采矿专业矿井通风实习报告.doc

目 录一、矿井概况与井田地质特征41、矿井概况42、井田地质特征4二、矿井开拓与开采41、矿井开拓部署42、矿井生产系统63、采区巷道布置64、采煤方法65、工作面回采工艺6三、矿井通风71、矿井通风系统72、采区通风系统73、掘进通风74、矿井风量计算10四、矿井安全技术151、矿井瓦斯治理152、矿尘防治163、矿井防灭火164、矿井防治水175、顶板灾害防治196、提升运输与机电设备安全19五、实习收获、体会及建议20实习报告一、矿井概况与井田地质特征1、矿井概况山西寿阳段王集团平安煤业有限公司（简称平安煤业）位于寿阳县城西北部平舒乡平舒村附近，井田地理坐标为：东经11302521130538，北纬375718375834。本井田位于寿阳县城西北15km处，井田西南距太（原）阳（泉）307国道2km，向东可达寿阳、阳泉，向西可达省会太原。由307国道至矿区有砂石简易公路相通，井田南界附近有寿阳黄丹沟、段王煤矿的铁路专用线和煤站，经寿阳站可通全国各地，交通较为便利。2、井田地质特征、区域地质1、地层：本区位于沁水煤田西北边缘寿阳坪头详查区东北部，区内主要赋存地层有上古生界奥陶系下统冶里组、中统马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组及新生界第四系等。2、构造：本区位于沁水煤田西北边缘寿阳坪头详查区东北部，区域构造位置处于阳曲盂县纬向构造带南翼，其东西两侧受太行径向构造带和新华夏系的控制，南部受寿阳西洛径向构造带的影响。由于沁水拗陷为一北北东走向，所以本区含煤岩系呈现走向近东西，倾向南的单斜构造，倾角512，在此基础上发育了次一级不同方向的波状起伏和少量断裂。本区未发现岩浆岩侵入。、井田地质1、地层井田内地表均被第四系松散层覆盖，井田内主要赋存地层有：奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、上第三系上新统及第四系。二、矿井开拓与开采1、矿井开拓部署1.井口及工业场地位置选择的主要原则充分利用现有地面工程及设施。地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足900kt/a要求。，减少井下运输、通风、井巷工程费用。不受洪水、山体滑坡等自然灾害的威胁。靠近公路、交通方便，运输距离短，运营费用省。有利于矿井开拓部署，为稳产高产创造条件。2.矿井设计开拓方案主要考虑下列原则：有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节及系统。生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。投产采区布置在井底附近，以缩短建井工期，节省初期基建投资。井下巷道沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。近期与长远相结合，既要考虑当前效益，又要有利长远规划。3、井口及工业场地位置的选择平安煤业现有两个工业场地，副井生产区工业场地和主井生产区工业场地，副井工业场地位于井田西部，布置有两个井筒，原旧主斜井和回风斜井，主井工业场地位于井田东部，布置有新主斜井，为充分利用现有设施，本次设计仍利用现有的两个工业场地作为兼并重组整合后的矿井工业场地。4、井田开拓方案根据矿井建设现状，经现场考查利用矿井现有井筒进行改造后满足900kt/a生产能力的要求，开拓方案不再进行比选。主斜井(利用)：利用平安煤业新掘成的主斜井作为兼并重组整合后的主斜井，井筒倾角23，斜长405m，净宽3.6m，净高3.0m，净断面积9.37m2，半圆拱粗料石砌碹支护，采用带式输送机提升，设检修道，井筒内设躲避硐，躲避硐间距不超过40m，主要担负矿井提煤任务，兼作进风等任务。副斜井(扩砌)：扩砌现回风斜井作为兼并重组整合后的副斜井，井筒倾角23，斜长348m，半圆拱粗料石砌碹支护，净宽4.0m，净高3.5m，净断面积12.24m2。副斜井安设单滚筒绞车，主要担负矿井辅助提升、材料下放及进风任务，井筒内设台阶扶手，兼矿井安全出口之一。行人斜井(利用)：利用原主斜井作为兼并重组整合后的行人斜井，井筒倾角25，斜长359m，三心拱粗料石砌碹支护，净宽2.6m，净高2.6m，净断面积5.92m2。安设架空乘人装置。主要担负运送人员、进风任务，井筒内设台阶扶手，兼矿井安全出口之一。回风立井(新建)：在主斜井东部新建回风立井，垂深240m，直径5.0m，净断面积19.63m2，混凝土浇筑支护，壁厚400mm，主要担负矿井回风任务，井筒安设人行梯子间，兼矿井安全出口之一。