双鸭山矿业集团双阳煤矿矿井通风设计

1、摘 要双鸭山矿业集团双阳煤矿井田开采中所遇到的瓦斯、火、水、矿尘、冒顶等灾害。如何将这些不安全状态转变成为安全状态，这就需要在开采前、开采中采取一系列的灾害安全防治措施。针对瓦斯灾害，在开采初期通过矿井通风将开采过程中所释放出来的瓦斯稀释，后通过瓦斯抽放来降低工作面瓦斯的含量；针对煤层有自然发火倾向性，本设计通过向采空区注入液氮来防止采空区煤层自燃；针对煤矿可能发生的粉尘事故，设计采用湿式除尘、煤尘注水、个体防护等安全措施；针对矿井可能发生的水灾，设计采用接力排水的方法排出矿井积水；对于其他可能危害到矿井安全生产的隐患进行具体安全措施设计。最后，还设计给双阳矿建立一套KJ80安全监测系统来实时

2、监控井下生产安全。关键词 灾害通风爆炸监测AbstractShuangyashan Mining Group against Shuangyang coal mine exploitation faced by the gas、fire、water、mineral dust、cave-ins and other disasters. How will these changes become unsafe state security state， which requires the mining ago，Mining disasters take a series of security

3、measures for prevention and treatment. For gas disaster, In the early mining through mine ventilation mining process will be released by the gas dilution，After back mine drainage gas needed to reduce the Face of gas content；coal spontaneous combustion are tendentious The design through to the goaf i

4、nject liquid nitrogen to prevent the goaf coal spontaneous combustion；the dust accident , design specifically for the coal mine may happen specifically for the coal mine may happen adopt safe practice such as wet dyadic dust removal , coal dust water injection , individual protection;the flood speci

5、fically for the shaft may happen , the ponding designing that the method adopt relay to drain away water discharges a shaft; Design that to may endanger the concrete safe practice being in progress to the hidden trouble that mine safety produces other.it is also designed to establish a set of Shuang

6、yang KJ80 Mine Safety Monitoring System to monitor real-time downhole production safety.Key words disasterventilation explosion monitoring AbstractII第1章 矿井概况及安全条件11.1井田概况11.1.1地理概况11.1.2气象及地震史11.1.3自然灾害21.1.4矿区经济概况21.1.5电源及水源21.2地质条件21.2.1地质特征21.2.2地质构造31.2.3煤层及煤质31.2.4矿井其它情况41.2.5水文地质41.3矿井生产(设计)概况

7、51.3.1工程性质51.3.2井田开拓开采51.3.3提升排水和压缩空气设备51.3.4矿井主要运输设备61.3.5地面生产系统61.3.6防洪61.3.7供电及通讯71.3.8给水排水采暖通风及供热71.3.9技术经济8第2章 矿井通风92.1概况92.2矿井通风92.2.1通风方式和通风系统92.2.2安全逃生途径112.2.3矿井风量计算112.2.4通风设备及反风13第3章 粉尘灾害防治153.1概述153.2防尘措施153.2.1防尘措施163.2.2工作面除尘173.2.3煤层注水防尘173.2.4井下消防洒水系统193.3防爆措施203.3.1防爆措施203.3.2防止井下电气

8、设备引燃煤尘爆炸措施203.3.3撒布岩粉213.4隔爆措施223.4.1隔爆措施223.4.2隔爆水棚223.5 矿井地面生产系统防尘243.5.1地面矿井尘源243.5.2防尘措施及装备24第4章 瓦斯灾害防治264.1防爆措施264.1.1防止瓦斯积聚措施264.1.2消除引火源措施274.1.3井下电气设备保护274.2矿井瓦斯抽放274.2.1矿井瓦斯年抽放量及抽放年限284.2.2抽放瓦斯方法284.2.3瓦斯抽放站及所采取的安全设备304.2.4瓦斯抽放管路系统32第5章 矿井防灭火345.1开采煤层自燃预测及防治措施345.1.1煤的自燃分析预测345.1.2煤的自燃预防措施3

9、45.1.3采空区注氮防灭火355.1.4束管监测365.2外因火灾防治395.2.1电气事故引发的火灾防治措施395.2.2胶带输送机着火的防治措施405.2.3其它火灾的防治措施405.2.4井下防火构筑物41第6章 矿井防治水426.1水文地质426.1.1矿井水文地质情况426.1.2水患类型及威胁程度426.2矿井防治水措施426.2.1矿井防治水原则426.2.2井下探放水措施436.3井下防治水安全措施446.3.1排水设施44第7章 井下其它灾害防治477.1顶板灾害防治477.1.1矿压477.1.2顶板冒落477.2爆炸材料库487.2.1地面爆炸材料库487.2.2井下爆

