煤矿矿井露天矿初步设计安全专篇编制内容.docx

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煤矿矿井露天矿初步设计安全专篇编制内容

说　　明

煤矿初步设计是矿井（露天矿）建设的基础，设计单位在编制初步设计时，应认真研究采、掘、机、运、通各系统及其各环节所涉及的安全问题，分析可能存在的不安全因素，编制有效防治相应灾害的设计内容。

对每一项工程的设计不仅要考虑技术先进性和经济合理性，而且更应考虑矿井（露天矿）整体的安全性。

根据《煤炭安全监察条例》及《煤矿建设工程安全设施设计审查与竣工验收暂行办法》（煤安监政法字〔2001〕第14号）的规定，煤矿建设工程在初步设计阶段，必须同时编制“安全专篇”。

在编制安全专篇时，要根据本煤矿的安全条件和特点编制相应的安全内容。

设计单位在报批初步设计时，应同时报批“安全专篇”。

各级煤矿安全监察机构应按照《煤矿建设工程安全设施设计审查与竣工验收暂行办法》、《煤矿建设工程安全设施设计审查标准》的规定，认真审查“安全专篇”。

“安全专篇”规定的安全设施必须和主体工程同时施工、同时投入生产和使用。

本安全专篇编制内容，适用于新建、改扩建和技术改造的各类煤矿设计项目。

煤矿建设过程中如确需对“安全专篇”内容进行修改，必须经原审批单位审查批准后方能组织实施。

××煤矿初步设计

安　全　专　篇

说　明　书

工程编号：

工程规模：

院　　　长：

总工程师：

项目负责人：

设计单位名称

二×××年×月

参加设计人员名单

专　　业

姓　　名

职务或职称

目　　　　录

　　第一部分　井工矿

前言………………………………………………………………1

第一章　矿井概况及安全条件…………………………………1

第一节　井田概况……………………………………………1

第二节　安全条件……………………………………………2

第三节　矿井设计概况………………………………………5

第二章　矿井通风………………………………………………6

第一节　概况…………………………………………………6

第二节　矿井通风……………………………………………7

第三节　降温措施及设备选型………………………………8

第三章　粉尘灾害防治……………………………………………9

第一节　粉尘…………………………………………………9

第二节　防尘措施……………………………………………9

第三节　防爆措施…………………………………………11

第四节　隔爆措施…………………………………………12

第五节　矿井地面生产系统防尘……………………………13

第四章　瓦斯灾害防治…………………………………………14

第一节　瓦斯………………………………………………14

第二节　防爆措施…………………………………………14

第三节　隔爆措施…………………………………………14

第四节　开采煤与瓦斯（二氧化碳）突出煤层防突措施…14

第五节　矿井瓦斯抽放………………………………………17

第五章　矿井防灭火……………………………………………24

第一节　概况………………………………………………24

第二节　开采煤层自燃预测和防治措施…………………24

第三节　井下外因火灾防治及装备………………………28

第六章　矿井防治水……………………………………………29

第一节　矿井水文安全条件分析…………………………29

第二节　矿井防治水措施…………………………………30

第三节　井下防治水安全设施……………………………33

第七章　井下其它灾害防治……………………………………34

第一节　顶板灾害防治及装备………………………………34

第二节　开采冲击地压煤层的措施…………………………35

第三节　爆炸材料库…………………………………………

第四节　提升运输事故防治措施及装备……………………36

第五节　电气事故防治措施及装备…………………………38

第八章　矿井安全监测监控………………………………40

第一节　概述…………………………………………………40

第二节　安全监测、监控和传输设备选型…………………40

第三节　监测设备各类传感器布置…………………………43

第四节　矿井各类传感器装备量……………………………46

第五节　矿井安全监测监控系统运行可靠性分析…………46

第九章　矿井安全检测及其它装备、矿山救护队………………46

　　第一节　矿井安全检测及其它装备………………………46

　　第二节　矿山救护队………………………………………47

　　第三节　矿井保健设施………………………………………47

第十章　劳动定员和概算…………………………………………47

　　第一节　劳动定员……………………………………………48

　　第二节　概算…………………………………………………48

附录……………………………………………………………49

前　　言

一、编制设计的依据

二、设计的指导思想

三、设计的主要特点及安全评价

四、待解决的主要问题

第一章　矿井概况安全条件

第一节　井田概况

一、地理概况

矿区、矿井所在地理位置，交通情况。

年最高和最低气温，雨季时间、年平均及最大降雨量、最高洪水位。

最大冻结深度，平均积雪厚度，最大风速。

地震烈度

二、主要自然灾害

三、矿区开发史，现有生产井、在建井、规划井分布和开采情况，小窑分布及开采情况。

四、矿区水源、电源及通信情况

第一节安全条件

一、地质特征

区域地质及地层，成煤时期，煤层赋存情况。

二、地质构造

断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律；火成岩侵入情况及对煤层的影响。

三、煤层及煤质

煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。

煤层顶底板岩性特征，物理力学性质、结构及变化规律；煤层结构，煤层露头（含隐露头）及风化带情况。

煤层特征表见表1－2－1、煤质特征表见表1－2－2。

四、矿井瓦斯等级，煤尘爆炸指数、煤层自燃发火期和自燃倾向性；矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性；地温情况

邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯是否突出、地温等实际及鉴定研究成果。

五、水文地质

井田水文地质条件，主要含水层类型，矿井是否受水威胁；井田邻近矿井和小窑涌水及积水情况以及废弃的矿井、小窑老塘积水情况；第四系含水层特征及埋藏情况；矿井正常涌水量和矿井最大涌水量。

