安全生产_某公司西部盘区初步设计安全专篇说明书

前 言四台矿12#层404西部盘区初步设计生产能力为60万吨/年，为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿重大事故，根据煤矿安全监察条例及煤矿建设工程安全设施设计审查与竣工验收暂行办法（煤安监政法字【2001】第14号）文的规定，煤矿建设工程在初步设计时，必须编制“安全专篇”而作为整个工程设计的一部分。一、编制设计的依据1、依据国家煤矿安全监察局煤安监监一字【2002】65号文“关于印发煤矿（井工、露天）初步设计安全专篇编制内容的通知”。2、依据煤矿安全监察条例，2001年版煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家、地方一系列安全生产方针、政策的要求而编制。3、依据同煤集团公司下达的设计任务书及四台矿技术科编写的14-2#层404西部盘区初步设计说明书。二、设计的指导思想按照“煤安监监一字【2002】65号文”的要求，在矿井地质、矿井现有生产技术条件和生产现状的基础上，认真分析，研究矿井采、掘、机、运、通各系统及其各环节所涉及的安全问题，重点对盘区今后的开拓布置、采掘布局、采煤方法及采掘机械装备进行设计，对盘区投入生产后的各种安全设施进行完善和配套，针对可能存在的不安全因素，编制相应的灾害防治措施。1、认真贯彻执行国家及煤炭行业颁布的有关煤矿建设和生产的政策法规，严格执行煤矿安全规程的规定。2、采用较先进的开采工艺和技术，推广和应用新技术、新工艺、合理确定开采规模。3、加强盘区“一通三防”等各项安全工作，完善盘区安全设施，提高矿井防灾抗灾能力。4、尽量利用现有设备、设施，以减少机械设备等固定资产的资金投入，力争做到投资省、见效快、效益好。三、设计的主要特点及安全评价按照“煤安监监一字【2002】65号文”的要求，在熟悉掌握本盘区地质、生产技术条件和生产现状的基础上，针对盘区系统，各环节可能存在的不安全因素，进行了分析评估。本设计在上覆11#煤层采空的情况下，对盘区煤柱及工作面保护煤柱的留设安全性和可靠性进行了验算和论证。编制矿井五大自然灾害的防治措施，通过本设计可使盘区生产具备基本的安全生产条件，盘区的投产做到了技术可靠，生产布局合理，安全设施配套完善。从而进一步保障煤矿生产和职工的人身安全，防止煤矿重大事故的发生。四、待解决的主要问题1、应在安全检测监控，及对上部和四周小窑采空的探测方面增加投入，加大工作力度。2、进一步加强完善技术管理工作，在技术上要保证安全生产。3、加强对地质资料的收集，做到有疑必探、先探后掘。4、过上覆斜交煤柱开采技术还不太成熟，需收集好本盘区开采技术资料，为以后各盘区的顺利开采提供可靠的资料。第一章 盘区概况及安全条件第一节 概 况一、位置及四邻关系12#层404西部盘区位于我矿井田中西部，具体范围如下：北起线；南至线；西起线；东至线。盘区走向长1200米、倾斜长1718米,面积为1.96km2。二、地形地貌及地面建筑本区均为丘陵沟壑地形，大部分被黄土、植被覆盖，西北部有陈家窑矿主付井筒及地面建筑；东部为胡家窑煤矿及郭家窑矿。三、河流水系地面地形多为小山包与沟壑相组成，没有积水小盆地，有三条较大的水沟，平时为干河，只是下雨时有短暂的洪水流过，并全部流出本区矿界外，短时间内有降水水量补给地下，潜水对煤层的开采影响很小。四、气象、地震本区属大陆性气候，昼夜温差较大，冬季干燥寒冷，风沙严重，最高气温37，最低气温-29，年平均气温6.5，季节转换对井巷岩层及顶板影响不大。据记载，大同及附近地区最大的一次地震发生于明朝（公元1626年6月28日），震级为里氏7级，震源在浑源，灵丘之间，震中烈度9度，根据中国地震烈度区测量划定的地震烈度，大同平原及元岗地区地震烈度为8度，本区建筑物和构筑物接按地震8度设防。第二节 安全条件一、地质特征1、本区煤系地层为中生代，侏罗系（中统）大同组。2、煤层赋存情况：本区12#层东西向整体为一单斜构造，西高东低。3、构造特征：本区内构造主要为较多小断层。二、煤层及煤质1、本区12#层煤厚较稳定，煤厚平均为1.75m，最薄为1.12m，最厚为2.05m，变异系数30%，可采指数为1.0。2、12#层与上部11#层层间距平均为16.1m（3.2m24.8m），其中北部层间距较厚，南部相对较薄。3、12#层顶底板岩性如下：直接顶：粉细砂岩互层（局部为粗砂岩），厚度为3.58m，浅灰色，主要成分石英，次为长石，分选较差，含云母碎片，及植物化石；老顶：粗砂岩，厚度为12.25m，灰白色主要成分为石英，次为长石，含暗色矿物，胶结较坚实；直接底：细砂岩，厚度为1.13米，浅灰色，主要成分石英，次为长石。