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1、 第五章 通風(fēng)與安全 5.1 概況 5.1.1 瓦斯 本井田補(bǔ)充勘探利用解吸法采集各煤層瓦斯樣品24個。其中： 4-2號煤層4個，4-4號煤層6個，5-2號煤層8個，5-3號煤層6個。經(jīng)測試，區(qū)內(nèi)各可采煤層屬瓦斯逸散帶。煤中自然瓦斯成分中，氮?dú)猓∟2）高達(dá)75.62～100%，二氧化碳（CO2）僅占0～23.24%，甲烷（CH4）為零或微量。井田內(nèi)瓦斯成分分帶劃歸為“二氧化碳～氮?dú)鈳А薄? 近年來，鄰區(qū)（檸條塔井田）發(fā)生了H2S氣體傷害事故，新民區(qū)發(fā)生了CO中毒事故，為了進(jìn)一步了解區(qū)內(nèi)各煤層瓦斯、H2S氣體和CO氣體含量，在先期開采地段（一盤區(qū)）共采集4-2、4-4、5-

2、2、5-3煤層瓦斯樣共計(jì)17個（其中：4-2煤層3個，4-4煤層4個，5-2煤層5個，5-3煤層5個），主要了解有毒有害氣體和含量變化情況。測試結(jié)果表明，煤層解吸瓦斯含量均為零或微量，測試結(jié)果與以往相同，H2S、CO氣體未檢出，鉆探施工時無H2S氣體逸出。自然瓦斯成份以氮?dú)鉃橹?，二氧化碳少量或微量，甲烷微量或零。瓦斯分帶仍然屬二氧化碳～氮?dú)鈳А? 另外，據(jù)區(qū)內(nèi)小煤礦的調(diào)查資料，各礦采煤期間均未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。但是煤層瓦斯的賦存與運(yùn)移條件、圍巖特征、埋藏深度等因素都有密切關(guān)系，在空間上分布極不均勻，盡管本井田測試結(jié)果瓦斯含量為零，但在煤礦生產(chǎn)過程中，仍需加強(qiáng)對瓦斯和H2S氣體的監(jiān)測，確保安全

3、生產(chǎn)。根據(jù)以上資料，本礦井按低瓦斯礦井設(shè)計(jì)。 根據(jù)以上資料，本礦井按低瓦斯礦井設(shè)計(jì)。 5.1.2 煤塵 本井田補(bǔ)充勘探各煤層共采集煤塵爆炸性實(shí)驗(yàn)樣21個，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明區(qū)內(nèi)各可采煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)，未來在礦山開采中應(yīng)予以足夠重視。 5.1.3 煤的自燃傾向性 補(bǔ)充勘探各可采煤層共采集樣品55個，均進(jìn)行了煤的自燃傾向測定。并按“煤的自燃傾向等級分類”標(biāo)準(zhǔn)，對各可采煤層自燃傾向進(jìn)行分類。 根據(jù)測定結(jié)果，各煤層均屬自然發(fā)火和有可能自然發(fā)火的煤層，不同的是自然發(fā)火的難易程度有所差異。4-3、4-4、5-2煤層易自然發(fā)火的樣品數(shù)較多；2-2、3-1、4-2煤層雖不具或很少具易自然發(fā)火的特征，

4、但因井田內(nèi)各層煤煤類大部分為長焰煤，變質(zhì)程度低，故仍具有很大的自然發(fā)火可能。 另外，據(jù)鄰區(qū)資料（井田東約18km的黃羊城溝內(nèi)沙坡煤礦，開采3-1號煤層，煤類為長焰煤）。1987年11月沙坡煤礦將300t粉碎到3cm以下粒級的煤堆放露天煤場，時隔3個月，自1988年2月開始自燃，至1988年4月燃燒未盡。 綜上所述，井田內(nèi)各可采煤層均有可能自然發(fā)火，在生產(chǎn)中應(yīng)引起足夠重視。 5.1.4 地溫 補(bǔ)充勘探采用數(shù)字測井方法以連續(xù)記錄曲線的方式，在9-1、11-2兩鉆孔進(jìn)行了簡易測溫工作，簡易測溫?cái)?shù)據(jù)與以往成果接近，說明多年來地溫?zé)o明顯變化。區(qū)內(nèi)地溫梯度最大為3.47℃/100m，最小為1.92

5、℃/100m，平均地溫梯度為2.70℃/100m。多年平均恒溫帶的深度為20～40m，溫度為13.2℃，屬無熱害異常區(qū)。 5.2 礦井通風(fēng) 5.2.1 通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) 礦井采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方式。 根據(jù)礦井開拓布置，礦井移交時共布置主、副平硐及回風(fēng)斜井共3個井筒，其中主、副平硐布置在工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)礦井進(jìn)風(fēng)任務(wù)?；仫L(fēng)斜井布置在井田東部4-2號煤層火燒區(qū)邊界、后姚家峁附近（距工業(yè)場地約4.5km），擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，形成中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)。后期在井田西部二盤區(qū)布置一對進(jìn)、回風(fēng)斜井，采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)。 5.2.2 風(fēng)井?dāng)?shù)目、位置、服務(wù)范圍及服務(wù)時間 如上所述，本礦井移交

6、生產(chǎn)時，回風(fēng)斜井在工業(yè)場地以西約4.5km的風(fēng)井場地。根據(jù)井下采區(qū)接替安排情況，由主、副平硐、回風(fēng)斜井所形成的通風(fēng)系統(tǒng)主要服務(wù)于一盤區(qū)，服務(wù)時間約30年。 主平硐、副平硐、回風(fēng)斜井井筒凈斷面分別為11.9m2、21.9m2、16.8m2。井筒通風(fēng)能力見表5.2-1。 礦井移交井筒通風(fēng)能力表 表5.2-1 井筒名稱 凈斷面 (m2) 允許風(fēng)速 (m/s) 允許通風(fēng)量 (m3/s) 備注 主平硐 11.9 6 71.4 副平硐 21.9 8 172.2 回風(fēng)斜井 16.8 15 252.0 5.2.3 掘進(jìn)通風(fēng)和硐室通風(fēng) 井下各掘進(jìn)

7、工作面采用HOWDEN BUFFALO-42-55型局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，供風(fēng)量10～25m3/s，全風(fēng)壓3000Pa。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，井下爆炸材料發(fā)放硐室設(shè)專用回風(fēng)道直接與5-2煤回風(fēng)大巷連通，實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。5-2煤大巷機(jī)頭變電所及盤區(qū)變電所與回風(fēng)大巷連接的通道，均設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量。 5.2.4 礦井風(fēng)量、負(fù)壓和等積孔計(jì)算 5.2.4.1 風(fēng)量計(jì)算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2005）規(guī)定，礦井總風(fēng)量應(yīng)按井下同時工作的最多人數(shù)每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3和按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量總和分別計(jì)算，并選取其中的最大值。

8、1．按井下同時工作的最多人數(shù)計(jì)算 Q＝4NK 式中： Q——礦井總供風(fēng)量，m3/min； 　　N——井下同時工作的最多人數(shù)，按256人計(jì)算（最大班交接班時）； 　　4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m3/min； 　　K——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素，取1.20。 則： Q＝4×256×1.20＝1228.8 m3/min=20.48 m3/s。 2．按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算 Q=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐室 +ΣQ其它）K 式中： Q—礦井總風(fēng)量，m3/s； ΣQ采—回采工作面所需風(fēng)量之和，m3/s； ΣQ掘—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，

9、m3/s； ΣQ硐室—獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量之和，m3/s； ΣQ其它—其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m3/s； K—礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.20。 因本井田煤層中沼氣（CH4）含量很低，所以礦井各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量計(jì)算只考慮排除粉塵和滿足良好氣候條件即可。結(jié)合神府礦區(qū)高產(chǎn)高效礦井實(shí)際的配風(fēng)情況，設(shè)計(jì)確定各用風(fēng)地點(diǎn)配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)如下： （1）采煤工作面需風(fēng)量（ΣQ采）計(jì)算 根據(jù)井下盤區(qū)及工作面布置，礦井初期共布置1個5-2煤層一次采全高綜采工作面。4年后在3-1煤層和4-2煤層各布置1個回采工作面。 1）按工作面適宜風(fēng)速計(jì)算 S＝3(M－0.3) 式中：S——工作面有效通風(fēng)斷面，m２； M—

