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1、第五章通风与平安5.1概况瓦斯本井田补充勘探利用解吸法采集各煤层瓦斯样品24个。其中：4-2号煤层4个，44号煤层6个，5,号煤层8个，53号煤层6个。经测试，区内各可采煤层属瓦斯逸散带。煤中自然瓦斯成分中，氮气（W）高达75.62100%,二氧化碳（CO2）仅占023.24%,甲烷（CH4）为零或微量。井田内瓦斯成分分带划归为“二氧化碳氮气带”。近年来，邻区（柠条塔井田）发生了WS气体损害事故，新民区发生了CO中毒事故，为了进一步了解区内各煤层瓦斯、WS气体和CO气体含量，在先期开采地段（一盘区）共采集4?、44、5-2、5-3煤层瓦斯样共计17个（其中：一煤层3个，44煤层4个,52煤层5
2、个，V煤层5个），主要了解有毒有害气体和含量改变状况。测试结果表明，煤层解吸瓦斯含量均为零或微量，测试结果与以往相同，H2S,CO气体未检出，钻探施工时无WS气体逸出。自然瓦斯成份以氮气为主，二氧化碳少量或微量，甲烷微量或零。瓦斯分带仍旧属二氧化碳氮气带。另外，据区内小煤矿的调查资料，各矿采煤期间均未发生过瓦斯爆炸事故。但是煤层瓦斯的赋存与运移条件、围岩特征、埋藏深度等因素都有亲密关系，在空间上分布极不匀称，尽管本井田测试结果瓦斯含量为零，但在煤矿生产过程中，仍需加强对瓦斯和H2S气体的监测，确保平安生产。依据以上资料，本矿井按低瓦斯矿井设计。依据以上资料，本矿井按低瓦斯矿井设计。煤尘本井田补
3、充勘探各煤层共采集煤尘爆炸性试验样21个，试验结果表明区内各可采煤层均有煤尘爆炸危急，将来在矿山开采中应予以足够重视。煤的自燃倾向性补充勘探各可采煤层共采集样品55个，均进行了煤的自燃倾向测定。并按“煤的自燃倾向等级分类”标准，对各可采煤层自燃倾向进行分类。依据测定结果，各煤层均属自然发火和有可能自然发火的煤层，不同的是自然发火的难易程度有所差异。4-3、4、5-2煤层易自然发火的样品数较多；2-2.3-4-2煤层虽不具或很少具易自然发火的特征，但因井田内各层煤煤类大部分为长焰煤，变质程度低，故仍具有很大的自然发火可能。另外，据邻区资料（井田东约18km的黄羊城沟内沙坡煤矿，开采3号煤层，煤类
4、为长焰煤）。1987年11月沙坡煤矿将300t粉碎到3cm以下粒级的煤堆放露天煤场，时隔3个月，自1988年2月起先自燃，至1988年4月燃烧未尽。综上所述，井田内各可采煤层均有可能自然发火，在生产中应引起足够重视。地温补充勘探采纳数字测井方法以连续记录曲线的方式，在9-1、11-2两钻孔进行了简易测温工作，简易测温数据与以往成果接近，说明多年来地温无明显改变。区内地温梯度最大为3.47oC100m,最小为1.92oC100m,平均地温梯度为2.70oC100mo多年平均恒温带的深度为2040m,温度为13.2C,属无热害异样区。5. 2矿井通风5.1.1 通风方式和通风系统矿井采纳机械抽出式
5、通风方式。依据矿井开拓布置，矿井移交时共布置主、副平胴及回风斜井共3个井筒，其中主、副平嗣布置在工业场地，担负矿井进风任务。回风斜井布置在井田东部2号煤层火烧区边界、后姚家昴旁边（距工业场地约4.5km）,担负矿井回风任务，形成中心分列式通风系统。后期在井田西部二盘区布置一对进、回风斜井，采纳分区式通风系统。5.1.2 风井数目、位置、服务范围及服务时间如上所述，本矿井移交生产时，回风斜井在工业场地以西约4.5km的风井场地。依据井下采区接替支配状况，由主、副平胴、回风斜井所形成的通风系统主要服务于一盘区，服务时间约30年。主平嗣、副平嗣、回风斜井井筒净断面分别为11.9m2、21.9r112