2、矿井生产系统3、采区巷道布置15#煤层厚度平均5.10m，采用长壁综采放顶煤采煤法，开采下层2.3m，放顶煤2.80m。根据开拓方案，向井田东部开拓布置三条巷道，即采区运输巷、轨道大巷、回风大巷，采区运输巷沿15#煤层底板布置，轨道大巷、回风大巷沿15#煤层顶板布置，采区运输巷、轨道大巷保护煤柱25m，轨道大巷、回风大巷保护煤柱20m，巷道两侧保护煤柱宽40m。回采工作面顺槽均沿15#煤层底板布置，运输顺槽与采区运输巷连接，回风顺槽与回风大巷连接;运输顺槽通过联络巷风门与回风大巷连接，回风顺槽通过联络巷风门与轨道大巷连接。4、采煤方法根据地质条件、煤层储存情况、工作面生产能力、开采技术条件以及通风安全、矿井生产能力、回收率等因素，采用走向长壁综合机械化采煤法。因15#煤层平均厚度为5.10m，矿井为低瓦斯矿井，所采煤层为不易自燃煤层，根据矿井开采条件，确定采用放顶煤开采，采下层2.3m，放顶煤2.80m。全部垮落法管理顶板5、工作面回采工艺1、落煤方式：煤壁采用MG160390-WD型双滚筒采煤机割煤，架后采用支架尾梁摆动配合插板伸缩放顶煤。采煤机两端头斜切式进刀，双向割煤，往返两刀，两刀放一次顶煤。2、装煤方式：煤壁装煤采用采煤机滚筒配合前部输送机铲煤板，放顶煤利用尾梁摆动和插板伸缩配合节煤器直接装煤。3、运煤方式：煤壁使用前部输送机SGZ630220型型中双链刮板输送机运煤，放顶煤使用后部输送机SGZ630220型中双链刮板输送机运煤。4、支护方式：工作面使用ZF40001626型放顶煤液压支架支护；上下端头使用ZF42001832型放顶煤液压支架做为端头支架配合DZ25(22)30/100型单体液压支柱支护，并配合型钢梁及板梁联合支护。5、工作面工艺流程：收护帮板收伸缩梁割煤伸出伸缩梁移架打开护帮板推移前部输送机拉移后部输送机收护帮板收伸缩梁割煤伸出伸缩梁移架打开护帮板推移前部输送机放顶煤拉后部输送机。6、端头支护工艺流程：移设型钢梁拉移后部输送机机头支改架后支柱拉超前架支设架后支柱割煤伸出伸缩梁推移前部输送机机头。三、矿井通风1、矿井通风系统矿井采用中央分列式通风，主扇工作方式为机械抽出式，主斜井、副斜井、行人斜井为进风井，回风立井回风。2、采区通风系统回采工作面采用“U”型通风。新鲜风流由主斜井进入，经井底车场、采煤工作面和掘进工作面、采区工作面回风巷、污风经工作面回风平巷进入总回风巷排出地面。3、掘进通风每个独立通风的掘进工作面实际需要风量：应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、炸药用量（本巷道掘进无爆破工序）、局扇实际吸风量、风速和人数等规定分别进行计算，并必须采取其中最大值。1）按瓦斯涌出量计算：Qhf=100qhgKhg=1000.032=6m3/min式中：Qhf掘进工作面实际需要的风量， m3/ min；qhg掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量， 0.03m3/ min；Khg掘进工作面的通风系数，取2.0。2）按二氧化碳涌出量的计算：Qhf=100qhcKhc=1000.112=22m3/ min式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量， m3/ min；qhc掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量， 0.11m3/ min。Khc掘进工作面的通风系数，取2.0。3）按人数计算：Qaf 4Nhf=416=64m3/ min式中：Nhf掘进工作面交接班时同时工作的最多人数， 16人。通过以上计算，可知工作面实际需风量为64m3/min.4）按局部通风机的吸风量计算：选用FBDNO5.6/211KW轴流式对旋风机，实测吸风量：Qaf=275m3/ min式中：Qaf局部通风机的实测吸风量275m3/ min；根据百米漏风量计算，迎头有效供风量为：Q有效= Qhf -（PQhfL100）=275-（2.5%2751700100）=158.2m3/ min式中：Q有效掘进工作面的有效风量。Qhf局部通风机的实际吸风量275m3/ min。P百米漏风率最大不超过2.5%。L风筒总长 1700m。5）按压入式局部通风机风筒出口风量供给量验算：抽出式风机的实测吸风量Q吸=133.8 m3 /min则：Q有效Q吸则本通风方式是合理的。为了防止局部通风机吸循环风，风机安放的巷道中的风量，除了保证局部通风机吸风量外，还应保证风机吸入口至掘进工作面回风道之间的最低风速为每秒0.25m，风机安设地点的富余风量应为：Qhf600.15Shd =600.158=72米3/分式中：Qhf风机安设地点富余风量。