职业病防护设施设计文档格式.docx
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粉尘在矿井广泛分布，长期接触有粉尘的工作环境，对工人健康危害很大。
粉尘的危害主要表现在：
刺激眼膜，引起角膜炎，造成视力下降；
刺激呼吸系统，引起上呼吸道炎症；
污染作业环境，造成作业人员视线不清、感觉不适等，从而降低工作效率并引发工伤事故；
危及作业人员的健康、引发各种职业病，如煤肺病、硅肺病、皮肤病、肺结核等。
因此应对其引起足够的重视，并采取相应措施加以防范。
2、防尘措施的确定
2.1综合防尘措施
煤矿在采煤、掘进、装载、转载过程中会产生大量粉尘，故在生产中必须采取综合防尘措施。
矿井综合防尘以湿式作业、喷雾洒水、通风为主，包括采掘工艺、除尘、抑制煤尘飞扬、矿尘检测和个体防护措施等。
（1）通风除尘：
矿井采煤工作面的风速一般为1.0m/s～2.0m/s，既有利于瓦斯排除，又有利于粉尘排除；
掘进工作面局部通风机供风筒口到工作面的距离符合规定要求，保证工作面有足够的排尘风量。
（2）湿式作业降尘：
采煤工作面采用湿式煤电钻打眼，掘进工作面采用湿式凿岩（掘进机、凿岩机、煤电钻等凿岩机械均具有湿式凿岩功能），抑制尘源和捕集悬浮矿尘。
（3）爆破防尘：
采、掘工作面爆破时，炮眼中装填水炮泥。
采用水炮泥进行水封爆破，可取得显著的防尘效果，水封爆破降尘效率可达40%～80%，减少炮烟70%左右。
（4）隔绝捕尘：
每个掘进工作面均装备1台SCF-5型湿式除尘风机，用于局部产尘点消尘。
（5）个体防尘：
矿井为每位下井工人配备一个防尘口罩，并考虑25%的备用系数。
在粉尘浓度超过国家标准的作业场所，作业人员必须佩戴防尘口罩。
（6）洒水降尘：
建立井上下防尘供水系统，在采煤工作面轨道巷、回风巷、掘进工作面、装载点等地点铺设洒水管路，进行洒水降尘。
（7）冲洗粉尘：
沿容易沉积煤尘的工作面、回风巷道等，由外向里逐步冲洗巷道两帮、顶部、底部直到整个工作面，使粉尘充分润湿，无法扬起。
冲洗下来的粉尘，可以集中排出。
掘进工作面爆破前必须对工作面30m范围内的巷道周边进行冲洗。
（8）喷雾除尘：
在采煤工作面、掘进工作面的放煤口设有喷雾装置；
在距掘进工作面20m左右处安装放炮喷雾装置，放炮时进行喷雾，水幕应覆盖巷道断面，并在放炮后连续喷雾10min。
（9）水幕净化风流：
在采煤工作面距采煤工作面进回风口10～20m处、掘进工作面装车点后方以及易产生煤尘的巷道均设置有风流净化水幕装置，水幕随着采煤工作面和掘进工作面的推进而移动。
水幕设置于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安装3～5个喷雾器喷雾形成水幕。
喷雾器的布置以水幕布满巷道断面为原则。
净化水幕应安设在支护完好、巷道壁面平整、无断裂破碎的巷道段内。
2.2采煤工作面的综合防尘
（1）在采煤工作面回风平巷中距工作面10m～20m内设置净化风流水幕、自动喷雾洒水装置，并确保正常使用。
（2）在采煤工作面回风平巷和运输平巷中安装供水管路，每50m安设一个三通阀门，定期冲洗煤尘，并清除堆积浮煤。
（3）采煤工作面运输平巷中刮板运输机机头、转载点安设有风流净化水幕、声控自动洒水组合装置。
（4）支柱放顶时，加强通风，保证工作面风速在0.25m/s以上的排尘风速，但不得超过4m/s，最优排尘风速为1.5～2.0m/s。
经验算本矿工作面的风速符合排尘风速要求。
（5）矿井在生产过程中，采煤工作面采用湿式煤电钻打眼、水炮泥进行水封爆破。
2.3掘进工作面综合防尘
矿井投产初期设置有3个掘进工作面，掘进工作面防尘采取以下主要措施：
（1）矿井在建井和生产过程中，掘进工作面采用湿式凿岩（掘进机、凿岩机、煤电钻等凿岩机械均具有湿式凿岩功能）、水炮泥进行水封爆破。
