安全工程毕业设计指导书

1、贵州大学矿业学院安全工程专业毕业设计指导书贵州大学矿业学院安全工程教研室二OO九年十二月前言安全工程专业毕业设计指导书是指导学生理论联系实际，提高分析问题 和解决问题能力，搞好安全工程专业（矿山通风与安全方向）毕业设计的一份重要 参考资料。本指导书是根据安全工程专业毕业设计大纲和参考有关资料编写的， 详细说明设计的具体内容.在编写过程中，力求层次分明，条理清楚，以利同学们参 考。本指导书按设计说明书的编制内容进行编写，设计说明书可以参考本指 导书进行编写，同时要求实事求是，资料来源准确可靠.由于水平有限，难免有不妥之处，希望读者指出，以便今后修改补充。编者二oo九年十二月1、前言说明本设计的目

2、的、意义、范围及应达到的技术要求；本设计的指导思想；阐述本设计应 解决的问题.简述本设计存在的问题及未解决的问题。2. 概况2o 1项目设计依据。设计编制的主要原则和指导思想，国家有关安全法律法规、规范 和标准等。2o 2 地理槪况。矿区.矿井所在地理位置、交通情况、地形地貌、水系河流.气象与 地震、环境状况等请况.2.3主要自然灾害。井田所在区域洪水.泥石流、滑坡、岩崩、不良工程地质、灾害性天气等方面。2o 4 井田开拓与开釆井田境界、储量、设计能力及服务年限；井田开拓方式、釆区布 置、采煤工艺及主要设备，建设工期等。2。5提升、排水、压缩空气系统。主要设备型号和主要技术参数.2.6井上下主

3、要运输设备。井下主要、辅助运输方式及设备。2. 7 供电及通讯。供电电源.电压、地面供配电、井下供配电.安全监控与计算机管 理，通讯及信号等.2o 8 技术经济。劳动定员汇总表，主要技术经济指标.3、矿井开拓与开釆3o 1煤层埋藏及开釆条件3o 1. 1地质构造及特征。地层.煤系地层及含煤性。煤系地层走向、倾向、倾角及其 变化规律：断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；构造类型。附表：主要斷层特征表3o 1o 2煤层及煤质。煤层賦存情况（包括可采煤层层数、厚度、倾角、结构.节理、 层理发育情况等）、煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律;煤层踞头（含隐踞 头）及风化带情况；

4、煤质及煤种。附：可釆煤层特征表、煤质特征表.3. 2矿井主要灾害因素及安全条件。煤层瓦斯賦存及规律，煤层瓦斯含量、压力，矿井民斯等级，矿井煤（岩）与瓦斯（二氧 化碳）突出危险性，其它有毒有害气体情况；各煤层煤尘爆炸指数及爆炸危险性：煤层自燃发火 期和自燃倾向性；煤层顶、底板情况：冲击地压危险性：地温情况.邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出、地温等实际情况及鉴定成果。3. 3 矿井开拓系统3o 3o 1井简井简的设置及功能井简和工业场地工程地质条件、防洪设计标准、保护煤柱的留设等； 进、回风井口的安全性。3o 3.2釆区（或盘区.下同）划分、釆区及煤层开采顺序、采区接替关系，划分依扌居及

5、 其合理性分析;煤层下行开釆的顺序确定；煤层上行开釆的分析论证。3.3o 3 主要卷道主要巷道布置层位、安全煤柱、安全间隙、支护方式、安全风速、安全措施等。3o 4 釆煤方法及釆区巷道布置3. 4. 1 釆煤方法的合理性分析。应对综合机械化釆煤、放顶煤采煤法、水X地质条件复杂、煤层自燃、高瓦斯矿井、煤（岩） 与瓦斯究出矿井、冲击地压矿井、薄煤层、大倾角煤层和特厚煤层等难釆煤层的适应性和安 全性进行分析。3.4. 2釆掘设备的安全性液压支架的支护强度、防倒.防滑措施；倾斜和急倾斜煤层开釆时的防飞歼措施等。3.4o 3釆区巷道布置。采区上、下山、釆煤工作面顺槽等巷道布置方式。对有冲击地压、煤层自燃

