中国矿业大学采矿工程安全工程矿井通风设计毕业论文.doc

中国矿业大学采矿工程安全工程矿井通风设计毕业论文目录摘 要IAbstractII目录IV第1章 矿井概况及安全条件11.1 井田概况11.1.1地理位置11.1.2主要自然灾害11.1.3矿区开采现状11.2 安全条件21.2.1地质特征21.2.3煤层及煤质21.3 矿井生产情况31.3.1 工程性质31.3.2井田开拓与开采31.3.3提升、通风、排水和压缩空气设备41.3.4 井上下主要运输设备51.3.5工业场地布置特征、防洪排涝、地面建筑及煤柱51.3.6供电及通讯61.3.7给水、排水和采暖通风及供热61.3.8技术经济7第2章 矿井通风112.1 概 况112.2矿井通风112.2.1现矿井各采区风量计算112.2.2风量选择122.3现有通风方式及通风系统152.3.1现有风井数目、位置、服务范围及服务时间152.3.2采掘工作面及硐室通风152.3.3井下通风设施及构筑物布置152.3.4安全逃生途径152.3.5通风设备及反风162.3.6矿井风量、风压及等积孔17第3章 粉尘灾害防治183.1 粉 尘183.2 防尘措施193.2.1防尘措施193.2.2采掘工作面除尘193.2.3井下消防203.2.4防爆措施213.3 隔爆措施223.3.1隔爆措施223.3.2隔爆水棚（水袋）233.4 矿井地面生产系统防尘24第4章 瓦斯灾害防治254.1 瓦 斯254.2 防爆措施254.2.1防止瓦斯积聚254.2.2巷道局部积聚瓦斯的处理254.2.3防止瓦斯爆炸或窒息254.3隔爆措施264.3.1隔爆措施264.3.2隔爆水袋26第5章 矿井防灭火275.1 概 况275.2 井下外因火灾防治275.2.1井下机电设备硐室防火措施275.2.3井下电缆275.2.4井下电气设备的各种保护275.2.5井下电气设备的检查、维护、修理和调整。285.2.6其它火灾的防治措施及装备285.2.7井下主要机电设备硐室及防火构筑物295.2.8消防灭火装备295.2.9开采方面的措施295.3 矿井瓦斯抽放系统295.3.1平岗矿瓦斯赋存情况295.3.2平岗矿瓦斯抽排系统295.3.3监控监测系统305.3.4安全监测监控系统的结构315.3.5传感器选择31第6章 矿井防治水346.1 矿井水文安全条件分析346.1.1矿井开采水文地质情况346.1.2矿井充水因素及特征346.2 矿井防治水措施356.2.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施356.2.2井下探放水措施356.2.3地表水防治措施及工程366.3 井下防治水安全设施366.3.1排水设施366.3.2选型计算376.3.3防水设施37第7章 井下其它灾害防治387.1 顶板灾害防治及装备387.1.1矿山压力显现基本因素分析387.1.2一般顶板冒落灾害的防治措施及装备387.2 爆炸材料库397.3 电气事故防治措施及设备407.3.1供电线路及地面变电所事故防治措施407.3.2防止电气设备引起的瓦斯燃烧、瓦斯爆炸和触电等事故的措施40专题 矿井安全监测监控43结论47致谢48参考文献49附录15047第1章 矿井概况及安全条件1.1 井田概况1.1.1地理位置平岗煤矿位于鸡西煤田南部含煤条带边缘，距鸡西火车站27km。行政区隶属于鸡西市梨树区。井田地理坐标为：东经：1304330-1304345; 北纬：450600-451030。公路交通：矿区内有公路与哈绥公路鸡图线国道相通，距鸡西市27km。铁路交通：煤矿铁路专用线与国铁梨树镇火车站相连。井田境界：上至+350m标高，下至600m标高，东至F25断层，西至F16断层。井田走向长10.01km，倾斜长3.2 km，井田面积35.2km2。矿区地表最大标高550m，最低标高310m, 地形高差230m左右。风山河及其它的三条支流，流经矿区东部，自北向南流经穆棱组露头西侧，河流落差大切割深，河床两侧有50-200m宽的山间谷地。平岗矿区为中温带大陆性气候，11月中旬至次年4月中旬为结冰期，表土冻层厚度一般在1.5-2.0m，最高气温在7-8月份，最高气温38.0，最低气温在12月份，最低气温-39.2，年平均气温3-3.5，年平均降水量600mm，雨季多集中在7-8月份，最大风级7-8级，风向以西北风为主风力一般2-3级，平均风速3.6m/s。1.1.2主要自然灾害 本区地震裂度为6度。1.1.3矿区开采现状二水平中央水泵硐室现有3台PJ-1507型水泵，每台排水量为300m3/h，二水平正常涌水量为165 m3/h。二水平最大涌水量为205 m3/h。一水平中央水泵硐室现有4台200D438型水泵，每台排水量为288 m3/h，其正常涌水量（包括二水平涌水）为265 m3/h，最大涌水量325 m3/h。