通风系统改造325.docx

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通风系统改造325

兴隆县平安矿业有限公司

通风系统调整

方案

二零一二年三月

兴隆县平安矿业有限公司

通风系统调整

方案

设计规模：

150kt/a

经理：

蔡晓青

总工程师：

王玉和

安全副总：

戴忠民

二零一二年三月

目录

前言1

第一章矿井概况及安全条件4

第一节矿井概况4

一、地理位置4

二、矿井生产系统情况5

第二节安全条件7

一、地质特征及构造7

二、煤层及顶底板岩性8

三、煤质10

四、矿井水文地质10

第三节其它开采技术条件14

一、瓦斯14

二、煤尘和煤的自燃15

三、冲击地压16

四、地温预测16

第四节矿井现状16

一、工程性质16

二、井田开拓开采16

第五节矿井通风系统改造内容17

一、矿井通风系统改造的目的17

二、矿井通风系统改造的原则18

三、矿井通风系统改造内容18

四、井巷工程调整和优化19

五、主要巷道布置19

六、调整后通风系统20

第二章矿井通风21

第一节概况21

第二节矿井通风21

一、通风方式21

二、工作面通风系统21

第三节风量配备22

一、计算矿井风量的基础数据22

二、矿井风量计算原则23

三、风量计算23

四、矿井通风阻力计算27

五、主要通风机的选择35

六、矿井反风方式、反风系统、设施及要求37

七、主要通风机管理要求37

八、局部通风机管理要求38

九、矿井通风系统的合理性、可靠性和灾能力分析39

第三章地面建筑42

一、基本原则42

二、土建建设工程42

三、结构设计42

第四章项目改造计划43

一、项目实施前期工作43

二、施工工期43

第五章技术经济46

一、投资估算依据46

二、建设投资46

第六章通风安全47

一、预防瓦斯灾害的措施47

二、预防煤尘爆炸的措施47

三、预防井下火灾的措施47

四、安全出口48

附件：

48

前言

兴隆县平安矿业有限公司井田范围内煤炭开采历史悠久，解放前后均有地方小窑开采。

兴隆县平安矿业有限公司的前身于1958年4月建立的平安堡煤矿。

1959年投产，当时有长潭沟井、克梨木井进行生产。

1959年建设磨石沟井，于1961年开始在河西区兴建菜园斜井，于1973年投产。

矿井能力当时为30kt/a。

经三年技术改造，矿井生产能力提高到110kt/a、随后长潭沟井、磨石沟井相继关闭。

1991年核实矿井生产能力150kt/a。

当时只有菜园井河东区正在生产，2004年10月矿井技改，2005年企业改制，其性质为有限公司，属民营企业，2006年8月投产，2006年9月20日经河北工程大学核实矿业综合生产能力为150kt/a。

2009年11月11日与开滦集团兴隆矿务局承德隆兴地方矿业有限责任公司签订了正式托管协议；2011年8月1日公司与开滦集团承德兴隆煤业有限责任公司兼并重组，改制成国有控股股份制公司。

采矿许可证号为C1300002010071120069864,生产能力15万t/a，有效期为2010年7月8日至2015年7月8日。

现六证照齐全，属生产矿井。

经过50余年的开采，矿井开采区域已由深部转入浅部进行复采，对深部270以下进行封闭。

解决了原矿井生产环节多、生产系统复杂、通风困难，生产成本高、矿井生产管理复杂等难题，为此进行通风网络优化，改造通风系统，提高矿井抗灾能力，巩固安全生产基础。

目前矿井尚有一定的储量资源，具备一定的开采价值。

在此基础上为适应承德兴隆矿业公司“两融一推”的发展要求，实现未来五年的奋斗目标，经公司研究决定，工作面全部撤到270水平及以上，进行复采，因此开展了通风系统改造设计工作，调整和完善巷道系统，通过封闭、补充部分井巷工程，优化矿井通风系统。

