泰和矿通风系统研究.docx
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1、本科论文摘 要矿井下的工作环境很差。矿井环境的呼吸系统等通风系统的研究将直接影响到井下空气的转化。矿井通风的首要任务是不断向矿井工作场所输送新鲜的空气,稀释和有效率的排放煤炭所生产过程中的所有有毒、有害、窒息性、易燃或易爆粉尘和水蒸气,调节井下气候条件,营造安全的生产环境,保证设备的正常使用,保证操作人员的身体健康和安全,从而达到安全生产的目的。煤矿通风系统是煤矿安全生产的基础,是煤矿井下经常见到的通风设施和构筑物。由通风 电源、动力各巷道形成的网络和控制风流的所有设备设施而组成,例如主扇风机、局部风机、风幛、风门、风窗、风桥、风墙、风笛、测风站等。这些由通风电源、动力各巷道形成的网络和控制风
2、流的所有设备设施而组成,统称为通风系统。煤矿通风系统在煤矿安全生产中起着十分重要的作用,是煤矿安全生产的基础。随着井下开采技术不断提高和矿井生产力的增强,在世界上有很多的矿井已经将带区的范围不断的扩大,这样可以减少巷道的数目,从而为矿井的建设费用节省了很大的一部分。将节省的费用用在其它建设项目中是非常合理的。随着生产技术的不断完善,逐渐的发展成为有利于煤炭开采的技术,应根据煤层的实际情况,综合准备方式及开采技术的发展,合理的使用集中布置方式。关键词:煤矿安全;矿井通风;安全监测;安全生产AbstractThe working conditions under the mine are very
3、 bad. The study of ventilation system such as respiratory system in mine environment will directly affect the conversion of underground air. The priority of mine ventilation is to mine the workplace conveying fresh air, dilution and efficient coal produced in the process of all poisonous and harmful
4、 emissions, suffocating, inflammable or explosive dust and water vapor, adjust downhole conditions, to create a safe production environment, to ensure the normal use of equipment, to ensure that the operating personnel health and safety, thus achieve the goal of safe production. Coal mine ventilatio
5、n system is the basis of coal mine safety production, and it is often seen in coal mine underground ventilation facilities and structures. It consists of a network of ventilation power sources and power tunnels and all the equipment and facilities that control the wind flow, such as the main fan, th
6、e partial fan, the bratement, the air door, the wind window, the wind bridge, the wind wall, bagpipes and anemometer stations. These are composed of the network formed by the ventilation power supply and power tunnels and all the equipment and facilities that control the airflow, collectively referr
7、ed to as the ventilation system. Coal mine ventilation system plays a very important role in coal mine safety production and is the basis of coal mine safety production.With the continuous improvement of underground mining technology and the enhancement of mine productivity, a lot of mines in the wo
