完整版安全专业实例毕业设计.docx

1、完整版安全专业实例毕业设计以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目金竹山公司一平硐24采区通风设计与防火作者武靖学院能源与安全工程学院专业安全工程学号指导教师罗文柯二一二 年 月 日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书能源与安全工程学院安全工程系（教研室）系（教研室）主任：周荣义（签名）2012年3月12日学生姓名：武靖学号：专业：安全工程1学生设计题目及专题：金竹山公司一平硐24采区通风设计与防火2学生设计时间：自2012年3月18日开始至2012年6月18日止3学生设计所用资源和参考资料：设计所用资源：学校图书馆和能源与

2、安全工程学院资料室技术资料及毕业实习单位收集的技术信息资源。主要的参考资料包括：矿井通风与安全、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定、煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ）、煤矿瓦斯抽放规范（AQ）、煤矿井工开采通风技术条件（AQ）、煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB）、煤矿瓦斯抽采达标暂行规定（2011年10月）、煤矿矿井风量计算方法（标准号MT）、矿井生产现状及开采技术条件、矿井其它资料（如气象、恒温带温度、温度梯度、煤层自燃发火倾向性、煤尘爆炸危险性及爆炸指数等相关资料。4设计（论文）应完成的主要内容：（1）绪论：（2）矿井及采区概况：一平硐矿井概况、24采区概况，采掘工作面现状，瓦斯及地温情况（3）2

3、4采区通风设计：24采区通风系统确定、24采区需风量计算、采区通风阻力及总风阻。（4）24采区内通风构筑物设计：对24采区内调节风窗、风门等进行设计。（5）24采区局部防突设计：石门揭煤局部防突措施设计、煤巷掘进工作面局部防突措施设计、采煤工作面局部防突措施设计、安全防护措施。（6）安全技术措施：石门揭煤方法和安全技术措施、采、掘工作面安全技术措施。（7）防治煤与瓦斯突出事故应急预案：事故类型和危害程度分析、应急救援及其原则、组织机构及职责、预防与预警、突出事故报告程序和现场保护、应急处置、应急物资与装备保障。5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：论文要求：本论文以WORD形

4、式打印出，文字要求：5-6万字，须有中、英文摘要和关键词，参考文献，参考文献中全部列出作者、题名、期刊名（出版社）、年卷期以及页码等。论文排版的格式：严格按照湖南科技大学本科生毕业设计（论文）工作规范的格式进行。图纸要求：24采区通风系统图、24采区通风网络图、通风构筑物设计图、防突钻孔设计图等。6发题时间：2012年03月12日指导老师：（签名） 学生：（签名）第一章 绪论 51.1我国目前煤矿安全生产形势 51.2我国煤矿生产存在的主要问题 51.3煤矿安全生产体系建立健全的过程中所应采取的对策措施 7第二章 一平硐矿井概况及24采区概况 92.1 一平硐矿井简介 92.1.1矿井位置及交

5、通 92.1.2矿井设计和生产能力 102.1.3井田位置 102.2 矿井资源条件 102.2.1地层 102.2.2构造 102.2.3可采煤层情况 112.2.4资源储量 112.2.5开采技术条件 112.3 主要生产系统 122.3.1开拓系统 122.3.2通风系统 132.3.3井下排水系统 132.3.4运输系统 132.3.5提升系统 132.3.6供电系统 142.3.7监测系统 142.3.8防尘系统 142.4 24采区概况 152.4.1采区位置及范围 152.4.2邻近采区开采情况 152.4.3地层和地质构造 152.4.4煤层、煤质 172.4.5开采技术条件

6、182.4.6水文地质条件及涌水量 20第三章 24采区开拓设计 - 17 -3.1 采区境界及储量 - 17 -3.2 采区生产能力设计 - 17 -3.2.1 工作制度 - 17 -3.2.2 采区生产能力 - 17 -3.2.3 采区服务年限 - 17 -3.3 采区开拓系统及巷道布置设计 - 17 -3.3.1采区开拓布置 - 17 -3.3.2采区主要巷道布置 - 18 -3.3.3采区主要巷道布置形式选择依据 - 19 -3.3.4采区区段布置 - 20 -3.3.5采区车场设计 - 21 -3.4 采区硐室布置及位置的选择 - 21 -3.4.1 确定煤仓的形式、容量及位置 -

