1、矿井通风与安全专业（含五年制、对口单招、瓦斯方向）毕业实习与设计指导书资源开发系安全教研室平顶山工业职业技术学院2010.121第一部分 毕业实习一、实习目的与任务矿井通风安全生产性实习，是根据高等职业技术教育人才培养规格标准要求，依照矿井通风与安全教学计划和大纲，继专业技术课程修完后，进行的一门现场综合实践性课程。学员通过现场生产岗位实践实习，全面熟知和掌握煤矿安全生产技术和管理，增强煤矿企业安全生产责任感、使命感和爱岗敬业精神，并为所从事的专业技术工作奠定扎实专业基础。二、实习单位及时间1.实习单位：中平能化集团公司所属矿井或自己顶岗实习矿井2.实习时间：5 周（岗位实习 4 周；编写实习
2、报告 1 周）三、实习基本要求1.按照实习课题及实习单位的安全生产职责和技术工作要求，跟班顶岗进行实习。2.在顶岗实习过程中广泛收集有关技术资料。3.按照课题完成岗位综合性实习后，编写出顶岗生产实习报告。四、岗位实习内容课题一 矿井概况（一）实习单位及时间1.实习单位：矿井生产技术部门2.实习时间：1 周（二）实习内容1.井田地理及地质概况（1）地理位置及交通概况（2）地形地势概况（3）地质构造特征（4）煤层特征（5）瓦斯地质概况2（6）水文地质概况2.矿井储量及设计生产概况（1）煤炭储量（2）矿井设计生产能力3.井田开拓及开采技术条件（1）井田开拓方式（2）开采顺序及采区和工作面配置（3）开
3、采技术条件4.矿井通风安全状况课题二 矿井通风技术（一）实习单位及时间1.实习单位：矿井通风部门2.实习时间：2 周（二）实习内容1.矿井通风系统及技术管理（1）矿井通风系类型及选择依据（2）矿井主要通风机工作方式及安装地点（3）矿井通风系统风量的分配依据（4）矿井通风阻力及测算依据（5）矿井通风系统技术管理措施2.采区通风系统及技术管理（1）采区通风方式的选择依据（2）采煤工作面类型及选择依据（3）采区及采煤工作面风量的确定依据（4）采区及采煤工作面通风技术管理措施3.掘进通风及技术管理（1）局部通风机工作方式及安装地点（2）掘进工作面风量的确定依据3（4）掘进通风技术管理措施课题三 矿井安
4、全技术（一）实习单位及时间1.实习单位：矿井安全部门2.实习时间：1 周（二）实习内容1.矿井瓦斯检测与技术管理（1）矿井瓦斯浓度检测方法及管理制度（2）矿井瓦斯超限、局部积聚的处理方法2.矿井瓦斯监测监控系统和技术管理（1）矿井瓦斯监测监控系统类型及布置（2）矿井瓦斯监测监控系统的布置及调试方法（3）矿井瓦斯监测系统监控的技术管理和维护3.矿井煤与瓦斯突出的防治技术（1）采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测指标及方法（2）采掘工作面煤与瓦斯突出区域性防治技术措施（3）采掘工作面煤与瓦斯突出防避灾安全技术措施五、实习报告编写格式前言（主要陈述顶岗实习意义、目的、过程、收获和存在的问题等）目录（按章
5、节编写所在的页码）正文内容：第一章 矿井概况第一节 井田地理及地质概况一、地理位置及交通概况二、地形地势概况三、地质构造特征略4第二部分 毕业设计一、毕业设计目的和任务1.毕业设计目的矿井通风与安全技术毕业设计,是矿井通风与安全专业学生知识与实践相融合的一个重要教学环节,即通过岗位综合实习实训和毕业实习后，进行综合实践和知识应用能力全面体现的设计。其目的是通过毕业设计，让学生把所学习的专业理论知识与生产实际应用结合起来，以满足“学有所用、用有所学、学用结合”高等职业技术教育应用型人才培养规格标准要求。2.毕业设计的任务根据实习岗位的实际情况， 完成一个矿井（或采区）通风系统的优化设计 二、毕业