10、炸材料库487.2.3炸药的使用安全487.3提升运输事故防治措施497.3.1提升事故防治措施497.3.2运输事故防治措施497.3.3其他事故防治措施507.4电气事故防治措施507.4.1井下电气设备的选择507.4.2供电线路及地面变电所事故防治措施507.4.3防止电气设备事故的措施51第8章 矿井安全监控538.1全监控系统的确定538.1.1安全监控系统设置要求538.1.2安全监控系统的选择538.1.3 KJ80安全监控系统的要求548.1.4传输设备和器材的选择558.2各类传感器布置558.2.1甲烷传感器设置558.2.2矿井各类传感器装备量568.3其它设备的布置5

11、68.3.1通讯电缆的布置568.3.2监控系统供电57结论58致谢59参考文献60附录162附录266第1章 矿井概况及安全条件1.1井田概况1.1.1地理概况1.交通位置双阳煤矿位于双鸭山市的东南部，距双鸭山市75，行政区划隶属于双鸭山市宝山区管辖，地理座标为东经1314500，北纬463115。东西长8 ，南北宽3.5 ，勘探面积28 2。西部与七星矿相邻距5，北部距新安矿13 ，距红星隆汽车站27，距双鸭山火车站65，经福利屯，佳木斯通往全国各地。矿区铁路由双市至双阳煤矿，北与福前国铁接轨，有依饶公路经过，交通极为方便。2.地形地貌 矿区内地形平坦，总体上呈现东高西低，南高北低的趋势，

12、周围被低山丘陵所环绕。东南最高标高200m，最低标高98m，矿区内绝大部地区的都在11099m标高之内。七星河位于矿区的西缘，自西南流向东北，汇水面积13152，平均流量10.1m3/。最大流量（洪水期）665.0m3/。最小流量0.007 m3/，几乎干枯。每年的12月到翌年4月为结冻期，7、8、9三个月为洪水期，历年来最高洪水位线标高在100m，在矿区中部有一条季节性小溪，由南向北汇入七星河。1.1.2气象及地震史本地区属寒温带季风气候区，四季明显，冬季严寒而长，夏季温暖而短，秋季湿润而多雨，雨量多集中在7、8、9三个月，据双鸭山气象站资料最冷月份为1月，月平均温度零下17.423.9，最

13、低温度零下36.2，最热7月份，月平均温度2023，最高37.1。年降水量314.1692.3mm，平均降水量在550mm，年蒸发量10151173mm，相对对温度4286%。季节性冻土产生最早时间是在10月中、下旬，冻土层全部融化时间一般在5月下旬，冻土层最大厚度2m，一般在1.61.8m。冬季多西北风，一月平均风速3.66.3m/，夏季多东南及东北风，七月平均风速2.33.5m/。据国家地震资料双鸭山煤田内的地震烈度均6以下，而且都是深源地震，双鸭山煤田内过去没有发生过强烈地震的记载。1.1.3自然灾害根据双鸭山地区的自然气候条件与双阳煤矿的地质条件，双阳地区可能有的地质灾害有：1.双阳矿

14、井地下含水丰富，地表有河流，可能导致矿井充水，地表水涌入矿井等灾害；2.双阳地区属寒温带气候，冬季寒冷而长，易发生雪灾自然灾害；3.根据地质报告所知，双阳矿煤层有自燃倾向性，易发生因煤层自然而引起的矿井火灾或井下电器引起的外因火灾；4.井下瓦斯浓度超限而引起爆炸；5.煤尘具有爆炸性，可能发生煤尘爆炸。1.1.4矿区经济概况 本区95%以上的面积为已耕地。以粮食作物为主，经济作物大豆占35%，除少数自留田地外，全部机械化作业，区内不足30%的耕地原宝清县七星泡镇所辖，以旧新耕作为主，区内现有农业人口近2500人，劳动力近800人，其中男劳动力占57%。1.1.5电源及水源矿内供水水源在本区西北部

15、的大脑袋山打一对供水井，水量丰富，水位在1.5m左右，该区内用水量为350m3/d，为确保要求在两眼水井中安装两台深水泵，选用125/608型深水泵流量为160m3/h，扬程为108m，完全可以满足矿区工业用水和生活用水。本区的电源由七星矿和新安矿双路入66W高压输电线以三角形和机矿变电矸接线。矿区通信已形成网络。1.2地质条件1.2.1地质特征本矿位于双鸭山东南部。区内地层系统简单，发育有太古界麻山群，白垩系下统城子河组，下白垩系穆棱组，下白垩统东山组，第三纪玄武岩，第四系总积岩。1.2.2地质构造1.构造双阳矿地层为一单斜构造，在向斜东翼还存在一个次一级王福岗背斜，整个矿区处于七星河断层同

16、双鸭山南部逆冲断层之间，向斜西翼地层走向。煤层倾角在1125之间，形成缓倾斜煤层。2.褶曲此地区为单一缓倾斜煤层赋存条件，没有大的褶曲构造存在。3.岩浆岩井田内岩浆岩活动微弱，仅于钻孔中见有厚度不大的浅层侵入体，呈岩脉侵入于煤系基底的岩石裂隙中，对煤层无影响。 1.2.3煤层及煤质1.煤层双阳矿区的煤层都赋存于城子河组。其中煤层有5层，但只有8、12煤层绝大部分可采。可采煤层厚度为0.86.35，平均煤厚为2.0，属稳定和较稳定煤层。如下表11所示。表11 双阳矿煤层特征煤层煤层厚度层间距离夹矸层数可采性视密度（t/m（3）顶板底板82.215251-2稳定可采1.43粉砂岩泞灰岩121.83

