貴州大學本科生畢業論文煤礦礦井通風與安全設計

本科畢業論文（設計）

論文（設計）題目：大方縣貴州省大方縣一號煤礦通風與安全設計

學 院：＿＿礦業學院＿ ＿
專 業：
班 級：
學 號：＿＿
學生姓名：＿＿ ＿＿
指導教師：＿ ＿ ＿

2007年6月17日
貴州大學本科畢業論文（設計）
誠信責任書

本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業論文（設計），是在導師的指導下獨立進行研究所完成。畢業論文（設計）中凡引用他人已經發表或未發表的成果、數據、觀點等，均已明確注明出處。
特此聲明。

論文（設計）作者簽名：

日 期：

目 錄
摘 要 III
Abstract IV
前 言 1
第一章 礦井概況及安全條件 8
第一節 井田概況 8
第二節安全條件 12
第二章 礦井設計概況 20
第三章 礦井通風安全39
第一節 概況 39
第二節 礦井通風 40
第四章 瓦斯災害防治 62
第一節 瓦斯 62
第二節 防爆措施63
第三節 隔爆措施73
第四節 開采煤（岩）與瓦斯(二氧化碳)突出煤層防突措施77
第五節 礦井瓦斯抽放 87
第五章 礦井水防治 100
第一節 礦井水文安全條件03manbetx 100
第二節 礦井防治水措施103
第三節 井下防治水安全設施 114
第六章 礦井集中安全監測監控 119
第一節 概述 119
第二節 安全監測、監控和傳輸設備選擇 122
第三節 監測設備各類傳感器布置 125
第四節 礦井各傳感器的裝備數量 129
第五節 礦井安全監測監控係統運行可靠性03manbetx 130
第六節 安全監測監控係統管理及校驗製度134
參考文獻 136
致 謝 137
附 錄 138

大方縣一號煤礦通風與安全設計
摘 要
大方縣一號煤礦位於大方縣城北東13km處，屬大方縣鳳山鄉所轄，礦井為新建礦井，采用斜井開拓，礦井通風方式為中央並列抽出式，設計生產能力9萬t/a。礦井主采煤層為主采為2層，平均厚度為1.7m和2.2m。
礦井為新建礦井，暫無瓦斯等級、煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性鑒定。根據臨近礦井的瓦斯等級資料，貴州省大方縣一號煤礦相對瓦斯湧出量為15m3/t，本著“預防為主、安全第一”的原則，貴州省大方縣一號煤礦按高瓦斯、有自燃傾向性和有煤塵爆炸性的礦井進行設計。
為更好的防治礦井水災，貴州省大方縣一號煤礦根據QBm和HB值，選擇額定值接近的80D30×4型多級分段式離心泵，其流量為23—50m3/h，揚程為106.4—136.8m；電機型號為JO272—2，功率30kw；水泵的吸、排水管道管徑Φ=80mm。
在最後一章中，本礦布置了45個監測點，這些傳感器布置在采麵、掘進頭等相應位置。本礦井下傳感器有瓦斯、負壓、風速、設備開停等。其中井下設置4個分站，地麵設置1個中心站。

關鍵詞：礦井通風，瓦斯治理，礦井水災，監測監控，安全措施

The Ventilation and safety design
Of No.1 coal mine in Da Fang county
Abstract
Dafang No.1 coal mine is located in Dafang county, which is in the northeast of Dafang county. This coal mine is a new mine is inclined shaft devel opment, the mine ventilation is exhaust ventilation, and mining area capacity is 90,000t/a. Workable coal seams of this mine are two and the thick of the coal seam is 1.7-2.2m. Classification of gaseous mine is gassy mine and relative gas emission rate is 15m3/t.
In the third chapter, I calculate effective air quantity, ventilation resistance, equivalent orifice, total pressure of fan and so on. According to these parameters and fan characteristic curve, I select main fan of this mine. In addition, I draw ventilation map and ventilation network.
In order to prevent mine water disaster, I choice the coal axis pump with the QBm and the HB,the flow is 23-50m3/h, and the electrical engineering moder is JO272-2, the power is 30kw, the tube path of the coal axis pump is 80mm.
In the last chapter, I arrange 45 transducers and these transducers are located in working faces, heading and so on in this mine. There are all sorts of transducers, for example, gas transducer, negative pressure, air velocity transducer, equipment on/off transducer, etc. According to the actual case, monitor and supervision system of this mine includes three outstations underground coal mine and one ground central station.

Key words: the mine ventilation, gas and its control, mine water disaster, monitor and supervision, safety measure
前 言
一、總說明
1、前期工作
貴州省大方縣一號煤礦為具有采礦許可證的新建礦井。設計生產能力9萬t/a，企業性質為私營。已進行的主要設計如下：
1）貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》；
2）貴州省地礦局102地質大隊2003年月提交的《貴州省大方縣一號煤礦礦區及地麵工程建設用地地質災害危險性評估說明書》；
3）貴州省國土資源廳（黔國土資礦管函[2003]第498號）關於大方縣一號煤礦劃定礦區範圍申請的批複。
2、礦井的曆史、現狀、礦井通風與安全設計編製原因
1）礦井曆史及現狀
貴州省大方縣一號煤礦位於大方縣城北東直距13km處，屬大方縣鳳山鄉所轄，地理坐標：東經105°41′53″—105°42′12″，北緯27°45′30″—27°46′28″。煤礦井田內地勢相對較平緩，最低標高+1600—+1770m，一般+1640—1770m。煤係地層出露標高為+1600m，最高標高在井田東麵公雞山一帶。貴州省大方縣一號煤礦2001年9月已在井田中偏南部開掘了主斜井和回風斜井，目前主斜井掘進長度將近70m，回風斜井已經揭露M51煤層，為充分利用礦山已有井筒，節省基建投資，本著有利生產、方便生活的指導原則，工業場地布置在主斜井和回風斜井附近。
現重新建設貴州省大方縣一號煤礦井，設計生產能力9萬t/a煤礦。煤礦主采M51、M73煤層，均屬於近水平煤層（傾角為3°），為化工用優質無煙煤,貴州省大方縣一號煤礦井開拓方式為斜井開拓。井田範圍不大，采用片盤斜井開拓，不劃分水平。其平均間距36m，采用片盤斜井分層開采，不布置大巷。
礦井通風方式為中央並列抽出式。
2）本次礦井通風與安全設計編製原因
貴州省大方縣一號煤礦為新建設礦井，設計生產能力9萬t/a。礦方曾於2003年3月礦方委托貴州工業大學勘察設計研究院針對2002年1月貴州省地礦局102地質大隊提交了《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》進行編製《貴州省大方縣一號煤礦可行性研究報告》。由於礦區地質勘探程度不高，但由於本區地質構造較簡單，煤層賦存穩定，《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》可以作為礦井《貴州省大方縣一號煤礦可行性研究報告》的依據。現在根據編製的《貴州省大方縣一號煤礦可行性研究報告》進行《貴州省大方縣一號煤礦礦井通風與安全設計》編製。
二、設計編製依據
1、有關勘察設計
1） 貴州省地礦局102地質大隊提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》；
2） 貴州工業大學勘察設計研究院2003年3月編製的《貴州省大方縣一號煤礦可行性研究報告》；
3） 貴州省地礦局102地質大隊2003年月提交的《貴州省大方縣一號煤礦礦區及地麵工程建設用地地質災害危險性評估說明書》；
2、有關證件、文件
1） 貴州省國土資源廳（黔國土資礦管函[2003]第498號）關於貴州省大方縣一號煤礦劃定礦區範圍申請的批複；
2） 國家煤礦安全監察局2006年頒發的《煤礦安全01manbetx 》；
3、鑒定報告
貴州省大方縣一號煤礦沒有相關的鑒定報告；
三、設計指導思想
1、認真貫徹執行《煤礦安全監察條例》、《煤礦安全01manbetx 》及有關規定，給煤礦安全設施設計審查與竣工驗收工作提供依據；
2、給煤礦安全設施的建設提供依據；
3、充分考慮煤礦的煤層賦存、地質構造、水文、圍岩條件、瓦斯、煤塵、自燃、煤與瓦斯突出等地質條件及有關安全條件，礦井交通、供電、供水、環境等外部條件，結合礦井開拓開采係統進行有關安全設施設計。
四、設計的主要特點及安全評價
1、設計的主要內容及特點
1）對貴州省大方縣一號煤礦的地質條件、安全條件以及礦井設計概況進行了綜述。
2）進行了礦井通風安全設計，根據礦井地質安全條件，進行礦井通風(風量、風壓的計算的校核)計算，風機的選型，明確了礦井的避災線路及通風安全注意事項。
3）進行了礦井瓦斯災害防治設計，編製了防爆、隔爆、瓦斯抽放等設計。
4）編製了礦井水防治措施。
5）結合該礦開拓方式，編製了該礦生產係統各環節設備安全生產的措施。
6）根據礦井生產特點，對礦井瓦斯，井下環境和大型機電設備的工作狀態進行了監測監控設計，以便礦領導及有關人員及時了解情況，采取有效措施。
7）編製了礦井安全檢測及裝備設計。
2、安全條件評價
1）煤層頂、底板
設計主采M51、M73煤層：
M51、M73煤層：直接頂板均為粉砂質粘土岩，底板均為粉砂質粘土岩。頂底板皆為中等穩定至不穩定較軟岩層，頂板圍岩穩定時間短，易產生冒頂片幫，需加強支護；底板表麵易風化，遇水易膨脹而產生底鼓。
礦區內主采煤層頂板均為泥質粉砂岩、粉砂岩，其抗壓強度及抗剪強度均較低，易破碎，穩定性較差；底板均為粘土岩，吸水後易膨脹。
2）瓦斯
礦區範圍內可采煤層屬高瓦斯、高變質煤，同一煤層瓦斯含量向深部略有增高的趨勢。礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內瓦斯資料數據。參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複，在開采M51、M73煤層時，設計按高瓦斯進行，瓦斯相對湧出量為15m3/t。
建井與投產後必須及時進行瓦斯湧出量測定，以實際測定數據進行礦井通風能力的核定與通風係統設備選型及風量的重新計算和校核，並采取針對性的預防措施。
3）煤的自燃性
礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內瓦斯資料數據。礦區及鄰區未發生過煤層自燃發火現象，煤層自燃發火資料不詳。設計對M51、M73煤層按具有自燃傾向性煤層進行。
4）煤塵爆炸性
礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內煤塵爆炸資料數據。礦區及鄰區未發生過煤塵爆炸，煤塵爆炸性指標不詳。對M51、M73煤層按有煤塵爆炸危險性進行設計。
5）水災
礦區位於白布河上遊支流東側分水嶺斜坡地帶，地形起伏較大，衝溝及岩溶發育。根據區域水文資料，區域內最低侵蝕基準麵標高為1336m，而礦區含煤地層出露最低標高為1600m，高於最低侵蝕基準麵264m。
礦區內地層產狀較緩，出露地層僅有二疊係中統龍潭組及下茅口組，且均出露不全。其中，龍潭組(P2l)岩性為粉砂岩、細砂岩、泥質粉砂岩、泥岩粘土岩和煤層等，含水性較弱，是良好的隔水層，對煤層開采影響很小。茅口組(P1m)岩性為淺灰色厚層—巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶或結核，岩溶較發育，地表常形成負地形，該層在礦區內出露標高相對較高，地下水位相對較低，其上部透水但不含水，加之其下伏於龍潭組煤係地層之下，對煤層開采影響很小。
綜上所述，對煤層開采產生影響的僅為地表水及老窯積水。本區降雨豐富，地表水往往由衝溝會聚成季節性小河或在窪地聚集，煤層開采時若發生冒頂或其他原因使頂板遭受破壞後，地表水往往會注入井下，如在雨季暴雨時可能會大量湧入。本區地層產狀平緩，煤層埋深較淺，加上煤層頂底板岩層均有不同程度的風化，采煤時容易發生冒頂等破壞隔水。
6）煤與瓦斯突出情況
礦井無煤與瓦斯突出危險性資料，該礦現未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定，該礦與該礦所處區域其它礦井均無煤與瓦斯突出曆史記錄。為保證煤礦建設和生產的安全性，建議在未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定前，礦井建設和生產時按煤與瓦斯突出礦井進行管理。在建設和生產中需作好煤與瓦斯突出預測及鑒定工作，礦井施工及安全管理中應引起高度重視。石門揭煤和巷道過斷層時必須采取相應的安全措施。
礦井應及時補充區內各開采煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定工作，並依據實際鑒定結果采取相應安全措施，以指導礦井安全生產。
7）衝擊地壓情況
礦方提供的資料中均沒有提及關於衝擊地壓的資料，貴州省大方縣一號煤礦區內也無衝擊地壓的曆史記錄，礦井暫按無衝擊地壓礦井考慮。
8）地質災害防治
礦區內存在未經測量上圖的建築，開采中必須按規定在留設村寨等需保護建築的煤柱，零星建築實行搬遷，避免因開采引起地麵塌陷、地裂縫等破壞地麵建築以及引起地麵陡岩垮塌。
切實注意因地下開采引起的地麵沉降、塌陷、地裂縫、滑坡等地質災害，加強監測，若發生則及時處理，避免進一步擴大。
對已存在和潛在的地質災害礦井已進行了地質災害調查，要求根據地質災害評估報告結論采取有針對性的防治措施。
9）環境保護
對礦井產生的廢水、廢渣、廢氣、固體廢物、噪聲等汙染源需采取相應的治理措施，注重礦山及周圍的環境保護工作，尤其應加強對礦井水的治理。並應考慮矸石等的綜合利用。
五、待解決的主要問題
1、礦井建設掘進過程中進行巷道編錄，調查圍岩情況，認真作好記錄和03manbetx ，為巷道維護和工作麵頂板管理提供較可靠的依據。
2、加強瓦斯等級鑒定工作，進行瓦斯含量、瓦斯湧出量測定，03manbetx 和掌握瓦斯賦存和湧出規律，為瓦斯綜合治理提供可靠依據。
3、進一步加強水文地質工作，詳細進行地表水的調查，廢棄小窯的調查，采空區的調查，在井下開采過程中進行礦井湧水量的實測和監測，堅持“有疑必探，先探後掘”，若對掘進前方水文資料掌握不清則必須“邊探邊掘”。
4、進行煤與瓦斯突出危險性鑒定工作，注意瓦斯湧出量的變化，進行瓦斯梯度變化的分析，避免采掘工作麵布置在應力集中帶，加強煤與瓦斯突出的預測和預防工作。
5、開采中特別是在開采深度較大的情況下，盡量避免應力集中，遇堅硬頂板煤層，注意頂板大麵積冒落的衝出地壓的發生。
6、加強地質災害的調查和防治工作，生產過程中加強地質災害的調查和監測，發現地質災害的產生和變化，應及時采取相應措施。
7、注意環保工作，保證環保投入，加強排汙治理與綜合利用。
8、加強外部條件的協調的建設工作，加緊電網建設，必須在礦井正式生產前解決礦井雙回路供電問題，抓緊進礦公路的建設，保證礦井的外部運輸條件。
9、由於所獲得的資料不全，因此，貴州省大方縣一號煤礦井通風與安全設計中未涉及到的內容有待於今後在生產過程中進一步補充和完善。
六、編製內容依據的法、條例、01manbetx 、規範、細則
1、國家煤礦安全監察局2006年頒發的《煤礦01manbetx 01manbetx 》；
2、國家安全生產監督管理局、國家煤礦安全監察局第5號令——《煤礦安全生產基本條件規定》；
3、國家安全生產監督管理局、國家煤礦安全監察局第8號令——《煤礦企業安全生產許可證實施辦法》；
4、 國務院辦公廳文件——國辦發[2003]58號——《國務院辦公廳關於進一步加強
煤礦安全生產工作的通知》；
5、 國務院辦公廳文件——國辦發[2003]60號——《國務院辦公廳關於深化安全生
產專項整治工作的通知》；
6、 中華人民共和國國務院令(第397號)——《安全生產許可證條例》；
7、 《煤礦建設工程安全監察手冊》，國家煤礦安全監察局、煤礦安全監察一局；
8、 能源部製定的《煤炭工業小型煤礦設計規定》；
9、《煤礦一通三防安全知識》，煤炭工業部；
10、《關於強化一通三防工作控製瓦斯煤塵02manbetx.com 的通知》，煤炭工業部；
11、《煤礦安全監察條例》，中華人民共和國國務院令；
12、《礦井通風安全監測裝置使用管理規定》，中國統配煤礦總公司；
13、《煤礦企業安全生產管理製度規定》，國家煤礦安全監察局；
14、貴州省氣象局、貴州煤礦安全監察局、貴州省煤炭管理局文件——黔氣發[2003]46號——《關於加強煤礦防雷安全工作的通知》；
15、國務院文件—〔2005〕446號令，關於《國務院關於煤礦生產安全02manbetx.com 的特別規定(試行)》；
16、國家安全生產監督管理總局和國家煤礦安全監察局文件—安監總煤礦字〔2005〕120號文件，關於加強煤礦水害防治工作的緊急通知；
17、國家安全生產監督管理總局和國家煤礦安全監察局文件—安監總煤礦字〔2005〕133號文件，關於印發《煤礦重大安全生產隱患認定辦法(試行)》的通知；
18、國家安全生產監督管理總局和國家煤礦安全監察局文件—安監總煤礦字〔2005〕134號文件，關於印發《煤礦隱患排查和整頓關閉實施辦法(試行)》的通知；
19、國家安全生產監督管理總局和國家煤礦安全監察局文件—安監總煤礦字〔2005〕135號文件，關於印發《煤礦安全培訓監督檢查辦法(試行)》的通知；
七、其他說明
1、煤礦在生產過程中，貴州省大方縣一號煤礦井通風與安全設計中未涉及的部分內容須嚴格執行《煤礦01manbetx 》、《煤礦安全監察條例》、《煤炭工業小型煤礦設計規定》及有關規定。
2、礦井在生產過程中巷道掘進和工作麵回采必須編製掘進工作麵作業規程和回采工作麵作業規程，並編製相應的安全生產措施。
3、由於礦井提供的資料不全麵，貴州省大方縣一號煤礦井通風與安全設計是在缺乏瓦斯基礎資料以及礦井詳實地質、水文等條件基礎上所做的，希望礦井盡快進行相關測定工作，從而保證礦井能夠正常安全生產並對礦井各種災害采取更具有針對性的措施。
4、該設計是依據貴州工業大學勘察設計研究院2003年3月提交的《大方縣一號煤礦可行性研究報告》，其內容隻針對該報告中的礦區範圍、巷道布置、生產係統、設備、設施等，若礦井建設與該報告內容不符需重新進行報告和相應的通風與安全編製時，則本設計同時廢止。

第一章 礦井概況及安全條件
第一節 井田概況
一、地理概況
1、礦井位置及交通情況
1）礦井位置
貴州省大方縣一號煤礦位於大方縣城北東13km處，屬大方縣鳳山鄉所轄，地理坐標：東經105°41′53″—105°42′12″，北緯27°45′30″—27°46′28″。
2）交通情況
貴州省大方縣一號煤礦往東2km有簡易公路與326國道相連，與大方縣城公路距離為16km。
正在修建的大方——金沙公路從礦區南東側經過，大方——金沙公路與大方—納溪公路相接，並與貴（陽）——畢（節）高等級公路貫通，交通方便。
礦山交通位置詳見圖1-1-1。
二、地形、地貌
礦區範圍內地形呈東高西低之勢，衝溝較發育。礦區東麵約2km處的大營山最高海拔為+2091.3m，最低海拔位於礦區西南角，出露標高+1580m。
貴州省大方縣一號煤礦井田內地勢相對較平緩，最低標高+1600—+1770m，一般+1640—1770m。煤係地層出露標高為+1600m，最高標高在井田東麵公雞山一帶。
山脈走向多為南北向，主要受區內地層岩性、地質構造和地表河流控製。
三、氣象
貴州省大方縣一號煤礦區屬亞熱帶氣候高原性氣候，四季變化不甚明顯，雨量適中，多集中在夏秋兩季，冬無嚴寒，夏無酷暑。年平均降雨量為1174mm，近年呈上升趨勢。
四、地表水
根據地質報告的敘述：礦區內地表水均彙入鴨池河，隸屬北盤江水係。但報告無水量的描述。
五、地震
按原貴州省城鄉建設環境保 護廳1993年12月編製的《貴州省地震烈度區劃分布圖》，本區地震烈度在6°以下。

六、主要自然災害
1、煤層與頂底板
M51、M73煤層：直接頂板均為粉砂質粘土岩，底板均為粉砂質粘土岩。頂底板皆為中等穩定至不穩定較軟岩層，頂板圍岩穩定時間短，易產生冒頂片幫，需加強支護；底板表麵易風化，遇水易膨脹而產生底鼓。
礦區內煤層頂板主要為粉砂質泥岩，岩層強度較低，穩定性差，開采中頂板較難控製，易垮落；煤層底板多為粉砂質泥岩，強度較低，遇水易軟化，主要產生底鼓、巷道變形、支架插底等礦壓顯現及災害。
2、瓦斯
貴州省大方縣一號煤礦為新建礦井，無瓦斯等級鑒定報告,參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複，預測在開采M51、M73煤層時，瓦斯相對湧出量為15m3/t；由於瓦斯含量較大，易出現瓦斯積聚，甚至發生瓦斯燃燒、爆炸等瓦斯02manbetx.com 災害。
3、煤塵
貴州省大方縣一號煤礦為新建礦井，無可采煤層的煤塵爆炸鑒定報告。
4、煤的自燃
貴州省大方縣一號煤礦為新建礦井，未作煤層自燃性的鑒定。
5、水災
礦井為片盤斜井開拓，地表水、老空水、斷層水、頂底板裂隙水的湧出均是礦井的水患。
1）影響生產、威脅采掘工作麵及礦井安全；
2）淹井傷人，造成財產損失。
6、煤與瓦斯突出
貴州省大方縣一號煤礦為新建礦井，未進行煤與瓦斯突出鑒定。
鑒於安全管理，貴州省大方縣一號煤礦在進行煤與瓦斯突出鑒定前要求按煤與瓦斯突出按“四位一體”進行管理。
7、其他災害
1）地下開采可能引發和加劇以下地質災害：
（1）采空塌陷將影響到地表後，在煤層開采影響範圍內引發地麵塌陷、地裂縫等地質災害的可能性大，在陡坡、陡崖地段還可能引發滑坡、崩塌；
（2）礦渣堆放不當，可能引發泥石流；
（3）采掘中，井巷中產生冒落、垮塌等地質災害的可能性大；
（4）加劇現有地裂縫、地麵塌陷及古崩滑堆積體發展的可能性大。
2）工程建設本身及住戶設施可能遭受地質災害危險性：
地下工程在建設和生產中遭受冒落、垮塌等井下地質災害的可能性大，對工程及作業人員造成威脅，且危險性大。
礦井開采過程中，隨著煤層開采麵積的增大，須建立對礦區地表的形變監測製度，對井下開采可能引起的地表陡峭地段山體崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，須采取相應的預防措施。
如在地麵陡峭地段、岩層鬆軟地段預先打錨杆、錨釘或修築擋牆加固；在地表僅發生輕微變形、產生微小裂縫地段，也應及時進行填堵等。
七、礦井及小窯開采情況
1、礦井開發情況
礦井為新建礦井。
礦井工業場地布置在主斜井和回風斜井附近，采用斜井開拓，設主斜井、回風斜井2個井筒。
主斜井沿偽斜布置，井口標高為+1677.5m，井筒長239m,傾角22°。回風斜井標高為+1682.5m，井筒長244m,傾角18°。
通風方式為並列式。
2、小窯分布及開采情況
區內采煤曆史悠久。由於區內煤層的煤質好，厚度穩定，地質構造簡單，長期以來，一些地方小煤窯分布於可采煤層露頭線及其附近，但開采規模一般較小。目前，非法開采小煤窯已經全部關閉。
由於礦區內因存在過去采煤時形成的采空區或老硐，由此，礦井必須進一步對礦區內的小窯及采空區以及積水情況等進行詳細調查，編製調查報告，並進行填圖。
切實掌握小窯開采情況，小窯采空區積水情況，要注意探放水工作，特別是在采空區或老硐附近采煤時，防止采空區積水及老硐積水的突然湧出。另外，還要注意在巷道中尚未查清的斷層可能切穿上下含水層對開采的影響。
八、礦區水源、通信及電源情況
1、水源
大方縣一號煤礦井田範圍內泉水豐富，礦山生活水源取自井口附近泉水井（距離擬建主斜井口100m左右），其水量充足，水質無汙染，可作為生活用水。
2、電源
礦井未采用雙回路供電：
而采用當地10kv農用電網通過貴州省大方縣一號煤礦，礦井電源直接由10kv農網接入，並配備柴油發電機組作為備用電源，礦井建設的電源供給有保證。
礦井投產前必須建成雙回路電源入礦，並與之落實簽訂供電協議，保證對礦井進行可靠供電。
3、通信
1）外部通訊
礦山與外界的通訊聯係，采用程控電話進入共用電訊網或移動電話。
2）內部通訊
礦井內部井上、井下通訊選用礦用本安型選號報警電話，隻需要一趟電話線便可組成獨立的通訊係統。電話線選擇礦用阻燃HYVR—1型電纜，下井電纜經主斜井口的室外分線盒引入。
主斜井、運輸上山提升信號設置簡單的組合式光電信號。

第二節 安全條件
一、地質特征
1、地層
由於地層產狀較緩，礦區範圍內地形起伏不大，擬建設礦井內出露地層僅有二疊係下統茅口組(P1l)、上統龍潭組(P2l)，地層均出露不全，礦區以東出露地層有龍潭組(P2l)、長興組(P2c)、三疊係下統夜郎組(T1y)。現將各地層由老至新敘述如下：
二疊係下統茅口組(P1l)：區內僅出露茅口組的一部分，為淺灰色—灰白色巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶，偶爾夾少量白雲質灰岩，含蜓類動物化石，厚度大於100m。
二疊係上統龍潭組(P2l)：為區內含煤地層，厚165—206m，平均厚180m左右，與下伏茅口組灰岩呈假整合接觸。根據其含煤情況及岩性組合可分為三段，礦區出露中、下段。
上段(P2l3)為灰色岩屑粉至砂岩，夾泥質粉砂岩、粘土岩及煤層，頂部夾薄層狀泥質灰岩，顯水平層理及緩波狀層理，砂岩膠結物以碳酸鹽類及菱鐵礦為主。該段含煤2—3層，其中M18煤層穩定可采。本段厚度62.3—71.0m，礦區內未出露。
中段(P2l2)為泥質粉砂岩、粉砂質泥岩夾粘土岩、細砂岩、粉砂岩、炭質泥岩及煤層，顯水平層理及緩波狀層理，砂岩膠結物中以菱鐵礦含量較上段有所增加，含煤層或煤線9—12層，其中M51為穩定可采煤層。該段厚57.5—71.2m。
下段(P2l1)為泥質粉砂岩，夾細砂岩、粉砂岩及少量粘土岩、炭質泥岩。底部為含黃鐵礦粘土岩或硫鐵礦層，顯水平層理、緩波狀層理，其中砂岩膠結物以菱鐵礦為主，形成菱鐵質砂岩。該段含煤層或煤線11—17層，其中穩定可采煤層一層，即M73煤層。本段厚47.6—63.8m。
長興組(P2c)：深灰色厚層狀含燧石結核、條帶灰岩，層間常夾有機質條帶或薄層，偶夾條帶狀炭質泥岩，產腕足類化石，厚25—35m。
三疊係下統夜郎組(T1y)：按其岩性可分為三段。
第一段(T1y1)為黃綠色、淺綠色薄層狀泥岩，含粉砂質泥岩及鈣質泥岩，顯水平層理。與下伏長興組灰岩呈假整合接觸，厚12—23m。
第二段(T1y2)，其上部為灰色厚層—巨厚層微至細晶灰岩，偶見鋸齒狀縫合線構造。頂部為厚0.7—1.1m厚的鯢粒灰岩，鯢粒含量30%左右。中部及下部為淺灰、淺灰綠色中厚—中薄層狀泥質灰岩，含泥質條帶，往下逐漸變為泥灰岩，且泥質條帶逐漸增加，含瓣鰓類動物化石，厚度180—250m。
第三段為紫紅色、暗紫紅色鈣質泥岩、粉砂質泥岩，夾泥灰岩、灰岩條帶，顯水平層理及小型槽狀、板狀斜層理。厚度大於100m。
2、構造
礦區內目前還未發現斷層，僅發現少數褶皺存在。
二、煤層及煤質
1、含煤岩係
礦區內含煤岩係為上二疊係龍潭組，含煤22—35層。含煤岩係總厚度165—206m，平均厚185m，煤層總厚9.76m，含煤係數5.01。其中：可采煤層3層，平均總厚度4.45m，可采煤層含煤係數為2.28。
2、可采煤層
礦區內共含可采煤層3層，由上至下分別為M18、M51及M73，貴州省大方縣一號煤礦主采M51和M73兩層煤。
1）M51煤層
位於龍潭組中段之中部，層位及厚度穩定，厚度1.6—1.8m。煤層的中下部含一層炭質泥岩夾矸，夾矸厚度0.03—0.12m，一般0.05m，煤層顏色為灰黑色、粉色或深黑色，條帶狀結構，似金屬光澤，硬度大（摩氏硬度為4）、脆度小，貝殼狀斷口，次生裂隙較發育，半亮型—光亮型煤。
2）M73煤層
位於龍潭組下段之下部，下距茅口組灰岩10—15m。煤層厚度2.0—2.4m，平均2.2m，含兩層炭質泥岩夾矸，夾矸厚度0.02—0.07m，一般0.05m。該煤層顏色為灰黑色、粉色或深黑色，條帶狀結構，似金屬光澤，硬度大（摩氏硬度為4）、脆度小，次生裂隙較發育，以半亮煤為主。煤層特征見表1-2-1。

