华北科技学院 - - 矿井通风课程设计

华北科技学院通风设计说明书

前 言

本设计是针对于邓家庄煤矿的通风系统进行的设计，内容涉及较多，设计时间较短，对于我来说，设计的过程是一个学习的过程，更是一个把所有知识与实践相结合的一个过程。再此设计过程中，通过查阅资料和在老师的帮助下对全矿有了较为全面的认识和了解，其中以前的矿井开拓设计也为本次设计打下了一个良好的基础。同时涉及的参考文献较多，由于参考资料层次不齐，难免存在一些错误，还望大家见谅。根据设计大纲所要求内容，将设计分为五章，内容主要有三部分，第一部分主要是对于邓家庄煤矿的地质条件和水文、煤层情况进行分析，从而合理的对煤田进行划分，内容涉及第一章。二到四章为设计的第二部分，也是本次设计的核心内容，主要是对矿井的开拓和通风系统进行合理设计，选择合理的通风方式和方法，并计算出容易时期和困难时期的风阻，最后选择出适合的风机和对通风费用进行概算。第五章介绍了矿用设备的选择。

由于时间紧迫，加之所学知识有限，本设计中难免有错误和不妥之处，欢迎大家批评指正。

2013年12月23号

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目 录

前 言 .....................................................................................................................................1 目 录 ..................................................................................................................................2 第一章 井田地质条件 .........................................................................................................3 1.1 井田概况 ............................................................................................................................... 3 1.2 水文和地质条件 ................................................................................................................... 5 1.3 煤层及煤质 ........................................................................................................................... 7 第二章 井田开拓 ................................................................................................................ 12 2.1 井田再划分 ......................................................................................................................... 12 2.2 井田开拓方式 ..................................................................................................................... 17 2.3 主要巷道设计 ..................................................................................................................... 21 2.4 井底车场设计 ..................................................................................................................... 26 第三章 采煤方法 .............................................................................................................. 29 3.1 采煤方法选择 ..................................................................................................................... 29 3.2 采区巷道布置及回采工艺 ................................................................................................. 31 3.3 采区车场选择 ..................................................................................................................... 32 3.4采区生产能力确定............................................................................................................. 34 第四章 通风系统设计 ......................................................................................................... 36 4.1 矿井通风系统设计 ............................................................................................................. 36 4.2 采区通风系统设计 ............................................................................................................. 37 4.3 风量计算与分配 ................................................................................................................. 43 4.4 计算矿井通风系统总阻力 ................................................................................................. 49 第五章 矿井通风设备选择 ................................................................................................... 54 5.1主要通风机的选择 ............................................................................................................. 54 5.2电动机的选择 ..................................................................................................................... 60 5.3矿井通风费用计算 ............................................................................................................. 61 致 谢 ................................................................................................................................... 63 参考文献 ................................................................................................................................. 63

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第一章 井田地质条件

本章主要介绍井田的地理概况以及井田煤系地层、开采赋存条件、地质构造及水文地质条件、煤层瓦斯涌出规律等地质概况。

1.1 井田概况

1）地理条件

邓家庄煤矿位于北京市市北偏东约12km处，南距马乐沟矿6km，距原京山铁路开山车站19km，东距杀河发电厂5.5km。行政区域属北京市市开山区管辖。

本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北—西南方向起伏伸展的低山丘陵。从东往西有巍山（+290m）、凤山（+180m）、小梁山（+100m）和菀豆山（+38m），由菀豆山向西南倾没于平原之下。由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达+493.01m。在井田北约7km为由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为+38.8m，南端标高为+23.85m，倾向陡河。

2）地形地貌

流经本区东南边的陡河，发源于北部山区，上游由二支汇成，东支称管河，发源于丰润县福山寺管泉，西支称泉水河，发源于丰润县赵庄上水路。二支水流在双桥村北侧汇合，向南流经唐山市区，下游汇集石榴河，向南流

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入渤海。河北省水利厅于1965年在双桥村一带修建了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近距离为2200m。陡河及陡河水库虽然距井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散沉积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对本矿充水没有直接的影响。

3）气象及条件

邓家庄煤矿气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大。降水一般集中在七、八、九月份。气象资料统计：年降水量最大值为899.6mm（1987年），最小值为317.45mm（1997年），平均值为596.85mm。最大冻土深度0.5m，年降雨量一般520-680mm，年蒸发量1670mm，春冬季节多西北风，夏秋季节多东南风，一般风力3-4级，最大风力6级。

4）矿井其他概况

1995年开始建矿，采用冻结凿井法进行冲积层的凿掘与砌筑，当凿至188.55m时（煤5顶板中粗粒砂岩），涌水量达到每小时258m3，由于涌水水源、途径及充水的其它因素不清，1998年对原精查地质报告进行了复审，重新评价了地质资料的成就与不足，1999年停建，2000年进行补充勘探工作，对水文地质情况基本查清。矿井设计能力为年产180万吨。

矿井开拓方式为中央立井多水平上山方式，第一水平标高为-271.5m，以中央石门为主巷，分东翼和西翼，在煤层底板砂岩中各开拓两条大巷，分别为轨道运输巷和皮带运输巷。

采掘方式为大巷盘区和集中上山开采，目前井田共分两个采区，即：东翼采区、西翼采区。

本矿井为高瓦斯矿井，并有煤尘爆炸危险。相对涌出量为：12m3/t，绝对涌出量为28m3/min；二氧化碳相对涌出量为1.5～2.85m3/t，绝对涌出量为4.95～9.24m3/min。煤尘爆炸指数为38.42％～64.2％。

矿井通风采用中央分列抽出式，由副井进风，回风井回风。回风水平标

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高为-140m。

1.2 水文和地质条件

井田地理为一向斜，煤系地层为石炭系和二叠系以及其他系组成，所含煤层总共有5层，其中可供开采的煤层有2层，这些煤层上部都覆盖有厚度为100～380m的第四系冲积物。 1.2.1 矿井水文地质

矿井最大涌水量为5.20m3/min，一般涌水量为3.73m3/min，至1998年底测得其涌水量为5.12m3/min。疏水中心排放的清水通过管路抽到地面供生活用水，其它质量低于清水质量的一些涌水排到-360m水仓通过有效的排水系统将这些涌水排至地面，以方便其灌溉农田，最后途经东翼塌陷坑进行沉淀，然后经过环游后通过后屯大渠将其流入陡河。

邓家庄煤矿的水文地质条件属简单型，有三个含水层，自下而上分别为： 1）奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ） 2）煤3以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ） 3）风化带裂隙、孔隙承压含水层（Ⅲ） 其中与矿井生产较密切的为Ⅰ、Ⅱ。

补给关系是：大气降水→Ⅰ、Ⅱ等各基岩含水层。矿井主要充水水源有：含水层水、断层水、老空水。

（1）含水层水

矿井含水层充水水源主要是煤3以上砂岩裂隙承压含水层水，含水层的水可通过岩石裂隙渗透到主大巷和工作面，对矿井正常生产造成一定影响。

（2）断层水

断层水作为充水水源主要是通过断层导通含水层水而形成的。断层的性质及围岩的破坏程度是断层充水的主要因素。张性正断层、落差大、围岩破

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