8、rld have been expanding the scope of their zones, which can reduce the number of roadway, thus saving a large part of the cost of mine construction. It is quite reasonable to apply the savings to other construction projects. With the continuous improvement of production technology, gradually develop
9、ed into a technology conducive to coal mining, should be based on the actual situation of coal seam, comprehensive preparation and development of mining technology, rational use of centralized arrangement.Key words:coal mine safety;mine ventilation;safety monitoring;safety production目 录第1章 矿井概况11.1
10、位置与交通11.2 自然地理11.2.1 地形地貌11.2.2矿井地层与构造21.3 煤层与煤质41.3.1 井田含煤地层41.3.2 煤质51.4 矿井开拓与开采51.5 瓦斯、煤尘和煤的自燃61.5.1 矿井瓦斯61.5.2 煤尘的各种爆炸性及可燃煤的各种自燃性和倾向性7第2章 通风系统的选择92.1 矿井通风方法92.1.1 抽出式通风92.1.2 压入式通风92.1.3 混合式通风92.2 矿井通风方式102.2.1 中央式102.2.2 对角式102.2.3 分区式102.2.4 混合式112.3 泰和煤矿的通风系统选择113.1 风量计算123.1.1 回采工作面实际所需风量的计算
11、123.1.2 掘进工作面所需实际风量的计算143.1.3 硐室所需风量的计算153.1.4 矿井总需风量的计算153.2 风量分配15第4章 通风阻力计算174.1 矿井通风总阻力的计算原则174.2 通风阻力测量方法174.2.1 倾斜压差计法174.2.2 基点法184.2.3 比值校正法184.2.4 逐点测量法184.2.5 同步法184.3 通风阻力数据计算处理184.4 矿井通风阻力分布情况20第5章 主要通风机选型215.1 矿井通风系统的要求215.2 主要通风机的选择21第6章 概算矿井通风费用236.1 通风的耗电量236.1.1 主要通风的耗电量236.1.2 局部通风
12、机耗电量236.1.3 通风总耗电量236.2 通风费用23附录一 中文译文24附录二 外文原文第1章 矿井概况1.1 位置与交通泰和煤矿成立于2000年4月28日,是抚顺矿业集团公司原龙凤矿破产后重组的企业。井田是原龙凤矿井田向斜轴北翼的一部分,地质储量1904.6万吨。2010年矿井核定年生产能力90万t/a。井田位于抚顺煤田的东部,原龙凤井田的北部,即原龙凤矿井田向斜轴北翼-350m标高以上和-570m标高以上的一部分。该地坐标为东经12351321232417,北纬317107433220。平均长度1.8935km,南北的宽度1.4km,井田的面积1.6446km2。矿区内有铁路与国铁
13、相连,公路四通八达,交通极为便利,详见图1-1。图1-1 泰和煤矿交通位置图1.2 自然地理1.2.1 地形地貌矿区属浑河一级阶地地貌,地形坡度010,海拔标高50106m,大部分为90m左右。区内植被不发育,多是低矮茅草,海新河在矿东部通过,流向东北方向。矿区属中温带大陆性季风气候。全年主导风向为东北风,春季风力较大,夏季风力最小。年平均风速2.3m/s,年平均气温6.7,7月最热,平均气温22.7,最高气温36.5,冬季最冷1月,平均气温-13.8,最低气温-40。年平均降雨量800mm,多集中在78月。结冰期112161d,冻结的深度可达1.21.4m。1.2.2矿井地层与构造矿井含煤地
14、层属新生界下第三系抚顺群,下始新统之古城子组,井田位于抚顺煤田的东部。龙凤向斜呈东西展布,轴向近东西走向,剖面呈不对称“U”型,西部轴底煤层底板标高-658m,中部轴底标高-625m,东部轴底标高-720m。其南翼近似单斜,煤岩层倾角较陡,一般在2545之间;北翼煤层倾角较缓,一般为1025,但北翼-400m标高以上则倾角比较大,最大倾角达60。井田除了褶皱构造外还有断裂构造、岩浆构造等。(1)井田地层地层层序自下而上为鞍山群花岗片麻岩构成煤田基底;其上为中生界下白垩系龙凤坎组的紫色页岩、砂页砾岩层,不整合于花岗片麻岩之上;新生界下第三系,老屋台组玄武岩未整合于龙峰坎组,老屋台组凝灰岩未整合于
15、李子组主煤层老屋台组,吉军屯组油页岩,西小岛组绿页岩和耿家街组褐页岩连续沉积;第四系为冲积层的黄土、河砂、砾石等组成,不整合复于上述地层的浸蚀面上,见表1-1所示。(2)断层龙凤井田共有矿区编号的大断层14条,其中构成井田边界的断层4条,井田南翼有8条,井田北翼有2条。其中F7、F13、F14、F18构成井田边界断层;井田南翼有F8、F9、F10、F11、F12、F19、F20、F21;井田北翼有F23、F24。除F18号为逆断层外,井田实见断层均为正断层。井田内还有很多中、小断层,存在一定的规律性。泰和煤矿井田内主要断层情况如表1-2所示。表1-1 井田地层表地层系统层厚(m)最小最大平均值
