平安煤矿通风与安全设计矿井通风与安全课程设计Word文档格式.docx
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2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
摘要
根据平安煤矿地质条件，设计开采煤层为C8号煤层，平均厚度为2.23m，全区可采，无夹矸，区内煤层平均倾角为38°
，生产能力设计为45万t/a。
C8煤层结构较简单，煤层稳定类型为较稳定型煤层。
矿井通风方式为分区式，一采区通风方式为分列式，通风方法为抽出式，通风量为36m3/min。
掘进工作面采用局部通风机压入式通。
平安煤矿为高瓦斯矿井，矿井瓦斯相对涌出量为20.05m3/t,瓦斯抽采方法选用顺层瓦斯抽采。
煤层瓦斯含量为15.6m3/t，瓦斯抽采率为60%，经过抽采后瓦斯浓度达到0.8%，可以实现风排瓦斯达到安全开采条件。
本矿可采煤层煤尘有爆炸倾向性，煤层的自燃倾向等级为易自燃，采用注浆（预注浆）的方法灭火，如果发生大规模火灾采用注氮和惰性气体灭火。
全矿采用湿式作业和装载处洒水作业的方法进行粉尘防治。
矿井涌水量大，水文地质条件为复杂程度，矿井最大涌水量为55m3/h，最小涌水量为30m3/h。
主平硐井底水仓容积为480m3。
选择额定值接近的选择80D.30×
6型水泵三台，其额定流量80m3/h，扬程为150m；
功率80kw。
水泵排水管选择φ150无缝钢管（内径150mm）。
关键词：
煤矿；
瓦斯；
通风；
安全
ABSTRACT
Accordingtothegeologicalconditionsofsafecoalmine,thedesignforC8#coalseamminingcoalseam,theaveragethicknessof2.23m,thedistrictrecoverable,nodirtband,28°
theaverageAngleofcoalseaminthedesignproductioncapacityof450000t/a.C8coalbedstructureisrelativelysimple,coalseamstabletypeisamorestablecoalseam.
Mineventilationmodeispartitiontype,forsuchaminingventilationmode,ventilationmethodfordraw-out,ventilationrateis36m3/min.Tunnelingfacesusinglocalventilatorpressureintothetype.Safecoalminegasmine,minegasrelativevolumeof20.05m3/t,thegasextractionmethodtochoosebeddinggasextraction.Coalseamgascontentis15.6m3/t,thegasextractionratewas60%,thegasconcentrationof0.8%,afterextractioncanrealizewindexhaustgastoachievesafetyminingconditions.Theminableseamcoaldustexplosiontendentiousness,minespontaneouscombustiontendencyofcoalseamisnoteasytospontaneouscombustion,adoptthemethodofgrouting（grouting）fire,ifthereisamassiveUSESnitrogeninjectionandinertgasextinguishingfire.Mineralsheersusingwetoperationandloadingsprinkleroperationmethodsfordustcontrol.Minewaterinflow,hydrogeologicalconditionsforthecomplexityofminewaterinflowbiggestfor55m3/h,minimumwaterinflowof30m3/h.Bottomholeinthemainaditwaterstoragevolumeof480m3.Choosethechoiceofratingiscloseto80d.30x6threetypepumps,theratedflowof80m3/h,headis150m;
Thepowerof80kw.Waterpumpdrainphi150seamlesssteeltube（innerdiameter150mm）.
