1、 25辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 大兴矿矿井通风系统与安全工程专题设计指 导 教 师 李雨成 院（系、部） 安全科学与工程学院 专 业 班 级 安全工程 08 级 5 班 学 号 0803030503 姓 名 高洋 日 期 2012 年 3 月 20 日 26一、选题的目的、意义和研究现状1.选题目的通过大兴矿矿井通风系统与安全工程专题设计，了解井巷开拓和布置的方式、方法，掌握矿井通风系统设计及利用瓦斯抽放、矿井注氮防灭火、矿井除尘计术对矿井瓦斯、火灾、粉尘进行治理。在专业教师的指导下，通过查阅大量的相关资料、书籍，综合运用和深化所学的专业知识，结合 autoCAD
2、制图，进行矿井储量计算、开拓布置、矿井通风方式及通风机等设备的选择，风量计算与分配、通风阻力计算，绘制矿井网络图、通风系统图，完成矿井通风系统与安全工程专题设计，为今后的工作和学习打下坚实的基础。2.选题意义矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，更是保证安全生产的重要环节，因此，如何建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统是煤矿企业重点考虑的一个问题，通过对大兴矿矿井通风进行设计，能够深化本科四年专业知识的综合运用和实践，更加为煤矿企业提供一些参考的数据和资料，具有一定的现实意义。煤矿矿井中瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，可用抽放的方法,排除瓦斯,减少通风负担。40年代
3、末,中国在抚顺煤田进行抽放瓦斯试验,50年代应用于生产，抽出数量逐年增加。其后阳泉、天府、中梁山、包头、南桐、北票等矿区也陆续开展抽放瓦斯工作。1981年全国一百多个矿井安设了抽放瓦斯设备，每年抽放瓦斯达3亿米3，供给工业、民用燃料和作化工原料，变害为利。矿井火灾是煤矿生产的主要灾害之一，严重威胁矿工的生命安全和煤矿的安全生产。 规程规定“不能直接灭火时必须封闭火区”。矿井注氮防灭火是煤层自燃火灾防治的主要手段之一。矿尘防治一直是煤矿安全重要的研究课题之一，众所周知湿式除尘是煤矿井下应用最普遍的一种方式，水能湿润粉尘增加尘粒重力，并将细散的尘粒聚合为较大的尘粒使浮尘加速沉降，落尘不易飞扬，改善
4、井下环境，具有非常重要的意义。273.研究现状矿井通风系统是保障安全生产的基础，同时又受制于煤层地质条件及由此形成的矿山井巷系统的特点。近年来煤矿扩能及生产的集约化成为了普遍的趋势，矿井装备水平迅速提高，系统有了明显的简化。但是，现在仍有大量开采多年的老矿系统极为复杂，大量新井产能的高度集中造成了系统新的隐患；矿井在日常生产中所遵从的分区通风格局抗灾能力不足，在强烈的扰动面前有可能形成严重的风流紊乱，因而需要有预先的判断和分析；矿井主扇和通风构筑物作为矿井通风系统的重要构成部分，其参数选取、布局、可靠性等均对系统的合理运行起着重要的作用。因此，矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析对于防止
5、通风瓦斯及煤层自燃等意外的出现，对于矿井预防处理通风瓦斯意外及灾变的能力，对于提高矿井安全管理水平均有着重要的作用。大兴井田位于铁法煤田的西南部，隶属辽宁省铁岭市铁法区小明、蔡牛镇所辖，地理坐标为： 东经 12333151233635，北纬 422136422527。该井田北与大隆井田毗邻，以15、16 号断层及72 煤层525 米等高线为界，东邻晓南井田以3、31、2、35 号断层为界，西界为55、56 号断层，南以煤层最低可采厚度边界线为界。南北走向长 6.4 公里，东西宽 3.2 公里，面积为 20.48 平方公里。本区东部有长（春）大（连）铁路，可由铁岭车站及沈阳大青专次列车直通该矿区