3、煤种工业牌号及煤质分析：本区12#层工业牌号为RN2（2号弱粘结煤），黑色沥青光泽，容重1.3吨/米3，半亮型。煤质工业指标如下表： 表二： 煤质指数表层 别名 称灰 分挥发分含硫量发热量符号AgVvSQgQDt12#层平均值(%)19.9431.3810.405465千卡/千克四、矿井瓦斯本区属高瓦斯煤层，煤尘自然发火期最短为半年，煤尘爆炸性指数为30%。五、水文地质本区上方有10#、11#层采空区，有一定积水，对开拓掘进有一定影响。煤层含水量较弱。六、小窑情况西北部有陈家窑矿主付井筒及地面建筑；东部为胡家窑煤矿及郭家窑矿。七、主要自然灾害盘区主要自然灾害也是矿井涉及的自然灾害。有顶板、水灾、火灾、煤尘、瓦斯等灾害事故。八、矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题：1、地质勘测对储量的控制达到B级，批准开采的404西部盘区12#煤层属稳定煤层。2、盘区瓦斯赋存规律，煤尘爆炸性和煤层自燃发火期和自燃倾向性已了解，属高瓦斯矿井、高瓦斯盘区。3、盘区水文地质资料提供较详细。第三节 盘区设计概况一、工程性质本盘区为开拓12#煤层404西部盘区，属矿井延深开采。二、盘区开拓及开采1、盘区边界：盘区走向长1200米、倾斜长1718米,面积为1.96km2。依据井田范围，地质特征，现有的采掘情况及采掘设备确定。盘区边界确定：北起线；南至线；西起线；东至线。2、盘区工业储量根据矿地测科储量计算：工业储量 =376万吨可采储量 =210.7万吨3、盘区设计生产能力及服务年限工作制度依照煤矿设计规范，年工作日数按300天计算，“四、六”制作业，每天三班生产、一班检修。盘区生产能力1、生产能力AB=h1h2nA0=1.051120002100 (t/d)式中：A0-回采工作面平均生产能力，A0=2000 t/d； n-同时生产的回采工作面个数,n=1； h1盘区掘进出煤系数，h1=1.05； h2工作面间出煤系数，h2=1。2、盘区生产能力验算 运输设备能力验算为保证盘区生产能力A1390()式中：A1盘区皮带最低运输能力，；K产量不均衡系数，K1.3；T盘区皮带日出煤时间，取T10h；n- 运输设备正常工作系数，n=0.7。本盘区使用SSJ1200/3200型皮带机，其运输生产能力为1000大于盘区生产能力390，故验算合格。 盘区通风能力为满足生产能力，要求ABA2A24000()式中：A2通风系数能满足的生产能力，；V巷道允许最大风速，V6；S回风巷净断面，S10.0m2以上；C-日产吨煤供风量，C0.9。根据计算ABA2，故验算合格。 盘区生产能力年生产天数按300天计算，则年生产能力为：AB2100300/1000063万吨/年，取生产能力60万吨/年。三、设计服务年限根据储量计算，本盘区可采出煤量为210.7万吨，盘区设计生产能力为60万吨/年，则盘区服务年限为：T3.51年4年式中：T盘区服务年限，年；Q采出盘区可采出煤量，Q采出 210.7万吨；AB盘区生产能力，AB60万吨/年；4、盘区开拓方式（1）盘区巷道位置选择从12#402盘区煤仓直接开拓皮带暗斜井暗斜井至盘区皮带巷，从404一暗斜井下部车场开拓联络石门至盘区轨道巷，在皮带暗斜井南20米掘回风联巷及回风立眼与10#404-2回风巷沟通。平行于1045大巷布置三条盘区巷，从东向西依次为轨道巷、皮带巷、回风巷，巷间煤柱20米，其中12#404（西）盘区轨道巷与上层10#404盘区回风巷平距40米，东西向布置工作面顺槽，单翼回采。（2）盘区巷道布置原则回采工作面长度及其推进长度符合设备要求；本盘区内断层及陷落柱较大，应考虑断层及陷落柱影响；小窑有越层越界开采现象，应考虑小窑影响；因本盘区生产能力较大，应考虑运输能力。（3）盘区巷道布置方案平行于1045大巷布置三条盘区巷，从东向西依次为轨道巷、皮带巷、回风巷，巷间煤柱20米，其中12#404（西）盘区轨道巷与上层10#404盘区回风巷平距40米，东西向布置工作面顺槽，与上层工作面顺槽对应布置，单翼回采。新增盘区巷共3890m（其中盘区轨道巷1310m、盘区皮带巷1317m、盘区回风巷1263m）。通风系统：前窑进风斜井1045轨道大巷12#404西轨道石门工作面皮带顺槽工作面轨道顺槽12#4042西部盘区回风巷回风立眼10#404总回风巷前窑回风斜井地面。煤流系统：回采工作面皮带顺槽12#404西部盘区皮带巷皮带暗斜井4#煤仓1045皮带大巷2井底煤仓南山主斜井地面洗煤厂。辅助运输：副斜井1045轨道大巷12#404西联络石门12层404-1西部盘区轨道巷轨道顺槽工作面。（4）盘区工作面布置123#层404西部盘区共布置工作面7个，与上覆10#、11#层工作面顺槽对应布置。