Keywords:
Themine；
mashgas；
ventilate；
security
前言
本设计《贵州省桐梓县平安煤矿通风与安全设计》是根据平安煤矿的有效资料及图纸改动后而做出的矿井通风与安全设计。
矿井安全通风与安全是保证矿井安全生产的前提。
矿井五大灾害（瓦斯、水、火、矿尘、冒顶）必须得到有效的控制，就要对矿井矿通风与安全的做出合理设计。
煤矿通风与安全毕业论文（设计）的目的是对大学生大学期间的专业知识掌握和解决实际问题的能力的检验。
对于提升自身综合能力和独立思考问题并解决实际问题的能力、实践能力、创新能力和创业能力有非常重要的意义。
对于贯彻《煤矿安全规程》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国煤炭法》也有很重要的意义。
此次设计从以下七个方面展开：
1．矿井通风系统设计需要解决的问题包括矿井用风量的计算和需风量的调节、矿井通风阻力（风阻）的计算等。
2.矿井瓦斯防治：
需要解决的问题包括防止瓦斯积聚的措施，防治瓦斯爆炸的措施，防治煤与瓦斯突出的措施，瓦斯抽放设计等。
3.矿井水害防治：
需要解决的问题包括矿井水患类型及危险程度，水灾防治措施、防隔水煤柱的安全设置、掘进过程中的探放水等。
4.矿井粉尘防治：
需要解决的问题包括粉尘职业危害，降尘措施，井下消防洒水防尘系统等。
5.矿井火灾防治：
需要解决的问题包括矿井火灾监测系统的设置、矿井防灭火方法的选择、矿井构筑防灭火建筑的设置。
6.矿井安全监测监控系统：
需要解决的问题包括矿井监测系统（即传感器）的设置、矿井监测系统的软件和硬件的配置。
7.矿井各种避灾路线的确定，绘制设计图纸。
本设计以“预防为主，安全生产”为指导思想，以《煤矿安全规程》为基础，对平安煤矿的通风与安全作出合理的设计，实现矿井安全生产。
第一章矿井概况及安全条件
1.1井田概况
1.1.1矿井位置及交通情况
1）矿井位置
桐梓县地处贵州北部，与四川省、重庆市毗邻，是黔北重要的煤炭基地之一；
煤炭主要外销四川、重庆等省、市。
贵州省桐梓县平安煤矿位于桐梓县城以北西约25km处，隶属桐梓县九坝镇所辖。
地理坐标：
东经106°
39′37″～106°
43′35″，北纬28°
09′20″～28°
11′47″。
矿区呈北东～南西向展布，南起湾底下～观音庙，汔火石上～猴春坎，全长约6km，平均宽约1.20km，面积约7.20km2。
拟建范围拐点坐标：
表1.1.1平安煤矿区拐点坐标
拐点号
直角坐标
X
Y
A
3117180.00
36368685.00
B
3117830.00
36368485.00
C
3119420.00
36369300.00
D
3119750.00
36369715.00
E
3119675.00
36370617.00
F
3117270.00
36371610.00
G
3119990.00
36372153.00
H
3120130.00
36373073.00
I
3120050.00
36373165.00
J
3120310.00
36373987.00
K
3119555.00
36374340.00
L
3118541.00
36371999.00
2）交通情况
矿区内最高海拔1362.9m（矿区北东黄鳝顶），最低海拔800m（中部条塘河），一般为1000～1200m，相对最大高差562m，一般为50～100m；
煤系地层出露最高标高为1176.8m，最低标高800m。
根据区域水文地质资料，矿区中部条塘河河谷标高800m为矿区最低侵蚀基准面。
矿区内山脉走向整体为北东～南西向，主要受区内岩性和构造控制，地势表现为中部低，两端高。
矿区以东约25km与川黔线相接，区内有铁路公路相通，交通方便。
地形地貌