6、，并且在矿区各井田均有矿用铁路线相连。另外该区有沥青路面公路多条，四通八达，相距铁岭市约 32 公里，每天有通往沈阳、抚顺、彰武等地的客车，另有通往沈阳、辽阳的列车，交通运输十分便利。铁法煤田属于中生代侏罗系陆相沉积煤系地层，位于松辽盆地的东南侧，地势较平坦，除元古代地层在煤田西侧以低山形势出露外，其它地层几乎全被第四系沉积层所覆盖，前震旦系变质岩系构成铁法煤田的基底，其上依次沉积了侏罗系地层、白垩系地层及第四系沉积物，整个煤田南北长为 29.5 公里，东西宽为 17.4 公里，面积为 513.3 平方公里，累计探明储量为 22 亿吨。28在气象条件上，本区处于平原内，多风少雨，春旱冬寒，属大
7、陆性气候，一般春、秋、冬三季多风，冬季多西北风，春季多西南风，大至 89 级，小至23 级，有“三天不刮，不叫铁法”之说法。降雨多集中在每年的七、八份，年降雨量最大达到 1065.8 毫米（1959 年） 。蒸发量最大值达到 2028.4 毫米（1962 年） 。年平均气温 7 度左右，最高达到 35.8（1962 年 6 月 16 日） ，最低达到34.3（1965 年 1 月 11 日） 。历年冻土深度一般在 110 厘米左右，冻土一般时间为当年 10 月至翌年 5 月，本区地震强度 6 级左右。大兴矿是一个高瓦斯突出矿井，瓦斯危害是我国煤矿的最大危害，有效治理矿井瓦斯灾害是每个煤矿的重中
8、之重。使用瓦斯抽采技术，在降低瓦斯危险的同时也增加了煤矿的经济价值，并且减少了对环境的污染。注氮防灭火技术的实质是将氮气送到采空区，使该区域空气惰化，氧气浓度降低到煤自然发火的临界浓度以下，以抑制煤的氧化自燃，直到火区窒息的防灭火技术。氮气防灭火机理主要有惰化、抑爆、减小漏风和吸热等应用氮气防灭火技术防治矿井火灾，是世界主要产煤国家所公认的行之有效的方法。自上世纪 70 年代以来，国外煤矿普遍采用注氮防灭火技术，取得了很大的成就，并都将该项技术作为常规的防灭火手段。我国从 1980 年起，通过 10 余年的试验研究，为我国煤矿推广应用该项技术奠定了技术基础和积累了经验，1992 年氮气防灭火技
9、术纳入了煤矿安全规程 ，并于 1997 年制定和颁布了煤矿用氮气防灭火技术规范 。从此，氮气防灭火技术走上了法制化、科学化和规范化的轨道。煤矿中粉尘含量大，它严重危害井下工作人员身体健康，近年来煤炭产量加大，机械化水平大幅度提高，井下掘进、采煤、运输过程都产生大量粉尘，因此有效控制粉尘，降低粉尘浓度，改善工作条件是安全生产的一重要环节，抓好矿井除尘工作，才能保证矿井的安全生产。29二、研究方案及预期结果1、研究方案（1）大兴煤矿矿井概况：矿井概况行政隶属、设计开发历史、地质概况、地质地层、综合柱状图、煤层特征、地质构造、瓦斯、煤尘、水文，地质勘探；（2）明确井田境界，计算矿井储量，确定矿井井型
10、及服务年限、制定工作制度；（3）矿井现有开拓方式综述与评价。对井筒形式、位置、数目、阶段水平划分、通风方式等的合理性进行评价，对不合理的部分提出改正意见与方法；（4）划分采区、采区巷道布置、采煤方法、回采工艺评价及综述；（5）设计矿井通风系统。选择矿井通风方式与方法、确定矿井通风系统、阻力测试数据及处理、风量计算与分配、阻力计算、选择风机、绘制矿井通风系统图、网络图、计算通风电费；（6）矿井安全设施施工设计。风机附属装置设计：风硐、扩散器、防爆门等。通风构筑物设计：遮断风门、调节风门、风窗、密闭墙、风桥、测风站等。矿井灾害预防与处理计划；（7）煤层瓦斯抽采设计。（8）矿井注氮防灭火设计。（9）