（5）主要采掘设备回采工作面主要设备 按1.22.0m采高考虑，可选择BC5601219型支撑掩护式液压支架。支架形式及参数：支撑掩护式，双伸缩适用煤层:1.41.8 m工作阻力：5500 KN泵站压力：31.5MPa重量：11.2t运输尺寸：440014001200 mm工作面倾斜长度最大为150米，共需103架； 采煤机选择：IMG200型采煤机采高范围1.32.5m 工作面运输机选择：SGZ-630/220型刮板输送机,一部； 皮带运输机：DSP-1063/1000； 转载机：SZQ-40； 破碎机：PCM-160； 乳化液泵站：MRB400/31.5； 移动变电站：KBSGEY1100，KBSGEY800各一台； 回柱绞车：JH214，3台； 11.4绞车：4部；掘进工作面主要设备a:掘进机： EBZ-132SHb：皮带运输机： SJ-80型c：耙岩机： LP-30B型井巷掘进指标根据机械配备程度和所掘巷道断面大小，掘进围岩特征、支护形式，并参考相同队组生产能力选取如下指标：半煤巷机掘队300米/月半煤岩巷普掘队 180米/月（主要掘进顺槽机窝、回风绕道、联巷、盘区轨道巷）全岩巷90米/月。三、盘区运输系统及设备1、运输方式为胶带输送机运输，系统如下：工作面转载机顺槽皮带巷14-2#层404西部盘区皮带巷14-2#层404西部皮带暗斜井11#404西部皮带巷2#煤仓南山主斜井地面洗煤厂。2、设备选型及验算根据验算，盘区皮带选择SSJ1200/3200KW皮带两部,盘区生产能力为60万吨/年（即390），能满足该盘区生产能力。3、辅助运输12#层404-1轨道巷及回采顺槽配备JH214，11.4绞车进行进出液压支架及大型设备的运输，上述绞车配合平板车、矿车进行辅助运输。四、盘区通风设备工作面顺槽掘进使用28KW局部通风机，配风量350m3/min，以上能满足要求，如果上述风机不能有效地稀释瓦斯，则使用215KW对旋局部通风机，掘进切巷时采用215KW的对旋局部风机，如果以上风机不能有效地稀释瓦斯，则使用230KW的对旋局部通风机配风量550 m3/min以上，采用直径700s胶质阻燃风筒。五、盘区排水设备1、掘进及回采期间均设置3寸以上排水管路及37KW以上水泵，并与盘区巷排水管路接通。2、在12#层掘进巷道时，低洼积水位置，在巷道掘进一水泵窝，规格长宽高=321.5m3。六、供电及通讯1、盘区供电404盘区变电所位于该盘区轨道巷和回风巷之间，该峒室设计长度为50米，断面为4.55 m2，该盘区404、404-1、404-2巷开拓长度均为980米，考虑到盘区巷走向长度较短，故在负荷中心设计一个变电峒室。考虑到404西翼盘区正式服役时，11#层-404（一暗）（二暗）盘区已退役，故该盘区变电峒室6KV双回路供电电源将复用二暗变电所两趟入井（均来自前窑35KV变电站）2414、2424供电线路，该变电峒室距前窑35KV变电站为1100米。该变电峒室仍采用辐射式供电方式，双回路供电电源分列运行，供电范围为：1个综采，2个机掘，1个普掘，1个开拓队，盘区皮带大巷运输，盘区水泵，盘区局扇。负荷统计：队组负荷名称规格型号额定功率(KW)额定电压(KV)台数计算负荷(KW)综采队机组MGTY-300-700-1.1D2300+20+801.141700工运机SGZ-830/63023151.141630转载机SZB-830/2002001.141200破碎机PCM-1601601.141160液泵MRB-200/31.51251.142250露化水加压泵MRB-125/90900.66190胶带输送机SPG-1000/2002001.142400两顺槽绞车JD-11.4(25、18.5)KV54.90.66354.9机掘队机组EBJ-160SH3141.142628皮带DSP-8002400.662160铁溜子40T400.66280掘开进拓队队耙煤机300.66260铁溜子40T400.66280皮带DSP-8002400.662160盘区绞车绞车SQ-1200750.66175盘区皮带皮带SQJ120022001.141400盘区水仓水泵1320.662264盘区局扇风机280.665140PN1=3368KW PN2=1023.9KW PN3=140KWPN11140V用电设备的总额定容量KWPN2660V用电设备的总额定容量KWPN3盘区局扇用电设备的总额定容量KW供电系统图附后2、信号、通讯和照明信号盘区各点联络采用载频信号系统。通讯盘区变电所、采掘工作面巷口，盘区皮带头均安设与地面及矿调度室直通的移控电话形成通讯系统。照明盘区内照明使用20 W防爆灯照明 ，回采工作面各转载点掘、进工作面巷口和盘区运输巷每隔25米安装一盏照明灯。