资源描述
毕节学院矿井通风与安全课程设计 矿井通风与安全课程设计题 目： 矿井通风设计学 号： 姓 名： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 资源与安全工程学院- 22 -矿井通风与安全设计说明书第一节 矿井通风系统的选择一、通风规定1、矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统，都要求符合投产较快、出煤较多、安全可靠、技术可行、经济技术指标合理等总原则。就要适应以下基本要求：1)每个矿井特别是地震区、多雷区的矿井，至少要有两个通到地面的安全出口，各个出口之间的安全距离不得小于30m。新建和改建的矿井，如果采用中央并列式通风时，还要在井田边界附近设置安全出口，井下每一个水平到井上一水平和每个采区至少都有两个出口，并与通到地面的安全出口相连通，通到地面的安全出口和两个水平之间的出口都必须有便于人行的设施。2)进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体、矸石燃烧等气体的侵入。进风井口距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于500m；为防止进风井筒冬季结冰，需设暖风设备，矿井的总回风道不得作为主要人行道；矿井排到地面的回风流和主要通风机的噪音都不得造成公害，进风井与出风井的设置地点必须地层稳定，施工地质条件比较简单，占地少，而且要在当地历年来洪水位的最高标高以上。3)箕斗井一般不应兼作进风井或出风井。如果井上下装卸装置和井塔有完善的封闭措施，其漏风率不超过15%，并有可靠的降尘设施，箕斗井可以兼作出风井；若井筒中的风速不超过6m/s，有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准，胶带斜井可以兼作进风井。4)所有矿井都要采用机械通分；主要通风机和分区通风机必须安装在地面。5)不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统；若有几个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前，各采区的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通；下水平的回风流和上水平的进风流必须严格隔开；在条件允许时，要尽量使总进风早分开，总回风晚汇合。6)采用多台分区主要通风机时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主要通风机的回风流、中央主要通风机和每一翼的主要通风机的回风流都必须严格隔开。7)要充分注意降低通风费用。为此，主要风道的断面不宜过小，并做到壁面光滑，以降低摩擦阻力；主要风道的拐弯要缓慢，断面的变化要均匀，以降低局部阻力；要尽可能使每个采区的产量均衡，阻力接近，使自然分配的风量基本上和按需分配的风量一致；尽可能减少通风构筑物；同时也要重视降低基建费用，为此，要充分利用一切可用的只通地面的旧井巷，抽出式通风时，可作为进风用，压入式通风时，可作为回风用；也要利用上水平可用的旧巷道帮助下水平回风。8)要符合采区通风和掘进通风的若干要求；要满足防治瓦斯、火、尘、水和高温对矿井通风系统的要求；还要有利于深水平或后期通风系统的发展变化。2、采区通风系统的要求1)每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。煤层群分层开采的每一个上、下山采区，采用联合布置时，都必须至少设置一条专门的回风巷，采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度和高度。严禁将一条上、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段作为进风巷，另一段作为回风巷。2)采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。3)煤层倾角大于12o的采煤工作面采用下行通风时，报总工程师批准，并须遵循下列规定：(1)采煤工作面的风速，不得低于1m/s。(2)机电设备设置在回风巷时，其风流中的瓦斯浓度不得超过1%，并应装有瓦斯自动检测报警断电装置。(3)进、回风巷中都必须设置消防供水管路。有煤与瓦斯突出的采煤工作面严禁采用下行通风。(4)采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。