安全工程毕业设计（论文）-永安矿90万吨的矿井通风系统设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文） I 摘要 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 煤炭工业在国民经济中占用非常重要的地位，它是社会主义建设的先行行业，是工 业和交通运输业发展的基础。矿井通风与安全工作则是对煤矿安全生产起保证作用的重 要一环，它直接关系矿工的生命安全、身体健康和煤炭工业的发展。因为我国煤炭工业 有 90%是地下开采，井下作业经常需要与水、火、瓦斯、煤尘和顶板事故作斗争，而采掘 地点也在不断地移动和更替，这给安全工作带来困难。随着矿井的不断延深，将出现地 压增大、瓦斯增多温度升高、涌水增大等一系列问题，特别是有许多矿井存在煤与瓦斯 突出和矿山冲击地压等重大隐患，稍有疏忽，就可能造成重大伤亡事故，所以，必须认 真做好安全工作，不断改善井下劳动条件，消除各种影响矿工身体健康、生命安全的有 害因素，才能实现安全生产，保证煤炭工业的高速发展。 矿井通风与安全工作是为矿井安全生产服务的，其基本任务是：供给井下各工作地 点新鲜空气，以冲淡并排除井下对人体有害气体和粉尘，创造良好的工作环境；应用科 学技术手段防止各种伤害和爆炸事故，保证井下人员的身体健康和生命安全，保护国家 资源和财产不受损失，所以，矿井通风与安全工作在煤矿生产和建设中起着重要的作用。 井下开采的过程中，新鲜风流的质量以及合理有效的供给是保障矿井安全生产的最 关键环节，所以设计合理的通风系统、采用科学的方法进行风量计算以及选用合理的通 风设备及动力装置是必不可少的。尤其随着科学技术的迅猛发展，很多高新技术在矿井 生产中得到应用，使得煤炭开采的技术含量和机械化、智能化程度越来越高。因此，通 风与安全专业的学生任重而道远，矿井设计要求也越来越高。 本设计从矿井的运输，通风，工作面的采煤方法，各个环节经济比较和技术比较， 以及矿上人员的分配和管理都进行了详细的介绍，说明书图文并茂，使设计的内容更加 II 清晰、直观。本次设计是针对永安煤矿通风系统设计、防尘技术进行设计。在设计中得 到了各位指导老师的悉心指导和班级同学的大力帮助，尤其是我的指导老师李艳昌老师， 在此深表感谢。 由于设计时间和本人能力有限，设计和说明书中难免有错误和疏漏之处，望老师给 予莅临指正。 Abstract The coal industry in the national economy occupied a very important position, it is the first socialist construction industries, is the industry and transportation industry development foundation. Mine ventilation and security work then is to the safety production in coal mine up an important part of that role, it directly related to the life safety of the miners, health and the development of the coal industry. Because our coal industry has 90% is underground mining, underground work often need and water, fire, gas, coal dust and roof accident of the struggle and mining site is in constant movement and replacement, this to the security work difficult. With the constantly mine extending depth, there will be increasing, and the gas pressure increasing temperature and water gushing increase and so on a series of problems, especially with the many existing mine coal and gas outburst mines and percussive ground pressure and other major hidden dangers, slightly negligence, it may cause a major casualties, so, must do the work safety, continuously improve underground work conditions, eliminate various influence miners healthy body, the life safety of harmful factors so as to realize