晓南矿180万吨年矿井通风及矿井排水设计毕业设计1

毕业设计论文晓南矿180万吨年矿井通风及矿井排水设计目录前言41矿井概况511矿区概述512井田及其附近的地质特征513煤炭性质及矿层特征52矿井生产能力和服务年限621井田境界622井田的储量623矿井服务年限724矿井的一般工作制度83矿井开拓方式及开拓系统831井筒的设计及用途832开采水平的设计9321水平高度的确定9322井底车场的设计及作用9323采区划分及开采顺序1033采煤工艺11331回采工艺11332进刀方式11333工作面支护11334端头支护11335超前支护11336工作面劳动组织表11337技术经济指标表124采区巷道布置及采区生产系统1241巷道布置1242开采顺序14421沿井田走向的开采顺序14422沿井田倾向的开采顺序1443采区布置及主要参数14431首采采煤工作面长度的确定及推进方向长度14432工作面推进度与生产能力14433盘区及工作面回采率15434盘区巷道及硐室布置1544矿井提升与运输系统15441矿井提升系统15442矿井运输系统1845矿井供电、排水与压气系统18451矿井供电系统18452矿井排水系统19453矿井压气系统195矿井通风设计2151确定矿井通风系统2152风量计算21521采煤实际需风量21522掘进需风量23523硐室需风量24524分配矿井总风量2453计算井巷通风阻力24531确定矿井通风的达产时期24532确定通风容易时期和困难时期25533矿井通风阻力计算及风量调节25534局部阻力的计算32535自然风压3254矿井通风总阻力和等积孔计算32541通风总阻力32542等积孔3255主要通风机选型33551选择原则及步骤33552主要通风机的选择33553主要通风机工况点33554选择电动机3456概算矿井通风费用35561计算主扇运转耗电量35562吨煤通风电费计算356通风构筑物3661通风构筑物3662主要通风机附属设备367矿井排水系统设计3771矿井概况3772矿井井下排水系统3773井底水仓的设计38731一般规定和要求38732水仓容量39733水仓的规格尺寸40734水仓的位置及清理40735排水方式及方法4074设备的选择4075水泵房的布置48751水泵房的布置要求48752水泵房内设备布置要求498结论51致谢52参考文献53附录A54附录B60前言矿井通风就是依靠通风动力，将定量的新鲜风流，通过设定的通道不断的通入井下，以满足回采工作面、掘进工作面、井下各种硐室的通风需要；同时将井下的污浊空气不断排出地面。矿井通风的基本任务就是供给矿井新鲜风量，以冲淡井下有害气体和粉尘，保证井下风流的质量和数量符合国家安全卫生标准，造就良好的井下工作环境，防止各种伤害和爆炸事故的发生，保证矿井的正常生产。矿井通风是煤矿生产的必要环节，并且在矿井建设和生产期间始终占据十分重要的地位。矿井排水就是通过各种水泵，水沟将矿井生产过程中产生的积水排水矿井的过程，和通风一样，矿井排水在煤矿生产中也是不可或缺的，矿井的水害造成的危害并不比其他危害造成的损失小，甚至比其他危害还要严重，因此矿井排水设计也是煤矿设计中不可缺少的部分。1矿井概况11矿区概述晓南矿属于铁法煤业集团有限责任公司下属的9对生产矿井之一，现在为中国煤炭工业一级企业，全国特级高产高效矿井，其地理位置位于辽宁省调兵山市晓南镇，地处铁法煤田的东南边缘。晓南矿南北走向长为5公里，东西宽为42公里，面积为21平方公里。矿井东距铁岭市35公里，南距沈阳市100公里，矿井内公路与沈环公路相通，并由铁路进行煤炭的运输，交通十分便利。12井田及其附近的地质特征晓南矿井田地质构造简单，主要以断裂带为主，褶曲次之，并有少量火成岩形成，共发育大断裂带4条。该井田共发育4个煤层，均在上朱罗纪的上部含煤层中，从上往下依次是1，2，3，4煤层，煤层的厚度分别为35M，25M，4M，35M，均是可采煤层，煤层中的夹石以泥岩和砂岩为主，炭质泥岩次之，煤层结构的总的变化规律是东北部和东南部的地质条件较复杂，断层主要集中在这两个区域，东北部和东南部都是以一条横贯煤田的断层为井田边界。地表水系不发育，其中发育有两条季节性河流，由于井口标高高于最大洪水高度，含煤地层距地表水系较远并且岩层渗透性较差，地表水对井田开拓并没有太大的影响。井田内含水层主要有第四季流沙层，白垩纪沙砾岩层，朱罗纪砂岩层和砾岩含水层，各个含水层之间的水力联系多以垂直渗透为主，矿井的正常涌水量在4060M3/H之间，最大涌水量为90M3/H。主要的水害情况为采空区积水，一般形成采空区后的积水量多在5003000M3之间，生产中要进行探放水工作，矿井的水文地质类型为简单型。1996年4月测的两条河流的流量分别为31969M3/H和268M3/H。13煤炭性质及矿层特征该设计矿井的整个煤层以长焰煤为主，深部水平有少量气煤发育。相对瓦斯涌出量为1195M3/T，属于高瓦斯矿井，类自然发火煤层，自然发火期为13个月，煤尘具有爆炸倾向性，煤尘爆炸指数为27975602。煤层的平均倾角为58之间，平均倾角为57，在该井田的边界部分由于受到断层影响煤层倾角有一些变化。