矿井通风与安全40专科毕业论文41.docx
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矿井通风与安全40专科毕业论文41
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太原理工大学继续教育学院
毕业设计(论文)
学习形式:
函授层次:
专科教学站点:
题目:
矿井通风与安全
姓名
专业矿井通风与安全(专科)
指导教师
日期
前言
永宁煤焦系离石市的一座集体所有制煤矿,位于离石市城关镇西北方向的后赵家村西,距离石市4km,行政区划归离石市城关镇管辖。
准开采4号煤层,井田东西长约3100m,南北宽约2900m,面积5.6588km2。
本次实习是在永宁煤焦集现场实习,是我们在学完专业课后的一次实践性教学环节,也是毕业之前的一个重要的教学环节。
通过实习,让我们进一步学习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》等煤炭工业法律法规与技术标准。
同时让我们了解煤矿生产技术现状和发展方向,学习到了更多的现场生产及技术管理知识,扩展课堂上所学的专业知识。
通过一个月的地面设施(包括锅炉房、绞车房、压风机房、地面变电所、机修车间、主要通风机房、瓦斯抽放站等)参观、理论课程学习、对矿井通风系统、矿井粉尘防治系统、矿井火灾防治系统、矿井安全监测监控系统等了解,学习现场的实际工艺技术,熟悉通风仪表的现场实际操作和通风与安全设备设施的现场施工与使用。
在此期间,让我学会了发现问题、分析问题、解决问题能力和动手能力,培养了我认真的工作态度和吃苦耐劳的精神。
了解到了矿井通风技术,初步培养技术及行政管理能力,培养我们走向工作岗位后处理问题和独立工作的能力和素质。
同时搜集到毕业设计所需的资料。
目录
第一章矿区概况及井田地质特征1
第一节矿区概况1
一、井田位置与交通1
二、自然地理1
三、气象和地震烈度2
四、矿区煤炭生产建设及规划概况2
第二节地质特征3
一、地质构造3
二、煤层及煤质3
三、煤质、煤种及工业用途5
第三节开采技术条件6
第四节井田境界及储量10
一、井田境界10
二、储量10
第五节矿井设计生产能力及服务年限12
一、同时生产的水平数目确定12
二、矿井和水平的服务年限13
第六节矿井工作制度13
第二章井田开拓方式14
第一节井口与工业场地位置的选择14
第二节开拓方案的比选及确定14
第三节采区划分及开采顺序16
第三章采区巷道布置17
第一节采煤方法的选择17
第二节采区有关参数的确定18
第三节采区巷道布置的确定19
一、巷道布置19
二、采区运煤、运料、通风及排水系统。
20
第四节采区工作面的布置及开采顺序23
一、矿井移交生产和达到设计生产能力时的采区数目、位置23
二、开采顺序24
第五节回采工艺设计24
第四章矿山基本巷道26
第一节井筒26
一、井筒数目及用途26
二、井筒布置及装备26
第二节巷道掘进27
一、巷道断面和支护形式27
二、巷道掘进进度指标27
三、掘进工作面个数和掘进面的机械配备27
四、矿井采掘比例关系和掘进矸石率28
五、矿井移交生产及达产时的井巷工程量28
第三节井底车场及硐室28
一、井底车场形式28
二、井底车场硐室28
第五章矿井通风设计30
第一节概况30
第二节拟定矿井通风系统30
第三节计算矿井的总风量和风量分配31
一、矿井风量计算31
二、风量分配34
第四节计算矿井通风阻力及等积孔34
一、阻力计算34
二、矿井等积孔计算35
第五节选择矿井通风设备35
第六节灾害预防及安全装备36
第七节矿井通风网络的风量调节38
第八节概算矿井通风费用39
一、井通风年总电费计算39
二、矿井吨煤通风电费计算39
第六章煤矿安全技术40
第一节瓦斯爆炸事故的预防措施40
一、根据瓦斯涌出的特点,设计采取以下针对性的防治措施40
二、矿井瓦斯爆炸事故应急处理措施40
第二节矿井火灾的预防措施41
一、开拓开采方面的措施41