10、—工作面采高，m。 按上式計(jì)算，5-2煤層綜采工作面有效通風(fēng)斷面為17.1m２，3-1煤層綜采工作面有效通風(fēng)斷面為7.5m２、4-2煤層綜采工作面有效通風(fēng)斷面為9.0m２。根據(jù)國內(nèi)高產(chǎn)高效低瓦斯工作面配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，工作面適宜風(fēng)速一般在1.5～2.5m/s左右。設(shè)計(jì)工作面適宜風(fēng)按1.85m/s計(jì)算，則5-2煤層綜采工作面配風(fēng)量為31.64m3/s，3-1煤層綜采工作面配風(fēng)量為13.88m3/s，4-2煤層綜采工作面配風(fēng)量為16.65m3/s。結(jié)合神府礦區(qū)高產(chǎn)高效礦井實(shí)際的配風(fēng)情況，5-2煤層綜采工作面配風(fēng)量確定為32m3/s，3-1煤、4-2煤綜采工作面配風(fēng)量確定均為20m3/s。 2）備用工作

11、面配風(fēng) 礦井正常生產(chǎn)期間，初期5-2煤生產(chǎn)時考慮有1個準(zhǔn)備（正在進(jìn)行設(shè)備安裝或撤除）工作面，3-1煤、4-2煤配采時考慮有1個準(zhǔn)備工作面。按生產(chǎn)工作面配風(fēng)量的50%計(jì)算配風(fēng)量，則備用工作面配風(fēng)量分別取16m3/s和10m3/s。 則采煤工作面所需風(fēng)量為： 初期5-2煤生產(chǎn)時：ΣQ采＝32＋16＝48 m3/s 3-1煤、4-2煤配采時：ΣQ采＝20×2＋10×1＝50 m3/s （2）掘進(jìn)工作面風(fēng)量（ΣQ掘）計(jì)算 設(shè)計(jì)礦井初期5-2煤生產(chǎn)時，配備了2個綜掘工作面，其中1個大巷綜掘工作面，1個順槽綜掘工作面，另考慮1個普掘工作面的配風(fēng)。后期3-1煤、4-2煤配采時再增加2個連續(xù)采煤機(jī)

12、工作面。 1）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算 Q掘＝Qf×I×kf 式中：Qf——掘進(jìn)面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量，m3/s；選用HOWDEN BUFFALO-42-55型局部通風(fēng)機(jī)，Qf＝8m3/s I——掘進(jìn)面同時運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)，臺； Kf——為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，取1.2。 Q掘＝8×1×1.2＝9.6 m3/s 每臺局部通風(fēng)機(jī)配風(fēng)量取10 m3/s。 綜掘工作面及連續(xù)采煤機(jī)回采工作面分別配備2臺局部通風(fēng)機(jī)，巖普掘工作面配備1臺局部通風(fēng)機(jī)。參照鄰近礦區(qū)及類似礦井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)綜掘工作面配風(fēng)量為15 m3/s，連采工作面配風(fēng)量為18 m3/s，巖普掘工作面其配風(fēng)量為10m

13、3/s。 則掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量為： 初期5-2煤生產(chǎn)時：ΣQ掘=15×2＋10＝40 m3/s 3-1煤、4-2煤配采時：ΣQ掘=15×2＋18×2＋10＝76 m3/s 2）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足： 0.25×Sj≤Q掘≤4×Sj 巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足： 0.15×Sj≤Q掘≤4×Sj 式中：Sj——掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面，m2。工作面順槽及大巷過風(fēng)斷面17.0～24.4m2 經(jīng)驗(yàn)算，按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算的掘進(jìn)工作面風(fēng)量符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。 （3）獨(dú)立通風(fēng)硐室風(fēng)量（ΣQ硐室）計(jì)算 井下獨(dú)立通風(fēng)硐室初期

14、為爆破材料發(fā)放硐室、大巷機(jī)頭變電所、主排水泵房及配電室，其配風(fēng)量分別為3m3/s、3m3/s、2m3/s；3-1煤、4-2煤配采時增加3煤組和4煤組盤區(qū)變電所，各配風(fēng)2m3/s。 則所需風(fēng)量為： 初期5-2煤生產(chǎn)時：ΣQ硐室＝3＋3＋2＝8 m3/s 3-1煤、4-2煤配采時：ΣQ硐室＝3＋3＋2＋2＋2＝12 m3/s （4）其它用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量（ΣQ其它）的確定 其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量，考慮巷道維護(hù)和最低風(fēng)速的要求，按以上各用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量之和的5%計(jì)算。 即：ΣQ其它＝（ΣQ采＋ΣQ掘＋ΣQ硐室）×0.05 則所需風(fēng)量為： 初期5-2煤生產(chǎn)時：ΣQ其它＝（48＋40＋8）×0.0

15、5＝4.80 m3/s 3-1煤、4-2煤配采時：ΣQ其它＝（50＋76＋12）×0.05＝6.90 m3/s （5）礦井總風(fēng)量的確定 根據(jù)以上計(jì)算，礦井總風(fēng)量為： 初期5-2煤生產(chǎn)時：Q礦＝（ΣQ采＋ΣQ掘＋ΣQ硐室＋ΣQ其它）×K ＝（48＋40＋8＋4.80）×1.20 ＝120.96 m3/s 3-1煤、4-2煤配采時：Q礦＝（ΣQ采＋ΣQ掘＋ΣQ硐室＋ΣQ其它）×K ＝（50＋76＋12＋6.90）×1.20 ＝173.88 m3/s 綜合考慮，設(shè)計(jì)取礦井初期總風(fēng)量為125m3/s，達(dá)產(chǎn)時總風(fēng)量為175m3/

16、s。 （6）礦井工作地點(diǎn)風(fēng)量驗(yàn)算 本礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)采用無軌膠輪車，其尾氣中的有害氣體主要為：CO2、CO、NO2等?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過0.5%。有害氣體的濃度不超過表5-2-2規(guī)定。無軌膠輪車所需風(fēng)量詳見表5-2-3。 依據(jù)《現(xiàn)代礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備選型及計(jì)算》中的統(tǒng)計(jì)：①美國、澳大利亞要求一般井下使用柴油機(jī)巷道風(fēng)量不少于3 m3/min·kW。美國礦業(yè)安全局規(guī)定：當(dāng)多臺柴油機(jī)車輛在同一巷道中運(yùn)行時，第1臺按上述規(guī)定值配風(fēng)，第2臺按75%，3臺及更多時，按每臺加50%配風(fēng)。②英國要求不少于5.44 m3/min·kW。③德國

17、、日本要求使用柴油機(jī)的配風(fēng)量不少于4～6 m3/min·kW。所以單位功率配風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)為：4 m3/分/馬力。 按照《采礦工程設(shè)計(jì)手冊》計(jì)算方法，若采用柴油機(jī)設(shè)備作輔助運(yùn)輸時，應(yīng)按柴油設(shè)備說明書計(jì)算風(fēng)量，如果有多臺設(shè)備運(yùn)行時通風(fēng)量為：第一臺柴油機(jī)設(shè)備風(fēng)量按5.4 m3/min·kW；第二臺加單臺的75%；第三臺及以上各臺分別加50%的風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)機(jī)車運(yùn)行實(shí)際情況，柴油機(jī)車需風(fēng)量如下： Q柴=1053×(1+0.75+0.5×3)+459×(1+0.75)+405×(1+0.75+0.5×8)+ 346×(1+0.75+0.5×2) +243×(1+0.75+0.5×8)

