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矿井通风课程设计.doc

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华北科技学院课程设计第 1 页 共 31 页目 录绪论···········································1第一章 矿井概述······························31.1 井田开采范围································31.2 煤层赋存地质条件····························31.3 煤层埋藏条件································51.4 矿井参数设计································5第二章 矿井通风系统··························8华北科技学院课程设计第 2 页 共 31 页2.1 矿井通风系统的要求·························82.2 矿井通风系统的确定··························82.3 采区通风系统······························132.4 采煤工作面上行通风和下行通风···············142.5 工作面通风系统····························16第三章 矿井风量的计算和分配··················173.1 矿井风量计算原则··························173.2 矿井需风量的计算··························173.3 矿井风量分配······························23华北科技学院课程设计第 3 页 共 31 页第四章 矿井通风阻力计算·····················254.1 矿井通风阻力计算原则······················254.2 矿井通风阻力的计算························25第五章 矿井通风设备的选择····················265.1 矿井通风设备的要求························265.2 主要通风机的选择··························265.3 电动机的选择······························305.4 概算年耗电量······························31华北科技学院课程设计第 4 页 共 31 页总结··········································32参考文献······································33绪 论通风系统设计是整个矿井设计内容的重要组成部分,是保证安全生产的重要环节。因此,必须周密考虑,精心设计,力求实现预期效果。一 矿井通风设计的内容与要求华北科技学院课程设计第 5 页 共 31 页矿井设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。对于新建矿井的通风设计,既要考虑当前的需要,又要考虑长远发展的可能。此外,矿井通风设计必须贯彻党的技术政策,遵照国家颁布的矿山安全规程、技术操作规程、设计规范等有关规定。矿井设计一般分为两个时期,即基建时期和生产时期。1、矿井基建时期的通风矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风,即开凿井筒、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道和通风巷道时的通风。此时期多用局部通风机对独头巷道经行局部通风。当两个井筒贯通后,主要通风机安装完毕,便可以主要通风机对已开凿的井巷实行全压通风,从而可缩短其余巷道与硐室掘进时的局部通风的距离。2、矿井生产时期的通风矿井生产时期的通风是指矿井投产后,包括全矿开拓、采准和采煤工作面以及其它巷道的通风。这时期的通风设计,根据矿井生产年限的长短,又可分为两种情况:(1)矿井服务年限不长(小于 20 年),只作一次通风设计。矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期;矿井通风阻力最大时为通风困难时期。依据这两个时期的生产情况进行设计计算,并选出对此两时期皆适宜的通风设备。(2)矿井服务年限较长时,考虑到通风机设备选型,矿井所需风量和风压变化等因素,又分为两期进行设计。第一水平为第一期,对该时期内通风容易和困难两种情况详细的进行设计计算。第二期的通风设计只作一般的原则规划,以使确定放入通风系统既可适应现实生产的要求,又能照顾长远的生产发展与变换情况。华北科技学院课程设计第 6 页 共 31 页本设计将不对矿井基建时期的通风进行设计,只对矿井生产时期的通风进行设计。3、本次矿井通风设计的内容(1)拟定矿井开采范围和开采、开拓系统(2)确定矿井通风系统(3)矿井风量计算和风量分配(4)矿井通风阻力计算(5)选择通风设备此外,根据不同地区或矿井的特殊条件,还需进行矿井空气温度调节的计算。4、矿井通风设计的要求(1)将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所,保证生产和创造良好的劳动条件(2)通风系统简单,风流稳定,易于管理,具有抗灾能力(3)发生事故时,风流易于控制,人员便于撤出(4)有符合规定的井下环境和安全监测系统或检测措施(5)通风系统的基建投资省,营运费用低、综合经济效益好1.矿井概况1.1.1、交通位置本井田位于江苏省徐州市铜山县境内,距徐州市约 22 公里。交通:铁路,徐沛路与陇海铁路在该井田南部相交,铁路专用线与徐沛铁路在刘集站接轨。公路,井田东部有徐沛公路通过,矿用公路在唐沟站与徐沛公路连接,交通极便。华北科技学院课程设计第 7 页 共 31 页1.1.2、地形地势本井田地貌属黄淮冲积平原,地表岩性性主要以黄淮堆积的亚粘土。地势平坦,地面标高为+35~+45 米,微向东及北东倾斜,地面坡度为 0.1%,矿区内无洪水,内涝现象。1.1.3、河流湖泊矿区内地表水系重要有废黄河和桃园河两条河流。废黄河,斜穿井田西南部,呈北西-东南延展,河道宽浅,河床大部分干枯,为季节性河流。