二、选择矿井主扇的工作方法 1、抽出式主扇使井下风流处于负压状态，当一旦主扇因故停止运转时，井下的风流压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；压入式主扇使井下风流处于正压状态，当主扇停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。2、采用压入式通风时，须使矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。3、在地面小塌陷区分布较广并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下，同时使通过主扇的一部分风流短路，总进风量和工作面有效风量都会减少；压入式通风则能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压到地面。4、在地面小窑塌陷区严重，开采第一水平和低沼气矿井的条件下，采用压入式通风是较合适的，深水平时再过渡到抽出式通风。目前，抽出式通风仍是主扇基本工作方法。三、选择矿井通风方式 1、中央并列式的适用条件煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(井田走向长度小于4km)，而且瓦斯、自然发火都不严重的矿井，采用中央并列式是较合理的。2、中央分列式的适用条件煤层倾角较小、埋藏较浅、走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重的矿井，采用中央分列式是较合理的。它与中央并列式相比，安全性要好，通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯、自然发火的管理工作是较有利的，且工业广场没有主扇噪音的影响。3、两翼对角式的适用条件煤层走向长度超过4km，井型较大，煤层上部距地面较浅，瓦斯和自然发火严重的矿井，采用两翼对角式比较适宜。4、分区对角式的适用条件煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风巷，在此条件下开掘第一水平时，只能用这种小风井分区通风的布置方式。5、混合式的适用条件井型大、走向长，为了缩短基建时间，在初期采用中央式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界附近时，再建立对角式通风系统。在矿井通风系统确定的基础上，绘制矿井最容易时期与最困难时期通风系统示意图，图中应标明巷道长度，通过风量，通风构筑物位置，新、乏风流方向等。第二节 风量计算及风量分配对设计矿井的风量，可按两种情况分别计算：一种是新矿区无邻近矿井通风资料可参考时，矿井需要风量应按设计中井下同时工作的最多人数和按吨煤瓦斯涌出量的不同的吨煤供风量计算，并取其中最大值。在矿井设计中吨煤瓦斯涌出量的计算，根据在地质勘探时测定煤层瓦斯含量，结合矿井地质条件和开采条件计算出吨煤瓦斯涌出量q瓦，再计算矿井需风量。另一种是依据邻近生产矿井的有关资料，按生产矿井的风量计算方法进行。其原则是：矿井的供风量应保证符合矿井安全生产的要求，使风流中沼气、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度以及风速、气温等必须符合规程有关规定。创造良好的劳动环境，以利于生产的发展。课程设计是在收集实习矿井资料基础上进行的，故可按此种方法计算矿井风量。即按生产矿井实际资料，分别计算设计矿井采煤工作面、掘进工作面、硐室等所需风量，得出全矿井需风量，即“由里往外”计算方法。一、风量计算1、风量计算依据序号预测地点通风容易时期通风困难时期绝对瓦斯涌出量（m3/min）相对瓦斯涌出量（m3/t）绝对瓦斯涌出量（m3/min）相对瓦斯涌出量（m3/t）1回采工作面6.16 27.126.90 30.362掘进工作面0.69 7.67 0.89 9.77 3采空区0.14 7.55 0.18 7.474采 区7.87 34.648.50 37.38 5矿 井9.84 43.3110.62 46.73 该矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，设计建立地面永久性瓦斯抽放站，为了便于抽放，采用顺层抽放，瓦斯抽放率按30%考虑，因此本设计按抽放后的绝对瓦斯涌出量计算矿井风量。采面瓦斯涌出量：容易：6.1670%=4.312m/min，困难：6.9070%=4.83m/min掘进面瓦斯涌出量：容易：0.6970%=0.483m/min（单个掘进面0.483/20.242m/min）困难：0.8970%=0.623m/min（单个掘进面0.623/20.312m/min）2、风量计算按下列要求分别计算，并且必须取其中的最大值。