2矿井生产能力和服务年限21井田境界该井田的最小倾向长度位于井田的中轴线上，长度为2958M，最长走向长度4318M，井田的总面积为136122919423M2，边界总长度为153905464M，该井田的煤层底板标高从350到50M左右，在井田的四周预留了30M的边界保护煤柱，其中井田东北部和东南部是利用大的断层作为边界保护煤住。22井田的储量井田的储量分为工业储量，可采储量，设计可采储量工业储量就是井田内部赋存的煤炭的总量，该设计矿井的全部工业储量为2413亿吨。可采储量工业储量井田边界煤柱断层煤柱防水煤柱由于设计井田范围内只有两条季节性河流，没有永久性的湖泊，所以没有预留防水煤柱，在井田的东北部和东南部一共有4条大的断层，设计时利用断层作为边界保护煤柱，同时地面除了工业广场建筑之外没有任何居民建筑，故地面建筑压煤也不存在，只有边界预留的30米保护煤柱的压煤总量8184972万吨所以可采储量2413008184972233115028亿吨设计可采储量（可采储量工业广场保护煤柱井下主要巷道和上下山保护煤住）回采率厚煤层回采率075；薄煤层回采率085；中厚煤层回采率08。工业广场位置布置及保护煤柱计算本次设计的矿井的工业广场位于整个井田的中央部分，根据表11来确定工业广场建筑压煤面积表11工业广场建筑压煤面积TABLE11THESQUAREOFINDUSTRYCONSTRUCTIONPRESSESTHECOALAREA井型大型中型小型万M2/10万吨081113182026本次设计的矿井的生产能力为180万吨/年，所以工业广场建筑的占地面积为15万M2，工业广场的长为500M，宽为300M，工业广场四周根据规定要求留15M的保护带。本矿井表土层移位角取45，煤田位移角取70。几何作图法确定工业广场压煤示意图11图11工业广场压煤示意图FIG11PRESSURECOALOFTHEINDUSTRYSQUARE表12为工业广场压煤量表12工业广场压煤量TABLE12AMOUNTOFINDUSTRYSQUAREPRESSESTHECOAL煤层1234总计工业广场的压煤量/T19293309142650825395731423162613821167433井下主要巷道和非永久性上下山保护煤柱损失煤柱损失17631001720100101520107720133520125120）135/099602536363吨设计可采储量（233115028821167433602536363）08175102392032吨23矿井服务年限矿井服务年限可按下式计算（1AKZT1）175102392032/（180000015）648，年式中矿井设计服务年限，年；T矿井可采储量，MT；KZ矿井设计年产量，MT/A；A储量备用系数，K1315。24矿井的一般工作制度该设计矿井的年工作天数为300天，工作制度为“四、六制”，每天3个班采煤，一个班进行检修。每天净提煤时间为14个小时。3矿井开拓方式及开拓系统31井筒的设计及用途本矿井的煤层底板的等高线位于350M水平，最上煤层的煤层等高线位于45M水平，地面的水平高度为150M，如果采用斜井开拓的话井筒的开拓费用将会很高，而且由于斜井的斜长比较长，所以铺设管线以及电缆之类的成本将会大大提高。所以本矿井采用立井开拓，共设置有3座立井，分别为主井、副井和风井。主井担负矿井全部的提煤任务，副井担负矿井的人员运输，物料运输以及排矸。由于煤层的相对瓦斯涌出量为1195M3/T10M3/T，属于高瓦斯矿井，所以为了便于通风，专门设置风井回风。该井田地质构造简单，煤层分布均匀、规则。确定井筒位置时，必须考虑矿井合理的开拓布置，为了便于井下运输，通风及巷道维护，一般应将井筒布置在井田的中央。副井与主井的安全距离应大于30米。本矿井采用中央并列抽出式通风，由于风井距离副井大约190M，所以风井对主井以及副井的通风没有影响。下面专门对各个井筒进行简单介绍该设计矿井的主井、副井和风井的井筒直径分别为65M、65M和8M，3个井筒距离地面的距离分别为240M、220M和213M，井筒具体设计用途见表31。表31井筒设计及用途TABLE31DESIGNANDTHEUSEOFTHEPITSHAFT井筒名称主井副井风井用途提煤升降人员、下料、提矸回风提升设备一对20吨多绳箕斗一对15吨底卸式矿车双层单车罐笼断面形状圆形圆形圆形井筒支护方式混凝土井壁厚400毫米，充填混凝土50毫米混凝土井壁厚450毫米，充填混凝土50毫米混凝土井壁厚300毫米，充填混凝土50毫米井筒深度/M240220213井筒直径/M56952断面积/M219623737212232开采水平的设计321水平高度的确定矿井阶段水平垂高的划分依据见表32表32矿井阶段水平垂高TABLE32THELEVELHEIGHTOFTHECOALMINE井型开采缓倾斜煤层的矿井开采倾斜煤层的矿井开采急倾斜煤层的矿井大、中型矿井100M250M100M250M100M150M小型矿井60M100M80M120M80M120M本矿井属于大型的缓倾斜煤层的矿井。采取单水平开拓，倾斜长壁开采，水平标高为370M，在海拔标高220M设置副井，并以此将整个煤层划分成两阶段，上阶段长1352M，下阶段长1615M。322井底车场的设计及作用井底车场一共拥有3条大巷，分别是回风大巷，轨道运输大巷和皮带运输大巷。回风大巷专门用于回风；轨道运输大巷负责运料，排矸和行人；皮带运输大巷负责用来运输煤炭。