3、煤質
經取樣分析並綜合原有資料，礦區內M51原煤水分1.75—3.69%，平均2.53%；灰分7.20—13.13%，平均9.55%；揮發分4.36—8.04%，平均5.73%；全硫0.24—0.47%，平均0.44%；發熱量30085—35112J/g，平均32599J/g。M73原煤水分2.47—4.36%，平均3.12%；灰分12.59—26.89%，平均17.84%；揮發分5.39—8.90%，平均6.40%；全硫含量0.42—1.57%，平均0.79%；發熱量24755—28983J/g，平均27607J/g。
綜上所述，礦區內M51煤層為低硫、低灰分、高發熱量無煙煤，M73煤層為低硫、低—中灰分、高發熱量無煙煤。
4、煤的物理性質及煤岩特征
根據貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》，區內煤層均為無煙煤，黑色塊狀，半亮型，手工挖掘塊煤率達40％以上。
5、煤的化學性質和工藝性能
地質報告根據該礦淺部煤層的數據，化驗資料綜合分析，煤質特征見下表(表1-2-2)：
表1-2-2 煤質主要特征表

6、煤層頂底板岩性
主采煤層頂底板特性詳見表1-2-3。

7、可選性
勘查地質報告沒有提供可采煤層的可選性資料。
8、煤層露頭及風化情況
設計煤層在井田範圍內均出路，地質報告未提供風氧化帶深度。
9、煤的工業用途
本井田煤層均為無煙煤，目前主銷貴州化肥廠、廣西柳州化工有限公司、畢節化肥廠及大方縣鐵廠等工礦企業。
三、瓦斯、煤塵、自燃及溫度
1、瓦斯
該礦為建設礦井，根據貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》，礦區及鄰區未發生過瓦斯、煤塵爆炸。由於資料不詳，為安全起見建議按高瓦斯礦井進行設計和管理。同時參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複(見表1-2-4)。貴州省大方縣一號煤礦按高瓦斯礦井設計，暫按瓦斯相對湧出量15m3/t考慮，今後以實際鑒定為準。
表1-2-4 大路邊煤礦2005年度瓦斯等級

2、煤塵爆炸性及煤的自燃傾向性
貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》指出：貴州省大方縣一號煤礦區及鄰區未發生煤的自然現象。但在礦井建設及生產過程中應采取相安全措施。
3、煤與瓦斯突出
無煤與瓦斯突出危險性資料，該礦未進行煤與瓦斯突出鑒定。
雖然鄰近的礦區未發生過煤與瓦斯(二氧化碳)突出現象，但是貴州省大方縣一號煤礦在進行煤與瓦斯突出鑒定前以要求按煤與瓦斯突出按“四位一體”進行管理。
貴州省大方縣一號煤礦井必須盡快請有資質部門進行鑒定，並報主管部門審批。必須時刻注意做好瓦斯突出的預測工作並有煤與瓦斯突出的預防措施，巷道和石門揭煤時必須采取相應的揭煤安全措施。
4、地溫
本井田屬地溫正常區，無熱害影響。
四、水文地質條件
1、區域水文地質條件
礦區位於白布河上遊支流東側分水嶺斜坡地帶，地形起伏較大，衝溝及岩溶發育。根據區域水文資料，區域內最低侵蝕基準麵標高為1336m，而礦區含煤地層出露最低標高為1600m，高於最低侵蝕基準麵264m。
2、地表水
礦區內地表水均彙入鴨池河，隸屬北盤江水係。
另外礦山井口附近泉水井（距離擬建主斜井口100m左右），其水量充足，水質無汙染，可作為生活用水。
3、含水層和隔水層
礦區內地層產狀較緩，出露地層僅有二疊係中統龍潭組及下茅口組，且均出露不全。其中，龍潭組(P2l)岩性為粉砂岩、細砂岩、泥質粉砂岩、泥岩粘土岩和煤層等，含水性較弱，是良好的隔水層，對煤層開采影響很小。茅口組(P1m)岩性為淺灰色厚層—巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶或結核，岩溶較發育，地表常形成負地形，該層在礦區內出露標高相對較高，地下水位相對較低，其上部透水但不含水，加之其下伏於龍潭組煤係地層之下，對煤層開采影響很小。
4、礦井充水因素分析
礦區內各含水層之間一般沒有水力聯係，地下水一般隻限於順層運動，水源的補給一般也隻限於大氣降水及少量溪流水通過上層的滲透補給，其補給量具有季節性。
各含水層之間若因斷裂構造(主要是正斷層和裂隙)的作用會發生水力聯係。排泄：出露的上升泉和下降泉，是地下水良好的泄水通道。
根據地表勘查及生產過程中掌握的資料，礦井水主要為以下幾個方麵：
5、頂板裂隔水
主要指采掘過程中，由巷道頂板裂隙進入礦井的水，由於煤係中間灰岩薄含水性弱，因此，進入礦井的水量較小，煤層頂板裂隙水進入礦井的直接充水原因。
6、老空水
隨著采空麵積的增大，上覆含水層的裂隙水將沿導水裂隙進入采空區形成老空水，在開采老空區本層下部及下伏煤層時要注意老空水湧入工作麵。
7、小窯水
在煤層露頭分布著一些小窯及廢井老窯，均在淺部，當礦井與小窯挖穿後，小窯水便進入礦井，生產中要注意小窯水的防治工作。是礦床開采的充水隱患。
8、斷層水
礦區位於鍋廠穹隆東翼，該區內目前還未發現斷層，僅發現少數褶皺存在。今後在掘進和回采過程中，若發現斷層，必須注意斷層水的威脅。
9、湧水量
貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》指出：礦井正常湧水量為5m3/h左右，最大湧水量為30m3/h，其充水水源有頂板裂隙水、老空水等。
10、礦井水文地質類型
根據礦區內地層的含水性及分布特征，該區含水層與隔水層的相互作用，地下富水不會太大，結合生產情況，礦井水文地質條件初步定為簡單類型。
五、對礦井地質勘探安全條件資料的評價及存在問題
1、對方案設計采用資料的分析
1）勘察地質報告
基本查明了地質構造、主要煤層埋藏形態、水文地質、工程地質條件；主要含煤地層、主采煤層的層位、穩定性、厚度、結構、煤質及其變化規律；對礦井開采技術條件進行了簡單的分析。存在如下問題：
（1）采用的地形圖因成圖時間較早，未能完全反映地麵新建建築物，建議修測地形圖特別是地麵建築，以便對地麵建築的保護提供可靠依據；
（2）采用地質資料較早，地質勘探程度不夠；
（3）水文資料非常簡單，對地表水、含隔水層、承壓水、曆年最高洪水位、礦井湧水量等調查簡單，未對老窯、采空區的分布及積水情況等作詳細調查。
（4）斷層調查工作簡單，開采過程中必須加強；
（5）未提供煤層瓦斯含量、瓦斯梯度值、湧出量、煤與瓦斯突出等相關資料，工作不深入；
（6）沒有提供煤塵爆炸性及煤的自燃性、地溫、衝擊地壓等資料。
2）煤質報告
未對煤的工藝性能進行試驗，未提供煤的可選性、機械性能、氣化等資料。
3）煤的自燃性及煤塵爆炸性鑒定報告
無M51 M73煤層鑒定資料。
4）瓦斯資料
未提供瓦斯等級鑒定資料。
5）所缺資料及要求
（1）瓦斯資料欠缺，生產中進行瓦斯等級鑒定，進行瓦斯梯度的測定。
（2）水文資料簡單，進一步進行水文地質工作，補作水文地質調查報告。
（4）沒有煤與瓦斯突出資料，要求請有資質單位鑒定。
（5）補作其他煤層的自燃性及煤塵爆炸性鑒定。
（6）加強煤層頂底板岩性，穩定性、堅固性等的調查工作。
（7）加強廢棄小窯及采空區的調查，加強小窯及采空區積水情況的調查。
（8）補充地溫、衝擊地壓等資料。

第二章 礦井設計概況
一、工程性質
貴州省大方縣一號煤礦為新建工程，設計生產能力為9萬t/a。
二、井田開拓開采
1、井田鏡界
根據貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》資料，其礦區範圍拐點坐標如下表(表2-1-1)
表2-1-1 礦區範圍拐點坐標

3、設計能力和服務年限
1）礦井工作製度
根據《地方國營煤礦設計若幹規定》，礦井設計年工作日數為330天。日工作班數為三班，兩班采煤，一班準備；日淨提升時間15小時。
2）礦井設計生產能力
礦井設計生產能力為9萬t/a
3）礦井可采儲量及服務年限
礦井可采儲量為248.69萬t，儲量備用係數取1.4，服務年限為19.7(a)。
礦井服務年限=可采儲量÷（設計生產能力×儲量備用係數） (2-1-1)
=248.69÷(9×1.4)=19.7(a)。
4、井田開拓
1）開采方式
貴州省大方縣一號煤礦開拓方式為采用片盤斜井開拓。
2）井口位置及工業場地
由於大方縣一號煤礦2001年9月已在井田中偏南部開掘了主斜井和回風斜井，目前主斜井掘進長度將近70m，回風斜井已經揭露M51煤層。為充分利用礦山已有井筒，節省基建投資，本著有利生產、方便生活的指導原則，工業場地布置在主斜井和回風斜井附近，在大方縣鳳山鄉渣坪村青樹子北西麵。
3）井筒位置及裝備
本設計共有2個井筒，即主斜井和回風斜井。
（1）主斜井
井筒全長239m，傾角22°，掘進斷麵8.3m2，淨斷麵6.5m2，表土段為料石砌镟，以下采用梯形工字鋼支護。
主斜井主要用作提升煤炭、矸石，下放材料、設備，進風、排水，敷設管線和進出人員；井筒內鋪設600mm軌距、22kg/m鋼軌、砼枕，絞車提升。
（2）回風斜井
井筒長244m，傾角18°。掘進斷麵7.4m2，淨斷麵5.7m2，采用梯形工字鋼支護，表土段為砌镟支護。井筒數目為2個。井筒特征見表2-1-3。
表2-1-3 井筒位置及特征表

4）井底車場形式及通過能力
由於井型較小而沒有設置大型井底車場，就在井下設置一個采區車場。
5）硐室
（1）水泵房、水倉
水泵房：水泵房淨斷麵積5.7m2，掘進斷麵積7.4m2，長度6m。
水倉：根據貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》提供的相關資料表明。
大方縣一號煤礦礦井正常湧水量為5m3/h。根據礦井生產實際該礦湧水量不大，本設計按正常湧水量10m3/h考慮(礦井必須實測礦井湧水量，並根據其湧水量大小調整水倉容量)，按8小時正常湧水量計算。水倉有效容量為10×8=80m3，水倉淨斷麵積5.7m2，長度80/5.7=14.03m(取15m)。
（2）絞車房
在主斜井底部煤層中設置絞車房
（3）變電所
由於井筒較短，不需要設井下變電所，采用地麵變電所供電。
6）提升運輸方式及設備
（1）主斜井
提升容器：MF0.75—6型翻轉箱式礦車，自重455kg；材料車MC1-6A型，自重494kg；MP1-6A型平板車，自重464kg。
（2）工作麵
回采工作麵配備GMZ—1.2型煤電鑽，采用鑽孔爆破法落煤，配備SGD—280/11刮板輸送機運煤。運輸順槽采用MF0.75—6型翻轉箱式礦車，人力推車運輸。
掘進工作麵配備GMZ—1.2型煤電鑽和EZ2—2.0型岩石電鑽鑽孔，並配備TXU—75A型探水鑽、DSFA—5型濕式除塵局部通風機和ND—50—200型泥漿泵，人工裝載、人力推車運輸。
（3）礦車
設計選用SGD—280/11刮板輸送機運煤。礦車數量采用排列法計算，選擇MF0.75—6型翻轉箱式礦車40輛、MC1—6A型材料車5輛、MP1—6A型平板車3輛。
7）水平劃分和標高
貴州省大方縣一號煤礦設計開采M51和M73兩層煤，均屬於近水平煤層（傾角為3°），且井田範圍不大，采用片盤斜井開拓，不劃分水平。
8）大巷布置
大方縣貴州省大方縣一號煤礦主采M51和M73共兩層煤，其平均間距36m，采用片盤斜井分層開采，不布置大巷。
9）通風方式
礦井通風方式為中央並列抽出式。
掘進工作麵采用局部通風機壓入式通風。
10）采區劃分
根據井田範圍、主采煤層數，礦井為片盤斜井開拓，不劃分采區。
11）開采順序
（1）煤組間的開采順序
煤層、區段下行式開采。即先開采M51煤層，然後開采M73煤層。
（2）采區間的開采順序
先采M51煤層采區，後采M73煤層采區。
（3）采區內的開采順序
均布置為雙翼采區，采麵布置為走向長壁後退式，采區內由上至下布置回采區段。
（4）工作麵的推進方式
采麵布置為走向長壁後退式工作麵，由采區邊界向下山方向推進。
5、采區巷道布置
貴州省大方縣一號煤礦開采M51和M73兩層煤，為縮短礦井建設周期，采用分層布置采區，全礦共劃分為兩個采區，即M51煤層采區和M73煤層采區。礦井首先開采M51煤層采區，然後開采M73煤層采區。
1）采區位置、境界及開采範圍
首采區為一采區，即M51煤層。位於井田範圍內+1600標高以上，淺部以煤層露頭風氧化帶及小窯破壞邊界為界，深部以+1600m標高為界，其餘以井田邊界為界，開采井田範圍內+1600m標高以上M51煤層。
2）采區生產能力
礦井設計生產能力9萬t/a，設計用1個采區1個工作麵滿足其年產量，故每個采區生產能力為9萬t/a。采區參數見下表2-1-4。

表2-1-4 采區參數表

3）采區巷道布置
大方縣貴州省大方縣一號煤礦開采M51和M73兩層煤，為縮短礦井建設周期，采用分層布置采區，全礦共劃分為兩個采區，即M51煤層采區和M73煤層采區。礦井首先開采M51煤層采區，然後開采M73煤層采區。
M51煤層采區走向長1256m，雙翼采區。采區傾斜500m左右，劃分為7個區段，區段斜長70m左右。
M73煤層采區走向長1260m，雙翼采區。采區傾斜寬840m左右，劃分為12個區段，區段斜長70m。
在布置最上部區段時，需對老空水加強防範，巷道掘進必須貫徹“有疑必探，先探後掘”，同時亦需為地麵建（構）築物、危岩等留出禁采區。
4）采區車場及硐室
在各區段設區段甩車場，車場內設雙道(空、重車道)長約30m。
各區段車場設摘掛鉤硐室。
不設采區煤倉。
5）采區生產係統
（1）運煤
工作麵→運輸順槽→運輸上山→采區下部車場→主斜井→地麵。
（2）運料
地麵→主斜井→采區下部車場→運輸上山→運輸順槽→采掘工作麵。
（3）通風
主斜井→運輸上山→采區車場→區段運輸順槽→回采工作麵→區段回風順槽→采區回風上山→回風平巷→回風斜井→引風道→地麵。
（4）排水
工作麵淋水→工作麵運輸順槽(自流)→回風上山(自流)→水倉→水泵房(水泵)→主斜井→地麵。
6）供電
礦井地處大方縣城東北麵的鳳山鄉，當地10kv農用電網通過貴州省大方縣一號煤礦，礦井主電源直接由10kv農網接入。另外，為確保主電源發生故障時礦井一級負荷用電要求，配備一台150kw柴油發電機組作為礦井備用電源。
7）掘進工作麵
正常生產期間配備1個掘進工作麵，采掘比為1:1。掘進工藝為炮掘。
8）采煤機械配備
掘進工作麵配備GMZ—1.2型煤電鑽和EZ2—2.0型岩石電鑽鑽孔，並配備TXU—75A型探水鑽、DSFA—5型濕式除塵局部通風機和ND—50—200型泥漿泵，人工裝載、人力推車運輸。
掘進工作麵設備配備詳見表2-1-5。
表2-1-5 掘進工作麵主要設備配備表

6、采煤方法
1）采煤方法
貴州省大方縣一號煤礦采用走向長壁後退式采煤法。
2）回采工藝、工作麵支護及頂板管理
采煤工作麵設計采用炮采工藝。
（1）落煤方式：煤電鑽打眼，放炮落煤。
（2）運輸方式：工作麵崩落的煤炭由工作麵用刮板輸送機運煤至運輸順槽采用MF0.75—6型翻轉箱式礦車後在用人力推車外運。
（3）支護方式：采用HZWA—2600型摩擦式金屬支柱和HDJA—1000型金屬鉸接頂梁維護采場頂板，有條件時，盡可能改用單體液壓支柱。
（4）頂板管理：采用全部陷落法管理頂板，“三、四排”控頂，最小控頂距3.2m，最大控頂距4.2m，柱距0.8m，排距1.0m。放頂線采用密集支柱、叢柱切頂，采用回柱絞車回柱。
3）工作麵循環方式、作業方式的選擇
采用“三八”作業製，兩采一準，工作麵長60m，工作麵回采率C取95%，年推進度B=600m。
4）工作麵年生產能力驗算
設計工作麵長60m，工作麵采出率取95%(中厚煤層)，則工作麵年生產能力Q為：
Q=l•Da•m•γ•C (2-1-2)
=60×600×1.7×1.55×0.95=9.0117(萬t)
式中：Q——工作麵年生產能力，t/a
l——工作麵長度，m
Da——工作麵年推進度，m
m——煤層平均采高，m
γ——煤層容重，γ=1.55t/m3
C——工作麵采出率
礦井用1個工作麵保產，滿足設計生產能力要求。
三、提升、排水急壓氣設備
1、提升設備
1）主斜井提升絞車
選用GKT1.2×1-30型單滾筒提升絞車，繩速Vp=1.5m/s，最大靜張力Fmax=30kN；配套電機：40kw、380V；主機生產廠家配套供給電控設備。
一次提升礦車數：5個煤車或2個矸石車。
2、排水設備
1）湧水量及排水垂高
根據貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》提供的資料表明。
大方縣一號煤礦礦井正常湧水量5m3/h；本礦按正常湧水量10m3/h設計；礦井最大湧水量30m3/h；排水垂高100m(滿足+900m標高排水)。
2）排水方式
水泵集中排水。
3）排水設備
選擇額定值接近的80D30×4型多級分段式離心泵，其流量為23—50m3/h，揚程為106.4—136.8m；電機型號為JO272—2，功率30kw；。
上述水泵三台(其中一台工作、一台備用)作為主排水用，用1台水泵排除礦井正常湧水量，用1台水泵可滿足礦井最大湧水量，另一台作檢修使用。
4）排水管
排水管設工作和備用水管各一趟。
3、供電
按一級用電負荷，雙回路供電。
4、壓氣設備
1）用氣設備
YT24型氣腿式風動鑿岩機2台。
2）壓氣設備
選擇YB180M-2移動式空氣壓縮機2台，1台工作，1台備用。
該空壓機額定排氣量為每台6m3/min，額定排氣壓力為7kg/cm2，配套電動機功率22kw，空壓機為V型風冷式。
3）壓氣管路
鑿岩機選擇φ50無縫鋼管，配合高壓塑料軟管。
四、井上下主要運輸設備
1、地麵運輸
1）外部運輸：
采用公路運輸，煤場裝車機裝車外運。
2）場地運輸：
采用600mm軌距窄軌鐵路運輸。
2、井下運輸
1）工作麵：
配備SGD—280/11刮板輸送機運煤。
2）運輸順槽：
采用MF0.75—6型翻轉箱式礦車，人力推車運輸。
3）礦車：
選用MF0.75—6型翻轉箱式礦車，自重455kg。
材料車MC1-6A型，自重494kg。
MP1-6A型平板車，自重464kg。
五、地麵生產係統
1、煤質
煤質特征見表1-2-1。
2、煤的用途及加工方式
1）煤的用途
本井田煤層均為無煙煤，目前主要用於貴州化肥廠、廣西柳州化工有限公司、畢節化肥廠及大方縣鐵廠等工礦企業。
2）產品方案
貴州省大方縣一號煤礦原煤基本可以滿足用戶要求，本次設計暫不考慮冼煤廠，原煤隻經過人工選矸和設50mm篩分設備將原煤篩分成塊煤和粉煤，塊煤作化工用及民用，粉煤供發電廠，待條件成熟再建選煤廠，以提高煤的質量。
初期煤的工藝流程如下：
主斜井→篩分房→膠帶輸送機→地麵儲煤場→汽車裝車外運。
地麵生產係統主要設備技術特征見表2-1-6。
表2-1-6 地麵生產係統主要設備技術特征

3、矸石處理方式和運輸方式
礦井矸石按設計產量的5%考慮，即0.45萬t/a前期矸石通過礦車運至礦井工業場地作為平場填方，後期矸石經過窄軌鐵路運至排矸場地排棄，在矸石場下部設矸石擋牆，並經過防滲透處理。
待條件成熟，可在礦井附近建一個矸石磚廠，充分利用礦井所排出的矸石作為矸石磚廠的原料，同時應加強綠化工作，注重環境保護。
4、輔助運輸
1）井下機電設備修理車間
（1）承擔的主要設備
礦井機修車間的主要任務是承擔礦井機電設備日常檢修和維護，並承擔礦車及支架等設備的部分修理。
（2）主要設備
機修車間主要設備見表2-1-7。
表2-1-7 礦井機修車間主要設備

2）坑木加工房
（1）承擔的主要任務
主要承擔其坑木材料的加工，根據井下需要加工背板和坑木，坑木主要由汽車從場外運往坑木場儲存並加工，然後由礦車裝車運往井下。
（2）主要設備
坑木房主要設備見表2-1-8
表2-1-8 坑木房主要設備

六、工業地布置特征、防洪排澇、地麵建築及煤柱
1、工業場地位置、工程地質條件、周圍環境
工業場地布置在主斜井和回風斜井附近，在大方縣鳳山鄉渣坪村青樹子北西麵。
根據地形地貌，井筒布置，經實地考察，礦井擬建工業場地場內無滑坡、溶洞等不良地質現象，工程地質條件較好。從場地到渣坪村已有1km的簡易鄉村公路，渣坪村至大方縣城有公路相通，交通運輸條件較好。
本區屬於亞熱帶溫濕氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑。按原貴州省城鄉建設環境保護廳1993年12月編製的《貴州省地震烈度區劃分布圖》，本區地震烈度在6°以下。
2、布置方案
根據上述原則，主斜井布置在+1677.5m標高。由於礦井生產能力較小，地麵設施較少，為了便於材料下井及井下設備維修，將生產及輔助設施布置在+1672.5m水平標高上，場內布置有機修車間、材料庫、坑木加工房、變電所、礦燈房、浴室、辦公室等；在井口南麵+1677.5m標高布置有地麵貯煤場；在井口西麵+1669.0m標高布置有礦井水處理池，在井口南麵及+1677.5m標高布置有裝車環線，便於井下汙水處理及煤炭裝車外運。由於礦井離鄉鎮較近，生活福利設施以鄉鎮為依托，不考慮礦山生活福利設施。
3、防洪排澇
在工業場地布置在緩斜坡處，故無內澇之患。為滿足工業場地防洪要求，設計在內修築40cm×40cm矩形截麵排水溝。
4、地麵建築及煤柱
礦生產係統中的主要建（構）築物，除主斜井提升絞車天輪廓架采用鋼筋混凝土框架結構外，其餘建（構）築物，如機修車間、坑木加工房、變電所等均采用磚混結構。所有建（構）築物均按6度的地震烈度設防。
為了節省投資，提高經濟效益，將礦燈房、浴室、鍋爐房、材料設備庫和機修車間綜合建築，職工食堂、職工宿舍與辦公室合建成綜合樓，而變電所、坑木加工房、炸藥庫為單獨建築。且所有行政、生活福利設施及輔助廠房均為單層建築，建築總麵積489 m2。
由於地下煤層的開采，使得采空區上方的地表有不同程度的移動和變形。其影響範圍將略大於采空區範圍。而當開采深度越大時，對地表的影響將越小。
貴州省大方縣一號煤礦井地處山區，采空區引起的地表塌陷，可能會引起地形陡峭的地方發生崩塌、滑坡。因此生產中要對地表沉陷影響的重要建築設施和大的地表水體留有保安煤柱，對於地表沉陷形成的塌陷坑，要盡量整平，回填造地，易產生滑坡的地方應提前修築擋土牆，打抗滑樁或削坡減載等，另外，平時應經常有巡視人員，發現問題及時處理。
七、供電及通信
1、供電
1）供電電源
礦井地處大方縣城東北麵的鳳山鄉，當地10kv農用電網通過貴州省大方縣一號煤礦，礦井主電源直接由10kv農網接入。另外，為確保主電源發生故障時礦井一級負荷用電要求，配備一台150kw柴油發電機組作為礦井備用電源。
2）電力負荷
礦井生產能力為9萬t/a，斜井開拓方式。全礦用電設備共33台（件），運行設備22台（件），設備總容量357.20kw，運行設備容量231.05kw。全礦有功負荷為163.06kw，無功負荷為167.70kvar。礦井年耗電量815300kw.h，綜合電耗9.1kw.h/t。
3）地麵供配電
地麵運行設備容量114.25kw，地麵設備視在負荷121.31kvA。
場地室內照明采用配照型工廠燈，室外照明采用馬路彎燈。為減少能耗，延長燈具壽命，工業場地室外照明采用HDL-3A型路燈光電控製器進行自動控製。
場地室內照明采用配照型工廠燈，室外照明采用馬路彎燈。為減少能耗，延長燈具壽命，工業場地室外照明采用HDL-3A型路燈光電控製器進行自動控製。
4）井下供配電
井下運行設備容量為116.80kw，井下設備視在負荷114.79kvA。由地麵變電所經主斜井向井下供電，各配電點及用電設備電纜由井下隔爆低
壓開關引出。
井下安裝用電設備22台（件），設備總容量209.20kw。其中，運行設備14台（件），運行設備容量116.80kw，計算有功負荷為76.00kw。
在階段大巷、區段運輸順槽等巷道內設置固定照明電器。
2、通訊
1）礦山與外部通訊
礦山與外界的通訊聯係，采用程控電話進入共用電訊網或移動電話。
2）礦內通訊
礦井內部井上、井下通訊選用礦用本安型選號報警電話，隻需要一趟電話線便可組成獨立的通訊係統。電話線選擇礦用阻燃HYVR—1型電纜，下井電纜經主斜井口的室外分線盒引入。
主斜井、運輸上山提升信號設置簡單的組合式光電信號。
八、給水、排水、采暖、通風及供熱
1、礦井水源
1）生活用水
在礦井工業場地東麵100m處有一泉水井，經測算枯水季節日湧水量可達50m3，足以滿足礦山生活用水量41m3的要求，隻需敷設150m左右供水管道即可將泉水水引至地麵工業場地。
2）生產用水
為充分利用水資源，利用經處理後的礦井水作為礦井生產用水。在場地內汙水處理池出口處設置一台取水泵，敷設一趟工業用水供水管道，便可對場地內各用水點及井下消防用水點進行動壓供水。
2、用水量
1）供水範圍
主要供給礦井地麵生產、生活用水和井下生產、消防、防塵用水。
2）用水量估算
全礦總用水量171.80m3/d。其中：生產用水占58.21%，生活用水占23.80%，消防用水占8.90%，淨化用水占9.09%。詳見礦井用水量表2-1-9。
2、給水係統
1）生活用水供給係統
在工業場地東麵的泉水井設生活用水取水泵，通過100m左右的管道將泉水泵入場地的生活水池，分別對職工宿舍、食堂、鍋爐房、辦公室等用戶供水。
2）生產水係統
礦井生產水取自場地內礦井水處理池，在汙水處理池設置一台11kw取水泵，並敷設場地生產用水給水管網，對場地及井下各生產用水點供水。
3、汙水處理
設地麵汙水處理站，對井下礦坑水及地麵產生的工業廢水進行處理排放。
1）地下水處理
貴州省大方縣一號煤礦井下正常湧水量為5m3/h，設計正常湧水量為10m3/h，最大
表2-1-9 礦井用水量統計表湧水量為30m3/h，礦井水的主要汙染物為SS。設計采用混凝土沉澱池沉澱、消毒處理工藝如，圖2-1-1。礦井水處理能力為30m3/h，經處理後的礦井水應達到《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準要求。處理達標後的礦井水部分複用於井下和地麵消防灑水，其餘經場地排水溝排出場外，作為農田灌溉用水。

2）生產、生活汙水處理
礦井建成後，工業場地生產、生活廢水主要有糞便汙水、食堂汙水、礦燈房及浴室廢水，汙水量為330m3/d，主要汙染物為有機物和SS。工業場地生產、生活廢水經處理達到《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準後，經場地排水溝排出場外，作為農田灌溉用水。如圖2-1-2
4、排水係統
處理達標後的水用水泵泵至消防水池複用，多餘部分外排。
5、采暖、通風及及供熱係統
在工業場地內的更衣室，任務交待室、礦燈房、辦公室和職工宿舍等，采用回風爐分別采暖。
在浴室、洗衣間等工作時有大量餘熱、餘濕產生。采用在浴室和洗衣間下部開設百葉窗進風，上部開氣窗排風的方式進行有組織的自然通風。
燈房內在充電和配液過程中，將散發氫氣、硫化氫及酸霧等有害等氣體，危及工作人員的健康和安全。為此，要求在充電間上部開設氣窗，排出有害氣體。
在貯液間及配液間，選用WS－85－6型№3.6#玻璃鋼屋頂風機各一台，進行機械排風。
九、技術經濟
1、建井工期
經過分析計算，開工後10個月即可完成全部建井工程，加上2個月的施工準備時間、1.4個月的工作麵設備安裝及聯合試轉，礦井建設總工期為13.4個月。
2、勞動生產率
根據礦井設計生產能力、開拓方式、工作麵采煤方法、機械化設備配置水平，確定礦井全員效率2.0t/工。
3、勞動定員
根據礦井設計生產能力、年工作日、全員效率，按照原煤炭部92年頒發的《煤炭工業小型礦井設計規範》規定進行估算。勞動定員估算，按煤炭工業礦井設計改革精神，並結合貴州省大方縣一號煤礦井管理製度，隻估算原煤生產出勤人數，不考慮在藉人員係數及服務人員。
經估算，礦井職工總人數為136人，萬t職工人數為15人。勞動定員估算結果詳見表2-1-10。
表2-1-10 勞動定員配備表

