摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计.doc

远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 1 前前 言言 一、概述一、概述 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿位于远安县茅坪场 镇。该矿自 2008 年来进行了“3 改 6 万吨/年”改扩建工程，并于 2012 年经省级主管部门验收通过。目前，该矿证照齐全，为手续合法的生 产矿井。 矿井采用斜井开拓，上、下山开采，主采三叠系上统九里岗组上 段4煤层。矿井瓦斯等级为瓦斯矿井，煤层属不易自燃煤层，煤尘无 爆炸危险性，水文地质条件属中等类型，矿井开采技术条件简单。回 采工作面采用走向壁式开采，爆破落煤，单体液压支柱支护，全部垮 落法管理顶板。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿现有的安全避险“六 大系统”（监测监控系统、井下人员定位系统、压风自救系统、供水施 救系统、通信联络系统和紧急避险系统）起步较早，各个系统虽有建 设，但井下通信联络系统、监测监控系统、人员定位系统、供水施救系 统、压风自救系统和井下紧急避险系统还不完善。 根据国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发 201023 号)和国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤 矿井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装2010146 号）、国家 安全监管总局国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理 暂行规定（安监总煤装【2011】15 号）的精神，所有井工煤矿必须按照 规定要求建设完善煤矿井下“六大”避险系统，并符合“系统可靠、设施 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 2 完善、管理到位、运转有序”的要求。因此，远安县摇钱树垭煤炭有限 公司摇钱树垭煤矿亟需对井下安全避险“六大系统”进行建设完善工 作。 为全面提高矿井安全技术装备与管理水平，确保矿井安全生产， 远安县摇钱树垭煤炭有限公司特委托我公司根据鄂煤监察2012168 号文和鄂煤监察2012237 号文的要求，对远安县摇钱树垭煤炭有限 公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”进行专项设计。 二、设计指导思想二、设计指导思想 以科学发展观为指导，贯彻以人为本的安全发展理念，坚持“科 学合理、因地制宜、安全适用”的原则，进一步提高煤矿安全基础保障 能力。 三、设计的主要依据三、设计的主要依据 1、企业委托书； 2、安监总煤装2010146 号文国家安全监管总局煤矿安监局关 于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知； 3、煤安监司函办20111 号煤矿井下安全避险“六大系统”建设 完善基本要求及检查验收暂行办法 4、安监总煤装201115 号国家安全监管总局、国家煤矿安监局 关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知； 5、安监总煤装201133 号煤矿井下安全避险“六大系统”建设完 善基本规范（试行）； 6 、安监总煤装201215 号国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急 避险系统建设管理有关事项的通知； 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 3 7、关于印发湖北省煤矿井下安全避险“六大系统”管理办法和 湖北省煤矿井下安全避险“六大系统”验收标准及评分办法的通知 （鄂煤监察2012168 号）； 8、 煤矿安全规程（2011 版）； 9、煤炭工业小型矿井设计规范； 10、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029- 2007）； 11、 煤矿井下作业人员管理系统使用规范（AQ1048-2007）； 12、 矿山安全标志（GB14l6l）； 13、 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿初步设计安全专 篇； 14、摇钱树垭煤矿有限责任公司提供的有关文字及图纸资料； 15、现场踏勘、调研收集到的有关资料。 