七、经济技术指标、盘区设计能力： 60万吨/年 、盘区服务年限： 4年 、盘区工作制度： “四六”制、主采层煤质： 煤种牌号： 2 灰分： 10.76% 硫分： 1.50% 发热量： 7959千卡/千克、盘区储量： 工业储量： 301万吨 可采储量： 174万吨 可采出煤量： 130万吨 、煤层情况： 可采煤层数： 一层 可采煤层总厚： 1.75m 煤层倾角： 28 煤的容重： 1.30吨/米3 、盘区范围： 走向长度： 1200米 倾斜长度： 1718米 、盘区投产工作面个数及长度： 综采： 一个 、主采层采煤方法： 近水平长壁单翼开采 11、掘进工作面个数： 2个 12、巷道工程总量： 锚杆支护： 14336m 锚索支护： 14336m13、盘区皮带大巷运输方式： 皮带运输SSJ1200/2200 14、盘区主提升设备容量： 1600T/h15、盘区辅助运输设备： JD25、JD11.4 绞车 16、盘区瓦斯等级： 高瓦斯 17、主排水： 水泵型号： 功率40KW 水泵台数： 3台 18、盘区开竣工时间： 18个月 19、回收率： 66.2 20、掘进率： 80米/万吨第二章 盘区通风与安全404盘区目前开采11#、12#层（东部盘区），根据矿采掘部署，现拟开拓404盘区12#层（东部），404盘区12#层（西部）开采的风量仍将由前窑主扇负担，前窑主扇的型号为KZS-NO24，目前叶片运行角度为35o，风井排风量为5481m3/min,主扇负压为2500 Pa，根据矿开采设计，编制通风设计如下：第一节 目前404盘区通风系统404盘区各采掘工作面所需风量由前窑主扇负担。全盘区现在共有两个综采工作面，一个机掘工作面，一个炮掘工作面，目前404盘区通风系统为： 前窑进风斜井1045轨道大巷10#404盘区轨道巷采掘工作面前窑回风斜井。第二节 12#层404东部盘区通风方式的选择及通风系统1、在开采12#层404西部盘区时，由于10#、11#层采空区无火区，结合我矿通风现状，开采12#层404西部盘区仍采用抽出式通风方式。2、开采12#层404西部盘区通风系统为：前窑进风斜井1045轨道大巷12#404西轨道石门工作面皮带顺槽工作面轨道顺槽12#4042西部盘区回风巷回风立眼10#404总回风巷前窑回风斜井地面。第三节12#层404西部盘区通风能力核定根据矿采掘计划，404盘区12#层（西部）进行开拓期间，其风量由前窑主扇负担，为保证各项工作安全、有序地进行，现对12#层404东部盘区进行通风能力核定。一、盘区状况404西部盘区12#层生产期间，盘区共布置有：一个综采工作面、一个备采工作面、两个机掘工作面、一个停掘工作面、一个普掘工作面、一个机窝、一个变电所、一个水仓、两条尾巷。二、选取适用于本盘区的通风能力核定办法进行核定因404西部盘区12#层年产量在30万吨/年以上，所以采用“由里向外核算法”进行本盘区的通风能力核定。1、井下各用风地点需风量计算12#层404西部盘区井下各用风地点需风量计算过程见第四节。2、主扇担负区域的需风量计算生产矿井主扇担负区域需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。Q区=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通 m3/minQ区满应足条件：Q区总进Q区式中:Q采-采煤工作面实际需要风量的总和, m3/min；Q掘-掘进工作面实际需要风量的总和, m3/min；Q硐-各硐室实际需要风量的总和, m3/min；Q备-备用工作面实际需要风量的总和, m3/min；Q其它-矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和,m3/min；K矿通-矿井通风系数，取1.15；Q区 -12#404西部盘区实际总需要风量,m3/min。Q区 =（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通=（1100+4502+360+100+60+600+450+1502）1.15=38701.15=4450 m3/min由第八节可知，前窑主扇可以满足担负区域12#层404西部盘区的需要风量要求。3、主扇负担区域通风能力计算 Pn = + （万吨/年）式中：P采i第i 个回采工作面正常生产条件下的年产量，万吨/年；P掘j第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，万吨/年；m1回采工作面的数量；m2掘进工作面的数量。由上可知，前窑主扇担负12#层404西部盘区共有1个综采工作面，2个机掘工作面，一个普掘工作面；即：m1=1，m2=3。