矿井通风与安全设计毕业设计说明书.docx
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矿井通风与安全设计毕业设计说明书
河南工程学院毕业设计
矿井通风与安全设计
学生姓名:
系(部):
安全工程系
专业:
矿井通风与安全
指导教师:
2010年5月15日
河南工程学院专科毕业设计
诚信责任书:
本人郑重声明:
本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。
毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
特此声明。
设计作者签名:
日期:
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xx煤矿,内容包含:
矿井概况及地质特征、矿井开拓开采设计、矿井通风设计以及矿井安全技术措施。
矿井概况及地质特征主要包括矿区的地理、地形和交通;矿井的地理位置、井田范围;矿区的气象条件、地震烈度、电源和水源的概况;矿井地质特征、煤层及煤质概况以及水文地质条件概况等。
矿井开拓开采设计分别论述了主井、副井和矸石井的位置选择、水平的划分、采区的划分、开采顺序以及采区的布置和装备、各巷道的布置等。
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。
安全技术措施包括瓦斯预防、热害防治、粉尘防治、防火措施、防水措施、顶板管理等。
关键词:
开拓开采设计,矿井通风设计,安全技术措施
ABSTRACT
Themineisacomplexdynamicsystem,haswiththeotherindustrydifferentcharacteristic.Itsmainfeatureistheundergroundwork,theworkingconditionsisbad,thereforeventilateswiththesecuritymeasureappearsespeciallyimportant.Theoverallsituationsays,variouscoalfieldslocatethegeographicalpositionisdifferent,thecoalbedgeologicalconditionaremanyandvaried,themethodofexploitationarealsomanyandvaried.Abovethisdesignaccordingtothefactortocarryonthedevelopmentminingdesign,andchoosesmanykindsofminingtechnologiestocarryonthecomparison.
ThisdesigninviewoftheLvGouMine,thecontentincludes:
Minepitsurveyandgeologicalfeature,minepitdevelopmentminingdesign,mineventilationdesignaswellasminesafetytechnicalmeasure.
Theminesurveyandthegeologicalfeaturemainlyincludetheminingareathegeography,theterrainandthetransportation;Minepitgeographicalposition,wellfieldscope;Miningareameteorologicalcondition,earthquakeintensity,powersourceandwatersourcesurvey;Minepitgeologicalfeature,coalbedandanthraxsurveyaswellashydrogeologicalconditionssurveyandsoon.
Theminedevelopmentminingdesignelaboratedthemainshaft,theauxiliaryshaftandtheganguewellchoiceoflocation,theleveldivision,theworkingareadivision,theminingsequenceaswellastheworkingareaarrangementandtheequipment,varioustunnels'arrangementseparatelyandsoon.
Themineventilationdesignmainlyincludesthemineventilationdesignbasisandtheprimarycoverage,themineventilationsystem'schoice,theminepitneedstheamountofwindthecomputationandtheassignment,theentireminepiteasytime,theroughperiodflowingresistancecomputationaswellastodraftequipment'schoiceandsoon.
Safetyworkmeasureincludinggaspreventionandminingprominentdangerouscoalbedsecuritymeasure,hotevilprevention,dustprevention,fireprecautions,waterproofmeasure,roofcontrolandsoon.