6、设计的基本要求 1. 根据岗位综合实践实习实训和毕业实习收集的有关资料，结合现场实际生产条件进行设计（即真题实作） 。2.毕业设计（论文）说明书分章、节书写，并用四号仿宋体字书写。除附图和附表外，必须使用蓝色或黑色墨水书写（也可打印） 。3.毕业设计（论文）说明书的正文、附图和附表统一用阿拉伯数字编页码。说明书文字应简练，一般不少于 8000 字。4.毕业设计（论文）说明书中引用的公式和参考资料，应在文字的右上方注明参考文献的序号。并在说明书的最后编列出参考文献和参考书目的名称、出版时间、出版社名、作者名、参考页码等。5.毕业设计（论文）说明书中的附图和附表必须符合制图标准，必须有名称和说明。
7、6.毕业设计（论文）说明书应附有前言。内容包括：毕业设计目的、任务和意义；毕业设计的背景；毕业设计的感受；以及毕业设计的组织完善建议。7.毕业设计（论文）说明书应编有目录，写明章节、标题和页码。8.设计图纸的数量应根据毕业设计课题内容确定。必须使用制图统一规定标准的图纸，图面布置应整齐、均匀、整洁、美观。图纸的比例、字体、字母及图型符号等可参考有关通风安全的设计资料。三、设计题目矿井通风系统优化设计四、毕业设计内容毕业设计由设计（论文）说明书和设计图纸两部分组成。设计（论文）说明5书应包括毕业设计各个部分的叙述和计算；设计（论文）说明书的章节，应按设计大纲的要求编写。设计图纸要求大图，答辩时挂
8、在墙上，对照图纸进行答辩。矿井通风系统优化设计内容设计原则：1.保证矿井安全生产和良好的工作条件；2.通风系统简单，风流稳定，易于管理；3.发生事故时，风流容易控制，人员便于撤出；4.通风的基建投资和运营费用省。第一章 矿井基本概况1井田概况：井田开拓和开采规模；矿井生产能力与生产采区基本概况。2煤层地质概况：煤层赋存情况；地质构造情况等。3矿井瓦斯概况：矿井瓦斯赋存的状况；矿井瓦斯涌出形式和涌出量。4、水文概况：矿井或采区正常用水情况，最大用水量。5煤尘概况：煤尘爆炸危险性，煤尘爆炸指数。6煤炭自燃概况：煤炭自燃倾向性和自然发火期。7矿井通风概况：目前矿井主要通风系统的基本情况及通风主要参数
9、。第 2 章 矿井通风系统设计的可行性论证1、矿井通风系统优化设计背景1）矿井目前生产通风情况和生产变动情况分析（1）矿井通风设备及通风能力分析；（2）延伸水平或新建采区所需风量预测分析。2）井巷布置及支护情况分析（表 21） ；3）矿井生产能力的发展前景分析。表 2 1 井巷断面积、长度和支护情况井巷区段序号井巷名称 支护种类支架纵口径 （ ）井巷断面形状井巷断面积（m 2 )井巷长度m备注122362矿井通风系统优化设计方案确定的基本原则（1）根据矿井或采区设计生产能力、瓦斯涌出量、煤层赋存条件、煤炭自发火情况、地温及生产发展需要等因素，拟定多个技术上可行方案进行论证比较，优化确定出技术性
10、可靠经济合理的通风系统设计方案。（2）优化设计的通风系统方案应具备较强的抗灾能力，能将灾害控制在最小的范围内，并能迅速恢复正常生产。第 3 章 矿井通风系统设计参数计算一、矿井通风系统的选择确定（1）矿井主要扇风机工作方法的选择确定；（2）矿井进风井与出风井布置方式的选择确定；（3）矿井通风网络形式的选择确定。（4）采区通风系统形式的选择确定。（5）掘进通风法的选择确定。二、矿井风量计算1、矿井总风量计算1）按井下同时工作最人数计算风量 QQ 总 = 4 N K，m 3/min式中： N井下同时工作最人数，人；K风量备用系数，中央并列是通风系统 K=1.45；中央分列或对 角式通风系统 K=1