（2）掘进机的截齿必须保持完整锋利，损坏或磨损的截齿必须立即更换。
（3）机掘工作面采用掘进机内外喷雾来实现降尘，内喷雾装置的使用水压不得小于3.0MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于1.5MPa。
（4）掘进工作面放炮前必须对工作面30m范围内的巷道周边进行冲洗。
（5）在距掘进工作面20m左右处安装压气喷雾器或高压喷雾降尘系统，放炮时进行喷雾降尘，雾幕应覆盖巷道全断面，并在放炮后连续喷雾10min以上。
当采用高压喷雾降尘时，喷雾压力不得小于8.0mPa。
（6）掘进工作面放炮后、装煤（岩）前，必须对距工作面30m范围内的巷道周边和煤（岩）堆洒水，在装煤（岩）过程中，边装煤（岩）边洒水。
（7）掘进工作面回风流中安设风流净化水幕，安设距离应距工作面30m～50m。
（8）距掘进工作面20m范围内巷道，每班应冲洗一次；
20m以外的巷道应定期冲洗，并清除浮煤。
（9）掘进工作面均配备有SCF-5型湿式除尘风机进行除尘。
（10）锚喷掘进工作面配备有MLC-Ⅲ型喷射机除尘器。
锚喷巷道掘进还采用湿式拌斜和个人防护等措施。
（11）掘进工作面局部通风机供风筒口到工作面的距离符合规定要求，保证工作面有足够的排尘风量。
（12）掘进工作面配备有粉尘传感器，对工作面粉尘浓度实时监测。
2.4锚喷作业防尘
（1）打锚眼必须实施湿式钻孔。
（2）距锚喷作业下风口100m内应设两道以上的净化风流装置。
喷射混凝土时作业地点应设除尘器抽尘净化。
（3）锚喷沙石应在下井前提前洒水预湿，然后按配比进行拌料。
拌好的料应当是手捏成团，打开即散，嘴吹无灰尘，采用的沙石混合料骨料径不得超过15mm。
（4）使用锚喷机时，喷射上料口和排气口设捕尘装置，应在此装料车与喷射机之间安放接料盘，上料时，使灰溜进喷射扒料斗内以减少粉尘飞扬。
（5）巷道维修作业点应有防尘措施。
（6）每个锚喷掘进工作面配备1台MLC-Ш混凝土喷射机除尘器进行除尘，并备用50％。
（7）采用低风压近距离的喷射工艺，其重点是控制以下参数：
输料管长度：
小于或等于50m
工作风压：
0.12~0.15Mpa
喷射距离：
0.4~0.8m
2.5转载点及运输防尘
（1）刮板输送机刮板运输机的转载点落差不得超出0.5m，否则应安设合适的溜槽或导向板传输；
刮板运输机卸煤点及受煤点设置喷雾装置。
（2）各转载点均应设置喷雾系统降尘或采用除尘器除尘。
（3）在装煤点下风侧20m内，必须设置一道风流净化水幕。
（4）运输巷内应设置自动控制风流净化水幕。
2.6其它防尘措施
（1）粉尘监测。
矿井配备专职防尘人员和粉尘采样器、粉尘预捕集装置、呼吸性粉尘采样器、测定仪等设备，在矿井建设和生产期间及时对井下粉尘进行监测。
（2）井下巷道定期清扫、冲洗，防止煤尘积聚。
（3）对煤炭转载点进行定期人工清理，及时清除堆积的煤尘和浮煤。
（4）井下所有矿车应保持完好，防止漏煤。
（5）个体防护。
在采取上述措施后，空气中的粉尘虽可以降到卫生标准，但仍有少量微细粉尘悬浮于空气中，也有局部地点达不到卫生标准。
所以还要采取个体防护措施，要求所有接触粉尘的作业人员，必须佩戴防尘口罩。
3、井下消防、洒水（给水）系统
3.1水源、用水量、水质及水压
1）水源
经现场踏勘，矿井生活用水主要取自附近的山泉水，该水源无人为污染，水质较好，水量能满足工业场地生活、生产、消防用水及井下消防、洒水的要求，故确定选择山泉水为工业场地生活、生产、消防用水及井下消防、洒水的水源。
2）用水量
井下消防用水按《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399—2006）和《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006）的要求，井下消火栓用水量采用7.5L/s，火灾延续时间按6h计算，故井下消防用水量为：
