马莲台初步设计007、第五章.doc

宁夏宝丰马莲台煤矿初计说明书 第五章 第五章 通风和安全 第一节 概 况 一、邻近矿井及本井田瓦斯情况 根据瓦斯煤样试验结果，本井田沼气含量一般小于0.13ml/g可燃物质，仅28线双庙向斜深部2814号孔和张家窑背斜东翼2816号孔沼气含量达0.25～2.21 ml/g可燃物质。且仅出现在煤五和煤九层中。根据临近任家庄井筒检查的资料，沼气带瓦斯含量最大达6.23ml/g，最小值为0.21ml/g。 二、煤尘 主要煤层三、五、九煤采取了8个煤尘爆炸试验样，经淮南矿务局煤质处化验室试验结果，在煤尘中需混入60～90的岩粉才不发生爆炸，其中三煤为60～90、五煤为60～65、九煤为70～90。因此煤尘具有爆炸危险性。 三、自燃 根据提供资料，煤层自燃倾向性试验结论为一煤很易自燃，三煤易自燃-很易自燃、五煤不自燃很易自燃，九煤不自燃易自燃。可见井田内煤层均具有自燃发火的可能性，但发火期不详。 四、地温 根据提供资料，本区井温工作做的较少，只在2810孔做了简易测温，2820孔只测了一条井温曲线。结论为本区属地温正常区，其最高温度为19℃，平均地温梯度2℃/100m，恒温带深度未做观测。 五、煤与瓦斯突出情况 根据现有资料分析，井田内不存在煤与瓦斯突出和冲击地压现象，但应密切注意断层内的瓦斯和水的突出。 第二节 矿井通风 一、通风方式、通风系统 本矿井井田面积较大，煤层赋存情况变化亦大，根据采区划分 （七个采区）情况，考虑了四种通风方式，即中央并列式、中央分列式、边界分区式和中央并列式与分区式结合的混合通风方式。经过比较，本矿井选择了中央并列式与分区式相结合的混合通风系统。即矿井生产前期（一、二采区）采用中央并列式，矿井生产后期（三和四采区、五和六采区、七采区）采用分区式通风。矿井通风方式为机械抽出式。 二、风井 主、副斜井兼做进风井，风井专门用于回风。 矿井生产前期，中央风井通风服务于一、二采区，服务年限约19a。 三、掘进通风及硐室通风 矿井移交生产时配备两个煤巷掘进组，两个岩巷掘进组。煤、岩巷掘进面均为局扇压入式扩散通风，煤巷掘进头均独立回风，一个岩巷掘进头独立回风，一个为局部串联通风。 充电硐室及爆炸材料发放硐室独立回风，其它硐室均构成完整的通风系统。 四、矿井风量 （一）矿井风量 根据煤矿安全规程第103条规定，矿井总风量计算如下 1、 按井下同时工作的最多人数计算 Q进4NK 式中 Q进矿井总进风量，m3/s； N井下同时工作的最多人数，169人（按交接班时最多人数计算）； K矿井通风系数，取1.25。 则Q进41691.25 845.0 m3/min 14.1 m3/s 2、 按采煤、掘进、硐室及其它用风地点实际需要风量的总 和计算 （1）采煤工作面实际需要风量计算 采煤工作面按瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面温度、炸药用量、同时工作的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速验算。 1）按瓦斯涌出量计算 以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1为标准，且应低于最高风速4m/s。 Q采100q回K采通 式中 q回回采工作面的瓦斯绝对涌出量，m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，取1.4。根据提供现有资料，初期（上部）矿井瓦斯相对涌出量暂取5.94m3/t,按300个工作日算，每天平均产煤8000t，则瓦斯绝对涌出量为80005.94/（2460）33.0m3/min。 故 Q采10033.01.44620（m3/min） 77.0m3/s 2）按工作面温度计算 Q采60VcScKi 式中 Vc回采工作面适宜风速，m/s； Sc回采工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2； Ki工作面长度系数。 