05第五章通风和安全Word文件下载.docx
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N×
K=4×
150×
1.25=4750m3/min=12.5m3/s
式中，Q采—供风量，m3/s；
N—预计井下同时工作的最多人数，取150人；
K—矿井通风系数，取1.25。
矿井通风能力采用由里向外核算法计算。
生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐室+ΣQ其它）×
K
式中，Q采—矿井供风量，m3/s；
ΣQ采—回采工作面所需风量之和；
ΣQ掘—掘进工作面所需风量之和；
ΣQ硐室—独立通风的硐室所需风量之和；
ΣQ其它—矿井除了采、掘、硐室地点以外其它巷道需风量的总和；
K—通矿井通风系数，抽出式K矿通=1.15～1.2，本矿取1.2。
⑴采煤工作面的需要风量
每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
①低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量计算，采用高瓦斯计算公式）确定需要风量，其计算公式为：
Q采=Q基本×
K采高×
K采面长×
K温
式中，Q采—采煤工作面需要风量，m3／min；
Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min。
Q基本—60×
工作面控顶距×
工作面实际采高×
70％×
适宜风速（不小于1m/s）；
Q基本=60×
4.5×
2.8×
70%×
1.4=740.88m3/min
K采高—回采工作面采高调整系数，顶煤面取1.5；
K采面长——回采工作面长度调整系数，取1；
K温——回采工作面温度调整系数，取1.05。
Q采=740.88×
1.5×
1×
1.05=1166.89m3/min=19.4m3/s。
②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1.4m／s；
S采—采煤工作面的平均断面积，13m2。
1.4×
13=1092m3/min=18.2m3/s
③按工作面同时作业人数计算需要量
Q采≥4nc=4×
50=200m3/min=3.3m3/s
式中，nc——采煤工作面人数最多时，取交接班时50人。
④按风速进行验算
根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算。
即回采工作面风量应满足：
0.25×
Sc≤Q采≤4×
Sc；
即：
3.75≤19.4≤60
⑤备用工作面应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50％。
Q备≥1/2×
Q采
通过以上计算取最大值，确定采煤工作面配风量为20m3/s，同时考虑1个备用工作面的配风，其风量为采煤工作面的50％，即10m3/s，
则：
ΣQ采=20+20×
0.5=30m3/s
⑵掘进工作面需要风量
采区设计共配备2个顺槽掘进工作面，其中1个煤巷综掘工作面和一个岩（煤）巷普掘工作面。
掘进工作面的实际需要风量，应按照风排掘进工作面涌出的瓦斯，并考虑局部通风机实际吸风量、工作面温度、炸药用量、风速和人数等要求分别进行计算，并取其最大值。
①按瓦斯涌出量计算
Q掘=100×
q掘×
K掘通
式中，Q掘—掘进工作面所需风量，m3/min；
q掘—掘进工作面绝对瓦斯涌出量，暂按0.64m3/min计；
K掘—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用系数，暂取2。
0.64×
2=2.13m3/s。
②按局部通风机吸风量计算
岩巷：
Q掘=Q扇·
I+60×
0.15S=200+60×
0.15×
10=290（m3/min）=4.83m3/s
煤巷：
0.25S=250+60×
15=475（m3/min）=7.92m3/s
式中，Q掘—局部通风机实际吸风量，m3/min；
岩巷普掘面选用FBD5.6-2×
11kW型局部通风机，其风量为345～191m3/min，实际吸风量取200m3/min。
煤巷综掘选用FBD6.3-2×
18.5kW型局部通风机，其风量为486～236m3/min，实际吸风量取250m3/min。
I—掘进工作面同时运转的局部通风机台数，1台；