矿生产供电来自地面变电所，其电源分别来自梨恒线，梨平线两趟60KV高压输入。变电所内设一台S9-16000/66主变压器，一台SLF1-20000/60主变压器。一二水平供电来自地面变电所，电压为60KV，由两趟LJ-24架空线线路输送至山下变电所，再由两趟MYJV3X150高压电缆经皮带道至井下中央变电所，然后由井下中央变电所送出两趟高压电缆输送至采区变电所配电，直至各采掘队组。1.2 安全条件1.2.1地质特征1.2.1.1地质及地层平岗矿区位于鸡西煤盆地西南端，属于穆棱-平岗断裂构造单元的一部分。近于南北向东倾的单斜地层，为不对称的向背斜复杂化，地层被两条近于南北向的断层切割成二大构造块段。在这些块段里，相对下降的块段构造简单，地层倾角小（15-25）；相对上升的块段构造复杂，地层倾角大（20-40）。一组北45-55西贯穿全区的主断裂体系又将全矿区进一步分割成几大构造单元。各构造单元其构造形态各异，地层产状各异，构造复杂程度各异。1.2.1.2成煤时期及煤层赋存情况平岗矿区煤系地层为早白垩系鸡西群城子河含煤组和穆棱含煤组，城子河含煤组位于煤系地层的下部，可采和局部可采煤层共有35#层、33#层、32#层煤层，煤质主要为瘦煤，中部层组的25#层、23#层、22#层煤层的煤质，牌号主要为焦煤，上部层组15#层、14#层煤层的煤牌号主要为主焦煤。穆棱组位于煤系地层的上部，可采区层有6#层、5#层、3#层、1#层。穆棱组煤层的煤牌号均为1/3焦煤，以上各煤层的厚度均在0.8-2.0m之间，为薄煤层或中厚煤层。1.2.2煤层及煤质1.2.3.1煤层含煤性：平岗矿区开采穆棱组和城子河组的煤层。穆棱组含煤6-8层，1层全区可采，3层局部可采，主要可采煤层发育较稳定，煤层本身的煤岩特征明显，煤层结构稳定，岩煤层物性特征明显，煤层间距较为稳定。横向上变化规律性强，全区内煤层对比清楚。煤层发育属于较稳定型。可采煤层总厚度为14.4m，含煤系数1.11%。穆棱含煤组：1#煤层：为平岗矿区内最上部的可采煤层，单一结构，煤厚0.68-0.92m，顶板为含豆状包裹体的凝灰岩或凝灰砂岩，底板为粉砂岩。 3#煤层：距1煤层48-50m，一般分上、下两层，上、下分层均在0.59-0.89m之间，平均0.78m，上、下分层间距不稳定，大体在2-4m之间，顶板为灰白色细砂岩，底板为0.3m的黄灰色凝灰岩。3煤层在凤山背斜轴以南可采。1.2.3.2煤质物理性质：肉眼观察多呈光亮和半光亮形，煤层油质光泽和玻璃光泽，块状构造，断口参差不齐，内生裂隙发育，煤层多以凝胶化基质为主，镜煤、亮煤占煤岩总比例的75-90%，丝质组和稳定组占5-20%，岩矿杂质占总量的5%左右，硫磷含量特低。化学性质、工艺性能、可选性及煤类：平岗矿区各煤层组均为中等变质程度的烟煤。各煤层组、各含煤段的变质程度不一，煤层的有机质含量较多，有害杂质少，精煤灰分低，可选性强。是可贵的炼焦用煤。1.3 矿井生产情况1.3.1 工程性质矿井技术改造初步设计。1.3.2井田开拓与开采1.3.2.1井田境界上至+350m标高，下至-600m标高，东至F25断层，西至F16断层。井田走向长10.01km，倾斜长3.2 km，井田面积35.2km2。1.3.2.2储量平岗煤矿有地质储量12397.1万t，可采储量7438.2万t。储量构成情况见储量汇总表、煤柱损失量表、矿井工业资源储量、设计资源储量、设计可采储量表。表（1-1）平岗煤矿分水平各类煤柱损失量汇总表 万t煤柱分类+100标高以上+100-600m标高合计断层保煤柱219.669.8289.4工业广场保护煤柱42.987.6130.5主要井巷保护煤柱273.9674.7948.6合计536.4832.11368.5表（1-2）工业资源储量、设计储量、设计可采储量汇总表 单位：万t储量类型+100标高以上+100-600m标高合计工业资源储量3417.88979.312397.1设计资源储量3209.18961.51187.1设计可采储量1848.65589.67438.21.3.2.3矿井设计生产能力及服务年限矿井工作制度设计年工作日330天，每天三班作业。日净提升时间为16h。 生产能力核定生产能力75万t/a。服务年限T = ( 1-1) = 7438.2751.3= 76a 其中： T：服务年限 Z：可采储量 A：生产能力 K：储量备用系数1.3.3提升、通风、排水和压缩空气设备1.3.3.1提升设备平岗煤矿的煤炭主要提升采用带式输送机运输。采用GDS-1000型钢丝绳皮带提升机，提升能力230万t/a。矸石主要由斜副井，一段提升机型号为XKT-2.5/20的矿用提升机，提升能力为125万t/a；二段提升机型号为2JK-3/20的矿用提升机，提升能力为119万t/a。1.3.3.2通风设备回风井现2台GAF31.5-20-1GZ型通风机，排风能力为8700-15000m3/min。