井底车场形式立式车场。由于本矿井采用皮带运输煤炭，所以可以大大降低运输成本和运输时间，便于实现高产。井底车场布置见图3131井底车场平面图FIG31HORIZONTALPLANOFTHEMINESHAFTSTATION323采区划分及开采顺序A采区形式及尺寸的确定该井田分为两个阶段，划分为3个盘区，分别为N1，S1，S2盘区。每个采区划分为若干条带，具体数据见表33表33条带划分TABLE23THEDIVISIONOFBANDING采区S1盘区S2盘区N1采区储量T466816594926560839243125条带条788倾斜长度/M150516191289走向长度/M176417201725B开采顺序开采顺序是最先开采S1盘区，其次开采S2盘区，接下来是N1盘区。C开采水平以及采区的巷道布置由于最先开采的是S1盘区，所以就以S1盘区为例进行设计。根据矿井的开拓布置、水平划分和井下主辅运输方式，本着初期工程量省、系统简单、生产过程中运输费用少、能耗低的原则，本矿井布置三条大巷，分别是回风大巷，轨道运输大巷和皮带运输大巷。33采煤工艺331回采工艺盘区内沿走向方向划分成七个区段，一个回采工作面就能够满足生产能力要求，采用倾斜长壁综合机械化采煤法，并且采用全部跨落管理顶板，后退式回采工作面的工作面布置长度为240M。332进刀方式采用MG300W双滚筒采煤机双向割煤，端部斜切割三角煤进刀，往返一次割两刀。每日割煤6刀，日进度48米，采用“46”工作制度。333工作面支护采用ZZ4000/17/35支撑掩护式液压支架，可以有利控制顶板来压，并且防止采空区矸石进入工作面，为回采工作提供了安全可靠的工作空间。采煤机割煤后，距离后滚筒57组顺序随机移架，及时支护，追机作业，当采煤机割过煤之后先移支架在移动输送机支架前柱和采煤机电缆槽托架之间富裕一个采煤机截深量，有利于通风、行人、运料等。334端头支护工作面端头采用ZT7500/18/36型自移式端头液压支架，随工作面推进前移进行支护，缩短了端头支护时间，加快了工作面推进速度，护顶安全可靠。由于工作面调成伪斜后，端头支架与工作面不平行，前梁间存在着三角间隙使得顶板悬露，必须用木板背实。335超前支护先在工作面前20M的上下顺槽内回收金属支架，同时在顺槽两侧设双趟十字顶梁，并配以金属铰接顶梁与两侧的十字顶梁相连，使其前后左右互相铰接形成网状，而在十字顶梁外巷帮侧，各架设金属铰接顶梁，并在两趟十字顶梁和短梁下支设四排单体液压支柱，能够控制易破碎、压力大的端头顶板，其整体性好，支架稳定，节省坑木。336工作面劳动组织表正常生产时班长进行现场的管理，采煤机司机负责驾驶采煤机进行采煤生产，输送机司机负责将煤炭运输出工作面，泵站司机负责液压支架注液，转载机和运输机司机将煤炭运输到专用皮带运输巷，剩余其他工种负责维护。工作面劳动组织见表34表34工作面劳动组织表TABLE34LOCATEDLABORORGANIZATIONS工种一班二班三班四班合计班长11114采煤机司机2226输送机司机1113泵站司机2226转载机司机1113运输机司机2226端头维护工3339电钳工11136通风工11114支架工44412合计181818559337技术经济指标表技术经济指标表见表35表35技术经济指标表TABLE35TECHNICALECONOMICINDICATORS序号项目单位数量1工作面长度M2402采高M353倾角。574采煤机双滚筒5截深M086日进度M487日产量T50004采区巷道布置及采区生产系统41巷道布置A巷道布置图41皮带运输大巷FIG41THEROADWAYOFBELTS图23回风大巷FIG44THEROADWAYFORTHEBACKWIND图42皮带运输顺槽FIG42THESHAFTSOFBELTS图25回风顺槽FIG45THESHAFTSFORTHEBACKWIND图43专用皮带运输巷FIG25DEDICATEDTRANSPORTLANEOFBELTS图46专用回风巷FIG46DEDICATEDLANESFORWINDB巷道断面数据见表41表41巷道断面数据表TABLE41DATASHEETOFTHEPIT断面设计掘进尺寸巷道类别支护类型净/M2设计掘进/M2顶板宽B3底板宽B4高H1净周长/M运输大巷锚喷164186484840165回风大巷锚喷164186484840165皮带顺槽锚喷14814733453140轨道顺槽锚喷14814733453140采区皮带运输巷锚喷148161354835153采区轨道运输巷锚喷14816135483515342开采顺序421沿井田走向的开采顺序工作面前进式回采需沿空护巷，巷道维护工作量大，费用高，且漏风量大，故工作面采用走向长壁后退式回采。422沿井田倾向的开采顺序由于本矿井涌水量较大，盘区内工作面接替采用自下而上顺序回采。43采区布置及主要参数431首采采煤工作面长度的确定及推进方向长度工作面长度与地质因素、技术因素、经济因素密切相关，直接影响生产效益，适当加大工作面长度，不仅可以减少工作面的准备工程量，提高回采率，而且也相对减少了端头进刀等辅助作业时间，保证工作面高产高效。而提高工作面推进方向长度，可以减少搬家倒面次数，为工作面连续稳产、高产高效创造条件。