矿井通风降温与安全资料全文档格式.docx

1、（mm）岩粉量（%）煤尘爆炸指 数爆 炸危险性2 （2）35057050.075.044.83有3上 （2） 40060062.065.039.22煤（8）5060037.786.540.79煤焦（2）03005.040.09.77无有6 （1）63080.044.77三、煤的自燃根据本井田煤样测试结果（见表5-1-3），各煤层煤的原样着火温度变化在314411之间，还原样与氧化样着火点之差为522。2、3上煤层属不易自然发火；3（3下）煤层属不易自然自然发火煤层；3（3下）煤焦、天然焦均属不易自然发火煤层；6煤层属自然发火煤层。因此，在今后矿井开采过程中应严格采取防火措施，以防煤层自燃现象发

2、生。表5-1-3 各煤层煤的自燃试验成果表原 样（）还原样氧化样T自燃等级3273523303583243446143上 （2）3593623633703523541116煤（10）314358317364312350516、煤焦（5）3894113954233834051220天然焦（4）42744044046942243671934734932722四、地温勘探阶段未做专门恒温点（带）的确定工作，沿用了巨野煤田普查地质报告确定的恒温点的深度50m、温度18.9。全区非煤系地层的平均地温梯度（Q+N+P2）2.63/100m，煤系地层（P1s+C2P1t）平均地温梯度3.57/100m。随沉

3、积环境、构造和水文地质条件的不同以及岩浆岩侵入，地温梯度变化有一定的差异，全孔地温梯度1.814.11/100m，全区平均地温梯度3.01/100m。煤系基底广布着奥系石灰岩含水层，据揭露奥灰钻孔简易测温资料统计，地温梯度一般在1.50/100m，地温梯度较小，说明导热性能较好。全区地温梯度呈西北高东南低的趋势，3煤层沉缺区及其附近地温梯度较低。但随沉积环境、构造和水文地质条件的不同，地温梯度变化有一定的差异。从3（3下）煤层底板温度等值线图可以看出，等温线与煤层底板等高线基本平行，即煤层埋藏越深温度越高。但同一深度,由于所处构造部位不同以及受其它地质因素的影响不同，地温也有所不同，根据3煤层

4、底板温度等值线图，3煤层主要处于一或二级高温区，且大部分为二级高温区，Y-28号钻孔见最高温度为55.91;仅3煤层埋藏较浅处，零星分布着几个小的正常地温区。总之，本区平均地温梯度3.01/100m，属地温梯度异常区。3（3下）煤层西部局部赋存区处于一级高温区，东部大部处于二级高温区。第二节 矿井通风一、矿井通风方式根据开拓部署，针对本矿井埋藏较深、地温较高的特点，采取分区通风的方式，矿井开采前期采用中央并列抽出式通风方法。中、后期分别在南部和北部再增打进、回风井，解决由于开采围扩大引起通风负压过大的问题，实现分区通风。二、矿井通风系统矿井开采前期新鲜风流由副井（主井进少量风）进入井底车场，经

5、轨道石门、轨道顺槽、清洗工作面。乏风从回采工作面经胶带顺槽、回风石门至风井排出地面。矿井初期通风系统见图5-2-1。三、矿井风量计算根据煤矿安全规程（2004）规定，结合兖州矿区“矿井风量计算方法”，矿井需要的风量，按下列要求分别计算，并取其最大值。按井下同时工作的最多人数计算：Q矿井4NK矿通 式中：N井下同时工作的最多人数，人；K矿通矿井通风系数，包括矿井部漏风和配风不均匀等因素， 取K矿通1.25 Q矿井42001.251000 （m3/min）,即16.7 m3/s.按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算：Q矿井（Q采Q掘Q硐Q其它）K矿通 Q采采煤工作面实际需要风量总和，