矿区呈北东～南西向展布，为低中、高地貌，矿区北高南低，最高海拔+1362.9m，最低海拔+800m。
气象
矿区属于中亚热带季风气候区，季风体现不明显，气温变化不大，夏无酷暑，冬无严寒。
1.1.2主要自然灾害
1.煤层顶底板
根据贵州省桐梓县平安煤矿煤层顶底板分析，可能存在的顶底板灾害主要有：
1）该矿可采煤层顶板应属较稳定类型，但受开采动压及支承压力的影响，顶板仍可能难以支护，特别是受采动影响的巷道，工作面上下出口等。
2）由于该矿煤层倾角较大（平均25°
），因此可能产生推垮型的顶板事故，生产中特别加强支架的稳定性，防止支柱倾倒和失稳。
3）各煤层底板中因为泥岩或含泥质，遇水会底鼓膨胀，因此加强底板的管理，减少巷道积水并及时清理巷道底板。
2.瓦斯
矿井属煤与瓦斯突出矿井，会导致瓦斯积聚，瓦斯爆炸等瓦斯事故灾害。
3.煤尘
鉴定的各煤层有爆炸性，但煤尘仍可能导致如下危害：
1 对人体的危害：
①尘肺病；
②皮肤病；
③慢性中毒（如铅、汞矿尘）；
2 煤尘参与爆炸：
①使人身受到伤害；
②破坏设备；
③毁坏矿井设施；
3 加速机械磨损，减少精密仪表使用时间；
4 降低工作场所能见度，工伤事故增多。
4.煤的自燃
鉴定的各煤层均具有自燃倾向。
但煤的自燃会导致火灾、CO中毒窒息等事故。
5.水灾
矿井为平硐开拓，地表水、老空水、断层水、顶底板裂隙水的涌出均是矿井的水患。
1）影响生产、威胁采掘工作面及矿井安全；
2）淹井伤人，造成财产损失。
6.煤与瓦斯突出
本矿属煤与瓦斯突出矿井，因此本矿在进行煤与瓦斯突出鉴定前要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。
煤与瓦斯突出事故可以：
1）摧毁井下巷道设施；
2）破坏通风系统；
3）造成瓦斯熏人及爆炸事故；
4）人员伤亡、财产损失，给煤矿安全生产带来严重威胁。
7.其他灾害
地下开采可能引发和加剧以下地质灾害：
1）采空塌陷将影响到地表后，在煤层开采影响范围内引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大，在陡坡、陡崖地段还可能引发滑坡、崩塌；
2）矿渣堆放不当，可能引发泥石流；
3）采掘中，井巷中产生冒落、垮塌等地质灾害的可能性大；
4）加剧现有地裂缝、地面塌陷及古崩滑堆积体发展的可能性大。
工程建设本身及住户设施可能遭受地质灾害危险性：
地下工程在建设和生产中遭受冒落、垮塌等井下地质灾害的可能性大，对工程及作业人员造成威胁，且危险性大。
矿井开采过程中，随着煤层开采面积的增大，须建立对矿区地表的形变监测制度，对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，须采取相应的预防措施。
如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先打锚杆、锚钉或修筑挡墙加固；
在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段，也应及时进行填堵等。
3.矿井开发情况
矿井为新建矿，设计年产量为45万吨/年。
矿区位于周市坝向斜北西翼东段，区内未有断裂通过，地质构造复杂程度属中等，煤层层位固定，厚度较稳定，形态简单，稳定可采煤层有C8、C9、C13共3层。
井田内划分为一个水平开采，即开拓方式为底板走向平硐单水平上下山开拓，水平标高为+800m。
井田内划分为2个采区，回采工作面为1个，掘进头2个。
矿井通风方式为分区抽出式。
1.2安全条件
地质特征
1.地层
矿区出露地层有二叠系下统茅口组（P1m）、上统龙潭组（P2I）、长兴组（P2c）、三叠系下统夜郎（T1y）、茅草铺（T1m）。
现将各地层由老到新简述如下：
1）二叠系下统（P1）