7、21 -3.4.2 确定采区变电所的位置及形式 - 21 -3.4.3 确定采区绞车房布置方式和位置 - 22 -3.5 开采顺序 - 22 -3.6 采区的主要生产系统 - 22 -3.6.1 通风系统 - 22 -3.6.2 提升运输系统 - 22 -3.6.3 供电系统 - 23 -3.6.4 排水系统 - 23 -3.6.5 通讯系统 - 24 -3.6.6 压风系统 - 24 -3.7 回采工艺简述 - 24 -3.7.1 回采工作面落煤、装煤、运煤方式 - 24 -3.7.2 工作面支护 - 25 -3.7.3 采煤工作面布置 30第四章 24采区通风设计 314.1采区通风系统设

8、计 314.1.1 采区通风方式的设计 314.1.2 采区通风系统的设计 314.1.3 采煤工作面的通风设计 314.1.4 掘进工作面的通风设计 344.1.5 掘进通风设备的选择 364.2 采区的风量计算 364.2.1 按采区内同时工作的最多人数计算 364.2.2 采煤、掘进、硐室实际需风量计算 374.2.3 采区总风量的计算 414.2.4 采区的风量分配 414.3 采区总风阻 424.3.1 矿井通风阻力计算 42第五章 24采区防突技术设计 435.1 瓦斯突出的特征和危害以及防治措施 435.1.1 瓦斯突出的特征 435.1.2 影响突出危险的形成的要素 435.1

9、.3 防突措施 435.2 瓦斯抽放方法 445.2.1 抽放瓦斯方法选择原则 445.2.2瓦斯抽放方法的选择 445.3 工作面局部防突措施设计 455.3.1 局部防突措施选择 455.3.2超前排放瓦斯钻孔设计： 455.4 采空区埋管抽放设计 485.4.1 采空区埋管布置 485.4.2 立孔抽放设计 48第六章 矿井火灾防治 506.1矿井火灾发生的原因及其危害 506.1.1 矿井火灾发生的原因 506.1.2 矿井火灾的危害 516.2 一平硐矿井火灾应采取的防治措施 526.2.1 外因火灾的防治 526.2.2 内因火灾的防治 53第七章 其它安全技术措施 557.1 矿

10、井水灾事故措施 557.1.1地面排水 557.1.2井下防治水 557.2 预防冒顶事故的措施 567.2.1掘进冒顶事故预防 567.2.2 回采冒顶事故的预防 577.2.3矿压观测措施 587.2.4 预防冒顶事故预兆组织管理 597.3 防止煤尘 597.3.1采煤工作面的防尘 597.3.2掘进工作面防尘 607.3.3其他防尘措施 607.4 预防跑车、触电及其它事故措施 627.4.1预防跑车事故的措施 627.4.2预防触电事故的措施 637.4.3 其它事故的措施 64致 谢 66第一章 绪论在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70左右，预计到2050年

11、还将占50以上。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前我国煤矿安全生产状况不容乐观，安全生产体系并不完善，特别是煤矿生产更是矿难频发，形势严峻，煤矿安全问题成为构建社会主义和谐社会的极大障碍，也是社会众人瞩目的安全的问题。下面我将从我国煤矿生产现状出发，对煤矿生产存在的主要问题进行简单的分析和论述；基于此，对我国煤矿安全生产体系建立健全的过程中所应采取的对策措施作了一些探究。1.1 我国目前煤矿安全生产形势我国95的煤矿开采仍是地下作业。煤矿事故占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的72.8至89.6（20022005年）；煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人数的7

12、1。煤矿所面临的重大灾害事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。 由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下。特别是煤矿重大及特大瓦斯（煤尘）灾害事故的频发，不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，而且严重影响了我国的国际声誉。 实际上，这些瓦斯事故的发生不是偶然的，它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉及许多方面。既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人为因素以及国家的体制、管理、经济政策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。1.2 我国煤矿生产存在的主要问题总体上来看，我国煤矿生产正走着一条高投入、高耗能、低产出、低回报的粗放型的经济增长道路，安全问题

13、特别突出，经常发生矿难事故，国家安全生产监督管理总局近日称：近年我国平均每7.4天发生一起特大煤矿事故，远远高出世界平均水平。细致来看，主要存在以下几个问题：1、我国煤矿分布地质情况恶劣，灾害类型多，是造成事故的客观因素。我国煤矿绝大多数是井工矿井，地质条件复杂，灾害类型多，分布面广，在世界各主要产煤国家中开采条件最差、灾害最严重。地质条件。在国有重点煤矿中，地质构造复杂或极其复杂的煤矿占36%，地质构造简单的煤矿占23%。据调查，大中型煤矿平均开采深度456米，采深大于600米的矿井产量占28.5%。小煤矿平均采深196米，采深超过300米的矿井产量占14.5%。瓦斯灾害。国有重点煤矿中，高