根据上年度同类采、掘工作面正常生产条件下的年产量，确定12#层404盘区各个采掘工作面的年生产能力。 P12#404西部 = + （万吨/年）式中：P84038403回采工作面正常生产条件下的年产量，取51万吨/年；P机掘2405巷掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，取3.7万吨/年；P机掘5405巷掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，取3.7万吨/年；P普掘2411巷掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，取1.6万吨/年；故： P404西+ 513.73.71.660万吨/年由上可知，12#404西部盘区的通风能力为60万吨/年。第四节 各地点风量计算1、采煤工作面的需要风量（Q采，m3/min）A、回采工作面需风量计算（Q采，m3/min）1）按气象条件计算Q采= Q基本KTKHK1KM KD，m3/min式中：Q采采煤工作面需要风量，m3/minQ基本不同采煤方式工作面所需的基本风量，取200m3/minKT回采工作面温度调整系数取1.02KH回采工作面采高调整系数，取1.4；K1回采工作面长度调整系数，取1.3KM采煤方法系数，取1.6KD顶板管理系数，取1.0故：Q采=2001.021.41.31.61.0=594 m3/min2）按照瓦斯涌出量计算Q采=100q采KCH4式中：Q采回采工作面实际需风量，m3/min。q采回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，取4.4m3/min。KCH4采面瓦斯涌出不均衡通风系数，取2.5。Q采=100qCH4K=1004.42.5=1100 m3/min3）按工作面温度选择适宜的风速进行计算 Q采=60V采S采 （m3/min）式中： V采采煤工作面风速，取1.1m/s； S采采煤工作面的平均断面积，取12.1 m2。Q采=60V采S采=601.112.1=799 m3/min4）按回采工作面同时作业人数计算需要风量Q采4N人 （m3/min）式中：N人采煤工作面同时工作的最多人数，取60人。Q采4N人460240 m3/min5）按风速进行验算15SQ采240S式中：S工作面平均断面积，取12.1m2。1516.1=181.5 m3/minQ采=1100 m3/min24012.1=2904 m3/min满足要求。6）确定工作面配风量根据以上计算，取1100 m3/min作为Q采值。B、备用工作面需要风量计算（Q采，m3/min）Q备1/2 Q采1/21100550 m3/min故取备用工作面的风量为600m3/min。2、掘进工作面的需要风量（Q掘，m3/min）A、机掘巷的需要风量计算（Q掘，m3/min） 按照掘进巷道最远时计算所需风量。1）按照瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通式中：Q掘单个掘进工作面需要风量，m3/min。q掘掘进工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的绝对涌出量，取0.5m3/min。K掘通瓦斯涌出不均衡通风系数，取2.5。Q掘=1000.52.5=125 m3/min。2）按考虑风筒漏风满足工作面最低风速，风机所必须提供的风量计算：Q吸= VSP 式中：V巷道允许的最低风速，取15 m3/min；S巷道断面积，取12.1m2；P局部通风机风量比，为局扇风量与工作面风量之比，式中取1.6；Q吸= VSP =1512.11.6=290.4 m3/min故该巷掘进时选取215KW的局部通风机，选取直径800mm的风筒供风。3）按局部通风机实际吸风量计算需要风量Q掘= Q扇Ii+15S式中：Q扇局部通风机实际吸风量，取340 m3/min。 Ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1。Q掘= 3401+99.6=427 m3/min。4）按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量 Q掘4N式中：N掘进工作面最多人数，取22人。Q掘4N=422 = 88m3/min5）确定工作面需风量通过上述计算，选取其中最大值为427 m3/min，所以确定煤巷掘进工作面需要风量为450 m3/min。