矿区仅出露茅口组（P1m）的一部分，为浅灰～灰白色，厚至中厚曾状细品灰岩，夹燧石团块。
厚度大于110～160m。
2）二叠系上统（P2）
（1）龙潭（P2I）:
是矿区的含煤地层，厚70～75m，与下伏茅口（P1m）呈假整和接触。
根据岩性组合、含煤性可分为三段：
上段：
上至长兴灰岩底界，下至C6煤层底界，厚10～15m。
上部为薄层状生物灰岩夹泥岩及粉砂质泥岩；
下部为泥岩、粉砂质泥岩夹生物灰岩及煤。
该段含煤2～3层，其中稳定可采煤二层（C4、C6）。
中段：
上至C6煤层底界，下至C9煤层底界，厚15m左右。
上部为泥岩、粉砂质泥岩家薄层状菱铁矿（岩）及煤线；
中部、下部为中厚层状生物灰岩家泥岩及粉砂质泥岩，该层含煤2～3层，其中可采煤二层（C8、C9）。
下段：
上至C9煤层底界，下至茅口组顶界，厚20～30m。
与下伏茅口灰岩呈假整和接触。
上部为黑色炭质泥岩、粉砂质泥岩及煤层（线），下部为灰色，含黄铁矿粘土岩。
该段含煤2～3层。
（2）长兴（P2c）
灰至深灰色中厚层状石灰岩，层间夹炭泥岩，含燧石结核、条带。
厚55m。
3）三叠系下统（T1）
（1）夜郎组（T1y）
按其岩性可分为三段，现从老到新简述如下：
沙堡湾段（T1y1）:
灰绿色、黄灰色泥岩、钙质泥岩。
厚3～8m。
玉龙山段（T1y2）:
浅灰、灰色薄至厚层状微至细晶石灰岩，顶部见鲕粒灰岩，底部为灰色薄层状泥灰岩。
厚110～140m。
九级滩段（T1y3）：
按其岩性组合分为三个亚段：
下部：
紫红、黄绿、土黄色粉砂质泥岩、泥质粉砂、钙质泥岩、泥岩。
间夹薄层状泥灰岩，顶部为黄绿色钙质泥岩。
中部：
浅灰白色中厚层状细灰晶岩。
上部：
紫红色、黄绿色钙质泥岩、粉砂岩、泥岩，间夹薄层状泥灰岩。
该段总厚160～165m。
（2）茅草铺（T1m）
矿区内仅出露其下部的一部分，为灰色薄层至中厚层状微至细晶石灰岩、白云质灰岩、泥质石灰岩。
厚度大于200m。
（3）第四系（Q）：
为残坡积河床堆积物。
厚0～2m。
2.构造
区内地层呈单斜状产出，产状稳定，倾向一般为150～160°
，倾角20～31°
，一般为23°
左右。
矿区北东仅发育一走向近北西向，延伸500m的弧形正断层F10，垂直断距25m，位于采区以外100余米，对采区煤矿无影响。
煤层及煤质
1.煤层
1）可采煤层
（1）C8煤层
产与龙潭组中段底部，厚0.93～2.20m，局部厚达5.11m，平均2.23m。
煤层结构简单，局部夹矸一层，夹矸厚0.1～0.15m，区内稳定可采。
3.煤层顶底板岩性
主采煤层顶底板特性详见表1.2.1。
表1.2.1主采煤层顶底板特性
煤层
顶板
底板
C8
粉砂岩
粘土岩
C9
泥岩、粉砂质泥岩
泥岩
C13
黄铁矿粘秃岩
矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性
1.瓦斯
贵州省桐梓县平安煤矿为建设矿井，本按煤与瓦斯突出矿井设计，暂按瓦斯相对涌出量20.5m3/t考虑，今后以实际鉴定为准。
2.煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性
区内对C8煤层分别做了自然性能实验，从化验结果确定各可采煤层均具有自燃倾向。
3.煤与瓦斯突出
煤与瓦斯突出危险性资料，该矿未进行煤与瓦斯突出鉴定。
鉴于邻近的矿区发生过煤与瓦斯（二氧化碳）突出，因此本矿在进行煤与瓦斯突出鉴定前要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。
本矿井必须尽快请有资质部门进行鉴定，并报主管部门审批。
必须时刻注意做好瓦斯突出的预测工作并有煤与瓦斯突出的预防措施，巷道和石门揭煤时必须采取相应的揭煤安全措施。
4.地温
本井田属地温正常区，无热害影响。
水文地质
1.区域水文地质概况