二、通风方面措施42
三、监测及其预测预报的措施42
四、采用的防灭火方法44
五、井下外因火灾的防治及装备44
六、矿井火灾应急救援措施45
第三节煤尘爆炸的预防措施46
一、防止煤尘瓦斯爆炸的措施46
二、对于井巷中积聚的煤尘的防爆措施46
三、消除引燃煤尘爆炸火源的措施47
四、隔爆装备47
五、矿井煤尘爆炸事故应急救援措施47
第四节矿井水灾防治系统48
一、矿井水患类型及危害程度48
二、水灾防治措施48
三、矿井排水系统及设备选型50
四、水泵房的设备布置形式、尺寸以及水泵房与水仓的连接方式52
五、矿井火灾应急救援措施53
第五节、应急系统组织机构53
第六节、组织人员指挥职责54
第七章总平面布置及防洪排涝55
第一节概况55
第二节平面布置55
第三节竖向布置及场内排水56
第四节场内运输56
第五节防洪排涝57
参考文献58
致谢59
摘要
矿井是一个复杂的动态系统,具有与其他工业不同的特点。
其主要特点是地下作业,工作环境恶劣,因此通风和安全措施显得尤为重要。
全局而言,各煤田所处的地理位置不同,煤层地质条件多种多样,开采方法也就多种多样。
本次设计根据以上因素进行开拓开采设计,并选择多种开采技术进行比较。
本设计针对永宁煤矿,内容包含:
矿井概况及地质特征、矿井开拓开采设计、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、瓦斯爆炸事故的预防措施等。
矿井概况及地质特征主要包括井田的地质特征及煤层特征等。
矿井开拓开采设计分别论述了井筒的位置、形式及采区划分和开采顺序等。
针对矿区对采区进行布置和装备、以及各巷道的布置。
介绍了矿山基本巷道。
矿井通风设计主要包括矿井通风设计依据及主要内容、矿井通风系统的选择、矿井所需风量的计算及分配、全矿井容易时期、困难时期的通风阻力计算以及对通风设备的选择等。
煤矿安全技术措施包括瓦斯爆炸事故的预防措施、矿井火灾的预防措施以及煤尘爆炸的预防措施。
关键词:
开拓开采设计;矿井通风设计;安全技术措施
第一章矿区概况及井田地质特征
第一节矿区概况
一、井田位置与交通
山西永宁煤焦井田位于吕梁市离市区北部沙麻沟村一带,距离离市区3.5km。
地理坐标为:
东经111°07′39.3″~111°09′43.4″,北纬37°32′42.2″~37°34′48.6″。
井田东西长约3100m,南北宽约2900m,面积5.6588km2。
该矿向西有简易公路与国道209公路干线相接,向南经吕梁市约13km可达307国道和军渡—离石—汾阳高速公路,向西南17km可达孝柳铁路交口集运站,交通运输便利。
井田北邻大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、南接山西神州煤电焦化股份有限公司离石煤矿,西为4号煤层露头线,东邻北川河。
该矿地理位置截图
二、自然地理
永宁煤焦位于黄河以东、吕梁山西侧,北川河西岸,属黄河中游黄土高原地带,由于受北川河河谷的控制,地势总体上由北西向南东逐渐降低,最高点位于井田西北部张
家圪塔,标高为1223.7m,最低点位于井田东南边界,标高为938.5m,最大相对高差为285.2m。
地貌类型属黄土丘陵,地形复杂,地面切割剧烈,沟谷纵横,地表多为新生界黄土所覆盖,常见有黄土陡岩,黄土峭壁节理发育。
冲沟多呈“V”字型,沟底有零星基岩出露。
井田属黄河流域三川河水系。
井田内无大的河流,只有几条冲沟在雨季汇集雨水流进井田东部的北川河。
北川河为常年性流水河流,从井田东部自北而南流过,与东川河和南川河汇合后经柳林县注入黄河。
三、气象和地震烈度
井田地处晋西北黄土高原,属暖温带大陆性季风半干旱气候,四季分明,春季多风干旱,夏季炎热多暴雨,秋季雨水集中,冬季雪少寒冷,年平均气温8.6~11.4℃,极端最高气温38.1℃(1985年7月18日),极端最低气温-21.7℃(1984年12月24日)。
年平均降雨量464.2m,雨水多集中在6~9月份,年蒸发量1766.2~2171.7mm。