1）按井下同时工作的最多人数计算： 式中：Q矿井总供风量，m3/s；N井下同时工作的最多人数，本矿井为108人；4每人每分钟供风标准，m3/min；K矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，对于中央并列式或压入式K=1.45，其它K=1.35 =41081.45=10.44 m3/s2) 按采煤、掘进、硐室等处的实际需要风量的计算： 式中：Q采采煤工作面实际需要风量的总和，m3/s；Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/s；Q硐独立通风硐室实际需要风量的总和，m3/s；Q其它除采掘硐室外其它需风量总和，m3/s。(1) 采煤工作面需风量的计算采煤工作面应按瓦斯涌出量、工作面温度、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。 按瓦斯涌出量： 式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/s；q瓦采采煤工作面经瓦斯抽放以后的绝对瓦斯涌出量，m3/min；KC采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比；通常机采工作面可取1.21.6；炮采工作面可取1.42.0；水采工作面可取2.03.0。（取1.8） 通风容易时期 =1004.3121.8=12.936m3/s 通风困难时期 =1004.831.8=14.49m3/s 按工作面温度计算： 式中：VC回采工作面适宜的风速，按1820风温选取为0.81.0m/s；SC采煤工作面平均有效断面，m2；Ki采煤工作面长度系数180 130140通风容易时期： =600.95.181=4.662m/s通风困难时期： =600.96.1051=5.494 m/s 按工作面人员数量计算：综采工作面的实际需要风量，应按稀释和冲淡抽放以后的工作面瓦斯涌出量要求，并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后，采取其中最大值。式中：Nc采煤工作面同时工作的最多人数。 =432=2.13 m/s以上计算最大值：容易时期：Q采易maxQa1易, Qa2易，Qa4易 =12.936，4.66，2.13=12.936 m/s；困难时期：Q采难maxQa1难, Qa2难，Qa4难 =14.49，5.49，2.13=14.49 m/s； 按风速验算：根据煤矿安全规程规定，回采工作面的最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算。回采工作面风速应满足： 容易时期：0.255.545.5 合理 困难时期：0.255.545.5 合理(2) 掘进工作面的风量确定掘进工作面的实际需要风量，应按照冲淡掘进工作面瓦斯涌出，并考虑局部通风机实际吸风量、工作面温度、炸药用量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并取其中最大值。经分析和计算认为，本矿井地温不高，掘进工作面人数20人，普掘面的炸药用量13kg， 按矿井瓦斯涌出量计算： Q掘=100q瓦掘K掘通 中： Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/s； q瓦掘掘进工作面经瓦斯抽放以后的瓦斯涌出量，m3/min； K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，该数值应经过观察实测后取得；一般取1.52.0；取1.8 通风容易时期 Q掘=100q瓦掘K掘通 =1000.4831.8=1.449 m3/s 通风困难时期 Q掘=100q瓦掘K掘通 =1000.6231.8=1.869 m3/s 按炸药使用量计算： Q掘=25A 式中： 25每公斤炸药爆破后，需要供给的风量，m3/min；A 掘进工作面一次爆炸的最大炸药用量，kg。Q掘=25A =2512=5 m3/s 按工作面人员数量计算： 式中：NJ掘进工作面同时工作的最多人数，38人；=438=2.53 m3/s 按局部通风机吸风量计算：式中 第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和； K 为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.21.3；进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。本矿的掘进工作面采用14KW的JBT-61型的局部通风机，额定风量为250m/min。 =25011.3=5.42 m3/s各种局部通风机的额定风量因此：容易时期：Q掘易=maxQ掘1易, Q掘2易, Q掘3易, Q掘4易=1.449，5，2.53，5.42=5.42 m3/s困难时期：Q掘难=maxQ掘1难, Q掘2难, Q掘3难, Q掘4难=1.869，5，2.5.42=5.42 m3/s两个掘进头同时工作，因此通风容易=困难=5.422=10.84 m3/s 按风速验算：根据煤矿安全规程规定岩巷掘进工作面的风量应满足： 0.155.5 45.5 合理煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足： 式中：SJ掘进工作面巷道过风断面。 (3) 硐室风量：独立通风的硐室实际需要风量，应根据不同类型硐室分别计算，机电设备散热量大的硐室，应机电设备运转的发热量计算，充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算，其它硐室类比生产矿井的经验配风：井下爆炸材料库 3 m3/s；采区变电所 2 m3/s； (4) 其它风量根据国内机械化矿井的统计资料，结合矿区的实际情况，取左右。通风容易时期=（12.936+10.84+5）5%=1.4388m3/s通风困难时期=（14.49+10.84+5）5%=1.5165m3/s 5) 矿井总风量确定 通风容易时期=12.936+10.84+5+1.4388=30.2148 m3/s 取32 m3/s通风困难时期=14.49+10.84+5+1.5165=31.8465 m3/s 取34 m3/s二、风量分配 根据矿井采掘接续关系，矿井的总风量计算表2.1：表2.1 通风容易时期总风量计算表用风地点配风工作面配风量m3/s通风断面m2风速m/s1回采工作面135.182.312掘进工作面125.51.13硐室54其他(加三道风门)85合计38表2.2 通风困难时期总风量计算表用风地点配风工作面配风量m3/s通风断面m2风速m/s1回采工作面156.1052.452掘进工作面125.51.13硐室54其他（加三道风门）85合计42经上述方法计算后，总风量确定为Q易=38m/s，Q难=40m/s容易时期风速验算：采煤工作面：V低=13/5.18=2.45(m/s)0.25m/s。 V高=13/（0.95.18）=2.788(m/s)4 m/s。掘进工作面：V掘=6/5.5=1.1(m/s)4 m/s。困难时期风速验算：采煤工作面：V低=15/6.105=2.457(m/s)0.25m/s。 V高=15/（0.96.105）=2.73(m/s)4 m/s。掘进工作面：V掘=6/5.5=1.1(m/s)4 m/s。经验算，风量分配均能满足煤矿安全规程中允许风速的要求。第三节 全矿通风阻力计算在扇风机整个服务期限内，矿井通风总阻力随着开采深度的增加和走向范围的扩大以及产量提高而增加。为了扇风机于整个服务期限内均能在合理的效率范围内运转，在选择扇风机时必须考虑到最大可能的总阻力和最小可能的总阻力，前者对应于扇风机服务期限内通风最困难时期矿井总阻力，后者对应于通风最容易时期的矿井总阻力，同时还考虑到自然风压的作用。在进行矿井通风总阻力计算时，不要计算每一条巷道的通风阻力，只选择其中一条阻力最大的风路进行计算。但必须是选择矿井达到设计产量以后，通风容易时期和通风困难时期的阻力最大风路。一般，可在两个时期的通风系统图上根据采掘作业布置情况分别找出风流线路最长、风量较大的一条线路作为阻力最大的风路。在选定的线路上(分最容易和最困难时期)，从进风井口到回风井口逐段编号，对各段井巷进行阻力计算，然后累加起来得出这两个时期的各自井巷通风总阻力( h阻易 、h 阻难 )。如果通风系统复杂，直观上难以判断哪条风路阻力最大时，则需选择几条风路，通过计算比较选出其中最大值。一、矿井自然风压（分容易时期与困难时期计算）根据“科百洛夫”公式计算，自然风压：一采区容易时期开采深度+1570m1507m；采深小于100m，采用下式计算： (1)容易时期自然风压 h自然=P0H（a1-a2）/100=76050（0.1740.164）/100 =3.8mmH2O=37.24Pa式中：h自然一采区通风容易时期自然风压（mmH2O），P0地面平均大气压，取760mm水银柱，H最大井深，H=1570-1520=50m，a1进风井平均温度系数。（通风容易时期以冬季计算）a2回风井平均温度系数。（通风容易时期以冬季计算）(2)困难时期自然风压根据“科百洛夫”公式计算，自然风压：二采区困难时期开采深度+1505m1400m；采深大于100m，采用下式计算：Hn=（P0H/R）(1/T -1/T2)g(1+H/10000)=（85700105/300）（1/287-1/293）9.8(1+105/10000)=21.194 Pa式中Hn地面井口大气压力，85700Pa；（海拔高度为+1580m，大气压力取85.7kPa） H最大开采深度，105m； T1进风侧平均温度，287K；（通风困难时期以夏季计算）； T2回风侧平均温度，293K；（通风困难时期以夏季计算）； R矿井空气常数，干空气常数287J/(kg.K)，水蒸气气体常数R=461J/(kg.K)。