010611回顺掘进工作面一通三防及安全监测监控系统设计副本课案.docx

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010611回顺掘进工作面一通三防及安全监测监控系统设计副本课案

神华宁煤集团石沟驿煤业分公司

010611回顺掘进工作面“一通三防”

及安全监测监控系统设计

编制单位：

通风队

编制人：

王飞

编制日期：

2016年8月8日

010611回顺掘进工作面“一通三防”

及安全监测监控系统设计

编制人：

王飞2016年08月08日

通风队长：

2016年月日

通风副总：

2016年月日

总工程师：

2016年月日

010611回顺掘进工作面“一通三防”

及安全监测监控系统设计

根据公司2016年采掘接续计划，010611回顺掘进工作面（下称掘进工作面）计划于8月中旬开掘，回顺掘进工作面设计长度为1400m。

此掘进局部通风线路最长通风距离为1500m。

010611回顺设计断面形状为三心拱形，正常掘进尺寸为净宽4m、净高3m、净断面10.8m2，最大掘进断面积为13m2。

010611回顺围岩类别为半煤岩，施工工艺为综合机械化掘进。

为确保掘进工作面开掘时局部通风机选型合理，掘进工作面风量风速满足生产要求，矿井通风系统稳定，安全监测监控系统完善，防尘设施安装到位，按照《煤矿安全规程》、《神华宁夏煤业集团矿井风量计算细则》和《神华宁煤石沟驿煤业分公司“一通三防”管理办法》等有关规定，将010611回顺掘进工作面“一通三防”及安全监测监控系统设计如下。

第一章通风系统设计

1、通风方法确定

《煤炭生产技术与装备政策导向（2014版）》中规定，掘进工作面抽出式通风为限制类技术，只限于无瓦斯涌出、粉尘量大的岩巷掘进工作面使用，010611回顺掘进工作面有瓦斯涌出、且为半煤岩巷，所以确定工作面通风方法为：

局部通风机压入式通风。

2、通风路线确定

1、新鲜风流：

副斜井→暗副斜井→+874车场→+874车场北翼绕道→010611回顺掘进局部通风机

2、污浊风流：

010611回顺掘进工作面010611回顺+874北翼措施巷010607运顺上仓斜巷+874回风联络巷总回风地面

3、掘进工作面风量计算

（1）按照瓦斯涌出量计算需要风量：

　　　Q掘＝100（67）×q掘×K掘

＝100×0.17×1=13m3/min

式中:

　　　Q掘---掘进工作面需要风量，m3/min；

　　　q掘---掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对涌出量，q掘=0.17m3/min；

　　　K掘---掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数。

正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，K掘=1；

　　　100---按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数；

（2）按照二氧化碳涌出量计算需要风量：

　　　Q掘＝67×q掘×K掘

＝67×0.25×1.04=13.24m3/min

式中:

　　　Q掘---掘进工作面需要风量，m3/min；

　　　q掘---掘进工作面回风流中二氧化碳的平均绝对涌出量，q掘=0.25m3/min；

　　　K掘---掘进工作面瓦斯二氧化碳涌出不均衡系数。

正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值，取K掘=1.04；

　　67---按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。

（3）按人数计算掘进工作面需要的风量，每人供风量≮4m3/min。

　　　Q掘=4×N=4×20=80m3/min

式中:

N—掘进工作面同时工作的最多人数，N=20人。

（4）按局扇通风机实际吸风量计算局扇安装地点需要风量：

Q扇i＝Q扇×Ii＋60×V安i×S安i，m3/min

=400+60×0.15×14=526m3/min

式中：

Q扇－局部通风机的实际吸风量m3/min。

Ii－掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

V安i－局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，m/s。

安装局部通风机的巷道中的风量，除了满足局部通风机的吸风量以外，还应保证局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚。

局部通风机安装在无瓦斯涌出的岩巷风速取≧0.15m/s，局部通风机安装在煤巷和半煤岩巷及有瓦斯涌出的岩巷风速取≧0.25m/s。

S安i－局扇吸入口至局扇供风井巷回风口之间的巷道最大断面m2

（5）按风速进行验算:

010611回顺为有瓦斯涌出的半煤岩巷，其掘进工作面最低风量：

　　　Q掘≥15×S掘=15×13=195m3/min

　最高风量：

Q掘≤240×S掘=240×15=3600m3/min

式中：

　　　S掘---掘进工作面的最大净断面积，m2。

根据上述计算可确定010611回顺掘进工作面需风量为195m3/min。

为现场作业人员提供良好的作业环境，在满足矿井总进风量的情况下，对010611回顺综掘工作面配风量为240m3/min，配风风速为0.3m/s。

三、局部通风机选型

1、通风阻力计算：

由于该通风系统为非负压通风，通风阻力为巷道通风阻力与风筒通风阻力之和。

（1）010611回顺巷道通风阻力计算：

R运顺=（α×L×P/S3）×K

=（0.00588×1500×13/10.83）×1.2

=1.274

R运顺－运顺的风阻，N×s2÷m8；

α－摩擦阻力系数0.00588

L－巷道长度1500m

P－巷道周长13m

S－巷道的净断面10.8m2

K－风压系数，包括局部阻力等因素，取1.2。

（2）风筒通风阻力计算

①局部通风机最大供风距离计算：

L=l绕道+L运顺

=50+1500=1550m

②风筒风阻计算

风筒接头的采用反压边接法。

风筒的风阻包括摩擦风阻与接头、拐弯等局部阻力。

a.沿程摩檫风阻计算

R摩=6.5×1550/100=159.25

式中R摩－风筒的沿程摩擦风阻，N×s2÷m8；

6.5－风筒的百m风阻；

L－风筒全长，取2450m；

b.接头局部风阻计算

R接=n×ξ×γ/（2×g×S2）

=154×0.09×1.2/（2×9.8×0.52）

=5.378N×s2÷m8

R接－风筒接头风阻，N×s2÷m8；

ξ－与其相对应的局部阻力系数，取0.09Kg.S2/m4；

n－接头个数，取154；

γ－空气相对密度，取1.2kg/m3；

S－风筒断面，取0.5m2；

g－重力加速度，9.8m/s2；

c.弯头局部风阻计算

R弯=n×ξ×γ/（2×g×S2）

=4×1.25×1.2/（2×9.8×0.52）

=1.22N×s2÷m8

R弯－风筒弯头风阻N×s2÷m8

ξ－与其相对应的弯头局部阻力系数，取1.25Kg·S2/m4；

n－弯头个数4个；

γ－空气相对密度1.2kg/m3

S－风筒断面0.5m2

g－重力加速度9.8m/s2

d.出口风阻计算

R出＝0.818×γ/g×D4

＝0.818×1.2/9.8×0.8

＝0.125Kg·S2/m4

R出－出口风阻N.S2/m8

γ－空气相对密度1.2kg/m3

g－重力加速度9.8m/s2

D－风筒直径0.8m

e.风筒总风阻为：

R总风筒＝R摩＋R接＋R弯+R出

＝159.25＋5.378＋1.22＋0.125

＝165.973N·S2/m8

③通风总风阻为：

R总＝R巷道＋R总风筒

＝1.274＋165.973

＝167.247N.S2/m8

2、局部通风机的实际吸风量计算

Q局=1.4×Q掘=1.4×240=336m3/min

式中Q掘—掘进工作面需风量，240/min；

1.4—风筒最大漏风率60％。

3、压入式局扇的工作风压计算

H局扇全压＝R总×Q局2

＝167.247×（336/60）2

＝3889.2Pa

4、局扇选择

根据计算所得的局扇实际吸风量及工作风压，该掘进工作面选用型号为FBDNo6.3、功率为2×30kw的防爆型轴流式对旋局部通风机，其全压范围是610pa～6500pa，风量范围是350m3/min～650m3/min，与φ800mm胶质风筒配套使用，能够满足工作面风量需求。

四、局部通风机的安装

1、局部通风机安装地点

根据矿井采掘工作面位置关系、巷道布置情况以及矿井风量分配情况，为满足010611回顺工作面供风需求，保证通风系统合理、可靠、稳定，决定将局部通风机安装在+874北翼车场绕道，局部通风机主机距+874北翼措施巷巷口30m，备机距+874北翼措施巷巷口20m，主备机之间相距10m。

2、根据上述局部通风机选型结果，在掘进工作面开掘前，准备两台型号为FBD№6.3、功率为2×30kw的局部通风机，一台型号为QBZ2－4×120的双风机双电源自动切换装置，风筒三通整流器，100m直径为800mm的风筒及其他配套设施设备。