4、項目靜、動態投資估算
原則上按照現行煤炭概算指標、現行設備、材料價格及有關煤炭建設工程造價文件規定，根據礦井可行性研究報告設計內容，設計提供的主要工程量和主要設備材料數量，結合貴州省大方縣一號煤礦井建設情況，主體工程和主要設備材料采用概算編製方法進行估算；輔助工程和次要設備材料參考類似礦井概算，按生產環節進行估算。
投資估算基準年為2002年底。
1）經估算，礦井固定資產總投資673.63萬元，噸煤投資74.85元。投資構成比例及分析表見表2-1-11
流動資金按照原煤炭工業部1996年頒發的《煤炭工業建設項目經濟評價方法與參數》的規定，采用分項詳細估算法進行估算。
2）經估算，礦井達到設計生產能力時，流動資金總需要量為87.6萬元，噸煤流動資金9.73元/t。
流動資金估算詳見表2-1-12。
表2-1-11 投資構成比例及分析表

5、經濟分析及經濟評價
1）成本估算
估算結果，礦井年總成本費用為470.88萬元，單位總成本為52.32元/t；其中：經營成本371.61萬元，單位經營成本為41.29元/。
2）銷售收入
根據礦井設計產品方案，塊煤率20%，煤炭銷售市場主要為電力、建材、冶金等工業行業及地方民用市場。
根據目前當地煤炭實際銷售價格，並結合貴州省煤炭市場銷售行情，測算中和售價為67元/t（含稅），年銷售收入為603萬元。
3）利潤
按礦井達到設計生產能力(9萬t/a)後正常生產年份，計算年利潤總額為605.38萬元，上繳所得稅199.77萬元，稅後利潤405.60萬元。
在利潤分配中，每年按可分配利潤的10%提取盈餘公積金。
4）盈利能力分析
見表2-1-13。
表2-1-13 財務評價主要盈利能力指標表

5）盈虧平衡分析
按投產後正常年份（以第6年為例）的年銷售收入為603.00萬元，年固定總成本為271.98萬元，可變總成本為198.90萬元，年銷售稅金及附加為23.00萬元，據此計算項目盈虧平衡點如下：
BEP（生產能力利用率）＝年固定總成本／（年銷售收入－年可變總成本－年銷售稅金及附加）×100% (2-1-3)
＝271.98／(603.00－198.90－23.00)×100%
＝71.37%
BEP（產量）＝9×71.37%=6.42（萬t）
從盈虧平衡點計算來看，生產能力利用率為71.37%，當產量達到6.42萬t時，企業就可保本，礦井建設具有一定的抗風險能力。
6）敏感性分析
項目在計算期內可能發生變化的因素有銷售價格、銷售產量、固定資產投資、經營成本等。當各單因素分別在±20％、±10％範圍內變化時，由對財務評價指標的影響程度的分析計算知，本項目對銷售價格變化最為敏感。
在項目可行區域內，允許價格在11%幅度內有一定的變化，項目仍有一定的收益，可見本項目具有一定的抗風險能力。
7）綜合評價
通過以上對該項目的財務盈利能力、清償能力及不確定性分析，各項財務評價指標較理想，投資效益好，項目抗風險能力較強。該項目實施後無論對企業，還是對投資者都具有較好的經濟效益，投資效果較好，對拖動地方經的發展，提高社會效益和環境效益都具有十分重要的意義。因此，評價認為，該項目的建設在經濟上是可行的。

第三章 礦井通風安全
第一節 概況
一、資源來源
1、貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》；
2、貴州工業大學勘察設計研究所2003年3月編製的《貴州省大方縣一號煤礦可行性研究報告》；
3、鄰近礦井的畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複。
二、井田瓦斯、煤塵爆炸性、煤的自燃傾向性、煤和瓦斯突出及地溫情況
1、瓦斯
該礦為建設礦井，根據貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》，礦區及鄰區未發生過瓦斯、煤塵爆炸。由於資料不詳，為安全起見建議按高瓦斯礦井進行設計和管理。
同時參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複。貴州省大方縣一號煤礦按高瓦斯礦井設計，暫按瓦斯相對湧出量15m3/t考慮。參照情況見表1-2-4。
2、煤塵爆炸性
貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》指出：礦區及鄰區未發生過煤塵爆炸現象，煤塵爆炸性指標不詳。礦井應及時補充區內各開采煤塵爆炸性鑒定資料。
3、煤的自燃傾向性
按貴州省地礦局102地質大隊提供的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》指出：貴州省大方縣一號煤礦區及鄰區未發生煤的自然現象，煤層自燃發火資料不詳。礦井應及時補充區內各開采煤層自燃發火性鑒定資料。
4、煤和瓦斯突出情況
礦井無煤與瓦斯突出危險性資料，該礦現未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定，該礦與該礦所處區域其它礦井均無煤與瓦斯突出曆史記錄。為保證煤礦建設和生產的安全性，建議在未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定前，礦井建設和生產時按煤與瓦斯突出礦井進行管理。在建設和生產中需作好煤與瓦斯突出預測及鑒定工作，礦井施工及安全管理中應引起高度重視。石門揭煤和巷道過斷層時必須采取相應的安全措施。
礦井應及時補充區內各開采煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定工作，並依據實際鑒定結果采取相應安全措施，以指導礦井安全生產。
5、地溫情況
本井田屬地溫正常區，無熱害影響。
三、對瓦斯等級及地溫變化的預測
1、礦井內隨著開采深度的增加
1）不僅瓦斯湧出量增大，而且由於來自開采層圍岩的瓦斯湧出的增高，礦井的瓦斯平衡也發生了有規律的變化，采空區瓦斯的威脅越來越嚴重。
2）隨著開采深入，尤其在深部，通風較困難，瓦斯易於聚集。
3）由於貴州省大方縣一號煤礦為煤層群開拓，隨著開采煤層及開采麵積的增大，鄰近可采及不可采煤層的瓦斯湧出將導致工作麵瓦斯湧出量的增加；
4）由於礦井已存在采空區，采空區附近受采空區瓦斯的威脅將越來越嚴重。

第二節 礦井通風
一、通風方式和通風係統
1、煤層開采技術條件及礦井開拓方式
1）開采技術條件
含煤岩係總厚度165—206m，平均厚185m，煤層總厚9.76m，含煤係數5.01。其中：可采煤層3層，平均總厚度4.45m，可采煤層含煤係數為2.28。礦區內共含可采煤層3層，由上至下分別為M18、M51及M73，貴州省大方縣一號煤礦主采M51（厚度1.6—1.8m）和M73（厚度2.0—2.4m）兩層煤。
傾角平均3°為近水平煤層。
各煤層頂板較穩定，底板遇水易膨脹底鼓。
井田內沒有發現大的斷層。
2）礦井開拓方式
礦井開拓方式為斜井開拓。
根據井田範圍、主采煤層數，礦井為片盤斜井開拓，不劃分采區。
礦井開采順序為：煤層、區段下行式開采。即先開采M51煤層，然後開采M73煤層。
2、通風方式及通風係統
1）通風方式
（1）通風方式：並列式機械通風。
（2）通風方法：礦井主要通風機的通風方法采用抽出式。回采工作麵采用U型通風方式，掘進工作麵采用局部通風機接風筒壓入式通風。
2）通風係統
通風線路為：主斜井→運輸上山→采區車場→區段運輸順槽→回采工作麵→區段回
風順槽→采區回風上山→回風平巷→回風斜井→引風道→地麵。
二、風井數目、位置、服務範圍及年限
風井數目為1個，風井位於標高為+1682.5M，方位角為177度，傾角為18度，為全礦井服務。服務年限為19.7年。
改變全礦井通風係統時，必須編製通風設計及安全措施，並審批。
三、采掘工作麵及硐室通風
1、采掘工作麵通風
初期采煤工作麵利用礦井主要通風機全負壓通風，回采工作麵設有獨立的進回風係統。
掘進工作麵利用壓入式局部通風機輔助通風，並設有獨立的進回風聯絡巷道，掘進工作麵與采煤工作麵不構成串聯通風。
貴州省大方縣一號煤礦初期的1個掘進工作麵為運輸順槽掘進頭掘進頭，采用11kw型號為YBT52-2型的礦用防爆局部通風機和風筒組成一體進行通風，工作方式為壓入式。局部通風機和啟動裝置安裝在離掘進巷道口10m以外的進風側的新鮮風流中。
風機將新鮮風經風筒壓送到掘進工作麵，為了能有效的排出炮煙，風筒出口到掘進工作麵的距離LP不能超過風流從風筒出口到轉向點的距離即有效射程LR，有效射程可
由: LR =(4～5)S0.5 （3-2-1）
式中S-為掘進巷道淨斷麵積
煤巷掘進不允許超過5m。貴州省大方縣一號煤礦S為4.3m2。則LR為8.29～10.37m。
2、硐室通風
采區需獨立通風硐室2處，分別為采區絞車房和水泵房，采區絞車房設有進回風聯絡巷分別與主要進風和回風巷相連，水泵房位於井風流當中，為通過式通風。
3、局部通風機的使用必須注意以下幾點
1）掘進巷道貫通在相距20m前，必須停止一個工作麵作業，做好調整通風係統的準備工作。貫通時，必須由專人在現場統一指揮，停掘的工作麵必須保持正常通風，設置柵欄及警標，經常檢查風筒的完好狀況和工作麵及其回風流中的瓦斯濃度，瓦斯濃度超限時，必須立即處理。掘進的工作麵每次爆破前，必須派專人和瓦斯檢查工共同到停掘的工作麵檢查工作麵及其回風流中的瓦斯濃度，瓦斯濃度超限時，必須先停止在掘工作麵的工作，然後處理瓦斯，隻有在工作麵及其回風流中的瓦斯濃度都在1.0%以下時，掘進的工作麵方可爆破。每次爆破前，工作麵入口必須有專人警戒。貫通後，必須停止采區內的一切工作，立即調整通風係統，風流穩定後，方可恢複工作。
2）掘進巷道必須采用局部通風機通風。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出的岩巷的掘進通風方式應采用壓入式，不得采用抽出式，如果采用混合式，必須製定安全措施。長距離掘進由於阻力加大，會出現通風困難。可采用兩台同型號、同功率局部通風機串聯，以增加風壓克服阻力，保證風量供給。
3）局部通風機必須由指定人員負責管理，保證正常運轉。壓入式局部能風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口不得小於10m；全風壓供給該處的風量必須大於局部通風機的吸入風量，局部通風機安裝地點到回風間的巷道中的最低風速必須符合《煤礦01manbetx 》之第一百零一條的有關規定。
4）必須采用抗靜電、阻燃風筒。風筒口到掘進工作麵的距離以及混合式通風的局部通風機和風筒的安設，應在作業規程中明確規定。
5）掘進工作麵的局部通風機采用“三專”(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電和“兩閉鎖”(風、電及瓦斯、電閉鎖)。
6）嚴禁3台以上(含3台)的局部通風機同時向1個掘進工作麵供風。不得使用1台局部通風機同時向2個作業的掘進工作麵供風。
4、防止瓦斯積聚及井下通風管理必須注意以下幾點
1）礦井主要通風機采用雙回路供電，一回路電源停止供電後，另一回路必須馬上投入運行。由變壓器供主要通風機的雙回路電源上不得分接其他負荷。
2）建立測風製度，每10天進行一次全麵測風。對采掘工作麵和其它用風地點，根據實際需要隨時測風，將每次測風結果記錄並寫在測風地點的記錄牌上，並根據測風結果調節風量。
3）使用局部通風機通風的掘進工作麵不得停風；因檢修、停電等原因停風時，必須撤出人員，切斷電源。恢複通風前，必須檢查瓦斯。隻有在局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時，方可人工開啟局部通風機。
4）掘進工作麵當瓦斯積存量大時，可采用風筒增阻排放法：可用繩子把柔性風筒捆結，縮小其斷麵或在風機的吸風口用木板阻擋部分通風斷麵進行增阻，隨著混入礦井主通風風流的瓦斯濃度的下降逐漸增大風筒斷麵，直到全斷麵通風。
5）通風係統或通風設施的破壞或異常(如風門該關的未關，風道堵塞、臨時改變通風係統，掘進通風風筒脫節或破壞等)，都會造成局部或區域風量不足甚至無風，產生瓦斯積存。因此出現這些異常，必須及時修複，采取措施恢複正常通風。
6）獨頭巷道長或封閉的獨頭巷道啟封後排放瓦斯應製定專門的排放瓦斯的措施。一般可采用逐段通風排放法：排放由外向內逐段區段進行，先準備一節5m長的短風筒，接在密閉外的風筒上，用其衝淡啟封密閉牆的開口孔洞瓦斯，控製風筒的排風量，使衝淡後的瓦斯濃度低於1.5%，正常後再區段接長風筒逐段排放巷道積存瓦斯，直到全獨頭積存瓦斯排放完轉入正常通風時止。
四、井下通風設施及構築物布置
1、井下通風設施及構築物設置
1）密閉
除設計保留的井口、巷道外礦區範圍內的其他井口、巷道全部實行密閉。采掘過程中，井下凡不使用的巷道(包括聯絡巷)全部實行密閉；采空區必須及時封閉，必須隨采煤工作麵的推進逐個封閉通至采空區的連通巷道；采區開采結束後45天內，必須在所有與已采區相連通的巷道中設置防火牆，全部封閉采區。
2）風門
井下風門設置見表3-2-1。
設置地點見大方縣一號煤礦礦井通風係統及網絡圖。
3）防爆門
為了防止爆炸性氣體爆炸時衝擊主要通風機，在風井口處設置防爆門。
4）測風站
用以測量全礦井總進風量和回風量，以及各區段各掘進麵、各回采工作麵的進風量和回風量。井下測風站的設置見表3-2-2。
2、井下通風設施及構築物要求
1）風門設置要求
（1）避免在彎道和傾斜巷道中設置風門；
（2）風門的前後5m內支架完好，門牆厚不小於0.45m，四周掏槽深0.2～0.3m；
（3）結構嚴密，漏風少，向關門方向緩傾斜80°～85°；
（4）風門應迎風流開啟，通過礦車的巷道，兩組兩風門間距應大於一串車長度，並能使風門正常開啟和關閉；
（5）風門要求設置兩組，含正反向風門各兩道，兩道正向風門必須連鎖，一道打開，另一道必須關閉。
（6）安全出口風門須設置雙向聯鎖風門。
（7）風門等通風構築物的設置應堅固穩定，並加強通風管理，及時檢查和維修。
2）調節風門要求
需要調節風量的巷道設置調節風門(即是在風門上安設可以調節的風窗)，其技術要求與風門相同。
3）擋風牆(密閉)要求
滿足下列要求：
（1）永久性擋風牆采用不燃性材料(如磚、料石、水泥等)建築，牆上部厚≥0.45m，牆下部厚≥1.0m，牆前後5m內的巷道支護要完好且為防腐支架；無積煤、片幫、冒頂；四周在煤中掏槽深度≥1.0m、在岩石中≥0.5 m；牆麵要嚴、抹平、刷白、不漏風。密閉內有湧水時，應在牆上裝設U形放水管，利用水封防止放水管漏風。
（2）對於服務期限短的臨時性擋風牆：可用木柱、木板、可塑性材料等建造，木板需魚鱗式搭接，用黃泥、石灰抹麵，無裂隙，不漏風；要設在幫頂良好處，四周在煤中掏槽深度≥0.5m、在岩石中≥0.3m；牆前後5m內的巷道支護要完好且為防腐支架；無積煤；同時牆外要設置柵欄和警標。
4）防爆門要求
（1）為了防止爆炸性氣體爆炸時衝擊主要通風機，在風井口處設置防爆門，防爆門至井筒內引風道的開口位置長10～15m，同時其距離應比引風道的距離短；
（2）防爆門每6個月檢查維修一次；
（3）主要和備用通風機的2條引風道與回風井之間的夾角滿足30°～45°，引風道內要設置兩道風閘式風門，主要通風機運行時，主要通風機引風道風門全打開並固定好，備用通風機引風道風門則關閉並固定好。
（4）礦井主要通風機設有反風裝置，當井下發生火災時經礦技術負責人的同意後可進行全礦井反向通風，為防止反風時由於風壓作用將另一條引風道風門壓開並短路流出，故安全出口中的風門要采用兩道連鎖的雙向風門。
（5）根據礦井反風要求，必要地點設置常開風門。
5）測風站
（1）須設在直線巷道中；
（2）測風站本身長度不得小於4m，斷麵規則，附近至少有10～15m斷麵沒有變化；
（3）測風站不得設在風流彙合處附近；
（4）測風站內不得有障礙。
6）其他
礦井內的風門、調節風門、局部通風機的壓送風筒、測風站、風牆及密閉等所有通風設施，應建立每天三班的巡回檢查製度。並有可靠的檢測、監控設備，保證設施經常處於完好狀態，確保風路暢通和通風係統的安全可靠。
五、安全逃生途徑
1、礦井安全出口設置及保證措施
1）有關規定
《煤礦01manbetx 》第十八條規定：“每個生產礦井必須至少有2個能行人的通達地麵的安全出口，各個出口間的距離不得小於30m；井下每一個水平到上一個水平和各個采區都必須至少有2個便於行人的安全出口，並與通達地麵的安全出口相連接。未建成2個安全出口的水平或采區嚴禁生產。”
《煤礦安全規程》第五十條規定：“采煤工作麵必須保持至少2個暢通的安全出口，一個通到回風巷道，另一個通到進風巷道。”
2）貴州省大方縣一號煤礦安全出口設置
（1）礦井設置了2個井筒，井口之間的距離大於30m，滿足規程要求；
（2）采區內采煤方法采用走向長壁式采煤，每個工作麵均設有運輸和回風順槽，運輸順槽通過運輸上山與主斜井相連，回風順槽通過回風平巷與風井相連，滿足規程之規定。
2、保證措施
1）嚴格執行《煤礦安全規程》規定，若礦井井筒發生變化則必須委托有資質部門進行設計並報主管部門備案和審批，井筒延伸及工作麵接替必須按規定保證2個能行人的安全出口，工作麵嚴格執行長壁式開采，工作麵未構成回風係統，未形成2個安全出口不允許開采；
2）開采三角煤、殘留煤柱，不能保持2個安全出口時，必須製訂安全措施，報企業主要負責人審批。
3）采煤工作麵所有安全出口與巷道連接處20m範圍內，必須加強支護；
4）安全出口必須設專人維護，發生巷道冒頂片幫、支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時，必須及時更換、清挖。
5）井巷交岔點，必須設置路標，標明所在地點，指明通往安全出口的方向。井下工作人員必須熟悉通往安全出口的路線。
6）對於通達地麵的安全出口均設置人行道，並根據傾角大小和實際需要設置扶手、台階或梯道。
3、井下避災路線
根據井下發生災害的地點不同或災害類型不同，應采取不同的避災路線。因此02manbetx.com 發生時，在場人員應盡量了解或判斷事故性質、地點與災害程度，並由在場的負責人或有經驗的老工人帶領，根據當時當地實際情況，選擇安全路線或按預先規定的安全路線，迅速撤離危險區域。
井下發生冒頂事故時，要及時加強冒頂區的支護，全力營救被岩石埋住的人員。
1）火災、瓦斯及煤塵爆炸避災線路
井下發生火災時，要立即通知附近的工作人員迅速撤除災區，向火焰燃燒的相反方向撤退，最好利用平行巷道，迎著新鮮風流繞過火災，沿新鮮風流流向的逆方向撤退，在從火區撤出時，必須戴上自救器。
井下發生瓦斯爆炸事故時，會產生大量的有害氣體和溫度很高的氣流或火焰。這時，要迅速背著空氣震動的方向，臉朝下，臥倒在溝裏或者用濕毛巾堵住嘴和鼻子，還要用衣服等物掩蓋住身體，使身體的暴露部分盡量減少。事故發生後，首先要積極進行自救，戴好自救器，根據災害預防和處理計劃裏規定的避災安全路線，盡快離開災區。兩人以上要編組同行，互相幫助，由有經驗的老工人帶領。行進中要注意通風情況，要迎著進風的方向走。
初期避災線路如下：
工作麵：工作麵→工作麵運輸順槽→運輸上山→主斜井→地麵。
掘進麵：掘進麵→掘進運輸順槽→運輸上山→主斜井→地麵。
2）反風時的避災路線
當井下主要進風側發生火災時，應實行全礦井反風，反風前需將火源進風側人員全部撤出，火源回風側井下人員朝反風時的新風風流來向撤退出井。
工作麵：工作麵→工作麵回風順槽→采區回風上山→回風平巷→回風斜井→安全出口→地麵。
掘進麵：掘進麵→掘進運輸順槽→聯絡巷→回風斜井→安全出口→地麵。
3）工作麵發生水災時避災線路
井下發生透水事故時，應撤退到湧水地點上部水平，避免進入湧水附近的獨頭巷道。但是當獨頭上山下部唯一出口被淹沒無法撤退時，也可在獨頭工作麵暫避。若是老塘老空積水湧出，則須在待避前快速構築避難硐室，以防被湧出的有毒有害氣體傷害。
水災逃生線路如下：
工作麵：工作麵→工作麵回風順槽→采區回風上山→回風平巷→回風斜井→安全出口→地麵。
掘進麵：掘進麵→掘進運輸順槽→聯絡巷→回風斜井→安全出口→地麵。
六、礦井風量、風壓及等積孔
1、風量計算及分配
該煤礦沒有有效的瓦斯等級鑒定資料，鑒於參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複。貴州省大方縣一號煤礦按高瓦斯礦井設計，暫按瓦斯相對湧出量15m3/t考慮。參照情況見表1-2-4，今後以實際鑒定為準。
可采煤層屬高瓦斯高變質煤，同一煤層瓦斯含量向深部略有增高的趨勢。
為保證通風安全，礦井在實行開采前，須進行瓦斯抽放。由於缺少瓦斯抽放參數，計算礦井風量時不考慮抽放量。礦井在正常投產時必須定期測定瓦斯湧出量，並製定風量計算方法對所選風機進行校核以滿足礦井通風需要。
1）按井下同時工作最多人數計算
Q1=4NK （3-2-2）
=4×70×1.20=336m3/min
式中：N—井下同時工作的最多人數，人；
4—按井下每人每分鍾4m3的單位風量計算礦井總風量。
K——礦井通風係數，包括礦井內部漏風和分配不均勻等因素。采用壓入或中央並列式通風時，可取1.20～1.25；采用中央分列式或混合式通風時，可取1.15～1.20；采用對角式或分區式通風時，可取1.10～1.15。上述備用係數在礦井產量T≥9萬t/a時取小值；T＜9萬t/a時取大值。本礦取1.20。
2）按各用風地點的實際需風量計算(由內到外的計算方法)
（1）回采工作麵所需風量的計算
①按瓦斯湧出量計算
礦井設計生產能力9萬t/a，最大日產量T=1.15×90000/330=313t/d，則瓦斯絕對湧出量q絕=15×313/(24×60)=3.26m3/min。回采工作麵絕對瓦斯湧出量按占礦井總的湧出量的70%計算為qa=3.26×70%=2.28 m3/min。
Qa1= Ka •qa/(1/100-C1) (3-2-3)
=1.5×2.28/0.01=342 m3/min
式中：qa—回采工作麵瓦斯的絕對湧出量，m3/min；
Ka—回采工作麵瓦斯湧出不均衡係數，它是最大湧出量與平均湧出量之比，一般對於機采工作麵Ka為1.2～1.6，對於炮采工作麵Ka為1.4～2.0。貴州省大方縣一號煤礦為炮采工作麵，暫取Ka =1.5（實際取值應測定）。
C1—回采工作麵入風流瓦斯濃度(不得大於0.5%)，對於貴州省大方縣一號煤礦可取0.01%。
②按工作麵溫度與風速的關係計算
Qa2=60×Va×Sa×Ka (3-2-4)
=60×0.8×6.29×0.9
=271.73m3/min
式中：Va—采煤工作麵應有良好的氣候條件，其進風流氣溫和風速應符合有關要求，經查表，設回采工作麵氣溫取18°～20°，則工作麵風速Va應為0.8～1.0m/s，取值0.8m/s；
Sa—回采工作麵按最大和最小控頂距計算的平均斷麵積(m2)，貴州省大方縣一號煤礦井設計“三四排”控頂，取小控頂距3.2m，最大控頂距4.2m，采高1.7m，則Sa=(3.2+4.2)/2×1.7=6.29m2；
Ka—回采工作麵長度係數，經查工作麵長度係數表，回采工作麵為50～80m時(貴州省大方縣一號煤礦為60m)，工作麵長度係數為0.9。
③按炸藥使用量計算
Qa3=25AC (3-2-5)
=25×9=225 m3/min
式中：25—每使用1kg炸藥的供風量，m3/min；
AC—回采工作麵一次使用的最大炸藥量，kg；
工作麵斜長60m，采高1.7m，煤壁麵積為60×1.7=102m2，炮眼密度為1×0.6=0.6，炮眼數為102/(1×0.6)=170，每孔裝藥按150g計算，則工作麵全長需炸藥170×150=25.50kg，按工作麵全長分3次裝藥爆破計算，則一次使用最大炸藥量為25.50/3=8.50kg，取9kg。
④按工作人員數量計算
Qa4=4Na (3-2-6)
=4×15=60 m3/min
式中：Na—回采工作麵同時工作的最多人數，人；
4—每人每分鍾4m3的供風標準。
⑤按風速進行驗算
根據規定，回采工作麵最低風速為0.25m/s、最高風速為4m/s的要求進行驗算，即回采工作麵的風量須：
Qa≥0.25×60×Sa=0.25×60×3.00=45 m3/min (3-2-7)
Qa≤4×60×Sa=4×60×3.00=816 m3/min (3-2-8)
根據以上計算，回采工作麵計算最大風量為:
Qa=max(Qa1,Qa2，Qa3，Qa4)=max(342，271.73，225，60)=342m3/min，該礦由1個工作麵保產，工作麵風量為319.2 m3/min，滿足上述風速驗算要求。
（2）掘進工作麵所需風量的計算
①按瓦斯湧出量計算
Qb1=100qb×Kb (3-2-9)
=100×0.978×2.0=195.6 m3/min
根據上述計算礦井絕對瓦斯湧出量q絕=(15×313)/(24×60)=3.26m3/min。掘進工作麵絕對瓦斯湧出量按占礦井總的湧出量的30%計算，則掘進工作麵回風流中瓦斯平均絕對湧出量：
qb=3.26×30%=0.978 m3/ min。 (3-2-10)
式中：qb—掘進工作麵回風流中的沼氣的平均絕對湧出量，m3/min；
Kb—掘進工作麵瓦斯湧出不均衡係數，它是掘進麵最大湧出量與平均湧出量之比，一般對於機掘進工作麵Kb為1.5～2.0，對於炮掘進工作麵Kb為1.8～2.0，貴州省大方縣一號煤礦取Kb=2.0（實際取值應測定）。
②按炸藥使用量計算
Qb2=(AJ×b)/(t×c) (3-2-11)
式中：AJ—掘進工作麵一次使用的最大炸藥量，kg；
b—每公斤炸藥爆破後生成的當量CO的量，根據炸藥爆破後的有毒氣體國家標準取b=0.1 m3/kg；
t—通風時間，一般不少於20min；
c—爆破經通風後，允許工人進入工作麵工作的CO濃度，一般取c=0.02%。
將各參數取值帶入上式後，簡化為：
Qb2=25AJ=25×3.3=82.5 m3/min (3-2-12)
掘進巷道斷麵掘進麵積按4.3m2計算，炮眼密度為0.6×0.7，炮眼數為4.3/(0.6×0.7)=11個，每眼裝藥按300g計算，則每個掘進麵需炸藥11×300=3.3kg。
③按局部通風機的吸風量計算
Qb3= Qf×If×Kf (3-2-13)
=200×1×1.3
=260 m3/min
式中：Qf—掘進工作麵局部通風機的吸風量，貴州省大方縣一號煤礦正常掘進采用YBT52-2型11kw的局部通風機其風量為1.5-3.8m3/s，取Qf=3.3 m3/s(即200 m3/min)，效率≥80%；
If—掘進工作麵同時運轉的局部通風機台數；
Kf—為防止局部通風機吸循環風的風量備用係數，一般取1.2～1.3，進風巷中無瓦斯湧出時，取1.2，有瓦斯湧出時，取1.3。
④按工作人員數量計算
Qb4=1×4Nb (3-2-14)
=1×4×10
=40m3/min
式中：Nb—每個掘進工作麵同時工作的最多人數，人；
4—每人每分鍾4m3的供風標準。
1—為1個掘進工作麵。
⑤按風速進行驗算
根據規定，對於煤巷掘進工作麵的風量為：
Qb≥0.25×60×Sb m3/min (3-2-15)
Qb≤4×60×Sb m3/min (3-2-16)
式中：Sb—掘進巷道平均斷麵積(m2)；
工作麵順槽斷麵積為Sb =4.3 m2。
故：
Qb≥0.25×60×Sb=0.25×60×4.3=64.5m3/min
Qb≤4×60×Sb=4×60×4.3=1032m3/min
根據以上計算，Qb=max(Qb1,Qb2，Qb3，Qb4)=max(195.6，82.5，260，40)=260m3/min (4.50m3/s)，取整為5m3/s。符合掘進工作麵的風速驗算要求。
（3）硐室所需風量的計算
設計按采區通風需要進行配風。貴州省大方縣一號煤礦開采采區期間井下設置有需獨立通風硐室2處，采區絞車房與水泵房供
風各按1m3/s(即60 m3/min)考慮。於是：Qc=60×2=120 m3/min
（4）其它巷道所需風量
根據貴州省大方縣一號煤礦巷道布置，井下無其它需獨立通風巷道。
（5）礦井總風量Q的確定
Q2=(Qa+Qb+Qc+Qd)KW (3-2-17)
=(342+260+120+0)×1.20
=866.4m3/min (14.5m3/s)
式中：Q—礦井總風量，m3/min；
K—礦井通風係數，包括礦井內部漏風和分配不均勻等因素。采用壓入或中央並列式通風時，可取1.20～1.25；采用中央分列式或混合式通風時，可取1.15～1.20；采用對角式或分區式通風時，可取1.10～1.15。上述備用係數在礦井產量T》9萬t/a時取小值；T＜9萬t/a時取大值。本礦取1.20。
3）按高瓦斯礦井(由外到內的計算方法)
總回風流中瓦斯濃度不超過0.75%的要求計算，且對日產量每噸煤的供風標準不少於1.5
Q3=0.0926TqgK (3-2-18)
=0.0926×313×15×1.52
=660.00 m3/min(11m3/s)
式中：T——礦井最大日產量，t/d；T=1.15 ；A—年產量，n—年工作日數。
qg——礦井瓦斯平均相對湧出量；
K=K2•K3•K4•K5 (3-2-19)
=1.20×1.15×1.1×1.0=1.52
式中：K2—瓦斯湧出不均衡係數1.20～1.25；
K3—采區內部漏風係數1.15～1.25；
K4—備用工作麵風量係數1.10～1.25；
K5—掘進及硐室用風係數1.00～1.20
由以上分別按井下同時工作最多人數計算、按各用風地點的實際需風量計算(由內到外的計算方法)、按高瓦斯礦井總回風流中瓦斯濃度不超過0.75%的要求計算(由外到內的計算方法)這三個步驟的風量計算，3種方法計算的礦井總風量的最大值為：
Q=max{Q1,Q2,Q2}
= max{336.00,866.40,660.00}
=866.40 m3/min(14.5m3/s)
設計取整，Q=15.00 m3/s
4）礦井風量分配
在計算出的礦井需風量為Q=15 m3/s，減去獨立回風的硐室、巷道風量和掘進風量後，剩餘風量按分配給采煤工作麵。
（1）獨立供風的掘進麵1個： Q掘=1×5=5 m3/s
（2）采區絞車房： Q絞=1 m3/s
（3）采區水泵房： Q水=1 m3/s
（4）則回采工作麵風量： Q采總=Q總-Q掘-Q絞-Q水=8 m3/s
今後在實際生產中，需根據礦井實際情況在井下設置調節風門以滿足工作麵的風量分配與產量相一致。
礦井在投產前後必須進行瓦斯湧出量測定，並依據測定結果核算礦井需風量及生產能力；若礦井通風係統發生變化，亦必須重新進行通風係統設計及風量計算。
2、通風網絡解算及總阻力
據設計規範，小型礦井隻計算通風困難時期的通風阻力，采用下式計算：
R=α•L•u/s3 (3-2-20)
h=R×Q2 (3-2-21)
根據《煤礦礦井采礦設計手冊》規定，對於小型礦井隻需計算通風困難時期的通風
阻力，不再計算通風容易時期的通風阻力。所以，本設計的風機選型隻考慮通風最困難時期礦井的風量和負壓。若礦井前期風量和負壓較小，現有風機能滿足生產要求，亦可以繼續使用。
礦井通風最困難時期為M73煤層采區下山部分最下一個區段開采時期。根據該區段
各用風地點風量分配及服務範圍，計算得礦井通風困難時期負壓為484Pa。詳見礦井通風困難時期阻力計算表3-2-3。