6）按风速进行验算煤巷掘进最低风量：Q煤掘15S掘 （ m3/min）岩煤巷道最高风量：Q掘240S掘 （m3/min）式中：S掘掘进工作面的断面积，取9.6m2；Q煤掘=450 m3/min15S掘=159.6=144 m3/minQ掘=450 m3/min 240S掘=2409.5=2280 m3/min均满足要求。B、停掘巷的需要风量计算（Q掘，m3/min）因停掘巷和掘进巷的规格、支护等条件均一样，故选取停掘巷的需要风量为450m3/min。C、普掘巷的需要风量计算（Q掘，m3/min）1）按照瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通式中：Q掘单个掘进工作面需要风量，m3/min。q掘掘进工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的绝对涌出量，取0.5m3/min。K掘通瓦斯涌出不均衡通风系数，取2.5。Q掘=1000.52.5=125 m3/min。2）按考虑风筒漏风满足工作面最低风速，风机所必须提供的风量计算：Q吸= V S P 式中：V巷道允许的最低风速，取15 m3/min；S巷道断面积，取9.6m2；P局部通风机风量比，为局扇风量与工作面风量之比，式中取1.14；Q吸= V S P =15 9.6 1.14 =164 m3/min故该巷掘进时选取11KW的局部通风机。3）按局部通风机实际吸风量计算需要风量 Q掘=Q扇 Ii+15S式中：Q扇局部通风机实际吸风量，取190 m3/min。 Ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1。Q掘=1901+1512.8=448m3/min。4）按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量Q掘 4 N（m3/min） Q掘 25 A（m3/min）式中：N掘进工作面最多人数，取22人。A一次爆破炸药最大用量，取10Kg。Q掘 4 N=422 = 88 m3/minQ掘 25 A=2510=250 m3/min5）确定工作面需风量通过上述计算，选取其中最大值340 m3/min，所以确定普掘巷掘进工作面需要风量为360 m3/min。6）按风速进行验算煤巷掘进最低风量：Q煤掘15S掘 （ m3/min）岩煤巷道最高风量：Q掘240S掘 （m3/min）式中：S掘掘进工作面的断面积，取9.6m2；Q煤掘=360 m3/min15S掘=15 9.6=144 m3/minQ掘=360 m3/min 240S掘=2409.6=2304 m3/min均满足要求。3、井下硐室需要风量（Q硐，m3/min）Q硐= Q硐1+ Q硐2+ Q硐3+ Q硐n式中：Q硐所有独立通风硐室需要风量总和，m3/min； Q硐1、 Q硐2、 Q硐n不同独立供风硐室需要风量，m3/min；A、12#404西部变电所的需要风量（m3/min）根据我矿井下的实际情况，在风量为60 m3/min时，该硐室温度为24，CH4、CO2等有害气体浓度符合煤矿安全规程规定，故选取60 m3/min作为12#404西部盘区变电所的需要风量。B、12#404西部盘区水仓的需要风量（m3/min）根据我矿井下的实际情况，在风量为100 m3/min时，该硐室温度为21，CH4、CO2等有害气体浓度符合煤矿安全规程规定，故选取100 m3/min为12#404西部盘区水仓的需要风量。4、其它井巷实际需要风量 （m3/min）Q其它= Q其1+ Q其2+ Q其3+ Q其n12#404西部盘区尾巷的需要风量计算（Q其，m3/min）1）按瓦斯涌出量计算Q其1=100qCH4K其通=1000.32.5=75 m3/min2）按其风速验算Q其19S其199.6=86.4 m3/min故选取150 m3/min作为12#404西部盘区尾巷的需要风量。由上可知：1、掘进工作面配风量：1）404西部盘区12#层工作面顺槽巷道刚开口时，采用11KW的局部通风机供风，配风量为360 m3/min，供风方式为压入式，风筒采用直径为600的阻燃风筒；2）再往前掘进200m时，采用28KW局部通风机供风，配风量为398 m3/min，供风方式为压入式，风筒采用直径为700的阻燃风筒；3）当继续往前掘进超过800m后，必须使用215KW对旋局部通风机供风 ，配风量为450m3/min，供风方式为压入式，风筒采用直径为700的阻燃风筒。2、回采工作面配风量为： 1100 m3/min； 备用工作面配风量为： 600 m3/min；第五节 通风阻力计算一、404西部盘区12#层各巷道净断面积要求如下：轨道顺槽净断面积：3.52.4米2皮带顺槽净断面积：4.02.4 米2工作面切眼净断面积： 5.52.2米212#404西部盘区轨道巷净断面积：42.6米212#404西部盘区皮带巷净断面积： 42.4米214#410西部盘区回风巷净断面积： 4.52.8m2以上二、通风困难时期风量分配及阻力计算经分析，将12#层404西部盘区回采8403工作面、准备8405工作面期间定为通风阻力困难时期。