二、矿井总阻力1、计算原则a）矿井服务年限不长，则选择达到设计产量以后，通风容易和通风困难两个时期通风阻力最大的风路，分别计算各段井巷的通风阻力，累加后便得出这两个时期的井巷通风总摩擦阻力（）。b）矿井服务年限较长，则只计算头1520年的通风容易和通风困难时期井巷的通风总摩擦阻力。c）要求绘制通风容易与通风困难两时期的通风系统图和通风网络图，图可用插页图形式，单线绘制。图中要标出风流方向、风量、必须的通风构筑物，分风与合风的编号（节点号），风量必须闭合（Q=0）。d）为了经济合理，安全的使用主扇，困难时期的总阻力不得超过350450mmH2O2、计算方法分别沿着两时期通风阻力最大的风路，用下式计算各段巷道的摩擦阻力： Pd 两个时期的摩擦阻力计算可用列表的形式沿进、回风路标出（如下表）。通风容易时期通风阻力计算表井巷名称支护形式摩擦阻力系数NS2/m4长度L/m周长U/m净断面S/m2摩擦风阻RNS2/m8风量Qm3/s摩擦阻力h/Pd风速vm/s主斜井锚喷0.0141779.87.130.06701924.1872.664797 煤仓绕道锚喷0.014509.87.130.0189196.82292.664797运输大巷锚喷0.0142159.87.130.08141518.3152.103787联络斜巷锚喷0.014306.85.50.0172132.90682.36363610101运输巷全支0.014156.85.50.0086131.45342.36363610101工作面单体0.042858.45.180.21581336.47022.50965310101回风巷全支0.014156.85.50.0086131.45342.363636回风联络巷锚喷0.014306.85.50.0172153.872.727273回风大巷锚喷0.0141507.160.06903479.7645.666667回风石门锚喷0.0142657.160.121938176.02366.333333风井锚喷0.0142607.160.119638172.70246.333333引风道砌碹0.00784206.85.50.0064389.24166.909091合计571.66局部阻力按矿井总阻力的10%-20%计算（取10%）85.748总阻力657.40通风困难时期通风阻力计算表井巷名称支护形式摩擦阻力系数NS2/m4长度L/m周长U/m净断面S/m2摩擦风阻RNS2/m8风量Qm3/s摩擦阻力h/Pd风速vm/s主斜井锚喷0.0141779.87.130.06702026.82.805049 煤仓绕道锚喷0.014509.87.130.0189207.562.805049一采区运输大巷锚喷0.0142159.87.130.08142032.562.805049二采区运输大巷锚喷0.0148509.87.130.32171682.35522.244039联络斜巷锚喷0.014726.85.50.04121711.90683.090909通风困难时期运输巷全支0.0143836.85.50.21921549.322.727273通风困难时期工作面单体0.042809.736.1050.14371532.33252.457002通风困难时期回风巷全支0.0143836.85.50.21921549.322.727273回风联络巷锚喷0.014726.85.50.04123037.085.454545二采区回风大巷锚喷0.0149237.160.424840679.686.666667回风石门锚喷0.0142657.160.121942215.03167风井锚喷0.0142607.160.119642210.97447引风道砌碹0.00784206.85.50.0064421434.9212.805049合计1434.921局部阻力按矿井总阻力的15%-20%计算215.2381总阻力1650.159表中的风速必须符合规程第105条的规定，不符时，要重新设计端面S，再重算其阻力，容易时期和困难时期的矿井通风总阻力分别为：3、矿井总风阻及等积孔 =657.40/38=0.455 =1650.15/42=0.95 =1.77 =1.22 通风容易和通风困难时期均为中等通风难度矿井。(如为分区式则只计算设计采区总风阻，式中代替。)第四节 主要通风机选型一、选择主扇 通常用扇风机的个体特性曲线来选择主扇。