目前我国新建大型矿井综采工作面长度多在150300M之间，年推进度一般在20003000M。根据矿井开拓方案、设计规模、开采技术条件、矿区生产管理水平以及技术发展等因素，结合工作面通风能力计算，确定工作面长度240M，推进方向长度2200M。432工作面推进度与生产能力工作面生产能力按下式计算ALVHKR103式中A工作面年生产能力，KT/A；L工作面长度，M；V工作面年推进度，M/A；H采煤机割煤高度，M；K割煤回收率，取95；R煤的容重，152T/M3。A240150035095152106181MT/A。经计算，工作面生产能力为181MT/A，考虑5的掘进煤，则生产能力可达到19MT/A，工作面生产能力能够满足矿井设计生产能力要求。433盘区及工作面回采率根据煤炭工业矿井设计规范规定，厚煤层采区回采率为75，工作面回采率为93。本矿井二1煤采煤方法采用分层综采，工作面割煤回采率为95。盘区内通过加强边角煤回收、巷道煤柱回收等措施，可以保证盘区的回采率的要求。为满足通风、运输的需要，盘区布置三条大巷。即输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷各一条，分别担任矿井的煤炭运输、辅助运输及回风任务。434盘区巷道及硐室布置根据煤层及顶底板岩性的分析，结合矿区生产实践成果及浅部程村矿井巷道施工情况，为减少岩巷工程量，并确保巷道支护的可靠性，设计回风大巷、输送机大巷和辅助运输大巷均沿煤层布置井下盘区布置有盘区变电所等硐室。井底车场主要硐室有主井装载系统硐室（井底煤仓及给煤机硐室、装载胶带巷、箕斗装载硐室及胶带输送机机头硐室等）、副井井筒与井底车场连接处、换装硐室、存放硐室、检修硐室、加油硐室和换向硐室、管子道、井下消防材料库、爆炸材料库、等候室、主井井底清理撒煤硐室和副井井底水窝泵房等。44矿井提升与运输系统441矿井提升系统（1）主井提升设备及校验提升容器选择本矿主井选用一对JD20/4型20T、4绳箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务,其主要参数为载重G20T，质量GZ26370T（含悬挂装置），箕斗本体高度14934M,箕斗全高18672M。根据防滑计算，箕斗不需加配重。提升钢丝绳选择及校核A绳端荷重Q46370KGB钢丝绳悬垂长度HC7503MC钢丝绳允许最小安全系数MA72000057503682485D提升主绳选择提升主绳选用44ZAB6V37SFC1770ZZSS型钢丝绳4根，左、右捻向各2根，主要技术参数绳径DK44MM,丝径3MM，钢丝绳单位长度质量为PK808KG/M，钢丝绳最小破断拉力为Q1270KN。E平衡尾绳选择平衡尾绳选用扁P8419187291370型扁钢丝绳2根，主要技术参数宽厚18729（MM2）,钢丝绳单位长度质量为PW156KG/M。F钢丝绳安全系数校核钢丝绳安全系数M73688682485所选钢丝绳满足煤矿安全规程要求。提升机选型及校核A按钢丝绳直径计算D90443960（MM）B按钢丝绳丝径计算D120033600（MM）C提升机选择提升机选用JKMD44（Z）型落地式多绳摩擦轮提升机1台，其主要技术参数如下摩擦轮直径D4000MM天轮直径DT4000MM最大静张力FJMAX770KN最大静张力差FCMAX270KN提升机旋转部分变位质量GJ24400KG天轮变位质量GT27800KG减速比I1衬垫摩擦系数025衬垫允许比压P20MPAD提升机校验实际最大静张力FJ6926（KN）770KN实际最大静张力差FC2038（KN）270KN实际衬垫比压P168MPA20MPA所选提升机满足要求。（2）副井提升设备及校验提升容器选择提升容器选用15T矿车单层双车非标四绳罐笼，一宽罐，一窄罐。宽罐质量为19300KG,载人50人；窄罐增加配重后质量为19300KG，载人22人。罐笼全高为9633MM,本体高为4000MM。正常运输时，小于3T的矸石材料，采用3T无轨胶轮车直接进罐运输；大于3T的材料采用平板车运输；下放最大件时，采用特殊平板车。在升降最大件时需加临时配重22000KG。装罐笼时，应先装临时配重14000KG，然后装最大件，最后将临时配重装到22000KG。出罐笼时，应先将临时配重减到14000KG，然后下最大件，最后下剩下的临时配重。钢丝绳选择及校核A绳端荷重提人QDR20950KG提物最大件QDW47800KGB钢丝绳悬垂长度HC7495MC钢丝绳允许最小安全系数提人M192000057495882525提物M282000057495782525D提升主绳选择提升钢丝绳主绳选用48ZBB6V37SFC1770ZZSS1510961型钢丝绳，四根。主要技术参数绳径DK48MM,钢丝绳单位长度质量为PK961KG/M，钢丝绳最小破断拉力为Q1510KN。E平衡尾绳选择平衡尾绳选用扁P841920633137028801950型钢丝绳，两根。主要技术参数宽厚20633MM2,钢丝绳单位长度质量为PW195KG/M。F钢丝绳安全系数校核钢丝绳安全系数提人M人12273882325提物（最大件）M物7994782325所选钢丝绳满足煤矿安全规程要求。442矿井运输系统（1）主运输本矿井主运输采用胶带输送机运输。