六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题。

表1－2－1

煤层特征表

含煤地层

煤层编号

煤层厚度（m）

层间距离（m）

视密度

（t/m3）

顶底板岩性

顶板

底板

表1－2－2

煤质特征表

含煤地层

煤层编号

水分

Mad（%）

灰分

Ad（%）

挥发分

Vdaf（%）

硫分

St·d（%）

磷

Pd（%）

发热量

Qb,ad

（Mj/kg）

灰熔点

ST（℃）

胶质层厚度

Y（mm）

粘结指数

G

煤种

第三节矿井设计概况

一、工程性质

本矿井的建设性质，新建、改扩建还是技术改造。

二、井田开拓开采

井田境界、储量、设计能力及服务年限，井田开拓方式、采区布置及主要设备等。

插图：

开拓方式平、剖面图。

三、提升、排水和压缩空气设备

装有提升设备的井筒特征、各水平标高，主提升设备、辅助提升设备。

矿井主排水设备。

矿井调压缩空气总量、空气压缩机设备及压气管路等。

四、井上下主要运输设备

地面铁路、公路及其它运输方式，井下主要、辅助运输方式及设备。

五、地面生产系统

煤质、煤的用途及加工方式，主副井生产系统、矸石系统、辅助设施等。

六、工业场地布置特征、防洪排涝、地面建筑及煤柱

工业场地位置、工程地质条件及周围环境、防洪排涝标准及措施；工业建筑物与构筑物，行政、生活福利建筑和居住区建筑物煤柱。

七、供电及通讯

供电电源、电压、电力负荷、送变电方式、地面供配电、井下供配电、安全监控与计算机管理，通讯及铁路信号等。

八、给水、排水、采暖通风及供热

矿井水源、给水量、给水系统、净水站，排水系统，污水处理，井上下消防洒水系统和供热系统。

九、技术经济

建井工期、劳动定员汇总表、劳动生产率，静态及动态投资，各种经济指标及经济分析、经济评价等。

第二章矿井通风

第一节概况

一、井田瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性、煤和瓦斯突出及地温情况

二、随着开采深度的增加，对各水平瓦斯等级及地温变化的预测和依据

第二节矿井通风

一、通风方式和通风系统

1、简述煤层开采技术条件及矿井开拓方式

2、通风方式

3、通风系统

二、风井数目、位置、服务范围及时间

1、矿井初、后期风井数目及位置

2、风井功能、服务的水平和区域及时间

三、采掘工作面及硐室通风

四、井下通风设施及构筑物布置

五、安全逃生算途径

1、矿井安全出口及保证措施

2、井下避灾路线及图纸

六、通风设备及反风

1、矿井前后期风量，最大、最小负压和通风设备选型

2、通风机设置及要求

3、反风方式、反风系统及设施

七、矿井风量、风压及等积孔

1、风量计算（含备用风量）及分配

2、通风网络解算及总阻力

3、等积孔计算及通风难易程度评价