3、在掘进工作面开掘前，将准备好的局部通风机及其配套设备安设在设计安装地点，沿+874北翼车场绕道左帮挂设风筒至010611回顺掘进工作面开口处为010611回顺掘进供风。

4、新安装局部通风机主电源引自+874车场北翼绕道局扇主电源专用移动变电站控制的智能馈电开关负荷侧，备用电源引自＋895车场局扇备用电源专用移动变电站控制的智能馈电开关负荷侧。

5、局部通风机开停传感器、风筒开关传感器等监控设备必须设置齐全，灵敏可靠，风电闭锁功能必须完善。

6、与局部通风机配套使用的所有开关、馈电必须上架挂牌管理，在局部通风机及其开关附近挂设局扇管理牌板、局部测风牌板，双风机双电源自动切换牌板，所用电缆挂设必须符合公司机电动力科有关要求。

第二章瓦斯管理

一、便携式瓦斯检测警仪的配备和使用

1、区队长、技术员、班组长、电钳工和综掘机司机等下井时都必须携带瓦斯报警仪，对所经过的路线和地点随时进行瓦斯检测，其他进入010611回顺的人员必须严格执行《煤矿安全规程》中第一百四十九条中规定。

2、当班班长要将常开便携式甲烷检测报警仪悬挂在掘进工作面迎头5m范围内风筒另一侧，随时对工作地点进行瓦斯检测。

二、瓦斯检查

1、在工作面配备巡回瓦斯检查员。

2、瓦斯检查点及检查次数确定：

瓦斯检查点：

掘进工作面、回风流、牵引车硐室、水泵硐室。

瓦斯检查次数：

以上瓦斯检查点中回风流、工作面2个检查点需每班检查两次，其余检查点都为每班检查一次。

3、瓦斯检查员对所负责区域的瓦斯情况都要进行检查，达到瓦

斯无超限、无积存。

4、每个检查点的检查内容主要是瓦斯和二氧化碳浓度。

有自然发火征兆的地点同时要检查一氧化碳浓度和空气温度，每班不得少于一次。

5、每检查一个地点，都要将检查的时间和结果分别填写在牌板和手册中，并每班向通风生产管理部汇报两次，做到手册、牌板、调度台账“三对口”。

6、瓦斯检查员要认真履行检查职责，杜绝空检、漏检、虚报、编造假数据等违章行为。

瓦斯超限要立即停止作业，切断电源，撤出人员，进行处理。

7、瓦斯检查牌板的设置位置符合下列规定：

掘进工作面瓦斯检查牌板设置位置距工作面不大于30m；工作面回风流瓦斯检查牌板设置在巷口向里10-15m处。

其他瓦斯检查牌板设置在相应检查硐室旁边，易于查看、填写的巷道一侧并吊挂牢靠。

8、工作面因故临时停风时，当班班长要立即将巷内设备断电，及时将巷内所有人员撤离至+874m北翼车场新鲜风流处，当班跟班队长安排专人在010611回顺巷口设置栅栏并挂“严禁入内”警示牌，禁止人员入内，并向公司生产管理部汇报。

恢复通风前，瓦检员首先检查停风区瓦斯，只有停风区内瓦斯浓度不超过1%，二氧化碳浓度不超过1.5%、局部通风机及其开关附近10m以内瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开启局部通风机。