6、m3/s；Q掘掘进工作面实际需要风量总和，m3/s；Q硐硐室实际需要风量的总和，m3/s；Q其它矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/s； 采煤工作面实际需要风量，按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算： 按工作面温度和合适风速计算Q采i=60V采iS采iK长i（m3/min）式中:Q采i-第i个采煤工作面实际需要的风量, m3/min；V采i -第i个采煤工作面风速, m/s（见表5-2-1）,考虑降温需要，并适当留有富余系数，本值取大值；S采i-第i个采煤工作面的平均断面积， m2，估算为10.0 m2；K长i-第i个采煤工作面面长调整系数（见表5-2-

7、2）；2.010.01.2=1440 m3/min 按人数计算实际需要风量Q采i=4Ni m3/minNi-第i个采煤工作面同时工作的最多人数,人；Q采i=470=280 m3/min表5-2-1 采煤工作面空气温度与合适风速对应表 采煤工作面空气温度（C）采煤工作面风速（m/s）15180.818200.81.020231.01.323261.31.626281.62.0282.02.5表5-2-2 采煤工作面面长调整系数表采煤工作面长度（m）1mm）。而本矿井喷雾压力为6.3MPa，喷头喷口直径较小，使其具有雾粒细、射程远、涡旋强度大、荷电性能强等优点，大大提高了降尘效果。（2）液压支架移

8、架和放煤口自动喷雾降尘在液压支架上安装喷雾控制阀，当降柱和放煤时，通过支架的液压系统输送给控制阀液压信号，控制阀水路开启实现喷雾降尘；移架和放煤过程中继续喷雾，当升柱和关闭放煤时，支架的液压系统又输送给控制阀信号，关闭水路停止喷雾，从而实现放煤和移架的自动喷雾降尘。其降尘率可达74以上。（3）对点、破碎机等处进行喷雾洒水降尘，并对破碎机实行封闭。（4）含尘风流控制除尘改变工作面通风系统或风流方向：国现行的长壁工作面通风系统，一般为U型、Y型、W型、E型及Z型等，以U型应用最为普遍。除尘效果以W型、E型（2进1排系统）为佳。将U型改为W型通风系统，回风煤尘含量降低近30，矿井投产后可根据工作面粉

9、尘情况选择通风方式。调节工作面最佳风速：采煤机组与液压支架选定后，工作面的断面有一给定的围和相应的风速。从工作面防尘出发，有一最佳排尘风速，其值的大小随煤体水分、采煤机工况和采取其它降尘措施的不同而异。一般认为采煤工作面最佳排尘风速1.41.6m/s，采取防尘措施后，可增加到22.5m/s。采煤工作面是一个尘源多又分散的工作场所，必须对整个工作面实施综合防尘措施，才能够使整个工作面的粉尘浓度有效地降低。（二）其它地点的粉尘防治 1、采煤机和掘进机必须配备有效可靠的外喷雾降尘装置；掘进工作面要设置除尘风机，锚喷工作面配备混凝土喷射机除尘器。2、建立完善防尘、洒水降尘管理系统。对于煤流各地点必须经

10、常喷雾洒水。3、对于容易积存煤尘之处，应定期进行清扫和冲洗巷道。4、井下煤仓和溜煤眼应经常保持一定的存煤不得放空，防止煤仓和溜煤眼进风。5、矿井两翼、相邻的采区、相邻煤层和相邻的采煤工作面间，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间、煤仓同与其相连通的巷道间，采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点同与用其连通的巷道间，必须设置隔爆水棚隔开。6、煤壁注水是防止煤尘的有效方式，在开采前需进行煤壁注水。7、采、掘工作面的工人应按规程规定配戴防尘帽和防尘口罩。三、防火措施本矿井开采的煤层有自然发火倾向。兖州矿区南屯、柴里等矿井开采3煤层时均发生过煤层自然发火，自然发火期一般36个月，最短的45d。因此预防煤层自