3、等積孔計算及通風難易程度評價
1）礦井風量：Q=15m3/s
2）礦井風壓：h難=484Pa
3）礦井總風阻:R難= h難/Q2=484/152=2.15NS2/m8
4）礦井總等積孔:A難=1.1896/R難0.5=1.1896/2.150.5=0.81m2
從以上計算可知，根據目前使用的等級孔分級標準，貴州省大方縣一號煤礦井在通風困難時期均屬於大阻力礦井，因此需要采取相應的降低風阻和防止漏風的措施。
4、降低風阻措施
1）砌镟、錨噴巷道表麵應盡量光滑平整，以降低通風阻力。
2）在容易產生局部阻力的地方，應盡量降低局部阻力係數。巷道連接處應做成斜線或圓弧形，巷道拐彎處應盡量避免直角轉彎或小於90°轉彎，轉彎處內、外側施工成斜線或圓弧形，必要時設置導風板。
3）在日常通風管理工作中，應避免在主要巷道中停放礦車、堆放雜物，巷道應隨時修複，保證其完整性並保持足夠的有效通風斷麵，以利於風流暢通。
5、防止漏風措施
風門等通風構築物的設置應堅固、穩定，並加強通風管理，及時進行檢查和維修。
七、通風設備及反風
1、通風設備
1）設計依據
礦井瓦斯等級：高瓦斯礦井
風量：Qk=15.0m3/s
井巷摩擦阻力：h阻力=484Pa
2）主要通風機選型計算
（1）通風機需要的風量
通風機的工作風量，需要適當考慮加入外部漏風量。
Q=1.15×Qk (3-2-22)
=1.15×15.0m3/s=17.25m3/s=1035m3/min
（2）通風機需要的風壓
Hfmax=h阻大+h自=484+0=484 (Pa) (3-2-23)
（由於主斜井井口標高為+1677.5m，回風斜井標高為+1682.5m，高差為5 m。因此自然風壓可以忽略不計）
（3）配備電機功率
風流功率：
N2 = hfmax×Qf/1000=(484×17.25)/1000=8.35KW (3-2-24)
電動機輸出功率：
Ne2=N2•K•Ke/(ηt•ηe) (3-2-25)
=8.35×0.93×1.15/(1×0.90)=9.92kw
式中：N2——困難時期的風流功率，KW。
K——由於礦井處於高原地區，需考慮的空氣密度校正係數。K=1.12/1.2=0.93
Ke——電機容量備用係數,Ke=1.15
ηt——傳動效率,直接傳動ηt=1
ηe——電機效率,ηe=0.9
（4）通風機選擇
根據以上計算，選擇同能力的BK54-6-№13型防爆軸流式通風機兩台，一台運行，一台備用。配套電機型號為YBF200L2-6，功率為22KW，風量範圍11-27m³/s，風壓範圍115-690Pa。通風機性能曲線及困難時期工況點見圖3-2-1。

圖3-2-1 通風機性能曲線及困難時期工況點
以上風機選型是保證礦井巷道滿足設計要求斷麵的基礎上和以相對瓦斯湧出量q瓦=15m3/t為依據計算出的結果，在實際生產過程中必須做好礦井瓦斯的檢測工作，當相對瓦斯湧出量超過上述數值、隨著通風線路的加長或者產量加大以及今後開采其它采區煤層時，應根據實際情況通過上述的計算過程校核風機能力是否能滿足要求，否則需要重新選擇合適的主要通風機。
2、通風機設置及要求
1）主要通風機必須裝置兩套同等能力的風機(包括電動機)，其中一套運轉，一套備用，備用的一套要求在10分鍾內能夠啟動。
2）礦井主要通風機要有兩路直接由變電所饋出的供電線路，線路上不分接任何負荷。
3）新安裝的主要通風機投入使用前，進行一次通風機性能測定和試運轉工作，以後每5 年進行一次性能測定。
4）按風機規格處理好安裝場地，場地要有足夠的空間，能使抽出的風能順暢地排入大氣。用於安裝的地麵須經硬化平整處理。
5）風機的安裝使用必須符合“煤礦安全規程”的有關規定。風機安裝在煤礦風井風硐(即引風道)出口，以保證隔流腔換氣管通大氣，回風井口必須安裝防爆門。
6）安裝前必須檢查風機是否有損壞或變形，並及時進行處理。
7）根據煤礦通風需要，調整一、二級風機的葉片安裝角，並檢查各部位螺栓的鬆緊程度和葉頂和保護環的間隙(間隙不得小於2.5mm)。葉片調整時，須打開輪轂蓋板，鬆開葉柄上的雙螺母即可進行。葉片必須對號入座，調整後的葉片角度必須一致，然後緊固螺栓，按標記上好蓋板，盤車應輕鬆無卡滯現象。
8）安裝和檢修中，蓋板、葉片不得任意調換。檢查葉片時用硬刷清除掉葉片上的煤塵，用手搖動葉片看葉柄有無鬆動。葉片因腐蝕有小孔時必須更換，更換後的葉輪應進行靜平衡。
9）風機集流器法蘭與風井出風口聯接處必須密封，並保證電機隔流腔換氣管位於新鮮空氣中，清理風機周圍雜物。
10）按規定接地，並檢查控製設備及保護裝置，使之達到要求。經過長途運輸或長期擱置不用的電機，在使用前必須測量定子絕緣電阻(絕緣電阻不得小於0.5 MΩ)，經檢查合格後方可接通電源，試運行10分鍾，若無異聲即可投入正常運行。運行中要經常觀察電壓、電流，如不正常應立即停機檢查。檢修電動機時須認真保護防爆麵和隔流腔的密封膠墊，一旦損壞應進行更換。
11）風機啟動時，風機必須經常運轉，因故停機應打開防爆門，再重新使用時，應先開風機，當確認回風井中瓦斯濃度不超過0.75%時才關閉防爆門。
3、反風方式、反風係統及設施
礦井利用軸流式通風機反轉的方法反風。在反風時，調換電動機電源的兩相，可以改變通風機動輪的旋轉方向，使井下風流反向。這種反風方法不需要設置反風道，比較經濟。
反風必須能在10min內改變巷道中的風流方向。當風流方向改變後，主要通風機的供風量不應小於正常風量的40%。反風設施每季度檢查一次，每年進行一次反風演習，礦井通風係統有較大變化時，也要進行一次反風演習。主要通風機在停風期間，必須打開井口防爆門和有關風門，以便充分利用自然通風。
根據礦井反風要求，貴州省大方縣一號煤礦在主要進風和主要回風道之間，即在風井安全出口、運輸順槽與回風順槽間的聯絡巷間分別設置兩道雙向風門，目的是保證礦井反風時，使風流方向與正常時期正好相反，這樣不會出現風流短路現象。另外，兩條分支引風道中的各設置一道風閘，主要通風機運行時，主要通風機引風道風閘全打開並固定好，備用通風機引風道風閘則關閉並固定好。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意後可進行全礦井反向通風，這樣可防止反風時由於風壓作用將另一條引風道風門壓開並短路流出。
4、井筒安全裝備及設施
貴州省大方縣一號煤礦采用斜井開拓，井筒傾角22°和18°，為行人安全，須在井筒內設置人行道，並在靠行人一側設行人台階、扶手或梯道。
根據井筒傾角大小，台階踏步寬度為320mm，踏步高度為150mm，垂直於巷道底板的台階高度為136mm；為行走者安全，行人側巷道壁須設扶手，扶手安設高度(垂直井筒底板的高度)宜為800～1000mm，與梯道的水平間距不大於0.5m，扶手欄杆直徑一般不小於50mm，與井壁固定的間距一般不大於3m。扶手材料可因地製宜選用，通常用硬質塑料管、焊接鋼管等。另外在主斜井口及各車場均設置“行人不行車、行車不行人”的警未牌。井巷交叉點，必須設置路標，標明所在地點，指明通往安全出口的方向，井下工作人員必須熟悉通往安全出口的路線。貴州省大方縣一號煤礦井口安設避雷器，其安設要求應符合貴州省氣象局、貴州煤礦安全監察局、貴州省煤炭管理局文件的有關規定。
八、礦井通風係統的合理性、可靠性和抗災能力分析
1、礦井通風方式及通風係統對礦井安全的保證程度和措施
1) 礦井設計中央並列式通風，采用抽出式通風方法，采用主斜井進風，風井回風，通風可靠；
2) 采區有獨立的進回風係統，工作麵采用U型通風方式，利用礦井主要通風機抽出式通風，工作麵具有獨立的進回風係統；
3) 掘進工作麵采用礦用防爆局部通風機和風筒組成一體進行通風，工作方式為壓入式。局部通風機和啟動裝置安裝在離掘進巷道口10m以外的進風側，即下一工作麵運輸順槽掘進頭局部通風機均安放在其進風巷道口10m以外的新鮮風流。
4) 抽出式通風是當前主要的通風方式，適應性廣泛。具有漏風量小，通風管理簡單等優點，同時由於井下風流處於負壓狀態，當主通風機因故停止運轉時，井下風流壓力提高可能使采空區瓦斯湧出量減少，比較安全。
5) 礦井需在生產中對各用風地點風量作全麵測定，作好全礦井風量調節，避免兩台風機相互影響造成局部巷道無風或風機性能降低。
2、礦井開拓、采掘布置、風井數目與井筒裝備、設施對礦井安全的影響
1）礦井開拓
礦井采用斜井開拓，片盤斜井分層開采，通風係統簡單完善，能滿足采區及工作麵供風要求。
2）采掘布置
工作麵走向長壁布置，減少通風環節及縮短通風線路，降低通風阻力，但要特別注意工作麵及端頭瓦斯檢查。
由於一個井筒進風，風井回風。
井下必須保證風門質量，注意減少其主要進回風巷之間的漏風問題。
工作麵通風方式為U型，均有獨立的進回風係統，掘進工作麵采用局部通風機通風，要避免與工作麵串聯通風。
3）風井數目與井筒裝備、設施
(1)風井數目為1個，為全礦井服務，風井設防爆門、引風道、安全出口，保證礦井通風及安全；
(2)井筒傾角在22°和18°，為保證行人安全須在井筒的一側設置行人梯步及扶手，踏步寬度為250mm，踏步高度為160mm。
(3)在井筒的上部出口設置警示標誌以防人員墜入並設置“井口20m範圍內嚴禁煙火”警示牌。
(4)井巷交叉點，必須設置路標，標明所在地點，指明通往安全出口的方向，井下工作人員必須熟悉通往安全出口的路線。
3、其它安全保證措施
1）礦井風量與通風網絡對安全的保證程度
礦井總風量計算符合貴州省大方縣一號煤礦實際情況，按井下同時工作的最多人數和按各用風地點的實際需風量以及按高瓦斯礦井的公式分別進行了計算，並取其中計算最大值作為礦井實際總風量，滿足《煤礦安全規程》采掘工作麵回風巷中瓦斯濃度不得超過1.0%的要求。在阻力計算表中進行了風速驗算和校核，所計算的風量是可靠的。
貴州省大方縣一號煤礦的風路簡單，能夠保證礦井通風安全可靠。礦井每年安排采掘作業計劃時必須核定礦井生產和通風能力，必須按實際供風量核定礦井產量，嚴禁超通風能力生產。
2）反風係統及可靠性
礦井利用軸流式通風機反轉的方法反風。在反風時，調換電動機電源的兩相，可以改變通風機動輪的旋轉方向，使井下風流反向。這種反風方法不需要設置反風道，比較經濟。其反風量可達正常風量的65～85％，不必另設反風道，滿足《煤礦安全規程》關於反風量不小於40％的規定。
根據礦井反風要求，貴州省大方縣一號煤礦在相應地點分別設置了正向風門和反向風門，目的是保證礦井反風時，使風流方向與正常時期正好相反，這樣不會出現風流短路現象。另外，引風道中的風門采用風閘式風門，主要通風機運行時，主要通風機引風道風門全打開並固定好，備用通風機引風道風門則關閉並固定好。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意後可進行全礦井反向通風，這樣可防止反風時由於風壓作用將另一條引風道風門壓開並短路流出。
3）礦井通風設備及設施的保證措施
礦井風機房內設計配備了2套同等能力的主要通風機，其中一套運行，一套備用，並能在10min內開動。礦井主通風機采用雙回路供電，保證了主通風機的連續運轉。為了確保井下風量的穩定性，根據《礦井通風安全裝備標準》，配備了足夠數量的通風檢測設備，以滿足礦井通風日常管理、瓦斯(含二氧化碳)等級鑒定、反風演習工作的需要。裝有主通風機的風井井口安裝有防爆門，當風機停止運轉時，防爆門打開，可充分利用自然風壓的作用。
對於軸流式通風機為了運轉經濟，通風機的靜壓效率不應低於0.6，為保證其結構強度，風機動輪轉數不能超過它的額定轉數，為使風機運轉穩定及工作經濟，對於二級動輪的通風機其最小θ角為15°。
貴州省大方縣一號煤礦由選擇的風機性能曲線可知，當主要通風機在通風困難時期風壓為484Pa時，風機風量能夠滿足15m3/s風機工作風量的要求，且通風機的靜壓效率>80%。

第四章 瓦斯災害防治
第一節 瓦斯
一、礦井瓦斯賦存狀態
瓦斯在煤體及圍岩中的賦存狀態主要有遊離狀態及吸附狀態，所獲資料中未提供瓦斯各種賦存狀態所占比例。
二、各煤層瓦斯含量
相關地質資料未提供各煤層瓦斯含量參數。
礦區範圍內可采煤層屬高瓦斯高變質煤，同一煤層瓦斯含量向深部略有增高的趨勢，今後在采掘過程中，隨著開采深度增加或通風不暢時，瓦斯將會增加或聚集，從而易產生爆炸。
三、礦井瓦斯等級
礦井為新建礦井，無區內瓦斯資料數據。鑒於參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複。大方縣一號煤礦瓦斯相對湧出量按15m3/t考慮。
參照情況見表1-2-4，今後以實際鑒定為準。
五、瓦斯梯度
未獲得瓦斯梯度資料。
六、瓦斯基礎資料來源及可靠性評價
瓦斯基礎資料來源主要為鄰近礦井瓦斯鑒定資料。
所獲資料對瓦斯賦存規律、賦存狀態比例、瓦斯含量、瓦斯梯度等資料描述不全，且貴州省大方縣一號煤礦未進行有效的瓦斯等級鑒定，本設計根據所獲鄰近礦井資料按高瓦斯礦井設計，瓦斯相對湧出量暫按15 m3/t。
隨著煤層埋藏深度增加，瓦斯含量會相應增高，因此必須嚴格執行《煤礦安全規程》。礦井在試生產期間，盡快請有鑒定資質的鑒定單位對貴州省大方縣一號煤礦進行礦井瓦斯等級鑒定，並根據鑒定結果修改相關內容。
另外對煤與瓦斯突出的可能性在揭煤及今後的生產過程中密切注意觀察並進行瓦斯基礎參數的檢測，以便采取相應的排放瓦斯及防突措施。

