1、矿井通风毕业设计鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司通风与安全设计摘 要：本设计矿井为鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司,本次设计是以该矿地质勘探报告、矿井初步设计说明书等基础资料为依据，进行矿井通风系统设计的。本矿井采矿证编号4100000430581，煤炭郑州工业研究院有限责任公司设计，1979年12月建井，1981年6月投产，初设计能力9万吨/年，经过不断的更新改造，2008年核定生产能力30万吨/年，核定通风能力36万吨/年，2009年实际生产原煤28.7万吨。矿井地质储量1654万吨，现可采储量650万吨。 该矿为鉴定为低瓦斯矿井，煤的紧固性系数34；煤尘有自燃性，自燃期36个月，煤尘具有
2、爆炸性，爆炸指数12.97 关键词：矿井通风，瓦斯治理，监测监控，安全措施前 言一、总说明1、前期工作鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司为具有采矿许可证的生产矿井。设计生产能力30万t/a，企业性质为股份制。该矿已进行的主要设计如下：1）、鹤壁市大河涧许沟煤矿技术改造初步设计批复文件及审查意见（豫煤规2006623号）。2）、河南省建设项目安全预评价报告评审备案书（豫安评煤安2006第29号）。3）、鹤壁市地质队2006年提交的鹤壁市大河涧许沟煤矿资源储量核查报告；4）、河南省煤炭工业局关于同意鹤壁市大河涧许沟煤矿淇河下采煤初步设计的批复（豫煤行【2007】96号）。2、矿井的历史、现状鹤壁市大
3、河涧许沟煤矿有限责任公司（原鹤壁市大河涧许沟煤矿，隶属大河涧乡政府），1977年12月建井，1981年6月投产，设计能力9万吨/年。在2005年煤炭资源整合中属于单独保留矿井，经技术改造后，生产能力达到30万吨。2009年2月通过了各项验收，并取得了工商营业执照、采矿许可证、矿长资格证、安全生产许可证、煤炭生产许可证，目前矿属于六证齐全矿井。2010年根据省政府煤炭企业兼并重组实施意见，改制为鹤煤集团控股的股份制企业，于2010年6月19日兼并重组，成立了鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司，隶属于河南煤化工集团鹤煤公司下属鹤安公司管辖。该矿距离市区10km，距大白线3 km。地理坐标为东经114
4、04159,北纬3504753。井田为鹤壁煤田最南端浅部，北部边界以纬线3963800与鹤壁市许沟煤矿毗邻，南部边界为F308断层（青羊口断层），西部边界为煤层露头，东部边界为-400m水平与河南煤业化工集团鹤壁煤电十矿井田相邻。井田呈一单斜构造，西高东低，走向长度2.15 km，倾斜长度0.866 km，井田面积1.4815 km2，开采标高+28.6m-400m水平。开采二1煤层，煤层倾角为2340，平均30，煤层厚度7.24m。属低灰分、特低硫、中高发热量的贫煤。矿井正常涌水量为80m3/h,最大涌水量为160 m3/h。井田范围不大，采用立井两水平下山开拓。矿井田范围由以下10个拐点坐
5、标圈定：点号XY13961630.0038518650.0023962140.0038519000.0033962530.0038518960.0043962750.0038518880.0053963030.0038518840.0063963080.0038518860.0073963500.0038518785.0083963800.0038518805.0093963800.0038517930.00103963090.0038517946.00二、设计编制依据1、有关勘察设计1）鹤壁矿务局地测处提交的鹤壁煤田冷泉井田地质勘查报告2） 豫煤规2006623号文“河南省煤炭工业局关于鹤壁