要保证主扇在容易时期的工作效率不致太低，又能保证主扇在困难时期风压够用且能有足够的风量，同时还要考虑自然风压的影响。1、确定主要通风机的风压对抽出式通风，分别求出两个时期的扇风机静压：容易时期： h扇静易 =h阻易-h自助 ( Pa )=657.40-37.24=620.16Pa式中： h自助 通风容易时期帮助主扇风压工作的矿井自然风压，Pa。困难时期： h扇静难=h阻难+h自反 ( Pa ) =1650.14+21.194=1671.334Pa式中： h自反 通风困难时期反对主扇风压工作的矿井自然风压，Pa。2、确定主要通风机的风量（1.11.2） （抽出式，外部漏风系数：当风井无提升设备时取1.1，有提升设备时取1.151.2）3、主要通风机选型（绘图法求解设计工况点和实际工况点）根据求出的，两组数据，在扇风机个体特性曲线图或表上选择合适的扇风机。判别选择是否合适，要看该两组数据构成的点，是否落在扇风机个体特性线的合理工作范围之内。并绘出所选风机的风压特性曲线图，以及上述两个点，并通过着两个点找出两时期的工况点。（求工况点：可用该两点分作R特性，交于其上P那条特性曲线上的点为工况点，或用风量相等的方法作直线交于该两点各自上方的风压特性曲线上的点为其工况点。计下工况点的转数，风量、风压。）选定主扇后，列表记录两时期主扇型号，动轮直径，动轮叶片安装角（轴流式），转数、工况点对应的风量、风压、效率、输入功率等数值。1）设计依据（1）风量：Qr易=38.0m/s；（2) 阻力： h容=620.16Pa，（3) 风量：Qr难=42m/s； （4) 阻力：h难=1671.34Pa。2）主扇选型计算通风机的工作风量，需要适当考虑加入外部漏风量。Qfr易=1.1Qr易=1.138m/s=41.8m/s=2508m/minQfr难=1.1Qr难=1.142m/s=46.2m/s=2772m/min4、主要通风机的实际工况点BD-II-6-NO.15轴流式通风机性能曲线表 时 期工 况 点风量QM（m3/s）风压hM（Pa）叶片角度（）效率（%）风流功率KW）电动机输出功率（KW）通风容易时期工况点41.8620.13065.025.9230.54通风困难时期工况点46.21671.33678.077.21589.36二、选择电动机由容易时期和困难时期的实际工况点分别计算电动机功率。通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需的输入功率Nmin ，max 。容易时期风流功率：风流功率：N2易 = HfminQfr易/1000=（620.1641.8）/1000=25.922KW困难时期风流功率：风流功率：N2难= HfmaxQfr难/1000=（1671.3446.2）/1000=77.215KW电动机输出功率： 以上式中：N2困难时期的风流功率，KW。 K由于矿井处于高原地区，需考虑的空气密度校正系数， K=1.12/1.2=0.93 Ke电机容量备用系数 Ke=1.12 t传动效率，t=1 e电机效率 e=0.9 当主扇的输入功率时，两时期都用来选电动机。（1.101.15）/（），KW（式中：传动效率，直接传动=1.0，间接传动=0.95 电动机效率，一般取0.95，或查电机手册） 当主扇的输入功率时，则容易时期用较小功率的电机，在适当时候再换按所选的电机，其算法与1相同，较小功率电机用比例中项式计算。（1.101.12），KW（式中：1.10轴流式时电机的容量系数；1.12离心式风机的电机的容量系数。）第五节 矿井安全措施（一）一般通用安全原则及措施；1）单项工程、单位工程开工前，必须编制施工组织设计和作业规程，并组织每个工作人员学习。第十六条 开凿平硐、斜井和立井时，自井口到坚硬岩层之间的井巷必须砌碹，并向坚硬岩层内至少延深5m。在山坡下开凿斜井和平硐时，井口顶、侧必须构筑挡墙和防洪水沟。2）掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。冻结法凿井和在遇水膨胀的岩层中掘进不能采用湿式钻眼时，可采用干式钻眼，但必须采取捕尘措施，并使用个体防尘保护用品。3） 每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m。采用中央式通风系统的新建和改扩建矿井，设计中应规定井田边界附近的安全出口。当井田一翼走向较长、矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时，必须掘出井田边界附近的安全出口。井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有2个便于行人的安全出口，并与通达地面的安全出口相连接。未建成2个安全出口的水平或采区严禁生产。井巷交岔点，必须设置路标，标明所在地点，指明通往安全出口的方向。