6、和煤与瓦斯究出等条件下巷道层位的选择与分析。开釆鬲瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险矿井釆区和容易自燃煤层的釆区 以及低瓦斯矿井开釆煤层群和分层开釆釆用联合布置的釆区，其专用回风巷的设置情况。釆区及工作面加强支护的要求等.3o 5顶板管理及冲击地压3.5. 1顶板灾害防治及装备影响矿山压力显現的基本因素分析:煤层顶板岩性、顶底板类别.物理力学性质对可能产 生顶板事故的影响分析；断层与褶曲、挤压带与破碎带、冲刷、节理、裂隙、煤层倾角、开 釆深皮、釆鬲、控顶距对矿山压力显现的影响.一般顶板昌落灾害的防治措施及装备：回釆工作面顶板管理方式的选择，回釆工作面支架 的选择论证，釆区顺槽巷道支

7、护的选择论证；沿空掘（留）巷的安全措施，掘进工作面支护选择 论证、交叉点支护的选择论证.矿山压力观测设备：综釆工作面、高档普釆工作面、其它釆煤工作面及掘进工作面各种 矿山压力观测设备.3o 5.2冲击地压矿区或邻近矿井或本矿冲击地压发生的历史资料；影响本矿冲击地压发生的因素分析（地 质因素、开拓开釆因素）；冲击地压预测（冲击地压预测方法.预测仪器仪表和设备选型）： 冲击地压防治措施（设计原则、防治措施等）。36井下主要碉室3. 7 井上、下爆炸材料库位置、库房型式、支护、通风、照明、通讯；距主要井巷（建构筑物）距离；爆炸材料库 釆取的安全防范措施。3o 8 安全出口矿井.采区、工作面安全出口设

8、置及保证措施。3o 9 矿山压力及地质测量类仪表、设备配置4、瓦斯灾害防治4o 1 瓦斯灾害因素分析4. 1 . 1 瓦斯賦存状况瓦斯成分、瓦斯参数（瓦斯风化带、瓦斯压力、各煤层瓦斯含量及梯度等）、煤层逶气性 系数、煤（岩）与瓦斯（二氣化碳）突出危险性、其它有毒有害气体情况.4o 1. 2 瓦斯涌出量预测及变化规律分析根扌居不同水平的瓦斯参数预测矿井不同水平或开釆区域的瓦斯涌出量、矿井瓦斯等级，从 不同区域不同埋深分析研究矿井瓦斯涌出的变化规律等。4. 1o 3 瓦斯灾害治理措施选择研究确定降低矿井瓦斯浓度的可能途径，对风排、抽排比例关系进行定性、定量分析。4o 2 防爆措施42. 1 防止瓦

9、斯积存的措施健全稳定、合理.可靠的通风系统；保证工作面有充 足的风量和合理的风速；确定瓦斯异常区装备、管理标准.4. 2.2 控制和消除引爆火源防止爆破引燃瓦斯；防治自燃措施；电气防爆措施：防止 撞击产生火花的措施：防止产生引燃（爆）火源（明火）的措施。4o 2.3 地面储、装、运等辅助生产系统防爆措施4.3隔爆措施（见5. 5,如矿井所有煤层煤尘均无爆炸危险性，则将隔爆措施移到此处， 如煤尘有爆炸危险性，则将隔爆措施放到5. 5）4.4 瓦斯抽釆4. 4。1矿井瓦斯储量瓦斯储量、可抽董及瓦斯涌出量计算。4.4. 2抽釆系统和方法瓦斯抽采系统的选择及合理性分析;地面集中抽采（预抽）的预抽量、预