1.3.3.3排水设备一水平主水泵型号为200D438，现有四台，两台使用，两台备用。1.3.3.4压缩空气设备该矿生产现主要在二水平，在地面设一个压风机房，内设有2台4L-20/8型压风机，经核定满足要求。1.3.4 井上下主要运输设备1.3.4.1地面运输公路交通：矿区内有公路与哈绥公路鸡图线国道相通，距鸡西市27km。铁路交通：煤矿铁路专用线与国铁梨树镇火车站相连。本矿目前运输主要以铁路为主，现已形成较为完善的铁路运输线，对矿区的开发、建设提供了较为便利外运条件。1.3.4.2井下运输本矿井设计井下煤炭运输采用胶带输送机运输方式，辅助运输采用10t架线式电机车牵引1t或3t固定式矿车运输。1.3.4.3地面生产系统主井生产系统煤炭由平岗矿皮带井一段、二段皮带运输机运至地面手选厂车间至洗煤筛分车间复式振动筛之中，原煤经过洗煤车间分精煤和中煤两种分别进入各自煤仓。手选矸石经汽运到矸石山。皮带井一段、二段皮带运输机并担任运送人员升入井。副井系统副井及下料斜井承担提升矸石、升降人员、运送设备和材料的功能,地面材料、设备在地面车场装入花栏车或平板车，由提升机运入井下。地面排矸系统井下矸石由副井运到地面车场子，由一台ZK10-6/550电机车牵引300M至矸石山车场子，由JD-11.4绞车拉入翻车机，翻入排矸箕斗后由矸石山前JK1600/1224型绞车牵引到矸石山顶部排掉。1.3.5工业场地布置特征、防洪排涝、地面建筑及煤柱1.3.5.1工业场地为确保场内外来物资运输，消防安全通道要求，主干道路面宽12m，次干道路面宽为6m，路面结构为水泥路面。1.3.5.2场内排水该区地形由丘陵和构成，该矿井工业场地位置处在一山岗的北侧坡上，场地内东南高西北低，地形坡度变化不大，地形也便于场地内排水。场地内自然高差为6m。1.3.6供电及通讯1.3.6.1供电电源矿变电所60kv电源分别引自“梨恒线”和“梨平线”，所内一台主变：S91600066主变压，一台SLF1-20000/60主变压器。1.3.6.2电力负荷一水平用电负荷为3780 KW，其有功功率为2270 KW。二水平用电负荷为6200 KW，其有功功率为3720 KW。1.3.7给水、排水和采暖通风及供热1.3.7.1水源工业场地生活用水水源供水水源井：在平岗矿凤山沟上游现有6口机井，用水泵将水抽至地面蓄水水池中。联合办公楼和27公里水塔的用水均由该蓄水池供应。储水池：300 m3，LBH1056 m半地下钢筋混凝土矩形水池1座，地下部分为3.5 m。供水泵房：LBH1053 m矩形泵房1座150m2。 分别设：生产消防洒水泵：XBD430-125G/Z、Q72-12b3/h。 H0.42-0.37MPa N22kw 380V 2台。生活给水泵：80D-129，Q20 m3/h H102 m 17kw 2台加药设备：JY-0.61.44-B-1 2台次氯化钠发生器：JYM-1 2台工业场地设有生活供水管网、生产及消防供水管网。生活供水为PPV管，干管为80，生产及消防供水管网采用镀锌无缝钢管，干管管网为D100，生产和消防供水管网上靠近建筑物时有室外地下消火栓，其型号为SS100-1.0。生产、消防用水水源地面生产用水由本地区自来水供水网供给；井下消防洒水同时采用地面和井下两种水源。1.3.7.2用水量矿井生产及生活用水量451.4m3/d, 最高时用水量为300.6m3/h，井下除尘洒水日用水量为680m3/d，时用水量为53.5m3/h。1.3.7.3排水系统 排水量工业场地排水主要是生活污水、浴池排水、锅炉排污水、井下排水和其它排水，予计总排水量为6336 m/d；排水系统平房居民区的生活污水及雨水，未经处理由地面沟渠排入凤山河和穆棱河。楼房居民区的生活污水、浴池排水、锅炉排水经排水管路排入沉淀池中，经沉淀过滤后由排水管路排入凤山河。井下排水除部分流入地面静压水池管路排入凤山河。洗煤厂洗煤废水经洗煤厂内部净化处理后继续循环使用。排水构筑物排水管采用Dg250陶瓷管；Dg350钢筋砼管。水泥沙浆接口，埋地铺设。埋深为2.0m。采用重力排水，沿地形坡度铺设。埋深不小于2.0m。1.3.7.4采暖通风及供热采暖根据气象资料、工艺要求及有关规定，本设计在经常有人工作、休息和生产工艺有要求的建筑物内，设置集中采暖系统。整个工业场地的采暖热媒均采用95/70低温水，热媒来自工业场地锅炉房，行政福利建筑物内散热器采用铸铁四柱型散热器，其余生产系统建筑和工业厂房内散热器采用钢制高频焊螺旋翅片管散热器。热水供应浴室、洗衣房的浴用和洗衣用由专用锅炉房的供给。井筒防冻井筒防冻仅做主皮带中，二采区绞车道。矿井主皮带井及斜副井由锅炉房内的两台4t锅炉供暖。经校核均满足需要。