西安科技大学毕业设计开题报告原相煤矿通风系统设计

1、西安科技大学毕业设计(论文) 开题报告 题 目 _原相煤矿通风系统设计 _院、系(部) _能源学院_ 专业及班级 _安全工程_ 姓 名 _ _ _ 指 导 教 师 _ _日 期 _2013/4/8_西安科技大学能源学院毕业设计(论文)开题报告题 目原相煤矿通风系统设计选题类型设计一、 选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1 .选题背景 华润煤业先后在内蒙古、江苏、湖南、河南、贵州、山西等地通过新建、兼并、重组 等方式获取一批煤炭资源。特别是自2009年6月份以来，华润煤业充分利用山西省煤炭资源整合的机遇，积极参与山西省煤炭资源整合工作，先后投资

2、165.52亿元整合该省吕梁市所属兴县、中阳、石楼、临县以及太原古交等区域的煤炭资源，获取优质煤炭资源10.62亿吨，新增煤炭产能1710万吨/年。截止2011年底，华润煤业投资区域已覆盖中国大陆6个省、自治区，所属全资及控股的项目公司9间；参股项目3间。公司保有储量33.90亿吨，全资或控股（可控口径）矿井38对，产能3253万吨/年。2011年，华润煤业实现原煤产量1641万吨,原煤销售量1600万吨，销售收入约84亿元。 太原华润煤业有限公司是在华润电力控股公司整合收购山西金业煤焦化集团80%资产的基础上于2010年4月底组建而成，现隶属于华润旗下华润煤业控股有限公司，坐落于山西省太原古

3、交市。注册资金40亿元，主要经营煤、焦、化和电力等产业。现拥有三座煤矿（原相煤矿、中社煤矿和红崖头煤矿），两座焦化厂（第一焦化厂、第二焦化厂）和一座热电厂、一个铁路发运站、一个汽运队。煤炭产能为255万吨/年，原煤入洗能力为600万吨/年，焦炭产能为300万吨/年，发电量为1.8亿Kwh/年，铁路发运及汽运吞吐能力均为500万吨/年。原相煤矿位于古交市原相乡原相村以东，距古交市区约14km，行政区划隶属于古交市原相乡管辖。根据晋煤重组办发200979号文和201043号文批复，原山西金业煤焦化集团有限公司古交原相煤矿为单独保留矿井，兼并重组后主体企业为华润电力控股有限公司。矿井生产能力为90万

4、吨/年，井田面积为18.2505km2。原相煤矿绝对瓦斯涌出量68.80m3/min。绝对涌出量为31.19m3/min典型的高瓦斯矿井1，因为该矿井以前属于金业集团（民营企业），存在管理不当和通风系统设计不合理，导致各种事故频发，严重危害了矿工的生命安全。2.选题的意义、目的 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【2】。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

5、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，它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

6、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。 3 .国内外研究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，煤炭是世界上储量最多，分布最广的常规能源，也是最廉价的能源。目前世界煤炭可采储量约为9800多亿吨，按目前的全球生产能力，煤炭资源尚可开采1901多年，而石油可开采约40年。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

7、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。我国煤矿事故多发,2003年百万吨死亡率为4,是美国的100倍.虽然近几年这个数据有所下降,但相比于美国等发达国家仍有很大差距.据统计,造成重特大人员伤亡的事故,一般都与矿井通风有关.矿井通风是煤矿安全生产的基础.它借助于机械或自然风压,让井下

8、各用风点输送适量的新鲜空气,供人员呼吸,稀释各种有害气体和浮尘,降低环境温度,创造环境温度,创造良好的气候条件,并在发生灾变时能够根据救灾需要来调节与控制风流流动的路线通,通风是保证煤矿安全生产很重要的一环,不良的通风可能导致瓦斯、粉尘和有害气体浓度超标、以及矿井高温，从而诱发瓦斯爆炸、粉尘爆炸、作业人员中毒或窒息、火灾事故。中国煤矿通风法规标准在2006年11月2日依照国家有关煤炭安全生产法规煤矿安全规程等规定编制而成的行业标准煤矿井工开采技术条件（AQ1028-2006）发布，并于2006年12月1日起实施。同时美国煤矿通风法规标准CFR Title30-75地下煤矿强制性安全标准该规定设