③按掘进工作面同时作业人数计算
Q掘进>
4×
N=4×
30=120m3/min=2m3/s
式中，N—掘进工作面最多人数，取30人；
④按炸药使用量计算
Q掘>
25A
式中，A—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，8kg；
经计算，掘进工作面风量Q掘＝3.33m3/s。
⑤按风速验算
岩巷掘进最低风量，Q岩掘＞9S掘（m3／min）
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＜240S掘（m3／min）
式中，S掘—掘进工作面断面积，m2。
根据以上计算，考虑局部通风机的实际吸风量，风筒漏风，同时满足局部通风机吸入口与掘进工作面回风口之间的风速不低于0.15m/s的要求，结合本矿经验，煤巷综掘工作面配风取8m3/s，岩巷掘进工作面取5m3/s则：
ΣQ掘=8+5=13m3/s
⑶ΣQ硐室风量确定：
井下硐室需要风量，应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算。
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐n
式中，∑Q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。
矿井井下不同硐室配风原则：
井下爆炸材料发放硐室配风必须保证每小时4次换气量：
Q库=4V/60=0.07V（m3／min）
式中，Q库—井下爆炸材料库需要风量，m3／min；
V—井下爆炸材料库的体积，m3。
机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。
选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。
根据以上原则，胶带机头硐室4m3/s，采区绞车房4m3/s,爆炸材料发放硐室2m3/s，瓦斯抽放硐室4m3/s。
ΣQ硐室=4+4+2+4=14m3/s
⑷ΣQ其它的确定
其它井巷实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量总和计算：
∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+…+Q其n
式中，Q其1、Q其2、Q其3、…、Q其n—各其它井巷风量，m3／min。
按瓦斯涌出量计算：
Q其i=100qCH4×
Ｋ其通（m3／min）
式中，Q其i—第i个其它井巷实际用风量，m3／min；
qCH4—第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量，m3／min；
K其通—瓦斯涌出不均衡系数，取1.2～1.3；
100—其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1％所换算的常数。
按其风速验算：
Q其它i＞9×
S其i（m3／min）
式中，S其i—第i个其它井巷断面，m2。
根据以上原则，其它用风地点所需风量之和，也可按以上各用风点需风量之和的3%计算。
ΣQ其它=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐室）×
0.03=（30+13+14）×
0.03
=1.7m3/s
Q采=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐室+ΣQ其它）K=（30+13+14+1.7）×
1.2
=70.44m3/s
据以上计算，矿井风量设计取703/s。
风量分配见表5-2-1
表5-2-1风量及其分配表单位：
m3/s
序号
供风地点
数量
配风标准
供风量
备注
1
综采工作面
20
2
备用工作面
10
3
掘进工作面
8\5
13
一综一炮
4
胶带机头硐室
5
采区绞车房
6
爆炸材料发放硐室
7
瓦斯抽放硐室
8
小计
57
9
其它（3%）
1.7
合计（通风系数1.2）
70.44
四、矿井通风负压
通风阻力最大路线：
副斜井→350m轨道巷→1煤层轨道下山→轨道顺槽→回采工作面→运输顺槽→回风下山→回风斜井→地面。
根据以上最大通风阻力路线，计算摩擦阻力:
H=α·
L·
U·
Q2/S3
式中，H—摩擦阻力，Pa；