八、矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析

1、矿井通风方式及通风系统对矿井安全的保证程度和措施

2、矿井开拓、采掘布置、风井数目与井筒装备、设施对矿井安全的影响

3、其它安全保证措施

第三节降温措施及设备选型

一、矿井的致热因素

热害各类、热害程度及致热因素分析

二、矿井地热、热水分布状况及岩石热物理性质说明

1、可采煤层上下主要层段岩石热物理性质及参数

2、热水型矿井热水形成、运移、水温及水量等主要参数

3、地热型矿井的原始岩温、干湿球温度等主要参数

三、矿井热源散热量计算

1、地热情况及热害对职工的影响

2、风温预测计算及采取的降温措施

四、各种降温措施的经济技术比较及设备选型

1、开拓、采掘布置措施

2、通风系统及通风管理措施

3、地热及热水型矿井的封堵、疏干措施

4、人工制冷、降温等措施

5、降温设备选型

6、采用各种措施的经济技术比较

7、降温措施及预期效果

第三章粉尘灾害防治

第一节粉尘

煤尘爆炸指数及煤尘爆炸性，游离二氧化硅含量，粉尘（煤尘、岩尘）的职业危害。

煤尘爆炸性指数来源及可靠性评价。

第二节防尘措施

一、防尘措施

各个采掘工作面、装载点、卸载点、运输、仓储……等产生粉尘的尘源地点，采用的降尘、除尘捕尘以及对沉积在巷道中的煤尘所采取的综合防尘措施和个体防护措施。

二、回采掘进工作面除尘

从采煤方法、采煤工艺，钻孔凿岩放炮、湿润煤体，回采掘进设备（含综采机组、掘进机组、输送机）采取的降尘、除尘和个体防护措施。

三、煤层注水防尘

（一）设计依据

1、煤的水分、孔隙率、透水性、饱和含水率、裂隙、节理、层理破碎、硬度等情况。

2、煤层顶底板岩石的孔隙率、透水性、自然含水率、饱和含水率。

3、煤层的厚度、倾角、稳定性、构造、结构以及夹石的岩性、厚度、结核伴生情况、煤尘爆炸指数。

4、井田开拓方式，采区巷道布置及采煤方法，采煤、掘进装备，回采工作面月进度、月产量、通风方式、进回风巷支护方式及断面尺寸。

5、井下消防洒水（给水）系统。

（二）煤层注水防尘

1、注水方式的选择

2、注水参数的确定

3、注水系统的选择

4、注水设备及仪表的选择

四、采空区灌水防尘

1、灌水方式的选择

2、灌水参数确定

3、灌水设备的选择

4、灌水系统的确定

五、井下消防、洒水（给水）系统

水源的选择、水质、水量、水压及消防水升压和降压的设备和装置；水池容量及确保消防用水的措施；利用井下水时应论述对水质和水压采取的措施以及设备选型、安装地点。

井下消防、洒水（给水）管路系统中应有：

各个消防设施（含支管和阀门）设置地点及消火栓设置地点；各个装载点、卸载点、转载点、煤仓、输送机喷雾洒水给水点；各个煤层注水、采空区灌水给水点；各个设置隔爆水槽、水袋、水幕、冲洗井巷壁煤尘给水点；各个采、掘工作面喷雾洒水、采煤机、液压支架、输送机、掘进机、凿岩机、电钻、水封爆破与水炮泥给水点……位置。