1.3.8技术经济1.3.8.1移交生产时井巷工程量表井巷工程量表（1-3）序号工程名称单位数量煤岩别月进度工期（月）1返送绞车道m60半6012返送风道m150全岩5033二段绞车道风眼m20全岩600.54采区风道下延m150半10035采区绞车道下延m80半10016工作面m90煤12011.3.8.2劳动定员及劳动生产率全矿井劳动定员本设计根据矿井原煤年产量120万t，年工作天数330天，确定原煤全员效率为2.95吨/工。经计算，原煤生产出勤人员3596人，其中，管理人员206人，井下工人2182人，地面工人1027人。表（1-4）劳动定员汇总表序号人员类型出勤人数替补人数在籍人数班班班合计1一、原煤人员115199114428945221、生产工人10916210837994473（1）井下工人871338630683389（2）地面工人2229227311842、管理人员637649492二、供电2102141153三、生产服务人员133313594634四、生活服务人员9229403435五、选煤厂213621785836六、消防队555合计1603051596241077317七、准轨铁路58518119总计165313164642108750劳动生产率采区投产后，按年工作日数3 3 0d计算，日产量448.2T，全员效率确定为1.6工。参考本矿现在实际达到的效率确定的。全员效率1.6t工，回采工作效率定为4.52T工，这是根据回采工作面日产量和按需要配备的-人员求出的。掘进工作效率为0.2m工，按矿实际效率确定。1.3.8.3概算投资工程投资总额为2018.5万元（井巷工程350.1万元 、设备购置1668.4万元）。1.3.8.4矿井主要技术经济指表（1-5）主要技术经济指标名称单位指标备注矿井设计生产能力Mt年生产能力万t100日生产能力t3640矿井服务年限a76矿井设计工作制度年工作天数天330日工作班数班3灰份Ag%23.24挥发份V%27.32发热量千卡/Kg7500储量（1）地质储量万t12397.1（2）可采储量万t7438.2煤层情况（1）可采煤层数层2（2）可采煤层平均厚度m1.4（3）煤层倾角度15（4）煤的容重t/m31.35井田范围走向长度Km7.5倾斜宽度Km6.75井田面积Km249开拓方式立斜井筒类型及斜长倾角提升斜井M110021回风斜井M400301.3.8.5原煤生产成本概算本设计矿井根据煤炭工业设计规范和现行煤炭工业财务制度及成本计算办法并考虑该地区同类矿井的成本实际情况，计算出该矿井达产后正常年份的原煤生产成本为150.835元t。第2章 矿井通风2.1 概 况平岗煤矿鉴定为高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量为28.5m3/t，绝对涌出量为33m3/min。在平岗矿区范围内尚无煤层自燃发火现象。各煤层均有煤炸煤尘炸指数在20%-45%之间。由于平岗矿井为高瓦斯矿井，因此，按高瓦斯矿井进行管理。2.2矿井通风2.2.1现矿井各采区风量计算井下共布置2个采煤工作面，6个掘进工作面，全矿独立回风硐室7个，变电所水泵房2个，压风机硐室2个，绞车硐室2个，火药库1个。根据上述参数进行矿井风量计算。Q矿（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其）K m3/min式中：Q采-采煤工作面实际需要风量总和m3/minQ掘-掘进工作面实际需要风量总和 m3/minQ硐-硐室实际需要风量总和 m3/minQ备-备用采面实际需要风量总和 m3/minQ其-其他地点实际需要风量总和 m3/minK-矿井通风需要风量系数 取1.2Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其）K=（2200+2664+488+491+540）1.2=49051.2=7660 m3/min2.2现有通风方式及通风系统2.2.1现有风井数目、位置、服务范围及服务时间 矿井现有两条井筒入风，两条回风井。2.2.2采掘工作面及硐室通风回采工作面采用后退式开采，全负压U型通风，工作面下巷进风，上巷回风。井下主要硐室采用全负压独立通风。2.2.3井下通风设施及构筑物布置矿井设有专用回风井，采区设置了专有的回风道。井下所有进回风相交处设有双向双道风门，在需要调节风量处设调节风门，以保证各用风地点的合理风量，在需要反风处设有反风风门。在主要进风、回风巷，工作面进风巷和回风巷设置测风站，观测矿井总风量和回采工作面的进风量和回风量。倾斜巷道中不应设置风门，如非设不可时，应按设自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。2.2.4安全逃生途径2.2.4.1矿井安全出口设置及保证措施矿井的主井、副井和风井均可作为安全出口，井筒及采区各上山内设人行道和扶手。斜井井筒每隔40m设一躲避硐室。副井担负矿井辅助提升任务，必须执行煤矿安全规程的规定，提车不行人，行人不提车。