α—摩擦阻力系数，N·
s2/m4；
L—井巷长度，m；
U—井巷净周长，m；
Q—通过井巷的风量，m3/s；
S—井巷净断面，m2。
井巷通风总阻力为：
h=H+h局+He。
本区为独立通风的扩建区，局部阻力h局按摩擦阻力的10%计算，矿井自然风压He忽略不计。
经计算，初期矿井通风阻力为1752.30Pa，通风等积孔为1.99m2；
后期矿井通风阻力为1813.48Pa，通风等积孔为1.96m2，矿井通风难易程度属中等。
详见表5-2-2、表5-2-3。
表5-2-2初期通风负压计算表
巷道名称
支护方式
阻力系数a（N•S2/m4）
巷道周长
巷道长度
负压计算
风速
P
L
断面（m2）
风量（m3/s）
负压（H）
（V）
（m）
S
S3
Q
Q2
（Pa）
（m/s）
副斜井
砌碹
0.04
9.6
540
6.44
267.09
40
1600
1242.19
6.21
井底车场巷道（双轨）
0.003
12.48
140
10.68
1218.19
6.88
3.75
井底车场巷道（单轨）
锚喷
0.007
10.11
50
7.13
362.47
15.62
5.61
350轨道巷
0.0085
14.77
650
15.15
3477.27
37.55
2.64
采区上部车场
0.008
15.9
17.6
5451.78
1.49
2.27
1煤层轨道下山
0.012
13.48
120
12.68
2038.72
30
900
8.57
2.37
2煤层中车场
0.01
11.6
65
9.5
857.38
400
3.52
2.11
1121轨道顺槽
0.0058
13.6
530
11.4
1481.54
11.29
1.75
回采工作面
液压支架
0.032
14
12
1728.00
14.52
1.67
1121运输顺槽
520
10.5
1157.63
13.55
1.90
2煤层回风联络巷
9.8
75
6.81
315.82
9.31
2.94
采区回风下山（回风斜井）
0.005
12.2
860
10.4
1124.86
70
4900
228.52
6.73
1593.00
局部阻力10%
159.30
合计
1752.30
通风等积孔
1.99
表5-2-3后期通风负压计算表
240
17.14
1煤层中车场
22
484
4.58
2.32
1113轨道顺槽
1500
31.95
1113运输顺槽
980
25.53
1煤层回风联络巷
80
12.01
3.23
239.15
1648.62
164.86
1813.48
1.96
第三节降温措施及设备选型
我国《煤矿安全规程》规定：
“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。
”本矿井井下大巷实际温度19℃～21℃，工作面正常情况下24℃～26℃。
由此可见，采掘工作面气温一般不超出《煤矿安全规程》的规定。
所以，本矿井不需要进行降温。
第四节灾害预防及安全装备
一、预防瓦斯与煤尘爆炸的措施
1.预防瓦斯爆炸
瓦斯相对涌出量为3.38m3/t，绝对涌出量为2.02m3/min，本矿井属低瓦斯矿井。
本矿井虽然为低瓦斯矿井，但在生产建设中必须严格执行《煤矿安全规程》的规定，具体制定防止瓦斯防止瓦斯爆炸事故发生。
预防瓦斯爆炸的主要措施：
⑴加强通风系统管理，合理配风，维护好通风设施，确保矿井通风系统稳定工作，防止瓦斯积聚和超限；
⑵采掘工作面均采用独立通风；
⑶严格执行瓦斯检查制度，杜绝空班漏检现象；
矿井配备足够的瓦斯检测仪器，加强临时监测；
⑷建立安全监测监控系统，同时配备瓦斯电闭锁和风电闭锁装置，当工作地点瓦斯浓度超限时能自动切断电源，预防和控制瓦斯事故发生；
⑸加强管理，禁止在井下及井口房使用明火，禁止在井下拆卸矿灯，在井口或井下进行焊接工作必须严格执行有关规定，工人不得穿化纤服装下井；
⑹矿井主扇可实现反转反风，井下各通风构筑物均按反风要求设置，满足井下灾害发生时全矿井及局部反风需要，减少灾害损失。
2.预防煤尘爆炸
本矿井开采煤层有煤尘爆炸危险性，必须制定防尘、降尘、预防煤尘爆炸和控制煤尘爆炸范围的措施，加强管理，严格执行。
预防煤尘爆炸的主要措施：
⑴建立完善的消防洒水管路系统；
⑵采煤工作面必须采取喷雾、洒水和其它防尘措施，降低工作面的粉尘浓度；
⑶掘进工作面都必须采取湿式钻眼、冲刷巷帮、水炮泥封堵、放炮喷雾、洒水降尘等综合性防尘措施；