第二節 防爆措施
一、巷道布置、采掘工藝對礦井瓦斯湧出的影響
1、巷道布置的影響
貴州省大方縣一號煤礦采用斜井開拓，中央並列抽出式通風方式：
1）M51和M73煤層采用片盤斜井分層開采，煤層、區段下行式開采,首采M51煤層, 通風係統簡單、通風線路短，對礦井瓦斯排放有利。；
2）礦井采用抽出式通風，礦井瓦斯湧出量隨風壓的升高而增大，隨風壓的降低而減少；
3）工作麵采用走向長壁式采煤，采煤工作麵均設有進、回風巷道，能保證工作麵通風。
2、采掘工藝的影響
1）開采規模的影響：開采規模越大，瓦斯湧出量將越大；
2）開采順序的影響：首先開采的煤層瓦斯湧出量大，鄰近層的瓦斯將通過采動的裂隙湧入開采層；
3）回采方法的影響：貴州省大方縣一號煤礦井采煤工作采用炮采工藝，掘進工作麵采用炮掘工藝，爆破落煤時瓦斯湧出量將增大；
4）工藝過程的影響：瓦斯從煤層暴露麵和采落的煤炭內湧出瓦斯的特點是，初期瓦斯湧出的強度大，然後隨時間按負指數函數關係逐漸衰減。所以工作麵內落煤工序的瓦斯湧出量總是大於其它工序，老頂來壓冒落時湧出量高於其它時期。
5）采空區的影響：采空區丟煤多，回采率低的回采方法，采空區瓦斯湧出量大；另外采空區是積存瓦斯的場所，如果密閉不嚴或其回風端的風壓差較大，即會造成瓦斯大量湧入巷道，給生產帶來麻煩甚至造成事故。
煤層瓦斯含量賦存不均衡，礦井生產期間瓦斯湧出量較大，因此，必須堅持安全第一的方針，遵循“預防為主、綜合治理”的原則，做好通風安全工作，以防瓦斯聚集，發生瓦斯爆炸。有針對性的防治措施，並要求礦井基建、生產過程中嚴格執行《煤礦安全規程》及其它有關法律、法規、規程、規範中關於防治瓦斯的有關規定。
3、瓦斯爆炸條件及預防措施
1）瓦斯爆炸必須同時具備三個條件
（1）瓦斯濃度在爆炸範圍內；
（2）高溫熱源存在時間大於瓦斯的引火感應期；
（3）瓦斯—空氣混合氣體中的氧濃度大於12%。
第三個條件在生產礦井中是始終具備，故為了防止瓦斯爆炸就是要限製第一和第二個條件的出現。
2）預防瓦斯爆炸的措施
（1）防止瓦斯的積聚；
（2）限製高溫熱源的出現；
（3）防止瓦斯爆炸事故的擴大。
二、防止瓦斯積存與超限
礦井必須從采掘工作、生產管理上采取措施，防止瓦斯積存。瓦斯積存時必須及時處理，通風異常與瓦斯湧出異常是造成瓦斯積存的根本原因。因此，防止瓦斯積存的根本措施是避免這些異常的發生，或者一旦出現異常，必須及時采取措施，在未造成事故或災害之前，使其恢複正常；如果經處理仍不能恢複正常，應將其控製在局部地點，使異常局部化，並在異常區采取措施杜絕一切可能產生的火源或撤人，以策安全。
1、加強通風
加強通風是防止瓦斯積聚最基本、最有效的措施。
1）通風異常的原因主要是停電、通風係統或設施的破壞或異常、反風等。貴州省大方縣一號煤礦井采區建立一個安全可靠、完整的、獨立的通風係統，主要通風機工作方法為抽出式。礦井主要通風機是礦井的“肺髒”，除了選型合理外，一定要安裝好，維護好。
2）礦井主要通風機采用雙回路供電，一回路電源停止供電後，另一回路必須馬上投入運行。礦井必須有因停電和檢修主要通風機停止運轉或通風係統遭到破壞以後恢複通風、排除瓦斯和送電安全措施。恢複正常通風後，所有受到停風影響的地點，都必須經過通風、瓦斯檢查人員檢查，證實無危險後，方可恢複工作。所有安裝電動機及其開關的地點附近20m的巷道內，都必須檢查瓦斯，隻有瓦斯濃度不超過0.5%時，方可開啟。
3）掘進工作麵局部通風機必須保證設置在進風側新鮮風流處，防止產生循環風。風筒出風口應隨工作麵掘進及時移動，確保掘進工作麵有足夠風量。
4）局部通風機因故停止運轉，引起其供風的掘進頭無風，可能會造成瓦斯積存。故在恢複通風前，必須檢查瓦斯濃度，證實停風區中瓦斯濃度不超過1%或CO2不超過1.5%，且局部通風機及開關附近10m內瓦斯濃度不超過0.5%時，方可人工開動局部通風機，恢複正常通風。
5）局部通風機必須由指定人員負責管理，保證正常運轉。壓入式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口不得小於10m；全風壓供給該處的風量必須大於局部通風機的吸入風量，局部通風機安裝地點到回風間的巷道中的最低風速必須符合《煤礦安全規程》之第一百零一條的有關規定。
6）必須采用抗靜電、阻燃風筒。風筒口到掘進工作麵的距離以及混合式通風的局部通風機和風筒的安設，應在作業規程中明確規定。
為了能有效的排出炮煙，風筒出口到掘進工作麵的距離LP不能超過風流從風筒出口到轉向點的距離即有效射程LR，有效射程可由LR =(4～5)S0.5確定(S為掘進巷淨斷麵積)。
7）嚴禁3台以上(含3台)的局部通風機同時向1個掘進工作麵供風。不得使用1台局部通風機同時向2個作業的掘進工作麵供風。(貴州省大方縣一號煤礦隻有1個掘進工作麵)
8）臨時停工地點，不得停風；否則必須切斷電源，設置柵欄，揭示警標，禁止人員進入，並向調度室報告。停工區內瓦斯或二氧化碳濃度達到3.0%不能立即處理時，必須在24h內封閉完畢。
9）通風係統或通風設施的破壞或異常(如風門該關的未關，風道堵塞、臨時改變通風係統，掘進通風風筒脫節或破壞等)，都會造成局部或區域風量不足甚至無風，產生瓦斯積存。因此出現這些異常，必須及時修複，采取措施恢複正常通風。
10）采煤工作麵和掘進工作麵均為獨立的通風係統，回采工作麵采用U型通風方式，掘進工作麵采用局部通風機接風筒壓入式通風，風筒出口距離掘進迎頭不大於5m。礦井各用風地點必須供給足量新鮮風流，以保證礦井正常生產及人身的安全。
根據計算貴州省大方縣一號煤礦采、掘工作麵具有足夠的風量和合適的風速。
11）建立測風製度，每10天進行一次全麵測風。對采掘工作麵和其它用風地點，根據實際需要隨時測風，將每次測風結果記錄並寫在測風地點的記錄牌上，並根據測風結果調節風量。
12）掘進工作麵必須實行“三專兩閉鎖”。
2、嚴格瓦斯檢查製度
1）礦井必須建立嚴格的瓦斯及其它有害氣體的檢查製度。瓦檢員必須經過省裏批準由地級以上煤炭管理部門的進行培訓，合格後持證上崗。
2）礦井必須建立安全儀表計量檢驗製度。建立礦井安全監測監控係統，具體設計實施見第六章，按照要求在采掘工作麵配備瓦斯探頭、瓦斯斷電儀和懸掛便攜式瓦斯儀。
3）建立完備的瓦斯和其它有害氣體檢查製度。礦長、礦技術負責人、爆破工、采掘隊長、通風隊長、工程技術人員、班長、流動電鉗工下井時，必須攜帶便攜式甲烷檢測儀。瓦斯檢查工必須攜帶便攜式光學甲烷檢測儀。安全監測工必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀。
4) 建立完備的通風設施和通風係統的檢查製度。配備足夠數量的通風安全檢測儀表，儀表必須由國家授權的安全儀表計量檢驗單位進行檢驗。
5）所有采掘工作麵、硐室、使用中的機電設備的設置地點、有人員作業的地點都應納入檢查範圍。有煤(岩)與瓦斯突出危險的采掘工作麵，有瓦斯噴出危險的采掘工作麵和瓦斯湧出較大、變化異常的采掘工作麵，設專人經常檢查，並安設甲烷斷電儀。
6）瓦斯檢查人員執行瓦斯巡回檢查製度和請示報告製度，並認真填寫瓦斯檢查班報。每次檢查結果必須記入瓦斯檢查班報手冊和檢查地點的記錄牌上，並通知現場工作人員。瓦斯濃度超過《煤礦安全規程》有關條文的規定時，瓦斯檢查工有權責令現場人員停止工作，並撤到安全地點。通風值班人員必須審閱瓦斯班報，掌握瓦斯變化情況，發現問題，及時處理，並向礦調度室彙報。通風瓦斯日報必須送礦長、礦技術負責人審查並簽字。
7）采、掘工作麵當班班長必須攜帶便攜式瓦斯監測報警儀，將其懸掛在采煤工作麵回風上隅角或掘進迎頭不大於5m處，一旦出現瓦斯湧出現象，立即停止作業、撤出人員、切斷電源，彙報礦領導，製定專門措施處理。
8）井下停風地點柵欄外風流中的瓦斯濃度每天至少檢查1次，擋風牆外的瓦斯濃度每周至少檢查l次。采掘工作麵的瓦斯濃度檢查次數每班至少3次，並定期檢查一氧化碳濃度，氣體溫度的變化等。
3、分源治理瓦斯
分源治理瓦斯就是針對瓦斯來源的湧出量與湧出規律的特征采取相應的措施。
礦井瓦斯湧出的區域可分為回采區、掘進區和已采區。瓦斯來源是分源治理的基本依據。要同時測定礦井各回采區、各掘進區回風流中的瓦斯量，得到礦井瓦斯湧出量平衡表及周期性動態。
1）已采區：
必須及時封閉，並保證密閉質量，以控製其瓦斯湧出。
已采區瓦斯湧出特點是：隨著采止時間的增長，湧出量漸減；地麵大氣壓力變化必然引起礦井井下大氣壓力相應變化，對瓦斯湧出有著密切關係，其湧出量會隨之波動，氣壓降低時湧出量增大。因此大氣壓力變動季節，應加強對采空區瓦斯的觀測與管理。當老空區湧出量較大時，應進行抽放瓦斯，抽放這種瓦斯方法簡易，工程量小容易奏效。
2）掘進區：
湧出的瓦斯主要是煤巷所在煤層本身的瓦斯。
掘進區局部冒頂積存的瓦斯：可在支架頂梁處安設導風板衝淡瓦斯或用充填黃土的方法處理。
掘進瓦斯的湧出治理：可采用濕潤煤體與灑水；減少一次爆破量與爆破深度；間歇掘進但不停風；雙巷掘進；縮短獨頭掘進巷道的長度；加強通風嚴格通風管理；限製掘進速度等措施。
3) 回采區：
回采工作麵的瓦斯湧出特性與湧出量是回采區治理瓦斯的基礎。
（1）回采工藝用爆破落煤，落煤時瓦斯湧出量增大，又與落煤量的多少、新暴露麵的大小及煤塊的破碎程度有關。據統計資料，打眼放炮時，瓦斯湧出量可增大1.4～2.0倍。
放炮時出現瓦斯湧出高峰，峰值可分為兩部分：Q1和Q2。
（2）Q1包括入風攜帶的瓦斯，煤壁湧出的瓦斯和采空區湧出回采工作麵的瓦斯等，這些是與采煤產量無直接關係的湧出。Q2與每次放炮的孔深、孔數，爆破區長度，煤的破碎程度及本煤層瓦斯含量、瓦斯壓力有關。這些參數越高，瓦斯湧出量峰值就越大。Q2是與煤產量直接有關的瓦斯湧出。當瓦斯湧出量大時可采用減少一次爆破煤量；限製工作麵推進速度；采落碎煤灑水快運；選用合理的通風係統等措施。
（3）回采工作麵瓦斯湧出的治理：回采工作麵采用U形後退式通風係統，這種係統具有漏風小的優點，，但在工作麵風巷的上部附近由於采空區湧出的瓦斯大部分在這裏集中，同時在此處風速低，風量不足，容易積存瓦斯而超限。
處理措施：在工作麵風巷上部附近設置木板隔牆或帆布風障，迫使一部分風流流經此處，將積存瓦斯衝淡，排出。
（4）頂板附近瓦斯層狀集聚處理：若回采工作麵風速未能保證設計風速而小於1m/s，則容易使瓦斯浮於巷道頂板附近，形成一個比較穩定的帶狀瓦斯層，這即是瓦斯的層狀集聚。
處理辦法：是保證回采工作麵的設計風速，使瓦斯與風流能充分地紊流混合，衝淡及排除。
4、及時安全地處理積存瓦斯
礦井必須從采掘生產管理上采取措施，防止瓦斯積存；當發生瓦斯積存時，必須及時處理。處理積存的瓦斯采取的措施有：
1）在生產過程中，巷道連同采空區的風眼應做到隨采隨閉，杜絕漏風。采區結束後，至多不超過一個月必須把所有通向采空區的巷道封閉起來。所有通風構築物嚴格按質量標準築好，維護好。
2）局部通風機因故停止運轉，引起其供風的掘進頭無風，可能會造成瓦斯積存。當瓦斯積存量大時，可采用風筒增阻排放法：可用繩子把柔性風筒捆結，縮小其斷麵或在風機的吸風口用木板阻擋部分通風斷麵進行增阻，隨著混入礦井主通風風流的瓦斯濃度的下降逐漸增大風筒斷麵，直到全斷麵通風。
3）恢複已封閉的停工區或采掘工作接近這些地點時，必須事先排除其中積聚的瓦斯，排除瓦斯工作必須製定安全技術措施，嚴禁在停風或瓦斯超限的區域內作業。加大瓦斯積存地點的風速和風量，按礦技術負責人批準的安全措施排放積存瓦斯。強製衝淡瓦斯到允許濃度後排到回風流中；臨時停工地點不得停風；停工區瓦斯濃度達到3%，不能立即處理時，必須予以封閉；停風區域必須切斷電源，設置柵欄，揭示警標。恢複通風排放瓦斯和送電時，要有安全措施，必要時應采取封閉抽放瓦斯等措施。
4）獨頭巷道長或封閉的獨頭巷道啟封後排放瓦斯應製定專門的排放瓦斯的措施。一般可采用逐段通風排放法：排放由外向內逐段分段進行，先準備一節5m長的短風筒，接在密閉外的風筒上，用其衝淡啟封密閉牆的開口孔洞瓦斯，控製風筒的排風量，使衝淡後的瓦斯濃度低於1.5%，正常後再分段接長風筒逐段排放巷道積存瓦斯，直到全獨頭積存瓦斯排放完轉入正常通風時止。
5）礦井回風井中瓦斯或CO2濃度超過0.75%時，必須立即查明原因，進行處理。采掘工作麵回風巷風流中瓦斯濃度超過1.0%時或CO2濃度超過1.5%時，必須停止工作，撤出人員，采取措施，進行處理。
6）切實加強瓦斯排放、巷道貫通和盲巷管理工作，排放瓦斯和巷道貫通要認真編製安全措施並執行有關規定，井下盲巷和臨時停風地點必須設置密封和柵欄，定期檢測瓦斯和氧氣濃度，並嚴禁任何人違章進入。
7）在生產中，要組織專職人員及時封閉廢棄的盲巷及采空區，對暫不利用巷道應封閉或掛危險牌，加強對這些地方的瓦斯監測，防止瓦斯聚集。對回風巷道中聚集的煤塵應組織專人按期清掃，消除瓦斯煤塵爆炸隱患。
5、抽放瓦斯
對於采用一般通風方法不能解決瓦斯超限時，采用抽放瓦斯的方法，將瓦斯抽至地麵排除或加以利用。見第五節礦井瓦斯抽放。
三、井下電氣設備及保護的選擇
1、井下電氣設備的選擇
1）該礦為高瓦斯礦井，井下電機和電氣設備選用礦用防爆型的電氣設備。
2）控製、通訊、信號設備選用礦用本質安全型。
井下電話選用本質安全型電話，並使用礦用電話電纜；照明、燈具選用礦用防爆型。
3）對於井下配電開關選用了帶有自動脫扣和檢漏保護裝置的DW80型隔爆自動開關，對於井下控製照明裝置、局部通風機等選用了具有滅弧裝置的QS81型隔爆手動開關，並采用了不燃性斷路器。同時正確選擇熔斷器的熔體。
4）井下電氣設備采用隔爆磁力起動器、隔爆檢漏繼電器、主接地極、輔助接地極、隔爆接線盒。
5）電力電纜選用了經過檢驗合格並取得煤礦礦用產品安全標誌的阻燃銅芯電纜。
6）普通型攜帶式電氣測量儀表，隻準在瓦斯濃度小於1.0%以下的地點使用，並實時監測使用環境的瓦斯濃度。
2、井下電氣保護的選擇
1）井下所用電氣設備必須符合《煤礦安全規程》規定的要求。井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備(包括電線、電纜)；井下防爆電氣設備的運行、維護和修理工作，要符合防爆性能的各項技術要求。井下供電做到: 無雞爪子、無羊尾巴，無明接頭；有過電流和漏電保護，有接地裝置；電纜懸掛整齊，設備硐室清潔整齊。
2）采用ZZ8L型電鑽綜合保護裝置，具有127V煤電鑽的遠方控製和短路與漏電保護。
3）井下饋電線上應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置，以防止井下電氣著火事故的發生。電動機的控製設備，應具備短路、過負荷、單向斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控製裝置。
4）井下配電網均設短路、過流裝置，采用該配電網的最大三相短路電流校驗開關的分斷能力和動、熱穩定性及電纜的熱穩定性。
5）保護裝置必須保證配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠起動，采用兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作係數。
6）定期對井下使用中的防爆電氣設備的防爆性檢查、配電係統繼電保護裝置檢查與調整、對井下電纜的發熱情況檢查與調整、固定敷設電纜的絕緣和外部檢查、接地電網接地電阻測定、新安裝的電氣設備絕緣電阻和接地電阻的測定。若發現有不符合要求的應及時進行更換或調整。
7）對容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的轉動和傳動部分必須加裝護罩或遮欄等防護設施。
四、防止瓦斯引燃的措施
防止瓦斯引燃的原則是：對一切非生產必須的火源，要堅決禁絕。生產中可能產生的火、熱源，必須嚴格管理和控製，防止它的發生或限製其引燃瓦斯的能力。
1、嚴禁攜帶煙草和點火物品下井；嚴禁穿著化纖衣服；井下(非煤層中)需要進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，每次必須製定安全措施，嚴禁在煤層中進行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作。
建立嚴格的下井搜身和人員清點製度，並作好記錄。
2、井口房及通風機房周圍20m內禁止使用明火，井下嚴格禁止使用燈泡取暖和使用電爐。礦燈應完好，如果有電池漏液、亮度不夠、電線破損、燈鎖不良、燈頭密封不嚴、燈頭圈鬆動、玻璃破裂等情況，不得發出礦燈，應愛護礦燈，嚴禁拆開、敲打、撞擊礦燈。礦井中使用的礦燈必須符合國家相關要求，嚴禁使用假冒偽劣產品。
3、井下使用防爆機電，加強機電設備的檢查和維修，嚴防電器失爆，所有安裝電機及開關地點附近20m巷道內，必須經過瓦斯檢查確認無危險後，才能允許啟動設備。
4、掘進工作麵必須實行“三專”(專用變壓器、專用電纜、專用開關)；“兩閉鎖”(風、電及瓦斯、電閉鎖)和完善係列化設備。局部通風機由專人負責管理，保證正常運轉；局部通風機和啟動裝置安裝在進風巷道中，並距掘進巷道回風口不得小於10米。
風筒采用抗靜電、阻燃風筒；嚴禁使用1台局部通風機同時向2個以上(含2個)作業的掘進工作麵供風；局部通風機不得隨意停風，因檢修、停電等原因停風時，要撤出人員和切斷電源。使用局部通風機供風的地點必須實行風電閉鎖，保證停風後切斷停風區內全部非本質安全型電氣設備的電源。使用2台局部通風機供風的，2台局部通風機都必須同時實現風電閉鎖。
5、高分子聚合材料製品，如風筒等，容易因摩擦而積聚靜電，當其靜電放電時，可能引燃瓦斯、煤塵或發生火災。因此井下應采用無靜電、難燃的聚合材料製品，其內、外兩層表麵電阻都必須不大於3×108Ω，並應在使用過程中保持此值。
6、防止機械摩擦火花和衝擊火花的產生，采取安設過熱保護裝置、使用難引火性合金工具(如使用銨銅合金工具等)等措施。
7、采掘工作麵或其他作業地點風流中瓦斯濃度達到1.0％時，必須停止用電鑽打眼；爆破地點附近20m以內的風流中瓦斯濃度達到1.0％時，嚴禁爆破。
8、采掘工作麵或其他作業地點風流中，電動機或其開關安設地點附近20m以內風流中的瓦斯濃度超過1.5％時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。
9、放炮: 放炮必須遵守井下爆破的有關內容的規定。
1）采、掘工作麵都必須使用取得產品許可證的煤礦許用炸藥和煤礦許用雷管。使用煤礦許用毫秒電雷管時，最後一段的延期時間不得超過130毫秒。
2）采、掘工作麵應采用毫秒爆破。在掘進工作麵必須全斷麵起爆，在采煤工作麵嚴禁使用2台放炮器同時進行放炮。
3）炮眼封泥應用水炮泥，水炮泥外剩餘的炮眼部分，應用粘土炮泥封實。
4）炮眼封泥嚴禁用煤粉，塊狀材料或其它可燃性材料，無炮泥或不實的炮眼，嚴禁放炮。
5）炮眼內發現異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯湧出、煤岩鬆散、透老空等情況時，不準裝藥放炮。
6）放炮母線、連接線和電雷管腳線必須相互扭緊並懸掛，不得同軌道、金屬管、鋼絲繩、溜槽等導電體相接觸。嚴禁使用固定放炮母線。
7）在放炮地點20m內，有礦車、未清除的煤、矸或其它物體阻塞巷道1/3以上時，不準裝藥放炮。
8）井下放炮工作必須由專職放炮員擔任。處理拒爆、殘爆時，應嚴格按《煤礦安全規程》第341條、342條的有關規定執行，並在班組長直接指導下進行，並應在當班處理完畢。如果當班未能處理完畢，放炮員必須同下一班放炮員在現場交接清楚。
9）放炮時，應采用正向起爆。
10）放炮必須嚴格執行“一炮三檢查”(裝藥前、放炮前、放炮後)和“三人連鎖放炮”(放炮員、班組長、瓦檢員)製度，嚴禁采用糊炮、明火放炮和一次裝藥多次放炮。
10、防止雷電入井的措施如下
1）井口安設AZ－1A型導體消雷器，消雷器的接地體距井口管、軌、線接地網相互間距在20米以上。
2）所有伸出井口的鋼管及鋼軌均采用鑄型尼龍材料進行兩處相互間距為100米的絕緣隔離，每段鑄型尼龍材料長度為1米，對地絕緣電阻在150MΩ左右。
3）所有伸出井口的鋼管、鋼軌在入井處井口附近將金屬體進行不少於2處良好的集中接地，接地引入線均采用截麵積為50mm2的橡套電纜，引出井口的接地體相互間距在20米以上，接地電阻不得大於2Ω。
4）經由地麵架空線路引入井下的供電線路必須在入井處裝設防雷電裝置。
5）通訊線路在入井口處裝設一組熔斷器和防雷電裝置，其接地電阻不得大於1Ω。
11、礦燈的管理和使用要遵守下列規定
1）礦井完好的礦燈總數，至少應比經常用燈的總人數多10％。
2）礦燈集中統一管理。每盞礦燈必須編號，經常使用礦燈的人員必須專人專燈。
3） 礦燈應保持完好，出現電池漏液、亮度不夠、電線破損、燈鎖失效、燈頭密封不嚴、燈頭圈鬆動、玻璃破裂等情況時，嚴禁發放。發出的礦燈，最低應能連續正常使用llh。
4）當井下礦燈熄滅時，不能隨便處理，嚴禁用燈人員敲打、撞擊和自行拆卸礦燈，必須送回井上礦燈房進行修理更換完好的礦燈。
5）人員出井後(地麵領用礦燈人員，在下班後)，必須立即將礦燈交還燈房。
6）在每次換班2h內，燈房人員必須把沒有還燈人員的名單報告礦調度室。
7）礦燈必須裝有可靠的短路保護裝置，並裝有短路保護器。
8）礦燈必須按規定選用正規廠家生產的並經過檢驗合格的產品。
12、膠帶輸送機選擇礦用防爆、抗靜電阻燃型，加強運行過程中的檢查與維護。

第三節 隔爆措施
一、隔爆措施
隔爆措施是防止爆炸由局部擴大為全礦性的災難所采取的措施，使災害損失減至最小。
水的比熱較高，比岩粉高5倍，因而吸熱量大，隔爆效果更好；水在接觸高溫火焰時形成的水蒸氣，更利於撲滅火焰；在衝擊波的作用下，水飛灑的時間比岩粉更短；水的供給較岩粉更為方便，可長期使用不必更換，而岩粉必須經過加工和定期更換。因此近年來水棚已經逐漸取代岩粉棚成為隔爆的主要形式。
因為貴州省大方縣一號煤礦及鄰區未發生過煤塵爆炸，煤塵爆炸性指標不詳，因此貴州省大方縣一號煤礦設計采用設置隔爆水棚的隔爆措施來隔絕瓦斯爆炸的傳播。
礦井應每周至少檢查1次煤塵隔爆設施的安裝地點、數量、水量或岩粉量及安裝質量是否符合要求。
二、隔爆水棚
1、水棚的結構與選型
水棚是由架設於巷道頂部充滿水的水槽及水袋組成，當發生爆炸時，衝擊波將水槽或水袋震翻及破碎，水被爆灑出來，形成水霧帶並充滿整個巷道，以此抑製、熄滅接踵而來的火焰，阻止爆炸的傳播。
1）水槽棚
水槽有木製(輔以塑料布)、鐵製和塑料製品、塑料水槽，其中以塑料製品為主要形式。其規格有40L、80L兩種。
煤科總院重慶分院研製的兩種水槽分別為：GS40-4A和GS80-4A型，形狀為倒梯形，水槽材料為改性聚氯乙稀，外型為半透明的槽體，半透明槽體能直接觀察槽內水位，便於維護管理。質硬、易碎，具有抗靜電，阻燃等性質，水槽係熱熱壓成型。水槽布置形式有懸掛式，放置式和混合式。
2）水袋棚
水袋棚是一種經濟可行的隔爆設施，水袋主要為塑料製品，對水袋作為盛水容器的材料，必須能經受水的長期浸泡，材質不腐爛和機械強度不下降，且具有阻燃和抗靜電性能，其原理和水槽棚相同。水袋外形呈園弧形，水袋的安置方式主要為懸掛式。
3）選型與結構
比較水槽棚與水袋棚，水袋棚結構簡單，安裝方便，貴州省大方縣一號煤礦井型不大，從經濟角度出發，設計采用水袋棚作為貴州省大方縣一號煤礦的隔爆水棚。水袋結構規格見表4-3-1：

按保護的範圍隔爆水棚分為：主要隔爆棚和輔助隔爆棚兩類。但由40L及小於40L的水袋所組成的水袋棚不得作為主要隔爆棚。水槽和水袋都必須符MT157-87《煤礦用隔爆水槽、隔爆水袋通用技術條件》的規定，經國家質檢部門檢驗合格。
根據隔爆水棚布置地點選擇的原則，貴州省大方縣一號煤礦不設置主要隔爆水棚，選GBSD-40袋棚作為輔助隔爆水棚。
2、水棚的計算與布置
1）水棚計算
（1）主要水棚
根據煤礦主要水棚布置地點選擇原則，貴州省大方縣一號煤礦不設置主要隔水棚。
（2）輔助水棚
根據煤礦輔助水棚布置地點選擇原則，貴州省大方縣一號煤礦在工作麵工作麵運輸
順槽和工作麵回風順槽及運輸順槽掘進頭設置輔助水棚。
①總水量(G)
G=gs (4-3-1)
=200×4.3=860L
式中：G—總水量，L；
g—每平方m巷道所需水量，L/m2(主要水棚按400L/m2，輔助水棚按200L m2計)；
s—巷道斷麵積，m2。
②單架水棚水量(Gn)
設計選用的水袋每個容積40L，每架2個水袋，則Gn=80L。
③水棚架數
n=G/ Gn=860/80=10.8(架) (4-3-2)
取整為11架。
④水棚區長度
L =(n-1)×c+W (4-3-3)
=(11-1)×2.2+0.4=22.4m
式中：L——輔助水棚區長度；
n——水棚架數；
C——水棚間距，m，一般為1.2～3.0m，貴州省大方縣一號煤礦取2.2m。
W——水棚寬度，m。
滿足輔助水棚區長度不小於20m的要求。
2）水棚的布置
（1）布置地點選擇原則
①主要隔爆棚應在下列地點布置
a、礦井兩翼與井筒相連通的主要運輸大巷和回風大巷；
b、相鄰采區之間的集中運輸巷和回風巷；
c、相鄰煤層之間的運輸石門和回風石門。
根據煤礦主要隔爆棚布置地點選擇原則，貴州省大方縣一號煤礦不設主要隔爆棚。
②輔助隔爆棚應在下列地點布置
a、采煤工作麵進風巷和回風巷；
b、采區內的煤層掘進巷道或半煤岩掘進巷道；
c、采用獨立通風並有爆炸危險的其它巷道，和隔絕與煤倉、裝載點相通的巷道。
貴州省大方縣一號煤礦在投產時，在回采工作麵運輸順槽與工作麵回風順槽及運輸順槽掘進頭設置輔助隔爆水棚。
③水棚布置方式
水棚的布置方式可分為集中式和分散式，但分散式水槽棚和水袋棚不得作主要隔爆棚。本設計輔助隔爆水棚均采用集中式布置，位置要求如下：
a、水棚設前後20m的斷麵一致的巷道直線段；
b、距掘進頭、回采麵上下口、裝載點距離為60～160m，但≯200m；
c、與巷道交叉口轉彎處距離50～70m；
d、與風門、調節風門距離＞25m。
④貴州省大方縣一號煤礦水棚布置地點及數量見表4-3-2：

（2）水棚的布置原則
1）貴州省大方縣一號煤礦井考慮采用集中式布置方式，集中式水袋棚位於一短段巷道裏，兩排水袋架之間的淨間距1.2～3m，采用2.2m的間距。
2）在回采工作麵巷道和煤層掘進巷道，兩相鄰集中式水棚之間的距離不得大於200m，特殊情況下不得大於250m。
3）輔助棚的棚區長度不小於20m。
4）棚列的水棚之間的間隙與水棚同支架或巷道壁之間的間隙之和≯1.5m，特殊情況下≯1.8m，兩個水槽/袋之間的間隙≯1.2m。
5）水棚邊緣與巷壁、支架、頂板之間的垂直距離不得≮100mm，水袋底部至頂板(或頂梁)的垂直距離≯1.6m，水槽/袋底部至巷道軌麵的垂直距離≮1.8m。
6）水袋在井下巷道的安裝方式采用吊掛式，並呈橫向布置。
7）水袋邊緣與巷壁、支架、頂板(梁)之間的垂直距離≮100mm，水袋距頂板(梁)的垂直距離≯1.0m。
8）同一排(列)中水袋之間的最小間隙≮100mm，也≯1.2m。
9）在傾斜巷道中，安裝水袋棚時，棚子與棚子之間應用鉛絲拉緊，以免水袋棚晃動，並應調整水袋架與金屬支架連接構件使袋麵保護水平。水袋棚布置見圖4-3-1。

3、水棚的管理
1）生產期間，貴州省大方縣一號煤礦的通風係統圖上須根據生產情況的變動，表明水棚準確位置，注明棚區長度，水棚裝置形式、總水量。
2）水棚區布置有上水管接頭，備有上水軟管。損壞的水棚必須及時更換，隨時補充水棚內的水。
3）水棚與工作麵距離超過規定時，要及時移動，移動水棚時必須按規定進行，先將一半水棚移到指定位置安裝好，盛滿水後，再移動另一半水棚到新指定的地點安裝好並盛滿水。
4）水棚蓋或水麵有沉積的煤塵及時清除。
5）水棚應每周至少進行一次檢查。
6）礦井應每周至少檢查一次煤塵隔爆設施的安裝地點、數量、水量及安裝質量是否符合要求。
7) 井下使用的水棚必須是通過專門鑒定機構進行鑒定允許使用的，未經檢驗的水槽、水袋嚴禁使用。
4、水棚給水係統
貴州省大方縣一號煤礦井利用井下消防灑水係統，在水棚附近管路上安裝閘閥、接膠管向水棚供水。
5、其它要求
1）水袋內水中混入5%的粉塵後，應立即換水。
2）輔助水棚應保證40L，不足時及時補充。
3）水袋棚每周檢查一次。
三、隔爆岩粉棚
貴州省大方縣一號煤礦不采用隔爆岩粉棚。