10、抽吋间.预抽效 果分析.本煤层瓦斯抽釆方法；临近层抽釆方法；釆空区抽釆方法：抽采巷道的选择和布置；钻场 布置和姑孔参数。4o 4.3抽釆管路及其设备抽放系统的主、干、支管管径、材质、连接方式，主管路的趙数：抽放管路的布设和敷 设方式，安全间距：管路的附属设施（如阀门、计量装置、放水器、除渣装置、管路瓦斯参数 测定孔等）及其布设原则：井下管路的阻燃性和防砸、防静电、防腐、防漏乞、防下滑措施, 地面管路的防冻和防雷电、静电措施；矿井不同时期的抽放流董、负压及时间界限：瓦斯储存、利用方式及所需正压，抽放设 备选型及工况点（应考虑抽放设备实际工况与标准工况的换算），设备富裕能力（4:15%）校验, 设

11、备工作及备用台数：瓦斯抽放站的辅助设施（是重、冷却、釆暖、通风、测量及计董）、安全设施（防爆器、 防回火装置、放空管、避雷、灭火器具）安裝布置方式、防火间距，机房安全出口：抽放设 备及设施选型合理性和运行安全、可靠性分析：附：抽放管路系统图.4.4. 4 安全保障措施抽放系统及抽放泵站安全措施：抽放钻场、钻孔施工防治瓦斯措施；管路及抽放瓦斯站防 雷电、防火灾、防洪涝、防冻措施;抽放瓦斯浓度的规定：安全管理措施.监测监控子系统的组成、功能及设置.4. 5防究措施4o 5. 1 煤与民斯突出的危险性分析煤层賦存、顶底板等情况；瓦斯特征;煤层的物理力学性质；矿井或邻近矿井煤与瓦斯突 出情况：各煤层瓦

12、斯究出危险性鉴定结果。4. 5o 2综合防究措施（开拓方式和开釆顺序：釆煤方法和巷道布置；采区巷道和顶板 管理；通风等）。4o 5o 3煤层注水防突（煤层注水的布孔形式、位置、长度、注水量等参数结合防尘、 防究等因素综合考虑）。4o 5.4 开釆保护层：保护层的确定；保护层作用有效范国的圈定；开釆保护层的几个技 术问題-主要卷道布置、井巷揭究出煤层地点的选择、预抽被保护层的瓦斯、保护层的有效保 护范围及有关参数确定、保护层的回釆工作面与被保护层的掘进工作面超前距离的确定.防 止应力集中的影响、留煤柱吋釆取的措施、掘进通风和局部扇风的选择、井巷揭煤前通风系 统和通风设施及釆区上山布置方式、其它应

13、注意的问题.4. 55 预抽煤层瓦斯；石门和井巷揭煤的防突措施：煤巷掘进防突措施；回釆工作面 防究措施。4. 5o 6 煤与民斯突出预测预报措施，煤与瓦斯突出预测仪器。4o 5.7 安全防护措施井巷掲穿突出煤层和在究出煤层中进行采掘作业时的安全防护措施；压风自救系统；压风 自救碉室；自救系统需风量校验，管路设施（压气设备及管路系统供气方式，压缩空气设备型 号、数量、主要技术参数、设置地点，管路系统规格、长度、敷设位置），个人防护措施等。附：压风自救系统图。4.6矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置5 矿井通风5o 1 通风系统矿井通风方式和通风方法。矿井初、后期进回风井数目及位置、功能、服务的

14、范围及年限；改扩建矿井增加和弃用 的井简情况.附插图：通风系统图（初.后期）、通风网络图（初、后期）.5.2矿井风量.风压及等积孔矿井不同时期的需风量计算及风量分配、风压、等积孔计算及通风难易程度评价，应考 虑自然风压及海拔高度影响。附表：初、后期风压计算表。5o 3 掘进通风5.4砺室通风井下独立通风碉室的通风系统及安全措施，釆用扩散通风的嗣室及通风要求。5. 5井下通风设施及构筑物井下各科风门、挡风墙、风帘和风桥、调节风门、测风站的设置及技术要求。5o 6 矿井主通风机及矿井反风矿井通风设备选型及正常.反风工况点（应考虑自然风压影响及海拔高度对特性曲线的修 正），通风设备的余董及电机功率（