17、0351稳定可采1.41细砂岩粉砂岩2.煤质井田内煤质属低中灰、低硫、低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之。可作为动力和民用煤。如表12所示。表12双阳煤矿煤质特征煤层编号灰分水分Mad(%)挥发分Vdaf(%)硫分St.d(%)磷Pd(%)胶质层Y (mm)煤种827.281.63-3.4737.55-46.660.10-0.300.002-0.0453长焰煤1225.431.58-2.7838.03-46.910.15-0.650.001-0.0553-4长焰煤1.2.4矿井其它情况1.双阳矿开采初期属低瓦斯矿井，但随着开采深度与

18、开采强度的增加，瓦斯涌出量逐渐增大。当开采至-200m水平以下时，可按高瓦斯矿井来设计；2.根据煤尘爆炸性试验指标，各煤层抑制煤尘爆炸最低岩粉量均在60%以上，均属于有煤尘爆炸危险性煤层；3.地温平均为2.3/100，为正常地温区；4.双阳矿煤层自燃发火期为6个月。具有自燃倾向性。1.2.5水文地质本井田第四系含水层广泛分布，且含水丰富。供水含水层为第四系含水层，由各种粒级的砂层、砾砂层和砾石层组成，上部含水层厚度量1555m，富水性强，含水丰富，含水层单位涌水量5.676L/s.m，渗透系数23.26m/d。地面300m以下含水性弱，透水性差，可视为相对隔水层。综上所述，本井田补给条件差，煤

19、系裂隙含水带含水微弱，并以静储量为主。矿井涌水量开采初期较大，随着开采深度的延深，地下水被逐渐疏干，则矿井涌水量逐渐减小至趋于稳定。矿井生产后，由于采取了矿井排水、地面蔬干降压等措施，第四系层现形成直径为3.5的漏斗，水力联系逐渐减弱，水位下降，区段承压水转为不承压含水沙层。1.3矿井生产(设计)概况1.3.1工程性质双阳是新建矿井，初期设计生产能力为1.20/。1.3.2井田开拓开采1.井田边界双阳矿位于双鸭山煤田最东南部，井田境界主要以构造划分，西起3勘探线、东至F16煤层、南至F4层-600等高线垂直投影为界。井田走向长度3.72，倾斜宽5，面积为18.52。2.储量根据勘探地质精查报告

20、，通过储量计算，该井田储量如表13。表13 矿井可采储量汇总水平工业储量()可采储量()高级储量()永久煤柱损失()开采损失()第一水平3990.83121.081975.689.3780.323.矿井设计生产能力及服务年限由上一节可知，矿井一水平可采储量为3121.08，根据煤炭储量确定，本矿区是处在非缺煤地区，若生产能力过小，将使大量煤炭资源积后地下不能采出。确定双阳矿设计生产能力为1.2/，储量备用系数取1.3，则矿井一水平服务年限为20。4.井田开拓方式由于井田范围内浅部煤层比较宽阔，深部煤层狭窄。煤层倾角较小层数较多。故双阳矿采用斜井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。5.主要设备

21、主要采掘设备：采煤机型号为MAX300/4.5R，刮板运输机型号为SGZ764/320，胶带运输机型号为SSJ1200/320，液压支架为BY360025/50型掩护式液压支架，综掘机型号为S M200。1.3.3提升排水和压缩空气设备1.提升设备主井：用钢丝绳牵引胶带输送机作为主要提升设备，全长1250m，带宽1m，为了检修胶带方便，本设计考虑在胶带机的右侧设检修道，安装一台XKT21530型检修绞车，电动机功率为130kw。付井：付井提升设备选用XKT231520绞车一台提升容积为1吨600轨距标准矿车。2.排水系统及设备根据矿方提供的地质资料预计本矿井最大涌水量为2069m3/h ，正常

22、涌水量为1243m3/h 。全矿采用倾斜长壁式采煤法，采区内不设水仓，矿井的涌水将通过泄水巷流入矿井-150m水仓，再通过-150m水平排水系统排到地面。-150m水泵硐室有6台D450606型水泵，三趟十寸钢管，能承担整个矿井的排水任务。排水设备选用D450606型水泵6台,4台工作，1台备用，1台检修。配套电机功率900kw。3.空气压缩机空气压缩机选用SM型螺杆式空气压缩机4台，配套电机功率为250kw。1.3.4矿井主要运输设备1.矿井煤炭外运以铁路运输为主，公路运输为辅； 2.矿井地面窄轨铁路运输采用JW40型内燃机车牵引运输方式；3.井下煤炭主要用串车提升和胶带运输机两种提升设备。