1）需风量： 一个综采工作面 1100 m3/min 一个备采工作面 600 m3/min 两个机掘工作面 4502 m3/min一个停掘工作面 450 m3/min一个普掘工作面 360 m3/min一个机窝 100 m3/min一个变电所 60 m3/min一个水仓 100 m3/min两条尾巷 1502 m3/minQ需 =（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通=（1100+4502+360+100+100+60+600+450+1502）1.15=38701.15= 4566 m3/min2)通风阻力计算：因404西部盘区12#层为双巷进风，既12#404-1巷与12#404巷构成并联支路，同时向整个盘区供风；12#404-2巷通过盘区尾巷与12#410-1巷（西）、12#404（西）巷组成的并联支路串联通风；盘区内各采掘工作面将三巷连通，整个盘区的通风网络为复杂的角联通风，所以在确定12#404西部盘区通风困难时期的通风阻力时，将其通风网络进行简化，使用该时期通风阻力最大的一条串联支路的通风阻力作为12#404西部盘区的通风阻力，计算如下：Hr2403皮顺=LUQ2/S3=15010-4890(4+2.4)2（1100/60）2/(42.4)3=65 PaHr5403回顺=LUQ2/S3=8010-4890(3.5+2.4)2（1100/60）2/(3.52.4)3=48 PaHr8403工作面=LUQ2/S3=32010-4150(5.5+2.2)2（1100/60）2/(5.52.2)3=14PaHr2405皮顺=LUQ2/S3=15010-4890(4+2.4)2（600/60）2/(42.4)3=19.3PaHr5405回顺=LUQ2/S3=8010-4890(3.5+2.4)2（600/60）2/(3.52.4)3=14PaHr8403工作面=LUQ2/S3=32010-4150(5.5+2.2)2（600/60）2/(5.52.2)3=4 PaHr3= Hr2403皮顺+Hr5403回顺+Hr8403工作面=127 PaR402过渡皮带=LU/S3=15010-4240(4.2+2.6)2/(4.22.6)3=0.0376Ns2/m8R一暗石门=LU/S3=8010-4190(5.5+3.2)2/(5.53.2)3=0.0049Ns2/m8R1= R402过渡皮带R一暗石门/ R402过渡皮带+R一暗石门 =0.00434 Ns2/m8Hr1= R1Q2总进=0.00434（4566/60）2=25 PaR 12#410-1=LU/S3=8010-41040（4.0+2.6）2/（42.6）3=0.0978 Ns2/m8R 12#410=LU/S3=15010-41040（4.0+2.4）2/（42.4）3=0.2256 Ns2/m8R2= R12#404R12#404-1/ R12#404+R12#404-1 =0.06834Ns2/m8Hr2= R2Q2总进=0.06834（4566/60）2=396 PaHr12#404-2西= Hr 4=LUQ2/S3=8010-41160(4.5+2.8)2（4450/60）2/(4.52.8)3=392 Pa（注：12#层404西部盘区回风巷断面以通风困难时期整个盘区的计划风量及通过回风井途径路线风速不超6M/S确定）根据以上计算，确定12#404盘区通风困难时期通风阻力最大路线为：12#404西部盘区轨道、皮带8403工作面404西部盘区回风巷。故：hmax=1.15hrmax =1.15(hr1+ hr2+ hr3+ hr4)=1.15940=1081 Pa通过以上计算可知,在通风困难时期，12#层404西部盘区需风量为4450m3/min , 总通风阻力为1031 Pa。三、通风容易时期风量分配及阻力计算经分析，将12#层404西部盘区回采8409工作面期间定为通风阻力容易时期。