6、市大河涧许沟煤矿技术改造初步设计的批复”3）采矿许可证：证号41000004305814）煤炭生产许可证：X1606010015）河南省煤炭工业局关于同意鹤壁市大河涧许沟煤矿淇河下采煤初步设计的批复（豫煤行【2007】96号）6）鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司水文地质条件的说明7）鹤壁市地质队2006年编制的鹤壁市大河涧许沟煤矿储量核查报告2、有关证件、文件1） 河南省国土资源厅关于鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司划定矿区范围申请的批复；2） 国家煤矿安全监察局2010年颁发的煤矿安全规程；3、鉴定报告鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司煤矿煤尘鉴定报告。三、设计指导思想1、认真贯彻执行煤矿安全
7、监察条例、煤矿安全规程及有关规定，给煤矿安全设施设计审查与竣工验收工作提供依据；2、给煤矿安全设施的建设提供依据；3、充分考虑煤矿的煤层赋存、地质构造、水文、围岩条件、瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出等地质条件及有关安全条件，矿井交通、供电、供水、环境等外部条件，结合矿井开拓开采系统进行有关安全设施设计。四、设计的主要特点及安全评价1、设计的主要内容及特点1）对鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司的地质条件、安全条件以及矿井设计概况进行了综述。2）进行了矿井通风安全设计，根据矿井地质安全条件，进行矿井通风(风量、风压的计算的校核)计算，风机的选型，明确了矿井的避灾线路及通风安全注意事项。3）进行了矿
8、井瓦斯灾害防治设计，编制了防爆、隔爆、瓦斯抽放等设计。 4）编制了矿井水防治措施。5）结合该矿开拓方式，编制了该矿生产系统各环节设备安全生产的措施。6）根据矿井生产特点，对矿井瓦斯，井下环境和大型机电设备的工作状态进行了监测监控设计，以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。7）编制了矿井安全检测及装备设计。2、安全条件评价根据该矿井的安全条件，结合矿井的开采实际，设计对危害本矿井安全生产的各种因素进行了较为详细的分析、研究，有针对性的提出了安全防治技术措施，尤其对可能造成重大灾害的瓦斯、煤尘、水患、火灾以及提升运输、冒顶事故等均提出了重点的防范措施。今后生产中要贯彻“预防为主，防治结合
9、”的安全生产方针。设计认为，根据矿井设计几大生产系统、安全生产装备及所采取的各项安全措施，矿井投产后，依据煤矿安全规程等法律、法规，通过严格执行安全生产管理和教育培训，依靠科技进步，可以保证矿井的安全生产。因此，在各项技术措施落实到位的情况下，本矿井的安全生产是有保证的。1）煤层顶底板岩性直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩或泥岩，厚度25m.浅部多为泥岩，深部多为砂质泥岩，21-1孔细中粒砂岩(S10)直接压煤，砂岩厚达26.25m，煤层老顶为砂岩，以21-1孔为中心向四周逐渐变薄至10m以下，砂岩斜层理发育，节理不甚发育。二1煤底板黑色泥岩或砂质泥岩，厚度0.717m。 2）瓦斯据地质储量核
10、查报告，该矿绝对瓦斯涌出量南翼3.1 m3/min，北翼2.58 m3/min；相对瓦斯涌出量南翼8.04 m3/t，北翼6.33 m3/t，属低瓦斯矿井。3）煤尘和煤层自燃2004年9月28日经平煤(集团)通风实验室煤尘爆炸性鉴定:二1煤煤尘爆炸指数17.51%，具有爆炸性；结合矿井生产实际，煤层属自燃煤层。4）地温在本区194孔曾作过稳态测温,测温曲线成果基本上反映了地温状况，从孔口以下100660m，平均地温梯度为0.82/100m， 孔底温度20.96，无热害影响。5)水文地质（1）主要含水层本区主要含水层有O2灰岩含水层、C3L2灰岩含水层、C3L8灰岩含水层、S10、S11 .等砂
11、岩裂隙含水层、新近系砾岩孔隙含水层。O2广泛出露西部山区，总厚度大于500m,以大气降水补给为主，许家沟泉群为主要泻水点，富水性强,渗透系数K=0.173米/昼夜，单位涌水量Q=0.067公升/秒/米，PH=7.55，水质类型为HCO3SO4 ，Ca-Mg型水。 太原组L2灰岩含水层露头被新生界地层覆盖，接受新近系砂岩含水层（N2）裂隙孔隙水补给或通过断层接受O2补给。富水性强，渗透系数=2.048米/昼夜，单位涌水量Q=0.2549公升/秒、米，PH=8.10，水质类型为HCO-SO4-Ca-Mg型水。 太原组L8含水层补给水源与L2基本相同，富水性强。渗透系数K=0.4135.554米/昼