条塘河从矿区中部山北向南径流，河谷最低标高为+800m。
根据区域水文地质资料，条塘河河谷标高+800m应为矿区最低侵蚀基准面。
矿区南西侧发育一条由北向南径流的河流，河谷标高为+800m，区内南东侧发育数条溪沟，有利于地表水的排泄。
各含水层之间一般没有水力联系，地下水一般限于顺层运动，水源的补给一般也只限于大气降水，矿井涌水量有明显的季节性，雨季稍大，旱季变小。
2.地表水
3.含水层和隔水层
矿区出露地层为三叠西同下统茅草铺组、夜郎组，二叠系上同长兴组、龙潭组下统茅口组，其水文地质特征及对煤矿开采的影响如下：
1）茅草铺组（T1m）
为薄至中厚层状灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥质灰岩。
厚度大于200m，含水性较强，但因分布于矿区边缘，且其下有厚大的九级滩段隔水层相隔，在无构造破坏的情况下，对煤矿开采无影响。
2）夜郎组（T1y）
为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩夹灰岩。
厚度160～165m。
含水性极弱，为一相对隔水层，对煤矿开采影响不大。
玉龙山段（T1y2）：
为中厚层状灰岩、含泥质灰岩。
厚120～140m。
为岩溶裂隙含水层，含水性中等。
虽其下有沙堡湾隔水层存在，但因沙堡湾段隔水层厚度较小，采煤时不应对其破坏。
沙堡湾段（T1y1）：
为泥岩、钙质泥岩，局部夹极薄层状泥灰岩，为一相对隔水层。
3）长兴组（P2c）
中厚层状含燧石灰岩，层间夹炭泥质。
厚55～58m。
该层在矿区内大多形成陡岩或陡坡，呈窄长条形分布，出露面积较小，地表岩溶不发育，地表水补给条件不良，对煤矿开采有一定影响。
4）龙潭组（P2I）
为一套海陆交互相含煤地层，岩性为泥岩、生物灰岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤及少量泥质灰岩。
厚70～75m。
据采煤老硐调查，区内采煤老硐大多为潮湿状态，局部有少量滴水、渗水现象，说明含水性较、弱，为一相对隔水层，对煤层开采影响较小。
5）茅口组（P1m）
为浅灰色、灰色厚层块状灰岩，厚度大于100m。
为岩溶裂隙含水层，含水性较强。
是含煤岩系的直接底版。
区内矿床的充水主要因素为茅口组灰岩、长兴灰岩及煤系三个含水层，均属条带状地下水，分布很不均一，开采过程中易造成矿井突水，威胁较大，应加以注意。
玉龙山灰岩含水层为矿井充水的次要因素。
此外，小煤窑积水对未来矿井的突水问题，需要注意冒落范围的小煤窑积水的影响而造成浅部矿井的突然充水。
大气降水对矿井的补给是间接因素，影响不大，也应注意。
第二章矿井开拓与开采
2.1埋深及开采条件
井田开拓
1）开拓方式
井田内划分为一个水平开采，即开拓方式为底板走向平硐单水平上下山开拓，水平标高为+800m。
2）井口位置及工业场地
根据设计，井口位置及工业场地利用矿井现有井筒及工业场地，位于井田东边界煤层露头附近。
3）井筒布置及装备
根据设计，本设计共有3个井筒，即主平硐、副斜井、风井。
（1）主平硐
主平硐担负煤炭运输、进风铺设管线等任务，初期长1245m，井筒倾角3‰，净断面13.2m2，为半圆拱形巷道，采用锚喷支护，采用皮带运输机运输。
（2）副斜井
主平硐担负矸石提升、材料及设备下放、进风、行人、铺设管线等任务，井筒长254m，坡度25°
，净断面12.3m2，为半圆拱形巷道，采用锚喷支护，实际情况选用两种类型的矿车，即CDXT2.8矿车（轨道），用于矸石的提升；
MDC3.3.6B材料车。
（3）风井
风井作回风之用，沿岩层布置，井筒长134m，坡度25°
，净断面11m2
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