Q井消＝7.5L/s×
6h×
3600s＝162m3。
井下生产、防尘洒水用水量为：
312.72m3/d。
井下生产、防尘洒水用水量详见表5—3—1。
3）水质
井下消防、洒水用水按满足《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399—2006）第13.5.7条中所给水质标准要求执行，详见表5—3—2。
山泉水经消毒处理后，能满足设计规范要求的水质标准。
表1—3—1井下生产、防尘洒水用水量统计表
序号
用水项目
同时用水数量
用水标准
用水单位数
用水时间（h）
用水量
备注
昼夜
（m3/d）
最大小时流量（m3/h）
南翼用水
一
采煤工作面用水
（一）
13801运输巷
湿式煤电钻用水
5L/min·
台
8
2.4
转载点喷雾
2.8L/min·
m2
6m2
20.16
2.02
配K型喷嘴
3
风流净化水幕
3.5L/min
3个/组
6
3.78
0.63
配S型喷嘴
4
冲洗巷道用水
20L/min
3.60
1.20
小计
29.94
4.15
（二）
13801轨道巷
10.08
1.01
17.46
2.84
（三）
13801回风巷
7.56
1.26
13.56
2.76
（四）
14101运输巷
（五）
14101轨道巷
（六）
14101回风巷
二
掘进工作面用水
掘1
喷雾泵站
120L/min
57.6
7.2
5
3.15
3.6
1.2
74.43
10.04
掘2
风动凿岩机用水
放炮喷雾
11.55
3.33
三
其它用水
大巷净化水幕
11.16
2.46
四
富余水量
按上述总用水0.25计
24
54.76
8.83
合计
273.83
44.16
北翼用水
掘3
4.8
0.6
混凝土配料搅拌机用水
锚喷前冲洗岩帮DN25
19.95
6.03
7.78
2.12
38.89
10.61
总计
井下防尘最大日用水量
312.72
54.77
表1—3—2井下消防、洒水水质标准
序号
项目
标准
悬浮物含量
不超过30mg/L
悬浮物粒度
不大于0.3mm
PH值
6～9
大肠菌群
不超过3个/L
4）水压计算
（1）高位水池设置
在+1500m南翼回风平硐附近，标高为+1550m处建有一座容积为300m3的消防洒水高位水池，通过该水池采用静压供水，以保证南翼井下用水的水压要求；
在+1434m北翼回风斜井附近，标高为+1470m处建有一座容积为300m3的消防洒水高位水池，通过该水池采用静压供水，以保证北翼井下用水的水压要求。
（2）井下富余水压处理措施
因该矿采用高位水池静压供水，井下各巷道的标高相差较大，为减小水压，保证井下供水安全，在回风暗斜井底、一采区人行上山底的主干管均设一减压阀来降低水压，在各用水点处则采用设置双调节阀的方式来进一步调节和降低过高的水压。
（3）井下各用水点的压力要求
一般巷道均按不低于0.3MPa，不高于0.5MPa设置各用水点的出水压力。
（4）单位水头损失计算
采用海森—威廉公式：
式中C——阻力系数，取100；
dj——计算管径，按实际内直径计（m）；
Q——流量（m3/s）。
当Q＝0.02m3/s，dj＝0.125m时，i=0.03（m/m）
当Q＝0.017m3/s，dj＝0.1m时，i=0.067（m/m）
当Q＝0.01m3/s，dj＝0.1m时，i=0.026（m/m）
当Q＝0.005m3/s，dj＝0.1m时，i=0.006（m/m）
当Q＝0.007m3/s，dj＝0.081m时，i=0.045（m/m）
（5）井下消防、洒水管路系统最不利点的水压验算
P＝10-6γ（△Z－△h）g
式中P——管道系统中某计算点的计算水压值（MPa）；
γ——水的容重（1000kg/m3）；
△Z——位置水头差（m）；