当井下发生事故时，人员可借助上述人行台阶、扶手、人行道方便、顺利到达地面。2.2.4.2避灾路线为了方便井下工作人员在灾害发生后能安全撤离，井下各巷道及巷道相交处应挂牌写明巷道名称、长度，指明各类灾害的撤离方向，并做到每年预演一至二次。避火灾线路发生火灾时工作人员应及时撤离采区，向新鲜风流方向撤离，通过进风井到达地面。一采区：采煤工作面运输平巷采区皮带道采区车场暗井绞车道暗井下部车场二水平主运巷二水平副提升井和二水平皮带一水平石门一水平皮带和副井地面。掘进工作面采区车场暗井绞车道暗井下部车场二水平主运巷二水平副提升井和二水平皮带一水平石门一水平皮带和副井地面。二采区：采煤工作面运输平巷片盘车场采区绞车道地面掘进工作面片盘车场采区绞车道地面。避水灾线路 在工作面工作的人员及在井底车场工作的人员应及时撤至回风平巷或回风井，通过安全出口出井。掘进工作面采区车场暗井绞车道暗井上部车场后石门机轨合一巷后石门绞车道下料斜井车场下料斜井地面。二采区：采煤工作面运输平巷片盘车场采区绞车道地面掘进工作面片盘车场采区绞车道地面。发生瓦斯、煤尘爆炸时，应及时戴好自救器，选择最近的躲避硐室进行躲避，等待救援或躲避开瓦斯、煤尘爆炸危害严重的巷道，进入有新鲜风流、较安全的巷道内，或选择巷道支护较好的地方就地卧倒，最好卧在有水的水沟里。发生有害气体中毒时，应及时向有新鲜风流的巷道撤离。发生冒顶事故时，现场工作人员应及时撤离至有顶区域，进入围岩较好，支护较好的巷道内。2.2.5通风设备及反风2.2.5.1采区前期风量选择本设计采区风量按生产采区风量计算方法进行前期风量计算。比较采煤、掘进、硐室所需风量之和与井下同时工作的最多人数所需风量。采区后期风量选择采区开采后期由于掘进工作面、回采工作面、硐室个数均不变，因此后期总风量选择与前期相同。2.2.5.2通风机设置及要求要及时对通风机的运行状况进行监控，以保证设备安全运行。备用风机必须要在10min内开动。通风机的运转必须由专职司机负责。选择GAF31.5-20-1GZ型防爆抽出式轴流风机两台，一台工作一台备用，配套电动机功率1400KW，电压660V,其额定风量为8700-15000m3/min，现排风量为9700 m3/min。2.2.5.3反风方式及设施通风系统的反风装置采用机械反转反风 。反风设施必须能在10min内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%；每季度至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习。2.2.6矿井风量、风压及等积孔阻力计算根据公式 (2-1)式中 x-阻力系数 L-巷道长度 U-巷道周长 Q2-风量平方 S3-断面立方经计算得2.72m2根据计算采区初、后期通风情况属于容易通风。第3章 粉尘灾害防治3.1 粉 尘井下生产所产生的煤和岩石的细微颗粒统称为煤矿粉尘。粉尘包含煤尘和岩尘两类。井下煤尘主要来源于井下采掘工作面，此外煤炭运输过程中转载点、机头机尾均产生煤尘；岩尘主要来源于井下岩巷及半煤岩巷掘进工作面。直径大于50m的尘粒，在重力作用下会很快从气流中分离出来，沉落于地面，此类粉尘称为落尘。直径在0.01-50m范围内的尘粒，能长时间悬浮于空气中，此类粉尘叫做浮尘。浮尘对矿井空气的污染和人体健康的危害最大，是矿井防尘的重点对象。粉尘的主要危害是能导致尘肺，有的粉尘与人的潮湿皮肤接触时，有一些刺激作用，会引起皮肤发炎。尘肺病是因为长期、大量吸入微细粉尘而引起以肺纤维化为主的一种慢性职业病。煤矿尘肺病因吸入粉尘成分不同可分为：矽肺病：因吸入游离二氧化硅含量较高的岩尘所引起的尘肺病。它是矿山的一种主要职业病，除了会使肺纤维化外，还会由矽酸引起肺部化学物理反应，应重点加以防治。患者多为长期从事岩巷掘进的工人。煤矽肺病：因吸入煤尘和含游离二氧化硅的岩尘所引起的尘肺病。患者多为岩巷掘进和采煤混合工种的工人。煤肺病：因长期吸入煤尘所引起的尘肺病。患者为长期在井下从事采掘工作的采掘工人。矿井生产中粉尘除了对人体带来不同程度的危害外，煤尘在一定条件下还会发生爆炸。煤尘爆炸除破坏井巷、毁坏设备、伤亡人员外，爆炸同时产生大量的有毒有害气体，严重地威胁矿井安全生产和人员的生命安全。但煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件：自身为爆炸危险性的煤尘。按煤矿安全规程规定，煤尘的爆炸性必须通过国家授权单位进行鉴定。煤尘的浓度。悬浮在井下空气中的煤尘只有达到一定浓度才可能爆炸，煤尘未达到爆炸下限浓度或超过上限浓度都不会发生爆炸。具体规定见表3-1。表3-1井下空气中粉尘浓度要求一览表粉尘中游离sio2含量（%）最高容许浓度（mg/m2）总粉尘呼吸性粉尘10103.510-502150-8020.58020.3存在有引爆火源。