四、建设完善安全避险四、建设完善安全避险“六大系统六大系统”的目标要求的目标要求 根据国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国发 201023 号文和国家安全监管总局及国家煤矿安全监察局关于建设 完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知安监总煤装2010146 号文 件精神，依照湖北省煤矿井下安全避险“六大系统”管理办法和湖北 省煤矿井下安全避险“六大系统”验收标准及评分办法，结合矿井实际 情况，设计安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压 风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，全面提升煤矿 安全保障能力 1、通过建立监测监控系统，实现对煤矿井下 CH4、CO、温度、风 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 4 速、风机开停等实施动态监控；紧急情况下及时断电撤人，指导人员 安全逃生；为煤矿安全管理和应急救援提供决策、调度、指挥的依据。 2、通过建立人员定位系统，实现对入井人员实施动态管理；准确 掌握各个区域作业人员的分布情况；为加强人员安全管理、人员安全 避险、应急救援和应急指挥创造条件。 3、通过建立紧急避险系统，为井下无法及时撤离的遇险人员提 供一个安全的密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体； 对内能为遇险人员提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造人员 生存的基本条件；为应急救援创造条件，赢得时间。 4、通过完善压风自救系统，一是满足井下安全生产需求；二是在 井下发生突发紧急情况时为遇险人员供应充足的氧气，为逃生、避险 创造支撑条件。 5、通过完善供水施救系统，一是满足井下生产和灾害防治需求； 二是在突发紧急情况时，为遇险人员提供清洁水源或必要的营养液。 6、通过完善通讯联络系统，保证井上下和各个作业地点通讯畅 通，为人员安全逃生、安全避险提供快速准确的信息服务；为防灾抗 灾、应急救援快速反应和应急指挥创造条件。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 5 第一章第一章 矿井基本情况矿井基本情况 第一节第一节 企业概况企业概况 一、地理位置及交通条件一、地理位置及交通条件 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿，位于远安县东北 部，距县城约 50 公里，属远安县茅坪场镇管辖。地理坐标：东经 110 40461104521，北纬 311351311637。该煤矿有矿区公路 与大堰白云村级公路相接，交通运输较方便。 二、矿区范围及面积二、矿区范围及面积 根据湖北省国土资源厅 2012 年 12 月 27 日颁发的“远安县摇钱 树垭煤炭有限公司采矿许可证”，远安县摇钱树垭煤炭有限公司由 以下 12 个拐点坐标圈定： 摇钱树垭煤矿井田范围拐点坐标表摇钱树垭煤矿井田范围拐点坐标表 点 号X 坐标Y 坐标 13456538.9137567574.61 23457086.9237568134.61 33456486.9237568844.62 43457126.9337569464.62 53456686.9337569934.63 63456246.9237569824.63 73455446.9137569434.63 83455361.9137569634.63 93455096.9137569744.64 103454606.9037568774.63 113454606.9037568574.63 123455086.9137568574.63 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 6 矿区面积 3.3243km2，开采深度由+650 米至+190 米标高。 三、矿井规模、性质、证照情况三、矿井规模、性质、证照情况 1、矿井规模 矿井设计生产能力为 6kt/a。 2、矿井性质 有限责任公司。 3、证照情况 矿井建设手续齐全，证照合法有效。 序号名 称证 号有效期至 1企业法人营业执照4205000000388192013.12.27 2采矿许可证C42000020091211200563392013.12.27 3安全生产许可证（鄂）MK 安许证字201206892015.6.28 4煤炭生产许可证2042052504862020.7.2 第二节第二节 地质条件和煤炭资源地质条件和煤炭资源 一、煤层特征及煤质一、煤层特征及煤质 1、煤层 摇钱树垭煤矿开采煤层为三叠系上统九里岗组上段4煤层。煤 层结构相对较简单，除仅 ZK4 钻孔中出现分层（上分层为厚度过 0.20m 劣质煤，中夹 1.58m 粉砂质泥岩）外，总体为单一煤层。煤层厚 0.220.50m，平均厚度 0.34m。煤层呈透镜状似层状产出。顶板为细 砂岩或粉砂岩、粉砂质泥岩，伪顶为泥岩；直接底板为泥岩或粉砂质 泥岩，老底为细砂岩或泥质粉砂岩。煤层较稳定。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 7 2、煤质 根据矿井煤层和钻孔煤芯样化验结果如下表： 煤层 编号 水分 Mad（%）灰分 Ad（%）挥发分 Vd（%）固定炭 Fcd（%） 发热量 Qnet.d （MJ/kg） 全硫 Std（%） 合计数 样品数 平均 合计数 样品数 平均 合计数 样品数 平均 合计数 样品数 平均 合计数 样品数 平均 合计数 样品数 平均 4 7.46 6 1.24 250.58 6 41.76 49.36 6 8.23 300.03 6 50.01 113.99 6 19.0 5.98 5 1.20 4煤层为高灰、低硫、中热值无烟煤。 