23、1.3.5地面生产系统本矿井的煤质为长焰煤，可供动力、炼焦配煤和民用煤。选煤厂为动力煤选煤厂，规模与矿井相同（1.2Mt/a），入洗上限为300mm，下限为25mm。采用淘汰排矸工艺，机械除矸，末煤不洗选，煤泥不浮选。1.主井原煤升井后，经胶带输送机运至主厂房。末煤经皮带进入末煤装车仓（1个18m的圆筒仓，总容量为6000t），块煤经皮带进入块产品煤装车仓（7个77m的方仓，总容量为3500t）。矸石经皮带进入矸石仓后运至矸石山。2.副井考虑冬季井口房需保暖等特点，井口车场采用尽头式内循环车场、矸石车不出井棚。操车设备采用1t双车电液动井口操车设备。1.3.6防洪工业场所按生产区、辅助生产区、

24、生产生活进行划分布置，其功能分区明确、工艺流程合理、场地布置紧凑。工业场地防洪标高按1/100洪水频率设计，工业场地各高程为：工业场地周边及场内各建筑物的地面高度不低于+65.40m。主井井口高程+67.90m，副井的井口高程为+67.90m。本矿按规程留设了安全煤柱。1.3.7供电及通讯1.供电电源电源是由七星矿和新安矿双路入66W高压输电线以三角形和机矿变电矸接线。根据双阳矿总体规划，双阳66W高压输电线兼作矿区区域配电所，现已投入运行。2.电力负荷根据矿井设备选型及电力负荷统计，矿井设备总台数198台，工作台数120台，设备总容量12310kw。1.3.8给水排水采暖通风及供热1.给水工

25、业场地给水水源分为两部：日常生活用水与矿井消防用水。日常生活用水包括服务建筑物日常生活用水、职工生活饮用水及工业场地消防用水均以打凿深井为水源。深水井共计两眼：一用一备，选用A5/608型深水泵流量为160m3/h。生产、生活非饮用水采用经处理后的矿井涌水作为水源。矿井消防用水，浴室洗浴洗衣用水，锅炉补充水及浇洒绿地，清洗路面用水均为以净化后的矿井涌水为水源的给水系统。2.净水净水处理由净水车间及两座300m3钢筋清水池组成。净水车间内设净水设备间、供水设备间、加热间、消毒间等等。工业场地内生活排水系统管道均为埋地铺设，管材采用钢筋混凝土排水管。3.排水工业场地内生活排水系统管道均为埋地铺设，

26、管材采用钢筋混凝土排水管。矿井涌水处理后也经此排出。4.供热供热系统由锅炉房和采暖供热管路组成。供热管路由井口防冻供热管路、浴室加热供热管路和采暖供热管路组成，采用架空敷设和埋地铺设相结合的布置方式。1.3.9技术经济1.劳动定员总汇表表表14劳动定员总汇表序号人员类型出勤人数替补人数在籍人数班班班总计1原煤人数15013012540574479生产工人14510511236270432井下工人1121028630095395地面工人30232275883管理人员851762622供电2102141153生产服务人员133313594634生活服务人员9229403436消防队5557合计17

27、42001495232556058准轨铁路585181199总计1792771546102566232.经济评价双阳井田勘探程度高、资源丰富可靠、煤质优良、开采条件良好、产品有市场且竞争力强。矿井及选煤厂技术方案合理可行，筹融资方式合理可靠。从敏感性分析的名项指标可以看出，本项目抗风险能力强。该项目从财务分析的角度来看是可行的。另外，从社会效益的角度，本矿井的开工建设及矿井的投入生产，可以增加当地的财政收入，增加社会的就业机会，同时也能带动相关产业的协调发展。因此本矿井无论从社会效益的角度，还是从财务分析的角度都是可行的。第2章 矿井通风2.1概况由地质勘探所知，双阳矿-150m水平以上瓦斯绝

28、对涌出量为3.78m3/min；相对瓦斯涌出量3.45m3/t。双阳矿煤尘有爆炸危险性。煤层有自然发火倾向性。随着开采深度的增加，到-200m水平以下时，个别工作面的瓦斯涌出量已超过了5m3/min。因此在-200m水平以下开采时，采区设计按高瓦斯来设计。根据地质报告提供的数据计算，本区为地温正常区，没有热害。2.2矿井通风2.2.1通风方式和通风系统1.井田开拓方式设计采用斜井、集中大巷、分区石门开拓方式。2.通风方式根据井田开拓方案布置，本矿井采用中央边界抽出式通风，即主、付井进风，回风井回风。3.通风系统新鲜风流由主、付井进入，经-150m井底车场，各区运输大巷、各片运输石门进入采掘工作

29、面。乏风从工作面到回风斜井，-150m回风石门，回风井总排排出。4.风井矿井现建有四个风井，主、付井皆进风。付井在主井西侧50m，两翼回风井回风。回风井布置于采区。5.采掘工作面及硐室通风1根据煤矿安全规程规定，本矿井的回采工作面，掘进工作面，以及各主要机电硐室的通风均采用独立通风系统。其中掘进通风一律采用局扇压入式通风，局扇要设在距掘进巷道口10m外的进风侧。硐室通风按需要风量分配，一般采用独立回风，用风窗调节。（1）井下火药库必须有单独的进风风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风道或主要回风道。（2）井下充电室必须有单独的风流通风，回风风流可以引入回风道中。（3）井下机电硐室必须设在进风风