KEYWORDS:
developmentminingdesign,mineventilationdesign,securitymeasures
前言...........................................................................................5
第一章矿区概况及井田地质特征..................................................11
第一节矿区概况...............................................................................12
第二节井田地质特征.........................................................................15
第三节井田勘探程度.........................................................................20
第二章矿井储量、年产量及服务年限...............................................21
第三章矿井通风设计........................................................................26
第一节通风系统...............................................................................26
第二节风量计算及风量设计................................................................34
第三节采区通风设计.........................................................................43
第四节掘进工作面通风设计................................................................50
第五节全矿通风阻力计算...................................................................54
第六节主要通风机选型......................................................................59
第七节矿井反风措施..........................................................................60
第八节矿井通风评价..........................................................................61
第四章矿井安全技术措施.................................................................62
第一节瓦斯......................................................................................62
第二节防爆措施.............................................................................62
第三节隔爆措施.............................................................................74
第六节井下防治水安全设施.................................................................78
第五章矿山环保.................................................................................83
第一节矿山污染源概述........................................................................83
第二节矿山污染的防治........................................................................83
参考文献..........................................................................................84
附录...............................................................................................85
致谢...............................................................................................85
前言
一、总说明
1、前期工作
矿井初期为接管的小煤窑,后经三次技术改造,达到30万吨/年的生产能力,2009年核定生产能力45万吨/年。
2、矿井的历史、现状、矿井通风与安全设计编制原因
1)矿井历史及现状
永锦能源有限公司吕沟煤矿位于禹州市方岗乡杨南村,地理坐标:
东经113°21′52″,北纬34°07′17″,标高+390m至+169m。
向北6km与许洛公路相接,向北1km与新禹神公路相连,向南5km有柏油路与国家二级公路禹神公路相通,矿区内有762㎜铁路(窄轨)与省内地方铁路联网。
吕沟煤矿是永锦能源有限公司的一个下属煤矿,2006年7月禹州中锋集团公司企业改制成为河南永锦能源有限公司。