6、16.8m2.井筒通风实力见表5.2-1o矿井移交井筒通风实力表表5.2-1井筒名称净断面(m2)允许风速(ms)允许通风量(m3s)备注主平碉11.9671.4副平碉21.98172.2回风斜井16.815252.05.1.3 掘进通风和嗣室通风井下各掘进工作面采纳HOWDENBUFFA1.O-42-55型局部通风机供风，供风量1025m%,全风压3000Pa0依据煤矿平安规程规定，井下爆炸材料发放碉室设专用回风道干脆与5-2煤回风大巷连通，实行独立通风。5煤大巷机头变电所及盘区变电所与回风大巷连接的通道,均设置调整风门限制风量。5.1.4 矿井风量、负压和等积孔计算.1风量计算依据煤矿平安
7、规程和煤炭工业矿井设计规范(GB502152005)规定，矿井总风量应按井下同时工作的最多人数每人每分钟供应风量不得少于4m3和按采煤、掘进、嗣室及其它地点实际须要风量总和分别计算，并选取其中的最大值。1 .按井下同时工作的最多人数计算Q=4NK式中：Q矿井总供风量，m3mi11;N井下同时工作的最多人数，按256人计算(最大班交接班时)；4每人每分钟供风标准，m3mi;K矿井通风系数，包括矿井内部漏风和安排不匀称等因素，取1.20。则：Q=42561.20=1228.8r113min=20.48m%o2 .按采煤、掘进、洞室及其它地点实际需风量计算Q=(Q采+Qm+Q阐室+Q其它)K式中：Q
8、矿井总风量，m;Qe一回采工作面所需风量之和，r113s;Q捏T进工作面所需风量之和，m%；Qh独立通风的砸)室所需风量之和，r3s:Q%其它用风地点所需风量之和，m3/s；K-T井通风系数，取1.20。因本井田煤层中沼气(CH4)含量很低，所以矿井各用风地点的风量计算只考虑解除粉尘和满意良好气候条件即可。结合神府矿区高产高效矿井实际的配风状况，设计确定各用风地点配风标准如下：(1)采煤工作面需风量(2QQ计算依据井下盘区及工作面布置，矿井初期共布置1个52煤层一次采全高综采工作面。4年后在3-1煤层和4-2煤层各布置1个回采工作面。1)按工作面相宜风速计算S=3(M-0.3)式中：S工作面有
9、效通风断面，m2；M工作面采高，Hlo按上式计算，5,煤层综采工作面有效通风断面为17.111,3煤层综采工作面有效通风断面为7.5江、4?煤层综采工作面有效通风断面为9.0m2o依据国内高产高效低瓦斯工作面配风阅历，工作面相宜风速一般在1.52.5ms左右。设计工作面相宜风按185ms计算，则W煤层综采工作面配风量为31.64m3s,3煤层综采工作面配风量为1388m3s,4-2煤层综采工作面配风量为16.65m3s.结合神府矿区高产高效矿井实际的配风状况，5,煤层综采工作面配风量确定为32m3s,3-1煤、4-2煤综采工作面配风量确定均为20mWs.2）备用工作面配风矿井正常生产期间，初期
10、5-2煤生产时考虑有1个打算（正在进行设备安装或撤除）工作面，3煤、4-2煤配采时考虑有1个打算工作面。按生产工作面配风量的50%计算配风量，则备用工作面配风量分别取16m3s和10m3s.则采煤工作面所需风量为：初期5?煤生产时：Q=32+16=48m%3煤、4,煤配采时：Q=202+101=50m%（2）掘进工作面风量（QQ计算设计矿井初期5-2煤生产时，配备了2个综掘工作面，其中1个大巷综掘工作面，1个顺槽综掘工作面，另考虑1个普掘工作面的配风。后期3煤、42煤配采时再增加2个连续采煤机工作面。1）按局部通风机吸风量计算QM=ChXlXkf式中：Qf掘进面局部通风机额定风量，m%；选用H
