层西部盘区设计安全专篇说明书

{安全生产管理}层西部盘区设计安全专篇说明书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443800线；西起541251线；东至543000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，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287级，震源在浑源，灵丘之间，震中烈度9度，根据《中国地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（3.2m~24.8m较厚，南部相对较薄。3、12#层顶底板岩性如下：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；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：⑴本区12#层工业牌号为RN2（21.3吨/米3，半亮型。⑵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⑴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。⑵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：1B404西部盘区12#煤层属稳定煤层。2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443800线；西起541251线；东至543000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=h1×h2×n×A0=1.05×1×1×2000≈2100(t/d)式中：A0-回采工作面平均生产能力，A0=2000t/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⑴运输设备能力验算为保证盘区生产能力A1≥＝＝390()式中：A1K－产量不均衡系数，K＝1.3；T－盘区皮带日出煤时间，取T＝10h；n-运输设备正常工作系数，n=0.7。本盘区使用SSJ1200/3×200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。⑵盘区通风能力为满足生产能力，要求AB≤A2A2＝＝＝4000()式中：A2V－巷道允许最大风速，V＝6；S－回风巷净断面，S＝10.0m2以上；C-日产吨煤供风量，C＝0.9。根据计算AB＜A2，故验算合格。⑶盘区生产能力年生产天数按300天计算，则年生产能力为：AB＝2100×300/10000＝63万吨/年，取生产能力60万吨/年。三、设计服务年限210.760万吨/年，则盘区服务年限为：T＝＝＝3.51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，AB＝60万吨/年；4、盘区开拓方式（1）盘区巷道位置选择从12#402404一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#404-21045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①回采工作面长度及其推进长度符合设备要求；②本盘区内断层及陷落柱较大，应考虑断层及陷落柱影响；③小窑有越层越界开采现象，应考虑小窑影响；④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1263m1045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#404－2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。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710#11#层工作面顺槽对应布置。（5）主要采掘设备①回采工作面主要设备⑴按1.2－2.0m采高考虑，可选择BC560／12／19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:1.4～1.8m工作阻力：5500KN泵站压力：31.5MPa重量：11.2t运输尺寸：4400×1400×1200mm工作面倾斜长度最大为150米，共需103架；⑵采煤机选择：IMG200型采煤机采高范围1.3－2.5m⑶工作面运输机选择：SGZ-630/220型刮板输送机,一部；⑷皮带运输机：DSP-1063/1000；⑸转载机：SZQ-40；⑹破碎机：PCM-160；⑺乳化液泵站：MRB－400/31.5；⑻移动变电站：KBSGEY－1100，KBSGEY－800各一台；⑼回柱绞车：JH2－14，3台；⑽11.4绞车：4部；②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③井巷掘进指标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