18、 =8903 m3/min =148.4 m3/s 由于礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)按達(dá)產(chǎn)時考慮，所以結(jié)果表明礦井達(dá)產(chǎn)時總風(fēng)量大于柴油機(jī)車需風(fēng)量，完全滿足無軌膠輪車用風(fēng)需求，最終確定本礦井容易時期總風(fēng)量為125m3/s，困難時期總風(fēng)量為175m3/s。 礦井有害氣體最高允許濃度 表5-2-2 名 稱 最高允許濃度(%) 一氧化碳CO 0.0024 氧化氮(換算成二氧化氮NO2) 0.00025 二氧化硫SO2 0.0005 硫化氫H2S 0.00066 氨NH3 0.004 運(yùn)輸車輛需風(fēng)量

19、一覽表 表5.2-3 序號 礦車名稱 礦車型號 車輛最多同時運(yùn)行數(shù)目（輛） 功率（kw） 發(fā)動機(jī)需風(fēng)量 (按5.4m3/min·kW) 1 防爆生產(chǎn)指揮車（5人座） WC2J（A） 2 45 243 2 防爆膠輪運(yùn)人車（20人座） WC20R 6 45 243 3 防爆膠輪運(yùn)人車（12人座） WC2J（A） 2 45 243 4 防爆無軌膠輪材料車 WC5E 8 75 405 5 防爆無軌膠輪材料車 WC3E 4 64 346 6 防爆無軌膠輪材料車 WC8 2 85

20、459 7 支架搬運(yùn)車 FBL-15＆CHT-55 3 195 1053 8 大設(shè)備鏟運(yùn)車 FBL-55 2 195 1053 9 材料鏟運(yùn)車 WJ-6FB 2 75 405 5.2.4.2 風(fēng)量分配 礦井總風(fēng)量按井下各工作用風(fēng)地點(diǎn)進(jìn)行分配，余者風(fēng)量為漏風(fēng)和其它風(fēng)量，礦井風(fēng)量分配見表5.2-4。 礦井風(fēng)量分配表 表5.2-4 序號 供風(fēng)地點(diǎn) 數(shù)量（個） 初期/后期 初期5-2煤生產(chǎn)時 3-1煤、4-2煤配采時 配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)（m3/s） 供風(fēng)量（m3/s） 配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)（m3/s） 供

21、風(fēng)量（m3/s） 1 回采工作面 1/2 32 32 20 40 2 接續(xù)工作面 1/1 16 16 10 10 3 綜掘工作面 2/2 15 30 15 30 4 連續(xù)采煤機(jī)工作面 0/2 18 36 5 普掘工作面 1/1 10 10 10 10 6 獨(dú)立通風(fēng)硐室 3/5 8 8 12 12 7 漏風(fēng)及其它 29 37 合 計(jì) 125 175 5.2.4.3 礦井通風(fēng)負(fù)壓及等積孔計(jì)算 1．礦井通風(fēng)負(fù)壓 礦井移交投產(chǎn)時為礦井通風(fēng)容易時期，在回風(fēng)斜井服務(wù)范圍

22、內(nèi)（一盤區(qū)），在回采工作面開采至一盤區(qū)西部邊界時為其通風(fēng)困難期。 礦井通風(fēng)總負(fù)壓：h＝h摩＋h局＋Hn 式中：h摩——井巷摩擦阻力，Pa； h局——局部阻力，取h摩的10%； Hn——自然風(fēng)壓，Pa。 （1）井巷摩擦阻力 井巷摩擦阻力按下式計(jì)算： h摩＝9.8α×L×P×Q2/S3 式中：α——摩擦阻力系數(shù)，(kg·S2/m4) L——井巷長度，m P——井巷凈周長，m Q——通過井巷的風(fēng)量，m3/s S——井巷凈斷面積，m2 礦井通風(fēng)負(fù)壓計(jì)算和風(fēng)量分配采用通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算程序計(jì)算。計(jì)算機(jī)根據(jù)用風(fēng)地點(diǎn)需要的風(fēng)量和每段巷道中的風(fēng)阻，對巷道中的風(fēng)量進(jìn)行分配試算，經(jīng)過若干次疊

23、代計(jì)算后，使每條風(fēng)路中的通風(fēng)阻力趨于平衡，計(jì)算出礦井的通風(fēng)阻力。 礦井容易時期通風(fēng)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)見圖5.2-1、圖5.2-3，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算見表5.2-5。 礦井困難時期通風(fēng)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)見圖5.2-2、圖5.2-4，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算見表5.2-6。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，礦井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)阻力為996.8Pa，通風(fēng)困難時期的通風(fēng)阻力為2527.3Pa。 （2）自然風(fēng)壓 礦井自然風(fēng)壓按下式計(jì)算： Hn＝Hρ1g－Hρ2g ρ1＝0.003484P/T1 ρ2＝0.003484P/T2 式中：H——平硐口與回風(fēng)斜井井口高差，145m； ρ1——大氣平均密度，kg/m3； ρ2——井下空氣平均

24、密度，kg/m3； g——重力加速度，m/s2； P——地面大氣壓力，取650mmHg； T1——大氣平均溫度，K，估算為－9.8℃； T2——井下空氣平均溫度，K，估算為12.5℃。 則：ρ1＝0.003484×650×13.6×9.8/（273－9.8）＝1.1468 kg/m3 ρ2＝0.003484×650×13.6×9.8/（273＋12.5）＝1.0572 kg/m3 Hn＝145×1.1468×9.8－145×1.0572×9.8＝127.32 Pa 礦井通風(fēng)容易時期總負(fù)壓： h最?。絟摩＋h局－Hn ＝996.8＋996.8×0.1－127.32 ＝969

25、.16 Pa

26、

27、 礦井通風(fēng)困難時期總負(fù)壓： h最大＝h摩＋h局＋Hn ＝2527.3＋2527.3×0.1＋127.32 ＝2907.35 Pa 2．等積孔 風(fēng)井通風(fēng)等積孔按下式計(jì)算： 式中：A－風(fēng)井等積孔，m2； 　Q－風(fēng)井風(fēng)量，m3/s； 　h－風(fēng)井負(fù)壓，Pa。 計(jì)算的礦井風(fēng)井風(fēng)量、負(fù)壓、等積孔計(jì)算結(jié)果見表5.2-7。從等積孔大?。ň笥?m2）可以看出，本礦井為通風(fēng)容易礦井。 礦井風(fēng)量、負(fù)壓及等積孔一覽表 表5.2-7 　內(nèi)容 項(xiàng)目 容易時期 困難時期 風(fēng)量(m3/s) 風(fēng)壓 (Pa) 等積孔 （m2） 風(fēng)量 (m3/s) 風(fēng)壓 (Pa) 等

28、積孔 （m2） 回風(fēng)斜井 125 969.16 4.78 175 2907.35 3.86 5.2.5 通風(fēng)設(shè)施、防止漏風(fēng)和降低風(fēng)阻的措施 5.2.5.1 通風(fēng)設(shè)施 設(shè)計(jì)采用的通風(fēng)設(shè)施有風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)墻、風(fēng)橋和風(fēng)簾等。其結(jié)構(gòu)及設(shè)置簡述如下： 1．風(fēng)門 分為常閉、常開兩種，木制或鐵制。常閉風(fēng)門設(shè)在進(jìn)、回風(fēng)巷之間，用于隔斷風(fēng)流和便于行人、檢修等；常開風(fēng)門用于反風(fēng)，安設(shè)在采煤工作面順槽、掘進(jìn)巷道入口附近，當(dāng)工作面需要進(jìn)行反風(fēng)時將其關(guān)閉，并相應(yīng)打開有關(guān)常閉風(fēng)門。 2．調(diào)節(jié)風(fēng)門 木制或鐵制，用于調(diào)節(jié)通過巷道的風(fēng)流大小，安設(shè)在獨(dú)立通風(fēng)硐室的回風(fēng)通道、大巷、工作面順槽等

