦煤 7.111.51.4120.50.71.351.501.321.370.0310.0734.89.5 焦煤 18.125.92.5220.53.01.261.541.221.440.0170.1142.214.9 取 0.055 m/t ；煤的视密度。 A: M19 煤层瓦斯含量计: （3-2） KP M MA bp abp X ad adad 10 31 . 0 1 1 100 100 1 5 . 1 13 . 2 055 . 0 10 69 . 0 31. 01 1 100 69 . 0 55.12100 13 . 2 31 13 . 2 320 X =10.72+0.78=11.50() tm / 3 煤层的瓦斯含量汇总见下表 3.2. 表 3.2 各煤层瓦斯含量 煤层编号 瓦斯含量（） tm / 3 M1911.50 3.1.3 回采工作面瓦斯涌出量 采用分源预测法 q采 19=q1+q2 （3-3） 式中 q 采开采层回采工作面相对瓦斯涌出量，m/t； q1开采层相对瓦斯涌出量，m/t； q2邻近层相对瓦斯涌出量，m/t； (1)在薄及中厚煤层不分层开采时，开采层瓦斯涌出量可由式下式计算： （3-4） )( 03211c WW M m KKKq 式中 q1开采层相对瓦斯涌出量，mt； K1围岩瓦斯涌出系数；K1 取范围为 1.11.3；K1 取 1.3；K1 取 1.2；K1 取 1.1；砂质泥岩等致密性围岩 K1 取值可偏小；因本矿井采用全部陷 *毕业论文（设计） 第 19 页 落法管理顶