14、瓦斯矿井占21.0%；煤与瓦斯突出矿井占21.3%；低瓦斯矿井占57.7%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井占15%。随着开采深度的增加，瓦斯涌出量的增大，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的比例还会增加。水害。我国煤矿水文地质条件较为复杂。国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占27%，属于简单的矿井占34%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占8.5%。我国煤矿水害普遍存在，大中型煤矿有500多个工作面受水害威胁。在近2万处小煤矿中，有突水危险的矿井900多处，占总数的4.6%。自然发火危害。我国具有自然发火危险的煤矿所占比例大、覆盖面广。大中

15、型煤矿中，自然发火危险程度严重或较严重(、II、III、级)的煤矿占72.9%。国有重点煤矿中，具有自然发火危险的矿井占47.3%。小煤矿中，具有自然发火危险的矿井占85.3%。由于煤层自燃，我国每年损失煤炭资源2亿吨左右。煤尘灾害。我国煤矿具有煤尘爆炸危险的矿井普遍存在。全国煤矿中，具有煤尘爆炸危险的矿井占煤矿总数的60%以上，煤尘爆炸指数在45%以上的煤矿占16.3%。国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险性的煤矿占87.4%，其中具有强爆炸性的占60%以上。冲击地压。中国是世界上除德国、波兰以外煤矿冲击地压危害最严重的国家之一。大中型煤矿中具有冲击地压危险的煤矿47处,占5.16%。随着开采深度

16、的增加，现有冲击地压矿井的冲击频率和强度在不断增加，还有少数无明显冲击地压的矿井也将逐渐显现出来。2、煤矿生产的从业人员素质偏低煤矿行业从业人员大多数是农民工，素质偏低，没有经过专业的生产技能培训和安全生产培训，大多也没有接受教高层次的教育，因而素质普遍偏低，安全生产意识薄弱，自救能力和自救意识不强，往往在生产过程中没有严格执行安全生产的相关规定，在发生突发事件后不知所措，不能有效的自救。3、技术水平偏低我国煤矿安全科研力量分散，产学研结合不紧密，人才流失严重，科研投入严重不足，研发基础设施落后，成果转化率低，安全基础理论、煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸、矿井突水机理及主要灾害预防与控制技术等研究

17、滞后，企业自主创新能力弱，尚未形成完善的煤矿安全科技支撑体系。4、煤矿安全投入不足。煤矿企业长期投入不足，安全欠账严重。根据2005年专家对54户重点煤矿企业会诊分析，仅国有重点煤矿安全欠账就高达689亿元，一些矿井防灾系统不健全，设备陈旧老化，安全装备落后。地方国有煤矿和乡镇煤矿安全欠账问题更为突出，安全保障水平低，抵御事故灾害的能力差。5、政府监督严重缺位煤矿行业虽然已经实现了市场化，符合经济发展大潮，但是完全的市场调节具有很大的盲目性、自发性、滞后性等市场自身无法克服的弱点和缺陷，这就需要政府的宏观调控，而煤矿安全事故频发很大程度上都归咎于地方政府职能的严重缺位，也即是说，政府对煤矿行业

18、的宏观调控的力度不够大，方法不够科学，绩效不够明显。造成这种现象的主要原因是：不少地方政府仍以GDP的增长与否作为行政成效的评价标准，很多地方官员把GDP作为追求的目标，把煤矿企业创造的GDP作为提升晋级的基石，甘愿充当煤矿企业的保护伞。对煤矿企业的生产状况，安全状况视而不见，听之任之。即使在事故发生以后，对遇难者家属的慰问和补偿似乎总是“迟来的爱”。所以说某些地方政府职能的缺位也是我国煤矿安全生产体系脆弱和安全事故频发的一个重要原因。1.3 煤矿安全生产体系建立健全的过程中所应采取的对策措施当前，尽管煤矿安全生产形势严峻，但也存在许多有利条件：有建国几十年来培养起来的技术队伍，有经过多次修订

19、的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规定，有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院校；许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构，应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实现的。我国具有多年来实现安全生产的淮南和平顶山煤业集团公司，这些企业的技术及管理经验，对我们搞好煤矿安全生产是十分可贵的。为了扭转当前煤矿安全生产的状况，建立健全煤矿安全生产体系建议主要采取如下对策和措施：1、对生产经营和煤矿行业从业人员进行严格的安全知识培训和考核2。应当加大力度，宣讲近年来的灾害事故的实例、经验和教训，以提高一线从业人员的素质和水平，提高他们对灾害事故的预见性和发生事故时的应对处理能力。因为，一线从业人员