永锦能源有限公司吕沟煤矿为1961年9月接管的社办小煤矿,1980年达到30万吨的生产能力,现核定生产能力为45万吨/年,主要开采五2、六4两个煤层,其中:
五2煤层厚0.9—1.5m,六4煤层厚0.7—1.2m。
煤尘具有爆炸性,其中五2煤层爆炸指数为20.1%,六4煤层爆炸指数为18.38%。
矿井采用片盘斜井开拓,两翼对角机械抽出式通风。
主、副井进风,东、西风井回风,东、西风井均安装2台4-72-11NO.16B离心式主要通风机,总进风2691m3/min,总回风2796m3/min。
矿井二氧化碳相对涌出量6.09m3/t,绝对涌出量6.26m3/min;瓦斯相对涌出量4.07m3/t,绝对涌出量4.18m3/min,属低瓦斯矿井。
安装有KJ209N安全监控系统和LED大屏幕显示系统,具有记录、报警、打印报表、数据存储、回放等功能。
2)本次矿井通风与安全设计编制原因
河南省永锦吕沟煤矿为接管的老矿井,设计生产能力45万t/a。
根据《禹县煤田三峰山至米托寺矿区地质勘探报告(详查)》、《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》及2009年5月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心提供鉴定结果,五2煤层煤尘爆炸指数为20.1%,六4煤层煤尘爆炸指数为18.38%,属有煤尘爆炸危险性煤层。
现在根据编制的《河南省永锦公司吕沟煤矿可行性研究报告》进行《河南省永锦公司吕沟煤矿矿井通风与安全设计》编制。
二、设计编制依据
1、有关勘察设计
1)根据《禹县煤田三峰山至米托寺矿区地质勘探报告(详查)》、《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》及2009年5月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心提供鉴定结果,五2煤层煤尘爆炸指数为20.1%,六4煤层煤尘爆炸指数为18.38%,属有煤尘爆炸危险性煤层;
2)根据《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》所示及2009年5月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心提供鉴定结果,吕沟煤矿开采的五2、六4煤层均属自燃煤层,在实际开采48年历史过程中,未发生过煤层自燃现象。
2、有关证件、文件
1)河南省国土资源厅(豫国土资矿管函[2006]第498号)关于河南永锦吕沟煤矿划定矿区范围申请的批复;
2)国家煤矿安全监察局2006年颁发的《煤矿安全规程》;
3、鉴定报告
河南省煤炭地质勘察研究院提供的《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》、《河南省禹县矿区吕沟煤矿资源储量核实报告》等。
三、设计指导思想
1、认真贯彻执行《煤矿安全监察条例》、《煤矿安全规程》及有关规定,给煤矿安全设施设计审查与竣工验收工作提供依据;
2、给煤矿安全设施的建设提供依据;
3、充分考虑煤矿的煤层赋存、地质构造、水文、围岩条件、瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出等地质条件及有关安全条件,矿井交通、供电、供水、环境等外部条件,结合矿井开拓开采系统进行有关安全设施设计。
四、设计的主要特点及安全评价
1、设计的主要内容及特点
1)对河南省永锦吕沟煤矿的地质条件、安全条件以及矿井设计概况进行了综述。
2)进行了矿井通风安全设计,根据矿井地质安全条件,进行矿井通风(风量、风压的计算的校核)计算,风机的选型,明确了矿井的避灾线路及通风安全注意事项。
3)进行了矿井瓦斯灾害防治设计,编制了防爆、隔爆、瓦斯抽放等设计。
4)编制了矿井水防治措施。
5)结合该矿开拓方式,编制了该矿生产系统各环节设备安全生产的措施。
6)根据矿井生产特点,对矿井瓦斯,井下环境和大型机电设备的工作状态进行了监测监控设计,以便矿领导及有关人员及时了解情况,采取有效措施。
7)编制了矿井安全检测及装备设计。
2、安全条件评价
1)煤层顶、底板
设计主采五2煤、六4煤层:
五2煤、六4煤层:
直据地质报告显示两层煤顶板均为砂质泥岩或粉砂岩,五2煤局部有砂质泥岩伪顶,列为Ⅱ类顶板,六4煤为Ⅰ类顶板,底板为砂质泥岩,未见底鼓,工程地质条件简单。
2)瓦斯
2009年矿井瓦斯等级鉴定报告提供该矿瓦斯相对涌出量为4.07m3/t,绝对瓦斯涌出量为4.18m3/min,属于低瓦斯矿井,但根据地质资料预计,随着开采深度的增加,瓦斯涌出量由浅到深呈增加趋势,该矿在瓦斯管理中一直是按照高瓦斯矿井进行管理。
3)煤的自燃性
根据《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》所示及2009年5月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心提供鉴定结果,吕沟煤矿开采的五2、六4煤层均属自燃煤层,在实际开采48年历史过程中,未发生过煤层自燃现象。
4)煤尘爆炸性
根据《禹县煤田三峰山至米托寺矿区地质勘探报告(详查)》、《河南省禹州煤田吕沟煤矿生产矿井地质报告》及2009年5月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心提供鉴定结果,五2煤层煤尘爆炸指数为20.1%,六4煤层煤尘爆炸指数为18.38%,属有煤尘爆炸危险性煤层。
5)水灾
该矿井田地表水系不发育,区内冲沟较多,无长年有水河流,属贫水区。
区内只有一条颖河支流兰河从矿区以西流过,沿河谷冲沟发育,并有厚约5~40m的松散堆积物,为季节性河流。
历年最大降水量1132mm(1964年)、最小降水量414mm(1961年),平均为781.9mm。
主副井井口以及工业广场地理位置处于东经113°1152″,北纬34°07′17″,三峰山西峰北麓,方岗乡杨南村境内的半山坡,井口标高为+201m,高于历史洪水位+142m高程。