11、.35。2）按井下同时使用最大炸药量计算 QQ 总 =25A，m 3/min3）按沼气和二氧化碳涌出量计算 Q（1）低瓦斯矿井Q 总 =TqK，m 3/min式中： T矿井平均日产量，t/日；q吨煤需风量，取 q=11.25；K风量备用系数，K=K 1K4K5K6（2）高瓦斯矿井Q 总 =0.0926TqK，m 3/min式中： T矿井平均日产量，t/日;q相对瓦斯涌出量，m 3/t；K风量备用系数，K=K 2K3K4K57表 31 风量备用系数2、采煤工作面需风量的计算1） 按瓦斯涌出量计算风量 Q 采Q 采 =100QWKW，m 3/min式中：Q W 采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m 3/m
12、in； KW 采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般机采面 KW =1.21.6；炮采面 KW=1.42.0。2）按进风流温度计算风量 Q 采Q 采 = 60 iSiKi，m 3/min式中： i采煤工作面风速，可根据表 32 选取，m/s；Si采煤工作 面有效通风面 积，m2；Ki采煤工作 面的长度风量系数，可根据表 33 选。表 32 采煤工作面空气温度与风速对应表系数 数值 选用说明K1产量不均匀系数 11.15 q10，K 1=1.15；q10，K 1=1K2瓦斯不均匀系数 11.25 q10，K 2=1；q10 ，K 2=1.21.25K3矿井内不漏风系数 1.151.25 大
13、型矿井，对角式通风，K 3=1.15小型矿井，中央式通风，K 3=1.25K4备用工作面系数 1.11.2 备用工作面多的取最大值K5掘进及硐室用风系数 1.11.2 掘采比率达，硐室多的取最大值K6温度系数 11.15 q10，K 6=1；q10，按工作面风温取值，风温高 的取大值采煤工作面进风流温度/ oC 采煤工作面风速/ms 11515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.88表 33 采煤工作面长度风量表3）按风速验算风量（1）按规程规定的最低允许风速验算各个采煤工作面最小风量Q 采 600.25S i（2）按规程规定的最高允许风速验算
14、各个采煤工作面最大风量 Q 采 604S i3掘进工作面需风量的计算1） 按瓦斯涌出量计算风量 Q 掘Q 掘 =100QWKW，m 3/min式中：Q W 掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m 3/min； KW 掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般取KW =1.52.02）按井下同时使用最大炸药量计算 Q 掘Q 掘 =25A，m 3/min3）按局部通风机吸风量计算Q 掘 = Q 局 K， m 3/min式中：Q 局 掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。k为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取k=1.21.3。4）按风速验算风量（1）按规程规定的最低允许风速验算各个掘进工作面
15、最小风量 煤巷或半煤岩巷掘进工作面 Q 掘采煤工作面长度/m 采煤工作面长度风量系数 Ki155080801201201501501801800.80.91.01.11.21.301.409600.25S i岩石巷掘进工作面Q 掘600.15S i（2）按规程规定的最高允许风速验算各个掘进工作面最大量 Q 掘 604S i4硐室需风量计算：按规程规定确定硐室的风量。1）机电硐室需风量的计算Q 机 = ， m 3/min式中：N机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，KW； 机电硐室的发热系数，可根据表 34 选择； 空气密度，一般取 1.2；C 空气的定压比热，一般可取 1KJ/KgK；机电硐