30、流中。如果硐室深度不超过6m，入口宽度不小于1.5m。6.采区通风采区通风系统是矿井通风系统的基本组成部分。它主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。在采区通风系统中，保证风流流动的稳定性，尽可能避免对角风路，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。（1）回采工作面采用U型通风系统后退式采煤法，实行分区通风。其优点在于漏风量小。（2）掘进工作面应采用独立通风。（3）回采工作面采用上行通风。图21回采工作面“U”型通风系统7.井下通风设施及构筑物布置根据井下开拓、采区巷道布置及通风需要，设计于相应地

31、点设双向双道连锁风门、调节风门，对局部巷道平面交叉处视实际情况设置风桥或绕道。如下表21所示：表21井下通风构筑物分类名称用途与设置地点截断风流风门用于行车、行人巷道中截断风流挡风墙临时挡风墙用木板及黄泥建筑将长距离的巷道隔开风帘用以临时局部遮断风流通过风流风桥用混凝土风桥将交叉的新鲜风流和污浊风流隔开调节风门将调节风门安设在回风巷道中，用以增加局部阻力的方式来调节井下风量。用不燃性材料建筑成线形坡度不大于25结构坚固测风站用以测全矿井总进风量和回风量，以及各翼各采掘区，各回采工作面的进风量和回风量。2.2.2安全逃生途径1.矿井安全出口设置及保证措施本矿井每个进风井都可做安全井口，在井下各巷

32、道内均设有人行通道，且倾斜巷道通道侧设有便于行人的台阶及扶手，两条斜井中每隔50m设一个躲避硐。矿井正常运行或事故时，人员均可经上述通道到达地面。2.井下避灾路线（1）井下发生水灾时，应就近向高处撤向安全出口；（2）井下发生火灾事故时，人员应逆新鲜风流方向自救，即当采、掘工作面（包括机电设备硐室）发生事故时，应逆新鲜风流方向由顺槽经各片石门、-150m轨道石门、-150m井底车场，然后由副井梯子间撤至地面；（3）井下发生瓦斯、煤尘等爆炸事故时，应及时戴好自救器，选择在最近的躲避硐室或支护较好的巷道内躲避，等待救援；或避开瓦斯、煤尘爆炸危险区域，逆新鲜风流方向撤向安全出口；（4）井下发生有害气体

33、中毒（包括爆炸事故产生的有毒有害气体）时，应及时戴好自救器，并及时向新鲜方向撤离；（5）井下发生冒顶事故时，应及时撤到围岩及支护均较好的巷道内。以上是矿井正常情况下的避灾线路，矿井在事故状态下根据需要实行全部或局部反风时，应根据上述避灾原则自救。2.2.3矿井风量计算1. 计算矿井总风量2本设计结合双鸭山矿业集团有限公司中厚煤层综采工作面配备标准，按要求分别计算，并选取其中最大值。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小，煤矿企业根据具体条件制定风量计算方法，到少每年修订一次。按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化

34、碳、氢气和其他有害气体的浓度、风速以及温度，每个供风量符合规程的规定。矿井总需风量计算：（21）、分别为各采煤工作面、掘进工作面、独立通风硐室所需量之和，m3/minK矿井井下漏风系数取1.2表22矿井井下漏风系数值K数值适用条件11.25当矿井采用中央并列式或压入式时21.2当矿井采用中央分列式或混合式时31.15当矿井采用对角式或分区式时（1）回采工作面风量按人数计算：N采煤工作面同时工作的最多人数，112人4每一工作地点，每人每分钟供给风量都不得小于4m3按沼气涌出量计算：按工作面温度计算：V回采工作面适宜风速，取0.8 S回采工作面平均有效断面，6.0 风速验算：S巷道断面面积为6.0

35、m。取最大值：此回采面需要的风量是1440（2）掘进风量计算按人数计算：N掘进工作面的掘进人数，12人 按沼气涌出量计算：按局扇吸风量计算：本次计算局扇选用JBT-52-2（11KW），吸风量为Q=200 (m3/min)按炸药量计算：A一次爆破炸药用量，取3；取最大值，掘进工作面实际需风量为200（3）硐室风量计算每个硐室按150计算：由此类推可得出矿井总风量： 2.矿井通风难易程度根据上述计算得知，本矿井前期通风较容易。3.矿井风量的分配矿井总风量确定后，即将其分配到井下各用风地点，其分配原则是：（1）采煤工作面的风量；（2）对掘进工作面风量，一般根据巷道断面大小，送风距离，煤岩巷三个因素