12、夜，单位涌水量q=0.05030.2407公升/秒/米，PH=7.457.90，水质类型为HCO3-SO4-K-Na-Ca-Mg型水。 二1顶板砂岩含水层（S10、S11）受大气降水补给条件差，主要露头处接受N2裂隙孔隙水补给，富水性中等。渗透系数K=0.0610.235米/昼夜，单位涌水量q=0.02400.0493公升/秒.米，PH=7.5，水质类型为HCO3-SO4-Ca-Mg型水。新近系砾岩含水层（N2）部接受大气降水补给，具潜水性质。深部接受大气降水补给条件差，主要接受淇河水补给。（2）主要隔水层 本溪组隔水层，主要由砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩和薄煤层组成厚度2025m；二1煤底板隔水
13、层，即二1煤至灰岩之间的砂质泥岩、砂岩、薄层灰岩（C3L9）及薄煤组成，厚度2640m；二1煤顶板隔水层，由泥岩、砂质泥岩组成，一般厚度不大，起不到隔水作用；新近系底部粘土隔水层，该层发育不好，不连续，厚度040m。（3）断层导水性分析井田内多北北东、北东向断层,属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水，但应重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破坏断层不导性；其二，就二1煤而言均为承压含水层，应重视水压与采掘关系。（4）矿井水文地质类型及矿井水涌水量预计根据鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司储量核查报告，本矿水文地质类型为二类一型，即水文地质条件中等的矿床。矿井正常涌水量为80m3/h，最大涌水
14、量为160m3/h。3、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题（1）勘探程度评价本区以往地质工作始于1958年，同年6月中南煤田地质局127队提交了鹿淇勘探区地质精查报告，该报告未包括许沟区；1966年6月125队提交了盆场许家沟勘探区地质报告；1981年8月鹤壁矿务局地测处、河南省煤田地质勘公司地质三队提交的鹤壁煤田冷泉井田煤矿精查补充勘探地质报告，经河南煤管局批准，评议结论为：构造控制较好属中等构造型，二1煤层属稳定型煤层。1999年5月鹤壁市地质队编制了河南省鹤壁市大河涧许沟煤矿储量报告，对矿井储量进行了核查，经河南省国土资源厅豫储证字（2001）010号文批复。（2）现在的地质工作
15、2005年12月，受矿方委托，鹤壁市地质队又组织人员深入矿井进行地质、水文地质调查，并收集煤质、矿山排水等资料，了解矿井开采现状，于2006年1月提交了储量核查报告。基本上查明了井田构造形态、主要断层，查明了煤层赋存条件及其开采技术条件，确定了水文地质勘探类型及涌水量等，可满足矿井设计的要求。（3）地质构造分析及评价本区探明断层6条，以正断层为主，多为北北东、北东向，属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水。但应重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破坏断层不导性；其二，二1煤顶底板含水层C3L2、O2含水层均为承压含水层，应重视水压与采掘关系。4、资源及开采条件评价(1)储量分布本矿井的开采对
16、象为二迭系山西组的二1煤，井田范围内的二1煤层总资源储量为1185万t，其中淇河下压煤352万t。(2)煤层及开采条件二1煤层厚度大，层位稳定，煤层结构简单，顶底板条件较好，易于管理，所有这些都为矿井开采提供了有利的资源条件。但煤尘具有爆炸性，随着开采深度的增大，瓦斯涌出量可能会相应增加，开采中必须采取相应的安全措施，确保矿井安全生产。5、煤与瓦斯突出情况矿井无煤与瓦斯突出危险性，也没有进行煤与瓦斯突出危险性鉴定。但与其相邻的鹤煤十矿属于煤与瓦斯突出矿井，为保证煤矿建设和生产的安全性，建议在未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定前，矿井建设和生产时按煤与瓦斯突出矿井进行管理。在建设和生产中需作好煤与瓦斯