井下工作人员必须熟悉通往安全出口的路线。4） 对于通达地面的安全出口和2个水平之间的安全出口， 倾角等于或小于45时，必须设置人行道，并根据倾角大小和实际需要设置扶手、台阶或梯道。倾角大于45时，必须设置梯道间或梯子间，斜井梯道间必须分段错开设置，每段斜长不得大于10m；立井梯子间中的梯子角度不得大于80，相邻2个平台的垂直距离不得大于8m。安全出口应经常清理、维护，保持畅通。5） 主要绞车道不得兼作人行道。提升量不大，保证行车时不行人的，不受此限。6） 巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要，并符合下列要求：（一）主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。架线电机车运输巷的净高必须符合本规程第三百五十六条和第三百五十七条的有关要求。（二）采区（包括盘区，以下各条同）内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m。采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等的净断面或净高，由煤矿企业统一规定。巷道净断面的设计，必须按支护最大允许变形后的断面计算。7） 运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突出部分之间的距离，应符合下列要求：（一）新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴面起1.6m的高度内，必须留有宽0.8m（综合机械化采煤矿井为1m）以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m；巷道另一侧的宽度不得小于0.3m（综合机械化采煤矿井为0.5m）。巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m；输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要，并不得小于0.7m。巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分，与巷帮支护的距离不得小于0.3m。（二）生产矿井已有巷道人行道的宽度不符合本条第一款第（一）项的要求时，必须在巷道的一侧设置躲避硐，2个躲避硐之间的距离不得超过40m。躲避硐宽度不得小于1.2m，深度不得小于0.7m，高度不得小于1.8m，躲避硐内严禁堆积物料。（三）在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起1.6m的高度内，必须留有宽1m以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m。8） 在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。车辆最突出部分与巷道两侧距离，必须符合本规程第二十二条的要求。9） 采区结束回撤设备时，必须编制专门措施，加强通风、瓦斯、防火管理。（二）防突措施；煤与瓦斯突出的综合防治措施主要是“四位一体”防突措施1）突出危险性预测：区域性预测和工作面预测措施2）防治突出的措施：区域性防突措施和局部防突措施，开采保护层、大面积预抽突出危险煤层瓦斯和突出危险煤层注水。石门揭煤防突措施，煤巷防突措施，采煤工作面防突措施。超前钻孔、松动爆破、水力冲孔。3）防治突出措施的效果检验4）安全防护措施：震动爆破、远距离爆破、避难硐室、突出挡难、压风自救系统、防突反向风门和隔离自救器。（三）防止煤尘爆炸措施；根据2004年8月17日贵州省煤田地质局实验室提交的M11煤层煤尘爆炸性鉴定报告，M11煤层无煤尘爆炸性；根据2004年8月17日贵州省煤田地质局实验室提交的M16煤层煤尘爆炸性鉴定报告及煤炭自燃倾向等级鉴定报告，M16煤层无煤尘爆炸性； 由于该矿M18号煤层未做过煤尘爆炸性鉴定。因此为了安全起见，该矿按煤尘有爆炸性设计和管理，须采取如下措施：1）降尘、除尘措施煤层注水减尘、浮游粉尘降尘和防止沉积煤尘参与瓦斯爆炸等都属于防止煤尘爆炸的措施。井下一旦发生爆炸，冲击波将沉积煤尘扬起并参与瓦斯爆炸进一步扩大事故范围，由于煤层注水减尘对于小煤矿不易实施和掌握，因此清除积尘，防止沉积煤尘参与瓦斯爆炸是防爆措施的内容之一。2）防止井巷中积聚煤尘的措施(1)巷道中的浮煤应及时清扫运出，采煤工作面运输巷及回风巷、运输大巷、主斜井以及其他有煤尘堆积的巷道每旬冲洗一次，采区材料大巷等半年冲洗一次。(2)主斜井、运输大巷、运输斜巷等主要巷道一般每1年刷白一次，刷浆是用生石灰和水按1：5的比例并掺少量的水泥喷洒在巷道周壁使煤尘固结，避免煤尘飞扬参与爆炸。