36、按所选局部通风机性能供风；（3）井下火药库，充电硐室，采区绞车房，应单独供风；（4）备用工作面分配量，按相应条件的生产工作面风量的一半。2.2.4通风设备及反风1.设备选型根据井田开拓、采区巷道布置，总风量按采煤、掘进、硐室及其他地点的实际风量进行计算，并按井下同时工作的最多人数及工作面瓦斯涌出量等条件进行核算。经上计算，矿井矿井通风初期选型为：主扇：70B221（25）电动机型号：T8008/1180 局扇：JBT5222.通风机设置及要求在通风机房内，设有水柱计、电流表、电压表、轴承测温计等仪表等。通风机返风的风量符合规程，返风设备自设，所以不需要单独反风措施。3.矿井通风系统的合理性、可

37、靠性和抗灾能力分析根据井田开拓布置，矿井通风方式为中央边界抽出式，即主井，付井进风，回风井回风。为保证井下各用风地点有足够的风量，使风流按设计要求运行，设计于相应地点设置了双道双向连锁风门、调节风站、风桥等必须的通风设施。另外，回采工作面采用U型通风系统后退式采煤法，具有结构简单、巷道维修量小、工作面漏风小、风流稳定、易于管理、以及有利于瓦斯释放等优点。根据煤矿安全规程规定，矿井选用一套KJ80型煤矿安全生产监控系统，对井下通风及瓦斯情况实行连续监控。设计还要求煤矿企业应做好职工安全教育培训工作，井下应按规定设置明显的、安全标记及避灾路线。综上所述，本矿井具有独立、完善、合理、可靠的系统及安全

38、措施，合理的通风方式，具有的预防灾害和抵抗灾害的能力。第3章 粉尘灾害防治3.1概述粉尘是指在矿井采掘过程中所产生的各种煤、岩矿物微粒的统称。煤矿粉尘的主要来源是采掘、运输和装载、锚喷等作业场所。采掘工作面产生的浮游粉尘约占矿井全部粉尘的80%以上；其次是运输系统中的各转载点，由于煤岩被进一步的破碎，也产生相当数量的粉尘。根据双阳矿地质报告，双阳矿煤尘具有爆炸危险性，同时粉尘是造成矿工职业病的危害之一，人体长期吸入会引起煤矽肺病。规程第476条规定：“设计和建设矿井时，必须采取综合防尘措施，并建立完善的综合防尘措施和煤尘管理制度。开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须制定预防和隔绝煤尘爆炸的措施”

39、。井下行人巷道及作业地点空气中的粉尘（包括总粉尘和呼吸性粉尘）浓度的最高允许值。如下表所示。表 31工作空间各种粉尘最高允许值粉尘中游离SiO2含量（%）最高容许浓度（mg/m2）总粉尘呼吸性粉尘1.520.06.02.51010.03.53.10256.02.54.25504.01.55.502.01.06.10的水泥6.03.2防尘措施本设计在每个掘进工作面、回采工作面、装载点、卸载点、转载点、采空区以及运输回风巷道等主要产生粉尘的尘源地点及粉尘集聚地均采用了综合防尘措施。综合防污技术包括风、水、密、净和护等五个方面，并以风、水为主。风即通风除尘、水是指湿式作业、密是密闭抽尘、净是净化风流

40、、护是针对接触粉尘作业的工作采取个体防护措施。矿井综合防尘在目前我国煤矿生产技术条件下是指：从矿井采、掘、机、运、通五大系统到各系统的各生产工序、各个环节都必须采取综合性防治粉尘的有效措施。这种措施不是单指某一项或某两项，也不是带有工序性的间隔性防尘措施，而是在任一产尘工序，产尘环节上都必须采取几项行之有效的防尘措施，或者以某一项措施为主，某几项措施为辅，实行多种措施同时并举，使作业空间的粉尘浓度达到国家规定的卫生标准，消除危害。3.2.1防尘措施1.防尘工作的原则（1）尽量减少浮游的煤尘的产生；（2）将粉尘消灭在尘源地点，尽可能的防止飞扬和进入风流中；（3）使已经浮游的粉尘沉降下来，捕集起来

41、；（4）将剩余的粉尘用足够的风量加以稀释，但又要防止因风速过大，使已沉淀的煤尘重新飞扬。2.防尘措施3（1）煤层注水：在采掘之前，用长钻孔向煤层注入静压水，使其沿着煤层的层理、节理和裂隙向四周扩散，然后渗入到煤的孔隙中增加煤的水分，使煤体预先得到湿润，以减少采掘时浮游煤尘的产生量；（2）矿井必须建立完善的防尘供水系统：没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。主要运输巷、带式输送机斜井与平巷、上山、采区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安设支管和阀门。防尘用水均应过滤；（3）采用合理的通风：通过对风量的合理分配，选择

42、合适的巷道断面，以使风速合理，既能带走大量粉尘，也不至于使已沉下的粉尘重新扬起。同时主要回风道安设风速传感器。可以随时监测巷道中的风速； （4）喷雾洒水：在工作面、放炮落煤点、移架、放煤点及转载点等产尘处采用自动喷雾洒水降尘措施。有效控制粉尘的飞扬，使其湿润后迅速沉降； （5）湿式作业：包括湿式凿岩与湿式钻眼。湿式凿岩是在凿岩过程中，将压力水通过凿岩机送入并充满孔底。以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。对采掘工作面实行湿式钻眼，使凿眼过程中形成的粉尘湿润后排出，不致飞扬。放炮使用水炮泥；（6）净化风流：对含尘的进风流和尘源地点如运输大巷、主要通风巷、掘进工作面等地方设置水幕净化风流，使湿润尘粒增加下