⑷按照《煤矿安全规程》规定，在大巷、采区下山、顺槽内设置隔爆水棚和净化水幕；
⑸加强通风管理，严格控制风速，防治煤尘飞扬。
二、预防煤与瓦斯突出的措施
本矿井为低瓦斯矿井，煤层不具有突出危险性，但在生产建设中要做好突出预测工作，防患于未然。
三、瓦斯抽采
《矿井瓦斯抽放管理规程》从安全和经济上的诸多因素综合考虑规定。
凡符合下列情况之一者必须建立瓦斯抽放系统，开展抽放瓦斯工作：
⑴一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min,或一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通风方法解决不合理的。
⑵年产煤量等于或小于40、60、100和150万t而矿井绝对瓦斯涌出量分别大于15、20、25和30m3/min的；
矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min的。
⑶开采具有煤与瓦斯突出危险煤层的。
凡符合以上条件，应建立永久瓦斯抽放系统的矿井，还应同时具备瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2m3/min以上和瓦斯资源可靠、储量丰富、预计瓦斯抽放服务年限在10年以上的2个条件。
根据2008年五家四井瓦斯等级鉴定，矿井瓦斯相对涌出量为3.38m3/t，矿井绝对涌出量为2.02m3/min。
不符合上述条件，不需建设永久瓦斯抽放系统，设计中本着“预防为主”的原则，在各采区内配备移动式瓦斯抽放泵，发现瓦斯隐患，立即采取措施。
四、预防井下火灾措施
1.煤层自燃的防治措施
2007年9月由赤峰矿安检验检测有限责任公司对矿井所采煤层鉴定为二类自燃煤层，自燃发火期1～3个月。
鉴于以上情况，本矿井工作面必须进行采空区防灭火。
根据矿方实际情况，选用黄泥灌浆为主注氮防灭火为辅的工艺。
黄泥灌浆系统详见第十二章中第四节内容。
2.外因火灾的防治措施
⑵井下机电硐室及主要巷道的胶带输送机机头和机尾硐室都必须采用不可燃材料支护；
⑶井底车场、机电硐室、检修硐室等都备有相应规格的消防器材；
⑷井下胶带输送机全部采用阻燃胶带；
主要胶带输送机机头和机尾安装自动灭火装置；
⑸井下电气设备有短路、过流、过负荷、漏电等各种保护装置；
⑹矿井主扇和井下必要地点设有反风装置，确保矿井一旦发生火灾，能够及时实现矿井反风或区域反风，从而减少灾害损失。
五、粉尘的综合防治
1.井上、下建立完善的消防、洒水管路系统。
2.掘进工作面都必须采用湿式钻眼、冲刷巷帮、水炮泥、放炮喷雾、洒水、净化水幕等综合防尘措施，掘进机配备内外喷雾降尘装置。
3.综采工作面采用采煤机内外喷雾、架间喷雾、洒水防尘措施；
各转载点均设置洒水喷雾装置等。
4.对易积存煤尘地方，应定期进行清扫和冲洗。
5.加强通风管理，严格控制风速，防止煤尘飞扬。
6.按照规程规定设置隔爆水棚或水袋。
7.建立健全粉尘防治机构，建立防尘专业队伍，配备相应的仪器设备。
8.加强个体防护，作业人员必须佩带个体防尘用具。
六、预防井下水灾措施
本矿井水文地质条件简单，以孔隙充水为主，矿井正常涌水量为35m3/h，最大涌水量为50m3/h。
具体措施如下：
1.按设计要求设置水泵房、水仓、排水泵、排水管路等排水设施和设备；
2.严格按照有关规程、规定和设计留设足够的防水安全煤柱，严禁在防水煤柱内从事采掘活动；
3.矿井开采过程中，要制定相应的防水措施，注意探放水，同时，避免因局部地质变化引起的突水事故；
4.在矿井开拓过程中，要注意地质构造的变化，防治水工作应坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排的综合治理措施；
防止因地质构造造成的水害事故；
5.检查地质钻孔的封孔状况，对封孔质量差或对安全生产有威胁的钻孔应及时启封，重新封闭；
6.完善矿井排水系统，确保排水机电设备的完好，经常清理水沟及水仓；
7.在以下情况，必须先探后掘，制定必要的安全措施；
⑴接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时；
⑵接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；
⑶打开隔离煤柱放水时；
⑷接
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