1、四川科技职工大学毕业论文题目：仁寿红星煤业通风设计专 业： 矿井通风与安全 班 级： 10 级通风班 姓 名： 林 勇 指导教师： 吕利刚 完成时间： 2012 年 摘 要咸沙坝煤矿位于湖南省中部娄底市双峰县西北方向的洪山殿矿区，交通便利。井田走向（东西）长约6km，倾向（南北）长约 1.5km，矿井总面积约为2.5km2。主采煤层为3煤、4煤，平均倾角为60，煤层平均总厚为1.2m 。该矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层有自然倾向性，矿井煤尘爆炸指数为14.66%，煤尘具有爆炸危险性，水文地质条件简单，煤层结构较简单，属于较稳定煤层，矿井构造复杂程度属于中等类型。咸沙坝煤矿于 1966 年 9 月建
2、井，1970 年 1 月投产，设计生产能力为 15 万t/a。1991 年及以后核定生产能力均为 6 万 t/a。目前，矿井一水平(-80m 水平以上)的资源已开采完毕，二水平(-80m-280m)的煤炭资源正采用剃头下山方式进行开采，最深已达-160m 水平。矿井采用一对斜井分水平开拓井田。通风方式为中央并列式。根据矿井二水平生产能力和煤层赋存特征，采取一个全能暗斜井开拓方式开发二水平。二水平投产时，共布置 2 个采区，每个采区一个回采工作面同时生产。选择伪倾斜柔性掩护支架采煤方法，爆破落煤回采工艺，全部陷落法管理顶板。专题部分为咸沙坝矿井通风设计，设计矿井采用中央并列式通风方式，通风方法为
3、抽出式，采区采用轨道上山和行人上山作主要进风巷，回风上山作采区专用回风巷，采煤工作面采用U型后退式通风方式。根据矿井需风量的要求，设计选用BDNo20型对旋轴流式通风机，其电动机型号为YB315M-2，功率为132KW，通风容易时期叶片角度34，通风困难时期叶片角度37，风机反转反风。掘进工作面采用压入式通风，工作面需风量为210m 3min，设计选用BKJ-11No4.5型局部通风机。关键词 矿井概况 通风设计 矿井通风系统 矿井风量 通风阻力 掘进通风第一章 井田概况及地质特征（1 ） 第一节 交通位置及矿山基本概况一 交通位置四川仁寿红星煤业有限公司红星煤矿位于仁寿县城 131方向平距约
4、40.0km，行政区划属仁寿县天峨乡，矿区标示坐标（1 号拐点）东经：1042539，北纬：294603，矿山距汪洋镇公路里程约 13km，汪洋镇距仁寿县城公路里程 45km，交通方便（见图） 。矿区交通位置图二 矿山基本概况该矿始建于 2002 年 4 月，2003 年建成投产。矿山开采三叠系上统须家河组五段的高炭煤层，为地下开采，斜井开拓，走向长壁式开采，机械通风、机械排水、矿灯照明，轨道人力矿车运输，串车提升。煤炭不经洗选，原煤销售。矿山设计生产规模为 6.0 万吨/年，实际生产能力为 8.0 万吨/年。矿山有主（斜）井一处、风井一处，主（斜）井方位角 36，坐标：X=3293573.8
5、23，Y=35444982.677，H=546.355；风井口方位角 34，坐标：X=3293564.598，Y=35445029.476，H=548.100矿山废渣主要用于采空区回填。矿山工业广场业已形成，工业广场占地 8029 m2，工业广场设施基本齐备。第 2 节 采区基本概况工作面位置及井上下关系如表：水平名称 +423m 水平西翼采区 采区名称 3308 回采工作面地面标高 +597m 井下标高 +411 423m地面相对位置 矿区北偏西 80m 和 160m。回采对地面设施的影响工作面地面四周为田野和荒山，无高大建筑物、无水体、无铁路，开采对地面无大的影响。井下位置及与四邻关系该采
