1072采面通风系统设计及安全措施.docx
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1072采面通风系统设计及安全措施
遵义县纸房煤矿
1072综采工作面通风设计及安全措施
遵义县纸房煤矿通防科
2015年12月
1072综采工作面通风设计及安全措施
一、通风系统改造设计依据:
1、《煤矿安全规程》,版煤炭工业出版社,2007年
2、《矿井通风与空气调节》,中国矿业大学出版社,1990年
3、《煤矿安全工程设计》煤炭工业出版社,1994年
4、《采矿工程设计手册》煤炭工业出版社,2003年
5、《通风安全学》,中国矿业大学出版社,2000年
二、通风系统改造设计原则:
1、按“以风定产”原则,使改造后的通风系统能力与矿井生产能力相匹配。
2、改造设计技术上合理可靠,风量充足,风流稳定、风速合理。
3、以最少的投资,较少的工程量与材料消耗,获得最好的经济效益。
4、根据本公司的实际情况,尽可能选用先进技术和装备。
5、改造后的系统安全可靠,防灾、抗灾能力强。
三、概述
1、工作面概况
1072综采工作面位于井田东部布置在C7煤层中,东部为井田边界,西部为一采区轨道下山、回风下山、运输下山,北部为未采区,南部为1071采空区。
工作面标高+870m—+917m。
1072综采工作面运输顺槽长1520米,回风顺槽长1590米,采面平均斜长90m,煤层平均厚度为1.8m,设计采高1.8m,面积为147725m2,煤的容重为1.45t/m3。
工业储量:
工作面走向长度×工作面长度×工作面煤层厚度×煤的容重=(1520+1590)÷2×90×1.8×1.45=36.5万t。
2、C7煤层自燃倾向性、煤尘爆炸性
据重庆煤科院对C7煤层进行的煤的自燃倾向性等级鉴定报告,结论显示自然倾向分类均为Ⅲ类,不易自然。
据重庆煤科院对C7煤层进行煤尘爆炸性鉴定报告,结论煤尘无爆炸性。
3、矿井瓦斯等级鉴定
据黔能源煤炭[2012]494号文件,遵义县纸房煤矿为高瓦斯矿井,相对瓦斯26.54m³/t、绝对瓦斯95.54m³/min。
4、C7煤层突出危险性鉴定
据黔煤生产字[2008]371号批复文件,C7煤层在+925m标高以上为非煤与瓦斯突出煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。
四、通风方式选型
采用合理的工作面通风方式,可以有效地排出工作面瓦斯,特别是高瓦斯矿井需要风量大,是工作面安全生产的重要保证。
长壁式工作面通风方式的选择与回采顺序、通风能力和巷道布置有关。
通风方式是否合理,成为影响采煤工作面正常生产的重要因素。
1、工作面通风应满足的要求
(1)采煤工作面要有足够的风量,并符合《煤矿安全规程》的要求,特别要防止在工作面上隅角处瓦斯的积聚;
(2)风流最好是单向顺流,尽量减少折返、逆流,力求系统简单、风路短;
(3)根据通风要求,进风巷、回风巷应有足够的断面和数目。
(4)根据《煤矿安全规程》第一百一十五条:
有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。
2、工作面通风方式的确定
长壁式采煤工作面通风方式主要有U型、U+L型、Z型、Y型、W型以及H型等几种。
根据1072综采工作面现有巷道布置,工作面长度、瓦斯、粉尘情况综合分析,工作面通风采用“U”型通风方式,1072运输巷进风、1072回风巷回风。
(1)有利于采面控制采面风速,煤尘的稀释,改善工作环境。
(2)巷道风流直射上、下隅角,携带出的瓦斯从中部平巷回出,不会出现上下隅角瓦斯积聚现象的发生。
工作面上下段都有独立的进风道,保持独立的通风,因工作面较长便于上、下段风量控制,不会出现上或下段风速过大现象,降低煤尘飞扬,有利于改善环境。
(3)工作面上下段发生火灾事故时不会影响上或下段的人身安全,便于事故扑救。
综合上述分析:
1072综采工作面设计采用“U”型通风方式,采用一条巷进风,一条巷回风,此种方式的通风系统有利于采面防治瓦斯积聚,解决通风、防尘方面的问题都有很好的效果。