(3)矿井按计划对井下的运输斜巷、工作面回风巷、采掘工作面附近、转载点附近巷道及煤尘容易积聚的巷道定期冲洗，冲洗巷道由顶棚、两帮、巷道底部顺次清洗，两帮冲洗还包括背板等处的落尘在内，并定期撒布岩粉。冲洗巷道采用防尘供水管路留出的三通阀门接上胶管进行。3）防止浮游煤尘的措施(1)工作面回采前采取煤壁洒水增加煤层湿润性，减少爆破落煤产尘量；采掘工作面爆破前、后冲洗煤壁，爆破时应喷雾洒水，攉煤时洒水。(2)井下爆破必须使用水炮泥，并用封泥封堵炮眼，当炮眼深度不大于0.6m时严禁装药爆破作业，如有特殊要求需进行浅眼爆破时，必须编制安全措施，并采取相关安全措施后，用封泥封好炮眼进行爆破作业。(3)井下装卸点/转载点、采面等主要产尘点应采取相应降尘、捕尘措施，避免扬起过量煤尘，形成煤尘雾。(4)井下所有在用巷道和作业点悬浮煤尘含量必须满足安全要求。防止沉积煤尘参与爆炸的措施(1)对于沉积在巷道中的煤尘，应及时对井巷进行清扫、冲洗和刷浆，并及时清扫运出以减少落尘量。(2)矿井采掘工作面主要设备应保持无积尘。4）消灭引燃煤尘的火源措施防止出现点火源的原则是：禁止一切非生产火源，对生产中可能产生的火源要严格管理和控制。主要从以下几个方面考虑：（1）防止明火。禁止在井口房、主要通风机房和瓦斯泵房站周围20m内使用明火、吸烟；严禁携带烟草和点火物品下井；井下禁止使用电炉和灯泡取暖；防止煤炭自燃；防止火区复燃等。（2）防止出现电火花。矿井必须采用矿用防爆型的电气设备；井口和井下设备必须设有防雷电和防短路保护装置；所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头；不准带电作业；严禁在井下拆开、敲打、撞击矿灯的灯头和灯盒等。（3）防止出现放炮火花。不准使用变质或不合格的炸药，而必须使用与该矿等级相适应的安全炸药；放炮作业要符合煤矿安全规程要求，要使用水炮泥，炮眼封泥要装满填实，防止打筒；禁止裸露爆破；禁止使用明接头或裸露的放炮母线等。（4）防止撞击摩擦火花。随着机械化程度的提高，机械设备之间的撞击、坚硬顶板冒落时的撞击、金属表面的摩擦等，都有可能产生火花点爆瓦斯。因此要采取各种措施，如利用合金工具、喷水降温等，防止撞击火花产生瓦斯爆炸事故。（5）防止出现静电火花：高分子聚合材料制品，如风筒、运输胶带等，容易因摩擦而积聚静电，当其静电放电时，可能引燃瓦斯、煤尘或发生火灾。因此井下应采用无静电、难燃的聚合材料制品，其内、外两层表面电阻都必须不大于3108，并应在使用过程中保持此值。（6）防止其他火源出现。要防止地面的闪电或其他突发的电流可能通过管道传到井下而引爆瓦斯。（7）生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。（8）井下必须采用阻燃电缆。5）爆破喷雾装置掘进面爆破时，在巷道回风侧设置喷杆两道，采煤工作面爆破时在回风巷设置两道喷杆，放炮时打开水阀，进行喷雾洒水降尘，放炮结束，烟雾散净后关上水阀。（四）防火措施；（一）井田内沿煤层浅部分布有较多的老窑，存在老窑积水的隐患；另外，煤层上覆的龙潭组含水层是煤层开采的主要充水因素。矿井开采过程中，要制定相应的防水措施，注意探放水，留设足够的防水或防砂煤柱，同时，避免因局部地质变化引起的突水事故。另外，矿井建设和生产中需进一步查明直接充水含水层、间接充水含水层、地表水三者的水力联系，以及间接充水含水层对直接含水层的补给途径、部位与补给量，并对矿井的最大涌水量作出预计。（二）在断层两侧，必须按规定留设足够的断层煤柱，在条件不具备时，不得进入防水煤柱采煤。（三）检查地质钻孔的封孔状况，对安全生产有威胁的钻孔应及时启封，重新封闭。（四）完善矿井排水系统，确保排水机电设备的完好，经常清理水沟及水仓。（五）在以下情况，必须先探后掘，制定必要的安全措施。1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。3、打开隔离煤柱放水时。4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相同的断层破碎带时。5、接近水文地质复杂区域，并有出水征兆时。6、接近有出水可能的钻孔时。7、接近有水或稀泥的灌浆区时。8、底板原始导水裂隙有透水危险时。9、接近其他可能出水地区时。（五）防水措施。本矿井是一个煤与瓦斯突出矿井，瓦斯含量相当的大，因此加强瓦斯的防治工作是首要的，也是十分艰巨的工作。（一）具体防治措施如下：1、采区内电动机、电器、变压器均采用防爆型；弱电设施为本安型。生产过程中应加强机械及电器设备的管理，按照煤矿安全规程第490条的规定周期进行各项检查、测定和调整，保持其各项性能完好。按照作业规程进行操作，防止
展开阅读全文