/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SSJ1200/3×200KW皮带两部,盘区生产能力为60万吨/年（即3903、辅助运输12#层404-1轨道巷及回采顺槽配备JH2－14，11.4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28KW350m3/min如果上述风机不能有效地稀释瓦斯，则使用2×15KW对旋局部通风机，掘进切巷时采用2×15KW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2×30KW的对旋局部通风机配风量550m3/min700～s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。212#高=3×2×1.5m3。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4.5×5m2，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故该盘区变电峒室6KV35KV2414、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：1211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)计算台负荷数1.141700综1.141630采1.1412001.141160队1.1422500.661901.1424000.66354.9机1.1426280.662160掘0.66280掘开0.662600.66280进拓0.662160盘区绞车0.66175盘区皮带1.141400盘区水仓0.662264盘区局扇0.665140∑PN1=3368KW∑PN2=1023.9KW∑PN3=140KW∑PN1—1140V用电设备的总额定容量KW∑PN2—660V用电设备的总额定容量KW∑PN3—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。通讯移控电话形成通讯系统。照明盘区内照明使用20W盘区运输巷每隔25米安装一盏照明灯。七、经济技术指标１、盘区设计能力：60万吨/年２、盘区服务年限：4年３、盘区工作制度：“四六”制４、主采层煤质：⑴煤种牌号：ＲＮ2⑵灰分：10.76%⑶硫分：1.50%⑷发热量：7959千卡/千克５、盘区储量：⑴工业储量：301万吨⑵可采储量：174万吨⑶可采出煤量：130万吨６、煤层情况：⑴可采煤层数：一层⑵可采煤层总厚：1.75m⑶煤层倾角：2°～8°⑷煤的容重：1.30吨/米3７、盘区范围：⑴走向长度：1200米⑵倾斜长度：1718米８、盘区投产工作面个数及长度：综采：一个９、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：⑴锚杆支护：14336m⑵锚索支护：14336m13、盘区皮带大巷运输方式：皮带运输SSJ1200/2×20014、盘区主提升设备容量：1600T/h15、盘区辅助运输设备：JD—25、JD—11.4绞车16、盘区瓦斯等级：高瓦斯17、主排水：⑴水泵型号：功率40KW⑵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#404盘区12#404盘区12#扇的型号为KZS-NO2435o5481m3/min,主扇负压为2500Pa，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112#层40410#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#404－2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#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#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+450×2+360+100+60+600+450+150×2）×1.15=3870×1.15=4450m3/min12#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/m1——回采工作面的数量；m2——掘进工作面的数量。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：P8403——8403回采工作面正常生产条件下的年产量，取51万吨/年；P机掘——24053.7万吨/年；P机掘——54053.7万吨/年；P普掘——24111.6万吨/年；故：P404西＝+＝51＋3.7＋3.7＋1.6＝60万吨/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×KT×KH×K1×KM×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=200×1.02×1.4×1.3×1.6×1.0=594m3/min2）按照瓦斯涌出量计算Q采=100×q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=100×qCH4×K=100×4.4×2.5=1100m3/min3）按工作面温度选择适宜的风速进行计算Q采=60×V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12.1m2。