二、开采技术条件二、开采技术条件 1、瓦斯 根据湖北省煤矿瓦斯等级鉴定中心 2012 年 11 月审发的瓦斯等 级鉴定证书（证书编号为 HB2012054），摇钱树垭煤矿绝对瓦斯涌出 量 0.94m3/min，相对瓦斯涌出量 5.35m3/t，为瓦斯矿井。 2、煤尘爆炸性 根据煤炭科学研究总院重庆分院 2011 年 1 月 5 日提交的煤尘爆 炸性鉴定报告，该矿井煤尘无爆炸性危险。 3、煤层自燃倾向性 根据煤炭科学研究总院重庆分院 2011 年 1 月 1 日提交的煤层自 燃倾向等级鉴定报告，煤层自燃倾向性为三类，属不易自燃。 4、煤层顶、底板 煤层直接顶板为细砂岩或粉砂岩、粉砂质泥岩、伪顶为泥质页岩， 力学强度低，自稳能力差，易产生变形破坏，需加强支护。底板为泥质 粉砂岩，砂质泥岩。受基底构造控制，不稳固，工程性质较差。 5、水文地质 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 8 矿井充水水源主要是顶板裂隙水，顶板裂隙水主要来自大气降水； 庄屋河位于3煤层上部，可通过裂隙向矿井充水。矿床水文地质条件 中等类型。 三、煤炭资源储量及矿井服务年限三、煤炭资源储量及矿井服务年限 根据湖北省远安县摇钱树垭煤矿矿山矿产储量报告，该报告经 鄂土资储核函200891 号核定，摇钱树垭煤矿4煤层保有储量 90.8 万吨，其中 122b 类 44.5 万 t， 333 类 46.3 万 t。扣除各类保护煤柱 后，设计可采储量 62.58 万 t。储量备用系数取 1.3，全矿井服务年限 为 8.02 年。 第三节第三节 矿井生产系统现状矿井生产系统现状 一、开拓开采系统一、开拓开采系统 1、开拓方式及井口位置 矿井采用斜井开拓，上、下山开采。矿井共设计 2 个井口，分别为 主井和风井。 主井井口坐标： X=3455142.008 Y=37568579.874 Z=+541.216 风井井口坐标： X=3455219.844 Y=37568540.901 Z=+545.425 2、开拓布置 矿井目前主要开采4煤层。矿井采用斜井开拓，上、下山开采。矿 井目前开采分为一个开采水平。水平标高为+380m。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 9 3、采区布置 采区内布置一对上山，分别为采区轨道上山、通风行人上山。采 区轨道上山担负进风、运输、运料、运矸、进风、供电、排水等任务，同 时为安全出口通道，回风上山巷道担任回风、行人等任务，同时作第 二安全出口。沿煤层掘区段运输平巷和回风平巷，坡度 4，便于运 输排水，上区段的运输平巷作为下区段的回风平巷。采区内双翼布置 回采工作面进行回采，开采顺序由上而下。 4、采煤方法及工艺 矿井采用走向长壁后退式采煤法，炮采工艺，全部陷落法管理顶 板（卧底岩石充填采空区）。工作面采用单体液压支柱、配金属铰接顶 梁支护，柱排距为 1.0m1.0m。工作面长 80m，采用两采一准，早、中 班推进，夜班回柱放顶检修。 二、提升运输系统二、提升运输系统 1、提升方式、提升设备型号 主斜井担负全矿井混合提升任务，矿井现已安装JTP-1.61.5-24 型 隔爆型绞车 1 台，配用 20NAT619S+NF1570ZS207147GB8918-2006 型钢丝绳。 采区轨道上山担负采区混合提升任务，矿井现已安装 JTB-1.00.8 型绞车 1 台，配用 12NAT619S+NF1570ZS74.653.1GB8918-2006 型 钢丝绳。 2、大巷运输方式及设备 +380m 运输大巷采用防爆柴油机车运输，区段平巷运输距离较 短，采用人力推车运输。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 10 3、工作面运输方式及设备 采煤工作面采用 SGD-280/11 型刮板输送机运输。 三、通风系统三、通风系统 1、矿井通风方式 本矿采用中央并列式通风系统，抽出式通风方式，主井进风，风 井回风。 2、主要通风机型号及台数 矿井现已安装 FBCDZ-6-11B 型防爆对旋轴流式通风机 2 台，其 中 1 台工作，1 台备用。每台通风机配用 218.5kW 隔爆电动机。 3、矿井局部通风方式及设备、风筒型号 矿井局部通风机的工作方式为压入式。采用 YBT 型局部通风机 通风，采用 500mm 矿用阻燃风筒。 4、通风线路及主要通风设施 首采区通风线路为： 新鲜风流经主井+380m 运输大巷采区轨道上山+430m 南 翼区段运输平巷工作面 乏风经+440m 南翼区段回风平巷采区回风上山+390m 水平 回风巷回风暗斜井+425m 水平回风巷回风斜井地面。 矿井井下通风设施主要有：正向风门、调节风门、密闭等。根据用 风量的分配和通风系统要求分别设置于不同地点，以满足通风安全的 需要。 四、排水系统四、排水系统 1、矿井排水方式 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 11 目前，矿井采用一级排水，一级排水+380地面，采用扬升式排 水方式。 2、水泵型号及台数，排水管型号及趟数 矿井现已在主斜井井底+380m 水平设水泵房，主副水仓总容量 320m3。安设 D12-257 型矿用多级离心水泵三台。排水管路选用 874mm 及 65874mm 无缝钢管各一趟。