矿井投产工作面煤炭经运输顺槽盘区运输大巷上仓胶带斜巷井底煤仓箕斗装载硐室主井至地面。（2）辅助运输矿井辅助运输主要担负人员、矸石、材料和设备的运输任务。根据生产规模和煤层赋存条件，通过比较确定，井下辅助运输采用防爆无轨胶轮车运输。45矿井供电、排水与压气系统451矿井供电系统晓南矿设110KV变电站，晓南矿变电站，2回110KV电源均取自赵固一矿区域变电站110KV不同母线段，导线LGJ240，距离每回69KM，目前2回110KV电源线路已建成。鉴于晓南矿井下水较大，矿建后期增设一回110KV变电站晓南矿110KV电源线路，导线LGJ240，距离2466KM，以增强矿井供电的可靠性，目前该线路正在施工中。在矿井工业场地内设1座110/10KV变电站，该变电所内设主变压器2台，主变型号为主变型号为SFSZ1031500/11031500KVA1108125/10/6KVYN，D11接线。正常情况下，2台主变同时分列运行，负荷率为042。当1台主变检修或故障停止工作时，另1台主变负荷率为084，能保证矿井全部负荷用电。110KV变电站分别以10KV向井下（8回）、主井提升（2回）、副井提升（2回）、通风机（2回）、选煤厂（2回）、动力变压器（2回）、井口10KV变电所（2回）、抗灾潜水泵变电所（2回）、水处理站变电所（2回）、铁路信号变电亭（1回）、场前区箱式变电站（3回）、西区雨水排放泵房（1回）和试验变压器（1回）供电。变电站内设2台动力变压器为SCB101000/10、10/04KV、1000KVADYN11接线，正常情况下，2台同时工作，负荷率为046，分别以380V电压双回路电缆向生活污水处理站、矿井办公楼、制冷站、监控通信、火灾报警等低压负荷供电，分别以380V电压单回路电缆向铁路通讯信号（另有1回高压专用回路）和室内外照明等低压负荷供电。其中矿井空压机站与选煤厂空压机站联合布置，采用2回10KV电源供电，由选煤厂变电所引来，在空压机站设置配电点。井抽采瓦斯站房，按一级负荷双回路供电，2回电源均直接引自矿井110KV变电站所10KV不同母线。工业场地高于15M的建筑物、构筑物采用避雷针或避雷带进行防雷保护，其接地装置利用建筑物、构筑物基础或钢管接地极，其接地电阻不大于规范规定的要求。452矿井排水系统矿井正常涌水量为197013M3/H950M水平，最大涌水量为256117M3/H950M水平。矿井排水全部进入絮凝反应斜管沉淀池，沉淀后的溢流水水质可同时达到选煤厂生产清水用水水质标准（SS0256012，M3/MIN（4煤掘Q8）式中12掘进巷道断面积M2。523硐室需风量1）采区变电所风量80M3/MIN；2）绞车房风量80M3/MIN；3）火药库风量100M3/MIN。524分配矿井总风量矿井总风量（27843442802100）1244784M3/MIN。Q式中12为风量系数。分配风量工作面风量2784M3/MIN；掘进工作面100，（410ELQF9）471，M3/MINFL10E1508034式中百米漏风率；10EL风筒的使用长度，M；局扇工作风量，M3/MIN；FQ掘进面风量，M3/MIN。掘进面总风量4712942，M3/MIN。硐室需要风量260，M3/MIN；其他维护巷道需风量3579，M3/MIN；风门漏风量4393，M3/MIN。53计算井巷通风阻力531确定矿井通风的达产时期本次设计首先开采的是S1盘区，S1采区最上层煤划分为7个条带，每个条带的服务期限为2年，按照从左向右的顺序编号依次为17号条带，1号条带既是达产时期532确定通风容易时期和困难时期本次设计的是S1盘区，S1盘区划分为7个条带，每个条带的服务期限为2年，按照从左向右的顺序编号依次为17号条带。533矿井通风阻力计算及风量调节A通风阻力计算1）通风容易时期通风系统示意图、通风网络示意图容易时期通风系统图见图51容易时期通风网络图见图522）通风容易时期最大通风阻力路线E2E3E4E5E6E7E8E40E9E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19E203）通风困难时期通风系统示意图、通风网络示意图困难时期通风系统图见图53困难时期通风网络图见图544）通风困难时期最大通风阻力路线E2E3E4E5E6E7E8E29E9E10E11E12E13E14E24E26E27E15E16E17E18E19E20图51容易时期通风系统图FIG51VENTILATIONPLANOFTHEEASIESTTIME图52通风容易时期的网络图FIG52NETWORKPLANOFTHEEASIESTTIME图53困难时期通风系统图FIG53VENTILATIONPLANOFTHEMOSTDIFFICULTTIME图54通风困难时期的网络图FIG54NETWORKPLANOFTHEMOSTDIFFICULTTIME5）列表计算通风容易时期摩擦阻力表51容易时期的摩擦阻力TABLE51FRICTIONRESISTANCEOFTHEEASIESTTIME巷道序号巷道名称支架性质V（M/S）（NS2/M4）UMLMSM2）S3R（NS2/M8）QM3/SH摩PA1副立井砼碹27004521769837452313600131171782副立井砼碹2500452171037452