29、需要調(diào)節(jié)風(fēng)流的巷道中。 3．風(fēng)墻 分為永久風(fēng)墻和臨時風(fēng)墻兩種，用于隔絕風(fēng)流。永久風(fēng)墻用實(shí)心混凝土塊或磚塊砌成，砂漿抹縫，在進(jìn)風(fēng)巷一側(cè)墻面抹砂漿，主要設(shè)在大巷和進(jìn)、回風(fēng)巷之間的橫貫中。臨時風(fēng)墻用空心混凝土塊或磚塊砌成，不需砂漿抹縫，但要在進(jìn)風(fēng)流巷一側(cè)墻面抹砂漿，也可用塑料苯板噴化學(xué)凝膠制成，主要設(shè)在綜采工作面進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)順槽之間的橫貫和掘進(jìn)工作面巷道中。若風(fēng)墻中部去掉混凝土塊，安上門，其構(gòu)筑物稱為人行門，人行門向進(jìn)風(fēng)側(cè)開啟。 4．風(fēng)橋 主要用于進(jìn)、回風(fēng)巷相交處，回風(fēng)巷從進(jìn)風(fēng)巷上方通過時形成風(fēng)橋，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流不泄露。當(dāng)均為進(jìn)風(fēng)巷的膠帶順槽和輔助運(yùn)輸大巷相交時，也要設(shè)置風(fēng)橋，但此時為運(yùn)輸所要求。風(fēng)

30、橋上方巷道采用錨噴支護(hù)，下方巷道兩側(cè)墻為混凝土澆筑，其頂部為配有工字鋼梁的混凝土板，為防止漏風(fēng)，在混凝土板上方填0.5～1.0m厚的黃土。對于服務(wù)時間不長，上方巷道僅作回風(fēng)使用的風(fēng)橋，其下方的巷道兩壁可用空心混凝土塊砌成，壁面抹砂漿，頂部覆蓋經(jīng)防腐處理后的波紋薄鋼板。 5．風(fēng)簾 采用不燃性材料制作，主要設(shè)在連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)工作面有關(guān)巷道，用于疏導(dǎo)風(fēng)流。 5.2.5.2. 防止漏風(fēng)和降低風(fēng)阻的措施 為了使礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，保證風(fēng)流按擬定路線流動，根據(jù)開拓布置和井下用風(fēng)的要求，在必要地點(diǎn)設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，并要求加強(qiáng)管理和維護(hù)，以確保礦井安全生產(chǎn)。 1．對不允許風(fēng)流通過，也不需要行人、行車

31、的進(jìn)、回風(fēng)巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷道，要設(shè)置永久擋風(fēng)墻。 2．對采空區(qū)及廢棄巷道要及時封閉，并應(yīng)經(jīng)常檢查密閉效果。 3．在行人或行車而又不允許風(fēng)流通過的巷道中，應(yīng)設(shè)置風(fēng)門，并對風(fēng)門進(jìn)行遙控和集中監(jiān)視。為避免風(fēng)門開啟時風(fēng)流短路，在同一巷道內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩道風(fēng)門，并禁止兩道風(fēng)門同時打開。 4．安設(shè)風(fēng)門的地點(diǎn)，要求前后5m內(nèi)支護(hù)完好，無空幫空頂。門垛四周均要掏槽，槽深在煤層中不小于0.3m，在巖石中不小于0.2m。門垛厚不小于0.45m。門垛上的電纜和管道孔要封堵嚴(yán)密，如有水溝，要在水溝中設(shè)小門。木門板厚度不小于30mm，門板要錯口接縫。 5．為防止礦井在反風(fēng)時風(fēng)流短路，在主要風(fēng)路之間的風(fēng)門應(yīng)增設(shè)二道反向

32、風(fēng)門。 6．主要進(jìn)、回風(fēng)巷道，砌壁或錨噴表面應(yīng)盡量平整光滑，并保持巷道整潔，不亂堆放雜物，以降低巷道風(fēng)阻和減少局部阻力。 7．對于損壞或變形較大的巷道要及時修復(fù)，清除堵塞巷道，以保證通過的有效風(fēng)量和減少通風(fēng)阻力。 8．通風(fēng)設(shè)施要完備，對于不合格的地方要及時修補(bǔ)更換，以防風(fēng)流短路等不良后果發(fā)生。 9．設(shè)置專職人員對礦井通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)施按時進(jìn)行檢查和維修。 10．建立完整的通風(fēng)系統(tǒng)管理制度。 5.3 災(zāi)害預(yù)防及安全裝備 5.3.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 5.3.1.1 預(yù)防瓦斯爆炸的措施 本井田瓦斯成份帶應(yīng)屬二氧化碳～氮?dú)鈳?，?jù)臨近煤礦調(diào)查資料，各煤礦在生產(chǎn)過程

33、中未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。為保證礦井安全生產(chǎn)，在生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測，杜絕瓦斯事故。 預(yù)防瓦斯爆炸的根本措施是防止瓦斯的積聚和引燃，礦井投產(chǎn)后，應(yīng)建立嚴(yán)格的通風(fēng)管理制度，特別應(yīng)注意以下措施： 1．嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查制度，巷道揭露煤層時，要按照《煤礦安全規(guī)程》采取必要的瓦斯預(yù)防措施。 2．加強(qiáng)采掘工作面的通風(fēng)，采煤工作面和掘進(jìn)工作面應(yīng)按設(shè)計(jì)要求保證足夠的風(fēng)量，在通風(fēng)風(fēng)路中設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的風(fēng)墻、風(fēng)橋及風(fēng)簾，可以有效地控制風(fēng)流、風(fēng)量分配和減少漏風(fēng)，提高通風(fēng)效率。 3．對廢巷、停工停風(fēng)的盲巷及采空區(qū)要即時封閉。 4．處理好工作面上隅角、采空區(qū)邊界、采煤機(jī)附近和頂板冒落空洞內(nèi)、低風(fēng)速巷道頂板附近、停

34、風(fēng)的盲巷等局部積聚的瓦斯，防止瓦斯?jié)舛瘸蕖? 5．嚴(yán)禁將易燃物品和點(diǎn)火器具帶入井下，禁止井下及井口房使用明火。 6．采煤機(jī)割煤時，如遇夾石或切割頂?shù)装鍟r，在開機(jī)前應(yīng)測定工作面瓦斯?jié)舛?，使之不超過《煤礦安全規(guī)程》允許值，避免切割巖石時產(chǎn)生火花引起瓦斯爆炸。 7．井下爆炸材料的使用和操作工藝流程必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。 8．井下掘進(jìn)工作面的局扇和電氣設(shè)備都必須安設(shè)風(fēng)、電閉鎖裝置。 9．井下各電氣設(shè)備在啟動前必須先進(jìn)行瓦斯檢查，嚴(yán)禁帶電檢修電氣設(shè)備。 10．采掘工作面位置發(fā)生變化時，應(yīng)及時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，增加必要的通風(fēng)構(gòu)筑物，以保證工作面有合理的通風(fēng)系統(tǒng)。 11．加強(qiáng)地面及井

35、下煤倉通風(fēng)，防止煤倉上部瓦斯積聚。 5.3.1.2 預(yù)防煤塵爆炸的措施 井下煤塵主要是采煤和掘進(jìn)煤巷時產(chǎn)生的，另外在各煤倉下口裝載點(diǎn)，膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)載處，以及井下煤炭運(yùn)輸過程中也會產(chǎn)生揚(yáng)塵。 為防止煤塵爆炸和爆炸后范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，要求采取“預(yù)防為主”的綜合防塵措施： 1．采煤機(jī)、綜掘機(jī)及連采機(jī)均采用內(nèi)外噴霧系統(tǒng)，巖普掘工作面采用濕式打眼、水炮泥爆破或水封爆破、放炮噴霧等措施，預(yù)防粉塵產(chǎn)生。 2．采掘工作面、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載處、煤倉上口等易產(chǎn)生粉塵的地點(diǎn)設(shè)置噴霧降塵裝置，以控制其揚(yáng)塵，降低粉塵濃度。 3．在采煤工作面回風(fēng)順槽、回風(fēng)大巷及膠帶輸送機(jī)大巷中設(shè)置風(fēng)速傳感器，監(jiān)測各巷道風(fēng)速，嚴(yán)格控制風(fēng)