1）需风量： 一个综采工作面 1100 m3/min 一个备采工作面 600 m3/min一个变电所 60 m3/min一个水仓 100 m3/min两条尾巷 1502 m3/minQ需 =（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通=（1100+600+100+1502 ）1.2=21601.2=2592 m3/min2)通风阻力计算Hr1= R1Q2总进=0.00434（2592/60）2=8 PaHr2409皮顺=LUQ2/S3=15010-4800(4+2.4)2（1100/60）2/(42.4)3=58 PaHr5409轨顺=LUQ2/S3=8010-4800(3.5+2.4)2（1100/60）2/(3.52.4)3=43 PaHr8409工作面=LUQ2/S3=32010-4150(5.5+2.2)2（1100/60）2/(5.52.2)3=14PaHr3= Hr2409皮顺+Hr5409回顺+Hr8409工作面=115 PaHr2= R2Q2总进=0.06834（2592/60）2=127 PaHr12#404-2西= Hr 4=LUQ2/S3=8010-41160(4.5+2.8)2（2592/60）2/(4.52.8)3=128Pa根据以上计算，确定12#404西部盘区通风容易时期通风阻力最大路线为：12#404西部盘区轨道、皮带8409工作面12#404西部盘区回风巷。故：hmax=1.15hrmax =1.15(hr1+ hr2+ hr3+ hr4)=1.15378 =435 Pa通过以上计算可知，在通风容易时期，12#层404西部盘区需风量为2592m3/min，总通风阻力为435 Pa。第六节 等积孔计算通过以上计算可知，在开采12#层404西部盘区过程中：（1）通风容易时期盘区通风阻力为435 Pa,盘区需风量为2592m3/min，其等积孔为：A容易=1.189Q/h1/2=2.46m2（2）通风困难时期通风阻力为1031Pa，盘区需风量为4566m3/min，其等积孔为：A困难=1.189Q/ h1/2=2.75 m2第七节 结 论综上所述：1）在通风容易时期：盘区需风量：2592 m3/min盘区通风阻力：435 Pa2）在通风困难时期：盘区需风量：4566 m3/min盘区通风阻力：1031 Pa第八节 安全监测监控设计一、安全监测监控设置要求1、安全监测系统设置的重要性四台矿是一个高瓦斯矿井，预防瓦斯事故是煤矿安全工作的重点，装备矿井安全监测监控系统是防止瓦斯事故的重要手段。安全监测监控系统可实现连续监测，消除了人为检查的不连续性，并可实现声光报警，自动断电等功能，因此根据矿开采设计404西部盘区12#层必须安装监测监控系统。2、安全监测监控系统设置的条件和要求安全生产监控系统应能容通风安全环境监测监控、矿井生产监测监控和工业摄像监视监控于一体。可就地显示瓦斯浓度、风量、负压、温度等参数。监控中心对各种传感器的信息数据进行实时采集、处理和超限判别。超限情况时监控中心及现场均应有语音或声、光报警。通过远程开关可实现风电瓦斯闭锁，监控中心也可根据要求进行远程人工断电、复电。监测主机的信息能够实时、准确、稳定地上传到大同煤矿集团公司监测监控信息网。系统必须具有系统煤矿安全标志，井下各监测点的设置应符合煤矿安全规程的要求。二、安全监测监控系统选择煤矿井下是一个较特殊的工作环境，有可燃性和腐蚀性气体，潮湿、有煤尘，电网电压波动大，空间狭小，监控距离远。因此，矿井监测监控系统设备的选择应符合以下要求：1、矿井监测监控设备必须是防爆型电气设备。2、监控系统设备信号的有效传输距离至少要达到10KM。3、监控系统的信号传输必须抗干扰能力强。4、矿井监控系统设备要有防尘、防潮、防腐、防霉，抗机械冲击等措施。三、传输设备及器材选型原则安全监测监控系统的传输设备应根据系统的网络结构、连接方式、传输方向、复用方式、同步方式、调制方式、输入输出方式、传输速率、误码率、传输处理误差、最大巡检周期、最大传输距离、最大节点容量等确定。现本矿采用的是采用串行异步数字传输方式，干线与分站相结合的结构形式。据有性能安全、可靠、抗干扰能力强、安装维护方便等特点。系统容量：8条干线通道；每条干线通道128个地址。传输速率：4800bps传输方式：22位脉冲数字型串行异步传输方式误码率：不大于10-8传输处理误差：不大于1%最大巡检周期：不大于30s系统最大控制执行时间小于30S.最大传输距离：不小于20km供电电压：地面中心站AC220V；井下设备AC 127V/660V。网络结构形式：树型网络结构四、回采工作面传感器选型及配置（一）监测仪表的型号及数量高瓦斯矿井回采工作面必须安装两台E4339型瓦斯传感器、两台KGT9型机组、皮带开停传感器、两组KGE12型风门开关传感器、一台KGT16型馈电状态传感器、一台KJF13/5可编程监控器、一台KJF7/4区域监控器、一台KDK-600/18型电源扩展器、一台DJB4型机载式甲烷报警断电仪、一台KXB-127C型风门报警器和一台KD6002型摄像仪。（二）布置位置及要求1、两台瓦斯传