并且在矿区内构筑了多条泄洪、排洪、疏洪等防洪沟,故井口及工业广场不受山洪威胁。
通过该矿二○○九年五月联合排水试验报告,目前矿井正常涌水量为100m3/h,最大涌水量为120m3/h。
全矿井二级排水,六号水仓位于-105m水平,水仓容积1650m3,有型号为MD155-67×8水泵3台(单泵排水量137.5m3/h),功率355KW电机,6吋排水管路两趟,八号水仓位于-200m水平,水仓容积900m3,有型号为D155-30×3水泵3台(其中一台备用单泵,排水量为160.3m3/h),电机功率110kw,6吋排水管路两趟。
井下水经八号泵房水仓排入六号泵房水仓后,再经副斜井排至地面,排水系统完善,排水能力符合《煤矿安全规程》规定。
6)煤与瓦斯突出情况
矿井无煤与瓦斯突出危险性资料,该矿现未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定,该矿与该矿所处区域其它矿井均无煤与瓦斯突出历史记录。
为保证煤矿建设和生产的安全性,建议在未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定前,矿井建设和生产时按煤与瓦斯突出矿井进行管理。
在建设和生产中需作好煤与瓦斯突出预测及鉴定工作,矿井施工及安全管理中应引起高度重视。
石门揭煤和巷道过断层时必须采取相应的安全措施。
矿井应及时补充区内各开采煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定工作,并依据实际鉴定结果采取相应安全措施,以指导矿井安全生产。
7)冲击地压情况
矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料,河南省永锦吕沟煤矿区内也无冲击地压的历史记录,矿井暂按无冲击地压矿井考虑。
8)地质灾害防治
矿区内存在未经测量上图的建筑,开采中必须按规定在留设村寨等需保护建筑的煤柱,零星建筑实行搬迁,避免因开采引起地面塌陷、地裂缝等破坏地面建筑以及引起地面陡岩垮塌。
切实注意因地下开采引起的地面沉降、塌陷、地裂缝、滑坡等地质灾害,加强监测,若发生则及时处理,避免进一步扩大。
对已存在和潜在的地质灾害矿井已进行了地质灾害调查,要求根据地质灾害评估报告结论采取有针对性的防治措施。
9)环境保护
对矿井产生的废水、废渣、废气、固体废物、噪声等污染源需采取相应的治理措施,注重矿山及周围的环境保护工作,尤其应加强对矿井水的治理。
并应考虑矸石等的综合利用。
五、待解决的主要问题
a、本矿所开采五2、六4煤层煤尘均具有中等强度爆炸性,因此在开采过程中要加强矿井的测尘和综合防尘工作,防止煤尘爆炸事故发生。
b、本矿提升系统存在三级提升,多设施、多工种、多环节,系统复杂,需加强对提升系统管理,加大运输环节特殊工种岗位技能培训,增强安全操作能力,杜绝提升运输中各类事故的发生。
c、平时做好收集邻近小煤矿生产情况资料,随时掌握开采情况,防止邻近矿井越界开采,威胁矿井的安全。
当发现有小煤矿违法越层越界开采或违规排水、通风等违法违规事件,要及时上报上级单位,采取有效措施,防止事件对矿井产生不良影响和事故隐患。
d、加强矿井“一通三防”的综合治理,尤其在防止煤层自燃上更应加强。
积极开展煤层自燃发火预测预报工作,预防煤层自燃。
e、加强瓦斯防治工作,严格做到“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”,深化瓦斯治理,有效遏制重特大瓦斯事故,促进煤矿安全生产。
f、搞好全员的安全教育和安全专业技术培训工作,提高职工整体素质
由于所获得的资料不全,因此,河南省永锦吕沟煤矿矿井通风与安全设计中未涉及到的内容有待于今后在生产过程中进一步补充和完善。
六、编制内容依据的法、条例、规程、规范、细则
1、国家煤矿安全监察局2006年颁发的《煤矿安全规程》;
2、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第5号令——《煤矿安全生产基本条件规定》;
3、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第8号令——《煤矿企业安全生产许可证实施办法》;
4、国务院办公厅文件——国办发[2003]58号——《国务院办公厅关于进一步加强
煤矿安全生产工作的通知》;
5、国务院办公厅文件——国办发[2003]60号——《国务院办公厅关于深化安全生
产专项整治工作的通知》;
6、中华人民共和国国务院令(第397号)——《安全生产许可证条例》;
7、《煤矿建设工程安全监察手册》,国家煤矿安全监察局、煤矿安全监察一局;
8、能源部制定的《煤炭工业小型煤矿设计规定》;
9、《煤矿一通三防安全知识》,煤炭工业部;
10、《关于强化一通三防工作控制瓦斯煤尘事故的通知》,煤炭工业部;
11、《煤矿安全监察条例》,中华人民共和国国务院令;
12、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》,中国统配煤矿总公司;
13、《煤矿企业安全生产管理制度规定》,国家煤矿安全监察局;
14、国务院文件—〔2005〕446号令,关于《国务院关于煤矿生产安全事故的特别规定(试行)》;
15、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕120号文件,关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知;
16、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕133号文件,关于印发《煤矿重大安全生产隐患认定办法(试行)》的通知;
17、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕134号文件,关于印发《煤矿隐患排查和整顿关闭实施办法(试行
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