36、速超限。 4．經(jīng)常檢測風(fēng)流中的粉塵含量，定期清掃和沖洗巷道周壁，防止粉塵過量積聚或飛揚(yáng)。 5．盤區(qū)回風(fēng)巷、掘進(jìn)巷道、主要回風(fēng)大巷都必須安裝風(fēng)流凈化水幕，水幕霧化要好，能封閉全斷面。 6．按規(guī)定設(shè)置隔爆設(shè)施，隔爆水棚的設(shè)置地點(diǎn)、數(shù)量、水量及安裝質(zhì)量都必須符合規(guī)定要求，預(yù)防爆炸范圍擴(kuò)散。 5.3.2 預(yù)防井下火災(zāi)的措施 礦井火災(zāi)分為內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)。由于煤炭氧化自燃而產(chǎn)生的火災(zāi)屬礦井內(nèi)因火災(zāi)，由于井下放炮、電流短路、摩擦及其它明火等引起的火災(zāi)屬外因火災(zāi)。 據(jù)本井田煤層自燃傾向測定資料，各煤層均屬自然發(fā)火和有可能自然發(fā)火的煤層，不同的是自然發(fā)火的難易程度有所差異。4-3、4-4、5-2

37、煤層易自然發(fā)火的樣品數(shù)較多；2-2、3-1、4-2煤層雖不具或很少具易自然發(fā)火的特征，但因井田內(nèi)各層煤煤類大部分為長焰煤，變質(zhì)程度低，故仍具有很大的自然發(fā)火可能。因此，在煤炭開采過程中，一定要提高防火意識，采取有效的防范措施，防止火災(zāi)發(fā)生。 5.3.2.1 內(nèi)因火災(zāi)預(yù)防措施 對于煤層自燃的問題，按照《礦井防滅火規(guī)范》的規(guī)定應(yīng)采取措施進(jìn)行防治。結(jié)合目前國內(nèi)外對自燃煤層所采取的有效防治措施，設(shè)計(jì)確定本礦井建立以氮?dú)夥罍缁馂橹?，噴灑阻化劑、均壓通風(fēng)等的綜合防滅火措施。 　　1．氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng) （1）設(shè)計(jì)依據(jù) 礦井采用平硐開拓方式，主要開拓巷道、盤區(qū)巷道均布置在煤層中。采用長壁采煤法，全部垮

38、落法管理頂板。 礦井移交生產(chǎn)時首先開采5-2號煤層，配備1個5-2煤一次采全高綜采工作面，2個綜掘工作面，1個巖普掘工作面，達(dá)到礦井初期3.0Mt/a的生產(chǎn)能力。在5-2號煤層大約開采3年以后，再在4-2煤層布置1個回采工作面，以解決煤層壓茬關(guān)系。條件具備時，布置1個4-2煤回采工作面和1個3-1煤回采工作面，即3-1煤與4-2煤搭配開采，另增加2個連續(xù)采煤機(jī)工作面，以保證礦井6.0Mt/a設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，防火注氮量一般為5m3/min；若回風(fēng)敞口，滅火注氮量不能小于9.2m3/min；全封閉時，可控制在8m3/min。 （2）制氮系統(tǒng)方案 對于制氮系統(tǒng)的布置方式，國內(nèi)

39、常用的有地面集中式和井下移動式。地面集中制氮系統(tǒng)，工作環(huán)境好，便于維護(hù)管理，設(shè)備投資少，故障率低，在相對靜態(tài)的條件下工作，一旦出現(xiàn)故障，排除方便。當(dāng)某處出現(xiàn)著火危險(xiǎn)，可方便調(diào)用所有氮?dú)饧羞M(jìn)行高強(qiáng)度注氮，將著火危險(xiǎn)消滅在萌芽中，但地面制氮系統(tǒng)存在輸氣距離長，效率低，能源損耗大，運(yùn)行費(fèi)用高，管材及安裝費(fèi)用多，需建制氮機(jī)房，土建投資多。而井下移動式制氮系統(tǒng)，機(jī)動靈活，使用方便，可根據(jù)使用需要開起相應(yīng)設(shè)備，輸氣管路短，管材及安裝費(fèi)用低，損耗小，運(yùn)行費(fèi)用低；但所有電機(jī)、電器等均需嚴(yán)格按防爆等級執(zhí)行，設(shè)備投資高，工作環(huán)境較差，安裝維護(hù)費(fèi)用高，體積也受到限制，特別是對于變壓吸附式設(shè)備，吸附塔臥式安裝，吸附

40、劑的性能無法充分發(fā)揮。 根據(jù)上述綜合分析比較，為了提高制氮效率，減少輸氣管路損耗，節(jié)省管材及安裝費(fèi)用，降低運(yùn)行費(fèi)用，方便制氮設(shè)備上、下井及在井下安置，設(shè)計(jì)推薦井下移動式制氮系統(tǒng)。 （3）制氮設(shè)備選型 1）氮?dú)夥罍缁鸬募夹g(shù)要求 本設(shè)計(jì)將氮?dú)庵饕糜诨夭擅娌鸺?、安裝、收作、停采時的防滅火，也可用于煤巷高冒區(qū)、老空區(qū)的防滅火。當(dāng)工作面采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火征兆時，連續(xù)或間隙地向采空區(qū)注入氮?dú)庵钡秸髡紫? 2）礦井防滅火所需的注氮流量 按采空區(qū)氧化帶氧含量計(jì)算注氮量 Qn=K{ ( C1- C2)Qv}/(CN+C2-1) 式中：K-備用系數(shù)，1.2～1.5； Qv-采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，5

41、-2煤取5.0m3/min，4-2、3-1煤取4.0m3/min； C1-采空區(qū)氧化帶內(nèi)原始氧的含量（均值），17%； C2-注氮防火隋化指標(biāo)，7%；Cn-注入氮?dú)獾臐舛龋?7%。 投產(chǎn)時一盤區(qū) Qn=1.5×{(17%-7%)×5.0}/(97%+7%-1) =18.75 m3/min（1125m3/h） 達(dá)產(chǎn)時一盤區(qū) Qn=2×1.5×{(17%-7%)×4.0}/(97%+7%-1) =30.00 m3/min（取1800m3/h） 3）注氮方式和防滅火方法 井下設(shè)移動注氮站，主要用于回采面拆架、安裝、收作、停采時的防滅火，也可用于煤巷高冒區(qū)、老空區(qū)的防滅火。當(dāng)工作面

42、采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火征兆時，連續(xù)或間隙地向采空區(qū)注入氮?dú)庵钡秸髡紫? 根據(jù)礦井火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)不同，滅火的方式也不同，按《煤礦安全規(guī)程》要求，編制專門設(shè)計(jì)，同時生產(chǎn)中應(yīng)制定安全計(jì)劃、措施、管理制度、作業(yè)規(guī)程等，因此具體的滅火方法應(yīng)在下階段設(shè)計(jì)中針對不同的發(fā)火形式，發(fā)火地點(diǎn)制定不同的滅火方法。 4）制氮設(shè)備方案比選 根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)和礦井防滅火要求的注氮量，選用深冷空分式、變壓吸附式和膜分離式制氮設(shè)備均可滿足注氮要求，但深冷空分制氮，產(chǎn)氮效率較低，能耗大，設(shè)備投資大，需要龐大的廠房，且運(yùn)行成本較高，不完全適合我國煤炭行業(yè)行情，設(shè)計(jì)不予推薦；對于變壓吸附式和膜分離式制氮，各有利弊，膜分離式制氮系統(tǒng)流程

43、簡單，比變壓吸附式少一個緩沖罐，體積小，維修費(fèi)用少，但膜分離式制氮要求氣源的壓力高，對氣源除油、除水、除塵的要求高，初期設(shè)備投資較多；而變壓吸附式制氮系統(tǒng)，工藝環(huán)節(jié)多，設(shè)備體積大，不便下放到井下，井下布置也不方便，但設(shè)備制氮量較大，投資較少，備品備件易購；兩種制氮模式的優(yōu)劣主要取決于制氮系統(tǒng)是布置在井下還是地面。本礦井因推薦采用井下移動式制氮系統(tǒng)，鑒于本礦井及各采區(qū)氮?dú)庑枰看螅蚁锏罃嗝孑^大，要求制氮裝置機(jī)型較大，為了提高制氮效率，設(shè)計(jì)推薦井下移動式碳分子篩制氮系統(tǒng)。 根據(jù)本礦井盤區(qū)布置及各工作面所需注氮量情況，結(jié)合國內(nèi)采用注氮防滅火礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)情況，并考慮到礦井注氮實(shí)際效果及一定的安全