16、累厚(m)界系群统组段新生界KZ第四系Q3151212下第三系E抚顺群Ef中上始新统耿家街组褐色页岩111338224236续表1-1 井田地层表地层系统层 厚(m)最小最大平均值累厚(m)界系群统组段新生界KZ下第三系E抚顺群Ef中上始新统西露天组绿色页岩137600460696计军屯组油页岩9012095791下始新统古城子组主煤层469077868古新统栗子沟组凝灰岩93016884老虎台组玄武岩1412001821066中生界MZ下白垩系K下白垩统龙凤坎组页 岩砂 岩砾 岩475001001166太古界N鞍山群花 岗片麻岩不详表1-2 泰和煤矿主要断层概况编号断层地点种类走向()倾向(
17、)倾角()倾斜断距(m)F13井田东部北边界正断901241802146782204554F15井田东部正断7034055602540F18井田西部北边界逆断180904560约450F23井田东部南边界正断273279407540752152F24井田东部南翌正断近东西北倾30751418(3)地质构造抚顺聚煤盆地含煤地层发生沉积后,受到喜马拉雅运动影响,盆地南北两侧产生挤压压力,使煤系原始状态变形破坏,遭到破坏,形成褶皱和断层。褶皱构造:龙凤向斜轴向靠近东朝向西,属不对称的U型完整向斜。轴面朝向南倾斜5060左右,轴部的煤层伴有小的褶皱。向斜南方向煤层倾角2545;向斜北翼方向煤层倾角10
18、25。但在-400m以上变的陡凸,最大倾斜度为60。断层构造:龙风煤矿向斜北翼断层2条,其一是F23号断层,走向N275N281,向南倾斜,倾角为4075,倾斜断距2253m;其二是F24号断层。走向近东西,倾向北,倾角3075,倾斜断距14m18m。岩浆岩倾入情况:龙凤井田岩浆为新生代下第三纪。玄武岩体构成了老虎台组地层,而凝灰岩生成了粟子沟组地层,它们都位于古城子组地层的底部。岩浆岩遍全井田,呈层状分布,岩浆岩的形态、产状要素与一层煤一致,在主煤层下面。主煤层第一煤层无岩浆岩侵入1.3 煤层与煤质1.3.1 井田含煤地层矿区为古城子组,含特厚煤层,即一个煤层。它是煤矿开采的主要煤层。煤层分
19、为四层,即三,四,五和六。这六层不是可开采的。四层和五层的平均煤厚是1789万,最大厚度为2652万,最小厚度为334米变化的规律是从西到东,从南到北。井田北翼岩石一般为褐黑褐色、灰白色、灰褐色泥质页岩、碳质页岩、粉砂岩,大于0.20m以上的夹石约有9层。煤层顶板为油页岩,煤层底板为凝灰岩(遇水膨胀)。由于矿区北翼成煤基底不均匀,后期构造运动使煤层中小型张开褶皱,北翼煤层赋存状态发生了一定程度的变化,趋势和趋势没有明显规律。(1)三分层煤:节理发育,宏观上为透镜状亮煤。主要由亮煤组成,镜质体呈条状,光泽强烈,一般与玻璃光泽相似。带状结构不明显,内生裂纹发育,大多呈片状破碎,含少量颗粒琥珀。煤层
20、厚度715m,夹矸57层,最厚在本区中部为12m,最薄0.1m,由灰色、褐色泥质粉砂岩、烛煤、炭质泥岩和扁豆体状粗砂岩组成。(2)四分层煤:呈带状半亮煤,亮、暗煤呈带状分布,光泽强,以亮煤为主,混有镜质体条带,胶结性强,呈厚层状或块状,具棱角状和不平整状断口,含有层状琥珀,煤层厚度514m,煤层夹矸810层,最厚3.0m,最薄0.2m。四分层下部多为煤矸互层,由灰色、褐色泥质粉砂岩、炭质泥岩、褐色片状泥岩、薄层扁豆体砂岩组成。(3)五分层煤:煤质较硬,块状,半暗型煤,光泽较弱,贝壳状断口,不含琥珀,煤层厚度0.31.3m,局部夹薄层褐色炭质泥岩,一般厚度在0.20.3m之间变化。(4)六分层煤
21、:位于五分层底板凝炭质泥岩之中,为暗淡型煤,以暗煤为主,光泽暗淡,块状构造,煤质坚硬,煤层厚度0.30.8m,此煤层赋存状态不稳定,煤厚变化大,本区不可采。本井田煤层顶板为油母页岩,全层发育一般为褐色,层状构造,参差状断口,具油脂感,性脆易碎,风化后呈片状,易冒落,含有完整的动植物化石。顶板油母页岩层厚90120m。煤层底板为为灰白色、灰色凝炭质泥岩和凝炭质砂岩,黑色火山碎岩组成,块状而软,遇水膨胀。1.3.2 煤质一层煤煤质特征为低-中灰分、特低硫分、低磷的气煤。矿物杂质较少,煤质优良,可供炼焦用做配焦煤。其主要指标如下:(1)原煤分析基水分:一般为34%。(2)原煤干基灰分:一般为8-15
22、%,属中、低灰煤。(3)原煤干燥没有灰挥发分:一般43-48%,高挥发分煤。(4)原煤干燥基硫磷含量:原煤硫含量0.37-0.73%,平均0.57%,属于低硫煤;原煤磷含量0.0034-0.076%,平均0.025%,属低磷煤。(5)发热量:原煤的发热量为27.17-29.26mj/kg,平均值为27.97mj/kg;精煤发热量为29.26-30.10mj/kg,平均值为29.97mj/kg。(6)煤的灰熔点,一般1400,属较高灰熔点煤。(7)容重:一般为1.281.33t/m3,平均1.3t/ m3。(8)炭含量:6583%。1.4 矿井开拓与开采本矿井开拓方式采用斜井阶段水平式,现有4条
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