六、粉尘传感器布置见第八章第三节，粉尘检测仪表见第九章第一节。

　　　　　　　　第三节　防爆措施

一、防爆措施

防止煤尘瓦斯爆炸的措施，对井巷中积聚的煤尘采取的防爆措施，采取哪些防止浮游煤尘发生爆炸和防止沉积煤尘再次飞扬起来参与爆炸的防爆和综合防爆措施，消灭引燃煤尘的火源的措施。

二、井下电气设备及保护的选择、井下电气设备和测量仪器仪表检修搬迁、操作……等，采取的措施。

三、撒布岩粉

1、对岩粉的要求和岩粉原料

1）对岩粉的要求

2）岩粉的原料

2、对岩粉量的要求

3、撒布岩粉地点的确定

4、岩粉散布方法的撒布周期

插图：

散布岩粉地段图

　　　　　　　　第四节　隔爆设施

一、隔爆设施

防止爆炸由局部扩大为全矿性的灾难所采取的措施

二、隔爆水棚（水槽、水袋）

1、水棚的结构与选型

2、水棚的计算与布置

3、岩粉棚的计算与布置

插图：

隔爆岩粉棚设置地点图

　　　　　　第五节　矿井地面生产系统防尘

一、防尘系统简介

（一）主井生产系统（选矸楼、筛分楼、煤仓、转载点、输送机栈桥、井口房、储煤场……等）和副井生产系统尘源及防尘系统简介。

（二）矸石系统防尘简介

二、防尘措施及装备

（一）主井生产系统（选矸楼、筛分楼、煤仓、转载点、输送机栈桥、井口房、储煤场……等）和副井生产系统喷雾洒水、通风及其它除尘措施和装备。

（二）矸石系统喷雾洒水除尘措施及装备

第四章　瓦斯灾害防治

第一节　瓦斯

矿井瓦斯赋存状况、各煤层瓦斯含量、矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，确定矿井瓦斯等级、瓦斯含量梯度。

瓦斯基础资料来源及可靠性评价。

　　　　　　　　第二节　防爆措施

论述水平标高巷道布置、采掘工艺对矿井瓦斯涌出的影响，如何防止瓦斯积存；确保矿井有稳定、可靠的通风系统，保证各作业地点有足够的风量和合适风速；井下电气设备及保护的选择；消灭井下引燃（爆）的火源等采取的防止瓦斯煤尘爆炸的措施。

瓦斯抽放与利用。

　　　　　　　第三节　隔爆措施

见第三章的第四节。

（在煤尘、瓦斯爆炸发生时，存在相互促进和相互作用状况）。

第四节开采煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层防突措施

一、煤与瓦斯突出的可能性分析

1、井田成煤时期，煤层赋存与埋藏深度，煤层厚度及其变化，煤种、煤层顶底板岩性及其厚度、地质构造及破坏程度。

2、井田煤层瓦斯含量及瓦斯成份、煤层瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数及在地质勘探过程中钻孔透煤时瓦斯涌出动力现象等。