44、備用系數(shù)，確定本礦井選用DT-600/8型煤礦碳分子篩制氮設(shè)備4套，產(chǎn)氮量為600×4m3/h。富裕系數(shù)為30%。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 制氮量 Q＝600 m3/h； 輸出壓力　P≥0.6 MPa； 氮?dú)饧兌取　?7%； 裝機(jī)容量 185 kW； 額定電壓 660/1140 V。 附帶空氣壓縮機(jī)的電控隨主機(jī)配套供貨。 每套制氮設(shè)備安在四輛平板車上，設(shè)置在工作面輔助運(yùn)輸順槽與輔助運(yùn)輸大巷交叉處附近的新鮮風(fēng)流中，隨工作面搬遷而移動。 2．阻化劑防滅火系統(tǒng) 井下煤的自燃，一般是由于殘留在采空區(qū)或回采巷中的浮煤，以及壓裂的煤柱在漏風(fēng)過程中氧化發(fā)火。通常把發(fā)火點(diǎn)的煤炭分為冷卻

45、帶、氧化帶及窒息室。阻化劑是一種吸水性很強(qiáng)的鹽類化合物，噴散到煤體上，能浸入煤的節(jié)理與裂隙，形成一個穩(wěn)定的抗氧化保護(hù)膜，隔絕煤與空氣中氧的接觸，降低煤在低溫下的氧化活性從而起到阻止、推遲煤層自然發(fā)火的作用。 （1）阻化劑的選擇 用于煤礦防滅火的阻化劑主要有CaCl2、MgCl2、ZnCl2、AlCl3、P2O5、NaHPO4、NaCl、KCl、Ca(OH)2、H3BO3、水玻璃(Na2O?nSiO2)，以及鋁廠的煉鎂槽渣、化工廠的硼酸廢液，造紙廠的氯化鋅廢液、酒廠的廢液等。其中以工業(yè)氯化鈣（CaCl2?5H2O），鹵塊、片（MgCl2?6H2O）阻化效果好，貨源充足，運(yùn)貯方便，使用較廣泛。

46、因此，設(shè)計(jì)選用工業(yè)氯化鈣（CaCl2?5H2O）作為阻化劑。 （2）噴灑壓注工藝及設(shè)備 為節(jié)約投資和適應(yīng)工作面位置不斷變化的要求，設(shè)計(jì)采用移動式阻化劑霧化系統(tǒng)，即在工作面進(jìn)風(fēng)順槽中設(shè)置貯液箱和阻化劑噴射泵，通過管道進(jìn)入工作面，噴灑氣霧阻化劑到采空區(qū)和工作面四線（上、下順槽、開切眼及停采線）。 設(shè)計(jì)選用XRB-50/125型噴射泵和Ⅲ型霧化器。 （3）參數(shù)計(jì)算 根據(jù)生產(chǎn)礦井使用效果，阻化劑溶液濃度控制在15～20%之間為宜。具體參數(shù)應(yīng)在煤層開采時通過實(shí)驗(yàn)確定。 工作面合理的藥液噴灑量取決于采空區(qū)的丟煤量和丟煤的吸液量。最易發(fā)生煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱破碎帶等處，需要充

47、分噴灑的地方，在計(jì)算藥液噴灑量時，要考慮一定的加量系數(shù)。 工作面一次噴灑量可按下式計(jì)算： V=K1K2LShAγ-1 式中 V——一次藥液噴灑量，m3； K1——易自燃部位噴藥加量系數(shù)，一般取1.2； K2——采空區(qū)丟煤容重，t/m3，由丟煤樣實(shí)測確定； L——工作面長度，m； S——一次噴灑寬度，m； H——采空區(qū)底板上丟煤厚度，m； A——噸煤吸液量，t/t煤，應(yīng)通過試驗(yàn)測得； γ——阻化劑的容重，t/m3。 礦井投產(chǎn)后，應(yīng)根據(jù)工作面實(shí)際生產(chǎn)情況，測定采空區(qū)丟煤情況，通過試驗(yàn)測定噸煤吸液量，確定工作面一次阻化劑噴灑量。 工作面前方煤體壓注阻化劑，取決于煤體的吸液量

48、和煤體的滲透半徑，可按每6m一個鉆孔進(jìn)行壓注，礦井生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。 3．均壓防滅火 均壓防滅火是采用通風(fēng)技術(shù)措施，調(diào)節(jié)漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差，使之減小或趨于零，使漏風(fēng)量減至最小，從而抑制控制區(qū)內(nèi)煤的自燃，抑制封閉火區(qū)的火勢發(fā)展，加速其熄滅。 采用均壓防滅火時應(yīng)注意：實(shí)行區(qū)域性均壓時，應(yīng)顧及鄰區(qū)通風(fēng)壓能的變化，不得使鄰區(qū)老塘、采煤工作面、采空區(qū)或護(hù)巷煤柱的漏風(fēng)量增加，嚴(yán)防火災(zāi)氣體涌入生產(chǎn)井巷和作業(yè)空間；回采工作面采用均壓防滅火時，必須保持均壓風(fēng)機(jī)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，并有確定均壓風(fēng)機(jī)突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時保證人員安全撤出的安全措施。利用均壓技術(shù)滅火時，必須查明火源位置、瓦斯流向，并有防止瓦斯

49、流向火源引起爆炸的措施。 4．束管監(jiān)測系統(tǒng) 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，采用氮?dú)夥罍缁饡r，必須有能連續(xù)監(jiān)測采空區(qū)氣體成分變化的監(jiān)測系統(tǒng)。束管監(jiān)測技術(shù)是目前比較成熟的安全監(jiān)測技術(shù)，可以在地面連續(xù)遙測井下發(fā)火處的O2、CO、CO2及CH4等多種氣體，監(jiān)測地點(diǎn)多處，是氮?dú)狻⒆杌瘎┓罍缁鸩豢扇鄙俚妮o助系統(tǒng)，設(shè)計(jì)選用KSS-2100型礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測系統(tǒng)1套。 除采取上述預(yù)防井下煤炭自然發(fā)火引起火災(zāi)外，設(shè)計(jì)本著“預(yù)防為主，消防并舉”的基本原則，采取以下綜合防滅火措施，保障礦井安全生產(chǎn)和職工的生命安全： （1）提高回采工作面回采率，采空區(qū)盡量不留殘煤并及時進(jìn)行封閉。 （2）加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施管理，

50、合理設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，減少漏風(fēng)，消除采空區(qū)的供氧條件。 （3）對廢巷應(yīng)及時密閉，采空區(qū)密閉有必要時需進(jìn)行注漿封閉，及時清理碎煤雜物，使之與空氣隔絕，抑制煤的氧化。 （4）對支承壓力區(qū)的煤柱裂隙、采空區(qū)、開切眼、停采線等煤炭易自燃的地點(diǎn)噴灑阻化劑，降低煤的氧化能力，阻止煤的氧化過程。 5.3.2.2 井下外因火災(zāi)預(yù)防措施 1．按《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定設(shè)置井下消防材料庫，按規(guī)定配備滅火材料與器材。 2．井下主要機(jī)電設(shè)備硐室設(shè)置防火門或防火柵欄兩用門。 3．禁止一切人員攜帶煙草和點(diǎn)火工具下井，井下及井口房內(nèi)一般不準(zhǔn)進(jìn)行焊接作業(yè)，如必須進(jìn)行，應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 4．正確