第四節 開采煤（岩）與瓦斯(二氧化碳)突出煤層防突措施
根據國家安全生產監督管理局(國家煤礦安全監察局)第5號令《煤礦安全生產基本條件規定》第十條：開采煤與瓦斯突出危險煤層的，應有預測預報、防治措施、效果檢驗和安全防護的綜合防突措施。在進行石門揭煤、遇地質構造變化帶、煤層變化帶時必須製定相應安全措施。
貴州省大方縣一號煤礦井按高瓦斯礦井設計。根據提供的資料，沒有對煤與瓦斯突出的危險性進行鑒定，亦未對其發生可能性進行分析。為保證礦井生產安全，建議礦井建設和生產過程中在沒有進行煤與瓦斯突出危險性鑒定前暫按有煤與瓦斯突出危險性進行管理。
在建設和生產中需根據實際情況，對煤層賦存的穩定性、煤的結構破壞類型、煤層圍岩的性質及厚度、地質構造、煤的瓦斯放散初速度指標△P、煤的堅固性係數f值以及煤層瓦斯壓力等做進一步工作，以便作出煤層有無突出危險性的預測。同時在生產過程中，仍應注意觀察有無瓦斯動力現象、鑽孔頂鑽和瓦斯噴出現象，注意觀測瓦斯湧出變化情況；石門揭煤、遇斷層等構造時，要采取相應的預防突出的措施。石門揭煤時都要采用遠距離一次性全斷麵震動放炮。
所有掘進工作麵揭穿煤層前都必須編製設計采取綜合防治突出措施，報企業技術負責人審批。石門揭開煤層前，可采用綜合指標法、鑽屑瓦斯解吸指標法或其它經過試驗證實有效的方法來預測工作麵的突出危險性。
礦井須請有資質部門對煤與瓦斯突出危險性進行鑒定，鑒定結果上報主管部門，若鑒定為突出礦井或通過預測采掘工作麵有突出危險則必須采取相應的防治突出的措施並編製專門的防突設計。因無鑒定結果，本設計建議按有煤與瓦斯突出危險性進行管理，建設和生產中應采用“四位一體”的防突措施。
一、突出危險性預測方法
1、采用鑽屑指標法預測采掘工作麵的突出危險性，即通過測定最大鑽屑量Smax和最大鑽屑解吸指標K1值，來進行采掘工作麵的突出危險性預測預報。
2、由於該礦無煤與瓦斯突出危險性臨界的實測資料，參照《煤與瓦斯突出防治細則》, 將最大鑽屑量Smax=6kg∕m和最大鑽屑解吸指標K1=0.5mL∕g•min1∕2作為預測采掘工作麵的突出危險的臨界值；當采掘工作麵最大鑽屑量Smax≤6kg∕m和最大鑽屑解吸指標K1≤0.5mL∕g•min1∕2時, 工作麵預測為無突出危險, 當采掘工作麵任一指標最大鑽屑量Smax≥6kg∕m或最大鑽屑解吸指標K1≥0.5mL∕g•min1∕2時, 工作麵預測有無突出危險。
3、預測孔布置:在煤巷掘進工作麵布置3個直42mm深度為8—10m的鑽孔,回采工作麵每隔10—15m布置一個鑽孔, 深度5m。
4、采用鑽屑指標法，測試儀器為WTC—1煤與瓦斯突出預測預報儀,根據測定結果來預測煤與瓦斯突出危險性。
二、防突措施
區域性防治突出措施主要采取開采保護層和預抽煤層瓦斯。
1、開采保護層
1）保護層的確定
礦井采用斜井開拓，M51、M73煤層分煤層開采。由於缺少M51、M73煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定資料，設計按由上至下開采順序開采，首采M51煤層。采煤方法為走向長壁後退式回采，通風方式為中央並列抽出式，基本符合防突有關規定。
2）保護範圍
（1）保護層與被保護層之間的有效垂距
在一定的地質條件和開采條件下，保護層的作用效果隨層間距的加大而減少，達到某一臨界距離以後，保護作用基本消失。
根據《采礦工程設計手冊》，開采上保護層時，有效垂距＜50m，開采下保護層時，有效垂距＜100m。
（2）沿走向的保護範圍
正在開采的保護層采煤工作麵，必須超前於被保護層的掘進工作麵，其超前距離不得小於保護層與被保護層層間距的兩倍，並不得小於30m。
對停采的保護層采煤工作麵，停采時間超過3個月，且卸壓比較充分，該采煤工作麵的始采線、停采線及所留煤柱對被保護層沿走向的保護範圍可暫按卸壓角56°～60°劃定。經檢驗，沿走向的保護範圍符合礦井實際情況時，此方法正確，否則，應按實際情況修改。
（3）沿傾斜的保護範圍
保護層沿傾斜方向的保護範圍，按卸壓角劃定。卸壓角的大小應采用礦井的實測數據。
在開采下保護層時受岩石移動角所限，同水平保護範圍將縮小，通常要超水平或階段開采，或再開采上保護層來保護。
3）其它
（1）開采保護層的礦井，主要巷道應布置在岩層或非突出煤層中，並應充分利用保護層的保護範圍，將煤層巷道盡可能布置地卸壓範圍內。
（2）井巷揭穿突出煤層的地點應避開地質構造破壞帶，且揭穿煤層的次數和突出煤層中的掘進工作量應盡可能減少。
（3）在有抽放瓦斯係統的礦井開采保護層時，應同時抽放被保護層的瓦斯。開采近距離保護層時，必須采取措施嚴防被保護層初期卸壓的瓦斯突然湧入保護層采掘工作麵或誤穿突出煤層。
（4）保護層的有效保護範圍及有關參數，應根據根據礦井實測資料確定。若無礦井實測資料，可按國家現行標準《防治煤與瓦斯突出細則》設計，或參照鄰近礦井的經驗確定。
（5）保護層的采煤工作麵，必須超前於被保護層的掘進工作麵，其起前距離不得小於保護層與被保護層層間距的兩倍，並不得小於30m。
（6）突出煤層中，在一個或相鄰的兩個采區中，同一煤層的同一區段，在應力集中的影響範圍內，不得布置兩個工作麵相向回采和掘進。
（7）在煤與瓦斯突出煤層或瓦斯噴出區域，掘進通風方式不得采用混合式。嚴禁任何兩個采掘工作麵之間串通通風。掘進工作麵的局部通風機應實行“三專”，“兩閉鎖”。
（8）井巷揭穿突出煤層前，必須具有獨立的、可靠的通風係統，在石門掘進工作麵的進風側，必須設置兩道牢固可靠的反向風門，以控製突出時的瓦斯能沿回風道進入回風係統。
2、預抽煤層瓦斯
預抽煤層瓦斯詳見本章第五節礦井瓦斯抽放在施工預測孔, 超前鑽孔, 效果檢驗等過程中，必須編製安全技術措施,嚴格按措施施工。
3、其它防突措施
1）根據礦井煤質較硬，煤層透氣性較好等特點，采用超前鑽孔排放瓦斯和卸壓的防突措施，鑽孔直徑為75mm(地質構造帶改為42mm的密集鑽孔)，鑽孔深度10～15m, 鑽孔數量3～5個。
2）采掘工作麵采用超前鑽孔排放瓦斯和卸壓的防突措施後，經過一定的排放時間後，必須進行防突措施效果檢驗，在確認無突出危險時，方可正常作業，否則，必須采取防突補充措施。
3）在施工預測孔, 超前鑽孔, 效果檢驗等過程中，必須編製安全技術措施，嚴格按措施施工。
4、石門和其它岩石巷道揭穿突出煤層時防止煤與瓦斯突出的措施
1）石門揭穿突出煤層時防止煤與瓦斯突出的措施
（1）探明石門或煤層巷道工作麵和煤層的相對位置。
（2）在揭煤地點測定煤層的瓦斯壓力或預測石門工作麵突出危險性。
（3）預測有突出危險時,采取防止突出措施。
（4）實施防突措施效果檢驗。
（5）用遠距離或震動放炮揭開或突出煤層。
（6）在巷道與煤層連接處加強支護。
（7）穿透煤層進入頂(底)板岩石。
2）在地質構造破壞帶應盡量不布置石門，如果條件許可，石門應布置在被保護地區或先掘出石門揭煤地點的煤層巷道，然後在與石門貫通。石門與突出煤層中已掘出的巷道貫通時，該巷道應超過石門貫通位置5m以上，並保持正常供風。
3）石門揭穿突出煤層，必須按下列要求編製設計，並報上級主管部門批準。
（1）突出預測方法及預測鑽孔布置，控製突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力的布置。
（2）建立安全可靠的獨立通風係統，並加強控製通風風流設施的措施。
（3）揭穿突出煤層的防止煤與瓦斯突出的措施。
4）石門揭穿突出煤層前,必須遵守下列規定：
（1）石門揭穿突出煤層前，必須打鑽控製煤層層位，測量煤層瓦斯壓力或預測石門工作麵的突出危險性。後再次工作與控製煤層層位的前探鑽孔共用。
（2）在石門工作麵掘至距煤層10m(垂距)之前，至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂(底)不小於0.5m的前探鑽孔，並詳細記錄岩芯資料。地質構造複雜、岩石破碎的區域,石門工作麵掘至距煤層20m(垂距)之前，必須在石門斷麵四周輪廓線外5m範圍煤層內布置一定數量的前探鑽孔，以保證能確切地掌握煤層厚度、傾角的變化、地質構造或瓦斯情況等。
（3）在石門工作麵距煤層5m(垂距)以外，至少打2個穿透煤層全厚的測壓(預測)鑽孔,測定煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯放散初速度指標與堅固性係數或鑽屑瓦斯解吸指標等。為準確得到煤層原始、瓦斯壓力值，測壓鑽孔應布置在比較完整的地方，測壓孔與前探孔不能共用時，兩者見煤點之間的間距不得小於5m。
（4）為了防止誤穿煤層,在石門工作麵距煤層垂距5m時，應在石門工作麵頂(底)部兩側補打3個小直徑(42mm)超前鑽孔，其超前距不得小於2m。當石門距突出煤層垂距不足5m且大於2m時，為了防止誤穿突出煤層，必須及時采取探測措施,確定突出煤層層位，保證岩柱厚度不小於2m(垂距)。
（5）采用震動放炮措施時，石門掘進工作麵距煤層的最小垂距為2m，如果岩石鬆軟、破碎,還應適當增加垂距。
5）石門揭穿突出煤層前，當預測為突出危險工作麵時，必須采取防治突出措施,經效果檢驗有效後可用遠距離放炮或震動放炮揭穿煤層，若檢驗無效，應采取補充措施，經措施效果檢驗後，用遠距離放炮或震動放炮揭穿煤層。當預測為無突出危險時，可不采取防治突出措施,但必須采用震動放炮揭穿煤層。
6）石門防突措施可根據貴州省大方縣一號煤礦井實際情況采用抽放瓦斯,水力衝孔、排鑽孔、金屬骨架或其它經試驗有效的措施，在實施防治突出措施時，都必須進行實際考察，得出符合貴州省大方縣一號煤礦實際的有關參數。
5、防治突出措施效果檢驗
1）遠距離和極薄保護層的保護效果檢驗
保護層的開采厚度等於或小於0.5m、上保護層與突出煤層間距大於50m或下保護層與突出煤層間距大於80m時。都必須對保護效果進行檢驗。檢驗應在被保護層中掘進巷道進行，檢驗方法按照《防治煤與瓦斯突出細則》（以下簡稱《防突細則》）第35條規定的方法進行。如果各項指標都降到該煤層突出危險臨界值以下，則認為保護層開采有效；反之，認為無效。防突專門機構必須按規定認真填寫《防治突出技術措施效果檢驗報告單》，並報上級主管部門總工程師審批。
2）預抽煤層瓦斯防治突出措施檢驗
預抽煤層瓦斯後，對預抽瓦斯防治突出效果的檢驗應在煤巷掘進時進行，檢驗方法按《防突細則》第35條規定的方法進行。防突專門機構必須按規定認真填寫《防治突出技術措施效果檢驗報告單》，並報縣上級主管部門總工程師審批。
3）石門揭煤工作麵防治突出措施的效果檢驗
石門防治突出措施執行後，應采取鑽屑指標等方法（防突細則第34條）檢驗措施效果。檢驗孔孔為4個，其中石門中間1個，並應位於措施孔之間，其它3個孔位於石門上部和兩側，終孔位置應位於措施控製範圍的邊緣線上。如果檢驗效果的各項指標都在該煤層突出臨界值以下，則認為有效；反之，則認為無效。防突專門機構必須按規定認真填寫《防治突出技術措施效果檢驗報告單》，並報上級主管部門總工程師審批。
4）煤巷掘進工作麵防治突出措施的效果檢驗
煤巷掘進工作麵執行防治突出措施後，按《防突細則》第35條規定的預測方法進行效果檢驗。檢驗孔孔深應小於或等於措施孔，並應布置在兩個措施孔之間。如果測得的指標都在該煤層突出危險臨界值以下，則認為措施有效；反之，則認為措施無效。當措施無效時，無論措施孔還留有多少超前孔，都必須采取防治突出的補充措施，並經措施效果檢驗有效後，方可采取安全措施施工。防突專門機構必須按規定認真填寫《防治突出技術措施效果檢驗報告單》，並報上級主管部門總工程師審批。當檢驗孔孔深等於措施孔（檢驗與措施孔孔深均采用鑽孔向巷道掘進方向的投影孔深，簡稱投影孔深）時，經檢驗措施有效後，必須留有5m有超前孔。當檢驗孔孔深小於措施孔孔深，且兩孔投影孔深的差值不小於3m，經檢驗措施有效後，可采用2m投影孔深的超前距。
5）采煤工作麵防治突出措施的效果檢驗
采煤工作麵采用淺孔注水或鬆動爆破措施時，可采用鑽孔瓦斯湧出初速度法、鑽屑指標或其它經試驗證實有效的方法檢驗防治突出措施的效果。檢驗鑽孔應打在措施孔之間，測定方法按《防突細則》第35條的規定實施。檢驗指標小於該煤層突出危險臨界值時，則認為防突措施有效；反之，則認為防突措施無效。
在措施效果有效區段，必須采取補充防治突出措施，並經措施效果檢驗有效後，方可采取安全措施施工，並應留有不小於2m的超前孔。
6、安全防護措施
井巷揭穿突出煤層或在突出煤層中進行采掘作業時，都必須采取安全防護措施。安全防護措施包括震動放炮、遠距離放炮、避難所、壓風自救係統和隔離式（壓縮氧和化學氧）自救器等。
1）震動放炮的專門設計，必須符合下列要求：
（1）震動放炮必須編製專門設計，經上級主管部門總工程師批準。
（2）震動放炮的炮眼數目，應按照每平方米石門斷麵4~5個確定。
（3）震動放炮的炮眼布置，根據斷麵和岩性確定。
（4）岩眼不得打入煤層，眼底距煤層應保持0.2m的距離。如果岩眼已打入煤層，必須在眼底的岩石中充填0.2m的炮泥。
（5）震動放炮的單位炸藥消耗量，應按照正常掘進量的1.5～2倍確定，打穿煤層的炮眼在煤層段和岩石段應分段裝藥，並用長0.25m的炮泥隔開。
（6）所有炮眼都在炸藥與封泥間裝1～2個水炮泥，封泥都必須密實地裝至孔口。
（7）震動放炮必須采用銅腳線的毫秒雷管，最後一段的延期時間不得超過130毫秒，並不得跳段使用。電雷管使用前必須進行導通試驗。電雷管的聯接可采用串聯、串並聯或並聯方式，但都必須使通過每一電雷管的電流達到電雷管的引爆電流的兩倍。放炮母線必須使用專用電纜，並盡可能減少接頭，以減少電雷管的電阻，有條件的可采用遙控引爆器。
（8）震動放炮工作麵，必須具有獨立可靠的通風係統。
（9）震動放炮時，回風係統內電氣設備必須切斷電源，嚴禁人員作業和通過。
2）石門揭穿煤層采用震動放炮時，必須遵守下列規定：
（1）工作麵必須有獨立可靠的回風係統，必須保證回風係統中風流暢通，並嚴禁人員通行和作業。在其進風側的巷道中，應設置兩道堅固的反向風門。與該係統相連的風門、密閉、風橋等通風設施必須堅固可靠，防止突出後的瓦斯湧入其他區域。
（2）鑿岩爆破參數、放炮地點、反向風門位置、避災路線及停電、撤人、警戒範圍等，必須在設計中明確規定。
（3）放震動炮由礦總工程師統一指揮，並由礦山救護隊人員在指定地點值班，放炮後至少經30分鍾，由礦山救護隊人員進入工作麵檢查。根據檢查結果，確定采取的恢複送電、通風及排除瓦斯等具體措施。
（4）為降低震動放炮時誘發突出的強度，應采用擋欄設施。擋欄可用金屬、矸石或木垛等構成。金屬擋欄是由槽鋼排列成的方格框架，框架中槽鋼的間隔為0.4m ,槽鋼彼此用卡環固定，使用時在迎工作麵的框架上，再鋪上網眼為20×20mm的金屬網，然後用木支柱將框架撐成45°的斜麵。一組擋欄通常由兩架組成，其間距6~8m。
擋欄距工作麵的距離，可根據預計的突出強度在設計中確定。
（5）揭開煤層後，在石門附近30m範圍內掘進煤巷時，必須加強支護，嚴格采取防突措施。
3）震動放炮要求一次全斷麵揭穿或揭開煤層，對急傾斜和傾斜的薄煤層，都必須全斷麵一次揭穿煤層全厚；對急傾斜和和傾斜的中厚煤層，一次全斷麵揭入煤層深度應不小於1.3m；對緩傾斜煤層，應一次將全斷麵揭開岩柱。如果震動放炮未能按要求揭穿煤層，在掘進剩餘部分（包括掘進煤層和進入底板（頂）板2m範圍內），必須按照震動放炮的安全要求，進行放炮作業。
震動放炮未崩開石門全斷麵的岩柱和煤層時，繼續放炮仍需按照震動放炮有關規定執行，並需加強支護，設專人檢查瓦斯和觀察突出預兆；在作業中，如發現突出預兆，工作人員應立即撤到安全地點。
4）突出危險區設置反向風門時，必須遵守下列規定：
（1）反向風門必須設在石門掘進的工作麵的進風側，以控製突出時的瓦斯能沿回風道流入回風係統。
（2）必須設置兩道牢固可靠的反向風門，風門牆垛可用磚或混凝土砌築，嵌入巷道周邊岩石的深度可根據岩石的性質確定，但不得小於0.2m，牆垛厚度不得小於0.8m。門框和門可采用堅實的木質結構，門框厚度不得小於100mm，風門厚度不得小於50mm。兩道風門之間的距離不得小於4m。
（3）放炮時風門必須關閉，對通過內牆垛的風筒，必須設置有隔斷裝置，放炮後，礦山救護隊和有關人員進入檢查時，必須把風門打開頂牢。
（4）反向風門距工作麵的距離和反向風門的組數，應根據掘進工作麵的通風係統和石門揭穿煤層時預計的突出強度確定。
5）采用遠距離放炮時，放炮地點應設在進風側反向風門之外或避難所內，放炮地點，距工作麵的距離根據實際情況由上級主管部門總工程師確定。放炮員操縱放炮的地點，應配備壓風自係統或自救器。遠距離放炮時，回風係統的采掘工作麵及其他有人作業的地點，都必須停電撤人，放炮30分鍾後，方可進入工作麵檢查。
6）在有突出危險的采區和工作麵，電氣設備必須有專人負責檢查、維護，並應每旬檢查一次性能，嚴禁使用防爆性能不合格的電氣設備。
7）突出的煤層必須及時清理，以防自燃引起瓦斯爆炸。
清理突出煤層時，必須編製防止煤塵飛揚、杜絕火源、垮塌以及再次發生事故的安全防護措施。
8）對突出孔洞，應充填或支護。發生大型或特大型突出後，一般不應從空洞放出鬆散煤體，以免造成空洞垮塌，引起再次突出，還應及時砌镟或注漿封閉，以免引起煤的自燃。
9）突出礦井每一入井人員，必須隨身攜帶隔離式（壓縮氧和化學氧）自救器。
三、煤與瓦斯突出預報儀器
煤與瓦斯突出預報儀器見表4-4-1：

四、避災硐室
1、突出礦井應在井下設避難所或壓風自救係統，根據具體情況，可設置其中之一或混合設置，並要符合下列要求：
1）井下避難所的要求是：
（1）避難所設在采掘工作麵附近和放炮員操縱放炮的地點，避難所的數量及其距采掘工作麵的距離，應根據具體條件確定。
（2）避難所必須設置向外開啟的隔離門，室內淨高不得低於2m，長度和寬度根據同時避難的最多人數確定，但每人使用麵積不得少於0.5m2。避難所內支護必須保持良好，並設有與礦（井）調度室直通的電話。
（3）避難所必須設有供給空氣的設施，每人供風量不得少於0.3m3/min。如果用壓縮空氣供風時，必須有減壓裝置和帶有閥門控製呼吸嘴。
（4）避難所內應根據避難最多人數，配備足夠的自救器。
2）壓風自救係統的要求是：
（1）壓風自救係統安設在井下壓縮空氣管路上；
（2）壓風自救係統應設置在距采掘工作麵25～40m的巷道內、放炮地點、撤離人員所在位置以及回風道有人作業處。長距離的掘進巷道中，應每隔50m設置一組壓風自救係統。
（3）每組壓風自係統一般供5～8個人用，壓縮空氣供給量，每人不得少於0.1m3/min。
3）在有突出危險的采區和工作麵，電氣設備必須有專人負責檢查、維護，並應每旬檢查一次性能，嚴禁使用防爆性能不合格的電氣設備。
4）突出的煤層必須及時清理，以防自燃引起瓦斯爆炸。
清理突出煤層時，必須編製防止煤塵飛揚、杜絕火源、垮塌以及再次發生事故的安全防護措施。
5）對突出孔洞，應充填或支護。發生大型或特大型突出後，一般不應從空洞放出鬆散煤體，以免造成空洞垮塌，引起再次突出，還應及時砌镟或注漿封閉，以免引起煤的自燃。
6）突出礦井每一入井人員，必須隨身攜帶隔離式（壓縮氧和化學氧）自救器。

第五節 礦井瓦斯抽放
根據國家安全生產監督管理局和國家煤礦安全監察局第8號令第二章第十三條：高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井按規定裝備瓦斯抽放係統和安全監控係統。根據國家煤礦安全監察局頒布的《煤礦安全規程》第一百四十五條和國家局安監總煤礦字[2005]133號文《煤礦重大安全隱患認定辦法(試行)》及貴州省煤炭管理局文件規定，貴州省所屬高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井凡在規定範圍內的礦井都必須安裝瓦斯抽放係統。
但貴州省大方縣一號煤礦在地勘階段並未做相應的瓦斯檢測工作，因此本設計是在對礦井瓦斯估算的基礎上所做的設計，建議在今後開采過程中進行這項工作，以對煤層進行抽放提供可靠的基礎資料並修改相關內容，建議貴州省大方縣一號煤礦根據需要若必須上抽放係統，由企業委托有資質的部分進行專門的抽放設計。
一、礦井抽放量
1、瓦斯湧出量計算
貴州省大方縣一號煤礦的可行性研究報告中，是按高瓦斯礦井進行設計的，隨著煤層埋藏深度增加，瓦斯含量會相應增高，故本設計也暫按高瓦斯礦井來設計和管理，因此必須嚴格執行《煤礦安全規程》。礦井在試生產期間，盡快請有鑒定資質的鑒定單位對貴州省大方縣一號煤礦進行礦井瓦斯等級鑒定，並根據鑒定結果修改相關內容。
由於貴州省大方縣一號煤礦為新建礦井，未作瓦斯等級鑒定，類比周圍鄰近礦井開采方案設計取瓦斯相對湧出量為15m3/t，按高瓦斯礦井設計，年生產能力為9萬t/a，日產量為313t。瓦斯抽放設計時，瓦斯相對湧出量也暫定為15m3/t。
T=1.15 (4-5-1)
＝1.15× ＝313t/d
式中：A—年產量，貴州省大方縣一號煤礦的年設計生產能力為9萬t/a；
n—年工作日數。
Q絕＝ (4-5-2)
=15×313/1400=3.26m3/min。
式中：Q絕—絕對瓦斯湧出量，m3/min；
q相—礦井相對湧出量，m3/t；
T—礦井最大日產量，t/d。
經計算，貴州省大方縣一號煤礦的絕對瓦斯湧出量可達3.26m3/min。
2、抽放瓦斯的必要性和可能性
1）抽放瓦斯的必要性
根據國家安全生產監督管理局和國家煤礦安全監察局第8號令第二章第十三條：高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井按規定裝備瓦斯抽放係統和安全監控係統。另外抽放煤層瓦斯作為區域性防治瓦斯突出的一個技術措施也是必要的，通過抽放降低了采麵瓦斯湧出量，消除了生產帶來的威脅，改善了工作環境，解決了用通風方法難以解決的問題。
2）抽放瓦斯的可能性
（1）衡量煤層可抽性的指標主要有三項：
①煤層的透氣性係數(λ)；
②鑽孔瓦斯流量衰減係數(β)；
③百米鑽孔瓦斯極限抽放量(Qj)。
（2）煤層抽放瓦斯難易程度分類見表4-5-1。

由於礦井在地勘階段並未做相應的工作，因此建議在今後開采過程中進行這項工作，以對煤層進行抽放提供可靠的基礎資料。
2、抽放瓦斯效果預計
1）瓦斯抽放率
根據類似礦井生產實踐經驗，確定本煤層工作麵順層鑽孔瓦斯抽放率(工作麵總抽出量占工作麵總湧出量之比)預計為30%，抽放上、下近距離鄰近層(采用禦壓後高位或低位瓦斯抽放巷抽放)瓦斯抽放率預計為30%。
2）工作麵瓦斯抽放量
回采工作麵瓦斯來源主要為本煤層工作麵中瓦斯和采空區中瓦斯，鄰近層瓦斯為次要來源。
掘進工作麵瓦斯來源主要為本煤層及鄰近層瓦斯，根據經驗預測，工作麵瓦斯湧出量百分比(即工作麵瓦斯湧出量占礦井總湧出量的百分比)為70%。
根據預計的煤層順層鑽孔抽放率以及工作麵瓦斯湧出量占礦井總湧出量的百分比，預計抽放量(瓦斯純量)為0.3×0.7×3.26=0.68m3/min。
二、抽放瓦斯方法
1、礦井瓦斯來源分析
1）礦井瓦斯來源及湧出構成
礦井瓦斯分別來源於回采工作麵、掘進工作麵及采空區。
（1）回采工作麵瓦斯湧出構成一是來自開采煤層瓦斯湧出，二是來自開采層影響範圍之內鄰近層煤層瓦斯湧出，包括上鄰近層和下鄰近層，影響範圍一般上鄰近層約80m，下鄰近層約40m；貴州省大方縣一號煤礦首采M51煤層其下部距離M73煤層距離為36m，M51與M73煤層位於相互影響範圍內。另外各煤層上下部的局部可采、不可采煤層也對開采的有一定的影響。
（2）掘進工作麵湧出瓦斯構成一是來自掘進巷道煤壁瓦斯湧出，二是來自掘進落煤的瓦斯湧出；
（3）采區瓦斯湧出量是指采區內所有回采工作麵、掘進工作麵及采空區瓦斯湧出量之和；
（4）礦井瓦斯湧出量為全礦井內全部生產采區和已采采區及開拓巷道暴露煤壁(包括其它輔助巷道)瓦斯湧出量之和。
2）回采工作麵瓦斯來源及湧出構成
礦井達產初期，設計隻對首采M51煤層工作麵瓦斯湧出情況進行了分析及計算。除M51煤層瓦斯湧出外，其相鄰煤層亦有瓦斯湧向開采層工作麵，回采工作麵瓦斯來源主要為本煤層工作麵中瓦斯和采空區中以及鄰近層瓦斯(包括圍岩、鄰近層、不可采夾層)。
2、抽放瓦斯方法
1）選擇抽放方法的原則
選擇抽放瓦斯方法，主要根據礦井(或采區)瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質條件等綜合考慮。故本設計采用開采層順層鑽孔預抽和穿層鑽孔卸壓抽放相結合的抽放方法，同時為獲得較好的抽放效果，本設計遵循“盡早投入抽放，預抽和邊采邊抽互補”的原則。另外掘進工作麵的瓦斯抽放，根據工作麵瓦斯湧出量的大小采用隨巷道掘進邊掘邊抽。
2）瓦斯抽放方法
本設計采用地麵瓦斯抽放泵在開采煤層工作麵運輸順槽作為瓦斯抽放巷道，向開采煤層打順層鑽孔抽放瓦斯，先向M51煤層打順層鑽孔抽放M51煤層的瓦斯。然後在通過穿層鑽孔打到M73煤層距底板岩石0.5m以上預抽其瓦斯，並通過抽放瓦斯管路將抽出的瓦斯排放到地麵空氣中安全放空。
3）其它瓦斯防治措施
本設計除建立完善的通風係統和可靠的瓦斯抽放係統外，還考慮采取如下措施綜合防治瓦斯：
（1）建立先進的安全生產監控係統，對礦井瓦斯、風速等進行連續自動監測，及時、準確地掌握和了解井下通風、瓦斯等情況。
（2）配備個體巡回檢測設備等安全儀表，通過巡回檢測，隨時了解井下瓦斯隱患情況，防患於未然。
（3）在生產過程中，嚴格執行《煤礦安全規程》中的有關規定，加強通風瓦斯檢查、管理工作。並加強礦井瓦斯地質等基礎工作，為礦井通風瓦斯科學管理提供可靠的依據。
3、抽放巷道選擇
貴州省大方縣一號煤礦采用在工作麵的運輸順槽作為瓦斯抽放巷道，在運輸順槽內每隔30m左右做一個鑽場，向煤層布置扇形(10°左右)鑽孔，每個鑽場內布置3個順層鑽孔，1個穿層鑽孔，鑽孔打到M73煤層底板板岩石0.5m以上預抽M73煤層瓦斯。順層鑽孔抽放瓦斯的主要優點是鑽孔施工速度快，鑽孔全長均在煤層中，抽放暴露麵積大，若封孔質量好，不漏氣，並封孔長度超過巷道周圍的破碎圈，則能取得較好的抽放效果。
4、鑽場布置、鑽孔參數確定
1）預抽鑽場布置
鑽場尺寸應能滿足鑽機安裝和安全操作的需要，貴州省大方縣一號煤礦鑽場沿鑽孔方向長度為5m，寬度2m，高度1.8m。每個鑽場布置4個鑽孔。鑽場內鑽孔與瓦斯管聯接平麵示意圖見圖4-5-1所示。

2）鑽孔參數的確定
（1）鑽孔直徑：設計考慮60～110mm。
（2）順層鑽孔長度：沿層鑽孔盡可能長，一般以不打穿到工作麵回風巷為原則，孔長45m左右(一般沿層鑽孔考慮工作麵長度的70～90%)，布置成扇形鑽孔。
（3）穿層鑽孔長度：40m。
（4）扇形鑽孔間距：8m。
（5）抽放負壓與封孔長度：抽放負壓選用6.7KPa；封孔長度既應保證不吸入空氣又應使封孔長度盡量短，對於煤孔應不小於4～10m，岩孔應不小於2～5m。
（6）排放時間Tj(臨界值)Tj=3/β
5、鑽場參數的確定
1）鑽場：使用不同型號的鑽機，鑽場寬度不同。一般每個鑽場打3～5個孔時，鑽場寬度見表4-5-2。
表4-5-2 鑽場參數表

2）鑽場間距：設計采用每個鑽場打3個順層鑽孔，1個穿層鑽孔，鑽孔間距為8m
則鑽場間距為：3×8=24m
3）鑽場尺寸：鑽場長度：5～7m，取5m
鑽場寬度：2.0m
鑽場高度：1.8～2.0m，取2.0m
6、封孔方式、材料及工藝
鑽孔封孔可采用膨脹水泥人力進行封孔。封孔材料為膨脹水泥，其配比為：76%矽酸鹽水泥，12%礬土水泥，12%石膏粉與水混合攪拌而成。
封孔方法：封孔前用水或壓風將孔內殘存的煤、岩鑽屑清洗幹淨，然後放入套管(孔內抽放管)。套管直徑25～108mm，封孔長度3m以上。往孔內送泥可用專用工具或將水泥做成圓柱形狀分次送入，每送泥0.3～1.0m放入一個木塞，並用力搗實，直至封完鑽孔。套管頂端應鑽5～10直徑為10mm的篩孔，以免煤、岩屑及雜物堵塞。擋盤直徑要略小於鑽孔直徑。
7、設備選型及主要檢測儀表
1）鑽機
鑽機選用國產ZDK-280/80防爆型鑽機2台(1台使用，1台備用)，其鑽進深度在煤層中可達75m、岩層中50m，開孔直徑87/130mm，終孔直徑為57/60mm，給進方式為油壓自動，鑽孔角度0～3600。
（1）主要檢測儀表
①孔板式流量計2台
安裝在管道的直線段內，孔板前後最好有5米以上的直線段，孔板圓孔與管路要同一圓心，端麵與管路軸線垂直。孔板式流量計安裝在抽放總管、分管和支管上。
②AFJ-3-150U型急傾斜壓差計3台
③AFP係列皮托管4支
④光幹涉瓦斯檢定器AQJ-2型0～100% 2台
三、抽放管路係統及抽放設備選型
1、抽放管路係統的選擇
礦井瓦斯抽放方式為在地麵設置瓦斯抽放泵站，回采工作麵的回風巷以及掘進頭鑽孔內抽出的瓦斯，經過分支管路彙合後經抽放主管經過回風上山、回風順槽、風井後送至地麵瓦斯抽放泵站後，又通過壓送主管安全放空。
2、抽放管路管徑、材質、規格
抽放管路管徑計算如下：
d=0.1457(Q/V)0.5 (4-5-3)
式中：d—瓦斯管內徑，m；
Q—瓦斯管混合瓦斯流量，m3/min；(混合瓦斯濃度按35%計)
V—瓦斯管內流速，m/s，一般取5～15m/s；(經濟流速為7 m/s)
主管：d =0.1457[0.68/(0.35•7)]0.5=0.077 m，考慮為減少抽放阻力，選擇管徑為100mm的無縫鋼管作為抽放主管。
因為貴州省大方縣一號煤礦的絕對瓦斯湧出量為3.26m3/min。掘進工作麵和采煤工作麵的瓦斯的抽放量較小，從而得出的支管和主管大小相差不大，所以本礦井選擇的支管同主管。
3、瓦斯管的連接方式
瓦斯管道的連接可采用具有連接速度快、密封性能好、輕便和可彎曲的撓性管接頭作為瓦斯管道接頭進行連接，接頭的規格應與瓦斯管徑相配用。
4、抽放管路阻力計算
管路總阻力按照M51煤層服務年限內最大阻力計算，本設計考慮的最長路線是M51煤層最下部工作麵投產時的抽放管路來計算的，開采M73煤層時需要重新計算。
1）摩擦阻力
Hi=9.81(Li△Qi2)/(Kd5) Pa (4-5-4)
式中：△—混合瓦斯對空氣的密度比，△=(ρ1C+ρ2(1-C)) /ρ2=0.8435；
C—管路內甲烷濃度，%(可取35)；
K—係數，根據管徑選擇，取0.62；
Li—管路i的總長度；
Qi—管路i的混合氣體流量，m3/h；
d—瓦斯管內徑，cm。
Li=地麵+風井+采區回風上山+采麵運輸順槽=150+244+60+624=1082 m
Qi=(0.68/0.35)×60=116.4 m3/h
Hi=9.81×(1082×0.8435×116.42)/(0.62×105)=1857 Pa
Hm=Hi=1857 Pa
2）局部阻力
根據以往工作經驗，管路局部阻力按摩擦阻力的10%～20%考慮即可，取0.1。
3）管路總阻力
HZ=1.2Hm (4-5-5)
=1.1×1857＝2043 Pa
4）瓦斯泵壓力及流量的計算
Hp= KB(HZ+HF+H3) (4-5-6)
=1.15×(2043+6700+200)
=10284.5Pa(10.28kPa)
Qp=∑Q KQ/Cη (4-5-7)
=(0.68×1.2)/(0.35×0.8)
=2.91m3/min
式中：KB—備用係數，取1.15；
HF—鑽孔抽放負壓，取6.7 KPa；
H3—瓦斯泵後瓦斯排放管出口的正壓，取0.2 KPa。
∑Q—泵的服務年限內，同期最大抽放量之和(純CH4)，m3/min；
KQ—抽放量備用係數，取1.2；
η—泵的機械效率，取0.8；
C—泵入口處甲烷濃度，%(不小於35，貴州省大方縣一號煤礦取35)；
5）真空度計算
ηz= Hp/101.3×100% (4-5-8)
=10.28/101.3×100%
= 10.1%
5、瓦斯泵的選型
根據計算的瓦斯泵的Hp和Qp選擇SKW20(D)型水環式真空泵兩台(一台工作、一台備用)，最大抽放量15.5 m3/min，電機功率30Kw，該瓦斯泵的性能如表4-5-3所示。