16、室进、回风流的温差， oC 。表 34 机电硐室发热系数 注：采区变电所及变电硐室，可按经验值确定所需风量 Q 机 =6080m 3/min 2）爆破材料库需风量的计算Q 爆 = 4V/60， m 3/min 式中：V库房容量， m 3。注：大型爆破材料库风量不小于 100 m3/min；小型爆破材料库风量不小于 60 m3/min 。 三、矿井通风阻力计算1、矿井通风阻力计算原则（1）矿井通风总阻力，不应超过 2940Pa。（2) 矿井井巷局部阻力和扩建矿井独立通风的扩建区，按井巷摩擦阻力的 10%计算；扩建矿井井巷局部阻力按井巷摩擦阻力的 15%计算。2、矿井通风总阻力的计算机电硐室名称
17、发热系数 空气压缩机房 0.200.23水泵房 0.010.03变电所、绞车房 0.020.04360NC6010（1）矿井通风容易时期总阻力 hmehme=（1.11.15）h fe，P a（2）矿井通风困难时期的总阻力 hmbhmb=（1.11.15）h fb，P a注：h fe和 hfb由表 35 内容计算表 35 井巷通风阻力计算表第四章 矿井通风设备的选择1、主要扇风机的选择1）计算扇风机风量 Qf：根据矿井总风量 Qm和抽出式通风的外部漏风率Kl计算扇风机风量；即Qf= Qm Kl,m3/s式中：Q m矿井所需风量，m 3/s；Kl漏风损失系数，抽出式通风矿井的外部漏风系数取Kl=
18、1.051.10(出风井无提升人物的取 1.05，有提升任务的取 1.10） ；压入式通风矿井的外部漏风系数取 Kl=1.101.15(进风井无提升人物的取1.10，有提升任务的取 1.15）2） 计算扇风机风压 Ht：根据矿井通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力 hb和扩散器出口动能损失 hvb，以及矿井巷道阻力 hm、矿井自然风压 Nn计算；即Ht = hm+ hb+ hvb Hn ,Pa（1）离心式通风机井巷区段序号井巷名称支护种类系数KgS2/m3井巷长度Lm断面积Sm2周长Um断面积的立方S3风阻R 摩千谬风量Qm3/s风量的平方Q2最小阻力h 小Pa最大阻力h 大Pa风速Vm /s
19、1223时期 容易时期 h fe=h 小 困难时期 h fb=h 大11通风困难时期 H t = hm+ hb+ hvb H n ,Pa通风容易时期 H t 小 = hm+ hb+ hvb H n ,Pa（2）轴流式通风机通风困难时期 H s 大 = hm+ hb H n ,Pa通风容易时期 H s 小 = hm+ hb H n ,Pa3）初选通风机根据 通风困难时期 Q f、 Hs 大 和 通风容易时期 Q f、H s 小 在通风机特性曲线上，选择出满足矿井通风要求的通风机。4）计算通风机的实际工作风阻和确定实际工况点（1)计算通风机的实际工作风阻 静压特性曲线时的工作风阻：Rs 小 = H