9、计与地下煤矿相关的各个方面，如支护、通风、防尘、防火、用电等。中美两国空气成分浓度标准对比表名称浓度标准AQ1028-2006CFR Title30-75O22019.5CO20.5（总回风巷0.75）0.5（进回风巷和完工区为时间加权平均不超过0.5短期内不超3.0）CO0.002402.5NO20.00025SO20.0005H2S0.00050.8NH30.00066C2H20.4C3H80.4H20.8MAPP0.3由表可见，两国标准对井内空气成分要求差异较大，AQ1028-2006没有对C2H2、C3H8、H2、MAPP的浓度做出要求，且二者在CO和H2S的最大浓度要求上相差1000

10、多倍。研究发现，AQ1028-2006中有浓度规定的气体，如NO2、SO2、NH3，在规定浓度以上便能使人发生头痛咳漱、窒息等症状，严重者致人死亡，只有在达到规定浓度数千倍以上才会发生爆炸，如CO浓度在0.0024以上就有CO中毒的危险，而在2.5以上才有爆炸的危险，与此相反，没有做到要求的气体的气体通常对人体无毒或者毒性较小，只有达到较高值时才会影响人的身体状况，而在浓度较低时便能发生爆炸，例如，C3H8的浓度在10以下时只引起轻度头晕，极高浓度时才可导致窒息，而其浓度在0.4以上就有爆炸的危险。由此推出，AQ1028-2006的规定是从井下作业人员的身体健康出发的，而CFR Title30

11、-75中则已有文字说明对气体浓度的规定旨在防止气体聚集引发爆炸。因此，标准的差异就在于各自的出发点不同。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0.25m/秒等规定

12、，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。参考文献1 张国枢.通风安全学M.北京：中国矿业大学出版社，2011.7.2 徐勇圻.煤矿开采学M.徐州：中国矿业大学出版社，2009.7.3 王新泉.通风工程学M.北京：机械工业出版社，2008.9.4 周 英.采煤概论M.北京：煤炭工业出版社，2011.1.5 臧丽，赵怡晴，李翠平，等.中国与美国、南非煤矿通风技术标准对比J.中文科 技期刊数据库，2011（NO24）.6

13、 王保国，王新泉，刘淑艳，等.安全人机工程学M.北京：机械工业出版社，2007.6.7 王醒身.中国煤矿的通风现状与发展J.东北煤炭技术，1995:2-6.8 张友谊。矿井通风技术与发展M.北京：煤炭工业出版社.9 赵书田.煤矿粉尘防止技术M.北京：煤炭工业出版社.1987.10 王英敏，矿井通风与安全M.北京：冶金工业出版社.1979.11 国家安全生产剑斗管理总局.矿井瓦斯等级鉴定规范.AQ1025-2006. 二、 主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程设计内容对古交原相煤矿通风现状分析，根据当地的气候条件、煤矿瓦斯/二氧化碳涌出量，结合该矿的实际生产能对其进行设计。

14、（1）熟悉原相煤矿的矿井生产系统，对整个矿井生产系统进行分析，从整体布局出发设计福巨源通风系统。（2）原相煤矿的通风系统的设计，从地质环境因素和开采计划两方面考虑，设计满足条件的通风系统。（3）采区风量的计算与分配，根据工作面和掘进的需要设计风量。 （4）通风构筑物的设置，在必要的位置设置通风构筑物，确保风流和风量的稳定性。设计思路 根据对原相煤矿的初设进行系统性分析，了解有关矿区的安全概况和井田特征，利用所学专业知识参照参考资料计算矿井储量确定矿井生产能力，目前该矿只有南翼采区进行生产，等到10211工作面开始生产会将原先密封的东翼和西翼原先的采空区打开，根据所学的专业知识结合原相煤矿的实际情况，通过计算确定矿井各个巷道的用风量，从而确定矿井的总风量，并计算矿井的通风阻力。从建设本质安全型矿井出发设计合理和有效的通风方案。工作流程（1）收集资料。（2）分析影响生产安全的因素确定矿井通风系统的类型。（3）分析矿井巷道布置。（4）分析地质因素（矿井瓦斯、煤层自燃、高温影响、煤层赋存及地质构造等）和采矿计划（服务年限、巷道参数、通风设施等）的影响。（5）初步确定通风系统方案。（6）系统优化。