Shd风机安设地点的巷道净断面积8米2。6）按风速进行验算：每个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最低风量Qaf600.25Shf =600.258.74=131.1m3/ min。按最高风速验算：每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最高风量：Qaf 604.0Shf =604.08.74=2097.6m3/ min。式中：Shf掘进巷道的荒断面积8.74m27）按有害气体的浓度验算回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不得超过1%；其他有害气体浓度应符合煤矿安全规程中的有关规定。p瓦/ Q掘0.02/2751% pco2/ Q掘0.07/2751%式中：Q掘掘进工作面的需要风量，m3/ min。p瓦瓦斯绝对涌出量，m3/ min。 pco2co2绝对涌出量，m3/ min。由以上验算可知工作面的有效风量能够满足最大需风量的要求。确定工作面的配风量为275 m3/ min72 m3/ min347 m3/ min。4、矿井风量计算根椐煤矿安全规程规定，矿井所需风量按下列不同方法分别计算，并取其最大值：1、按井下同时工作的最多人数计算矿井总进风量Q矿进=4NK矿通 =4991.2=475 m3/min式中：Q矿进矿井总进风量，m3/min；N井下同时工作的最多人数，取99人；K矿通矿井通风系数，取1.2；2、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算Q矿进=（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通m3/min式中：Q矿进矿井总进风量，m3/min；Q采采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；Q硐硐室实际需要风量的总和，m3/min；Q其它矿井除了采煤、掘进和硐室等地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/min；K矿通矿井通风系数。（1）采煤工作面风量 按瓦斯涌出量计算Q采=100q采K采通式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量， m3/min；q采= QA/(3302460) ；m3/min Q采煤工作面的瓦斯相对涌出量， m3/t；A采煤工作面年生产能力，15#煤层回采工作面生产能力93.96万t；K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，机采工作面取1.5。经计算，15#煤层工作面风量Q15采=475m3/min 按工作面风流温度计算Q采=60V采S采Ki 式中：Q采采煤工作面需要的风量，m3/s；V采采煤工作面适宜风速，取 V采=1.5m/s；S采采煤工作面的平均有效断面积，S15采=8.17m2；Ki工作面长度系数，取1.1。经计算，15#煤层工作面风量Q采=810m3/min 按回采工作面人数计算需风量Q采=4N式中：N工作面同时工作的最多人数，15#煤为30人；经计算，15#煤层工作面风量Q采=120m3/min综上计算，15#煤工作面计算风量取最大值为810m3/min。 按风速对工作面风量进行验算0.2560S采Q采460S采式中：S采采煤工作面的平均断面积；15 S采Q15采240 S采,即 1228101960符合煤矿安全规程规定。考虑井下接替回采工作面，接替回采工作面风量不小于回采工作面风量的50%，设计取Q15接=410m3/min，故回采工作面、接替工作面总风量为1220m3/min。（2）掘进工作面所需风量矿井投产时井下共布置两个掘进工作面，其中一个综掘工作面，一个炮掘工作面。 按瓦斯涌出量计算Q掘=100q瓦掘K掘通式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/min；q掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量， m3/min；q掘= QA/(3302460) Q掘进工作面的瓦斯相对涌出量，m3/t；A掘进工作面产量，15#煤层掘进生产能力7.14万t；K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取K=1.8。