20、的安全生产意识和自身素质能力如何，直接关系着安全生产能否顺利进行；所以进行培训和考核是必要的。由于大多数的煤矿从业人员没有专门的生产知识，没有接受高层次的教育，因而普遍缺乏安全生产技能，那么对这部分人进行安全生产技能的培训同样是必需的，使所有的从业人员只有基本上具备了安全生产知识和事故险情发生后逃生自救的能力，具备常规事故的处理能力和临危不乱、遇变不惊的心理承受能力，才能拥有从业资格，准予上岗，这对于解决煤矿安全生产问题和提高煤矿抵御事故能力是行之有效2、加强科研工作力度，提高安全生产的技术水平，建立健全本质安全化的生产体系。我国安全管理水平不断加强，煤炭开采技术水平不断提高，但是，煤矿重大瓦

21、斯事故仍然时有发生。产生这些事故的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此，应当进一步加强科研工作力度，特别是应当针对当前开采条件进行研究，以便为建立本质安全化的生产系统奠定基础。对高瓦斯和瓦斯突出矿井应当制订特殊政策，采取特殊措施，以利于健康发展3。3、加强安全监督检查。事实上，只要管理者措施得力，监督得法，大多数的矿难是可以避免的或者说大多数矿难的损失是可以控制和被最小化的，因此有关部门的监督是至关重要的。“煤矿资源的不可再生性、煤炭工业的重要性和煤矿生产劳动的极度危险性，都要求有关部门在可持续煤炭发展中发挥重要作用，承担

22、起义不容辞的公共责任。”有关部门要积极推进“科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路”的进程，加快建立社会主义和谐社会，鼓励吸收社会资本入股以充实大煤矿集团实力，增强我国煤矿行业的核心竞争力，并鼓励大煤矿集团大煤矿企业参与国际竞争，有关对大企业大集团走向世界提供必要的政治、外交支持，通过外交谈判、政治对话等方式争取更广阔的生产基地和新的矿源，政府要适当提高煤矿行业的门槛，不具备安全生产条件的个人和企业不让进入，对安全措施不完善的企业要责令整改，对不具备安全生产能力的企业要坚决取缔，对个别企业胡干乱干的行为要坚决纠正，对违反安全生产法规条令的行为要

23、坚决制止、严厉打击。并且不定时地组织进行抽样调查，对企业的安全设施进行认真检查和评估，并监督和鼓励企业更新生产设备、提高煤矿的安全生产能力。第二章 一平硐矿井概况及24采区概况2.1 一平硐矿井简介2.1.1矿井位置及交通金竹山矿业公司一平硐煤矿位于湖南省中部，属娄底市所辖的冷水江市金竹山乡境内,处于涟邵煤田桥头河向斜西南端。矿井隶属于湖南黑金时代股份公司，行政区划属娄底市，企业经济类型为国有独资，矿山规模为小型。矿区自然地貌属低山丘陵，地势东南翼及西北翼高，中部低平，地面标高最高为赤石岭+557.8m，最低为CK26孔处约+227m，井口标高+242m。矿井东距涟源市城区22km，西距冷水江

24、市城区16km，矿井南部有湘黔铁路通过，设有金竹山站，涟（源）溆（浦）公路从矿井中部通过，交通较为便利。2.1.2矿井设计和生产能力一平硐是一个年产30万吨优质无烟煤的矿井，一水平已于2001年8月全部结束，目前已全部进入二水平上山采区开采，现有生产采区二个（21、23采区），准备采区一个（22采区），现正在准备，22采区由于煤层赋存条件差，设计为配采采区（设计年产8万吨），21、23采区作为主力采区（设计能力均为20万吨年），可采储量（截止2002年9月底止）分别为130.0万吨和70.0万吨，按年产15万吨计算的服务年限分别为：21采区：130.0151.2+18.2(年)23采区：70.

25、0151.2+14.8(年)式中：1.2为按构造、煤层赋存条件选择的储量备用系数；1为递增、递减期。按正常的采区布置，一个新采区从开工到第一个工作面投产约需5年时间（按1.5个有效掘进头作业)，加之一平硐矿井为突出矿井，考虑防突，施工期会更长，为确保一平硐矿井稳产，并保持强劲的生产后劲，按矿井总体设计，一平硐矿井三水平上山采区的开工应安排在2003年上半年进行。2.1.3井田位置一平硐井田位于涟邵煤田金竹山矿区西南部，桥头河向斜的西南端，东南翼起于1勘探以西200米与土朱矿井接界，西北翼以石子岭断层为界，浅起小窑法定最低开采标高，深至-180m，走向长约为2600米，倾向宽约为1000米，面积