Q采=60×V采×S采=60×1.1×12.1=799m3/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＞4×60＞240m3/min5）按风速进行验算15S＜Q采＜240S式中：S—工作面平均断面积，取12.1m2。15×16.1=181.5m3/min＜Q采=1100m3/min＜240×12.1=2904m3/min满足要求。6）确定工作面配风量根据以上计算，取1100m3/min作为Q采值。B、备用工作面需要风量计算（Q采，m3/min）Q备≥1/2Q采≥1/2×1100≥550m3/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=100×q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=100×0.5×2.5=125m3/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15m3/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=V×S×P=15×12.1×1.6=290.4m3/min故该巷掘进时选取2×15KW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340m3/min。Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1。Q掘=340×1+9×9.6=427m3/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=4×22=88m3/min5）确定工作面需风量通过上述计算，选取其中最大值为427m3/min，所以确定煤巷掘进工作面需要风量为450m3/min。6）按风速进行验算煤巷掘进最低风量：Q煤掘＞15×S掘（m3/min）岩煤巷道最高风量：Q掘<240×S掘（m3/min）式中：S掘—掘进工作面的断面积，取9.6m2；Q煤掘=450m3/min＞15×S掘=15×9.6=144m3/minQ掘=450m3/min＜240×S掘=240×9.5=2280m3/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=100×q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=100×0.5×2.5=125m3/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15m3/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=164m3/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190m3/min。Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1。Q掘=190×1+15×12.8=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＞4N（m3/min）Q掘＞25A（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＞4N=4×22=88m3/minQ掘＞25A=25×10=250m3/min5）确定工作面需风量通过上述计算，选取其中最大值340m3/min，所以确定普掘巷掘进工作面需要风量为360m3/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<240×S掘（m3/min）式中：S掘—掘进工作面的断面积，取9.6m2；Q煤掘=360m3/min＞15S掘=15×9.6=144m3/minQ掘=360m3/min<240×S掘=240×9.6=2304m3/min均满足要求。