43、沉、阻留、惯性碰撞等，降低粉尘浓度，避免进风流污染；（7）冲洗巷道，清扫和刷白巷道：经常进行巷壁冲洗工作，定期清扫并运出巷内沉集的粉尘。在井下主要硐室内，用石灰水将巷壁刷白，既可美化井下环境，又可减少粉尘，利于冲洗。（刷浆用石灰水，生石灰与水按1：1.5的体积比来配制）；（8）个体保护：井下各种生产环节采取防尘措施后，但仍有少量微细矿尘悬浮于空气中，这些少量微细矿尘正是会给人带来具大伤害的因素。因此加强个休防护是综合防尘措施的一个重要方面。井下所有接触粉尘的人员，均按规定配备相应的个体防尘器具，以加强个体保护；（9）环境监测：利用安全监测设备，及时测定风流中粉尘浓度。对井下各采掘工作面，装卸载

44、点，转载点及运输等产生粉尘的地点进行监测。3.2.2工作面除尘1.回采工作面除尘降尘措施（1）在采煤机械设备方面采用深截齿采煤机割煤，减少齿数，使破落的煤粒度加大，粉煤率降低，从而降低煤尘生产量，采煤面内、外喷雾洒水装置必须完好；液压支架必须安设喷雾装置；破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置或除尘器，以降低破碎过程中产生的煤尘量。（2）在采煤工艺方面采煤机在割煤过程中要进行喷雾洒水，使浮游的煤尘湿润，增加煤尘重量，降低其飞扬性；炮眼布置要科学合理，装药量要适度，增加块度，减少粉尘，放炮时要水封爆破或使用水炮泥，放炮前后要冲洗巷壁。（3）必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘。2.掘进工作面降尘

45、除尘措施（1）采、掘等机械设备均设有内外喷雾（注水）装置；（2）采掘工作面实行湿式打眼，放炮使用水封爆破式水炮泥；（3）设计要求炮眼布置要科学合理，装药时要适度，增加块度，减少粉尘，爆破前、后要冲洗巷壁，爆破时应喷雾降尘；（4）掘进工作面回风巷及掘进巷道设置风流净化水幕。并实行煤层超前注水降尘；（5）掘进工作面均配备湿式除尘器。3.2.3煤层注水防尘煤层注水是回采工作面最重要的防尘措施，它是在回采前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其涌入煤体内部，增加煤的水分和尘粒间的粘着力，找降低煤的强度与脆性，增加塑性，减少采煤时煤尘的生成量；同时将煤体中原生细尘粘结为较大的尘粒，使之失去飞扬

46、能力。1.防尘供水设计的原则和依据4（1）尘供水的水质要求悬浮物含量不得超过150mg/L；悬浮的的粒度直径不得大于0.3mm；PH值为69；水中各种菌数量必须达到卫生标准要求；防尘用水既可采用地面水源，又可用井下水源。为保证防尘用水的清洁，必须净化处理。供水系统要设置过滤装置，如果矿井井下水源属于严重的酸性水，必须设置碱化处理设施；（2）煤的水分1.24%3.62%，饱和含水率是4%，煤层透水性1.1210-611.4610-6PamhL，煤层孔隙北5%9%，煤的硬度是2.02.5，煤的容重是1.43t/m3 ；（3）煤层顶板岩性为粉砂岩，细砂岩，平均厚度15m，煤层底板也是粉砂岩与细砂岩，

47、厚30m，顶板的透水性1.36310-66.236 10-6cm/s，底板的透水性为1.52510-64.647 10-6cm/s，底板的饱和含水率为3.88%，顶板的饱和含水率4.6%；（4）煤层厚度平均是1.60m，倾角是11 25，地质构造为单一构造，煤层较稳定，煤层有夹矸，大多是23层，煤尘有爆炸倾向。2.煤层注水防尘（1）注水方式的选择根据双阳矿的地质条件、生产技术条件及工作面布置，采用超前长钻孔注水。采取静压注水。利用管网将地面水导入钻孔。（2）注水参数的确定钻孔直径：由于双阳矿煤层的硬度不大，所需要的注水量少，封孔技术较差，因此钻孔直径取50mm。钻孔长度：根据现场经验取值钻孔长

48、度为70mm。（31）钻孔间距：根据矿井的具体情况取值B=16m封孔深度及封孔方法：封孔深度取值6m；封孔方法采用水泥封孔。单孔注水量：（按水分增值计算）单孔最大注水量，m3注水后要求达到的水分（一般取值4%）工作面长度，m煤的真密度，t/m3煤层自然含水率，%（双阳煤矿煤层含水率是1.24%3.62%）考虑围岩吸收水分和注水不均匀系数，一般取值为1.5（3）注水设备的选择钻机：选择TXU75型油压钻机。注水泵：根据单孔注水时间和注水压力，选择5D2/150型专用煤层注水泵。管路：采用防尘管路。钻孔开孔方位：在回风巷道沿平行煤层倾斜方向打下向孔。如图31所示。图31超前长钻孔注水钻孔布置1运输