煤尘的引燃温度一般为700-800，有时也可达到1100，引起煤尘燃烧或爆炸的高温火源有：电器设备产生的电火花，电缆、电机车架线上的电弧，采掘机械工作产生的冲击火花，爆破时出现的火焰，井下火灾以及瓦斯爆炸等。影响煤尘爆炸的主要因素有：煤尘的可燃挥发分，煤尘粒度，煤尘浓度，空气中的瓦斯和氧含量，煤尘灰分（或混入的岩粉量），煤尘水分，煤尘硫分。本井所开采各煤层的煤尘具有爆炸性。3.2 防尘措施3.2.1防尘措施防尘措施有：采用湿式凿岩。通风排尘和净化风流。喷雾洒水。装岩洒水降尘。个体防护，作业时必须人人坚持戴防尘口罩。采掘工作面坚持使用水炮泥，在其回风巷内按规范要求安设隔爆水棚。严格控制各种火源。各个采掘工作面、装载点、卸载点、运输、仓储等产生粉尘的尘源地点，采用降尘、除尘、捕尘以及对沉积在巷道的浮尘进行。3.2.2采掘工作面除尘湿式作业除尘；喷雾洒水除尘；加水爆破除尘；含尘空气净化装置除尘（即水幕净化）；加强个体保护，凡在回采、掘进工作面的人员，必须佩戴口罩。3.2.3井下消防3.2.3.1水源的选择井下消防用水在西风井井底（-90m标高处）建一200m3蓄水池，为各采区提供静压水。3.2.3.2水质煤炭工业给水排水设计规范MT/T5014-96中要求的井下防尘洒水用水的水质标准见表的规定，其碳酸盐硬度应不超过6mge/L。该矿井水源井水质满足煤炭工业给水排水设计规范MT/T5014-96中防尘洒水用水水质标准的要求。见表（3-1）表（3-1）防尘洒水用水水质标准序 号项目标准1悬浮物含量不超过150mg/L2悬浮物粒度不大于0.3mm3PH值6-94大肠菌群不超过3个/L3.2.3.3供水方式、给水管路系统与设备水源取自消防水池，井下消防和洒水管路使用，由高水位自然压头给水方式。采用1004无缝钢管由主斜井进入回风巷、采区平巷及井底车场。在井底车场的各机电硐室附近均设置三通阀门，供消防火使用。生产消防洒水泵：XBD430-125G/Z、Q72-12b3/h。 H0.42-0.37MPa N22kw 380V 2台。3.2.3.4重点保护区域具体位置为：副井井筒车底车场，皮带井机尾；变电所等机电硐室入口，爆破材料库硐室、检修硐室、材料库硐室入口，掘进巷道入口，回风工作面进、回风巷口，胶带输送机机头。3.2.3.5井下洒水除尘系统井下洒水除尘用水量680 m3/d；由各自蓄水池供水；井下消防洒水采用合流制供水管路，采用枝状管网；自井下消防洒水池接管，沿各自的进风巷顺风流敷设至井下各用水点。管材选用无缝钢管，采用快速接头。井下给水栓设置位置运输平巷每隔50m由同位置的消火栓接出一个DN25的给水栓；胶带输送机大巷、回风大巷、运输及回风平巷每隔100m由同一位置的消火栓接出一个DN25的给水栓，不同位置时则单独接出一个DN25的给水栓。湿式凿岩机的引水管接给水栓。井下喷雾装置位置在井下综采工作面采煤机组自带内、外喷雾装置。配两泵一过滤器，型号为：PBZ320/6.3A、Q=320L/min 、P=6.3Mpa;井下综掘工作面煤巷掘进机自带内外喷雾装置。配两泵一过滤器，型号为：XRB50/15、=50L/min 、P=1.50Mpa；在集中煤仓、翻车机、装车机以及胶带输送机、刮板输送机、转载机的转载点等地点。井下风流水幕位置回风平巷靠近出口及距工作面50m内；装煤点下风向15-25m处；胶带输送机大巷，工作面运输平巷，掘进头。3.2.4防爆措施3.2.4.1减尘和降尘措施煤层注水。煤层注水有浅孔注水、深孔注水、巷道钻孔注水三种方法。矿井在不同时期的生产过程中，可根据具体的情况采取不同的方法来减尘和降尘。采空区灌水。喷雾洒水。坚持使用水泡泥。清除落尘。规程规定，每一矿井必须有计划地对井巷定期进行清扫、清洗煤尘、和巷道刷浆。3.2.4.2井下电气设备及保护的选择电气设备按煤矿安全规程规定选型，井底车场开关柜选用一般型，采区电器设备选用矿用防爆型，下井电缆选用阻燃型电力电缆。井下电缆选用矿用不延燃橡套电缆。井下照明灯具均选用防爆型灯具。为防止井下静电引起电火花，在井底车场设有主接地极，并利用电缆的接地芯线连接起来，形成一个总接地网，接地电阻小2欧。井下电机控制设备具有短路、过负荷、单相断路和低压保护，127v用电设备的控制器还具有漏电闭锁功能。为防止井下电缆、变压器等设备着火，下井电缆选用阻燃型电力电缆，井下电缆选用矿用延燃橡套电缆。井下变压器选用隔爆干式变压器。并分别配有过流，过负荷保护。井下电器设备在使用期间，必须经常检查设备的防爆性能，不符合要求的不得使用，禁止井下带电修理或带电迁移电器设备。3.2.4.3撒布岩粉对岩粉的要求1）可燃物质含量小于5。2）含有游离SiO2小于5。3）不含有毒有害物质的混合物。4）岩粉必须全部通过50号筛孔,其中70以上通过200号筛孔（筛径0.074mm以下）。5）色淡白、鲜明、通常用石灰石制作。6）潮湿巷道应使用抗湿性岩粉；对岩粉量的要求在开采瓦斯煤层时，岩粉与沉积的煤尘混合后的粉尘中要求不燃物质的含量应不小于80。