3、井下硐室需要风量（Q硐，m3/min）ΣQ硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐n式中：ΣQ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）60m3/min24℃，CH4CO2等有害气体浓度符合《煤矿安全规程》规定，故选取60m3/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）100m3/min21℃，CH4CO2100m3/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）ΣQ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=100×qCH4×K其通=100×0.3×2.5=75m3/min2）按其风速验算Q其1＞9×S其1＞9×9.6=86.4m3/min故选取150m3/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360m3/min，供风方式为压入式，风筒采用直径为Ф600的阻燃风筒；2200m时，采用28KW局部通风机供风，配风量为398m3/min，供风方式为压入式，风筒采用直径为Ф700的阻燃风筒；；3）当继续往前掘进超过800m后，必须使用2×15KW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Ф700的阻燃风筒。2、回采工作面配风量为：1100m3/min；备用工作面配风量为：600m3/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：3.5×2.4米2皮带顺槽净断面积：4.0×2.4米2工作面切眼净断面积：5.5×2.2米212#404西部盘区轨道巷净断面积：4×2.6米212#404西部盘区皮带巷净断面积：4×2.4米214#410西部盘区回风巷净断面积：4.5×2.8m2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1100m3/min一个备采工作面600m3/min两个机掘工作面450×2m3/min一个停掘工作面450m3/min一个普掘工作面360m3/min一个机窝100m3/min一个变电所60m3/min一个水仓100m3/min两条尾巷150×2m3/minQ需=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它）×K矿通=（1100+450×2+360+100+100+60+600+450+150×2）×1.15=3870×1.15=4566m3/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#410-112#404（西）12#404西部盘区通风困难时期的通风阻力时，为12#404西部盘区的通风阻力，计算如下：Hr2403皮顺=αLUQ2/S3=150×10-4×890×(4+2.4)×2×（1100/60）2/(4×2.4)3=65PaHr5403回顺=αLUQ2/S3=80×10-4×890×(3.5+2.4)×2×（1100/60）2/(3.5×2.4)3=48PaHr8403工作面=αLUQ2/S3=320×10-4×150×(5.5+2.2)×2×（1100/60）2/(5.5×2.2)3=14PaHr2405皮顺=αLUQ2/S3=150×10-4×890×(4+2.4)×2×（600/60）2/(4×2.4)3=19.3PaHr5405回顺=αLUQ2/S3=80×10-4×890×(3.5+2.4)×2×（600/60）2/(3.5×2.4)3=14PaHr8403工作面=αLUQ2/S3=320×10-4×150×(5.5+2.2)×2×（600/60）2/(5.5×2.2)3=4PaHr3=Hr2403皮顺+Hr5403回顺+Hr8403工作面=127PaR402过渡皮带=αLU/S3=150×10-4×240×(4.2+2.6)×2/(4.2×2.6)3=0.0376Ns2/m8R一暗石门=αLU/S3=80×10-4×190×(5.5+3.2)×2/(5.5×3.2)3=0.0049Ns2/m8R1=R402过渡皮带×R一暗石门/R402过渡皮带+R一暗石门=0.00434Ns2/m8Hr1=R1×Q2总进=0.00434×（4566/60）2=25PaR12#410-1=αLU/S3=80×10-4×1040×（4.0+2.6）×2/（4×2.6）3=0.0978Ns2/m8R12#410=αLU/S3=150×10-4×1040×（4.0+2.4）×2/（4×2.4）3=0.2256Ns2/m8R2=R12#404×R12#404-1/R12#404+R12#404-1=0.06834Ns2/m8Hr2=R2×Q2总进=0.06834×（4566/60）2=396PaHr12#404-2西=Hr4=αLUQ2/S3=80×10-4×1160×(4.5+2.8)×2×（4450/60）2/(4.5×2.8)3=392Pa（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#40412#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)=1.15×940=1081Pa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1031Pa。