经计算：Q15掘=43m3/min 按人数计算掘进工作面实际需要的风量Q 掘=4N式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，炮掘工作面最多人数6人，综掘工作面最多人数13人；经计算：Q15炮=24m3/min，Q15综=76m3/min 按炸药量计算炮掘进工作面实际需要的风量Q掘=25A=255=125m3/min式中：A掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，5kg。 按局部扇风机吸风量计算设计为掘进工作面配备的局扇为KDF6.3型，该局扇吸风量625350m3/min。Q掘Q局吸+60VS式中：Q局吸-局部扇风机实际吸风量，取625m3/min； V-防止吸循环风的最低风速，煤巷、半煤岩巷取0.25m/s、岩巷取0.15m/s；S-巷道的断面积，S15#运顺=12m2，S15#回顺=10m2；Q15#=625+600.2512=805m3/min；Q15#=625+600.2510=775m3/min；取上述计算最大值，掘进面需风量为805m3/min和775m3/min。 按风速对掘进工作面配风量进行验算0.25S掘Q煤掘4S掘0.15S掘Q岩掘4S掘经验算，掘进工作面配风量符合煤矿安全规程规定。另：考虑停工不停风的一个掘进工作面风量，设计风量为800m3/min。根据以上计算，掘进总需风量为2380m3/min。3）硐室需风量井下独立通风的硐室为15#采区变电所，按经验值取为200m3/min。故Q硐=200m3/min4）其它地点的需风量其它风量按下式计取。Q其它=(Q采+Q掘+Q硐)5%=(1220+2380+200)5%=190m3/min矿井投产时总需风量为： Q矿=（Q采+Q 掘+Q硐+Q其它）K矿通 =（1220+2380+200+190）1.2 =4788m3/min 取80m3/s、风量分配1、按用风地点风量分配采煤工作面：15#：16m3/s；15#煤掘进工作面：162m3/s采区变电所：4m3/s其它风量：28m3/s（包括接替面风量、停工不停风掘进面风量）2、按井筒风量分配矿井井筒进风量按自然分配的原则分配，根据各井筒断面、支护形式、长度及井筒内的装备根据下式计算：根据：h主=h副=h行 则：Q=Q主+Q副+ Q行经计算：主斜井进风量为 25m3/s；副斜井进风量为 40m3/s；进风行人井进风量为 15m3/s；、矿井通风阻力计算摩擦阻力按下式计算：式中：h摩-矿井摩擦阻力；-摩擦阻力系数，kgS2/m4；L-井巷长度，m；P-井巷净周长，m；Q-通风井巷风量，m3/s；S-井巷净断面积，m2；局部阻力：按煤炭工业矿井设计规范规定，矿井井巷的局部阻力，按井巷摩擦阻力的15%计算。自然风压：该矿开采深度较浅（400m以下），进、出风井井口标高差不大（150m以下），故矿井的自然风压忽略不计。经计算，矿井通风容易时期及困难时期的通风阻力为：H容=828Pa；H困=1615Pa、矿井等积孔计算通风容易时期等积孔：通风困难时期等积孔：说明：矿井通风容易时期和困难时期阻力等级为小阻力矿，全矿井通风难易程度为容易。四、矿井安全技术1、矿井瓦斯治理（一）防止瓦斯积聚、回采工作面的上隅角瓦斯易于积聚，由专职人员定时检测瓦斯浓度，设置导风帘冲淡瓦斯。该处设置甲烷传感器、报警装置。、掘进工作面采用“两闭锁”供电，确保局扇不间断通风。在掘进工作面设置甲烷传感器。、局部冒落点瓦斯易于积聚，要制定严格的管理措施，由专人处理。处理时要同时检查通风系统中回风流的瓦斯浓度，正常后方可进行处理。、采空区瓦斯易于积聚，工作面全部采空后，对采空区及时密闭，设计采用永久性密闭墙。具体要求：顶底需掏槽，槽深在煤中不得小于1m，岩石中不小于0.5m，厚度不少于1m，采用不燃性材料砌筑，墙无裂隙，墙内外5m内支护完好，应设U型放水管。废弃巷道和盲巷，要设永久闭墙和临时闭墙，以减少瓦斯涌出和防止工作人员误入，并有明显的警示标志。（二）、确保矿井有稳定、可靠的通风系统，保证各作业地点有足够的风量和合适的风速、矿井采用分列式通风，主斜井、副斜井进风，回风立井回风。进风井位于上风侧，不受污染。、在首采工作面回风顺槽与轨道巷材料绕道之间修筑有风门，结构严密，漏风少，其它联络巷、采空区砌筑永久性闭墙。、掘进工作面设计采用独立正压通风系统。、回采工作面采用后退式，确保风流不经过采空区。、风桥采用粗料石砌碹，流线形坡度不大于25，可有效地降低风阻。、矿井设计能力为900kt/a，采用综采、综掘和炮掘，井下不设爆炸材料库。2、矿尘防治地面建有高山水池容量800m3两个，经主井1596mm管路进入井底车场分流进入东西翼采区，经89mm、108mm管路进入工作面，供巷道清洗及各转折点灭尘使用。3、矿井防灭火该矿15煤层按容易自燃煤层考虑。