在开采高瓦斯煤层时，应不小于70。该矿属高瓦斯矿井，因此不燃物质的含量按不小于70计算。撒布岩粉地点的确定1）所有运输巷和回风巷；2）当有和没有煤层爆炸危险的煤层同时开采时，应在两种煤层连接处撒布岩粉；3）在有爆炸性煤尘经常积聚的地点须经常撤布岩粉；4）工作面上口、下口，须经常撒布岩粉，但设有喷雾洒水地点或巷道潮湿，已使煤尘中水分大于12的地区可以不撒布。5）撒布岩粉需将巷道所有表面，包括顶、底、帮都用岩粉覆盖，撒布长度应大于300m，不足300m的巷道则全部撒布。岩粉散布方法和撒布周期1）人工撒布和压气撤布均可，撒布时人员必须站在风流上方。2）按照对岩粉量的使用要求：回风平巷距工作面0-40m范围内，36h就要撒岩粉一次。运输平巷1-3d就要撒岩粉一次。3.3 隔爆措施3.3.1隔爆措施隔爆措施是把已发生的爆炸截住，不使其传扩开来，以限制在最小的范围内，使爆炸不致由局部扩大为全矿性的大灾难。隔爆措施有设置岩粉棚、设置水棚、撒布岩粉、设置自动式防爆棚和隔爆水幕。3.3.2隔爆水棚（水袋）3.3.2.1水棚的结构与选型矿井设计采用使用方便、安装简洁的水袋作为矿井隔爆水棚，设计选用GBSD80型水袋。分别采用集中式和分散式布置方式作为矿井的主要隔爆棚和辅助隔爆棚。3.3.2.2水棚的计算与布置水棚的计算矿井在生产实施过程中，矿井必须根据水棚设置地点的井巷断面计算水棚总水量、单架水棚水量、水棚架数及水棚区长度的计算等相关参数。1）总水量 (3-1)式中 G-总水量，L； g-每m2巷道所需水量，Lm2；主要水棚按400Lm2，辅助水棚为200Lm2； s-巷道断面积，m2。2）单架水棚水量 Gn (3-2)式中 Gn-单架水棚水量，m2； Sn-水槽净断面积，m2； L-水槽平均净长度，m； H-水槽盛水高度，m； B1-水槽净上宽，m； B2-水槽净下宽，m。 3） 水棚架数n (3-3)式中 n-水棚架数(取整数)，架； 其他符号同前。 4）水棚区长度 L (3-4)式中 L-水棚区长度，m； C-水棚间距，m。水棚的布置水棚按隔绝煤尘爆炸的保护范围，可分为主要隔爆棚与辅助隔爆棚，但由80L和40L的水袋所组成的水袋棚。3.4 矿井地面生产系统防尘本矿井地面在空气加热室内设消防及洒水静压水池，采用钢筋混凝土浇筑，容积200m3。当发生火灾时启动专用消防水泵进行加压消灭火。消防水来自生产消防水池。室外消防水量20LS，室内10L/S，按火灾延续时间3h计。地面洒水主要是翻煤站煤流干道及绿地,由生产消防水池供给。第4章 瓦斯灾害防治4.1 瓦 斯根据地质报告提供的资料，本矿井瓦斯绝对涌出量33m3/min，相对瓦斯涌出量28.5m3/t，鉴定为高瓦斯矿井。4.2 防爆措施矿井通风采用机械抽出式，取用了较大的通风系数进行配风，以保证作业地点有足够的风量，能有效地防止瓦斯积聚。巷道各断面均按经济实用断面进行设计，按煤矿安全规程规定的风速进行验算，保证其合理性。为了防止矿井安全生产因电气事故造成不必要的损失，在矿井电气设备及保护装置的选型中，严格按煤矿安全规程有关规定，对矿井生产所需的电气设备如馈电开关、电动机、通讯、照明、信号等，均按照规定选用矿用防爆型、矿用隔爆型、本质安全型、以及无火花型设备。严禁采用无煤矿安全生产标志的电气设备入井，对电气设备在入井前必须有专人进行防爆要求的检查。对生产中的电气设备安装，应严格按照有关规定进行，并对在使用中的电气设备应定期派专人进行防爆检查，从而有效避免了因电气火源引发的矿井瓦斯爆炸事故。4.2.1防止瓦斯积聚加强通风。加强瓦斯检查。不用的旧巷应及时封闭，防止或减少沼气涌出和积聚。4.2.2巷道局部积聚瓦斯的处理掘进巷道局部积聚瓦斯的处理方法主要有：风筒分支通风隔离法、底板铺垫法、档板引风法、压风法、钻孔抽放法。恢复停风已久有瓦斯积聚的盲巷，或打开有积存的密闭，必须有专门的瓦斯排放安全措施。当井下停风停电后，排除瓦斯恢复生产时，需有统一计划和安全措施，并按先后顺序进行恢复。过老塘、废旧巷道应有专门的安全措施，如封堵、砌碹、灌浆等，防止瓦斯涌出或残煤自燃。4.2.3防止瓦斯爆炸或窒息在进行矿井开拓，采区设计的同时，首先考虑通风系统合理可靠，从设计上消除不符合煤矿安全规程规定的串联通风、扩散通风、老塘通风和回采工作面利用局扇通风，保证风门距离，严禁单道风门和两道风门同时打开，杜绝风流短路。巷道断面设计合理，满足安全生产的要求。做到风速不超限，瓦斯不积聚。在采掘布置时，坚持一掘必穿的原则，消除人为盲巷瓦斯库。一旦出现盲巷要采取措施及时处理，或进行密闭。严格井口检查制度，禁止烟火、化纤衣服入井；瓦斯矿井使用的电气设备必须符合防爆要求，杜绝电气失爆，消灭井下火源。严格执行放炮制度，消灭放炮引起的火源。加强火区管理，加强对密封火墙检查，并定期测定火区温度和空气成分，防止高温和瓦斯积聚。加强矿灯的管理，杜绝矿灯失爆。