△h——从上游已知点至计算点之间的管道水头损失（m）；
g——重力加速度，9.81m/s2。
①南翼最不利点为+1500m南翼回风平硐起点位置处，该处最不利点距离标高为+1550m的300m3高位水池为160m左右，其水压验算如下：
P＝10-6×
1000×
（（1550－1500）－0.03×
160）×
9.81＝0.44MPa
通过以上计算，矿井南翼最不利点的供水满足大于0.3MPa的水压要求。
②北翼最不利点为+1434m北翼回风斜井起点位置处，该处最不利点距离标高为+1470m的300m3高位水池为120m左右，其水压验算如下：
（（1470－1434）－0.026×
120）×
9.81＝0.32MPa
通过以上计算，矿井北翼最不利点的供水满足大于0.3MPa的水压要求。
（6）井下主干管最大水压计算
采用公式同上式，达产时南翼井下最低用水点为+1404m运输大巷用水，水池位置与计算点距离为727m左右（其中：
Q为0.02m3/s，dj为0.125m的长约293m；
Q为0.017m3/s，dj为0.1m的长约295m；
Q为0.005m3/s，dj为0.1m的长约139m）。
经计算，井下在+1404m运输大巷内的管道所承受的最大水压为：
（（1550－1404）－0.03×
293－0.067×
295－0.006×
139）×
9.81＝1.14MPa
通过以上计算，南翼最低巷道处管道承受水压为1.14MPa，须在井下设置减压装置，保证+1404m运输大巷的各用水点出水压力在0.3MPa～0.5MPa范围内。
达产时北翼井下最低用水点为+1300m运输石门用水，水池位置与计算点距离为939m左右（其中：
Q为0.01m3/s，dj为0.1m的长约589m；
Q为0.007m3/s，dj为0.081m的长约350m）。
经计算，井下在+1300m运输石门内的管道所承受的最大水压为：
（（1470－1300）－0.026×
589－0.045×
350）×
9.81＝1.36MPa
通过以上计算，北翼最低巷道处管道承受水压为1.36MPa，须在井下设置减压装置，保证+1300m运输石门的各用水点出水压力在0.3MPa～0.5MPa范围内。
（7）最大承受水压管壁厚度计算
式中δ——设计采用的钢管壁厚（mm）；
δj——按计算水压算出的理论管壁厚度（mm）；
2.5——考虑制造壁厚公差及腐蚀裕度的附加值（mm）；
P——最大计算水压（MPa）；
ｄ——管道内径（mm）；
[σ]——钢的最大许用应力（MPa）；
普通钢为113，优质钢为133；
φ——焊缝系数；
无缝钢管1.0，焊接钢管取0.8。
南翼供水主干管在最低标高处的最小壁厚计算为：
δ≥δj+2.5=（1.14×
108）/（2×
113×
1）+2.5=3.04mm
北翼供水主干管在最低标高处的最小壁厚计算为：
δ≥δj+2.5=（1.36×
81）/（2×
1）+2.5=2.98mm
5）管径选型
井下主要管道的管径按下述公式计算：
d=（Q/900лvp）1/2
式中Q——计算管段的用水量；
л——圆周率取3.14；
vp——经济流速取2.2m/s。
井下各主要管道的管径计算详见表5—3—3。
表5—3—3井下主要供水管道管径计算表
管道所在巷道
计算流量（m3/h）
管道流量（m3/h）
计算内径（mm）
配备管道公称直径（mm）
消防流量（m3/h）
洒水流量（m3/h）
18.0
22.15
60
65
20.84
58
20.76
7
28.04
67
80
21.33
59
9
南翼井下用水主管道
27.0
71.16
107
125
24.03
62
11
北翼井下用水主管道
37.61
78
100
注：
计算流量含消防流量在内。
3.2井下消防、洒水管路
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