26、约为2.5719平方公里。2.2 矿井资源条件2.2.1地层井田含煤地层为下石炭统测水组。下石炭统测水组地层厚度71190.3m，平均165.0m。地层厚度较稳定，以砂质泥岩、粉砂岩为主。含煤七层，由上而下依次命名为1、2、3、4、5、6、7煤，其中3、5煤为主采煤层，2、4煤为局部可采煤层，1、6、7煤不可采。2.2.2构造本矿井位于桥头河向斜的西南端，构造形态整体上为一不对称向斜，东南翼地层走向为NE2060，倾角较缓，一般为1025，西北翼地层走向为NE530，倾角较陡，一般为2570，由浅往深地层倾角逐渐变缓。断层以正断层为主，主要大的断层有石子岭逆断层、利从井逆断层、时和春正断层，石

27、子岭逆断层为井田边界断层，利人井逆断层、时和春正断层位于井田浅部，对采掘无影响。对采掘影响较大的断层主要为采区内部的小型正断层，发育在5煤及5煤顶板以上，落差一般为15米，两翼不对称，东南翼倾向为NW，西北翼倾向为NE，另外5煤底板逆断层也比较发育，这种断层落差较大，最大达150米以上，造成5煤层赋存不稳定。井田内褶曲不甚发育。2.2.3可采煤层情况井田含煤地层平均总厚80m，煤层总厚6.06m,含煤系数为6.60%。可采煤层有2、3、4、5共4层，平均总厚5.76m，可采含煤系数为6.0%,其中主要可采煤层为3、5煤层，平均总厚4.01m，占可采煤层总厚的69.6%。各煤层层间距分别为：2-

28、3煤15m；3-4煤5m，矿井西部+30以下三四煤层间距消失（合槽），东部局部合槽并向深部呈合槽趋势；4-5煤12m，矿井西部及中部局部3、5煤层间距消失（合槽）。2.2.4资源储量截止2010年年底，矿井可采储量557.7万吨。其中-50+100m水平可采储量86万吨；-180-50m水平可采储量为471.7万吨。突出煤层资源量为245.2万吨（5煤可采储量为245.2万吨），解放层资源量为312.5万吨（其中：2煤可采储量为111.5万吨，3煤可采储量为195.2万吨，4煤可采储量为5.8万吨）。矿井服务年限为20年。2.2.5开采技术条件1、瓦斯、煤层为非突出煤层，、煤层为突出煤层，该矿

29、井属煤与瓦斯突出矿井，根据2010年9月矿井瓦斯鉴定资料（表1.1），一平硐煤矿相对瓦斯涌出量为16.30m3t，绝对瓦斯涌出量为7.571m3min。但2008年5月17日该矿2137回采工作面发生了煤与瓦斯突出。表1.1 一平硐矿井5煤层瓦斯基本参数测定成果表序号参数名称单位数值范围平均值1煤的坚固系数f0.160.162瓦斯放散初速度PmmAg49493水分Mad%2.092.094灰分Aad%3.893.895挥发分Vdaf%4.524.526真密度TRDtm31.561.567视密度ARDtm31.441.448孔隙率F%7.697.699瓦斯吸附常数am3t45.5945.5910

30、瓦斯吸附常数bMPa-11.1591.15911煤层瓦斯含量Xm3t5.008.456.7912煤层透气性系数m2MPa2d1.334010-22.642810-21.988410-213钻孔流量衰减系数d-10.30500.32150.313314煤层瓦斯压力PMPa0.402、煤尘据勘探中煤的工业分析资料，2、3、4、5煤层煤尘爆炸性指数位4.17%，均小于10%，煤尘无爆炸危险。矿井自投产以来，没有发生过煤尘爆炸。3、煤层自然发火矿井可采煤层属不易自燃煤层，矿井开采至今，没有发生过煤层自燃现象。4、煤层顶底板稳定性2、4煤层为中等稳定稳定顶板，3、5煤层为不稳定稳定顶板。5、水文地质条件矿井最大涌水量1300m，负压1500Pa，矿井等积孔1.0m2；新东二风井负责23、25采区的通风，安装一台20B和一台20B风机，主、备风机容量均为130kW，风量达1800mmin，负压1200Pa，等积孔1.0m2；18风井负责22采区的抽风，安装两台20B风机，主风机装机容量为55kW,备用风机装机容量为95kW，主风机风量为1250mmin，负压600Pa，等积孔1.0m2，能满足矿井安全生产的需要。矿井21、24、25采区均布置有专用回风上山。2.3.3井下排水系统分别在+100、-50水平设立了排水站。-50水平排水站采用一级排水，有主、副两个水仓,主水仓