51、選擇和合理使用電氣設(shè)備，加強(qiáng)維護(hù)，保證輸電線路完好，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生事故。 5．采用阻燃和防靜電膠帶、不延燃電纜、風(fēng)筒和不燃液。在膠帶輸送機(jī)頭和主要機(jī)電硐室設(shè)火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置。各膠帶輸送機(jī)巷和輔助運(yùn)輸大巷均鋪設(shè)消防管路，每隔一定距離設(shè)有消防水龍頭。 6．井下不存放汽油、煤油和變壓器油。井下擦抹機(jī)械用過的棉紗和布頭等放在蓋嚴(yán)的桶內(nèi)，定期送往地面處理。 5.3.3 井下水災(zāi)預(yù)防 本礦井水文地質(zhì)條件比較簡單，煤系地層含水微弱，若無較大的裂隙，不會給采煤造成危協(xié)和帶來災(zāi)害。但由于張家峁井田煤層埋藏比較淺，根據(jù)各可采煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度（包括冒落帶高度）計(jì)算，先期開采區(qū)內(nèi)各可采煤層導(dǎo)水

52、裂隙帶高度均大于相鄰兩煤層間的距離，導(dǎo)水裂隙帶互相疊加，直達(dá)地表，與第四系松散層潛水溝通，組成間接的充水水源。 西部風(fēng)沙灘地區(qū)潛含水豐富，并與下覆2-2煤層燒變巖連通成為同一潛水含水層，煤礦開采進(jìn)入該區(qū)時，上部潛水沿裂縫灌入巷道的可能性必然存在。井田內(nèi)各煤層露頭處均分布一定范圍的燒變巖，當(dāng)其位于低洼處，并有一定的補(bǔ)給水源時，可形成富水地段，在開采過程中也應(yīng)加以注意。故礦井開采時，不僅要考慮直接充水因素，而且還要考慮因?qū)严稁б蛩赜绊懙某渌蛩?，以防礦井涌水量增大，發(fā)生礦井突水和潰沙等地質(zhì)災(zāi)害。 此外，井田北部緊鄰地方煤礦開采區(qū)，對其采空區(qū)積水不容輕視，開采至附近時應(yīng)采取探、放水措施或予留

53、保安煤柱，以防突水事故；井田南部的常家溝水庫最大庫容量為1200萬m3。未來煤礦開采時，要遠(yuǎn)離這些區(qū)域，嚴(yán)防“三帶”與其相互灌通后，地表水、水庫蓄水沿裂縫灌入下部煤層，給煤礦生產(chǎn)帶來不必要的損失。 對于上述問題，在開采過程中應(yīng)采取如下措施加以防治： 1．井下建立完善的排水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)在回風(fēng)斜井井底附近設(shè)置了主排水泵房和水倉，水倉有效容量達(dá)1900m3，超過礦井8h正常涌水量。泵房內(nèi)選用3臺MD1280-43×2型礦用耐磨多級離心泵，排水管道選用Ф273×7無縫鋼管2趟。正常涌水時1趟工作，1趟備用，最大涌水時2趟同時工作。 2．設(shè)計(jì)在常家溝水庫、各煤層露頭處均留設(shè)100m保安煤柱，3-1煤

54、烏蘭不拉溝按溝谷中心線每側(cè)各留75m保水煤柱。生產(chǎn)當(dāng)中可根據(jù)實(shí)際情況對保安煤柱進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。 3．采掘過程中在靠近小煤礦時應(yīng)采取探、放水措施或予留保安煤柱，以防突水事故。 4．采掘中遇見鉆孔時，要注意觀察其是否與含水層溝通，以防突然涌水。 5．在巷道掘進(jìn)時必須堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的原則，以防礦井涌水量增大，發(fā)生礦井突水和潰沙等地質(zhì)災(zāi)害。 6．雨季來臨時應(yīng)加強(qiáng)觀測井下水文變化情況，并向礦調(diào)度室報(bào)告。 7．建立健全水害預(yù)報(bào)制度，礦井要有水害避災(zāi)路線圖，并使每一位下井人員熟悉避災(zāi)路線。遇有水害發(fā)生，有關(guān)人員要及時匯報(bào)調(diào)度室，以便采取應(yīng)急措施。 8．井下主排水泵房管子道直接連通回風(fēng)斜

55、井，井下水災(zāi)發(fā)生時可由管子道撤離人員和調(diào)配排水設(shè)備。 9．采掘工作面或其它地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆（掛紅、掛汗、空氣變冷、發(fā)生霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙發(fā)生涌水、水色發(fā)渾、有臭味等其它異狀）時，必須停止作業(yè)，采取措施，并報(bào)告礦調(diào)度室，如情況緊急，須立即發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員。 10．井下沿煤層布置的巷道，受煤層起伏影響較大，巷道中會出現(xiàn)積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在巷道適當(dāng)位置設(shè)置水窩，由小水泵將水窩水排至井底水倉，保證井下巷道運(yùn)輸暢通。 5.3.4 片幫冒頂事故預(yù)防 本礦井井下采煤方法為走向長壁采煤法，采用全部垮落法管理頂板，采煤

56、工藝為一次采全高，片幫冒頂易發(fā)生在采掘工作面。掘進(jìn)工作面掘進(jìn)或放炮后，巷道圍巖松動，如果支護(hù)不及時，往往頂板和兩幫矸石容易掉落。綜采工作面主要是上、下端頭受集中應(yīng)力的作用，煤層頂板和煤壁松動，易發(fā)生冒頂和煤壁片幫。 1．回采工作面配備液壓支架下縮自記儀和圓圖壓力記錄儀，嚴(yán)密監(jiān)視回采工作面頂板壓力的變化，總結(jié)其顯現(xiàn)規(guī)律。頂板初次來壓、周期來壓時要及時制定安全措施； 2．安排有經(jīng)驗(yàn)的工人維護(hù)采煤工作面端頭，設(shè)計(jì)回采工作面采用掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，上、下端頭支護(hù)采用端頭液壓支架，工作面巷道超前支護(hù)采用超前支架及懸浮式單體液壓支柱，超前支護(hù)距離不小于25m。 3．經(jīng)常維修液壓支架的護(hù)幫板；

57、4．盡量減小采掘工作面空頂距，巷道掘進(jìn)后應(yīng)及時進(jìn)行臨時支護(hù)； 5．嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，及時發(fā)現(xiàn)事故征兆； 6．在采高比較大的地段應(yīng)注意對煤壁的維護(hù)，防止片幫。 7．工作面采空區(qū)頂板初次冒落的步距較大，對工作面的安全構(gòu)成很大的威脅，為減少冒落跨度，減少懸頂，減輕支護(hù)的承壓值，必須進(jìn)行人工強(qiáng)制放頂。人工強(qiáng)制放頂?shù)姆绞剑壳捌毡椴捎么蜓郾频姆椒?，按爆破柱槽的位置不同，有端部爆破柱槽，中部爆破柱槽和定懸頂爆破柱槽。定懸頂爆破柱槽是現(xiàn)場普通采用的方法，在作業(yè)規(guī)程中應(yīng)針對頂板和支護(hù)的具體條件，規(guī)定人工強(qiáng)行放頂?shù)膽翼斁嚯x。 5.3.5 井下安全監(jiān)測系統(tǒng)及自救器配備 5.3.5.1 井下安全

58、監(jiān)測系統(tǒng) 設(shè)計(jì)本礦井裝備了煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)，其中包括礦井安全監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)。該系統(tǒng)由地面中心站﹑井下工作站﹑傳感器﹑斷電器等設(shè)備組成，地面由系統(tǒng)主機(jī)﹑調(diào)制解調(diào)器﹑網(wǎng)絡(luò)圖形終端﹑網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器﹑系統(tǒng)軟件等組成 。井下（含地面）工作站由本質(zhì)安全型分站﹑隔爆兼本質(zhì)安全電源﹑隔爆電池﹑傳感器﹑ 斷電器、下井用光端機(jī)和其他設(shè)備組成。 環(huán)境監(jiān)測：主要監(jiān)測井下各種有害氣體及工作的作業(yè)條件，如：高、低濃度甲烷(瓦斯)氣體、一氧化碳、風(fēng)速、溫度、壓力、負(fù)壓、煙霧等。 安全監(jiān)控：監(jiān)控井上下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。例如：主平硐井帶式輸送機(jī)、順槽帶式輸送機(jī)、中央變電所、盤區(qū)變電所、