313600001982133井底车场辅助运输巷锚网喷300115715016847416000580324井底车场辅助运输巷锚网喷480011571961684741600065814275井底车场辅助运输巷锚网喷460011577891684741600267811866运输巷联络巷锚网1800116450164096000228167首采工作面胶带运输顺槽锚网350018148150912921467018745739048首采工作面切槽锚网33003515618014274400364577529首采工作面回风顺槽锚网350015148155612921467016145733610回风大巷锚网喷4700117651684741600028012811总回风巷锚网喷4700116172017856398002184815112总回风巷锚网喷78001161100178563980003130851313回风立井砼碹700216370821295281002416226314合计22076）列表计算通风困难时期摩擦阻力表52困难时期的摩擦阻力TABLE52FRICTIONRESISTANCEOFTHEMOSTDIFFICULTTIME巷道序号巷道名称支架性质V（M/S）（NS2/M4）UMLMSM2）S3R（NS2/M8）QM3/SH摩PA1副立井砼碹27004521769837452313600131171782副立井砼碹2500452171037452313600001982133井底车场辅助运输巷锚网喷300115715016847416000580324井底车场辅助运输巷锚网喷480011571961684741600065814275井底车场辅助运输巷锚网喷4600115758916847416001957811866辅助运输大巷锚网喷490011649301640960037782257辅助运输大巷锚网喷3400116412401640960057830488辅助运输大巷锚网喷280011642001640960008602889辅助运输大巷锚网喷210011644016409600016534510辅助运输大巷锚网喷200116420016409600086230811运输巷联络巷锚网喷15001164501640960002281612工作面胶带运输顺槽锚网3500181482139129214602745756413工作面切槽锚网33003515618014274400364577514工作面回风顺槽锚网3500151482117129214602245746015回风巷通风联络巷锚网33001141181217280013915216回风大巷锚网喷310011720516847416000856725717回风大巷锚网喷4001172051684741600086938118回风大巷锚网喷4700117178016847416006381418719总回风巷锚网喷47001161720178563980021848151534局部阻力的计算由于矿井进回风井在同一工业场地，自然风压与通风负压相比较小。矿井的局部阻力初期按摩擦阻力的10，后期按摩擦阻力的15计算。容易时期H局2207PA；困难时期H局5472PA。535自然风压H自JGHI式中H自自然风压，PA；HI进风侧分段垂高，M；I进风侧分段平均密度，KG/M3；HJ回风侧分段垂高，M；J回风侧分段平均密度，KG/M3；G重力加速度，M/S2；经计算自然风压冬季H自冬2677PA；夏季H自夏554PA。自然风压冬季对矿井通风有利，夏季对矿井通风不利。54矿井通风总阻力和等积孔计算541通风总阻力1）容易时期，PA（411）MINMIN11220748RFRH2）困难时期，PA（4AXAX5365195RFRH12）542等积孔1）容易时期39，M2（413）INRMINH/Q896A2）困难时期29，M2（414）AXRMAXH/Q1896A由等积孔面积可以确定通风容易时期矿井的通风为良好，通风困难时期矿井的通风为中等。55主要通风机选型551选择原则及步骤（1）设计依据本矿井采用机械通风，设有专用回风井，其出口处设置通风机。本矿进风主立井井口、副立井井口标高均为80M，回风立井井口标高也为80M。（2）通风机风量和负压的计算根据矿井所需的风量和负压，考虑通风设施漏风和各种阻力损失及自然风压后，通风机的计算风量和负压分别为抽出式风井且无提升任务,取105QF10516221703（M3/S）SDMIN2207220726772160（PA）TDMIN368455265544292（PA）通风容易时期和困难时期风量均为1703M3/S，通风容易期负压为2160PA，困难期为4292PA。552主要通风机的选择根据通风设备选型方案和通风机的计算风量和负压，本矿井通风设备选用FBCDZ828B2450KW型对旋式矿用轴流通风机2台，其中1台工作，1台备用。每台通风机配用YBF560S28型电动机1台。通风机根据实际要求风量、负压的变化，通过调整叶片角度，使风机始终运行在高效区，通风机配备消音装置。553主要通风机工况点通风机达到最大设计负压和风量时,风机具有足够的富裕能力。风机运行工况点的参数表见表53。