11、然发火，是本矿井煤层正常开采和矿井安全生产的一个突出问题。本设计认真调查了国开采有自然发火煤层矿井的防灭火经验，采取预防为主，力求根治的综合治理措施。1、综放面自燃机率分析煤层自燃取决于煤的自燃倾向性，漏风供氧、积聚氧化热的蓄热环境和稳定足够的氧化时间等因素。这些因素都与开采方法和采场推进的时空有关。（1）综放面对防治煤层自燃的有利因素首先综放面具有开采时间短的优势，综放面一次采全高，减少了切割煤层的次数和煤层暴露在空气中的时间。二是从兖州矿区推行无煤柱分层开采发生的34次煤层自燃和隐患的时间来看，一分层（或本分层）开采时引起本采空区部发火的机率低，占总发火次数的17.6%，下分层及邻区准备或

12、开采时引起上分层或相邻采空区部发火机率高，占总发火次数的82.4%，其主要原因就是下分层及邻区准备或开采时重新揭露煤层造成漏风供氧继续氧化上分层或相邻采空区浮煤所至。分层开采发生的火灾和隐患时空分布情况见表5-3-1。表5-3-1 火灾和隐患时空分布情况与分层关系采空区采空区周边合计中部开切眼停采线一分层回采时426下分层或邻区准备、回采时11114合 计334从上表34次火灾和隐患发生的空间位置看出，采空区中部发火机率低，采空区周边，特别是停采线和顺槽发生自燃或隐患机率高，分别占总次数的41.17%和32.35%。所以减少综采面“两道两线”的个数，也就消除了大部分发火隐患点，降低了煤层自燃机

13、率。兖矿综放面煤层自燃隐患情况（表5-3-2），本面的发火机率为0，发火隐患主要发生在相邻面的采空区、停采线及有断层或老巷处，也符合所述煤层自燃时空规律。（2）综放开采对防治自燃的不利因素一是综放工艺回采率通常为88左右，大量的松散煤体堆积在采空区，采用注浆等常规防灭火手段收效甚微。二是综放面产量大，增加了放煤工序，推进速度比分层开采慢，采空区浮煤从氧化带进入窒息带的时间相应延长，有可能导致自燃。三是综放面采高大，采空区冒落三带中的裂隙带增高，沿两道及开切眼的U型漏风三角相亦增大，因而采空区漏风三带中的冷却带和自燃带相应加宽，采空区漏风比分层开采面严重。通过综放面和分层开采防治煤层自燃、发火事

14、故和隐患的事实，分析比较可得出如下结论：表5-3-2 综放面煤层自燃隐患综放面编 号发火隐患部位原 因隐患发生本面邻 面时 间兴隆53065305停采线1992.7兴隆53135314-1采空区下部断层处5313面、5313-2面同时开采1993.45314-1停采线与一分层探煤巷交叉处1993.10兴隆43144314一联三岔门处1993.11南屯6310顺槽顶板煤柱孤岛开采，煤层松动离层1993.9鲍店1308a、综放面在开采时空上占有优势，在保持一定的推进速度的情况下，综放面比分层开采面的煤层自燃机率低，特别是综放面本面的发火机率低；b、综放面火患的威胁主要来自相邻采空区；c、综放面煤层

15、自燃隐患的重点部位仍是“两道两线”，特别是停采线和相邻综放面采空区的顺槽。2、防治煤层自燃的主要技术措施（1）加快工作面的推进速度加快工作面推进速度，利用采空区“漏风三带”规律，把采空区浮煤在发火期置入窒息带是防止工作面采空区煤层自燃的重要技术措施之一。据前联的实验研究结果表明：冷却带与自燃带的宽度（围）取决于冒落岩石的压实速度（即顶板岩性）、工作面的长度、工作面两端的风压差及工作面的推进速度。根据兖州矿区开采3煤层的具体条件，可算出综放面冷却带和自燃带的总宽度175.5m与最小平均月进度62m的比值为2.83月，小于3煤层的最短自然发火期3个月，所以综放面月推进度在62m以上，即可保证在本面不会发生煤层自燃。（2）实施区域性的均