从开拓方式和采煤方法方面分析，设计采用合理的开拓方式和采煤方法，做到少切割煤体，尽量减少浮煤与空气接触时间，以防患于未然。从通风方面，设计采用分列式通风系统，通风系统简单，通风断面合理，使矿井阻力降低，减少漏风，易于调节风量，使得在发生火灾时便于控制风流，隔绝火区。1、开拓开采方面的措施（1）、采用合理的开拓方式及巷道布置。进风井筒和回风井筒均采用锚喷或料石支护，符合规程规定；井筒、井底车场、峒室、运输巷、轨道巷均采用料石砌碹或锚网喷支护，运输、回风顺槽采用锚网支护，顺槽皮带的机头机尾20m范围内采用金属支架支护，符合规程规定。（2）、运输和回风巷间各留设30m的保护煤柱，留设煤柱充足，保护开采，减少漏风。（3）、运输巷、回风巷之间尽量少贯通，如需贯通，使用后采用永久性密闭。（4）、采用壁式采煤法，实行正规循环作业。推进方式为后退式，漏风少；加快工作面设备安装速度和工作面推进速度，以防开切眼附近煤层自燃。（5）、停采后10天内工作面设备要全部撤出，并完成永久封闭；在撤架过程中，加强停采线回风巷CO、温度监测和自燃危险性预测。在井底附近设消防材料库。（6）、回采工作面结束后，尽快封闭采空区，进行永久性密闭，并确保闭墙质量。闭墙要求见第四章。（7）、在井下消防材料库按矿井防灭火规范(试行)储存了灭火器材和工具，并配备了消防车。（8）、回风巷设CO、温度传感器，并入矿井安全监控系统进行实时监测；对综采工作面设有喷洒阻化剂措施和黄泥灌浆措施，防止煤层自燃。2、通风方面的措施（1）、采用全负压通风系统。（2）、工作面采用独立通风，采区设单独的进、回风道，采掘工作面为独立通风，避免串联风。（3）、通风设施设置合理。风门、风桥等设施安设在围岩稳定、压力小、支护完好的地点。并注意日常维护，减少漏风。3、阻化剂防灭火系统：、阻化剂喷洒工艺设计采用阻化剂喷洒压注工艺，选用机动性喷洒压注系统，阻化剂选用浓度20%的工业氯化钙（CaCl2）。该系统工艺简单，投资少、机动性好，可安装在平板车上，设于回风顺槽，根据需要灵活机动。由直径50.8mm钢管，从WJ24拉杆泵接耐压胶管到防灭火处理地点，并与喷嘴和封孔器连接，由拉杆泵进行压注和喷洒。4、矿井采用以上措施后，可有效防治内因火灾的发生，但防止外因火灾还必须制定以下措施：、按煤矿安全规程要求严格实行明火管制，建立健全明火管理制度。、坑木场、临时矸石场与进风井口距离大于80m，不会对井下生产造成威胁。、井口20m范围内严禁烟火，同时，制定有防止烟火进入井下的措施。确定明确的禁火区，并严格管理。、地面设消防材料库，并配备有符合规定的消防器材。、入井人员不得携带烟草、火具等物品，严格入井检身制度。4、矿井防治水1、相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防水煤柱。严禁在各种防隔水煤柱中采掘。2、井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线的位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。3、每次降大到暴雨时和降雨后，应及时观测井下水文变化情况，并向矿调度室报告。4、水淹区积水面以下的煤岩层中的采掘工作，应在排除积水以后进行；如果无法排除积水，必须编制设计，由企业主要负责人审批后，方可进行。5、井田内有与河流、溶洞、含水层等有水力联系的导水断层、裂隙（带）、陷落柱时，必须查出其确切位置，并按规定留设防水煤（岩）柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其它防治水措施。6、采掘工作面或其它地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。7、矿井必须作好采区、工作面水文地质探查工作，选用物探、钻探、化探和水文地质实验等手段查明构造发育情况及其导水性，主要含水层厚度、岩性、水质、水压以及隔水层岩性和厚度等。8、煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。9、探水或接近积水地区掘进时，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害的安全措施。探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。10、安装钻机探水前，必须加强巷道支护，清理巷道，挖好排水沟，安设专用电话，测量和防探水人员亲临现场，依据设计探放水。11、钻井时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情，如果发现危急时，必须立即撤出所有受水威胁