17、突出预测及鉴定工作，矿井施工及安全管理中应引起高度重视。石门揭煤和巷道过断层时必须采取相应的安全措施。6、冲击地压情况矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，邻近矿也无冲击地压的情况，所以该矿矿井暂按无冲击地压矿井考虑。7、地质灾害防治矿区内存在未经测量上图的建筑，开采中必须按规定留设村庄等需保护建筑的煤柱，避免因开采引起地面塌陷、地裂缝等破坏地面建筑以及引起地面陡岩垮塌。切实注意因地下开采引起的地面沉降、塌陷、地裂缝、滑坡等地质灾害，加强监测，若发生则及时处理，避免进一步扩大。8、环境保护对矿井产生的矿井水、废水，该矿建立了排放系统，排出的矿井水主要用于附近农作物灌溉。生产中产生的矸石
18、用于附近预制砖厂主要制砖材料。9、待解决的主要问题1）矿井建设掘进过程中进行巷道编录，调查围岩情况，认真作好记录和分析，为巷道维护和工作面顶板管理提供较可靠的依据。2）加强瓦斯等级鉴定工作，进行瓦斯含量、瓦斯涌出量测定，分析和掌握瓦斯赋存和涌出规律，为瓦斯综合治理提供可靠依据。3）进一步加强水文地质工作，详细进行地表水的调查，废弃小窑的调查，采空区的调查，在井下开采过程中进行矿井涌水量的实测和监测，坚持“有疑必探，先探后掘”，若对掘进前方水文资料掌握不清则必须“边探边掘”。4）进行煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，注意瓦斯涌出量的变化，进行瓦斯梯度变化的分析，避免采掘工作面布置在应力集中带，加强煤与
19、瓦斯突出的预测和预防工作。5）开采中特别是在开采深度较大的情况下，尽量避免应力集中，遇坚硬顶板煤层，注意顶板大面积冒落的冲出地压的发生。6）加强地质灾害的调查和防治工作，生产过程中加强地质灾害的调查和监测，发现地质灾害的产生和变化，应及时采取相应措施。7）注意环保工作，保证环保投入，加强排污治理与综合利用。五、编制内容依据的法、条例、规程、规范、细则1、国家煤矿安全监察局2010年颁发的煤矿安全规程；2、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第5号令煤矿安全生产基本条件规定；3、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第8号令煤矿企业安全生产许可证实施办法；4、 煤矿建设工程安全监察手册
20、，国家煤矿安全监察局、煤矿安全监察一局；5、 能源部制定的煤炭工业小型煤矿设计规定；6、煤矿一通三防安全知识，煤炭工业部；7、关于强化一通三防工作控制瓦斯煤尘事故的通知，煤炭工业部；8、煤矿安全监察条例，中华人民共和国国务院令；9、矿井通风安全监测装置使用管理规定，中国统配煤矿总公司；10、煤矿企业安全生产管理制度规定，国家煤矿安全监察局；11、国务院文件2005446号令，关于国务院关于煤矿生产安全事故的特别规定(试行)；12、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件安监总煤矿字2005120号文件，关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知；13、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察
21、局文件安监总煤矿字2005133号文件，关于印发煤矿重大安全生产隐患认定办法(试行)的通知；14、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件安监总煤矿字2005134号文件，关于印发煤矿隐患排查和整顿关闭实施办法(试行)的通知；15、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件安监总煤矿字2005135号文件，关于印发煤矿安全培训监督检查办法(试行)的通知；六、其他说明1、煤矿在生产过程中，本设计中未涉及到的内容须严格执行煤矿安全规程、煤矿安全监察条例、煤炭工业小型煤矿设计规定及有关规定。2、矿井在生产过程中巷道掘进和工作面回采必须编制掘进工作面作业规程和回采工作面作业规程，并编制相