1、设计依据

①.《煤矿安全规程》；

②.《AQ1028-2006煤矿井工开采通风技术条件》

③.《矿井通风安全装备标准》；

④.《1044-2007矿井密闭防灭火技术规范》

⑤.《AQ1020-2006煤矿井下粉尘综合防治技术规范》

⑥.《矿井瓦斯抽放管理规定及反风规定》；

⑦.《煤矿在用主要通风机系统安全检测检验报告》承德市鹰手营子矿业安全检测检验有限公司，2009年10月12日；

⑧.《兴隆县平安矿业有限公司储量核实报告》承德地区煤炭地质队，2007年9月20日；

⑨.《煤尘爆炸性和煤自燃倾向性检测检验报告》唐山冀东矿业安全检测检验有限公司，2010年4月30日；

2、设计指导思想

矿井通风系统技术改造设计的指导思想是以安全生产为根本，以经济效益为中心，以现有矿井生产系统为基础，力争使矿井技术改造项目实现投资少、工期短、达产快、效益好，全面满足矿井安全生产要求。

3、设计内容

矿井通风系统改造设计的内容是在充分分析通风系统和其它生产系统的前提下，制定矿井通风系统改造项目的实施方式和方法。

重点是利用已有工程，简化通风系统、缩短通风线路、减少通风阻力、封闭闲置巷道、减少采空漏风。

同时客观分析矿井通风系统改造项目实施过程中可能存在的有关问题，提出有效的解决手段。

4、存在的问题

矿井进回风巷工程断面偏小，矿井通风阻力偏大，需要采取降阻措施。

第一章矿井概况及安全条件

第一节矿井概况

一、地理位置

1、位置与交通

兴隆县平安矿业有限公司位于兴隆煤田的西部边缘，地处承德市兴隆县县城东北方距兴隆县县城20km，鹰手营子矿区西南7.5km，矿区中心地理坐标东经117°35′22″，北纬40°29′34″。

京承铁路从该矿矿区中部通过，东北1.5km为北马圈子车站，有铁路专用线直达本矿贮煤场，且有112线公路与之相连，交通十分便利（见1-1矿区交通位置图）。

图1-1矿区交通位置图

2、地形

该矿井位于燕山山脉中段偏北地带，四面环山，均为太古界、元古界和古生界地层构成的高山。

山峰在该矿以东为近东西走向，西部为北东—南西走向，平均海拔+700m，最高山峰海拔+859m。

山峰陡峻，地形坡度大，山谷阶地发育，地形条件复杂，为壮年期山地。

3、河流

柳河呈蛇曲型从矿区东部穿过，向北转东方向流去汇入滦河。

其流量随季节变化，估水期流量很少，洪水期流量剧增。

柳河水系对兴隆县平安矿业有限公司及原南马圈子井田煤炭资源的开发影响较大，特别是河床第四纪冲积物直接覆盖在煤系地层之上，是矿井涌水的主要来源。

4、气候

本区属大陆性温带气候，冬季寒冷、夏季酷热，四季分明，每年的1月最冷，7月最热，最高气温36.6℃，最低气温-28.1℃。

年平均相对湿度60%。

全年多西南风，最大风速20m/s。

冬季少雨雪，汛期在7、8、9三个月，年均降雨量700～450mm，日最大降水量为258mm/d，冬季冰冻期达134天，土层最大冻结深度达1.19m。

矿区历史最高洪水水位+507m。

二、矿井生产系统情况

1、通风系统

矿井采用中央边界抽出式通风方式。

主提升井、人行井、2#井、磨石沟井、1#风井进风，3#回风斜井回风。

回风井安装二台型号为FBCDZ-6-№16对旋轴流式通风机，电机功率2x75kW。

掘进工作面配备YBT-51，52型局部扇风机，采用压入式通风。

2、供水系统

矿区工业广场生产、生活用水取自井下+270m净水仓，经水泵排至地面300立方米水池，通过直径4寸的供水管从地面供到+270水平，+270至工作面主供水管路直径为2寸管、分支管路为1寸管，供水管路利用静压送至各工作面用水地点。