六、风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算:
1、工作面实际需要风量计算
(1).按瓦斯涌出量计算
Q采1=100×q采×KCH4=100×2.5×1.5=350(m³/min)
Q采—采煤工作面需风量,m³/min
q采—回采工作面瓦斯的平均绝对涌出量,2.5m³/min;
KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数取1.5。
(2).按工作面温度选择适宜的风速计算
Q采2=60×80%V采×S采×K采;m3/min
式中V采--------采煤工作面适宜风速,取1.0m/s。
S采--------采煤工作面的平均断面积,可按最大和最小控顶面积的平均值计算,m2;故取S采=(4.8+5.4)/2×2.2=11.22m2;
K采--------工作面长度系数,取1.2;
Q采i=60×80%×1.0×11.22×1.2=647m3/min
(3).按工作面气象条件计算
Q采3=Q基本×K采高×K采面长×K温
=60×5.1×1.8×70%×1.0×1.1×1.0×1.1
=467
其中:
Q采——采煤工作面需风量,m3/min;
Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量(Q基本=60×工作控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速,适宜风速取1.0m/s),m3/min;
K采高——回采工作面采高调整系数,取1.1;
K采面长——回采工作面长度调整系数,取1.0;
K温——回采工作面温度与对应风速调整系数,取1.1;
(4).按采煤工作面同时作业人数计算
Q采i=4×N采;m3/min
式中N采——采煤工作面同时工作的最多人数
Q采=4×60=240m3/min
(5).按风速进行验算
根据规程规定,采煤工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行计算,即采煤工作面的最低风量:
按最低风速进行验算,采煤工作面的最低风量:
Q采≥15×S采=0.25×60×9.18=138m3/min
按最高风速进行验算,采煤工作面的最高风量:
Q采≤240×S采=4×60×9.18=2203m3/min
根据上述计算结合我矿具体情况,取Q采=647m3/min作为1072综采工作面回采时的计划配风量。
七、通风路线
新鲜风流:
主平硐、副平硐→轨道下山→1072运输顺槽→1072综采工作面。
污风风流:
1072综采工作面→1072回风顺槽→1072回风绕道→回风下山→回风平硐→地面。
八、安全技术措施
(一)通风、瓦斯管理部分
1、施工单位应管理好分管区域内的所有通风设施,严禁将任何一处的两道风门同时打开,防止造成风流短路。
2、工作面回采期间必须加强工作面所涉及四条巷道的管理,确保有足够的有效通风断面,严禁出现风量不足和四条巷道风速超限现象,并在工作面的进风隅角设置挡风帘。
3、工作面回采期间如与其它掘进工作面发生串联通风时,必须制定串联通风安全措施。
4、工作面回采期间,三班都必须配备一名经培训合格的专职瓦斯检查员,每班不少于三次检查瓦斯,检查的点为工作面(上、中、下)部,回风上隅角、回风流5个点,并坚持现场交接班,严禁空班、漏检和假检。
5、工作面需要放炮时,瓦斯检查员必须坚持执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
6、工作面回采期间,必须在回风巷距工作面10m范围内、距工作面回风出口10~15m范围内各安装瓦斯传感器一台,安装位置应距巷道顶部不大于300mm,距巷帮不少于200mm处。
其报警点瓦斯浓度为≧1.0%、断电点瓦斯浓度为≧1.0%、复电瓦斯浓度为<1.0%。
断电范围:
工作面中全部电气设备。
传感器的移动由通风队的当班瓦斯员负责。
7、在工作面回风隅角要悬挂瓦斯传感器一台,由当班瓦斯员负责管理,断电范围与工作面传感器的断电范围相同,其位置在切顶线处距巷帮不大于200mm,距顶板不大于300mm。
8、工作面及回风隅角瓦斯浓度超过1.0%时,必须立即停止工作面的生产,并汇报矿调度室和通风值班室进行处理。
9、副矿长以上管理人员下井时必须携带便携式甲烷报警仪,对其分管范围内的甲烷进行不间断的监测,如有报警现象(甲烷报警点为≧1.0%)必须停工进行处理。
10、当班班组长下井时必须携带便携式甲烷报警仪,如有报警现象(甲烷报警点为≧1.0%)必须停工进行处理。
11、流动电钳工下井工作时,必须携带便式报警仪,在检修工作地点20m范围内检查甲烷气体浓度,有报警现象时,不准通电或检修。
(二)防尘
1、煤尘爆炸指数:
1072综采工作面煤层爆炸指数为45.71%。
2、工作面温度为:
18~20℃。
3、防尘水源:
工作面的防尘水源来自东翼蓄水池的水。
4、防尘设施:
工作面进回风顺槽的防尘管路为直径Ø54mm的钢管、三通及其它设施必须按要求安设齐全,工作面的防尘软管必须贯穿整个面长,每隔50m设一个三通管。
5、各皮带机头、溜头等各转载点必须安装转载点喷雾装置。
6、在工作面进风道安装一道净化水幕、在回风道至少安装二道净化水幕。
7、管道队每班沿工作面及三通50m范围内全断面洒水防尘一次,50m以外及其它巷道至少每天洒水防尘一次。
负责采煤区域的防尘设施都必须正常使用,所有地点都必须做到无积尘现象。
8、下井人员必须配带自救器和防尘口罩,搞好个人防护,搞好整个区域的文明生产,所有设备、电缆表面及管路上不得有积尘。
9、测尘员每半月对工作面进行一次全工序测尘,并将测得的结果上报矿总工程师审阅,发现粉尘浓度超过规定及时分析和处理。
10、进回风顺槽各安装一道隔爆水棚,距工作面的距离在60m,装水量、水袋吊挂,安装长度等必须符合要求。
11、通风队定期移水棚和净化风流设施,使之符合规定,同时定期检查、维修和加水,确保正常使用。
(三)安全监测系统
1、瓦斯、CO检查
工作面设专职瓦斯检查员随时检查瓦斯浓度。
瓦斯传感器设置在采面上隅角(T0)、采面上出口往外≤10m位置(T1)、1072回风顺槽距1072回风绕道10~15m的位置(T2)和温度传感器Wd、采面下出口往外≤10m位置(T3);CO传感器设在距1072回风绕道10~15m的位置。
瓦斯检查牌板设置在1072回风顺槽中距工作面不大于50m位置,检查结果要及时填写,并及时把检测结果汇报调度。
传感器安装位置:
安装位置应距巷道顶部不大于300mm处,距帮部不少于200mm。
瓦斯传感器报警浓度:
≥1.0%,瓦斯传感器断电浓度:
≥1.5%,瓦斯传感器复电浓度≤1.0%,一氧化碳传感器报警浓度≥24ppm。
断电范围:
工作面及回风流中全部非本质安全型电器设备。
2、由各采煤班的班长负责工作面进、回风顺槽各种传感器的日常移动,移动后的传感器的位置符合上述位置,并保证传感器不受到破坏。
传感器应垂直悬挂,距顶板不得大于300mm,距巷帮不小于200mm(回风隅角处的一台距巷帮不大于200mm)。
3、所有人员都有责任保护好传感器不被损坏,一旦发现传感器损坏应及时向调度室汇报;任何人不得故意破坏安全监测设施,任何人都有权制止、揭发破坏安全设施的行为。
(四)防灭火
1、为落实防灭火措施,在工作面两道要配备消防器材,布置防尘管路,皮带机头、机尾均设置消防栓、消防水龙带、消防沙、灭火器、灭火器不少于2台,消防沙不小于0.2m³。
2、在运输巷安设两道隔爆水棚,连续长度不小于20m,水量符合要求,按每平方米不小于20cm³水量配置。
工作面进、回风顺槽出口安设不小于45m的消防软管。
3、建立自然发火预测预报制度,对采空区密闭、工作面回风隅角、回风道及中间道地点进行预测预报,并报总工程师审阅。
4、工作面回采结束后,在规程规定时间内封闭1072综采工作面各巷道。
附:
通风系统示意图