如果瓦斯浓度超限，通风队必须制定专门的排放瓦斯措施排放瓦斯。

恢复通风正常后，至少等30min后，由瓦检员、班长到迎头检查，方可允许人员进入迎头作业。

严禁人员在停风或瓦斯超限的区域内作业。

二、瓦斯检查员交接班规定

1、瓦斯检查员严格执行在井下面对面、口对口、你不来、我不走的交接班制度。

2、掘进工作面巡回瓦斯检查员交接班地点为+1000行人联络巷。

3、交接班时，交接双方必须在瓦检手册上签字确认，需要交接的内容必须填写清楚。

4、交接内容包括：

1　检查地点当班瓦斯及变化情况，以及存在的隐患和处理情况。

2　检查地点及瓦斯记录牌板变化、移设情况。

3　领导指示及对下班检查需注意的有关问题。

4　管辖区域内的通风、监测、防尘、隔爆等设施完好情况等。

第三章防尘系统设计

一、管路系统

掘进工作面供水防尘管路接自+874m北翼车场供水防尘系统主管路，沿回顺下帮接至距掘进工作面30m处。

巷道内敷设的供水、防尘管路为φ108mm无缝钢管。

每50m安设有一个三通阀门，每300米安设一截止阀。

管路均吊挂于巷帮管路专用挂钩上。

随着掘进，由综掘队负责供水、防尘管路的安设。

二、除尘措施

1、全断面喷雾

在距掘进迎头50m范围内设置2道全断面喷雾，掘进作业时开启降尘，并随着工作面掘进向前移设。

在距巷道回风口20m处设置1道全断面喷雾，掘进作业时开启降尘。

以上3道全断面喷雾由通风队负责安设并连接完好，然后交由综掘队使用及管理，并负责喷雾装置的日常维护，每天早班对迎头喷雾装置进行一次移设，每次移设的距离为工作面每天的掘进距离。

2、转载点喷雾

综掘机转载点、综掘机二运转载点及皮带转载点各设置1道转载点喷雾。

各转载点喷雾由通风队负责安设并连接完好，然后交由综掘队使用及管理，并负责喷雾装置的日常维护。

3、综掘机内外喷雾

（1）掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置的使用水压不得小于3MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于1.5Mpa；如果内喷雾装置的使用水压小于2MPa或无内喷雾装置，则必须使用外喷雾装置和除尘器。

（2）综掘队负责综掘机内外喷雾喷嘴的安设及维护，确保喷嘴安设齐全，雾化效果良好。

4、根据掘进工作面综合防尘工作实际情况，仅使用上述防尘措施无法满足降尘需求时，为了更好的降低粉尘浓度，提供良好的作业环境，在此掘进巷道内增设以下防尘设施：

（1）掘进巷道内增设负压诱导全断面喷雾装置

①安设地点：

为了便于喷雾用水的排出，巷道内全断面喷雾的安设地点主要根据巷道内临时水仓的位置而定，确定负压诱导全断面喷雾装置安设地点为每个临时水仓逆风流方向向前20米处。

②安设要求：

a.每组喷雾安设5个喷头，喷头之间的间隔均匀，必须保证能够覆盖全断面。

喷雾控制箱内必须安设风管、水管压力表。

b.由综采队在全断面喷雾装置安设地点前后10m范围内的皮带上加装防水罩，将安设地点前后10范围的巷道底板进行硬化处理。

c.喷雾由通风队负责安设及日常维护，安设完成后交由综掘一队负责使用，掘进作业过程中，必须开启喷雾装置进行降尘作业。

（2）湿式除尘风机

1　湿式除尘风机的安装

此掘进工作面选用KSS-450D型湿式除尘风机，除尘风机安装在掘进巷道胶带运输机的电器平台上，根据综掘工作面掘进进度前移，除尘风机与综掘工作面的距离始终保持在30-50米。

2　除尘风机风筒管理

在除尘风机进风侧安装φ800mm钢骨架负压风筒，用以吸入含尘风流，风筒吸风口距离掘进工作面3-5米。

风筒吊挂在巷道行人侧巷帮上,风筒吊挂平直，做到逢环必挂，风筒连接必须反压边。

根据巷道掘进进度及时延接风筒，确保风筒吸风口与掘进工作面的距离满足设计要求。

3　除尘风机供水与排水

除尘风机供水采用φ20mm高压胶管将供水管路与除尘风机供水管连接，供水压力不小于0.8MPa，防尘供水必须保持清洁，避免发生喷嘴堵塞。

除尘风机排出的污水，由于巷道起伏不平，无法利用水沟直接排出，为此专门制作了1个1.2米×1.2米×2.0米的长方体集水槽，首先将含尘污水收集到集水槽内，然后在集水槽内安装1台2.2KW水泵，当水槽内水量达到一定量时，利用水泵将含尘污水排到附近蓄水池内，再将其集中排出巷道。