两岸筑有防洪堤坝,堤坝标高+43 米~+44 米.桃园河,为一条季节性河流,由西向东流入京杭运河,只有尾端和支流伸入井田东部,河道较浅,讯期泄水,排涝,旱期断流。在井田以东约 15 公里,有徐州地区最大地表水体微山湖(全湖面积 644平方公里)湖面水位常年标高+31 米~+33, 最高洪水位 36.9 米(1957 年)。自 1958 年以来,微山湖大堤多次进行培修,堤顶标高一般增高到+38.5米~+39.5 米 ,堤宽为 6 米~ 10 米,同时开挖了京杭运河。疏竣了流通河道,兴建了配套、节制、灌溉等工程。基本上解决了洪水危害。1.1.4、矿区气候条件1、矿区气候性质及气温变化:据地质报告提供徐州气象站资料:本矿区气候属南温带鲁淮区,具有长江与黄河流域气候的过度性质,但接近北方气候的特点。气候温和,四季明显,日照充足,春秋季短,入冬和回暖较早,冬寒干燥,夏热多雨。春秋干旱突出,并伴有寒潮、霜冻、风雪、台风、冰雹和暴雨等灾害性天气出现。气温:历年年平均为 14.2 摄氏度,最高气温 40.6C,(1972 年 6 月 11日),最低温度零下 22.6 摄氏度(1969 年 2 月 6 日),35.2 摄氏度以上高温天数年平均为 11 天,零下 10 摄氏度的低温年平均 6 天。2、雨季时间、年平均及最大降雨量:据徐州气象站 1951-1982 年资料,历年平均降雨量 866.7 毫米,最大降雨量出现在 1962 年,达 1360 毫米,最少降雨量出现于 1953 年,仅为 595.2华北科技学院课程设计第 8 页 共 31 页毫米。降雨量多集中在每年夏季的 6-8 月,平均为 511.2 毫米,占全年降雨量的 59%,年平均降雨为 32 天,暴雨日年平均仅为 4 天,日最大降雨量为255.5 毫米。3、结冰及解冻日期、最大冻结深度、最大积雪厚度:据徐州气象站资料,本区河港封冻日期,平均在 12 月底-1 月低最早 12月 15 日,最晚为 1 月 30 日。历年最大冻土厚度为 24 厘米(1968 年 1 月 2日),最早解冻日期为元月 1 日、(1974 年),最晚为 2 月 21 日(1957)年,平均解冻日期为 1 月 22 日,最大积雪厚度为 25 厘米(1964 年 2 月 15日)。4、全年最大频率风向和最大风速:本区历年四季风向均为偏东风为主,ENE 频率为 13%,年平均风速为 30米/秒,年平均大风日为 15.3 天,3~4 月最多,最大风速为 19.3 米/秒(1952 年 5 月),瞬时最大风速曾达 12 级。台风直接影响本区平均 3-5 年一次,而台风倒槽影响本区较多,年均有一次,多出现在 8-9 月。常常带来暴雨。1.1.5、地震及地震烈度:据国家地震局南京地震大队(1977 年编制的《江苏地震》中记载,江苏记载地震开始于公元前 179 年至公元 1982 年,发生有感地震 600 多次,破坏地震 29 次,其徐州附近发生有感地震 36 次,破坏性地震 4 次,其中最大 2次,即一次发生于公元 1668 年 7 月 25 日,震中山东省郯城,震级 8.5 级,震中烈度 12 度,当时铜山(徐州)城市建筑倾覆过半,远近压死者不计其数。第二次发生于 1937 年 8 月 1 日,震中山东荷泽,震级 7 级,震中烈度 9 度,本区处于波及影响范围,房屋摇动,旧房坍塌 50 余间,伤亡 20 余人,按国家地震局烈度区划,规定徐州建筑物按地震烈度 7 度设防,重要建筑物按 8度设防。1.1.6、临近矿井其临近矿井东有年产 120 万吨的张小楼煤矿和年产能力为 120 万吨的庞庄煤矿,东北有年产 90 万吨的坨城煤矿和年产能力为 90 万吨的柳新矿。西北有年产能力的 120 万吨的马坡矿。华北科技学院课程设计第 9 页 共 31 页1.1.7、水源和电源1、水源:该矿以前曾利用距工业广场 2.9 公里的 59-41 号钻孔建成水源井,该水源虽水量能满足需要,但水质经多次化验,因硫酸根离子、氧化物及铁的含量较多,引用危害极大,已经停用。现在取用的饮用水取自井下-300 水平太原群灰岩水。2、电源:工业广场内建 110/25/6KV 变电所一座,有坨城电厂 110KV 供电。1.2 矿井带区划分与布置张集矿设一个水平,采用上下山开拓,该水平标高为-450m ,阶段上山斜长为 2006.3761m,下山斜长为 1337.584m。 根据张集矿情况,带区采用集中布置;井田范围内采用后退式开采顺序;开采顺序为下行式。1.3 煤炭储量的计算1.3.1 矿井工业储量本井田钻孔数总计 260 个,总工程量 169260.59 米,网度达到每公里11.05 孔,达到了精查要求。煤层最小可采厚度 0.8 米,煤层平均厚度 6 米,平均倾角 11 度,最大倾角 14.1 度,最小倾角 9.16 度,煤的容重为每立方米1.4 吨。 据《生产矿井储量管理规程》规定煤层最低可采厚度为 0.70 米,核定工业储量。Zg= S×米×d/cosa=18500000×6×1.4/cos11=30311 万吨其中:Zg—— 矿井的工业储量,吨。S —— 井田的水平面积,s=14145000 平方米。米 —— 煤层的可采厚度,m=15 米。d —— 煤的容重,d=1.4 方米。A —— 煤层倾角,a=11.6 度。华北科技学院课程设计第 10 页 共 31 页m—— 为两个可采煤层煤的厚度之和,1.3.2 设计可采储量 矿井总的可采储量 Zk:Zk=(Zg-P)×C=(30311-1133.8-299.8-644)×0.75 =24848.4 万吨式中:Zg——矿井工业储量,万吨。P ——矿井煤柱煤量,万吨,C ——采区采出率,根据要求取 C=0.75。根据《煤矿安全规程》规定,井田边界要留设边界煤柱、防水煤柱以及工业广场的保护煤柱。估算本煤田内工业煤柱、境界煤柱等永久煤柱损失约占工业储量的 5%。煤层为中厚煤层,按《矿井设计规范》要求,确定本矿的采区采出率为 75%。1.4 设计生产能力及服务年限1.4.1 确定矿井的生产能力根据井田的可采储量及地质构造,确定本矿井的设计生产能力为 240 万t/a。1.4.2 矿井服务年限由 T=Z/(KA)=24848.4/(1.4+400)=62.4(年) 62 年其中: T—矿井的服务年限(年)Z—矿井的可采储量(万 t)K—矿井储量备用系数,K 取 1.4
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