20、s 小 /Q2fRs 大 = Hs 大 /Q2f全压特性曲线时的工作风阻：Rt 小 = Ht 小 /Q2fRt 大 = Ht 大 /Q2f（2）确定通风机的实际工况点在通风机的特性曲线图中做出工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。5）确定风机的型号和转速根据通风机的实际工况参数 Qf、H s、 N 对初选通风机进行经济、技术和安全性比较，选择出满足矿井通风要求的通风机。2、电动机的选择（1）计算扇风机的输入功率：既N 输入大 =h 大 Q 掘 /102 扇 ，KWN 输入小 =h 小 Q 掘 /102 扇 ，KW（2）计算电动机的输出功率：N 输出 = N 输入 / 扇 ，KW（3）确
21、定电动机型号：根据各时期扇风机的输入功率和电动机的输出功率，12选择电动机型号第五章 概算矿井通风费用1、吨煤通风电力费用W1=（E+E A)D/T，元/t式中：E主要通风机年耗电量，KWh；E=8760Nmax/(ke W V)，KWhEA局部通风机和辅助通风机年耗电量，KWh；D电价，元/KWh；T矿井年产量，t； W电缆输电率，一般取 0.90.95； V变压器效率，一般取 0.95。2通风设备的折旧费用1) 吨煤的通风设备的折旧费 W2：W2 =（G 1+G2）/ T，元/t式中：G 1年基本投资折旧费，元；G2年大修折旧费，元；T矿井年产量，t。2) 材料消耗费用 W3W3 = C/
22、T，元/t式中：C年材料消耗总费用，元；T矿井年产量，t。3) 通风工作人员工资费用 W4W4=A/T，元/t式中：A通风工作人员年工资总额，元，T矿井年产量，t。4）专为通风服务的井巷工程折旧费和维修费 W55）每吨煤的通风仪表购置费和维修费用 W6每采一吨煤的通风总费用 W =W 1+W2+W3+W4+W5+W6，元/t第六章 矿井通风安全管理1矿井通风系统的安全管理13（1）主要扇风机的安全管理措施及反风措施。（2）井巷内主要通风设施的设置质量和安全管理措施。（3）防止井巷漏风措施。2采区通风安全管理（1）采区风量 调节方法，通风安全管理措施。（2）采区主要通风设施设置与质量管理措施。（
23、3）采区漏风控制措施。3掘进工作面通风安全管理（1）掘进工作面通风安全管理措施。（2）扇风机安装、开、停管理技术措施。（3）风筒吊挂质量及漏风控制措施。矿井瓦斯抽放系统设计内容设计原则：1.抽放规模和抽放能力，能适应矿井生产能力和服务年限的需要，满足矿井生产期间最大抽放瓦斯量的要求。2.抽放系统与抽放方法，要有利于多抽放瓦斯，保证矿井安全生产。3.抽放瓦斯泵站位置，应考虑利用瓦斯方便。 第一章 矿井基本概况1.井田地质概况：即井田位置分布情况；煤系地层情况；矿井储量情况（表 11） ；煤层产状要素（表 12）等。年末平衡表内储量/10 4t煤组名称煤种A+B+C+D A+B A+B+C D 设
24、计损失 年末可采储量/10 4t合计14表 11 矿井储量表表 12 煤层产状要素表2、矿井开采方法与生产概况：即开拓方式；井巷布置；开采方法与顶板管理方法；矿井设计能力和现生产能力；采区布置及采掘工艺等。3、矿井通风系统和安全监测系统概况：既矿井通风方式和技术参数（表13） ；矿井煤层发生煤与瓦斯突出情况（表 14）等。表 13 风井名成及通风设备参数表表 14 煤层发生煤与瓦斯突出情况第二章 矿井瓦斯抽放系统设计的论证1.系统设计的必要性论证1）结合矿井开采深度、开采强度和绝对瓦斯涌出量，依据矿井瓦斯抽放管理规范论证建立瓦斯抽放站的必要性。2）根据矿井通风现状、生产能力和瓦斯涌出情况（表
25、15）论证瓦斯抽放的必要性。表 15 年年瓦斯涌出 1 情况统计表煤组 平均厚度/m 倾角 /度 煤层稳定程度 底板岩性 顶板岩性 层间距/m井筒叶片风井名称直径 /m 断面 /m2扇风机型号电动机功率/KW类型 角度/ 。风量/mmin -1突出点位置 突出时间 标高/m 垂深/m 突出强度/t 突出瓦斯量/m 3153)根据矿井瓦斯突出情况和瓦斯资源综合利用及大气环保，论证建立瓦斯抽放站的必要性。 2.抽放瓦斯设计方案的可行性论证：1）瓦斯资源的可靠性评价（1）抽放采区煤层储量（表 16）表 16 抽放采区煤层储量表 （2） 抽放采区煤层瓦斯含量 即：煤层瓦斯储量=煤层可采储量吨煤瓦斯含量