4　除尘风机的使用管理

a.除尘风机与掘进机实行联动闭锁，当掘进机停止时，除尘风机自动停止运转，以便降低除尘能耗，同时也便于除尘风机日常管理。

b.除尘风机供电系统必须符合掘进巷道的瓦斯电闭锁和风电闭锁要求。

c.压入式供风风筒末端风量要大于除尘风机吸入风量，以保证除尘风机不出现“循环风”，并且压入式风筒和除尘风机交叉段巷道不存在瓦斯超限和积聚现象。

3、隔爆设施

（1）掘进巷道内每隔500m安装一组隔爆水棚，其中靠近工作面的一组隔爆水棚与工作面首列距离保持在60—200m。

设计共安设3组隔爆水棚。

（2）水棚的排间距为1.2—3m，棚区长度不小于20m。

每组隔爆水棚的水量不低于200L/m2。

（3）隔爆水棚相关设计参数如下表：

010611回顺隔爆水棚设计参数表

安设地点

010611回顺m

隔爆性质

辅助隔爆

巷道断面

10.8m2

水量标准

200L/m2

设计水量

2160L

水袋规格

60L

设计水袋个数

36个

每排水袋个数

3个

实际水袋个数

36个

实际水量

2160L

设计排间距

2m

棚区长度

22m

第四章　防灭火系统

一、防灭火措施

1.巷道内浮煤必须清理干净，严禁在巷道内堆放浮煤。

2.瓦检员对巷内空气温度定时进行检测，超过正常值（26℃），立即向生产管理部、通风队汇报并采取相应的措施。

3.瓦检员对巷道内氧气浓度定时进行检测，其消耗呈明显变化状态时立即向生产管理部、通风队汇报。

4.瓦检员每班对巷道内CO浓度至少检测二次，若检测出CO浓度超过0.0024％时，立即撤出人员，并向公司生产管理部汇报处理。

5.基层各单位加强对可燃物和易燃物的管理，井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押运至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面，严禁在井下存放。

井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。

用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔。

严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。

6.消防器材的配备必须齐全，并定期对其检测。

7.所有入井人员不得携带烟草和火柴等点火物品。

8.施工过程中严禁产生电火花，机械设备运转过程中尽量减少摩擦，严禁带电检修。

9.严格执行《井下电、气焊审批制度》，井下需要电、气焊工作时，必须制订专门安全技术措施，经批准后方可进行。

10.加强巷道内电气设备的防爆检查，保证所有电气设备都要防爆且达到隔爆要求，不得超负荷运转。

电器设备应正确选择、使用和装配。

所有的运行设备都要保持可靠的润滑和良好的散热条件，用过的棉纱不得随意乱扔，用后要立即上井妥善处理。

11.加强皮带运输管理，要有可靠的防皮带着火措施，皮带巷要设专门的洒水灭火系统。

皮带管理人员要认真巡视，发现皮带摩擦生热现象时要立即停机，进行处理。

12.防尘供水管路，兼做消防供水管路，每隔50米设置阀门及支管，作为消防栓使用，要加强日常维护，保证正常使用。

第五章安全监测监控系统

一、安全监测监控设备的配备和使用

1、甲烷传感器安设

由通风队负责从+874车场北翼绕道内的41#束管监测分站引2台JGC4（B）甲烷传感器，一台安放至风筒另一侧距迎头不大于5m的顶板完整、支护完好的地点，甲烷传感器距帮不小于200mm，距顶不大于300mm，另一台安放至010611回顺巷口向里10m处的顶板完整、支护完好的地点，甲烷传感器距帮不小于200mm，距顶不大于300mm，其工作参数为：

参数

地点

010611回顺掘进工作面

010611回顺掘进回风流

报警浓度

≥0.8%

≥0.8%

断电浓度

≥1.3%

≥1.3%

复电浓度

＜0.8%

＜0.8%

该工作面断电器设置在+874北翼车场，断电范围：

010609运顺上仓斜巷及010611回顺内所有非本质安全型电气设备电源，控制的主要设备为综掘机、转载机、煤电钻、潜水泵、刮板输送机、胶带输送机、液压锚杆机。

2、其他传感器安设

由通风队负责从+874车场北翼绕道内的41#束管监测分站引2台一氧化碳传感器、2台烟雾传感器，分别将1台一氧化碳传感器、1台烟雾传感器安设在010611回顺皮带机头和机尾顶板完整、支护完好的地点，传感器距帮不小于200mm，距顶不大于300mm。

引出1台风筒传感器，将其安设在掘进风筒距出口30m处。

附件：

1.010611运顺掘进工作面通风系统图

2.010611运顺掘进工作面安全监测监控系统图