貴州省大方縣一號煤礦的瓦斯泵的選擇是在預測瓦斯(無瓦斯等基本資料)的基礎上所作的選擇，今後礦井掌握瓦斯抽放基礎資料經過計算後若發現瓦斯泵選擇不合適時，可重新對瓦斯泵另行選擇以確保礦井安全生產。
本設計所設計瓦斯抽放係統僅供進行專門的瓦斯抽放設計時參考，不作為執行之主要依據。礦方在進行瓦斯抽放前，必須委托相關資質部門進行專門的瓦斯抽放設計。
6、管路敷設及附屬設施
1）井下敷設瓦斯管路的要求
（1）瓦斯管路需塗防腐劑，以防鏽蝕；
（2）管路底部應墊木墊，墊起高度不低於30cm；
（3）傾斜巷誕的管路，應用卡子將管路固定在巷道支護上，以免下滑；
（4）管路敷設要求平直，避免急彎；
（5）主要運輸巷道中的瓦斯管路架設不得小於1.8m。
（6）管路敷設時，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低窪處需安裝放水器；
（7）敷設的管路要求進行氣密性檢查。
（8）瓦斯管路不得與帶電物體接觸並有防止砸壞管路的措施。
2）附屬裝置
管路係統的附屬裝置有各類閥門、測壓嘴、計量裝置、鑽孔(場)連接裝置、放水器、防爆阻火器等。
（1）為了便於控製抽放參數和維修管路，在抽放管路中應安設一定數量的閥門，在主管路內應安設閥門，在管路的分岔和彙流地點也應安設閥門。瓦斯泵的入口和出口閥門各一個，要求阻力小，最好使用閘板式閥門。另外在抽放泵入口的主幹管路上設置調節閥門；
（2）入口負壓測量裝置—靜壓管；
（3）出口正壓測量裝置—靜壓管；
（4）瓦斯抽放支管、幹管以及各個鑽場內設置孔板流量計；
（5）在管路中每隔200～300m最長不超過500m的低窪處就安設一隻放水器。管路的低、彎、變陡處及其它容易積水的地點，安設足夠容量的放水器，並有專人定期檢查。
四、安全
1、設置抽放瓦斯泵係統時，應嚴格下列規定
1）放管路中的瓦斯可經放空管排放到大氣中。放空管出口至少高出地麵10m，而且高出泵房和周圍20m範圍內建築物3m以上，放空管距泵房牆壁以0.5～1.0m為宜，最遠不得超過10m。其出口應加防護帽，放空管必須接地。
2）《煤礦安全規程》規定抽放瓦斯泵的吸氣側管路係統中必須裝設有防回火、防回氣、防爆炸作用的安全裝置。可在瓦斯泵的吸氣側以及放空管上安設具有“三防”性能的防爆阻火器，並定期檢查，保持性能良好。
3）為防止陰雨天氣由於雷電引起的電火花而破壞建築物或點燃放空管瓦斯，防止火災等事故的產生，在瓦斯泵房附近的較高大建築物周圍或中心地帶應設置避雷器。
4）地麵泵房必須用不燃性材料建築，並且采用避雷針防止雷電。其距進回風平硐口和主要建築物不得小於50m，在瓦斯抽放泵房周圍必須設置柵欄、懸掛警戎牌等。柵欄周圍20m的範圍內，禁止堆積易燃物和任何帶電、帶火的作業。
5）為了便於控製抽放參數和維修管路，在抽放管路中應應安設一定數量的閥門。在主管內每隔500～1000m安設1個閥門，在管路的分岔和彙流地點也應安設閥門。
6）井上下敷設的瓦斯管路，不得與帶電物體接觸並有防止砸壞管路的措施。
7）瓦斯泵要有獨立的供電係統，由地變電所引兩回獨立線路至瓦斯抽放泵。並采用專用變壓器、專用開關和專用電纜，以及瓦斯電閉鎖。瓦斯泵房必須設置直通礦調度室的電話且泵房內的電氣設備、照明和其它電氣儀表都應采用防爆型的。瓦斯泵房必須由專人值班並經常檢測各參數，做好記錄，並有備用人員。
8）瓦斯抽放泵房必須設置足夠數量的撲滅電氣火災的滅火器材，噴粉滅火器4個和砂箱1個，砂箱用1.5～3.0毫米鐵板製作，容積不少於0.2m3。
2、地麵瓦斯泵站
1）瓦斯泵站的設計原則
（1）設計原則：
①泵房要用不燃性材料建築；
②泵房內的電器設備和照明燈具均應為防爆型；
③泵房內要專門的供電係統，采用獨立的雙回路電源，並有可靠的供水係統；
④抽放泵及其附屬設備至少要設置兩套，其中一套備用；
⑤泵房內通風、照明設施良好，房頂應設天窗，冬季寒冷地區要有供熱取暖設施；
⑥泵房通訊設備完好，並有直通礦井調度室電話；
⑦泵房內應配備必要的檢測儀表，比如正、負壓計，瓦斯濃度測定儀、流量計、溫度計或綜合參數測定儀等；
⑧機械室、電氣室和司機室都要有單獨房間，避免互相幹擾，同時司機室的地麵最好略高於機房地麵，以便觀察；
⑨泵站應設避雷裝置，避雷裝置要高於瓦斯放空管；
⑩泵房建築麵積要考慮更換設備或擴建的可能性。
2）瓦斯泵站的位置選擇
（1）位置選擇：
①泵站最好設在回風井工業廣場內，站房距井口和主要建築物以及居民點不得小於50m，並用柵欄或圍牆保護；
②泵房內和泵房周圍20m以內嚴禁明火；
③泵站位置應考慮到便於利用瓦斯和敷設管路；
④泵站位置應選在運輸、供水和供電方便的地點。
3）瓦斯泵房的管路布置及附屬裝置
（1）瓦斯泵房的管路配置包括出入口管路、閥門、放空管等設備。
（3）瓦斯泵房的附屬設備有放水器、防爆、防回火裝置、壓力測定裝置、流量測定裝置、采樣孔和分水器等。地麵瓦斯泵房布置圖4-5-2：
3、抽放係統安全措施
1）抽放鑽場、鑽孔施工防治瓦斯措施
在鑽孔施工中應防止瓦斯湧出事故及機械傷人事故。具體有：
（1）邊鑽進邊抽放瓦斯；
（2）鑽機配備的電動機及附屬電氣設備必須是防爆型的；
（3）鑽孔施工中配備專職瓦斯檢查員或設有瓦斯警報器、瓦斯斷電儀，配備隔離式自救器。一旦瓦斯超限，必須立即停鑽處理，待瓦斯濃度恢複正常後，再重新開鑽；
（4）鑽場內使用的敲擊工具必須用銅製造，以防發生火花，引燃瓦斯；
（5）鑽工必須衣著整齊利索，以免被機械絞傷；
（6）鑽機轉動部件的防護裝置及保護外罩必須完整無缺；
（7）扶“給進把”時，身體與“給進把”不能成一直線，應離開一定距離，以免孔內發生故障，“給進把”打傷人；
（8）開動鑽機前應做好準備工作，分工要明確，操縱鑽機應動作協調，達到準確無誤，勿用手腳拉蹋滾筒上的鋼絲繩，以防止被鋼絲繩絞傷。

圖4-5-2 地麵瓦斯泵房布置圖
2）管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施：
（1）瓦斯管路需塗防腐劑，以防鏽蝕；
（2）管路底部應墊木墊，墊起高度不低於30cm，以防底鼓損壞管路；
（3）主要運輸巷道中瓦斯管路架設高度不得低於1.5m，以免被砸損壞；
（4）管路需進行氣密性檢查以免漏氣；
3）傾斜巷道及斜井管路的防滑措施
傾斜巷道中的瓦斯管路，應用卡子固定在巷道的支護上，以免下滑損壞。
4）地麵管路的防凍措施
地麵管路根據氣溫情況采取防凍措施，如將管路刷保溫漆、包裹隔熱石棉及塗刷保溫瀝青等。
4、監測監控
1）監測監控參數的確定及設置地點
抽放瓦斯監測主要包括整個抽放網絡各個部位的瓦斯流量、濃度、抽放負壓、瓦斯溫度等參數，同時監測水位和抽放站內瓦斯泄露等。其目的一是當出現瓦斯濃度過低、瓦斯泄露超限等情況時，應能報警和對抽放泵主電源斷電，二是根據監測數據可以研究瓦斯湧出規律和分析效果、指導投放網絡的投產使用，管道的延長與鑽孔的銜接、調節鑽孔的抽放負壓、查明漏氣和水堵部位。監測地點可設置在抽放站進出管道，亦可設置在井下各主幹管道和支管上。
2）監測監控係統的自動化程度及設備選型
貴州省大方縣一號煤礦裝備礦井安全監控係統，主要設置瓦斯泵的開停傳感器、瓦斯抽放泵房室內瓦斯傳感器以及抽放泵輸入管路中瓦斯抽放多參數MDM傳感器(含有瓦斯濃度、負壓/正壓、溫度、壓差、瓦斯抽放純流量和混合流量等參數的檢測和計算)。
不利用瓦斯的抽放泵輸入管路中瓦斯傳感器的報警濃度為≤25%CH4，瓦斯抽放泵房室內瓦斯傳感器的報警濃度為≥0.5%CH4。如果礦井條件允許，在抽放站內可以選擇自動化程度較高的AK-3A多參數監控儀，該儀器可按設在抽放泵站的控製室內。它能連續監測係統中的濃度、流量、正壓、負壓、泵房內泄露瓦斯濃度、泵機的軸溫等參數。由微機完成測量顯示、打印等功能。當任一參數超限時，可發出聲光報警信號，並按給定的程序停止或啟動泵機。此外，還能累計純瓦斯量，並以數字方式顯示出來，還設有模擬量直流1～5V和數字量BCD代碼輸出，可與遙控係統相接和供打印用。

第五章 礦井水防治
第一節 礦井水文安全條件分析
一、礦井水文地質情況
1、區域水文地質概況
礦區位於白布河上遊支流東側分水嶺斜坡地帶，地形起伏較大，衝溝及岩溶發育。根據區域水文資料，區域內最低侵蝕基準麵標高為1336m，而礦區含煤地層出露最低標高為1600m，高於最低侵蝕基準麵264m。
2、含水層、隔水層特征及其與礦床充水的關係
礦區內地層產狀較緩，出露地層僅有二疊係中統龍潭組及下茅口組，且均出露不全。其中，龍潭組(P2l)岩性為粉砂岩、細砂岩、泥質粉砂岩、泥岩粘土岩和煤層等，含水性較弱，是良好的隔水層，對煤層開采影響很小。茅口組(P1m)岩性為淺灰色厚層—巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶或結核，岩溶較發育，地表常形成負地形，該層在礦區內出露標高相對較高，地下水位相對較低，其上部透水但不含水，加之其下伏於龍潭組煤係地層之下，對煤層開采影響很小。
1）構造斷裂對礦床充水的影響
區內目前未揭露較大構造，在生產中可能揭露小型斷層，當斷層不揭穿煤係地層上下部岩溶含水層時，斷層對礦床充水影響微弱。
2）地表水及其對礦床充水的影響
本區降雨豐富，地表水往往由衝溝會聚成季節性小河或在窪地聚集，煤層開采時若發生冒頂或其他原因使頂板遭受破壞後，地表水往往會注入井下，如在雨季暴雨時可能會大量湧入。
3、礦井水文地質特征
礦區內地層產狀較緩，出露地層僅有二疊係中統龍潭組及下茅口組，且均出露不全。其中，龍潭組(P2l)岩性為粉砂岩、細砂岩、泥質粉砂岩、泥岩粘土岩和煤層等，含水性較弱，是良好的隔水層，對煤層開采影響很小。茅口組(P1m)岩性為淺灰色厚層—巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶或結核，岩溶較發育，地表常形成負地形，該層在礦區內出露標高相對較高，地下水位相對較低，其上部透水但不含水，加之其下伏於龍潭組煤係地層之下，對煤層開采影響很小。
煤層開采產生影響的僅為地表水及老窯積水。本區降雨豐富，地表水往往由衝溝會聚成季節性小河或在窪地聚集，煤層開采時若發生冒頂或其他原因使頂板遭受破壞後，地表水往往會注入井下，如在雨季暴雨時可能會大量湧入。本區地層產狀平緩，煤層埋深較淺，加上煤層頂底板岩層均有不同程度的風化，采煤時容易發生冒頂等破壞隔水。
4、充水因素
1）大氣降水
大氣降水是礦區內各岩組地下水的主要補給來源，故為礦床充水的間接充水因素。地下水接受補給後，與礦床充水有聯係的各含水岩組，其地下水可通過采空塌陷帶、導水裂隙帶及突水帶間接或直接進入礦坑，對礦床進行充水。
2）地下水
各岩層所含地下水主要自出露部分補給，順層流動。
根據礦區內煤層賦存情況、地層產狀、開采中頂板管理等情況，開采中產生的冒落帶高度和導水裂隙高度可依據《礦區水文地質工程地質勘探規範》(GB12719-91)中附錄F中相應公式進行計算，具體計算過程如下：
3）計算公式
（1）冒落帶最大高度計算公式：
HC=(3～4)M (5-1-1)
計算時，係數采用大值4。
（2）導水裂隙帶(包括冒落帶最大高度)
計算公式：
Ht=｛100M/(3.3n+3.8)｝+5.1 (5-1-2)
式中：M-累計采厚
n-可采煤層分層厚度。
4）滿足使用公式的條件
（1）岩石抗壓強度20～40MPa
（2）頂板管理方法采用全部陷落法。
（3）岩性主要為砂泥岩等。
將礦區內可采煤層M51、M73煤層的最大厚度代入上述公式中，計算出導水裂隙帶高度為15.6m，冒落帶最大高度為47.0～49.3m。
將來礦山的開采過程中，顯然開采冒落首先破壞P2l層，其地下水將直接進入礦坑，而成為礦床充水的直接因素；根據導水裂隙帶最大高度與P2c+d至K2煤層之間距離（50～65m）相比較，不難看出，采空塌陷使得煤層頂板隔水岩層遭破壞、變薄甚至影響到P2c+d間接頂板含水層，屆時該地層中地下水也將進入礦井，對礦床充水產生影響；開采至深部當溶蝕裂隙或隱伏構造致使礦層與下伏含水層茅口組相溝通，其地下水也可突入礦井，對礦床的充水產生一定影響。
5）老窯積水
礦區內淺部曾有多處小煤窯開采，區內主采煤層均有涉及，具體開采規模不詳，積水客觀存在。未來礦山開采在老窯破壞帶下方進行或可能遭遇老窯，存在突水威脅。
6）采空積水
隨著采空麵積的增大，上覆含水層的裂隙水將沿導水裂隙進入采空區形成老空水，在開采老空區本層下部及下伏煤層時要注意老空水湧入工作麵。
7）地表水
區內地表水體主要為煤係上覆地層泉點，受淺部采空塌陷影響可能沿冒裂帶進入礦井。
8）湧水量
根據貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》提供的礦井湧水量資料。根據該礦淺部開采情況統計分析，預計開采M51煤層期間，礦井正常湧水量5m3/h，設計礦井正常湧水量為10m3/h，最大湧水量30m3/h，雨季湧水量明顯增加。隨著開采深度的加深及開采層數的增加，礦井湧水量將逐步加大。
二、礦井水文安全條件評價
1、對水文地質基礎資料來源及可靠性評價
1）水文地質基礎資料來源
資料主要來源於貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》。
2）可靠性評價
地質報告對地表水、地下水及充水因素進行了初步分析，對礦井的生產能起到一定的指導作用，但可靠程度較低。
2、水文地質勘探程度及存在的問題
勘查地質報告提供的礦井水文地質情況較簡單，未對湧水量、含水層含水性、老窯、采空區、構造的分布及積水情況等作詳細調查。礦井必須進一步加強水文地質工作，詳細調查老窯采空區分布及積水情況，並將調查結果標於井上下對照圖上。同時對井下湧水量進行動態觀測，切實弄清地表水和地下水、礦井充水因素、含水層富水性、礦井湧水量等資料。並及時根據掌握的資源情況進行相應的防治水措施。

第二節 礦井防治水措施
一、礦井開拓、開采所采取的安全保證措施
1、礦井開拓工程位置及層位選擇
主斜井：可能會有巷道淋水產生，且遇水後可能會出現底板軟化，底鼓等，對巷道的維護有一定的影響。
回風井：可能會有巷道淋水產生，且遇水後可能會出現底板軟化，底鼓等，對巷道的維護有一定的影響。
順槽：沿煤層布置，由於開采的影響巷道圍岩裂隙水將可能進入巷道，引起底板軟化，底鼓等，對巷道的維護影響較大，因此巷道的坡度須滿足排水要求，設置排水溝，排水溝斷麵滿足排水要求，並定期清理，保證排水暢通，對巷道積水須及時處理。
2、采掘工程所采取的防治水措施
1）必須密切觀察礦井內的淋水、湧水情況，必須堅持“有掘必探、先探後掘、先探後采”的原則。
2）針對主要含水層(段)建立地下水動態觀測係統，進行地下水動態觀測、水害預報，並製定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。
3）井巷在掘進過程中必須“邊探邊掘，先探後掘”，掌握前方水文情況，若發現有水患時，應及時采取措施，待確認安全後才向前掘進，並將出水點位置標於井上下對照圖及采掘工程圖上。井巷揭露的主要出水點或地段，必須進行水溫、水量、水質等地下水動態和鬆散含水層湧水含砂量綜合觀測和分析，防止滯後突水。
4）采掘工作麵或其他地點發現有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現滲水、水色發渾、有臭味等突出預兆時，必須停止作業，采取措施，立即報告礦調度室，發出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
5）井下和地麵排水設施保證完好，所設沉澱池、水溝要及時進行清理，每年雨季前必須清理一次。每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全麵檢查，成立防洪搶險隊伍，並儲備足夠的防洪搶險物資。
6）在井下巷道中，對於破碎和淋水段特別加強支護，並采取導水等措施以免淋水直接淋至電纜上腐蝕電纜，巷道排水溝按規定設置並及時清理，巷道要保證排水坡度，對於巷道局部地段低窪集水段要設潛水泵或排沙泵及時排水。
7）以後掘進的開拓、準備巷道應根據井下地層情況選擇穩定、淋水小的岩層，盡量避免穿過斷層等構造帶。
二、防水安全煤岩柱留設
在礦井可能受到水害威脅的地段留設一定寬度或高度的煤(岩)柱，可以堵截水源流入礦井巷道，這段煤(岩)柱稱之為防水煤(岩)柱。
1、防水煤(岩)柱的種類
根據防水煤(岩)柱所處的位置，可以分成不同的種類。對於貴州省大方縣一號煤礦井而言主要有：斷層煤柱、井田邊界煤柱、相鄰水平(采區)防水煤(岩)柱、采空區防水煤(岩)柱。
2、留設防水煤(岩)柱的條件
通常在下列情況下都應留設防水煤(岩)柱：
1）煤層直接被疏鬆含水層覆蓋或位於疏鬆含水層以及地表水體之下，而含水層或地表水體又無法疏幹時，應留設防水煤柱，以保證開采後頂板冒落及其產生的導水裂隙不波及到含水層或地表水體。
2）煤層局部位於強含水層之下時應留設防水煤柱，以免采空後頂板破壞冒落波及到含水層引起突水。
3）煤層直接與強含水層接觸或與強含水層接觸又被它局部掩蓋時，煤柱的作用前者主要是防止含水層水突入巷道，後者除防止含水層水直接進入巷道外，還應防止煤層采空後頂板冒落波及含水層。
4）巷道接近底板承壓含水層時，如有底板突破的危險，則應留設防水煤柱，以防止地下水沿斷層或突破底板進入巷道。
5）煤層與充水斷層或岩溶陷落柱接觸時應留設防水煤(岩)柱，以防止地下水沿斷層或陷落柱進入巷道。
6）巷道接近被淹井巷，積水量很大又不宜疏幹時，應留設防水煤柱，使礦井生產巷道與被淹井巷隔離。
3、防水煤(岩)柱的留設原則
1）在有突水威脅但又不宜疏放(疏放會造成成本大大提高時)的地區采掘時，必須留設防水煤(岩)柱。
2）防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基礎上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度，以提高資源利用率。
3）留設防水煤(岩)柱必須與當地的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍岩的物理力學性質、煤層的組合結構方式等自然因素密切結合，與采煤方法、開采強度、支護形式等人為因素互相適應。
4）一個井田或一個水文地質單元的防水煤(岩)柱應該在它的總體設計中確定，即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設相適應，否則會給以後煤柱的留設造成極大的困難，甚至無法留設。
5）在多煤層地區，各煤層的防水煤(岩)柱必須統一考慮確定，以免某一煤層的開采破壞另一煤層的煤(岩)柱，致使整個防水煤柱失效。
6）在同一地點有兩種或兩種以上留設煤(岩)柱的條件時，所留設的煤(岩)柱必須滿足各個留設煤(岩)柱的條件。
7）對防水留設煤(岩)柱的的維護要特別嚴格，因為煤(岩)柱的任何一處被破壞，必將造成整個煤(岩)柱無效。防水煤(岩)柱一經留設即不得破壞，巷道必須穿過煤柱時，必須采取加固巷道、修建防水閘門和其它防水設施，保護煤(岩)柱的完整性。
8）留設防水煤(岩)柱所需要的數據必須在本地區取得。鄰區或外地的數據隻能參考，如果需要采用，應適當加大安全係數。
9）防水煤(岩)柱中必須有一定厚度的粘土質隔水岩層或裂隙不發育、含水性極弱的岩層，否則防水岩柱將無隔水作用。
4、防水煤(岩)柱的留設計算
1）斷層防水煤(岩)柱的留設
斷層破壞了岩層的完整性，常常成為含水層間的聯係通道。斷層的某一區段是否導水，導水性強弱等情況取決於兩側岩層的接觸關係、含水層的水壓以及采礦活動對斷層的重複破壞作用。因此，在沒有掌握斷層各區段的導水性時，應把整個斷層作為導水斷層對待。煤層直接和富含水層、導水斷層接觸，頂底板無突水可能，即煤柱主要是順層受壓時，常以下述計算公式計算煤柱寬度：
2）順層煤柱寬度計算
L= =20.4m (5-2-1)
式中：L——順層防水煤柱寬度(m)；
M——煤層厚度或采高(m) 取M=1.7m；
KP——煤層的抗張強度(kgf/cm2)KP ，暫取10kgf/cm2；
P——水頭壓力(kgf/cm2)，暫取P=120 kgf/cm2；
A——安全係數，一般取1-2.5，本次設計取2。
該礦地質工作未發現較大斷層，井下揭露斷層落差較小，根據上述計算，斷層兩側可各留設20m防水煤柱。
3）井田邊界煤柱的留設
按下式計算：
L= (5-2-2)
=14.2m
式中：L——順層防水煤柱寬度(m)；
M——煤層厚度或采高(m) 取M=1.7m；
KP——煤層的抗張強度(kgf/cm2)KP ，暫取10kgf/cm2；
P——水頭壓力(kgf/cm2)，暫取P=50kgf/cm2；
K——安全係數，一般取2—5，本次設計取5。
經計算，本井田邊界煤柱寬度按20m留設。
4）主要巷道防水煤(岩)柱的留設
其留設計算方法與井田邊界煤柱相同，但安全係數K取1-2.5，經計算若K取2.5則L為8.3m。
從安全角度出發，主斜井及下山一側按15m留設，兩巷之間按30m留設。
5）水淹區或老空積水區(采空區)防水煤(岩)柱的留設
在水淹區或老空積水區下掘進時，巷道與水體之間的最小距離不得小於巷道高度的10倍，經計算為10×2.5=25m。
貴州省大方縣一號煤礦老空積水區(采空區)防水煤(岩)柱按25m留設。
5、防水安全煤柱留設寬度見表5-2-1

三、疏水降壓措施
礦區內以溶蝕、溶蝕－侵蝕中山山地地貌為主，開采過程中無承壓開采，即不受承壓含水層影響。
四、井下探放水措施
1、探放水原則
1）必須作好水害分析預報，堅持有疑必探，先探後掘的探放水原則
當采掘工程麵接近含水層、被淹井巷、斷層、溶洞、老空積水等地點或遇到可疑水源以及打開隔水煤柱時都必須“有疑必探，先探後掘”原則。
接近積水地區掘進前或排放被淹井巷和積水前，必須編製探放水設計，並采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距離，應根據水頭高低、煤(岩)層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設計中具體規定。
2）采掘工作麵遇到下列情況之一時，必須確定探水線進行探水
（1）接近水淹或可能積水的井巷、老空區或相鄰煤礦時，井巷出水點的位置及其水量，有積水的井巷及采空區的積水範圍、標高和積水量，必須繪製在采掘工程平麵圖上。在水淹區域應標出探水線的位置。采掘到探水線位置時，必須探水前進。
（2）有與溶洞、含水層及與之有水力聯係的導水斷層、裂隙(帶)陷落柱時，必須查出其位置，並按規定留設防水煤柱。巷道必須穿過上述構造時，必須探水前進。如果前方有水，應超前預注漿封堵加固，必要時預先建築防水閘門或采取其他防治措施。
（3）接近各類防水煤柱或打開隔離煤柱前必須探放水。
（4）接近有水的采煤工作麵時；接近含水層、導水層和裂隙帶等時必須探放水。
（5）接近未封閉或封閉不良可能突水的鑽孔；接近不明井巷時必須探放水。
（6）煤層頂板有含水層和水體存在時，應當觀測“三帶”發育高度。當導水裂隙帶範圍內的含水層或老空積水影響安全開采時，必須超前探放水並建立疏排水係統。
（7）煤係底部有強承壓含水層時以及采、掘工程接近其它可能突水段時必須探放水。經探水確認無突水危險後，方可向前掘進。每年雨季後，上部采空區的積水情況都在變化。一定要堅持“有疑必探，先探後掘”。
（8）接近水文地質條件複雜的地段，采掘工作麵有突(出)水征兆時。
（9）上層采空區有積水，在下層進行采掘工作，兩層間垂直距離小於回采工作麵采厚的40倍或小於掘進巷道高度的10倍時。
經探水確認無突水危險後，方可向前掘進。每年雨季後，上部采空區的積水情況都在變化。一定要堅持有疑必探，先探後掘。
區內采煤曆史悠久。長期以來，礦區內存在過去采煤時形成的采空區或老硐，由於地質資料沒有提供小煤窯及老空區開采深度和範圍，因此無法確定小煤窯積水探水線位置，所以在工作中一定要收集有關資料，確定小煤窯積水探水線位置，以防開采上部煤層時和小窯、老窯穿透而產生透水事故。
2、探放水注意事項
1) 安裝鑽機探水前，要遵守下列規定：
（1）加強鑽場附近的巷道支護，並在工作麵迎頭打好堅固的立柱和攔板。
（2）清理巷道，挖好排水溝。探水鑽孔位於巷道低窪處時，必須配備與探放水量相適應的排水設備。
（3）在打鑽地點或附近安設專用電話。
測量和防探水人員必須親臨現場，依據設計，確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鑽孔數目。
2) 探水鑽孔應保持適當的超前距、幫距和密度。
3) 預計水壓較大的地區，探水鑽進之前，必須先安好孔口管和控製閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓後，方準繼續鑽進。特別危險的地區，應有躲避場所，並規定避災路線。
4) 鑽孔內水壓過大時，采用反壓和有防噴裝置的方法鑽進，並有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。
5) 鑽進時，發現煤岩鬆軟、片幫、來壓或鑽孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鑽等異狀時，必須停止鑽進，但不得拔出鑽杆，現場負責人員應立即向礦調度室報告，並派人監測水情。如果發現情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區的人員，然後采取措施，進行處理。
6) 在鑽探過程中，如發現孔內顯著變軟，沿鑽杆向外流水等透空征兆時，應立即停鑽，旋緊安全套管上的鑽杆卡，切勿移動和起拔，鑽機後麵嚴禁站人，以免有害氣體和大量積水突然湧出或高壓水將鑽杆頂出傷人。待檢查各項措施並加固迎頭等工作進行完畢後再行放水。
7) 探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區高於探放水點位置時，隻準用鑽機探放水。探放水孔必須打中老空水體，並要監視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鑽孔接近老空，預計可能有瓦斯或其他有害氣體湧出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過規程規定時，必須立即停止鑽進，切斷電源，撤出人員，並報告礦調度室，及時處理。
8) 鑽孔放水前，必須估計積水量，根據礦井排水能力和水倉容量，控製放水流量；放水時，必須設專人監測鑽孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，並立即報告礦調度室。放水過程中應經常檢查孔內放出的瓦斯及其他有害氣體的含量，以便采取措施。
9) 排除下山的積水以及恢複被淹井巷前，必須有礦山救護隊檢查水麵上的空氣成分，發現有害氣體，必須及時處理。排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然湧出的可能，必須製定安全措施。
10) 嚴格鑒定放水效果，放水工作應盡量避免在雨季進行。放水終了時將會出現下列一些現象：
（1）完全不淌水，向裏進風或向外出風；
（2）水流始終不斷，但沒有壓力；
（3）捅搗時有小水流，不捅搗時無水。這時可停止放水，繼續進行掘進工作。
3、探放水設計
1）探水起點的確定
為保證采掘工作和人員安全，防止誤穿積水區，將水淹區的積水範圍、水位標高、積水量等資料填繪在采掘工程圖上，經過分析劃出三條界線：即積水線、探水線、警戒線。探水線距積水線距離為60m，警戒線沿探水線外推50～150m。探水起點：由於積水範圍不可能掌握得很準，因此必須在離可疑水源75～150m以外開始打鑽探水。
2）探放水鑽孔布置
見下圖(圖5-2-1)。