safe production, guarantee the high speed development 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） III of the coal industry. Mine ventilation and security work is for mine production safety service, the basic task is to: supply the fresh air in the work place, in order to dilute and ruled out underground harmful to human body gas and dust, create good working environment; Applied science and technology means to prevent a variety of injuries and explosion accident, ensure the miners on health and life safety, protect the countrys resources and property from losses, so, mine ventilation and safety work in coal mine production and construction play an important role. Underground mining process, fresh romantic quality and reasonable and effective supply is to ensure the safety production of the most key link, so reasonable design of the ventilation system, adopt scientific method of choosing reasonable calculation and air ventilation equipment and power device is indispensable. Especially along with the rapid development of scientific technology, many high-tech in mine production are applied, makes the coal mining technology content and mechanization, intelligence is getting higher and higher. Therefore, ventilation and security professional students heavy responsibities, mine design requirements more and more is also high. The design of the transport from the mine, ventilated, the mining method, each link economic comparison and technical comparison, as well as the allocation and management personnel there are introduced in detail, with pictures and instruction, so that the contents of the design more clear, direct. This design is coal mine ventilation system for wing design, dustproof design technology. In the design of the you get I V guide teacher of meticulous guidance and the class vigorously help, especially my instructor YanChang Li teacher, are greatly appreciated. By the design time and I ability is limited, design and the specifications is hard to avoid mistakes and inaccuracies, hope the teacher give to correct. i辽宁工程技术大学毕业设计（论文） i 目录 前言.1 1 矿井通风.2 1.1 矿井通风设计的国内外研究发展与现状.2 1.2 通风设计的目的和意义.2 1.3 通风设计的依据和要求.3 2 矿井概况.4 2.1 矿区地理位置及交通条件.4 2.2 井田地质特征.6 2.3 煤层的埋藏特征.10 3 井田境界与储量.14 3.1 井田境界.14 3.2 矿井工业储量的计算.14 3.3 可采储量的计算.15 4 矿井的生产能力、服务年限及一般工作制度.18 4.1 可采储量的计算.18 4.2 矿井生产能力及服务年限.18 5.