11、oWDENBUFFA1.（M255型局部通风机，Qf=8m3sI掘进面同时运转的局部通风机台数，台；Kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.2。Qft：811.29.6r3s每台局部通风机配风量取10m%0综掘工作面及连续采煤机回采工作面分别配备2台局部通风机，岩普掘工作面配备1台局部通风机。参照邻近矿区及类似矿井实际阅历综掘工作面配风量为15m3s,连采工作面配风量为18m%,岩普掘工作面其配风量为10m%o则掘进工作面所需风量为：初期5-2煤生产时：Qw=152+10=40m%3煤、4煤配采时：NQHl52+182+10=76r113s2)按风速进行验算按煤矿平安规程规定，煤巷、
12、半煤巷掘进工作面的风量应满意：0.25SjQitNaHPO4、NaCkKCkCa(OH)2、H3BO3、水玻璃(Na2SnSiO2),以及铝厂的炼镁槽渣、化工厂的硼酸废液，造纸厂的氯化锌废液、酒厂的废液等。其中以工业氯化钙(CaCl25H2),卤块、片(MgCl26H2)阻化效果好，货源足够，运贮便利，运用较广泛。因此，设计选用工业氯化钙(CaC25H2O)作为阻化剂。(2)喷洒压注工艺及设备为节约投资和适应工作面位置不断改变的要求，设计采纳移动式阻化剂雾化系统，即在工作面进风顺槽中设置贮液箱和阻化剂喷射泵，通过管道进入工作面，喷洒气雾阻化剂到采空区和工作面四线(上、下顺槽、开切眼及停采线)。
13、设计选用XRB-50/125型喷射泵和In型雾化器。(3)参数计算依据生产矿井运用效果，阻化剂溶液浓度限制在1520%之间为宜。详细参数应在煤层开采时通过试验确定。工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱破裂带等处，须要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑肯定的加量系数。工作面一次喷洒量可按下式计算：V=KK21.ShA1式中V次药液喷洒量，m3；Ki易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；K2采空区丢煤容重，tm3,由丢煤样实测确定；1.工作面长度，m；S一次喷洒宽度，m；H采空区底板上丢煤厚度，m；A吨煤吸液量，Vt煤，
14、应通过试验测得；Y阻化剂的容重，tm3o矿井投产后，应依据工作面实际生产状况，测定采空区丢煤状况，通过试验测定吨煤吸液量，确定工作面一次阻化剂喷洒量。工作面前方煤体压注阻化剂，取决于煤体的吸液量和煤体的渗透半径，可按每6m一个钻孔进行压注，矿井生产中可依据实际状况进行调整。3 .均压防灭火均压防灭火是采纳通风技术措施，调整漏风风路两端的风压差，使之减小或趋于零,使漏风量减至最小，从而抑制限制区内煤的自燃，抑制封闭火区的火势发展，加速其熄灭。采纳均压防灭火时应留意：实行区域性均压时，应顾及邻区通风压能的改变，不得使邻区老塘、采煤工作面、采空区或护巷煤柱的漏风量增加，严防火灾气体涌入生产并巷和作业