6、面北为+410m 水平区域，西以 3308 机巷，东为矿井下山吊轮道（提升斜巷） 。南为+423m 水平西翼运输巷走向长度/m 160m 倾斜长度 610m 面积 85400第三节 矿山工作面 3308 地质一 地质构造本工作面为 K7 煤层近水平单斜构造，煤层有波层起伏,倾角一般为 03 0，地质构造简单,有较小断层和褶曲构造对开采影响较小，矿区内西+423m，3306 回风巷。西 3308 机巷。本采区揭露无断层存在，但在开采中需随时注意察顶板和瓦斯、水的变化情况。二 水文地质本工作面一面为未采区，一面为运输大巷,皆为已揭露地点,所以断定无大断层和老窑，不存在水患。只是煤层顶板属石英砂岩，
7、具有一定的渗水性，可能会有少量的渗水。所采工作面位置，距离地表达 170m 以上，平均采高 2.1m 左右，地表的任何水体都不会对煤层开采造成影响。由于底板起伏较大,工作面会有少量积水,对仰采无影响。该工作面在初次来压时，顶板水会向工作滴落, 预计最大涌水量为 0.3m3/h，正常涌水量为 0.1m3/h。 。如遇淋水较大，必须报告有关部门，按“预测预报，有凝必探，先探后掘，先治后采”十六字方针制定专门的防治水的安全技术措施，加强顶板管理，防止工作面顶板大面积冒落。三 煤层（一）采区煤层矿区地层走向 N54E，倾向北西，倾角 02 0，为近水平单斜构造，本采区内地质构造简单,无大断层和褶曲构造
8、。煤层为 K7 煤层平均采高为 1.92.3m，平均煤层厚度 1.10m 为复合煤层。一般含有 1 层夹砂厚度在 0.50.8m 之间，2 层夹矸，以灰黑色硬质页岩、和灰白色泥岩为主。天炭：黑色，粗条带结构，亮暗型，性硬，油脂光泽。么炭：灰色，暗亮致密块状，平滑状断口，暗煤中少许亮煤。夹砂：褐灰白色中细砂岩。天炭：黑色，暗亮，细条带状，暗煤中常夹铝土碎块。夹矸：灰黑色硬质页岩。花炭：灰黑色，亮暗，致密块状，性硬，断口不平，油脂光泽，夹纤维状亮煤。夹矸：褐灰白色砂岩。柱状图见后：附图一（二）矿体赋存层位与形态本区含煤岩系为三叠系上统须家河（T 3xj） 。矿区所采高炭煤层赋存于三叠系上统须家河组
9、第五段（T 3xj5）上部，属沼泽相沉积层状矿床，在矿区内近水平产出，为单斜构造。煤层产状 253513。矿区所 采 高 炭 煤 层 ， 最 小 埋 深 80m， 最 大 埋 深 240m， 赋 存标 高 +410m +500m， 位 于 三 叠 系 上 统 须 家 河 组 第 五 段 上 部 。 井巷 揭 露 煤 层 厚 度 0.57 0.80m， 平 均 厚 0.64m； 纯 煤 厚 度0.32m 0.53m， 平 均 厚 约 0.38m。 其 顶 板 为 砂 岩 ， 底 板 为 砂 质 泥岩 或 炭 质 页 岩 。 矿 区 内 该 煤 层 一 般 夹 矸 2 层 ， 夹 矸 总 厚0.2
10、4 0.29m， 平 均 厚 0.26m； 高 炭 煤 层 有 3 个 煤 分 层 ， 单 煤 分层 厚 0.07 0.20m， 平 均 煤 厚 0.13m（ 附 表 3） 。 矿山目前向北掘进至约 395m 水平，老采空区向南掘进至+500m。矿山+460m 水平以南为 60 年代老红星生产巷道，已封闭停止开采多年。+460m 以北为目前生产巷道，该部分区域分+450m、+430m、+410m、+390m 四个运输水平。各水平沿倾向掘进若干支巷，各巷道揭示煤层产状相对稳定，构造简单，煤层自南向北由变薄趋势。煤层特征情况表指 标 参数 备注煤层厚度 1（平均） m 0.65 （采面回采进尺度为