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1100m3/min一个备采工作面600m3/min一个变电所60m3/min一个水仓100m3/min两条尾巷150×2m3/minQ需=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它）×K矿通=（1100+600+100+150×2）×1.2=2160×1.2=2592m3/min2)通风阻力计算Hr1=R1×Q2总进=0.00434×（2592/60）2=8PaHr2409皮顺=αLUQ2/S3=150×10-4×800×(4+2.4)×2×（1100/60）2/(4×2.4)3=58PaHr5409轨顺=αLUQ2/S3=80×10-4×800×(3.5+2.4)×2×（1100/60）2/(3.5×2.4)3=43PaHr8409工作面=αLUQ2/S3=320×10-4×150×(5.5+2.2)×2×（1100/60）2/(5.5×2.2)3=14PaHr3=Hr2409皮顺+Hr5409回顺+Hr8409工作面=115PaHr2=R2×Q2总进=0.06834×（2592/60）2=127PaHr12#404-2西=Hr4=αLUQ2/S3=80×10-4×1160×(4.5+2.8)×2×（2592/60）2/(4.5×2.8)3=128Pa根据以上计算，确定12#40412#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)=1.15×378=435Pa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435Pa。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435Pa,盘区需风量为2592m3/min，其等积孔为：A容易=1.189Q2=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=2.75m2第七节结论综上所述：1）在通风容易时期：盘区需风量：2592m3/min盘区通风阻力：435Pa2）在通风困难时期：盘区需风量：4566m3/min盘区通风阻力：1031Pa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，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可根据要求进行远程人工断电、复电。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AC127V/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、KGE12KGT16型馈电状态传感器、一台KJF13/5KJF7/4KDK-600/18型电源DJB4KXB-127C型风门报警器和一台KD6002型摄像仪。（二）布置位置及要求1、两台瓦斯传感器应垂直吊挂在回采工作面回风巷顶板完好的地方，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm，其中一台吊挂在距工作面回风口不大于10m处，另一台吊挂在距回风绕道口以里10m～15m范围内。2、两台开停传感器分别安设在机组、皮带电源开关负荷侧的电缆上。3、风门开停传感器分别安设在回采工作面回风巷的两道风门上。4、馈电状态传感器安设在回采工作面高压馈电开关负荷侧的电缆上。5、一台风门报警器安装在两道风门之间主要用于监控当任一道风门打开时，该量充足。6KD6002型摄像仪垂直吊挂在各回采工作面皮带巷口处，顶板完好无滴水的地方，镜头正对皮带头落煤点，主要用于通过视频画面监视井下的生产情况。7、区域监控器和电源扩展器安装在盘区变电所内，主要用于接工作面的各种传感器及瓦电闭锁，其设备电源取自变电所照明综保开关上。8、机载式甲烷报警断电仪安设在采煤机组上，其电源应取自机载式甲烷报警断的瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到或超过1.0%CH41.5%CH4电仪立即断电，切断工作面采煤机组电源，当瓦斯浓度降低到0.5%CH4以下时，9、信号电缆和动力电缆的敷设信号电缆选用MHYV2×3.3+2×0.85的两侧，若吊挂在同一侧时信号电缆必须位于动力电缆上方0.1m以上的地方。10、瓦斯传感器的断电浓度及范围工作面瓦斯传感器的断电浓度为QCH4≥1.5%，断电范围是本回采工作面及其回风巷道内全部非本质安全型电气设备，回风口处瓦斯传感器的断电浓度为QCH4≥1.0%，断电范围是本回采工作面及其回风巷道内全部非本质安全型电气设备。11、瓦斯传感器的复电瓦斯浓度瓦斯传感器的复电瓦斯浓度为当两台传感器的瓦斯浓度都下降到QCH4＜1.0%时，方可人工为断电的设备复电。12、瓦斯传感器的报警瓦斯浓度两台瓦斯传感器的报警瓦斯浓度均为QCH4≥1.0%时进行报警。五、掘进工作面传感器选型及配置（一）监测仪表的型号及数量我矿12#层404西部盘区掘进巷道必须安装两台E4339型瓦斯传感器、两台KGT9KGT167/4区域监控器、一台KDK-600/18型电源扩展器和一台JCB-C108型便携式甲烷报警仪。（二）布置位置及要求1300mm巷道侧壁不小于200mm，其中一台吊挂在距掘进工作面5m以内、无风筒的一侧，另一台吊挂在距回风绕道口以里10m～15m范围内。