15、空间；回采工作面采纳均压防灭火时，必需保持均压风机连续稳定地运转，并有确定均压风机突然停止运转时保证人员平安撤出的平安措施。利用均压技术灭火时，必需查明火源位置、瓦斯流向，并有防止瓦斯流向火源引起爆炸的措施。4 .束管监测系统依据煤矿平安规程的规定，采纳氮气防灭火时，必需有能连续监测采空区气体成分改变的监测系统。束管监测技术是目前比较成熟的平安监测技术，可以在地面连续遥测井下发火处的02、CO、C2及CH4等多种气体，监测地点多处，是氮气、阻化剂防灭火不行缺少的协助系统，设计选用KSS2100型矿井火灾预报束管监测系统1套。除实行上述预防井下煤炭自然发火引起火灾外，设计本着“预防为主，消防并举
16、”的基本原则，实行以下综合防灭火措施，保障矿井平安生产和职工的生命平安：（1）提高回采工作面回采率，采空区尽量不留残煤并刚好进行封闭。（2）加强通风设施管理，合理设置通风构筑物，削减漏风，消退采空区的供氧条件。（3）对废巷应刚好密闭，采空区密闭有必要时需进行注浆封闭，刚好清理碎煤杂物，使之与空气隔绝，抑制煤的氧化。（4）对支承压力区的煤柱裂隙、采空区、开切眼、停采线等煤炭易自燃的地点喷洒阻化剂，降低煤的氧化实力，阻挡煤的氧化过程。.2井下外因火灾预防措施1 .按煤矿平安规程有关规定设置井下消防材料库，按规定配备灭火材料与器材。2 .井下主要机电设备碉室设置防火门或防火栅栏两用门。3 .禁止一切
17、人员携带烟草和点火工具下井，井下及井口房内一般不准进行焊接作业，如必需进行，应按煤矿平安规程的有关规定进行。4 .正确选择和合理运用电气设备，加强维护，保证输电线路完好，设备正常运转,防止发生事故。5 .采纳阻燃和防静电胶带、不延燃电缆、风筒和不燃液。在胶带输送机头和主要机电碉室设火灾报警和灭火装置。各胶带输送机巷和协助运输大巷均铺设消防管路，每隔肯定距离设有消防水龙头。6 .井下不存放汽油、煤油和变压器油。井下擦抹机械用过的棉纱和布头等放在盖严的桶内，定期送往地面处理。井下水灾预防本矿井水文地质条件比较简洁，煤系地层含水微弱，若无较大的裂隙，不会给采煤造成危协和带来灾难。但由于张家穿井田煤层
18、埋藏比较浅，依据各可采煤层导水裂隙带最大高度（包括冒落带高度）计算，先期开采区内各可采煤层导水裂隙带高度均大于相邻两煤层间的距离，导水裂隙带相互叠加，直达地表，与第四系松散层潜水沟通，组成间接的充水水源。西部风沙滩地区潜含水丰富，并与下覆2-2煤层烧变岩连通成为同一潜水含水层，煤矿开采进入该区时，上部潜水沿裂缝灌入巷道的可能性必定存在。井田内各煤层露头处均分布肯定范围的烧变岩，当其位于低洼处，并有肯定的补给水源时，可形成富水地段，在开采过程中也应加以留意。故矿井开采时，不仅要考虑干脆充水因素，而且还要考虑因导水裂隙带因素影响的充水因素，以防矿井涌水量增大，发生矿井突水和溃沙等地质灾难。此外，井
19、田北部紧邻地方煤矿开采区，对其采空区积水不容轻视，开采至旁边时应实行探、放水措施或予留保安煤柱，以防突水事故；井田南部的常家沟水库最大库容量为1200万m3。将来煤矿开采时，要远离这些区域，严防“三带”与其相互灌通后，地表水、水库蓄水沿裂缝灌入下部煤层，给煤矿生产带来不必要的损失。对于上述问题，在开采过程中应实行如下措施加以防治：1 .井下建立完善的排水系统，设计在回风斜井井底旁边设置了主排水泵房和水仓,水仓有效容量达1900m超过矿井8h正常涌水量。泵房内选用3台MD280-432型矿用耐磨多级离心泵，排水管道选用273x7无缝钢管2趟。正常涌水时1趟工作，1趟备用，最大涌水时2趟同时工作。2 .设计在常家沟水库、各煤层露头处均留设100m保安煤柱，3-煤乌兰不拉沟按沟谷中心线每侧各留75m保水煤柱生产当中可依据实际状况对保安煤柱进行相应调整。3 .采掘过程中在靠近小煤矿时应实行探、放水措施或予留保安煤柱，以防突水事故。4 .采掘中遇见钻孔时，要留意视察
