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1、辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 小康矿南二采区矿井通风及降温系统设计 指 导 教 师 张一夫 院（系、部） 安全科学与工程学院 专 业 班 级 安全工程(安全信息工程与检测监控系统)10-1班 学 号 1003040122 姓 名 吴永泽 日 期 2014年3月29日 一、选题的目的、意义和研究现状（一）、选题目的及意义煤矿井下开采存在着瓦斯及其他有害气体，存在着瓦斯、煤尘爆炸，火灾和煤炭自燃等危险，是煤矿安全生产的隐患。矿井通风系统作为矿井生产系统的重要组成部分,对维护矿井安全生产发挥着极为重要的作用,矿井通风系统是否良好,对矿井节能降耗和抗灾能力也具有十分重要
2、的作用,是矿井安全生产的保障系统。矿井通风系统是煤矿生产的一个重要环节,用于保障煤矿的安全生产1。为了创造良好的煤矿生产作业环境，对瓦斯、煤尘和火灾实现切实可行的防治，最经济、最基础的解决方法就是搞好矿井通风工作。而矿井监测监控系统是人们为预防矿井瓦斯、煤尘、火灾等灾害事故，改善矿井安全生产状况，切实有效的控制煤矿灾害的发生，实现矿井安全生产所采取的一项重要措施2。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监测监控系统是煤矿企业重点考虑的一个问题。通风系统的基本任务是：供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量（成份、温度和速度）和数量
3、符合国家安全卫生标准，维持良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故,保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。通过大学四年的对安全工程的认真了解与学习，我比较系统的掌握了安全工程专业的几门重要课程，煤矿地质学、采煤概论、通风安全学、安全管理学、安全系统工程等主要课程。我希望在通过对自己在实习单位收集的资料认真阅读和对毕业设计论文指导书得阅读，使我的毕业设计能够做的更好质量更高。通过指导老师张老师的帮助和建议，能够使我对矿井通风系统设计有更好的理解，能够更好的把所学习的理论知识应用到实践中去，从而能够提高我的实践能力通过毕业设计小康矿南二采区矿井通风及降温系统设计，了解井巷开拓和布置的方
4、式、方法，掌握矿井通风系统设计及矿井监测监控系统设计的相关内容。在专业教师的指导下，严格按照煤矿安全规程4的有关规定，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制图，参照煤炭工业设计规范5，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，并通过煤炭工业采矿设计手册6检验各项参数是否达到要求，完成对小康矿西二采区的矿井通风及监测监控系统设计，为今后的工作和学习打下坚实的基础。（二）、国内外矿井通风及降温系统研究现状（1）国内外矿井通风技术现状国外矿井通风发展历史悠久，早在1902年爱尔兰就
5、成功研制了世界上第一台多叶片矿井通风机。这台通风机的安装使用使井下通风发生了巨大的变化。从那时起多叶片风机对于发展整个风机技术做出了许多重要的贡献。60年代至70年代初期，风机技术水平发展较快，至70年代初，随着矿井开采的大型化深度化，以及高强度采矿方法和无轨柴油运输设备的广泛使用，使矿井需要的风量和负压大大增加。因此这些因素使现代化矿井需要大型的矿井通风机，来满足大风量和高负压的要求。所以通风机的大型化和高压化在国外有了快速的发展。此时风机的最大直径达到5.38m,风量最大为250万M3 /h，负压最大915mmH2O。但是随着近年二十年来世界各主要工业国家对能源的开发和利用的依赖性较大，工
6、业 发展速度放慢，因此对各种大型工业装置的需求骤减。因而风机大型化、高压化程度基本上都停留在70年代的初期水平。与此同时，风机的发展则开始转向以节省能源和防止为目标的高效化、高速小型化、组装化和低噪声化。同时随着计算机术的发展，计算机技术在风机设计，通风系统优化等方面广泛应用。目前，我国十分重视煤矿通风安全工作，颁布了一系列安全生产法规和劳动保护法令，并成立了专门的监督监察机构，不断的修订煤矿安全规程。尤其是中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国矿山安全法、中华人民共和国煤炭法等法律法规的颁布和实施，使我国的煤矿安全生产走向了法制化的轨道。更重要的是，我国在矿井通风技术方面也有了很大的发展。
7、当前，我国的各类煤矿普遍实现了机械通风，通风系统布置大体能够实现分区通风,在安全检测和质量管理方面基本实现了矿井通风质量标准化管理。近年来计算机技术7在煤矿生产领域得到了广泛的应用，这推动了矿井通风设计、矿井通风系统优化和检测监控工作的发展8，并编制出了多种通风网络解算、主要通风机选型优化等应用软件。同时开发了一些功能更齐全的智能化通风仪表，其中坏境检测系统已经得到了广泛的应用。（2）国内外降温系统发展状况9国外对矿井高温现象的描述，最早可追溯到16世纪。直到20世纪20年代，对于高温现象的研究都只是局限于矿井地温及巷道温度的观测，在理论上的研究很少。但是 不可否认，这些研究积累了大量的技术数
8、据和观测资料，取得了非常重要的技术成果。世界矿业发达国家如美国、德国、英国、前苏联、巴西、南非等，为了改善作业环境提高劳动生产率，相继开展了矿井热害的预防和治理工作。这些国家的学者们在矿井风温预测、岩石热物性参数的测定、地温的观测、系数的计算等方面做了大量的研究，为矿井热害的治理奠定了基础。我国矿井热害治理工作始于20世纪50年代，直到80年代后期才取得实质性进展，相继有相关的论文和著作问世。近年来的统计资料表明，我国己有140余对矿井出现了不同程度的热害问题，其中采掘工作面风温超过30的矿井己达60余对。我国高温矿井越来越多，矿井热害问题越来越受到矿业界的关注。 我国矿井空调始于20世纪70