3、矿井与邻近矿井煤与瓦斯突出情况，突出的煤层和深度，突出的地点以及所处煤层、地质构造情况，突出的类型、原因、基础数据等突出动态和规律。

二、矿井设计中防突措施

1、叙述确定为突出煤层的依据、所采用的预测方法和各项指标值，说明矿井各煤层的特征。

2、叙述开拓方式、煤层开采顺序、采煤方法、采区巷道布置和回采工作面布置参数；矿井通风方式和通风系统方面是否符合有关防突规定。

三、防突措施

（一）开采保护层

叙述开采保护层的有效性和经济性。

1、保护层的确定

1）保护层的性质

2）保护层的选择

2、保护层作用有效范围的圈定

1）保护层与被保护层之间的有效垂距

2）沿走向的保护的范围

3）沿倾斜的保护范围

3、叙述开采保护层的几个技术问题

1）主要巷道布置位置

2）井巷揭穿突出煤层地点的选择

3）在有抽放瓦斯系统的矿井开采保护层时应同时抽放被保护层瓦斯

4）保护层的有效保护范围及有关参数的确定

5）保护层的回采工作面与被保护层的掘进工作面超前距离的确定

6）突出煤层中防止在应力集中的影响范围内布置采掘工作面

7）开采保护层，一般不留煤柱，留煤柱应采取的措施

8）在突出煤层或瓦斯喷出区域掘进工作面的通风方式和局部风机选择

9）井巷揭穿突出煤层前通风系统和通风设施及采区上山布置方式选择

10）其它应注意的问题

（二）其它防突措施

1、单一突出煤层（无保护层可采的煤层群）防突措施

预抽煤层瓦斯

1）预抽煤层瓦斯方法。

其抽放方法和钻孔布置方式见本章第四节矿井瓦斯抽放有关内容。

在确定钻孔布置方式和抽放参数还应注意的问题。

2）预抽煤层瓦斯防突措施的有效性指标的确定和依据。

2、石门（立井、斜井及其它井巷）揭煤、煤巷掘进、回采工作面防突措施。

（三）煤与瓦斯突出预测仪器

根据矿井的实际需要，选择煤与瓦斯突出危险预测预报和防突措施效果检验仪器。

（四）避灾硐室

根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，设计井下避灾硐室和压风自救系统。

第五节　矿井瓦斯抽放

建立瓦斯抽放系统、抽放瓦斯的必要性指标和抽放瓦斯的可能性指标。

根据规程、规范的规定论述采用矿井集中抽放瓦斯系统、采用地面钻孔抽放瓦斯系统，还是采用井下移动式抽放瓦斯系统。

一、矿井年抽放量及抽放年限

（一）矿井瓦斯储量及可抽量

1、瓦斯储量计算范围

瓦斯储量计算范围：

井田范围内各可采煤层参与瓦斯储量计算范围外，还应包括受开采层采动影响的向矿井涌出瓦斯的不可采煤层和围岩。

2、瓦斯储量及可抽量

矿井瓦斯储量及可抽量计算结果见表4－3－1

（二）瓦斯涌出量计算

1、煤层瓦斯主要参数

煤层瓦斯主要参数实测值：

瓦斯风化带深度

煤层瓦斯压力

煤层瓦斯含量

煤中残存瓦斯含量

煤的孔隙率

瓦斯含量梯度

煤层透气性系数

钻孔瓦斯流量衰减系数

2、瓦斯涌出量计算

1）回采工作面瓦斯涌出量计算

××采区各回采区段工作面瓦斯涌出量预测计算结果。

2）掘进工作面瓦斯涌出量计算

××掘进工作面瓦斯涌出量预测计算结果

3）矿井瓦斯涌出量计算

矿井瓦斯涌出预测值（生产日期、矿井日产量；矿井瓦斯涌出量含回采、掘进、采空区）

（三）抽放瓦斯的必要性分析

1、抽放瓦斯的必要性

1）回采工作面抽放必要性分析

2）掘进工作面抽放瓦斯必要性分析

表4－3－1　　　　　瓦斯储量及可抽量计算结果汇总表

类别

煤层编号

地质储量

（104t）

瓦斯含量

（m3/h）

瓦斯储量

（104m3）

抽放率

（％）

瓦斯可抽量

（104m3）

备注

开采层

围岩