Q采 601.518.01.35 36.5 m3/s 3）按工作人员数量计算 Q采4nc 式中 4每人每分钟应供给的最低风量，m3/min； nc采煤工作面同时工作的最多人数。 Q采 4100（工作面交接班时最多人数） 6.7 m3/s 4）按风速验算 15Sc≤Q采≤240Sc 1518.0≤Q采≤24018.0 4.5 m3/s≤Q采≤72.0 m3/s 根据以上计算结果及验算，采煤工作面实际需风量按瓦斯涌出量计算结果，即为77.0m3/s。 （2）掘进实际需风量计算 按局部通风机吸风量计算 Q掘 QfIkf 式中 Qf掘进面局部通风机额定风量，m3/min； I--掘进面同时运转的局部通风机台数，台； kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数。 Q掘230011.220011.2 16.0 m3/s 巷道掘进选用BKY60-4X型通风机2.86m3/s。 （3）各硐室实际需要风量计算 火药发放硐室2.0m3/s 充电硐室2.0m3/s 则 Q硐2.02.04.0m3/s （4）其它硐室及巷道需风量按采煤、掘进、硐室的总和的5取即（77.016.04.0）54.9m3/s。 （5）矿井总实际需风量计算 Q进（∑Q采∑Q掘∑Q硐）K 式中 Q进矿井总进风量，m3/s； Q采 采煤工作面实际需要的风量，m3/s； Q掘 掘进工作面实际需要的风量，m3/s Q硐 各类硐室实际需要的风量，m3/s； K矿井通风系数，取1.25。 则 Q进（77.016.04.04.9）1.25 127.4m3/s 综合1、2计算结果，矿井总进风量按各用风地点实际需风量计算，实需总风量127.4m3/s，取128 m3/s。 五、负压计算 1、 风量分配 各用风地点风量分配见表5-2-1。 经计算，主斜井进风量60m3/s，副斜井进风量约为68m3/s，风井回风风量为128m3/s。 矿井风量分配表 表5-2-1 顺序 用风地点 数量（个） 单位 配风量 （m3/s） 总用 风量 （m3/s） 备注 1 采煤工作面（M1） 1 40.0 44.0 2 采煤工作面（M3） 1 60.0 60.0 3 岩巷掘进组 1 4.0 4.0 4 煤巷掘进组 2 6.0 12.0 5 火药发放硐室 1 2.5 2.5 6 充电硐室 1 2.5 2.5 其他 3.0 合 计 128.0 2、 负压计算 计算公式 hh摩h局 h摩 式中 h矿井通风总阻力，Pa； α通风系数，Ns2/m4 L井巷长度，m； P井巷净断面周长，m； Q井巷通过风量，m3/s； S井巷净断面面积，m2； h摩摩擦阻力； h局通风局部阻力，h局10 h摩。 经计算，矿井通风容易时期负压为878.83 Pa；通风困难时期负压为2134.78Pa。负压计算详见表5-2-2、表5-2-3。 六、矿井通风等积孔 计算公式A1.19Q/h1/2 式中 A等积孔， m2； Q矿井进风量，m3/s； h矿井通风阻力，Pa。 经计算，矿井通风容易时期通风等积孔为5.1m2，通风困难时期通风等积孔为3.3m2。 矿井通风属通风容易矿井，即小阻力矿。 七、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施 1、 通风设施 （1） 在主要进、回风巷道之间的联络巷中设置双道风门以免风流短路。 （2） 在独立通风硐室的回风道中和进风、回风巷道的尽头联络巷中安置调节风门，以控制通风风量。 （3） 在废弃巷道与使用巷道的连接处的废弃巷道中设置双道密闭墙。 （4） 在主要风巷中，均建立测风站，以便正确测定风量。 2、 防止漏风和降低风阻的措施 （1） 回采工作面上、下隅角密布风帘，能有效阻止采空区漏风，通风设施受采动影响后要及时修复，减少通风构筑物处漏风。 （2） 各进、回风巷中的风门、调节风门等通风设施要经常维修，保持完好，经常检查风门的关闭情况。 （3） 尽量减少局部阻力，开掘巷道时尽量采用光爆锚喷技术，主要进、回风巷道中不要长期堆放物料和存放矿车。 （4） 在设计过程中优化了井巷支护形式，尽量减少了主要回风巷道的断面变化及弯道。 第三节 灾害预防及安全装备 一、预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 本矿井设计采用一次采全高综采采煤工艺，瓦斯涌出量相应较大，对矿井安全生产构成重大隐患。 为防止瓦斯与煤尘爆炸，采取以下相应措施 1、加强通风管理,杜绝瓦斯积聚现象。 2、配备通风安全设备器材，配备综合安全检测监控系统。 3、工作面煤层注水，预湿煤体，尽量减少煤尘的发生量。煤尘发生点设置喷雾洒水，并在回风侧设置水幕，防止煤尘飞扬。 4、在各相应地点配备主要隔爆棚和辅助隔爆棚，巷道撒布岩粉，阻止瓦斯及煤尘爆炸的蔓延。 5、杜绝明火，防止电火花产生。 6、加强管理，杜绝人为事故的发生。 二、预防井下火灾的措施 根据提供资料，本矿井主采煤层自燃发火倾向性属易自燃煤层，开采时配备防灭火系统。 矿井预防井下火灾主要是煤层自燃和外因火灾的防治。对于防止煤层自燃的主要措施是，加强通风，提高煤的回采率，加快回采进度，减少采空区的漏风，灌浆，注氮，封闭等。 根据生产经验，外因火灾主要发生在机电硐室、电缆、胶带输送机、综采设备等处以及井下风流畅通的地点。 设计对外因火灾的防治采取以下措施 1、建立完善的井下消防洒水系统。 2、主要井巷和硐室全部采用不燃性材料支护。 3、采用阻燃电缆及铠装电缆，变压器及机械设备用油采用抗燃剂。 4、加强电气设备和运输机具的维护保养。 5、杜绝明火，严防电火花的出现。 6、在变电所及水泵房通道内设置防火门及密闭门。 7、主要硐室和通道中设置CO2、干粉、泡沫灭火器。 三、粉尘的综合防治 设洒水降尘系统，各扬尘大的地方设自动喷雾降尘系统，定期冲洗巷道，掘进面配湿式除尘风机。在相关巷道、掘进面配除尘器。在大粉尘地点的工作人员配备个人防护装备。 四、预防井下水灾的措施 根据地质报告表明，矿井井下正常涌水量较大，为365.94m3/h。随着采深增加，矿井正常涌水量有增大的趋势。因此，矿井的水害主要为正常涌水及开采深部时浅部采空区积水，以及断层积水。 矿井必须作好水害分析预报，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。 井下设置了主排水泵房和水仓，在矿井正常涌水情况下，完全可满足矿井排水需要，如遇有较大的涌水时双泵、双管同时运行，以保证矿井的安全。水泵房和变电所通路内均安装了密闭门。 五、井下安全监控设备选型及布置 井下设综合安全监测控制系统。配备了各种安全监测仪器、设备，配备了瓦斯自动断电仪、闭锁装置和报警仪等。 凡下井人员每人配备一台自救器，紧急情况进行自救，保证撤离时间。 六、救护队 矿井配备辅助矿山救护队，装备必要的紧急救护设备交通运输工具、通讯工具、专用仪器等，并给每个矿山救护队员配备个人技术装备。 井上、下均设急救站，配专人值班，并配备专用仪器。 主井、副井、风井井筒内均布置有台阶、扶手以利行人。主井、副井、风井均作为矿井的安全出口。主、副井筒中每40m设置一个躲避硐室。 矿井安全条件分析及具体的防、治措施及装备详见安全专篇设计内容。 第四节 存在问题及建议 一、已有的矿井地质资料不太完整，对三项鉴定（瓦斯相对涌出量、煤尘爆炸性、自燃倾向性）虽然有一定的定性分析，但未确定定额数量。建议地质部门在补勘中完成以上补充工作。 二、根据现有资料，矿井开采上部（750m水平以上）通风暂按低瓦斯矿井设计，瓦斯相对涌出量按6m3/t左右考虑。但由于井田内瓦斯赋存具有不均匀性，因此，如果浅部有的地方出现高瓦斯就应该更换电机，增加风量（风机可满足2003/s通风量）。开发深部（750m水平以下）时，根据矿井实测资料进行通风系统的调整和完善，通风排瓦斯不能满足要求时，增设瓦斯抽放系统，使矿井的通风能力能满足安全生产的要求，以风定产。矿井生产时要随时检测瓦斯涌出情况，采取相应安全措施。 兰州煤矿设计研究院 - 80 -