排水管路沿主斜井敷设。 五、压风系统五、压风系统 1、压风机型号及台数 矿井现已安装 LGB-10/8 型空压机 2 台，一台工作，一台备用，排 气量 10.0m3/min，排气压力 0.8MPa，电动机功率 55kw。 2、压风机安装位置及用途 矿井压风机安装在距主井口东侧 50m 的压风机房内，其主要用 途是满足生产掘进和压风自救供风需要。 3、压风管路型号及敷设 压风管路沿主井敷设下井。从地面压风站至采区准备车场为主管 路，现已安装 1084mm 型 PUC 管；采区区段车场至掘进工作面为 支管，现已安装 573.5mm 型 PUC 管。 六、供电系统六、供电系统 1、矿井供电方式 矿井采用高压下井供电方式。 2、供电电源及电压等级 矿井采用双电源供电，主供电源引自茅坪场镇 35/10KV 变电站， 另一回路电源为自备柴油机组。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 12 3、地面、井下变电所设置位置及变电所内设备配置 矿井地面变电所设置在主井口东侧 50m 处，室内安装供地面生 产用的 S9-200/10 型变压器二台。井下中央变电所设置在+380m 运输 大巷一侧，设计选用 KS9-200 型矿用隔爆型变压器二台。 4、下井主电缆型号及敷设 下井二回路主电缆沿主井、+380m 运输大巷敷设，设计选用 MYJV22 型交联聚乙烯钢带铠装电缆。 七、防灭火系统七、防灭火系统 在地面风井口附近设 250m3的消防水池一座，水池池底标高 +547m，平时消防水池中备有 200m3的水，通过 503.0mm 镀锌钢 管送往井下，发生灾害时用于井下灭火。 在主井井底车场、采区轨道上山上部车场、井底车场、各区段车 场、机电硐室、材料库等处附近设置 SN50 型消火栓，供消防使用；在 机电硐室、各车场配置灭火器、砂箱等灭火器材。 八、防尘系统八、防尘系统 1、矿井防尘设施及措施 井下消防洒水管路每隔 200m 设置阀门，井下主要进、回风巷、 各装载点、转载点、溜煤眼均安装洒水装置和喷雾装置，各掘进工作 面安装洒水装置。 2、矿井防爆设施及措施 井下所有电气设备选用有防爆安全标志的产品，配备综合保护， 能够隔离和消除电器火花。在风井口设置防爆门，以防爆炸时冲击波 冲毁主要通风机。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 13 矿井防爆的主要措施： （1）对井巷中积聚的煤尘采取定期清扫措施。 （2）消除引燃煤尘的火源 建立井口检身制度，严禁将火柴、打火机、烟草等易燃引火物 品带入井下。 放炮时炮眼用炮泥封堵严实，并使用水炮泥，防止放炮时产生 火焰。 九、安全避险九、安全避险“六大系统六大系统”现状及存在问题现状及存在问题 1、安全监控系统 矿井现已装备一套 KJ76N 型矿井安全监测监控系统，安装了 KJ76N-F 型分站 4 台，配有 CH4传感器 8 台，设备开停传感器 6 台， 风门传感器 3 台，负压传感器 1 台，温度传感器 2 台，风速传感器 2 台。分站数量偏少，传感器各类不全，数量不足，测点不全，需进一步 完善。 2、视频监控系统 矿井现已安装一套 KBA10 型工业监视监控系统。地面现已 D3622H-G 型固定式摄像机 5 台，分别位于工业广场、炸药库、风井 房、监控室；井下安设 SBT127/220G 型矿用红外彩色摄像机 2 台，分 为位于避难所、水泵房。 3、井下人员定位系统 矿井现已装备 KJ249 型人员定位系统一套，安装了 KJ249-F 型 读卡分站 6 台。分站数量偏少，数量不足，测点不全，需进一步完善。 4、压风自救系统 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 14 矿井地面压缩空气站现已安装二台 LGB-10/8 型螺杆式压缩机， 一台工作，一台备用，单台压缩机排气量 10.0m3/min，排气压力 0.8MPa，电动机功率 55kw。 压风主管路为 1084.0mm 的胶管，从主井敷设到井底车场。分 管采用 573.5mm 的胶管将风分别送到采掘作业地点。目前，矿井 在避难所安设布袋式压风自救装置 2 套，由于避难所巷道断面较小， 布袋式压风自救装置占地较大，且数量不足，需更换面罩式压风自救 装置。 矿井现有压风系统可以满足生产需要，但不能满足救灾用气的需 要。压风管路未按规定安装压风自救组阀。 5、供水施救系统 矿井在主井井口+547m 标高建有 1 座消防水池，其蓄水量为 80m3，水源主要来自山泉水，由供水管路送到井下各工作地点。该矿 井井下供水施救系统不完善，蓄水池水量较小，供水阀门安装不到位， 不能满足井下供水施救的要求。 6、通讯联络系统 矿井调度室安装有一套 TC-2000 型 50 门程控电话交换机，地面 及井下重要场所均安装了电话，但现有通信设备不符合通讯联络系统 建设规范要求，需进行改造。 7、紧急避险系统 矿井在采区轨道上山下部车场附近，采区轨道上山与回风上山的 的联络巷中建设一处避难所，目前避难所硐室工程已施工完成，但硐 室断面较小、设备设施配置需完善。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 15 第二章第二章 “六大系统六大系统”建设方案建设方案 第一节第一节 矿井监测监控系统矿井监测监控系统 一、概述一、概述 （一）安全监测监控系统的要求 在煤矿生产过程中，为了保证矿井的安全生产，根据煤矿安全 规程第 158 条规定：所有矿井必须装备安全监控系统。