3、供电系统

公司采用双回路电源供电：

主供电源10千伏引自煤岭沟35千伏主电站“522”线，备用电源6千伏引自建龙铁厂变压站“616”线。

矿井在东山变电所，安装一台S11-3150/10/6变压器一台，6KG高压电源直接下井引用。

工业厂场安装二台6000/400变压器（容量分别为S7-180/6/0.4和S7-250/6/0.4，容量分别为180KVA和250KVA，供地面用电。

井下在+440m水平、+345m和+270m水平设变电所,全矿装机总容量2800Kw，运行设备总容量约2100Kw。

4、排水系统

①.井下涌水情况：

现矿井正常涌水量160立方米/小时，最大涌水量为270立方米/小时。

其中+270水平涌水量100立方米/小时，最大涌水量170立方米/小时,+440水平涌水量60立方米/小时，最大涌水量100立方米/小时。

②.各水平泵房排水情况：

437水泵房安装安装水泵6台，型号为200D--43×3扬程122米，流量288，配套电机功率160KW，隔爆型3台，另有水泵型号为150DZ--30×5扬程245米，流量155，配用110KW隔爆电动机台。

270泵房安装水泵6台，其中型号为D155--30×9，扬程261米，流量155，配用180KW电动机3台，型号为50D--30×5扬程145米，流量155，配用电机155KW3台，6台水泵使用4台，备用一台，检修一台。

排水至440水平及地面柳河，排水管路4条，其中8寸2条，6寸1条，4寸1条。

5、通讯系统

矿内程控交换机直接与马圈子邮局网通相连，矿内井上、下全部采用程控拨号电话，矿设100对电缆通至全矿井，分布到各工作面及车场和机房硐室。

矿调度室电话6233。

第二节安全条件

一、地质特征及构造

本区位于兴隆煤田西部，而兴隆煤田在构造区划分中的位置处于中朝准地台（Ⅰ2）燕山台褶带（Ⅱ22）马兰峪复式背斜（Ⅲ27）宽城凹褶束（Ⅳ224）鹰手营子不完整的倒转背斜（Ⅴ）之中。

1、地层

本区分布地层由老至新依次为：

太古界单塔子群，中上元古界长城系、蓟县系、青白口系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系中统本溪组（本区称基底层C2b1、马圈子层C2b2）、上统太原组（本区称北山层C3t1、张家庄层C3t2、喇嘛沟层C3t3），二迭系下统山西组﹙（本区称荒神山层P1s1）、下石盒子组（本区称茂山层P1x2），中生界侏罗系、新生界第四系等。

详见矿区地层表。

2、构造

由于本区所处构造位置，除南部边界断裂外，井田内存在次一级的高角度逆冲断层组及近水平弧形断裂，伴生和派生小断层非常多。

从井巷工程揭露和控制来看，次一级构造间切割严重，产状变化很大。

在剖面上形成弧形的逆冲断层切割严重，造成井田中部有不同程度的断裂破碎带和牵引褶曲，井田内地质构造主要表现特征为：

①、断裂构造主体展布方向为北东～南西向，按断层性质分以逆断层为主。

②、区内褶皱构造受断裂构造控制，多为牵引褶曲。

③、矿内岩浆侵入不甚强烈，大部分发生在西北部，经分析与断裂构造有关联，以中酸性侵入岩为主，呈岩床岩墙状侵入。

④、构造运动以印支运动始，燕山早、中期运动加强和消失，多显水平运动，断裂构造结构面力学性质呈压性或压扭性。

3、岩浆岩

本区从地表勘探钻孔及井巷工程中发现有少量岩浆岩侵入体存在。

其大部沿断层结构面侵入，形成似层状的岩床，岩性以灰白色的中性微晶至隐晶闪长岩及闪长斑岩为主，由于其侵入方向及规模关系，仅在本井田西偏北部石炭系本溪组有所发现，局部侵吞了十号煤层。

此外，四层煤局部也有岩浆岩侵入，对矿井生产影响甚微。

四、矿井水文地质

①.地表水

该矿地表为柳河水系，呈蛇曲型从井田东部通过，向北转东方向流去汇入滦河，流量随季节变化，洪峰期流量剧增。

近年来，每到雨季，本矿加大观测力度，设置各个观测站，严密监控柳河水位、周边闭坑小煤窑原井口封闭情况，以及该矿井下涌水情况，发现异常及时处理。

②.含水层

矿区范围内含水层有第四系冲积层（Q4）、下二迭系兴隆群的茂山组（P12）、下二迭系兴隆群的荒神山组P11、上石炭系太原统北山砾岩组（C31）、上石炭系太原统张家庄组C32、中奥陶系马家沟组（O2）及F14号逆掩断层上盘震旦系蓟县统雾迷山组（Z2W）含水层。