22、应的安全生产措施。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、位置、交通鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司位于鹤壁市淇滨区金山办事处许家沟村，。矿区内有不足3km的地方公路与107国道及市区主干公路连通，另外矿区距鹤壁火车站3km，距鹤煤集团公司铁路专用线不足3km，交通较为便利。二、自然条件1、地形、地貌本区地貌类型属太行山区之前缘丘陵地貌的一部分，为侵蚀成因的丘陵地貌，在矿区北部和南部各有一丘岗。其中南部丘岗标高为184.5m，岗下最低标高109.5m地形高差75m。北部丘岗标高164.4m。丘岗之间为弱等切割的冲沟坳地或平坦谷地，平时无积水，雨季可泻洪。2、水系该地属卫河水系、海河流域，
23、淇河流经该矿南端，本段河床宽超过100m，坡度约为0.3，水流平缓，有小河漫滩，河北岸似有内迭式二三级阶地。在许家沟村西有一O2 石灰岩上升泉群，常年涌水量约1.4m3/min,流入淇河。 3、气象本区属北温带大陆性干旱型气候。(1)气温：该地区年平均最高气温年份是1961年（15.3），最低份是1964年（13.1），一般年份平均气温为14.5。最高气温可达42.3（1967年6月4日），最低气温可低至15.5（1967年1月15日）。（2）湿度：年平均绝对湿度11.63毫巴，年平均相对湿度60。（3）降雨量：年降雨量最大为1394.1毫米（1963年），最小为266.6毫米（1965年），
24、平均年降雨量679.8毫米，雨期集中在七、八月份。（4）发量：本区蒸发量大于降雨量，统计资料表明，最大年份蒸发量2695毫米（1965年）,最小年份1859.3毫米（1979年）年平均蒸发量2264.1毫米。（5）风向、风速：每年八月至来年二月北风多，最高风速可达25m/min,每年三至七月多南风，最大风速14m/min。（6）地表温度：年平均最高值13.68，最低值9.3，平均值13.3，冻土厚约0.3m。4、地震从历史地震资料分析整理可知，本区及临区烈度小于度的地震多次发生，烈度度度地震涉及本区者从1303年至今，至少有19次，本区最大烈度度。河南省地震局把本区地震烈度设定为度。三、相邻矿
25、井概况鹤壁市许沟煤矿位于大河涧许沟煤矿有限责任公司井田北边界F1067断层北侧，该矿于1976年5月建井，生产能力21万吨/年，开采二1煤层，二个立井开拓，井深179m，开采水平标高-250m，矿井正常涌水量60m3/h，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性，煤层无自燃发火倾向。四、主要自然灾害1、瓦斯该矿2008年度瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井，根据邻近鹤煤十矿瓦斯突出情况，预计在开采该矿深部煤层时易发生瓦斯突出或爆炸等瓦斯事故灾害。3、煤尘该矿2008年度煤尘等级鉴定为煤尘具有爆炸性。4、煤的自燃该矿2008年度煤尘等级鉴定为煤有自燃倾向性，发火期36个月。5、矿井水该矿12采区为河下采煤，河下采煤设计
26、由省煤炭工业局批复，河下采煤不会影响生产。主要矿井水为八灰水、二灰水、奥灰水、底板裂隙水均是矿井水患。6、其他灾害地下开采可能引发和加剧以下地质灾害：矿井开采过程中，随着煤层开采面积的增大，须建立对矿区地表的形变监测制度，对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，须采取相应的预防措施。五、矿井开采情况1、矿井开发情况矿井为生产矿井。矿井工业场地布置在主井和副井附近，采用立井开拓，两水平下山开采。主井井口标高为+138.88m，直径4.2m,井深208.188m。副井标高为+139.6m，直径3.8m,井深182.34m。通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。2、矿区水