井田开拓.20 5.1 井田开拓方式的确定.20 5.2 达到设计生产能力时工作面的配备.22 ii 6 矿井基本巷道及建井计划.24 6.1 井筒、石门、与大巷.24 6.2 井底车场.27 6.3 建井工作计划.28 7 采煤方法.29 7.1 采煤方法的选择.29 7.2 确定采（盘）区巷道布置和要素.31 7.3 回采工艺及劳动组织.33 8 采（盘）区的准备与工作面接替.35 9 井下运输及提升.38 9.1 运输系统和运输方式的确定.38 9.2 运输设备的选择和计算.38 9.3 辅助运输.40 9.4 提升设备.41 10 矿井通风设计.43 10.1 矿井总风量.43 10.1.1 按最多人数.43 10.1.2 按地点计算.43 10.2 矿井通风系统和风量分配.46 10.2.1 通风方式和通风系统的选择.46 10.2.2 风量分配.46 iii辽宁工程技术大学毕业设计（论文） iii 10.2.3 通风设施.47 10.3 负压及等积孔计算.47 10.3.1 矿井负压.47 10.3.2 等积孔.51 10.4 选取扇风机.52 10.4.1 设计依据.52 10.4.2 风机选型计算：.52 10.5 采区通风设计.55 10.5.1 采区通风系统的基本要求.55 10.5.2 采区进、回风上山的选择.56 10.5.3 回采工作面的通风系统.57 10.6 掘进工作面通风设计.59 10.6.1 掘进通风方法.59 10.6.2 掘进工作面设备装置.59 10.6.3 掘进通风安全措施.61 10.7 矿井反风设计.61 10.7.1 反风的目的意义.61 10.7.2 反风方法选择.62 10.8 矿井通风评价.62 10.8.1 矿井吨煤通风电费.62 11 安全技术措施与环保.64 11.1 矿井安全技术措施.64 iv 11.1.1 防治煤与瓦斯突出管理制度.64 11.1.2 瓦斯检查制度.66 11.1.3 局部通风管理制度.68 11.1.4 瓦斯抽放管理制度.69 11.1.5 矿井防治水制度.72 11.2 矿山环保.73 11.2.1 矿山水污染的防治的措施.73 11.2.2 粉尘污染的防治措施.73 11.2.3 矿山噪音污染的防治.74 12 矿尘防治专题.75 12.1 矿井粉尘的危害.75 12.2 防尘制度.77 12.3 防尘措施.78 12.4 煤层注水防尘设计.80 13 结 论.85 致谢.86 参 考 文 献.87 外文翻译.88 附录 A.88 附录 B.90 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 前言前言 在整个矿井设计中,矿井通风是最为重要的部分。本设计为西山煤电（集团）公司永 安矿 90 万吨的矿井通风系统设计，专题为矿井通风设计，通过对矿井风量的计算和分配， 并对阻力加以计算，选择合适型号的主扇，再对风量进行重新分配，进而确定矿井的最 大阻力。 本设计严格按照毕业设计大纲，从矿井概况；井田境界、储量计算、工作制度、设 计生产能力及服务年限；井田开拓方式综述与评价；采区划分、巷道布置、采煤方法、 回采工艺综述；矿井通风；矿井安全设施施工设计；软岩巷道支护设计等方面对永安煤 矿进行了详细的设计。 本设计在定稿之前，得到了郝朝瑜老师许多指导和修改意见，在此谨以衷心的谢意。 由于学生能力有限，本设计中难免不妥和错误之处，请随时给予指正。 2 1 矿井通风 1.1 矿井通风设计的国内外研究发展与现状 煤炭是世界工业经济发展的主要能源，很早以前，就有采矿的历史，矿井通风史也 随之产生。 约在 1640 年，人们开始把进风和回风分开，以利用自然通风压力进行矿井通风。为 了加大通风压力，1650 年在回风路线上设置火筐，1787 年又在回风路线上设置火炉，使 回风风流加热。 1745 年俄国科学家发表了空气在矿井中流动的理论，1764 年法国采矿工程发表了关 于矿井自然通风的理论，成为矿井通风史上奠基的两篇论文。 1807 年风量约 200m3 /min，兽力活塞式空气泵，1849 年转速约 95 转/分，风量约 500m3 /min 的蒸汽铁质离心式扇风机；1898 年电力初型轴流式扇风机相继投入使用。上 世纪四十年代，矿井已使用功率为约 1500kw 和 3000kw 的电力轴流式和离心式大型扇风 机。 用于矿井的主要有离心式和轴流式两类通风机，以前全用离心式。由于轴 流式通风机具有结构简单紧凑、体积小、重量轻，再者是工作效率高，尤其是大型 轴流式通风机，效率可达 85，三是有翼角调整装备，便于机械性能调节或进行反风这 些优点，现在大部分矿井都采用轴流式通风机。 随着生产的发展，对矿井通风的要求不断提高，也更具有合理性。如矿井供风量每 人不少于 4m3/min，在主要进风道、回风道、修理中的井筒和提升人员、物料的井筒最大 风速不能超过 8 米/秒。回采工作面、掘进煤巷和半煤岩巷最小风速不小于 0.25 米/秒等 规定，这都为矿井的安全生产打下了基础。 