霜冻期一般始于10月上旬,终于翌年3月,最大冻土深度为1m。
据(78)晋震字第29号文,本区地震基本烈度为6度。
据历史资料记载,离石市于1829年曾发生5.9级地震。
四、矿区煤炭生产建设及规划概况
永宁煤焦属离石市一集体所有制煤矿,1998年2月省煤资委以晋煤资字(1998)第122号文批准该矿开采4号煤层,2000年6月省国土资源厅厅为该矿颁发采矿许可证,批准开采4号煤层。
现该矿属基建矿井,批准生产规模为2l0kta,采用立井开拓,目前正在建设三个立井,现三个立井均在黄土层中施工,尚未见基岩。
本井田周围现有大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、神州煤田焦化股份有限公司离石煤矿,具体叙述如下:
大中局煤矿位于井田北部大中局村南,开采山西组4号煤层,煤层厚度1.6m,煤种为焦煤,最大排水量1.30m3=7.51m3s
2.按采煤、掘进、独立硐室及其他地点实际需风量的总和进行计算,各地点的实际需要风量,必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体的浓度,风速及温度,每人供风量符合煤矿安全规程有关规定。
Q矿进=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)K矿通
式中:
∑Q采—采煤工作面需风量总和,m3min
∑Q掘—掘进工作面需风量总和,m3min
∑Q硐—独立通风硐室需风量总和,m3min
∑Q其他—矿井除采煤、掘进和独立通风硐室外的其它需风地点的风量总和,m3min
K矿通—矿井通风系数,取1.25
1)采煤工作面实际需要风量计算
(1)以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准,且应低于最高风速4ms。
∑Q采的确定按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算
Q采=100×q采×Kc
式中:
Q采—采煤工作面需风量,m3min
q采—采煤工作面绝对瓦斯涌出量,(按矿井绝对瓦斯涌出量的70%计算)m3min,0.15m3min
Kc—工作面因瓦斯涌出不均匀的备用通风系数,取1.4
Q采=100×0.15×1.4=21.6m3min=0.36m3S
(2)按工作面适宜温度温度计算
Q采=60VC·SC·Ki
式中:
VC—回采工作面适宜风速,1.0ms
SC—回采工作面有效断面积,6.2m2
Ki—工作面长度系数,1.0
Q采=60×1.0×6.2×1.0=372m3min=6.2m3S
(3)按工作面人数实际需风量
Q采=4N
式中:
N—回采工作面同时工作最多人数,14+14人(交接班时)
Q采=14+14=28m3min=1.6m3S
(4)按风速验算
按最低风速
Q采≥15SC=15×6.2=93m3min=1.55m3S
按最高风速
Q采≤240SC=240×6.2=1488m3min=24.8m3S
经验算:
Q采=6.2m3S,满足风速要求。
根据上述计算得知,按工作面适宜温度计算的风量最大,故该矿井两个采煤工作面需要风量取6.2m3s。
矿井设计达产时安排一个悬移支架放顶煤工作面、一个准备工作面(工作面接替时)。
准备工作面需风量按回采工作面所需风量的50%计。
则∑Q采=6.2+6.2×0.5=9.3m3s
2)掘进工作面配风量计算
(1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量
Q掘=100×q掘×k
Q掘—掘进工作面实际风量,m3min
q掘—掘进工作面瓦斯涌出量,(按矿井绝对瓦斯涌出量的30%计算)m3min,0.22m3min
k—风量备用系数取1.8
Q掘=100×0.22×30%×
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