9、年代初，淮南九龙岗矿设计了我国第1个矿井局部制冷降温系统；80年代在新汶孙村矿设计了我国第1个井下集中制冷降温系统；90年代又在新汶孙村矿设计了我国第1个地面集中制冷降温系统；2002年又成功设计了冰冷低温辐射空调降温系统。与国外相比，这些系统规模不大，发展速度缓。 但是进入21世纪以来，无论从技术上还是从规模上，我国的矿井空调都在快速发展。2000年以来，各高校和科研院所相继在东滩矿、唐口矿、平煤集团四矿、五矿、六矿、刘庄矿等矿井展开了矿井热害治理的科研工作，其中平煤四矿和刘庄煤矿都设计了地面集中制冷降温系统，制冷能力分别达到了7 600 kW和5 500kW。制冷能力和制冷设备比以往都有了
10、很大的提高和改进，但是与国外还有一定的差距，大型矿井集中式空调系统中的许多问题仍待解决。 二、研究方案及预期结果（一）、研究方案（1）小康矿矿井概况：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，确定矿井井型及服务年限、制定工作制度；（3）矿井现有开拓方式及开拓系统综述与评价。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；采区划分，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）；采煤方法、回采工艺综述；（4）采区巷道布置及采区生
11、产系统。对通风设计执行阶段（时期）的矿井生产采区进行巷道布置设计，给出巷道布置设计方案、生产采区的采区划分区段或条带、同时开采工作面个数、备用工作面情况等；采掘比（掘进工作面个数），采掘接替关系、区内开采程序与接续（采区内工作面接续）；采区主要生产系统（运煤、排矸、掘进、运料、行人、通风）；（5）设计矿井通风系统。通风设计的一般问题及原则；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）；阻力测试数据及处理；矿井所需风量计算与风量分配（由内到外、采掘工作面一般按四算一校核计算）；矿井阻力计算；选择主要通风机
12、、电动机，工况点分析；通风费用概算；局部（掘进）通风设计；（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；岩粉棚，隔爆水棚设计；通风系统日常维护、矿井灾害预防与处理计划（避灾路线或其它）；（7）矿井降温系统专题设计。（二）、预期成果通过对小康矿南二采区矿井通风及降温系统设计，加深对矿井开拓设计、通风系统设计、降温系统设计等相关知识的掌握，加强独立完成设计的工作能力，学会系统、综合的把所学的专业知识运用到解决实际问题的实践中去，能够熟悉并执行煤矿安全规程等煤炭工业法律法规与技术标准，明确各种设备的选型和计算，
13、使矿井的开拓设计、通风系统设计及降温系统设计10达到现代矿井安全生产的要求。三、研究进度为了按时完成毕业设计任务，我计划研究进度如下：第五周（3月17日 23日）：查阅参考资料，熟悉设计大纲，了解设计内容，撰写开题报告；第六周（3月24日 30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、储量计算、井型、服务年限、工作制度）； 第七周（3月31日 4月6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
14、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）；外文文献翻译；第八周第九周（4月7日 18日）：完成说明书第四章（四、采区巷道布置及采区生产系统）；第十周（4月21日 27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）；绘制矿井通风系统图；第十一周（4月28日 5月4日）：风量计算，风量分配，阻力计算；第十二周（5月5日 11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；第十三周第十四周
15、（5月12日 5月25日）：安全设施施工设计，灾害预防与处理计划；第十五周第十六周（5月26日 6月8日）：矿井降温系统设计，相关计算绘图、说明书；外文资料翻译；第十七周（6月9日 6月15日）：检查设计，完善图纸，完善说明书；设计说明书的打印装订，设计图纸的绘制输出；第十八周（6月16日 6月20日）：提交毕业设计，教师评阅。四、主要参考文献1 黄元平.矿井通风M.第1版.徐州:中国矿业大学出版社,1986. 2 白长青,田来柱.监测监控在煤矿安全生产中的作用J.内蒙古煤炭经济,2006. 3 吴中立.矿井通风与安全M.徐州:中国矿业大学出版社,1989年.4 煤矿安全规程M.第1版.北京:
16、中国法制出版社,2008.5 煤炭工业设计规范M.第1版.北京:中国计划出版社,1995. 6 煤炭工业采矿设计手册M.第1版. 北京:煤炭工业出版社,19847 王婷,徐慧,赵新秋.基于CAN总线的矿井通风监测系统的设计J.山东科学,2011.8 周邦全.煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势J.矿业安全与环保,2007.9 张习军，王长元，姬建虎.矿井热害处理技术及其发展现状J，煤矿安全，2009. 10 卢振龙,卢国斌.矿井监测监控概述J.煤炭技术,2008.11 Proceedingofthe4thUSMineVentilationSysterm.1989.五、指导教师意见 指导教师签字：