26、；抽放采区煤层瓦斯储量合计。（3）系统抽放年限 即：可抽放量 采区煤层瓦斯储量抽放率系统抽放年限可抽放量每分钟抽放量2）抽放瓦斯设计参数（1）煤层瓦斯压力参数；（2）煤层瓦斯含量参数；（3）煤 层透气性系数；（4）百 米钻孔瓦斯流量；（5）抽放煤层瓦斯储量；（6）可抽放瓦斯量。3）抽放瓦斯的稳定性论证：根据矿井瓦斯治理取得的经验和抽放的必要性、可行性，论证综合抽放和大规模抽放的稳定性。第三章 矿井瓦斯抽放方法的确定1.煤层抽放方法、采掘工作面抽放方法的确定；年度相对瓦斯涌出量/m 3t-1相对瓦斯涌出量/m 3min抽放采区煤层 工业储量/10 4t 可采储量/10 4t162.抽放钻孔布置方
27、法的确定；3.抽放钻孔封孔方法的确定；4.系统抽放量及并网的钻孔总有效长度的确定。第四章 抽放管路系统方案的优化选择1.根据矿井现阶段生产布局和今后生产发展规划的需要，提出 23 各抽放瓦斯管路系统的布置方案；2.对多个抽放瓦斯管路系统的布置方案，进行科学合理的论证，确定出适合矿井生产发展规划要求的最佳方案。第五章 瓦斯抽放管路及设备选型计算1.管径的选择D=0.1457(Q/V)0.5式中：D 管道内经，m；Q管内混合流量，m 3/min；V馆内经济流速，m/s（一般取 515） 。2.管网阻力计算1）管路阻力：H=9.18LQ 2/KD5式中：H沿程阻力，Pa；L管路长度，m；混合瓦斯对空
28、气的密度比，=10.00446C；C馆内瓦斯浓度，%；K系数，距表（17 查的） ；D管道内经，cm。表 17 管路系数 K 值表2）管路总阻力：H 总 =（H 1+H2+H3+Hn)1.15管路直径 mm 15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 150K 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50 0.52 0.55 0.57 0.62 0.67 0.7 0.71173、抽放泵的选型1）瓦斯泵的流量计算QL= K式中：Q L泵的额定流量，m 3/min；Q泵服务年限内，同期最大抽放量之和（纯瓦斯） ，m 3/min；X泵出口的瓦斯浓度，%，C30%CH
29、4；H泵的机械效率，取 H=80%；K抽放量备用系数，取 K=1.2 。2）瓦斯泵的压力计算H=(H 总 +Hf)K式中：H f钻孔负压，取 100mmHg，1334.6Pa；K抽放量备用系数，取 K=1.2 。第六章 安全管理措施及辅助设施1.供电、供水；2.避雷设施及安全措施；3.管路系统防回火、防回气、防爆炸等安全设施；4.泵房瓦斯流量测定措施；5.泵房通讯设备及检查记录；6.瓦斯抽放安全管理措施。五、 指定阅读的文献资料及参考书1.矿井瓦斯综合治理技术 张铁岗主编 2.煤矿安全工程设计 张铁岗主编3.通风安全学 张国枢主编 4.矿井瓦斯防治 俞启香主编5.煤矿安全技术与事故处理 吴强主编 6.矿井瓦斯抽放理论与技术 林柏泉主编 7.煤矿安全规程及 矿井瓦斯抽放管理规范 8.煤矿安全新技术 王显政主编9.煤与瓦斯突预测方法和防治措施 魏风清编译五、毕业设计编写格式1.封面2.前言QXH183.目录4.正文第一章:1.1 1.2 第二章: 2.1 2.2 略5.参考文献1 2 略