矿井安全监测 监控系统设置必须符合煤矿安全规程、 煤炭工业小型矿井设计规范 、 煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）、 煤矿安全监控系 统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）、 煤矿井下安全避险“六 大系统建设完善基本规范”（试行）（安监总煤装201133 号）、省安监 局湖北煤监局文件关于印发湖北省煤矿井下安全避险“六大系统” 管理办法和湖北省煤矿井下安全避险“六大系统”验收标准及评分办 法的通知（鄂煤监察2012168 号）的要求。 （二）安全监测监控系统的选择 根据矿井开采技术条件和安全条件，本设计利用矿井现已安装 的 KJ76N 监测监控系统（安标证号：MFC030008）。 KJ76N 型安全监测监控系统能对矿井的甲烷、风速等环境参数 和采掘工作面各生产环节机电设备的工作状态以及风门开闭情况进 行监测，并将详细的监测数据传送至地面监控主机，随时显示数据、 图形、曲线、报警点及数值，由工作主机进行分析处理，对设备、局部 生产环节或过程进行控制，系统具有数据自动生成与采集；能设定报 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 16 警上、下限；报警自动断电控制功能；存贮、查询及打印功能；人机对 话功能；系统软件自监视及容错功能；双机切换功能等功能，完全满足 全矿范围内生产及安全监测监控需要。 二、设备选择二、设备选择 （一）监测、监控系统设备选择 1、主系统： 选用 KJ76N 型安全监测监控系统； 2、分站及传感器选用： 1）选用 KJ76N-F1 型矿用分站， 16 路模拟量信号输入，8 路开关 量信号输入，8 路控制量输出。 2）选用 GTH1000（B）型一氧化碳传感器，主要测量井下作业场所 中空气中的 CO 浓度。 3）选用 GFY15 型风速传感器，主要对井下各通风巷道中的风流 速度进行测量。 4）选用 GWD100 型温度传感器，对煤矿井下作业场所的温度进 行测量。 5）选用 GPD5F 型负压传感器。 6)选用 GKT5L 型设备开停传感器。 7)选用 GFK80 型风门开闭传感器。 8)选用 KJJ-100 型矿用隔爆兼本质安全型控制组件。 9)选用 KJ76N-L 和 EPT40S 型信号避雷器和电源避雷器。 10)选用 GJC4 型矿用低浓度甲烷传感器，监测井下空气中的甲 烷浓度。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 17 11)选用 GRG5H 型红外二氧化碳传感器。 12)选用 GYH25 氧气传感器。 13)选用 GKT127V 型馈电状态传感器。 14）选用 GFT20 型矿用风筒状态传感器。 3、网络安全防护设备 设计采用一套华为赛门铁克（USG2120BSR）型防火墙，保护网络 中的计算机、应用程序和资源免遭外部攻击。 （二）、传输设备及器材的选择 传输接口设备为 KJ76N-J 型数据通信装置。 主传输电缆选用 MHYV27/0.43 型，传感器信息传输电缆选用 MHYV47/0.28 型。分线盒选用 JHH-2、JHH-3 型矿用本质安全电路 用接线盒（两通、三通）。 三、安全监控设备选择及机房布置三、安全监控设备选择及机房布置 （一）安全监控设备选型原则 监测监控设备必须符合有关国家标准和行业标准，并取得煤矿矿 用标志。设备选型时优先选用本质安全型设备。 矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的 全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪 和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统必须保证正常 工作时间不小于 2h；系统必须具有防雷电保护；系统必须具有断电状 态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机应 不少于 2 台，1 台备用。 （二）中心站设备、参数及数量 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 18 在地面监控中心配备KJ76N 综合监测监控主机1 台、备用主机1 台、工业电视大屏幕显示器1 台、打印机1 台、UPS 电源1 台、地面电源 保护器1 台、有源音箱1 对、调试电话主机1 台和KJ76N-J 型传输接口 1 台。 从地面低压配电房两个不同的回路引入两趟 220V 电源进入监 控中心站配电柜，经配电转换后供中心站的设备使用，另外配备一台 UPS 电源，容量为 1000VAH，使用时间2 小时。 （三）机房布置 中心站机房设于地面调度监控室，设计将监测监控系统、人员定 位系统、工业视频监控系统和通讯联络系统集中布置在机房内。