49、巷道2下向注水钻孔3回风巷道3.2.4井下消防洒水系统井下采用消防、洒水合一的管道系统。管路由矿井总的消防、洒水管路引出，在管路的终端设置截止阀，井下消防管路每隔100m设置支管和阀门，但在采区运输大巷中隔50m设置支管和阀门，阀后加设软管接头，在采区机电硐室附近设置消火栓。管路中各种弯管接头必须根据巷道实际情况。3.3防爆措施本矿井按有煤尘爆炸危险的井田进行设计，故井下必须采取防爆措施，以防止煤尘爆炸和防止沉积煤尘再次飞扬起来造成连续爆炸。 3.3.1防爆措施防止煤尘爆炸的措施，可以从以下三个方面下手。1.防止浮游煤尘爆炸采用冲洗煤壁、撒布岩粉、喷雾洒水、控制风速、清扫落尘、风流净化等综合措

50、施防尘、除尘。2.防止沉积煤尘重新飞扬参与爆炸一是喷洒粘结液：把氧化钙和湿润剂的混合水溶液喷洒在巷道周壁上，使已沉积的煤尘湿润或粘结，不致重新扬起煤尘参与爆炸。其浓度可视具体情况而定，一般每年喷洒2到3次；二是巷壁刷浆：在井底车场、石门、运输大巷等主要的岩石巷道内，采用巷壁刷浆方式防爆。其材料主要为石灰石，浓度一般为石灰石：水1：1.5（体积比），用压风喷洒于巷壁，厚度0.2mm，用量0.60.8L/m2。3.防止产生引爆火源井下电器均选用防爆设备，有效杜绝电器火源。消除其它火源，运输斜巷跑车及金属强烈碰撞产生火源等。并严格执行矿井有关规定，杜绝明火发生。消除井下放炮时产生的火焰。3.3.2防

51、止井下电气设备引燃煤尘爆炸措施1.井下电气设备，必须采用防爆型；2.井下必须采用防爆型照明设备；3.必须使用防爆型或矿用增安型的电话、信号装置和自动闭锁装置；4.必须采用防爆型蓄电池机车；5.一切防爆型电气设备、电气装置中任何项零部件不正确或防爆部分失去防爆性能时不许使用；6.井下不准带电检修或迁移电气设备；7.电缆悬挂高度，不应因矿车掉道时受到撞击，不应因电缆坠落时在轨道或输送机上；8.电缆连接和电缆与电气设备的连接要符合防爆规定。3.3.3撒布岩粉作用与原理5用机械或人工定期在在巷道内撒布岩粉，增加了沉积在巷道的周壁和支架上煤尘中的不燃物质的含量，直到抑制煤尘发生爆炸的作用。1.岩粉的要求

52、和岩粉的原料可燃物含量5%；游离的二氧化硅10%；不含有毒有害的混合物；用淡白、鲜明、通常用石灰石制作；潮湿巷道采用抗湿性岩粉；岩粉必须全部通过50号筛(直径0.2)，其中70%以下应通过200号筛(直径0.074)。 2.岩粉量的要求双阳矿-200m水平以上按低瓦斯矿井，-200m水平以下按高瓦斯矿井来设计。在开采-200m水平以上时，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70%，在开采-200m水平以下时，应不小于80%；撒布岩粉需将巷道所有表面，包括顶、底板都用岩粉覆盖，撒布长度大于300m。3.撒布岩粉地点的确定（1）采掘工作面所有运输巷和回风巷道中；（2）在爆炸性煤

53、尘经常积聚地点须经常撒布岩粉；（3）工作面上下端头处，须经常撒布岩粉，但设有喷雾洒水地点或巷潮湿，已使煤尘中水分大于12%的地区可以不撒布岩粉。4.粉撒布方法及撒布周期方法：人工撒布和压气撒布均可，撒布时人员必须站在风流上方；周期：二个月。5.撒布岩粉地区的抽样检查（1）在距采、掘工作面300m以内的巷道，每日取样一次；距离采掘工作面300m以外的巷道每3个月取样一次；（2）每隔300m为一采样段，每段内设5个采样带，带间距离约为50m，每个采样带宽0.2m；（3）将每个取样处取样宽度内的全部粉尘，分别收集起来。一个取样处的粉尘作为一个样品，样品中大于1.0mm粒径的粉尘，应剔除出动送化验室处理。3.4隔爆措施3.4.1隔爆措施隔爆措施就是把已发生的爆炸截住，不使其传播开来，以限制在小的范围内，使爆炸不致由局部扩大为全矿性灾难。设计采用设置隔爆水棚的方式作为主要隔爆措施，其工作原理是当发生爆炸时，冲击波将水槽震翻，水撒出来，吸收大量热量，降低爆炸火焰的温度，同时水在爆炸高温下汽化为雾带并充满