随着计算机的发展和广泛应用，矿井通风方面，已经可以利用电算技术确定矿井通 风网络，并对其进行解算。主要是矿井通风状况的模拟与预测，通风系统改造方案的比 较计算和风量分配与矿井阻力计算等方面。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 1.2 通风设计的目的和意义 众所周知，井下风量不足会引起瓦斯积聚，工作环境温度升高，缺氧造成人员伤害 等问题，而风量过剩也会导致不良的影响，如漏风量大，动力过度消耗，风流发生过度 的冷却作用，巷道内矿尘飞扬，激发煤的自燃等。因此矿井通风设计合理与否对矿井的 安全生产及经济效益具有长期而重要的影响。 矿井通风设计是矿井设计的主要内容之一，是反映矿井设计质量和水平的主要因素。 其目的就是供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘， 保证井下风流的质量和数量以符合国家安全卫生标准造成良好的工作环境，防止各种伤 害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。 矿井通风是各生产环节中最基本的一环，他是依靠通风动力将定量的新鲜空气沿着 既定的通风路线不断地输入井下，以满足回采工作面、掘进工作面、机电硐室、火药库 以及其他用风地点的需要，同时将用过的污浊空气不断的排出地面。对保证矿井的生产 和安全，有十分重要的作用。 随着矿井的开采规模逐渐扩大，井下的温度逐渐升高，瓦斯含量的不断增加以及煤 的自燃特性愈益加剧，合理的解决矿井通风问题就显得特别重要了。同时，矿井通风对 于提高矿工的劳动效率，保证矿工的安全和健康，也是极为重要的。 1.3 通风设计的依据和要求 矿井通风设计是安全工程专业学过通风安全学 、 煤矿开采学等课程后，以及 通过生产实习后进行的，其目的是巩固和扩大所学理论知识并使之系统化，培养学生运 用所学理论知识解决实际问题的能力，提高学生计算、绘图、查阅资料的基本技能，为 以后能胜任工作奠定基础。 设计时依据煤炭工业技术政策 、 煤矿安全规程 、 煤炭工业矿井设计规范以 及国家制定的其他有关煤炭工业的方针政策等有关要求，力争做到分析论证清楚、论据 确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计成果达到较高水平。 4 2 矿井概况 2.1 矿区地理位置及交通条件 永安煤矿位于吕梁市离石区北部下安村一带，行政区划属吕梁市离石区管辖，其地 理坐标为东经 11105541110753，北纬 373318373454。 矿区向西有简易公路与国道 209 公路干线相衔接；向南经吕梁市约 13 km 可达 307 国道公路和军渡离石汾阳高速公路；向西南 17km 可达孝柳铁路交口集运站，向 西可通陕西，向东可通汾阳、孝义，直至全国各大中城市。交通极为便利（见交通位置 图） 。 a 矿区的工农业生产建设概况 本区经济以农、林、牧、煤为主。矿藏以煤为主，其次是铁、铝土矿、硫、磺、石 灰石等。工业生产主要有原煤、焦煤、生铁、铝、电力、硫磺、化肥等，农作物以杂粮 为主，有玉米、谷子、莜麦、土豆等。本区社会经济较为发达。 b 矿区电力供应基本情况 永安煤矿附近有 30KV 变电站，电力供应较为方便。 c 矿区的水文简况 井田内无常年性河流发育，仅在雨季时，沟谷中汇集雨水形成洪流，流入北川河， 北川河在离石区西与东川河、南川河汇集，向西流入黄河。本区属黄河流三川河水系。 （一）地表水流 井田内无地表水体及常年性河流，但有沟谷展布，仅在雨季时，才有短暂洪水泄流， 均汇入井田东部的北川河。 （二）含水层 1.奥陶系石灰岩含水层 本地层在井田内全部被覆盖，据 1988.11 施工完成的供水水文地质勘探 KS3钻孔资料 （位于井田东侧约 1.5Km，奥灰静水位 814.4） ，井田奥灰水位在 814.0m 左右，高于 5 号 煤层底板（最低底板标高 760m）54.0m；高于 5 号煤层底板（最低底板标高 745m） 69.0m；高于 10 号煤层底板（最低底板标高 685m）129.0m。岩溶水富水性较强，单位涌 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5 水量为 1.7213.35L/sm。 2.石炭系太原组岩溶裂隙含水层 含水层岩性主要为石灰岩，共分三层，分别为 L1、K2、L5， L1一般厚约 18m，K2平 均厚约 8.40m，L5 平均厚约 5.50m 左右。灰岩裂隙发育，岩芯破碎，钻孔在灰岩地层中大 部分出现孔漏现象，据 39 号钻孔资料（自流孔） ，单位涌水量 0.0649L/s.m，渗透系数 0.30m/d，水位标高 947.72m。 3.二叠系山西组砂岩含水层 含水层岩性以细、中、粗砂岩为主，裂隙不发育，富水性弱，单位涌水量 0.008 0.022L/sm，渗透系数 0.00280.012m/d，水位标高 955.62980.4m，水质 HCO3.SO22-Ca2+.Mg2+.Na+型，矿化度 0.696g/L。 该含水层不连续，富水性差局部甚至无水。 4.第四系、第三系孔隙含水层 第四系中、上更新统出露高，补给条件差，含水层连续性差，基本属透水不含水层。 全