对矿区来说，茂山组是煤系地层中的主要含水层，具有较强的透水性，但经钻探和井下采掘证实，在接近二层煤的上部及下部岩层时的涌水量并不大。

其它含水层，如荒神山层（主要为中粒砂岩）、张家庄层（主要为中粒砂岩和粉砂岩）、北山层（砾岩和砂岩）一般为铁质、硅质胶结，致密坚实，透水性微弱，经抽水试验证实其渗透系数为0.0025m/d，相当于茂山组的十分之一，从井下实见滴水，也多为裂隙水，对井下不会有大的影响。

③.井田充水因素与涌水通道

通过对上述各含水层的分析来看，矿区内各含水层富水性及渗透性能均差，对矿井生产影响甚小。

断裂构造大部为压性构造，封闭性能好，在未采动的情况下，起阻水或隔水作用。

按照《煤矿防治水规定》对矿井水文地质类型进行划分，本矿井为补给条件一般，有一定的补给水源少；单位涌水量0.1＞q≥1.0，L/sm；老空积水位置、范围、积水量清楚；正常涌水量180＜

≤600m3/h;最大涌水量300＜Qmax≤1200m3/h；偶有突水；采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全；防治水工作易于进行的水文地质条件属于中等顶板裂隙直接进水型矿井。

第三节其它开采技术条件

一、瓦斯

兴隆煤田以地质构造复杂，岩浆岩侵入强烈，矿井瓦斯含量高而著称，但瓦斯的赋存具明显的分区、分带性，它与矿井地质条件密切相关，主要受煤系岩性组合特征和沉积古地理环境、煤的变质程度、区域地质构造三大地质因素的影响和控制。

虽然本区含煤岩系为海陆交互相沉积，围岩大部分为泥质和铝土质胶结，透气性差，是瓦斯赋存的天然良好场所，但本区地处兴隆煤田西部边缘，含煤岩系厚度较小，变化较大，加上后期构造运动的影响，使煤系地层切割严重，应力释放的过程中并伴随瓦斯的逸出，使本区矿井瓦斯含量较兴隆煤田其它矿低。

根据河北省煤矿安全生产监督管理局“关于承德市地方煤矿2010年度矿井瓦斯鉴定批复（冀煤安办[2010]50号）”，瓦斯绝对涌出量1.40m3/min，相对涌出量6.19m3/t，CO2绝对涌出量2.1m3/min，相对涌出量10.48m3/t，该矿为低瓦斯矿井。