11、矿井除尘设计。2、预期结果通过大兴矿矿井通风系统与矿井注氮防灭火设设计、矿井除尘设计、煤层瓦斯抽采设计，提高独立完成设计工作能力，加深对矿井开拓设计、通风系统设计、注氮防灭火设计、避难硐室设计、煤层瓦斯抽采设计的相关知识的掌握，使设计矿井的开拓设计、通风系统及防火技术、矿井除尘技术、瓦斯抽采技术达到现代矿井安全生产的要求。30三、研究进度第四周（3 月 59 日）：选题，熟悉设计大纲，写开题报告；第五周（3 月 12 16 日）：确定完善开拓图；完成说明书前二章（一、矿井概况行政隶属、设计开发历史、地质概况、地质地层、综合柱状图、煤层特征、地质构造、瓦斯、煤尘、水文，地质勘探；二、井田境界、储
12、量计算、井型、服务年限、工作制度；第六周（3 月 1923 日）：完成说明书第三章（三、矿井现有开拓方式综述。对井筒形式、位置、数目、阶段水平划分、通风方式等进行综述，不合理的部分可提出改正；划分采区、采煤方法、回采工艺综述；矿井开采程序与采区接续关系；开拓与准备情况（岩掘工作面个数） 。绘制矿井开拓系统图。 ）第七周（3 月 2630 日） 第八周（4 月 26 日）：完成说明书第四章（四、采区巷道布置及采区生产系统） ；第九周（4 月 913 日）：选择矿井通风方式与方法，拟定矿井通风系统，所设计通风系统的服务范围区域或水平；确定通风困难时期和容易时期，绘制网络图（容易困难两个时期） ；绘
13、制矿井通风系统图。第十周（4 月 1620 日）：风量计算，风量分配，阻力计算。第十一周（4 月 2327 日）：选择主要通风机、电动机，工况点分析；通风费用概算。局部（掘进）通风设计。第十二周 第十三周（4 月 305 月 11 日）：安全设施施工设计，灾害预防与处理计划；第十四周 第十五周（5 月 145 月 25 日）：安全工程设计或专题设计，相关计算绘图、说明书；第十六周（5 月 28 6 月 1 日）：外文资料翻译。第十七周（6 月 4 日8 日）：绘制 CAD 图纸、打印说明书电子文档。第十八周（6 月 11 日15 日）：检查设计，完善图，完善说明书。第十九周（6 月 18 日2
14、2 日）：输出图纸和说明书，装订、提交、评审，答辩。31四、主要参考文献1煤矿安全规程M.第 1 版.北京:中国法制出版社,2005.2煤炭工业设计规范M.第 1 版.北京:中国计划出版社,1995.3煤炭工业采矿设计手册M.第 1 版. 北京:煤炭工业出版社,1984.4矿井通风与安全测试技术M.第一版.成都西南交通大学出版社,19975吴余超.矿工井下避灾M.第 1 版.北京:煤炭工业出版社,1999.6于福元,王文.采矿通论M.第 1 版.北京:中国华侨出版社,1997.7黄元平.矿井通风M.第 1 版.徐州:中国矿业大学出版社,1986.8陈炎光,徐永圻.中国采煤方法M.第 1 版.徐州:中国矿业大学出版社,1991.10陈国新.煤矿瓦斯抽放技术与分析M.第 1 版.煤矿安全, 1995 .11巷道金属支架系列M.第 1 版.北京:煤炭工业出版社,198712李学诚，王省身.中国煤矿通风安全图集.徐州:中国矿业大学出版社,1995.13 Proceeding of the 4th US Mine Ventilation Systerm.1989.五、指导教师意见指导教师签字：