机房 布置要求如下： （1）面积：机房面积 30m2； （2）地面：由于中心站电气设备较多，地面采用防潮防静电且比较 厚的木地板； （3）墙面：墙面使用仿瓷涂料； （4）通风门窗：安设通风门窗及窗孔，加强通风散热； （5）空调：装设空调，保持室内温度在-5-30之间，保持系统设 备正常运行； （6）灯光：考虑到监控的需要，较长时间的使用，安设节能灯； （7）线材：考虑安全，电源线穿管后走暗线； （8）人员配置：监控室配备 2 人，24 小时不间断监控值班； （9）电子屏幕显示器 监控调度室采用 8+2 的电子屏幕，即两边均匀布置 8 台 19 寸液 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 19 晶电视，中间布置二台 55液晶电视。在距大屏幕 3 米以外设置操作 台和调控台，所有监控显示器及通讯调度台放于操作台桌面上，监控 主机及其他设备可置放于操作台机柜内。 四、传输及防雷四、传输及防雷 （一）传输接口及电缆 传输接口：KJ76N-J 主传输电缆选用 MHYV27/0.43 型，传感器信息传输电缆选用 MHYV47/0.28 型。分线盒选用 JHH-2、JHH-3 型矿用本质安全电路 用接线盒（两通、三通）。 （二）防雷装置 系统的防雷措施是监测监控系统能否安全、稳定运行的关键。设 计在监控调度室安装电源保护装置，在中心站传输接口及计算机房交 流电源进线处配置了防雷电磁脉冲的避雷器，保护所有的用电设备， 在监控调度室和井口，安装信号保护装置；同时必须有良好的接地。 井上下井口处及地面中心站安设防雷器，型号为：KJ76N-L；地面中心 站还需加电源避雷器，型号为：EPT40S，接地电阻不应大于 4。 五、传感器、分站配置五、传感器、分站配置 （一）模拟量监测地点及参数 1、回采工作面 井下配有 1 个回采工作面，模拟量传感器选配如下： （1）、在回采工作面（采面上部平巷至回采面 10m 处）设置 GJC4 型甲烷传感器 1 台（T1），其报警值为1%CH4，断电值为1.5%CH4， 断电范围为工作面及其进、回风巷中全部非本安电气设备，复电值为 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 20 300Pa （三）安装要求 1、井下压风管路应敷设牢固平直，采取保护措施，防止灾变破坏。 进入避难所前 20 米的管路应采取保护措施（本设计采用在底板埋管）。 2、矿井避灾线上均应敷设压风管路，并设置供气阀门，间隔不大 于 200 米。 3、为了保证管道中的空气质量和减少供气阻力，设计在采区轨 道上山的下部车场和集中供气的最低点，主管道上要加装油（气）水分 离器；在供气管道进入压风自救装置连接处加设开关，后边紧接着安 装汽水分离器。 4、压风自救装置安装高度自定，可让避灾人员能方便拿到呼吸 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 46 面罩，并能舒适的坐蹲为宜。 5、压风自救装置安装在采煤工作面巷道内的压缩空气管道上， 设置在宽敞、支护良好、水沟盖板齐全、没有杂物堆的人行道侧，人行 道宽度保持在 0.5 米以上，管路敷设高度应便于现场人员自救应用。 （四）安装地点 本项目验收时设计在避难所安装 6 组压风自救装置。 三、压风设备与管路三、压风设备与管路 （一）设备选型 1、空气压缩机供气量的计算 （1）、按风动工具计算需风量 风动工具额定耗气量为单台 2.8m/min。 空压机安装在地面，同时工作的凿岩机 2 台，所需空压机排气 量为 Q。 依据公式：Q=123NiQiKim/min =1.151.151.022.81.0 =7.406m/min 式中：a1沿管道全长的漏风系数（1.101.20），当全长 2000m 时，a11.2。因掘进压气管网最长线路为 1300m，故 a1取 1.15； a2机械磨损耗气量增加系数，应取 1.101.15，对于风 钻，2=1.15，对于其他机械 2=1.1； a3海拔高度修正系数，不大于 1000m 时取 1，大于 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 47 1000m 时，每增高 100m 时，系数增加 1；因主井口标 高为+541.216m，故 a31.0； Ni用气量最大班次内，同型号风动机具同时使用的台数； Qi每台风动机具耗气量； Ki同型号风动机具同时工作系数，2 台时 K 取 1.0。 （2）、按事故状态下，井下最大班作业人员 40 人计算压风自救所 需风量： Q=13（nq） =1.151.0400.15 =6.9m/min 式中 n井下最大班作业人数，40 人； q人均需风量，本设计取 0.15m3/min； (3)、根据压风自救装置需要计算所需需风量 Q=1.1（nqN）=1.1300.31.0=9.9 m3/min M N 1 式中 n避难所额定避险人数，避难所人数确定为：采煤工作 面 8 人，掘进工作面人数 26=12 人，管理及机电运 输人员 5 人，则避难所人数为：1.2（8+12+5）=30，取 30 人； Q人均需风量，取 0.3m3/min； N避难所个数，1 个。 取 1、2、3 两式计算中最大值 9.9m3/min 作为矿井压风机的排气 量。 2、空气压缩机必需的出口压力 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 48 1)、按风动工具计算 依据公式：P=Pp+P1+0.1 式中：Pp风动工具使用压力，Pp=0.5MPa； P1管道压力损失之和。 