2、开停传感器分别安设在局部通风机的主、备风机电源开关负荷侧的电缆上。3、馈电状态传感器安设在掘进巷道高压总开关负荷侧的电缆上。4、信号电缆和动力电缆的敷设信号电缆选用MHYV2×3.3+2×0.85的两侧，若吊挂在同一侧时信号电缆必须位于动力电缆上方0.1m以上的地方。5、瓦斯传感器的断电浓度及范围掘进巷工作面瓦斯传感器的断电浓度为QCH4≥1.5%部非本质安全型电气设备，回风口处瓦斯传感器的断电浓度为CCH4≥1%，断电范围是掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。6、瓦斯传感器的复电瓦斯浓度当瓦斯浓度CCH4＜1%时，方可人工为断电的设备复电。7、瓦斯传感器的报警瓦斯浓度瓦斯传感器的报警瓦斯浓度为CCH4≥1%进行报警。六、其它地点传感器配置1、我矿12#层404西部盘区回风巷及总回风巷的测风站设置风速和瓦斯传感器，风速传感器应设置在巷道前后10米内无分支风流、无拐弯、无断面变化能准确浓度为1.0%。2COCO传感器的报警值为0.0024%，温度传感器的报警值为30℃。35m警浓度为0.5%，瓦斯抽放泵站抽放管路出口处栅栏外下风侧5m处设置瓦斯传感器，其报警浓度为1.0%，断电浓度为1.0%，断电范围为瓦斯抽放泵。4、局部通风机设置开停传感器。第三章主要安全措施一、防止漏顶措施1、掘进工作面⑴巷道沿煤层顶板掘进。配备锚杆扭力扳手，确保锚杆的锚固力不小于52支护预紧力不小于20Mpa。合要求，支拉杆齐全有效。禁空顶或超控顶作业。人。2、综采工作面⑴泵站压力不低于30MPa，支架初撑力不低于24Mpa。⑵加强设备维修，确保工作面正常推进。⑶采取即时移架，超前移架措施，支架端面不得超过规程规定。⑷初次放顶和过地质构造带，必须制定专门措施。⑸机道漏顶超过30cm时，必须采取刹顶措施。⑹乳化液浓度符合规程要求。⑺按规定使用好超前支护和端头支护。⑻悬顶面积不超过5×10m2,否则人工强制放顶，将其放下。⑼采空区冒落高度不小于采高的1.5倍。⑽支架完好无漏夜、不窜液、不失效。⑾工作面必须备有一定数量的坑木和单体支柱及棚环。二、漏顶后与支护1、掘进工作面漏顶后，必须立即采取架抬棚密集背顶，并对冒顶区注入艾格劳尼等措施进行处理。2、综采工作面漏顶后，必须立即采取打棚环，刹钢梁、棚顶措施，加快工作面推进速度。三、处理漏风措施1、掘进及回采期间，一定要加强顶板管理，避免漏顶事故。若发生漏顶后，必须经技术部门研究，采取措施形成再生顶板，堵严漏顶处。2、采取均压方法减小两顺槽间的漏风。四、预防盘区火灾的措施1、新设计盘区必须考虑防火工作，每个盘区的隔离煤柱要完整，尽可能做到上下煤柱对应。2、采掘工作面不得留顶煤开采，回采工作面浮煤必须清理干净。.3、回采工作面结束后，必须在45天内对采空区进行永久性封闭。4、加强井下各密闭的定期检查，发现问题及时汇报处理。5、加强回采工作面自燃发火的预测预报工作，定期检查并取样化验。68#层采空区的基础上再加上11#经常组织对地表裂隙的检查工作，一经发现要及时充填防止漏风。7、在盘区各运输皮带头、尾部按要求配备灭火器材和消防器材。采掘工作面皮带头配备灭火器和灭火砂。8、井下每个皮带头都安装20米的消防软管。9、在盘区开采前，必须对本煤层的煤样进行自燃倾向性鉴定。1、进风井口20米范围内，不得有烟火，严禁用火炉、电炉取暖。2、加强井口管理，严格入井检身制度，禁止将烟火带入井下。3、井下使用的油脂、棉纱等严格管理，定期清理出井，严禁乱扔乱放，井下不准设油库。4、井口和井下电气焊要严格按照《煤矿安全规程》中的有关规定执行。5、皮带运输机必须上齐并用好各种保护装置，防止摩擦起火，并在皮带头设灭火器和砂箱。6一次检查，发现问题及时处理。7、小窑科要详细掌握周边小煤窑的开采范围、通风方式及发火情况，以便及早8、井下严禁使用灯炮和电炉取暖。9、加强对外因火灾的防范，按《煤矿安全规程》要求健全井下明火和可燃物管理制度。10、每月应对井下消防设施、防火门进行一次检查和维修，发现问题及时处理。11、其它未提到的按《煤矿安全规程》上的规定严格执行。五、瓦斯防治措施我矿404西部盘区属高瓦斯盘区，10#、11#层在采掘过程中，瓦斯涌出量一直较大，偶有异常涌出现象。在采掘12#层时，可能造成瓦斯由11#层采空区向12#层泄露。为了进一步加强12#404西部盘区瓦斯管理，预防矿井发生瓦斯爆炸事故，保障矿井安全生产，特编制如下措施：1、加强通风管理，做到系统完善，配风合理，合格率达到100%，严格执行《煤矿安全规程》规定和同煤集团公司有关文件规定。2、加强瓦斯检查管理，严禁脱岗、漏岗，并做到工作面手拉手交接班，对综采工作面上隅角瓦斯要重点监测。3、合理通风系统，消除不符合《规程》的串联通风、古塘通风和扩散通风，严格按集团公司配风标准进行配风，保证各采掘工作面和峒室有足够的新鲜风流。4、严格执行“三专两闭锁”的管理制度，加强瓦斯自控管理，全矿井下采掘一线干部、工程技术人员、班长、流动电钳工必须携带便携仪甲烷检测报警仪。540m必须掘回风绕道构成独立的通风系统。6、提高通风设施质量，矿井主要回风道必须建立永久挡风墙，调节风窗必须按标准施工设插板。7、回采工作面上隅角瓦斯达0.6%，由通风区通知队组上岗干部到通风区领取风帘，并在井下库房备用。80.8～0.9%30m吊挂两道风帘，以增加上隅角风量。