15、包括反风功率）校验；工况调节方式，辅助设施（防爆门、 风洞、风门、起重、润滑、液压、冷却散热、消音、测压、灭火器具），安装布置方式，机房 安全出口，风门防冻措施，性能测试方式；反风方式.反风系统及设施：多风机联合运转时的 性能匹配及工况点稳定性：通风设备及设施选型合理性和运行安全、可靠性分析。多风井实 施反风的技术措施和方法。附：风机工作特性曲线图.6 粉尘灾害防治6o 1 粉尘危害及防尘措施6o 1. 1 粉尘种类和危害程度分析粉尘的种类、游离二氧化硅含量、煤尘的爆炸性、粉（煤）尘的危害性等。6o 1o 2 防尘措施的确定各釆掘工作面、装载点.卸载点、运输、仓储等产生粉尘的尘源地点，釆用的降

16、尘、除 尘、捕尘以及对沉积在巷道中的煤尘所釆取的综合防尘措施.回釆.掘进工作面除尘。6o 2煤层注水6. 2.1煤层注水设计依据62。2 注水工艺.参数及设备注水方式的选择.注水参数及水质的确定；注水系统的选择、注水设备和仪表的选择.6.3 井下消防、洒水（给水）系统井下消防洒水系统：水源及水处理、水量、水压、水质、给水系统（系统选择.水池、釜 水仓、加压、减压、管网）、用水点装置（灭火装置、给水栓、喷雾装置）、管道、加压泵站、 自动控制。6. 4 粉尘监测及个体防护设备6. 4. 1 粉尘检测主要检测方法及频率，粉尘传感器布置及检测仪表。6.4. 1 个体防护设备个体防护设备的选择及配置。6

17、.5防爆措施（有煤尘爆炸危险矿井）防尘降尘措施、电气设备及保护、撒布岩粉.防止火源引是煤尘爆炸的措施等.6。6隔爆措施（有煤尘爆炸危险或有瓦斯涌出矿井）防止爆炸由局部扩大为全矿性的灾难所采取的措施.6. 60 1隔爆水棚（水槽、水袋）水棚的结构、选型计算与布置以及水棚给水系统。6o 6. 2隔爆岩粉棚岩粉棚的结构、布置、选型计算，对岩粉的要求与岩粉原料。附：隔爆水棚、岩粉棚布置图。6o 7 矿井地面生产系统防尘地面生产系统防尘：排歼系统防尘;喷雾洒水除尘措施及设备O6o 8矿井总粉尘、呼吸性粉尘检查、检测类仪器仪表配置7 防灭火7. 1煤层自然发火危险性及防灭火措施7o 1. 1煤层自然发火危

18、险性煤层自燃发火危险性参数及矿井的火灾特点。邻近矿井煤层自燃发火的特点和规律、煤 层的自燃发火期。7. 1.2 煤的自燃分析预测从煤的化学成分及变质程度、孔隙率、地质构造和内生裂隙、水分、炭化程度、煤岩组 分、硫碼含董、瓦斯含量、吸氧速厦、温度及开拓方式、釆煤方法、通风方式等方面分析。7o 1o 3 煤层自燃的预防措施应根据矿井煤层自燃发火的特点、开拓开釆方式、先进适用的科技成果，选择适宜的开拓 开采和通风方式，确定预测预报自燃发火的方法，火灾监测系统设置等。7.2 防灭火方法开采容易自燃或釆用放顶煤开釆自燃煤层的矿井，必须设计以滾浆为主的两种以上综合 防灭火措施。7. 2.1滾浆防灭火：设计