0.1-煤炭工业矿井设计规范规定的用气地点压力高于风 动工具额定压力 0.1MPa 管道长为 2000m，按每千米压力损失 0.04MPa 计算， P1=0.04=0.08MPa 1000 2000 故 P=0.5+0.08+0.1=0.68Mpa 2)、按压风自救计算 根据压风自救装置压力源的压力为 0.3-0.7MPa，设计取 0.3 MPa，计算公式如下： P=Pe+P+0.1 =0.3+(0.042.0)+0.1=0.48MPa 式中：P空气压缩机的出口压力，MPa； Pe风动工具压力，MPa； P最远一路管道压力损失之和，可按每公里管长压力 损失 0.03-0.04MPa 计算； 0.1-煤炭工业矿井设计规范规定的用气地点压力高于风 动工具额定压力 0.1MPa 取 1、2 两式计算中最大值 0.68MPa 作为矿井空气压缩机必需的 出口力压。 3、选择压缩机型式及台数 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 49 根据矿井总用气量及主机必须出口压力，设计利用矿井现有的 2 台 LGB-10/8 型螺杆空压机，其中一台工作，一台备用，单台排气量 为 10m3/min，排气压力 0.8MPa，额定电压 380V。空压机采用风冷冷 却方式。 （二）设备安装 空压机房设在主井井口东侧 50m 处。C-2/0.8 风包与空压机房隔 开，设在室外阴凉无人员行走地段。风包上装安全阀和放水阀，并有 检查孔。风包出口管路上装释压阀，且释压阀口径不小于出口管的直 径。 （三）管道敷设 1、主干管路 根据投产采区用风地点分布情况，从压风站至采区准备区段车场 均为主干管路，其通过的压气量为 10.0m3/min，压气压力 0.7 MPa，最 大供气管道长度 1200m。 管径计算 d=6.563Q0.37L0.2=6.563100.3712000.2=63.5mm 式中：d计算管道内径，mm； Q通过的压气量，10.0m3/min L主管道长度，1200m 管壁厚度计算 =+C=+2.5=2.84mm p2 dPN 7 . 011312 5 . 637 . 02 式中： N安全系数（1.52.5），取 2.0 管壁厚度，mm； 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 50 P管内通过的流体压力，Mpa； d计算管道内径，100mm； 管材在使用温度下的许用应力，Mpa；取钢号为 20， 则=131MPa； 焊缝系数，选热轧无缝钢管，=1； C管子因受腐蚀、加工偏差、弯曲时外侧减薄等因数的 壁厚补偿值，取 2.5mm。 根据上述计算结果和标准要求，主供气管道选用 1084mm 的 无缝钢管。 主管道压力损失校验Pi： Pi=10-12L/Dg5Qi1.85N =10-121200/0.1085101.851.1 =0.006（Mpa） 式中：L主管道长度，1200m Dg计算标准管径，108mm=0.108m Qi主管道流量，10.0m3/min N安全系数，取 1.1 经对主管道压力损失校验计算，主管道压力损失为 0.006Mpa 小 于 0.05Mpa，符合要求。 2、支管选择 从采区准备区段车场至掘进工作面均为分支管路，支管通气量为： （1（ 按风动工具计算 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 51 风动工具额定耗气量为单台 2.8m/min ，则 2 个掘进工作面 耗气量为 22.8=5.65m3/min，取 6m3/min。 （2（ 按压风自救计算 分支管路总长 2000m，每 200m 安设一个供气救生组阀，则分 支管路上共设 10 组，每组耗气量为 0.15 m3/min，则支管通过的 气量为 100.15=1.5m3/min。 （1）、 （2）取最大值，支管通过的压气量为 6m3/min。 支管压气压力为 0.7-0.006=0.694Mpa，最大供气管道长度 500m。 管径计算 d=6.563Q0.37L0.2=6.56360.375000.2=44.1mm 管壁厚度计算 =+C=+2.5=2.73mm p2 dPN 694 . 0 11312 1 . 44694 . 0 2 根据上述计算，井下分支管路设计选用 573.5mm 无缝钢管。 支管道压力损失校验Pi 支管压力损失Pi=10-12L/Dg5Qi1.85N =10-12500/0.051561.851.1 =0.043（Mpa） 支管压力损失小于 0.05Mpa，符合要求。 压风自救装置压力校验 总压力损失为: Pi0.006+0.0430.049MPa 则 PH-Pi0.7-0.0490.651Mpa 压风自救装置适用的压风管道供气压力为 0.30.7MPa，因 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 52 0.70.6510.3，故满足要求。 3、电源及控制设备 空压机供电设计采用双回路供电，从地面配电房引两趟低压电缆 至空压机房。设计采用两台 JJR255KW-Z 型软起动器两台进行控 制。该软起动器具有软起动、软停止功能。有失压、欠压、过电压保护， 起动过流、运行过载、负载短路保护等功能。 4、保护装置 设计的两台螺杆式空气压缩机均配备有压力表、安全阀、润滑油 系统超温断油保护装置，空气进口设有空气过滤器。空气压缩机上不 另外设计安全保护装置。 在地面阴凉处设置一个 2.0m3的储气罐，进行油气水分离。