合计

2、抽放瓦斯的可能性

1）开采层抽放瓦斯的可能性

2）邻近层抽放瓦斯的可能性

3）煤层抽放瓦斯难易程度分类（容易抽放、可以抽放、较难抽放）判断抽放瓦斯的可行性。

3、抽放瓦斯效果预计

1）瓦斯抽放率

2）工作面瓦斯抽放量

3）矿井瓦斯抽放量

二、抽放瓦斯方法

（一）矿井瓦斯来源分析

1、选择抽放方法的原则

2、瓦斯抽放方法

1）回采工作面瓦斯来源及构成

2）本煤层瓦斯抽放方法

3）邻近层瓦斯抽放方法

4）采空区瓦斯抽放方法

3、抽放巷道选择

4、钻场布置、钻孔参数确定

1）钻场的布置位置、间距、尺寸及支护方式，抽放时间

2）钻孔布置

（1）本层瓦斯抽放钻孔参数

（2）邻近层瓦斯抽放钻孔参数

（3）采空区瓦斯抽放布置原则和参数

采空区瓦斯抽放布置原则、采空区瓦斯抽放的钻孔参数

5、封孔方式、材料及工艺

1）邻近层封孔工艺

2）本层封也工艺

6、设备选型及主要检测仪表

1）钻机

2）主要检测仪表

三、抽放管路系统及抽放设备选型

（一）抽放管路系统

1、抽放管路系统的选择

1）抽放管路系统选择的原则

2）抽放管路系统的选择

插图：

抽放瓦斯管路系统平面图

2、抽放管道管径、材质、规格

3、瓦斯管的连接方式、主管趟数

4、抽放管路阻力计算

5、管路敷设及附属装置

1）管路敷设

2）管路防腐及地面管路防冻措施

3）附属装置

（二）抽放设备选型

1、抽放瓦斯泵流量计算

2、抽放瓦斯泵压力计算

3、抽放瓦斯泵的真空度计算

4、抽放设备选型

5、抽放泵房主要附属设备电气防爆措施

四、抽放瓦斯站

（一）抽放瓦斯泵房及附属设备布置

1、抽放瓦斯泵站构成

2、抽放瓦斯泵房的主体设备电气防爆措施

3、抽放瓦斯泵房的主要附属设备

插图：

抽放瓦斯泵房及附属设备布置图

（二）抽放瓦斯站场地平面布置

1、场地选择与地质地形

2、抽放瓦斯站场地平面布置

3、场地填方与挖方量、用地面积

插图：

抽放瓦斯站平面布置图

（三）供电与通讯

1、供电电源

2、电力负荷

3、防止雷击

4通讯

（四）抽放瓦斯站场地建筑及环境保护

1、场地基础资料

2、场地建筑物及构筑物

3、环境保护

1）废水、噪声治理措施

2）对空排放瓦斯措施

（五）给排水、采暖及供热

1、给排水

1）给水

2）排水

2、采暖及供热

1）采暖

2）供热

五、安全

（一）抽放系统及抽放泵站安全措施

1、抽放系统安全措施

1）抽放钻场

2）管路防腐蚀、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、防底鼓措施

3）立井（立眼）、斜井（斜巷）管路防滑措施

4）地面管路防冻措施

2、抽放瓦斯站安全措施

1）抽放瓦斯泵前后防回火、爆炸、电气防爆、防静电措施

2）抽放瓦斯站防雷电、防火灾、防洪涝、防冻措施

3）抽放瓦斯浓度规定及在规定深度下的防爆措施

4）安全管理措施

（二）监测监控系统

1、监测监控参数的确定及设置地点

2、监测监控系统的自动化程度及设备造型

3、检测仪器仪表的配备

第五章　矿井防灭火

第一节　概况

矿井自燃级别、采煤方法及采掘设备、设计拟采用的防灭火措施等。

　　　　第二节　开采煤层自燃预测及防治措施

一、煤的自燃预测及分析

1、煤的自燃预测

从煤的炭化程度、煤岩成份、煤的含硫量、煤的破碎程度、水份、温度、地质构造、开拓方式、采煤方法、通风方式等方面分析煤的自燃倾向。

2、煤的自燃倾向性鉴定结果

鉴定方法及鉴定结果

二、煤的自燃预防措施

（一）开拓开采方面的措施

选择合