11、 1.0m）煤层厚度 2（平均） m 0.45 （采面回采进尺度为 28m/月）煤层倾角（平均） （） 03煤层硬度 f 1.52煤层层理（发育程度） 节理发育自燃发火期 /d 无绝对瓦斯涌出量/(m 3/min) 0.35相对瓦斯涌出量/(m 3.t-1) 1.57煤尘爆炸指数/% 无（3）煤层顶底板情况煤层顶底板情况如表：顶底板名称 岩石类别 厚度 岩性老顶 棕黄色粗砂岩 白色直接顶 灰褐色页岩 20m 以上 灰白色顶板伪 顶 灰白色炭质页岩 0.4直接底 粘土质页岩 0.2 灰白色,遇水易膨胀底板基本底 砂质泥岩 0.6四 煤质（1）物理性质高炭煤层颜色为黑色，条痕呈褐黑色，玻璃光泽，阶
12、梯状断口，条带状结构，层状构造，内生裂隙发育，性脆，煤岩类型以半亮煤、半暗煤为主，次为暗淡型煤。据四川省地矿局 207 地质队 1995 年 5 月提交的四川省威仁煤矿仁寿县石龙桥井田补充勘探地质报告中煤样测试成果，进行分析对比，高炭煤层属高灰低硫中热值烟煤，煤类为 1/3 焦煤。仁 寿 红 星 煤 业 有 限 公 司 红 星 煤 矿 高 炭 煤 质 分 析 成 果 表煤 层水 分Mt（ %）挥 发 分Vdaf（ %）全 硫St.d（ %）灰 分Ad（ %）固 定 碳FCd（ %）发 热 量Qgrd （ MJ/g）高 炭 1.98 34.76 0.51 30.36 45.44 24.973第四
13、节 开采技术条件一 工程地质矿区开采范围内由砂岩、页岩、泥岩等岩石类型组成，硬质岩石组分略多于软质岩石，岩体坚硬程度属坚硬半坚硬岩类。工程地质分区属中山工程地质区坚硬半坚硬岩组亚区。井巷围岩为砂岩、砂质泥岩、页岩局部为炭质页岩等，除局部地段较破碎须支护外，其余地段稳定性较好。矿区所采高炭顶板为砂岩偶见页岩，稳定性较好，局部裂隙发育地段偶有发生片邦，应加强井巷支护；底板为泥岩或炭质泥岩，局部有底鼓。二 水文地质区内无大的河流，但小堰塘较多，区内最大的双堰水库水库面积 41720m2，水量受气候控制，距高炭煤层垂距 150m 左右，位于矿区外围东部，对矿井冲水影响小，矿区地表水体的补给主要来自大气
14、降水，区内年平均降雨量1009.4mm，大气降水较充沛。大气降水多以片流汇入小溪沟，少量沿基岩裂隙渗入地下，成为地下水。矿区最低的井口高程为 546.4m，位于当地侵蚀基准面（+520m）以上，采用明斜井开拓。矿井涌水量一般为 150m3/d，最大涌水量约 300m3/d，矿井涌水采用机械抽排。由于矿区周边有已闭坑的老窑或其它生产矿井，后续资源开发区域位于这些老窑或其它生产矿井采空区下部，开拓布局及采矿过程中应加强测量，进行老窑和含水层调查，应坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，预防突水事故的发生。三 环境地质根据建筑抗震设计规范 （GB500112001）及其局部修订附录 A，仁寿县抗震设防烈
15、度为 6 度，设计基本地震加速度值为0.05g，矿山地面建筑抗震应按 6 度设防。本区属丘陵地形，地形坡度 520，岩层倾角平缓，相对高差一般小于 100m。矿区及其周围未曾发生过大的自然滑坡和大规模崩塌及泥石流等地质灾害，地表风化残坡积厚度较小，不曾出现大量水土流失，但局部陡崖地段有小规模崩塌现象。矿区自然斜坡稳定性较好。矿山废渣除主要用于采空区回填，目前矸渣堆放面积小，矸渣堆放尚未引发地质环境问题。矿区可采煤层为高炭一层，煤层平均倾角 2，煤层的采空区高度 0.8m 左右。据原煤炭部煤炭工业设计规范 ，安全开采深度采用下式计算。矿区高炭煤层安全开采深度为 80m。计算公式：Hs=100M式中：Hs 安全采深（m） ；M 煤层采高（m）矿区所 采 高 炭 煤 层 最 小 埋 深 80m， 濒临安全开采深度，煤层采动后产生的冒落带、导水裂隙带局部可能贯穿地表，对地面变形有一定的影响。第五节 储量及服务年限一 储量