19、依据及主要技术资料、滚浆系统的选择、滚浆方法的选择、滾 浆参数的计算及选择、滾浆材料的选择、泥浆制备、注浆管道和泥浆泵选择。釆用滚浆防灭火，应遵守下列规定：a）必须明确釆区巷道布置方式、隔离煤柱尺寸、滚浆系统.疏水系统、预筑防火塢的位 置以及釆掘顺序。b）设计应明确灌浆地点、时间、漫浆浓度和滚浆量（能力）。C）应有滾浆前疏水和漫浆后防止溃浆、透水的措施。附：滾浆系统图.7.2. 2氮气防灭火：设计依据及主要技术要求、注氮工艺系统及设备、注氮参数。釆用氮气防灭火时，必须遵守下列规定：a）氮气源稳定可靠，注入的氮气浓度不小于975。b）至少有1套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施.c）有能连续

20、监测釆空区气休成分变化的监测系统.d）有固定或移动的温度观测站（点）和监测手段.附：注氮工艺系统图。7. 2. 3阻化剂防灭火：设计依据、阻化剂的选择、喷洒压注工艺系统、参数计算、喷洒压注设备。釆用阻化剂防灭火时，应遵守下列规定：a）选用的阻化剂材料不得污染井下空气和危害人体健康.b）必须在设计中对阻化剂的种类和数量、阻化效果等主要参数做出明确规定。C）应釆取防止阻化剂腐蚀机械设备、支架等金属构件的措施。6.2. 4 凝胶防灭火：主料、基料及促凝剂的选择.参数计算、压注、喷洒设备选择等。釆用凝胶防灭火时，应遵守下列规定：a）选用的凝胶和促凝剂材料，不得污染井下空气和危害人体健康，使用时井巷空气

21、成分 必须符合煤矿安全规程第100条的有关规定。b）编制的设计中应明确规定凝胶的配方，促凝吋间和压注量等参数。7o 2. 5其它防灭火方法：泡沬灭火技术、均压通风等。防灭火方法根据要求进行选取。7o 3井下外因火灾防治7.3o 1 电气事故引发的火灾防治措施井下机电设备碉室防灭火措施、井下电乞设备的防灭火措施、井下电缆、井下电气设备 的各种保护措施。7.3。2 带式输送机着火的防治措施自动洒水装置和防胶带跑偏装置，机头机尾婀室自动灭火系统、火灾报警装置以及监测 监控装置.7o 33 其它火灾的防治措施防止地面明火引发井下火灾的措施：防止地面雷电波及井下.防止井下爆破引发火灾的 措施；空压机的防

22、火与防爆措施；防止机械摩擦、撞击等引燃可燃物的措施等。7. 4 井下防火构筑物井下防火门碉室、消防材料库、防火墙、釆区和工作面密闭等。8 矿井防治水8o 1矿井水文地质8. 1 o 1 水文地质情况井田水文地质条件，主要含（隔）水层类型，矿井水文地质条件、水文地质类型；井田临近 矿井和小（老）窑涌水及积水情况以及地表水体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况.地质构造 的导水性；第四系含（隔）水层特征及积水情况；封闭不良钻孔情况；矿井主要含水层或积水 区与主要开釆煤层之间的关系；矿井正常涌水量和最大涌水量。8. 1. 2矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析.可能发生突水的地点和究水量 计算。8o

23、2矿井防治水措施的确定8。2. 1矿井开柘开釆所采取的安全保障措施。矿井开拓系统位置及层位选择.釆掘工 程所采取的防治水措施。8。2。2防治水煤（岩）柱的留设.防治水煤（岩）拄的种类、防治水煤（岩）柱的留 设原则、计算依損.方法与结果.8. 2。3区域、局部探放水措施及设备探放水原则.探放水方法的确定、探放水设备 的选择、探放水时的安全措施。8. 2. 4 疏水降压。根据矿井具体水文地质条件确定：疏水降压地点、方法和降低水 头值的确定，疏水工程设计，疏水降压设备选型。8o 2o 5 防水闸门分析设置防水闸门的必要性.防水闸门规格，防水闸门銅室位置及 设计计算结果、施工及管理要求。8o 2.6井下排水矿井不同时期井下正常、最大涌水量；排高