引入 避难所内的压风管路安装减压阀、消音器、过滤器和控制阀，在紧急 状态下为遇险人员供给足够氧气。要求出风口压力为 0.10.3MPa， 连续噪音不大于 70dB，供风量不低于 0.3m3/min人。 设计储气罐顶部安装一个释压阀、底部安设一个闸阀（排泄废水、 废油），储气罐安装于空压机室外，上部设遮阳棚。 螺杆式空压机在常规运行状况下, 空压机排气温度应控制在 75 95 之间, 若超过 95 , 系统就会自动报警；超过 100 , 系 统则会自动停机, 此时应对系统及其设备进行如下排查, 以保证空压 机的正常运行。 本设计的空压机采用风冷冷却, 故在空压机房设计对流式风窗， 保证良好的散热效果。压缩空气和润滑油流过冷却器散热片, 经冷却 风扇的同时进行冷却。在出现排气温度超高的问题的时候，检查风冷 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 53 冷却系。为确保油温的冷却效果, 及时清除散热片上的灰尘, 对不能 正常运行的冷却风扇或电机进行维修或更换，保证空压机的温度不超 标。 5、压风自救系统设备配置 矿井压风自救系统设备配置汇总表 名 称型 号单位数量备注 空压机LGB-10/8台2 储气罐2m3台1 软起动器JJR255KW-Z台2 压风主管1084m1200 压风支管573.5m2000 供气救生组阀个18 压风自救装置ZYJ(B)套6安装在避难所内 四、使用与维护四、使用与维护 （一）建立相关制度 1、制定维护维修人员岗位责任制、操作规程、设备检查检修制度， 明确负责压风管路和自救装置等设施维护维修的部门和人员。 2、压风泵站必须有专人值班、维护、维修人员必须每天对空气压 缩机、管路及其附属设施进行检查，发现问题及时处理，并建立设备 台账、设备故障记录表、巡查和检修记录； 3、绘制压风自救管路布置图，并根据实际生产作业区域的变化 及时修改、调整和审批，及时打印出图。 4、每天至少要对压风自救系统进行 1 次供气试验，每次试验不 少于 30min，保证系统各环节正常使用，并做好相关记录。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 54 5、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、 “防爆合格证”、 “煤矿矿用产品安全标志”及安全性能，检查合格并签发合格证后，方 准入井。 6、要定期开机验机。 （二）日常维护管理 压风自救器装置是为避灾而设置的，所以必须是百分之百的可靠、 准确，因此需每月保养，那么保养必须做到： 1、首先应检查自救站或系统的通风是否完好。 2、检查送气口是否有气送出，气动阀把手是否灵活可靠，清洗积 水杯，或更换过滤器。 3、清洗、更换滤网，取出滤网，用空气由内向外吹，即而重复使 用； 4、卸下 PC 杯，用干净布擦试即可，不可使用任何会破坏 PC 杯 质的化学物品来清洗； 5、检查结果一切符合要求，然后按原样放置以备用。 （三）技术资料管理 1、压风泵站必须有专人值班、维护、维修人员必须每天对空气压 缩机、管路及其附属设施进行检查，发现问题及时处理，并建立设备 台账、设备故障记录表、巡查和检修记录； 2、绘制压风自救管路布置图，并根据实际生产作业区域的变化 及时修改、调整和审批，及时打印出图。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 55 第四节第四节 煤矿井下供水施救系统煤矿井下供水施救系统 一、供水施救系统要求一、供水施救系统要求 1、煤矿企业必须结合自身安全避险的需求，建设完善供水施救 系统。 2、供水水源引自地面消防水池，水池容量200m3。 3、地面供水入水口安装过滤装置，防止造成管路堵塞。 4、井筒、水平总运输巷道设置供水主管，进入采区巷道设置供水 干管，进入采掘工作面、机电硐室、避难所设置供水支管。 5、避灾路线上每隔 200m 安设一个供水阀门，压风自救装置处和 供压气阀门附近安装供水阀门。 6、矿井供水管路接入避难所，并设置供水阀，水量和水压满足额 定数量人员避险时的需要，接入避难所前的 20m 供水管路要采取埋 管等保护措施。 7、供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养 液提供条件。 8、加强供水管路巡查、维护，不得出现跑、冒、滴、漏水现象，保 证阀门开关灵活。 9、井下供水管路要采取保护措施，防止灾变破坏。 二、供水施救系统方式二、供水施救系统方式 根据矿井供水系统的基本情况，设计在地面建立水处理系统，将 达标到生活饮用水标准的饮用水通过专用管道输送至井下使用。 远安县摇钱树垭煤炭有限公司摇钱树垭煤矿井下安全避险“六大系统”专项设计 湖北盛源矿山设计有限公司 56 三、供水施救系统组成三、供水施救系统组成 （一）储水池 设计在风井井口东侧+547m 高程处设一座 250m3的消防水池， 储水池的最小容积应能经常保持 200m3的储水量。 高位水池采用半地下式结构，地点设置于地势较高、地下水位低、 地表排水良好和地基土冻胀小的场地，池壁顶部加设构造圈梁，进出 管采用柔性防水套管连接穿墙，地面管道采用埋地式处理，裸露地面 部分采用保温材料包裹严实。 （二）水质 井下供水施救用水来自山泉水，水质经县环保部门检验，符合直 接饮用的要求。为保证供水管道畅通，设计在进水口设置一个过滤网， 过渡网必须定期进行清理。 （三）水量 井下消