27、源、通信及电源情况1）水源矿山生活水源取自井口附近小井（距副井30m左右），其水量充足，水质无污染，可作为生活用水。2）电源矿井采用双回路供电：矿井的主、备供电源分别引自冷泉110kV变电站和矿务局柴厂35kV变电站，电压等级分别为10kV和6kV，设计输电线路分别为LGJ-120/5km和LGJ-240/4km，两者互为备用。线路导线截面经计算可满足本矿井的供电要求。电力负荷全矿井用电设备装机总台数153台，其中工作116台；设备安装总容量为：5540kW,其中工作容量为3365kW。本矿井最大计算负荷为：P1=2147kW,Q1=1412kVar,矿井年耗电量为1008万kWh，吨煤耗电量
28、为33.61kWh。送变电经全矿井用电负荷统计计算，结合矿井实际情况，设计利用矿井工业场地内10kV变电所，在10kV电源线路侧安装一台S9-1600/10、10/6电力变压器，利用一台原有S9-800/10、10/6电力变压器。变电所安装2台400kVA动力变压器，型号均为S9400/6、6/0.4kV，供地面副井绞车、注浆站、锅炉房、空气加热器室、机修车间、生产系统等动力负荷和照明负荷用电。2台变压器一用一备。变压器最大负荷率0.76。主井绞车和主通风机采用6kV高压双回路供电。变压器采用室外布置方式。工业场地变电所6kV系统采用单母线分段接线形式，室内双排布置，设备利用GG1A型开关柜，
29、内设真空断路器。为了减小井下短路容量，正常情况下，工业场地10kV变电所6kV母线并列运行。安装600kVar高压电容器，对矿井无功进行补偿，补偿后矿井功率因数达到0.93。工业场地变电所低压侧系统采用单母线分段接线方式，设备选用GGD2型开关柜，低压母线上均选用2套GGJ成套无功自动补偿装置，对矿井低压无功进行调节。变电所接地电阻要求小于0.5。为了防止雷电侵入波，在线路进线处装设避雷器保护。地面供配电矿井工业场地10kV变电所安装一台S9-1600/10、10/6电力变压器，利用一台原有S9-800/10、10/6电力变压器，以6kV向井下（2回）供电；以6kV双回路向主井绞车供电；以6k
30、V双回路向主通风机供电。在矿井工业场地10kV变电所安装2台400kVA动力变压器，型号均为S9400/6、6/0.4kV，一用一备，负荷系数为0.76。选用GGD2型低压开关柜，以380V双回路电缆向副井绞车、消防水泵房、副井井口房、主井井口房、空气加热室等一、二级动力负荷供电。以380V单回路电缆向办公楼、注浆站、机修车间、坑木房、矿井水处理站等动力及室内外照明供电。工业场地内室外照明，采用一般照明灯具，用电缆直埋敷设，采用手动控制方式。3）井下供配电本矿井井下中央变电所变压器利用原有矿用一般型，其他高低压电气设备均采用矿用隔爆型；-270m水平变电所、采区1号和2号变电所高低压配电设备均
31、选用矿用隔爆型。其它地方电气设备亦采用矿用隔爆型。井下负荷井下负荷为：最大涌水时计算有功功率1476.05kW，计算无功功率1015.13kVar，计算容量为1791.43kVA。选用2根MYJV42-6000 395煤矿用阻燃交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆沿主井井筒引下至井下中央变电所，当一回故障时，另外一回能保证井下用电设备的正常运行。中央变电所为单母线分段接线，以6kV电压双回路向-270m水平变电所供电，电缆采用MYJV226000、370mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。-270m水平变电所为单母线分段接线，以6kV电压分别向采区1号和2号变电所供电，电缆分别采用MYJV226000、325mm2和MYJV226000、350mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。井下电压井下电压等级：井下高压6kV，低压660V，照明及手持式用电设备为127