表53风机运行工况点的参数表项目风量（M3/S）负压（PA）效率计算轴功率（KW）通风容易期M11703216081480通风困难期M21703429281730主通风机特性曲线见图55。3045060750902403204048016080QM3/S50101502020/1525/2030/2535/3040/3545/400830800700600500402503020/1525/2030/2535/3040/3545/40NSHKWN740M3/MINPATPAQM3/SFBCDZ8NO28B2450KW风机性能曲线ABBA图55主通风机特性曲线554选择电动机本矿井采用机械式通风，主通风机布置在地面工业场地内，回风井出口处。在回风井口设置密闭门，使外部漏风率小于5。本矿井通风设备选用FBCDZ828B2450KW型对旋式矿用轴流通风机2台，其中1台工作，1台备用。每台通风机配用YBF560S28型电动机1台。通风机房的电源引自地面变电所，以双回路电缆供电，其中1回工作，1回备用，能保证通风机连续运转，且备用通风机能在10MIN内开动。56概算矿井通风费用561计算主扇运转耗电量通风容易时期和困难时期共选一台电动机时HVCEFNI24365MAX式中E主要通风机电动机效率，取090；C传动效率，直接传动时取10；变压器的效率取080；H电线的输出功率取095。通风机最大功率为730KW得IF93491228KWH562吨煤通风电费计算吨煤的通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部通风机电费之和除以年产量，可用下公式计算TIDEAF式中E吨煤的通风电费，元/T；D电价，05元；T矿井年产量，180MT；IF矿井主要通风机年耗电量；IA矿井局部通风机与辅助通风机年耗电量100000。得E26元/T6通风构筑物61通风构筑物为保证井下风流按设计路线流动，在井巷中布置了完善的通风设施。一般正常关闭的风门均为两道双向风门，常开的一般为反风风门，独立通风的硐室设有调节风门。井下通风设施在850M以深都要达到防突的要求。反向风门安设在掘进工作面的进风侧每一组反向风门须设两道，风门间距不小于4M。对通过门垛的风筒，设有隔断装置，在逆流时防止瓦斯逆流铁板可隔断风筒，防止逆流的瓦斯进入进风侧。反向风门的安装及制作要求如下风门墙垛要求墙垛厚度不得小于1M。嵌入巷道周边实体煤岩的深度煤巷不得小于05M，岩巷不得小于02M。对于松散煤岩体的巷道，必须加入钢筋对周边进行锚固。要预留管、缆、线、风筒孔。不准在墙垛做好后，在墙垛上打孔破坏墙垛。暂时不用的孔洞，可在防逆流方向一端用木塞堵塞。对通过门垛的风筒，设有隔断装置。砖缝、料石缝砌筑时要灌满沙浆，不准有空缝、重缝。养护期不少于7天。门框、门扇材料要求采用坚实的木质结构。门框厚度不小于150MM。门板厚度不小于50MM。筋带材料为扁钢宽厚为80MM10MM，角钢为85号采用边厚7MM或槽钢为8号。门框、门扇建造要求门框在建造墙垛时预埋，要与墙体结合牢固。门扇木板采用纵向槽接，且不透光。每扇门扇至少设2组筋带，每组筋带为扁钢和角钢或槽钢组成。连接门扇和门框的铰链必须牢固，宜采用20MM的圆钢。风门必须用木方或混凝土现浇设置底坎。每组防突风门必须设置两道及其以上，两道风门之间的距离不得小于4M。生产中，对控制风流的通风设施必须安装牢固且正常工作状态，设计的风门等通风设施均设置在水平的巷道中，对废弃不用的巷道及已开采完毕的回采巷道和采空区均应按煤矿安全规程等规定及时进行密闭。并建立检查制度，及时检查密闭质量，及时调整通风系统，并根据检查结果及时处理险情。62主要通风机附属设备（1）风硐风硐是矿井主要通风机和风井之间的联络巷道，因风硐内风量较大，风硐内外的压差也较大所以对风硐的设计和施工质量要求较高起技术要求，如风硐断面应保证其内风速不大于15M2S；风硐不宜过长，断面形状以圆形为最佳，内壁应光滑、拐弯要平缓，保持风硐内无堆积粉尘。风硐的通风阻力不超过100200PA；风硐与风井的连接处要平缓避免突然扩大和缩小；风硐及风硐内的闸门等装置，结构要严密，以防止大量漏风。（2）防爆门防爆门是防止瓦斯、煤尘爆炸时毁坏通风机的安全设施，规程规定装有主要通风机或分区通风机的出风井口必须安装防爆门。防爆门的技术要求防爆门的面积不小于井口的面积；防爆门必须正对出风井的风流方向，保证在井下发生爆炸时，高压气浪将其冲开；防爆门的结构应坚固严密，水封槽中应经常保持足够的水位，以防漏风；防爆门上要挂平衡重锤配重。（3）扩散器通风机出风口外接的一定长度、断面逐渐扩大的建筑物即为扩散器。其功能是将通风机出口的速压更多地转化为静压，以减少通风机出口的速压损失，提高通风机装置的静压。7矿井排水系统设计71矿井概况晓南矿井田地质构造简单，主要以断裂带为主，褶曲次之，并有少量火成岩形成，共发育大断层32条，褶曲5条，地表水系不发育，其中发育有两条季节性河流，由于井口标高高于最大洪水高度，含煤地层距地表水系较远并且岩层渗透性较差，地表水对井田开拓并没有太大的影响。井田内含水层主要有第四季流沙层，白垩纪沙砾岩层，朱罗纪砂岩层和砾岩含水层，各个含水层之间的水力联系多以垂直渗透为主，矿井的正常涌水量在4060立方米每小时之间，最大涌水量为90立方米每小时。