虽然如此，从地质构造与含煤沉积古地理环境等综合因素分析，本区仍具备存在高瓦斯带的可能性。

随着开采深度的增加，瓦斯含量势必加大。

在今后的开采过程中要加强矿井瓦斯预测预报和监测工作，还需进一步搞好井巷施工中瓦斯管理工作。

二、煤尘和煤的自燃

2010年4月份矿井取样送唐山冀东矿业安全检测检验有限公司化验，结果为：

Ⅱ类自然。

四层、六层煤煤尘爆炸性鉴定有煤尘爆炸性，必须进行防尘综合治理，详见如下

四层煤煤样检验项目

检验项目

检验

结果

检验项目

检验

结果

水分Mad（%）

0.55

煤尘爆炸性

火焰长度（mm）

50

干燥无灰基挥发分Vdaf（%）

46.90

抑制煤尘爆炸性

最低岩粉量（%）

60

干基灰分Ad（%）

50.75

煤尘爆炸性

有

干基全硫St,d（%）

2.96

自燃倾向性

吸氧量cm3/g.干煤

0.42

真相对密度TRD

1.89

自燃倾向性等级

Ⅱ级

自燃倾向性

自燃

六层煤煤样检验项目

检验项目

检验

结果

检验项目

检验

结果

水分Mad（%）

0.31

煤尘爆炸性

火焰长度（mm）

170

干燥无灰基挥发分Vdaf（%）

43.73

抑制煤尘爆炸性

最低岩粉量（%）

80

干基灰分Ad（%）

33.31

煤尘爆炸性

有

干基全硫St,d（%）

0.66

自燃倾向性

吸氧量cm3/g.干煤

0.54

真相对密度TRD

1.61

自燃倾向性等级

Ⅱ级

自燃倾向性

自燃

三、冲击地压

该矿井无冲击地压

四、地温预测

根据资料，地温梯度0.55℃/100ｍ，最大为7.7℃/100ｍ，平均1.25℃/100ｍ，属地温正常区。

第四节矿井现状

一、工程性质

该矿井属于生产矿井。

二、井田开拓开采

1、井田境界

井田范围由14个拐点坐标圈定，井田走向长1.1Km，倾斜宽1.6Km，面积1.973km2，开采深度+740m～±0m，井田拐点坐标见表1-2。

矿区范围拐点坐标表

编号

X

Y

编号

X

Y

1

4486226

39549810

8

4484600

39550032

2

4486070

39549788

9

4484800

39549952

3

4485894

39550388

10

4485000

39549724

4

4485320

39551000

11

4485654

39549452

5

4484870

39551000

12

4485955

39549000

6

4484398

39550693

13

4486150

39549502

7

4484266

39550318

14

4486343

39549652

开采深度：

602—±0m矿区面积：

1.973km2

2、储量和服务年限

兴隆县平安矿业有限公司截止2011年底，可采储量为960kt，按矿井年生产能力150kt/a计算，矿井剩余服务年限为：

服务年限＝矿井可采储量/年生产能力*储量备用系数（1.6）

代入:

960÷150×1.6=6.4a

3、井田开拓

矿井采用片盘斜井多水平开拓方式，中央边界式通风，条带式走向短壁采煤方法。

矿井现有使用六条斜井通达地面，它们分别是主提升井、人行井、2#风井、1#风井、磨石井和3#风井。

4、采区布置

⑴、开采范围

矿井目前+270m标高以下已回撤完毕，现作业区域在+270m以上进行复采。

⑵、开采水平

根据巷道布置情况，矿井可划分为三个开采水平，即+437m水平和+400m水平及+270m水平。

主要巷道工程包括：

270工作面轨道上山和运输上山；345工作面运输石门；400两个工作面运输、回风平巷；440工作面运输、回风平巷；360工作面运输、回风平巷。

在复采工作面回采时，严格按照《河北省承德地区平安堡煤矿4270区柳河等地表建筑物和构筑物下可采可行性研究报告》（煤炭科学研究总院唐山分院矿山测量研究所，1997年2月）所确定的采留比进行布置．

工作面回风和运输顺糟均沿煤层底板按等高线布置．

第五节矿井通风系统改造内容

一、矿井通风系统改造的目的

兴隆县平安矿业有限公司井田范围内煤炭开采历史悠久，随着矿井开采区域转移，经后期开采造成了一定的困难，主要表现为以下几点：

1、通风路线长、通风巷道断面小、通风阻力大；

2、巷道总体布置复杂；

3、由于小煤窑在该井田浅部的无续开采，使矿井通风系统与地表沟通严重，漏风量大，容易引起采空区自燃。

矿井通风系统改造的目的就是彻底解决矿井通风系统复杂、困难的问题，使矿井生产管理水平和安全管理水平得到一定程度提高。

二、矿井通风系统改造的原则

1、有利于矿井的简化，做到环节简单，系统可靠；

2、有利于环境保护，满足公司节能减排规划的总体要求；

3、尽量缩短技术改造时间，做到早投入、早受益；

4、满足《煤矿安全规程》以及《煤炭工业设计规范》以及相关安全规定的要求。

5、充分利用现有设施和巷道工程，尽可能优化布置，减少工程量，减少工程投资。

三、矿井通风系统改造内容

1、矿井通风系统改造方案的确定

⑴、通风系统改造方案指定原则

依据兴隆县平安矿业的复采实际、矿井资源开发的各种技术条件和矿井现有生产系统的可利用情况，充分依靠现有系统，通过对目前井巷工程和现在生产系统的完善和改造，达到矿井技术改造目的为原则，提出矿井通风系统技术改造方案。