两巷贯通必须事先探明瓦斯情况，采取相应措施防止贯通放爆瓦斯或引发其他瓦斯事故。4.3隔爆措施4.3.1隔爆措施为了防止爆炸由局部扩大为全矿性的灾难，在矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层、相邻的采煤工作面，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓同与其相连通的巷道间，采用独立通风并有煤层爆炸危险的其它地点同与其相连通的巷道间，采用水袋隔开。及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉；应定期对主要大巷刷浆。矿井每年应制定综合防尘措施、预防和隔绝瓦斯爆炸措施及管理制度，并组织实施。矿井应每周至少检查一次瓦斯隔爆设施的安装地点、数量、水量及安装质量是否符合要求。4.3.2隔爆水袋根据煤矿安全规程有关规定，矿井中的隔爆水袋选用了阻燃胶布制成的开口式隔爆水袋进行隔爆。对于隔爆水袋的大小、盛水量的多少、悬挂区域长度等有关参数，在施工过程中由矿负责通风的专业技术人员根据现场实际情况，进行参数计算选配。第5章 矿井防灭火5.1 概 况矿井火灾可分为内因火灾和外因火灾两种。内因火灾主要由于煤层具有自燃倾向性，在一定的条件下煤层自燃引发的；而外因火灾则主要是由于外在的火源，引燃诸如煤尘、坑木、电缆、瓦斯，煤层及其他的可燃物发生的火灾。根据地质报告，本井煤层为易自燃，但未发生过煤层自燃发火现象。故矿井防灭火主要是外因火防治。5.2 井下外因火灾防治5.2.1井下机电设备硐室防火措施井底设消防材料库，机电设备硐室均配有消防器材；井下中央变电所配电室，井底水泵房及通道均采用不燃性材料支护，并设有防火栅栏两用门、密闭门；井下消防洒水管网为各主要机电设备硐室设有消火栓；井下机电硐室内各种设备与墙壁之间留有0.5m以上的通道，各种设备相互之间留有0.8m以上的通道。5.2.2井下电气设备的防火措施。该矿井属高瓦斯矿井，井下所有电气设备均采用矿用防爆型。井下配电变压器中性点不接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器直接向井下供电。井下远距离控制线路的额定电压不超过36V。5.2.3井下电缆按煤矿安全规程对入井电缆及其敷设的要求，入井电缆均采用已取得MA标志准用证的电缆入井，电缆为交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆，沿副井井筒用电缆钩悬挂主井下中央变电所，井下中央变电所至采区变电所，井下主排水泵等固定敷设的电缆采用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆。去采掘工作面的电缆采用矿用屏蔽监视型橡套电缆，沿巷道壁悬挂敷设，照明电缆采用矿用不延燃型橡套电缆，沿巷道顶敷设，电缆同电气设备的连接，采用同电气设备性能相符的接线盒。橡套电缆间的连接采用符合要求的接线盒进行连接。5.2.4井下电气设备的各种保护电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳，构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）屏蔽护套等，都必须有保护接地，接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超过2欧姆。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的 保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值都不得超过1欧姆。所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，都应同主接地极连成一个总接地网。井下电力网的短路电流，不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力，并检验电缆的热稳定性。40KW以上的起动频繁的低压控制设备，使用真空接触器，井下高压电动机，动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过荷、接地和欠压释放保护。井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置。煤电钻，必须使用设有检漏漏电闭锁短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置。直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。永久性井下中央变电所和井底车场内的其它机电设备硐室，应砌碹或