59、中央水泵房、通風(fēng)機(jī)、局扇、空壓機(jī)、制氮機(jī)、綜采工作面采煤機(jī)、井下風(fēng)門開關(guān)、饋電開關(guān)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。 礦井安全監(jiān)測、監(jiān)控中心設(shè)置在礦調(diào)度中心內(nèi)。礦井安全方面的測點(diǎn)按現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《礦井防滅火規(guī)范》、《礦井通風(fēng)安全監(jiān)測裝置使用管理規(guī)定》的相關(guān)要求進(jìn)行配備： 1．在采煤機(jī)、綜掘機(jī)及連續(xù)采煤機(jī)上均安裝機(jī)載式瓦斯斷電儀，對瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)超限斷電報(bào)警。 2．在所有的采煤、掘進(jìn)工作面回風(fēng)風(fēng)流中設(shè)置瓦斯傳感器，以監(jiān)測工作面及回風(fēng)順槽中的瓦斯涌出情況，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸迺r，切斷工作面及回風(fēng)順槽中的機(jī)電設(shè)備電源。 3．在采煤工作面輸送機(jī)順槽、回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷

60、及膠帶輸送機(jī)大巷中設(shè)置風(fēng)速傳感器，監(jiān)測各巷道的風(fēng)速、風(fēng)量，嚴(yán)格控制風(fēng)速超限。 4．井下各風(fēng)門處設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器，用于監(jiān)測風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)。 5．在膠帶輸送機(jī)機(jī)頭處和膠帶輸送機(jī)巷中設(shè)置煙霧和溫度傳感器，對膠帶輸送機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，預(yù)防膠帶輸送機(jī)火災(zāi)事故發(fā)生。 6．采掘工作面、膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)、煤倉上、下口等處設(shè)置粉塵傳感器，并在膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)、煤倉上、下口等處設(shè)置噴霧灑水傳感器，以控制濃度和實(shí)現(xiàn)自動噴霧灑水降塵。 7．在地面主扇風(fēng)硐內(nèi)設(shè)置一套風(fēng)壓、風(fēng)速和瓦斯傳感器，連續(xù)監(jiān)測全礦井的瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)壓。 5.3.5.2 自救器配備 為保障井下工人身體健康及生命安全，為井下工人每

61、人配備一臺QSR-40型化學(xué)氧自救器，全礦井共配備750臺。 5.3.6 礦山救護(hù)與消防 5.3.6.1 礦山救護(hù)隊(duì) 礦井生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件復(fù)雜，頂板、瓦斯、水、火等自然災(zāi)害都有可能發(fā)生。為保護(hù)礦井職工人身生命和國家、集體財(cái)產(chǎn)安全，發(fā)生事故后能及時搶救，使損失降低到最低限度，按《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦礦山救護(hù)工作暫行規(guī)定》和《煤礦救護(hù)規(guī)程》規(guī)定，建立礦山救護(hù)隊(duì)。 神府南區(qū)是陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司的主要煤炭生產(chǎn)基地，在神木周邊礦井有七對，設(shè)計(jì)規(guī)模為47.50 Mt/a，同時在本生產(chǎn)服務(wù)中心附近還有何家塔、楊伙盤、涼水井等地方煤礦及其他公司的礦井、選煤廠等。本礦區(qū)與周邊地方煤礦

62、煤炭生產(chǎn)規(guī)?？傆?jì)可達(dá)67.50Mt/a。為此，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司決定建設(shè)神府南區(qū)生產(chǎn)服務(wù)中心。其中，礦山救護(hù)、消防中心為神府南區(qū)各礦井提供專業(yè)化礦山救護(hù)、消防服務(wù)；對生產(chǎn)服務(wù)中心的救護(hù)、消防人員進(jìn)行培訓(xùn)。 礦山救護(hù)、消防中心由一個大隊(duì)部及一個直屬中隊(duì)（四個小隊(duì)）組成，消防站規(guī)模為三級站。地點(diǎn)設(shè)在紅柳林礦井工業(yè)場地。 神府南區(qū)服務(wù)中心救護(hù)大隊(duì)距本礦井10km左右，所以本礦井依托救護(hù)大隊(duì)建設(shè)，僅設(shè)礦山救護(hù)中隊(duì)即可，定員30人，設(shè)隊(duì)長1名、副隊(duì)長2名，下設(shè)3個小隊(duì)，每個小隊(duì)為9人。救護(hù)隊(duì)配備救護(hù)車3輛和全套救護(hù)搶險(xiǎn)用品、器具。救護(hù)隊(duì)建筑面積為1200m2。 救護(hù)隊(duì)的服務(wù)對象，主要針對

63、張家峁礦井，處理礦井火、瓦斯、煤塵、水、頂板等災(zāi)害事故，同時也服務(wù)于周邊的其它鄉(xiāng)村、廠礦。 5.3.6.2 消防設(shè)施 1．地面消防 礦井工業(yè)場地、生活區(qū)為同一日用消防給水系統(tǒng)，消防采用臨時高壓制，消防水量貯存在工業(yè)場地日用消防水池內(nèi)。消防水量補(bǔ)充時間48小時，水池內(nèi)設(shè)有消防水量不被動用的技術(shù)設(shè)施?；馂?zāi)時，由專用消防水泵來保證消防所需的水量和水壓。 風(fēng)井場地消防用水儲存在1座100m3日用消防水池內(nèi)。 辦公樓、聯(lián)合建筑、食堂、單身公寓、井口房、選煤主廠房、各工業(yè)廠房、皮帶棧橋等建筑設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。輸煤棧橋出入口洞口設(shè)防火分隔水幕。 各建筑物內(nèi)按照規(guī)范要求配置建筑滅火器。 工業(yè)場

64、地室外給水管道采用生活、消防合用系統(tǒng)，干管呈環(huán)狀布置。室外消火栓間距小于120m，保護(hù)半徑不超過150m，消火栓采用SA100-1.0型地下式消火栓。 2．井下消防灑水 井下消防用水貯存于位于井下水處理站的2座300m3井下消防灑水水池內(nèi)，火災(zāi)延續(xù)時間6小時。消防水池內(nèi)設(shè)有消防用水不被動用的技術(shù)措施。 井下消防和灑水采用合用的給水系統(tǒng)。消防灑水由井下消防灑水加壓泵加壓，經(jīng)管道沿主、副平硐送至井下各用水點(diǎn)。 在井下煤倉放煤口、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)和卸煤點(diǎn)設(shè)噴霧裝置；掘進(jìn)工作面、采煤工作面、液壓支架設(shè)強(qiáng)噴霧裝置；采煤工作面回風(fēng)巷、掘進(jìn)工作面裝車點(diǎn)后方以及易產(chǎn)生粉塵的膠帶運(yùn)輸機(jī)巷道、輔運(yùn)

65、大巷、回風(fēng)大巷設(shè)風(fēng)流凈化水幕裝置。 井下主要運(yùn)輸巷道、盤區(qū)運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷、采煤工作面運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷消防灑水管道每隔100m設(shè)DN50支管閥門，閥門后裝快速管接頭。帶式輸送機(jī)巷道每隔50m設(shè)DN50支管閥門，閥門后裝快速管接頭。 帶式輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)電硐室、檢修硐室、材料庫、爆破器材庫等處設(shè)置消火栓箱，箱內(nèi)存放防腐水龍帶和相應(yīng)水槍。 井下消防灑水干管采用SRPE礦用鋼絲纏繞聚乙烯給水管，快速接頭連接；管徑<50mm管道采用無縫鋼管，絲扣連接。 3．消防站 為保證突發(fā)火災(zāi)得以及時撲滅，礦井設(shè)置消防站一座。消防站規(guī)模為三級站、定員20人，建筑面積1200m2，選用專用水罐式消防車3輛，并配備專用消防救生設(shè)備。