主要的水害情况为采空区积水，一般形成采空区后的积水量多在5003000立方米之间，生产中要进行探放水工作，矿井的水文地质类型为简单型。72矿井井下排水系统井下的水源主要是采煤过程中产生的，为了排水所以采煤工作面带有3的倾角，这样采煤过程中产生的水通过在重力作用下流入皮带顺槽的排水沟中，由于工作面的水中含有大量的煤尘，所以可以在巷道中设置一个窝子先对工作面产生的煤水进行沉淀，沉淀之后的水通过皮带顺槽中的排水沟流入到专用皮带巷中，经过运输石门和运输大巷，最终汇入井底水仓，然后由水泵房将水抽到地面排出。掘进工作面的产生的水源也是通过掘进巷道中设置的排水沟分别流入到专用皮带巷和专用回风巷，流入专用皮带巷的水可以经由运输石门到运输大巷最终流入井底水仓，也可以经过皮带石门到皮带大巷通过皮带大巷和运输大巷间的联络巷到运输大巷，再流入井底水仓。流入专用回风巷的水将会流入回风大巷，再通过回风大巷和运输大巷间的联络巷到达井底水仓。最后由水泵房将水排出地面。具体排水布置见图71图71排水系统图FIG71DRAINAGESYSTEM73井底水仓的设计731一般规定和要求井底水仓的布置要求水仓是井下排水系统的贮水巷道，还起着澄清污水的沉淀作用。（1）井下主要水仓应根据车场形式，泵房位置和围岩条件布置，布置方式一般与井底车场设计同时确定。水仓入口一般应设在车场或者大巷的最低点。（2）水仓容量应根据矿井正常涌水量计算确定。新建，改建矿井或者生产矿井的新水平，正常涌水量在1000M3/H及其以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000M3/H的矿井，主要水仓的有效容量可以按照以下计算V2Q3000（61）式中V主要水仓的有效容量，M3；Q矿井正常涌水量，M3/H。但主要水仓有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量。矿井最大涌水量同正常涌水量相差特别大的矿井，水仓容量应编制专门设计。采用水砂填充，黄泥灌浆的矿井，水仓容量按矿井正常涌水量确定后，还要加4小时的昼夜平均充填水量或者灌浆水量。（3）主要水仓必须有主仓和副仓，以便一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。设计中主仓和副仓可分别按一个或者一组水仓进行布置。视不同布置条件，水仓也可以布置成多个或者多组。水仓巷道之间应互不渗水，间距一般1025米。（4）水仓断面大小，应根据容量，围岩，布置条件和清仓设备的需要确定，并应使水仓顶板标高不高于水仓入口水沟底板和低于泵房地面1米以上。水仓高度一般不应小于2米，容量大的水仓，应适当加大断面，以缩短水仓长度。水仓支护方式采用混凝土支架时，其净断面应乘以12的有效利用系数。（5）为有利于泥砂沉淀，清理和清理时的矿车运输，水仓坡度应采用00010002向吸水井方向的上坡。水仓最低点（清仓斜巷下部）应设一集水水窝，以便清仓时排除积水。水仓的平曲线半径一般取1215米，或根据清仓设备要求确定。清仓斜巷坡度一般不大于20竖曲线半径912米。（6）水仓一般应采用机械清理，进口处应设篦子。涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀水池，沉淀池应设两个（组），以便交替使用。732水仓容量根据规范规定，正常涌水量再1000M3/H及其以下时，主要水仓的有效水仓的容积应该能够容纳8个小时的正常涌水量。所有水仓的容量V8QR850400，M3（62）733水仓的规格尺寸设计矿井的井底水仓由主一个水仓和一个副水仓组成，当一个水仓进行清扫时，另一个水仓正常使用，两个水仓间的间距为20M，为了使涌水中的泥砂得到充分的沉淀，水在水仓中的流量不应大于0005M/S，在水仓中流动的时间不少于6个小时，故每个水仓的长度为100，M（6VTL3606053）水仓的断面积为16，M2（6LVS2104）可取标准断面82M2，以防止有突出涌水事件发生，水仓的顶板标高应低于水仓入口处，水仓的底板的标高朝泵房有2的坡度，以利于泥砂清理。734水仓的位置及清理设计矿井的水仓位于井底车场靠近水泵房的位置，水仓入口的高度比井底车场要低1M。设计矿井的水仓采用人工清理水仓中的泥砂，在水仓内铺设轨道并在水仓的入口出设置有专用绞车房来运输清理出来的泥砂。735排水方式及方法该设计矿井采用单阶段排水，矿井的水直接由水泵房排到地面，采用单阶段排水可以避免开拓更多的硐室，减少施工，同时也便于检修和维护。74设备的选择1）按正常涌水量确定排水设备所必须的排水能力，M3/H（6201RQ5），M（61HHK6）由和初选水泵的型号，确定流量QM3/H和扬程HM1QH式中矿井正常涌水量M3/日，24501200，M3/日；RR扬程损失系数，竖井取K1；K井筒深度，M。HH60，M3/H201RQ41305，M51HK）（5701表71水泵的型号TABLE71MODELSOFTHEPUMP型号流量/M3H扬程/M转速/RPM吸程/M效率配带电动机外形尺寸3305166569型号容量/KW长宽高/MM4204805573250D60848544014804574JSQ151048504704201515402）正常涌水量时所需