⑵、通风系统改造方案的内容

①.完善通风系统；

恢复原井田的1#风井、磨石井，通过补充、完善和套修等，改为公司通风系统改造后的进风井。

考虑到400两个工作面通风系统的完善，需在1.2米绞车房至437大巷，补充施工一条回风平巷,同时要在1.6米上车场构建一组光感式永久联锁风门，1.2米甩车场构建一组光感式永久联锁风门，16米绞车房绕道构建一组永久联锁风门隔开进、回风流。

井下炸药库实现独立通风，东山石门建一组永久联锁风门隔开进、回风流，井下炸药库建一组调节风门，调节风量使风流满足炸药库供风量。

增大360工作面、440工作面的有效风量，需要在主提升井下车场构建光感式永久联锁风门，人行井下车场构建一组永久联锁风门，440水泵房与地面人行井联通巷道临时风门改为联锁式调节风窗，1#风井进风构建调节风门，保证各工作面的风量满足生产的需要。

②.封闭闲置巷道；9270回风巷（270大巷九糟巷口、385下山九糟巷口）、4270回风巷（270工作面人行道往里、28末端车场）

③.套修漏风巷道；7270、6270、385以及440工作面、360工作面的回风巷进行封堵，降低外部漏风率。

四、井巷工程调整和优化

矿井通风系统改造完成后，1#风井、磨石井、2#风井作为矿井主要进风井。

主提升井、人行井仅作为矿井的安全通道，参与辅助进风；担负矿井煤炭、材料、矸石、设备以及人员的升降任务。

3#风井作为矿井的专用回风井，不参与提升工作。

五、主要巷道布置

恢复1#风井至437大巷是一部暗斜井，采用砌碹+锚喷支护，平均断面不低于6.0m2。

恢复磨石沟井至437大巷之间的巷道，采用砌碹+锚喷支护，平均断面不低于5.6m2。

补充施工400工作面的420回风巷和440回风巷，因岩层稳定，可采用裸体巷道，断面约4.6m2.。

六、调整后通风系统

地面→1#风井→437大巷→南山437→3#风井→地面

地面→磨石沟井→360平巷→440平巷→437大巷→南山437→3#风井→地面

地面→2#风井→440平巷/1.6米绞车房→1.6米主井/东山人行井→270大巷→270人行上山→270集中运输巷→270运输上山→270工作面→270轨道上山→6270回风巷→7270回风巷→385上山→南山437→3#风井→地面

地面→2#风井→440平巷→1.6米主井→四层采区下部车场→400人行道→4001运输巷→4001工作面→4001回风巷→420回风平巷→1.2米主井→440新掘回风绕道→437大巷→南山437→3#风井→地面

地面→2#风井→440平巷→1.6米主井→四层采区下部车场→400人行道→4002运输巷→4002准备工作面→4002回风巷→运料绞车房→1.6米主井绕道→1.2米绞车房→440新掘回风绕道→437大巷→南山437→3#风井→地面

第二章矿井通风

第一节概况

根据河北省煤矿安全生产监督管理办公室冀煤安办【2010】50号批复，公司瓦斯绝对涌出量1.40m3/min,瓦斯相对涌出量6.14m3/t；二氧化碳绝对涌出量2.10m3/min,二氧化碳相对涌出量10.48m3/t。

鉴定结果为低瓦斯矿井，无煤与瓦斯突出危害。

根据唐山冀东矿业安全检测检验有限公司2010年10月份鉴定结果：

该矿井四号和六号煤均为Ⅱ类自燃煤层，发火期18个月。

根据唐根据唐山冀东矿业安全检测检验有限公司鉴定结果：

该矿井四号和六号煤具有煤尘爆炸性。

第二节矿井通风

一、通风方式

1、改造前通风方式和通风系统

矿井采用中央边界式通风方式，抽出式通风方法。

主提升井、人行井、2#风井为进风，3#井风井为回风，井口最低的标高为2#风井标高+507m。

2、改造后通风方式和通风系统

矿井采用中央边界式通风方式，抽出式通风方法。

主提升井、人行井、2#风井、1#风井、磨石沟井为进风，3#井风井为回风，井口最低的标高为2#风井标高+507m。

二、工作面通风系统

1、新鲜风流

地面→1#风井→440工作面

地面→磨石沟井→