9由当班瓦检员负责监督。10、机组在经过工作面尾部时，严禁两道风帘同时取下。11、机组在通过工作面尾部后，队组必须指定专人立即挂好两道风帘。121%机处理上隅角瓦斯。13、在综采工作面上隅角吊挂便携仪；机掘巷和综采面全部安装机载式便携仪。14、局部通风机必须由指定专人负责管理，保证正常运行。15、使用局部通风机，无论工作或交接班，都不准停风。16员进入并汇报调度室。17、局部通风机坚持使用“三专两闭锁”装置，严禁甩掉不用。18、保证通风系统合理、完善和可靠。19汇报，有计划停风必须有总工程师审批的专门措施。20、严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。21、放炮必须使用专用的放炮线和放炮器，严禁放明炮和糊炮。22机电完好标准检查验收。23、严格井口检查制度，严禁携带火种入井。24、煤电钻必须使用综合保护。25严禁与情况不明瓦斯积聚的巷道冒险贯通。26、恢复局部通风机运转前，必须检查瓦斯，局部通风机和开关地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%，方可人工给局部通风机送电。27生产。2829、机电部门加强供电管理，严禁出现失爆。30、通风区保证监测系统的瓦电闭锁的正常使用。31、按规定安装隔爆水槽，并保证规定数量和规格要求。32随时掌握工作面瓦斯状况。33挂风帘等措施无效时可采取工作面升压通风，升压通风安全技术措施另行编写。六、综合防尘措施及防尘系统12#层404西部盘区防治煤尘的管理，预防矿井发生煤尘爆炸事故，保障矿井安全生产，特编制如下措施：150米范围炮前后必须对30米范围内的巷道周边进行冲洗。2、回采工作面进风顺槽在距进风口50米范围和距工作面30米范围分别安装净50米范围和距工作面30米范围分别安装净化50米和距回风口50净化水幕覆盖巷道全断面，确保正常使用。3、盘区巷道每隔500米安设一道净化水幕，要求净化水幕覆盖巷道全断面，确保正常使用。4、各转载点必须安设洒水点，洒水点必须做到开机开水，停机停水。5、巷道冲洗及刷浆制度：12#404西部轨道大巷、皮带大巷每月至少冲洗两次，粉尘飞扬的地点，每天冲洗，确保各类巷道没有粉尘堆积。6、通风区设立专职测尘人员，对井下每个测点的粉尘浓度每月测定两次，在测定全尘浓度的同时，还必须测定呼吸性粉尘浓度。7、盘区轨道巷、综采工作面和掘进工作面由所属队组冲洗，其它各类巷道都由通风区冲洗。8、通风区不间断地派检查人员对全矿的综合防尘设施进行跟踪检查，对检查出的问题现场“三定，并按“三定时间复查，对复查出的问题的单位进行重罚。950米设一个三通阀门，其它巷道每隔100米设一个三通阀门。10入该工作面的《作业规程》中执行。1110112每天冲洗一次。13、计划在各掘进巷安装使用除尘风机，达到有效降尘的目的。14、综采工作面和粉尘较大的掘进面全部安装捕尘网，达到有效降尘的目的。15、其他严格执行《煤矿安全规程》要求。七、后古塘和小窑贯通时的安全措施1、发现小窑与采、掘工作面贯通后，采、掘队组跟班干部负责切断工作面一切电源，由采、掘队跟班干部立即组织人员使用风袋、岩块等临时封堵贯通处。2、由采、掘队跟班干部立即向矿调度室、通风区调度室汇报有关情况，由矿调度室汇报总工程师等有关领导。3、由安监工、瓦检员负责撤出采、掘工作面所有人员，停止工作面一切工作，并由瓦检员、安监工在巷口设岗拦人，与处理贯通无关人员一律不得进入。4安监站等有关部门研究处理方案，制定紧急措施。5、由通风区值班区长立即组织人员下井处理，当料方便时，立即运料砌筑永久闭，尽量减少小窑漏风，料到后，立即组织人员砌筑永久密闭墙（或隔爆密闭6、由通风区调度员通知本盘区井下各采、掘工作面的瓦检员，注意检查各地点的瓦斯变化情况，如有异常情况，及时向调度室汇报。7、由小窑科长负责组织人员到小窑落实有关情况，责令小窑立即停产，同时向总工程师汇报，以便及时制定相应的方案。8、由通风区值班区长派测风工对本盘区各测点进行一次全面测风，保证各地点配风合理，不出现一处无风、微风区。八、盘区防水措施110#11#层采空积水情况应详细了解，在掘巷过程中应从12#层采空区打钻孔，超前排放水。具体方法如下：2030米，仰角6度，水平角20度。⑵放完水后，向前掘进20米，然后再探30米，以此循环进行。⑶根据对应上部11#层巷道的标高分布，可在轨道巷或皮带巷布置钻孔，以免钻孔重复布置。⑷钻孔施工时，施工单位必须编制相应的钻孔施工措施。⑸探放水孔使用完后，必须用专用材料予以封闭，以防上部瓦斯涌出。⑹探放水设计由地质部门提前一个月搞出。2、在12#＝3×2×1.5m3。33寸以上排水管路及37KW管路接通。4、探放水：井下生产必须执行“有疑必探、先探后掘”的原则。5、探放水眼的布置和超前距离，应根据水头高低，煤（岩）层厚度和硬度在探放水设计中具体规定。在安钻探水前，必须遵守《煤矿安全规程》的有关规定。6、放水：钻孔放水时，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制准。九、盘区工作面煤体注水系统在12#层回采过程中，必须做好逢采必注，以降低回采过程中的煤尘，建立完善的煤体注水系统。1、煤体注水必须按设计和《作业规程》要求进行。2、煤体注水每隔30米打一钻孔，其长度不小于工作面长度的2/3。3、煤体注水