圖5-2-1 探水鑽的超前距、幫距
孔間距、允許掘進距離示意圖
3）超前距
為探水鑽孔終孔位置應始終超前掘進工作麵的一段距離，一般采用20m，在厚度＜2m的薄煤層中超前距可縮短，但不得小於8m。本設計取20m。
4）允許掘進距離
為經探水證實無水害威脅，可安全掘進的長度，取20m。
5）幫距
為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側探水孔所控製的範圍與巷道幫的距離，其值一般與超前距相同，有時可略比超前距小1～2m，本設計取18m。
6）鑽孔密度(孔間距)
指允許掘進距離終點橫剖麵上，探水鑽孔之間的間距，一般不超過3m，以免漏掉積水區，貴州省大方縣一號煤礦取3m。
7）鑽孔孔徑
本設計配備ZDK-280/80探水鑽，最大鑽進深度75m，開孔直徑87/130mm，終孔直徑57/60mm。
8）鑽孔數目及布置
（1）煤層平巷鑽孔布置
主要是探巷道上幫小窯老空水，鑽孔呈半扇形布置在巷道上幫。薄煤層一般布置3組，每組1～2個孔；厚煤層一般布置3組，每組不少於3個孔。
貴州省大方縣一號煤礦薄煤層鑽孔布置3組，每組2個孔；中厚煤層鑽孔布置3組，每組3孔。鑽孔之間的夾角為7～15°為大夾角，1～3°為小夾角，視小窯老空的規模而定，規模大者取大夾角，規模小者取小夾角。
（2）煤層上/下山巷道鑽孔布置
鑽孔呈扇形布置在巷道前方，薄煤層一般布置5組，每組1～2個孔；厚煤層一般布置5組，每組不少於3個孔，且每組鑽孔至少有一孔見頂或底。
貴州省大方縣一號煤礦開采煤層為中厚煤層，鑽孔布置5組，每組3孔，每組鑽孔有一孔見頂或底。鑽孔水平及傾斜之間的夾角要求與平巷鑽孔相同。
探水鑽鑽孔布置見圖5-2-2，圖5-2-3。

4、探放水設備選擇
1）探放水設備選擇依據
礦井用1個采煤工作麵保證礦井年生產能力，正常生產期間配備2個掘進工作麵。
2）探放水設備型號及數量
配備ZDK-280/80探水鑽2台，探水鑽的最大鑽進深度75m，開孔直徑87/130mm，終孔直徑57/60mm，鑽孔角度範圍0～3600，配備動力4kw。
5、探放水的安全措施
1)探水前應加固探水工作區支架，背好幫頂，以免壓力水衝垮煤壁和支架；
2)清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻；
3)保證水溝暢通，並有適當的坡度和斷麵，水倉和排水設備要有足夠的容量和能力。
4)探水地點要安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點連通，並事先製定好撤退路線，以防止意外事故的發生；
5)打鑽過程中，如發現煤、岩鬆軟或沿鑽杆向外流水超過打鑽正常供水量時，要立即停止打鑽(不能移動或拔出鑽杆)，派人監視水情並報告礦調度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點撤人，並采取應急措施；
6)鑽孔接近采空區，可能有有害氣體湧出，必須隨時進行有害氣體監測；探水點通風必須按有關規定進行。
五、注漿堵水措施
本設計不采用注漿堵水措施。
六、地表防治水措施
1、地表水防治設計依據
1）防洪標準及防洪壩牆設計要求
(1)井口和工業場地內建築物的高程必須高於當地曆年最高洪水位，保證任何情況下不致於被洪水淹沒；
(2)在井口修築堅實的高台或在井口附近修築可靠的防洪堤和防洪溝，防止洪水灌入井下；
(3)防洪堤壩應選在水文地質、工程地質條件較好的地段，力求長度最短，阻水作用最大；
(4)一般在工業場地四周修築溝渠，截洪泄洪，溝渠應避開煤層露頭、裂縫、透水層和建築群。
2）地形、水係和彙水麵積
礦區位於白布河上遊支流東側分水嶺斜坡地帶，地形起伏較大，衝溝及岩溶發育。根據區域水文資料，區域內最低侵蝕基準麵標高為1336m，而礦區含煤地層出露最低標高為1600m，高於最低侵蝕基準麵264m。
區內地表無大的河流、塘壩，地表水體主要為少量泉點，主要為煤層頂底板灰岩岩溶泉水。
地質報告未提供彙水麵積資料。
3）開采塌陷、裂隙對地表水係和降雨滲漏的影響
由於地下煤層的開采，使得采空區上方的地表有不同程度的移動和變形。其影響範圍將略大於采空區範圍。而當開采深度越大時，對地表的影響將越小。貴州省大方縣一號煤礦井地處山區，煤層賦存較淺，地形高差較大，采空區引起的地表塌陷，可能會引起地形陡峭的地方發生崩塌、滑坡。對於地表沉陷形成的塌陷坑，要盡量整平，回填造地，易產生滑坡的地方應提前修築擋土牆，打抗滑樁或削坡減載等，另外，平時應經常有巡視人員，發現問題及時處理。該礦地處山區單坡荒山地帶，無特殊自然景觀及人文景觀。因此，采取以上措施後，因煤層開采而引起的地表塌陷不會給周圍環境造成大的影響。
井下煤層的開采，可能形成有地表塌陷和開采引起的裂隙，由於裂隙的產生，將增加地表水與地下水之間的水力聯係，降水將通過裂隙滲漏至井下，從而增加井下湧水量及構成井下透水威脅。因此需調查並采取填坑、補凹、整平等措施，以防止其對地表水係和降雨滲漏的影響。
2、地表水防治
1) 及時進行地表水文地質調查：必須及時查清礦區及其附近地麵水流係統及滲漏情況，掌握當地曆年降水量、山洪分布和最高洪水位資料，建立疏水、防水、排水係統。
2) 井口附近或塌陷區內外的地表水體可能潰入井下必須采取措施：容易積水的地點應修築溝渠，排泄積水，對較低窪地點、塌陷區及地麵裂隙應及時進行充填壓實；排到地麵的礦井水，必須妥善處理，避免再滲入井下；每次降大到暴雨時和降雨後，必須派專人檢查礦區及其附近地麵有無型縫、老窯陷落及岩溶塌陷等現象，發現漏水情況，必須及時處理。
3) 為了防止雨水滲入到井下，在礦區內采取填坑、補凹、整平地表、修築排洪溝等措施。另外為防止山洪爆發及地表水不至衝垮地麵建築物，應及時清理河床。
4) 井口上方，地麵工業廣場建築物周圍等修築排截水溝，進行防排水。
5) 嚴禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能衝刷到的地段。
6) 井口標高是否高於曆年最高洪水位需進一步進行實際了解，並采取相應措施，防止地表水湧入井下。
3、 地表水防治工程及設備
1）防洪道工程
井口上方及工業場地四周修築截水溝，攔截山洪水，截水溝斷麵0.5×0.5m，溝坡度不小於3‰。
2）防洪堤壩工程
礦井地麵工業場地順山坡布置，東側有山洪瀉水溪溝，為防止雨季洪水侵入場地，可對該溪溝進行深挖、擴寬，可起到排泄雨季洪水作用，無需設置專門防洪堤壩。
3）排澇工程
建築物周圍及易積水區域設排水溝，排水溝為0.5m×0.5m鋼筋混凝土蓋板溝，排水溝彙集後排入在矸石擋牆下方排入小溪溝。
4）地麵水體必須留設的安全煤柱
地表無需防護水體，但應加強對地表塌陷及裂縫的觀測，防止采空區塌陷後形成導水通道將降雨積水引入。
5）其他地表水防治工程
在礦區範圍內存在的邊坡上沿設截水溝，坡腳排水溝。

第三節 井下防治水安全設施
一、排水設施
1、排水設施設計依據
根據貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》提供礦井湧水量資料：預計開采M51煤層期間，礦井正常湧水量5m3/h，最大湧水量30m3/h。隨著開采深度的加深及開采層數的增加，礦井湧水量將逐步加大。
本設計按正常湧水量10m3/h，最大湧水量30 m3/h考慮，正常生產後根據實測湧水量調整排水設施。
2、排水係統方案選擇
1）排水方案：在井下水倉安設排水泵經運輸上山在經主斜井排出地表。
2）排水係統：
（1）工作麵(自流)→工作麵運輸順槽(自流)→回風上山(自流)→水倉(水泵房安設排水泵)→運輸上山→主斜井→地麵。
（2）工作麵回風順槽(自流)→回風上山(自流)→水倉(水泵房安設排水泵)→運輸上山→主斜井→地麵。
（3）主斜井(自流)→運輸上山(自流)→水倉(水泵房安設排水泵)→運輸上山→主斜井→地麵。
（4）回風斜井(自流)→回風平巷(自流)→回風上山(自流)→水倉(水泵房安設排水泵)→運輸上山→主斜井→地麵。
（5）掘進運輸順槽(自流)→運輸上山(自流)→水倉(水泵房安設排水泵)→運輸上山→主斜井→地麵。
3）水溝斷麵：一般設置為直角梯形或矩形水溝。當設置為直角梯形斷麵時， 上寬0.3m、下寬0.25m，高0.3m；當設置為矩形水溝時，寬0.3m，高0.3m。
3、水倉布置及容量
1）水倉布置
貴州省大方縣一號煤礦為斜井開拓，設計在+1653.9m標高布置水倉，要求設置主水倉和副水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用。主副水倉布置在岩石中。
2）水倉容量
根據貴州省地礦局102地質大隊2002年1月提交的《貴州省大方縣一號煤礦地質勘查報告》提供的資料，礦井正常湧水量5m3/h，本設計按正常湧水量10m3/h考慮(礦井必須實測礦井湧水量，並根據其湧水量大小調整水倉容量)，按8小時正常湧水量計算，水倉有效容量為10×8=80m3，本設計水倉淨斷麵為5.7m2，水倉設計最小長度均按15m計，工程量見表5-3-1。

副水倉 煤層 砌镟 15 5.7 7.4 80 119
4、水泵選擇
1）設計依據
(1)礦井正常湧水量：QB=5m3/h(本設計取正常湧水量為QB=10m3/h)
(2)礦井最大湧水量：Qmax=30m3/h
(3)排水垂高：HP=100m
2）水泵選型
（1）水泵參數計算
①所需水泵最小流量
(5-3-1)
②所需水泵最大流量
(5-3-2)
③水泵揚程
HB=1.25(HP+ HX) (5-3-3)
=1.25(100+6)=132.5 m
式中：K——管路損失係數，垂直管路K=1.1～1.15，傾斜管路K=1.25～1.30
Hx——吸水高度，m。
（2）水泵型號及台數的確定
根據QBm和HB值，選擇額定值接近的80D30×4型多級分段式離心泵，其流量為23—50m3/h，揚程為106.4—136.8m；電機型號為JO272—2，功率30kw；水泵的吸、排水管道管徑Φ=80mm，初期可通過調整水泵級數，以滿足礦井排水要求。
根據《煤炭工業小型煤礦設計規定》，對於礦井正常湧水量在50m3/h及以下、最大湧水量在100m3/h及以下的礦井，選擇三台水泵、敷設一條排水管線，其中一台工作、一台備用、一台檢修。
以上湧水量並不是實測數據，因此，所選水泵僅供參考，礦井在進行正常生產時必須進行湧水量的實測，根據實際湧水量采用相應的排水設備。
3）主要水泵房和通道布置及安全出口
井下水泵房布置按相關規程文件選用。水泵房淨斷麵積5.7m2，掘進斷麵積7.4m2,長度15m，為半園拱形錨噴巷道。2台水泵可共用一個吸水井，但其濾水器邊緣間的距離不得小於吸水管直徑的兩倍。
井下排水泵房設有2個安全出口，1個出口與回風上山相連，作為水泵房回風及行人入口，另一出口為水泵房進風通道與運輸上山相連，水泵房進風道安設1道調節風門調節水泵房供風。
各條通道的出口必須安設鐵柵欄門，警示牌。
4）排水管路趟數、規格選擇
主排水管設兩趟，即工作水管和備用水管，沿軌道下山敷設，采用管接頭或直接焊接連接。水泵的吸、排水管道選用φ75鑄鐵管兩趟，正常湧水時期一趟工作，一趟備用，其中工作水管的能力在20h內排出礦井24h正常湧水量。最大湧水時期兩趟同時工作，全部水管的能力在20h內排出礦井24h最大湧水量。
二、防水設施
1、在采空區、斷裂破碎帶附近、開采水平和采區之間留設防水安全煤柱；巷道掘進時，必須探水前進。
2、在采空區等有突水危險的地區以及井底車場、水泵房設置防水閘門（本設計在開采M51煤層不設置防水閘門）。防水閘門要設在巷道穿過有足夠強度隔水層的適當地段上。
3、采掘工作麵或其他地點發現有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現滲水、水色發渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業，發出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
4、礦井必須隨時保證井下主要排水通道的暢通，防止排水溝或其巷道受阻。在開采至下部水平，進行上山開采時，若根據實測發現老窯、小窯積水對礦井有突水淹井危險時，在其上部以及有突水危險的地區就應設置防水閘門，並且能有將水引入運輸下山的排水措施。在進行下部開采時，若礦井有突水淹井危險，必須在其井底以及有突水危險的地區設置防水閘門。防水閘門必須采用定型設計，其施工及質量，必須符合設計要求，閘門和閘門硐室不得漏水。
三、礦井透水時的措施
1、透水預兆
1）采掘工作麵透水前，一般有下列預兆：
（1）煤壁發潮、發暗；
（2）煤壁或巷道壁“掛汗”；
（3）巷道中氣溫降低；
（4）頂板來壓，頂板淋水加大或底板鼓起有滲水；
（5）出現壓力水線，這是離水源很近的現象；
（6）有水聲，一種是受擠壓發出的“嘶嘶”聲，另一種是空洞泄水聲，均是離水體很近的預兆；
（7）有硫化氫(H2S)或二氧化碳(CO2)氣體出現。
2）當發現工作麵有透水預兆時，說明已接近水體，此時應停止作業，並報告礦調度室，采取有效措施，以防止透水事故的發生。
2、透水時的措施
1）井下發生透水時，在現場的工作人員，報告調度室的同時，應就地取材積極封堵透水孔，加固工作麵支護，防止事故繼續擴大。如果情況緊急，來不及進行加固工作，現場售貨員應按避災線路撤退到上一水平進風巷或地麵，切勿進入獨頭的下山巷道。如萬一無法或來不及撤至上水平，可暫時找一獨頭上山避難待救。遇難人員要保持鎮靜，避免消耗體力過度。
2）礦領導接到透水報告後，應立即報告上級有關部門和礦山救護隊，同時通知受透水事故威脅的人員撤離危險區，關閉有關水閘門，開動井下排水設備，積極組織力量，進行搶險救災，營救遇難人員。
四、水災避災路線
1、工作麵：工作麵→工作麵回風順槽→回風上山→回風平巷→回風斜井→安全出口→地麵。
2、掘進麵：掘進麵→掘進運輸順槽→聯絡巷→回風斜井→安全出口→地麵。
第六章 礦井集中安全監測監控
第一節 概述
一、安全監測監控係統設置要求
1、設置安全監控係統的重要性
煤礦生產的主要特點之一是井工生產，井下環境差，瓦斯易於集聚，容易引起瓦斯和煤塵爆炸而釀成事故，另一特點是大型機電設備多，如提升機(絞車)、膠帶運輸機、通風機、壓風機、電氣設備等，這些設備的正常運轉與否，對礦井安全生產影響極大。為了實現煤礦安全生產，管理人員能夠及時了解和掌握井下環境和設備運轉的狀態，設置安全監控係統具有及其重要的意義。根據國家煤礦安全監察局文件“關於印發《煤礦初步設計礦井通風與安全設計編製內容》的通知”，必須要求設計配置礦井安全監測監控係統，對礦井瓦斯，井下環境和大型機電設備的工作狀態進行實時監測。以便有關領導及有關工作人員及時了解情況，采取有效措施。因此必須安設安全監控係統。
2、安全監控係統設置的條件及要求
1）條件
礦井監測監控係統是指對煤礦井上、下的環境參數及有關生產環節的機電設備運行狀況進行檢測，用計算機對采集的數據進行分析處理，對設備、局部生產環節或過程進行控製的一種係統。根據《煤礦安全規程》158條“高瓦斯礦井必須裝備礦井安全監測監控係統”，貴州省大方縣一號煤礦井屬高瓦斯礦井，應設置煤礦安全監控係統。
2）要求
(1)能對瓦斯、CO、溫度、風速、(風量)流量、壓力、風門開閉、設備開停等環境和生產係統參數進行集中檢測，並能發出聲光報警信號，對有關機電設備斷電。
(2)係統具有聯網接口，可與礦井綜合管理信息係統中的計算機網絡配接。
(3)係統配套便攜式電話，以便與係統主機、分站及主要傳感器等之間進行通訊聯絡檢測地點、監測內容的確定。
二、安全監測監控係統選擇
1、開采技術條件和安全條件
1）開采技術條件
通過上述地質勘探工作，認為本井田資源豐富可靠。根據井田內的地形地貌和煤層的賦存情況，具有斜井開拓的有利條件。主采煤層賦存穩定，構造簡單，全區可采。設計開采煤層以低硫、低灰、高發熱量煤為主，水文地質條件簡單，頂底板條件較好，為礦井的穩產創造了良好的條件。
2）安全條件
（1）水文
礦區位於白布河上遊支流東側分水嶺斜坡地帶，地形起伏較大，衝溝及岩溶發育。根據區域水文資料，區域內最低侵蝕基準麵標高為1336m，而礦區含煤地層出露最低標高為1600m，高於最低侵蝕基準麵264m。
礦區內地層產狀較緩，出露地層僅有二疊係中統龍潭組及下茅口組，且均出露不全。其中，龍潭組(P2l)岩性為粉砂岩、細砂岩、泥質粉砂岩、泥岩粘土岩和煤層等，含水性較弱，是良好的隔水層，對煤層開采影響很小。茅口組(P1m)岩性為淺灰色厚層—巨厚層狀粗至細晶灰岩，夾燧石條帶或結核，岩溶較發育，地表常形成負地形，該層在礦區內出露標高相對較高，地下水位相對較低，其上部透水但不含水，加之其下伏於龍潭組煤係地層之下，對煤層開采影響很小。本區地層產狀平緩，煤層埋深較淺，加上煤層頂底板岩層均有不同程度的風化，采煤時容易發生冒頂等破壞隔水。
（2）頂、底板
設計主采M51、M73煤層：
M51、M73煤層：直接頂板均為粉砂質粘土岩，底板均為粉砂質粘土岩。頂底板皆為中等穩定至不穩定較軟岩層，頂板圍岩穩定時間短，易產生冒頂片幫，需加強支護；底板表麵易風化，遇水易膨脹而產生底鼓。
礦區內主采煤層頂板均為泥質粉砂岩、粉砂岩，其抗壓強度及抗剪強度均較低，易破碎，穩定性較差；底板均為粘土岩，吸水後易膨脹。
（3）瓦斯
礦區範圍內可采煤層屬高瓦斯、高變質煤，同一煤層瓦斯含量向深部略有增高的趨勢。礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內瓦斯資料數據。參照貴州省煤炭管理局對畢節地區大方縣鳳山鄉大路邊煤礦2005年度瓦斯等級鑒定的批複，，在開采M51、M73煤層時，設計按高瓦斯進行，取瓦斯相對湧出量為15m3/t。
建井與投產後必須及時進行瓦斯湧出量測定，以實際測定數據進行礦井通風能力的核定與通風係統設備選型及風量的重新計算和校核，並采取針對性的預防措施。
（4）煤塵爆炸性
礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內煤塵爆炸資料數據。礦區及鄰區未發生過煤塵爆炸，煤塵爆炸性指標不詳。設計對M51、M73煤層有煤塵爆炸危險性進行。
（5）煤的自燃傾向性
礦井為新建礦井，地質報告勘探程度較低，無區內瓦斯資料數據。礦區及鄰區未發生過煤層自燃發火現象，煤層自燃發火資料不詳。設計對M51、M73煤層按具有自燃傾向性煤層進行。
（6）煤與瓦斯突出
礦井無煤與瓦斯突出危險性資料，大方縣一號煤礦現未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定，該礦與該礦所處區域其它礦井均無煤與瓦斯突出曆史記錄。
為保證煤礦建設和生產的安全性，建議在未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定前，礦井建設和生產時暫按煤與瓦斯突出礦井進行管理。在建設和生產中需作好煤與瓦斯突出預測及鑒定工作，礦井施工及安全管理中應引起高度重視。石門揭煤和巷道過斷層時必須采取相應的安全措施。
礦井應及時補充區內各開采煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定工作，並依據實際鑒定結果采取相應安全措施，以指導礦井安全生產。
2、安全監測、監控和傳輸設備係統選擇
本煤礦監測監控係統設備選型設計根據係統的主要特點，技術的選進性、技術性能、軟件功能、用戶使用反饋意見，係統發展前景，對貴州省大方縣一號煤礦監測特點的適應性以及售後服務的保證程度方麵，經過多家產品的對比分析，建議選用煤炭科學總院重慶分院儀表所研製的KJ90型煤礦綜合監控係統，該設備先進，功能強，且有較強的密碼保護體係，隻有授權人員才能登錄對係統關鍵數據進行操作和維護。
1）係統功能
(1)能對瓦斯、CO、溫度、風速、(風量)流量、壓力、風門開閉、設備開停等環境和生產係統參數進行集中檢測，並能發出聲光報警信號，對有關機電設備斷電。
(2)係統具有聯網接口，可與礦井綜合管理信息係統中的計算機網絡配接。
(3)係統配套便攜式電話，以便與係統主機、分站及主要傳感器等之間進行通訊聯絡檢測地點、監測內容的確定。
2）係統軟件功能
係統軟件應用具有良好的用戶界麵，操作使用方便。具有如下功能：
（1）具有漢字功能；
（2）具有數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢功能；
（3）具有超限報警、故障檢測功能；
（4）具有各種圖形顯示功能，可顯示係統配置巡查圖，生產工藝流程模擬圖、設備運轉工況圖、通風係統及模擬量統計值曲線與實測圖曲線等多種圖形；
（5）井下分站和測點變更情況進行生成操作的功能。
（6）有自動打印班報、日報、月報等各種報表，打印主機屏幕上的圖形、曲線和表格的功能。

第二節 安全監測、監控和傳輸設備選擇
一、監測、監控設備的選擇原則
1、設備必須符合有關國家標準和行業標準，通過煤炭行業標準化歸口審查，通過國家技術監督局認證的檢測機構的型式檢驗。用於爆炸環境的煤礦安全監控設備，還必須通過國家技術監督局認證的檢測機構防爆檢驗，並取得“防爆合格證”。
2、優先選用本質安全型設備。
3、安全監測、監控設備必須具有故障閉鎖功能。
4、安全監測、監控設備必須具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能。當主機和係統發生故障時，必須保證甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能。當電網停電後安全監測、監控係統必須保證正常工作時間不小於2h。
5、為防止雷電通過礦井安全監測、監控係統引起井下瓦斯爆炸。係統設備必須具有防雷保護。
6、為防止人為取消斷電功能，保障煤炭安全生產，係統設備必須具有斷電狀態和饋電狀態監測、報警、顯示、存儲和打印報表功能。
7、傳輸設備應符合《中華人民共和國煤炭行業標準煤礦用信息傳輸裝置》(MT/T 899-2000)。
8、用於監測、監控係統誤碼率不應大於106，最大巡檢周期不應大於30s。
9、安全監測、監控設備之間的輸入輸出信號必須為本質安全型信號，設備之間必須使用專用阻燃電纜連接，嚴禁與調度電話線和動力電纜等共用。
二、監測監控係統信息的管理
煤礦對動態管理的要求特別突出，信息的實時性要求高，領導層要求全麵掌握礦井各方麵的生產情況，以及各種重要機電設備運轉情況，以指揮和調度作業。由於煤礦生產的特點，安全管理和調度管理具有特別重要的地位。管理係統功能的發揮受監測監控係統的製約，把監測監控係統已處理的實時信息送到計算機信息處理係統作進一步處理，作為決策依據是十分必要的。
監測實時信息的管理，在硬件連接拓撲已定的前提下，從以下三個方麵實現：
1、監測實行信息發送
監測實行信息發送對網絡通訊接口軟件的基本要求如下：
1) 網絡通訊接口軟件能連續地循環運行，實時地發送監測監控係統主機采集到的實時信息，最大延時不超過1秒。
2) 隻要監測監控係統處於工作狀態，則實時信息就處於發送狀態。
3) 網絡通訊接口軟件應易於維護。
2、監測實時信息接受
監測實時信息接受由Novoell網卡與網絡通訊接口軟件組成。Novoell網卡的使用壽命應不低於監測監控係統主機的使用壽命。監測實時信息接受對網絡通訊接口軟件的基本要求如下：
3、建立動態信息庫
監測監控係統采集來的實時信息，經加工處理形成井下安全生產動態信息庫。動態信息庫的信息一般供調度指揮及查詢係統使用。
4、實時數據保存
對動態信息庫進行加工處理，選擇產生專業信息庫。環境參量和重要機電設備工況實時信息應能保存一定時間，必要時可長期保存在物理介質上，供有關科室管理使用。
三、實時信息查詢係統
礦領導和有關部門可以在自己的辦公室微機上而不必到調度室或信息中心就可隨時查看全礦的監測實時信息，及時了解井下安全生產等安全生產信息。
監測實時信息，應分若幹查詢子係統，礦領導和有關部門領導按職責範圍使用相應的查詢子係統。
四、監測、監控設備選型及布置
從本煤礦需要監測監控的信息源來看，本煤礦的監測監控點的分布具有集散型的特點。因此監測監控係統的設計必須要適應這一監測特點，采用分站式結構。在測點較集中的地點設置信息采集站。
大方縣一號煤礦設計安全生產監測監控係統中設置3個分站，地麵設立1個中心站。各分站設置地點及監測監控內容詳見“礦井安全監測係統及傳感器配備表6-2-1”和“大方縣一號煤礦礦井安全集中監測監控傳感器布置圖”及“大方縣一號煤礦礦井安全集中監測監控係統布置圖”。

五、傳輸設備及器材選型
安全監測、監控設備之間的輸入輸出信號必須為本質安全型信號，設備之間必須使用專用阻燃電纜連接，嚴禁與調度電話線和動力電纜等共用。貴州省大方縣一號煤礦中心站到分站選擇主通訊電纜PUYVR 1*4*7/0.37進行傳輸；分站到模擬量傳感器電纜選擇PUYR 1*4*7/0.43進行傳輸；分站到開關量傳感器電纜選擇PUYVR 1*2*7/0.28進行傳輸。
第三節 監測設備各類傳感器布置
一、傳感器布置
1、各傳感器的布置地點及數量
見表6-3-1及表6-3-2。
表6-3-1 各地點傳感器布置表






T1—回采工作麵風流中的CH4傳感器 T1—掘進工作麵風流中的CH4傳感器
T2—回采工作麵回流中的CH4傳感器 T2—掘進工作麵回流中的CH4傳感器
二、各類傳感器參數的有關參數
1、瓦斯傳感器
瓦斯傳感器設置在井下工作麵，掘進頭、回風巷道等地方，用於連續監測井下氣體中甲烷含量，當甲烷含量超限時，應具有聲光報警功能，同時由有關設備切斷相應範圍的電源。
傳感器的測量範圍：0～4％CH4連續可測
傳感器的測量誤差：對0～1％CH4範圍為±0.1％CH4
對1～2％CH4範圍為±0.2％CH4
對2～4％CH4範圍為±0.3％CH4
報警值0.5～1.5％可調，光信號應能在20m內清晰可見。
傳感器的響應時間應不大於15s。
瓦斯傳感器參數要求詳見表6-3-3。
表6-3-3 CH4傳感器的報警濃度、斷電濃度、複電濃度和斷電範圍

3、負壓傳感器
負壓傳感器安裝在通風機的進風口處，用於連續監測礦井風機的負壓。
測量範圍：0.25～-5kPa(表壓)，測量精度：≤±1％
4、電機設備開停傳感器
安裝在井下各電機設備設置處，用以監測各電機設備的開、停狀態，保證機電設備的正常運行。
5、風門開閉傳感器
安裝在井下各風門上，用以監測各風門的開、關狀態。
6、瓦斯傳感器的安設
必須垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大於300mm，距巷道側壁不小於200mm。
三、安裝、使用和維護
1、安裝斷電控製係統時，必須根據斷電範圍要求，提供斷電條件，並接通井下電源及控製線。安全監控設備的供電電源必須取自被控製開關的電源側，嚴禁接在被控開關的負荷側。
拆除或改變與安全監控設備關聯的電氣設備的電源線及控製線、檢修與安全監控設備關聯的電氣設備、需要安全監控設備停止運行時，須報告礦調度室，並製定安全措施後方可進行。
2、安全監控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用校準氣樣和空氣樣調校1次。每7天必須對甲烷超限斷電功能進行測試。
3、必須每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，使用便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，並將記錄和檢查結果報監測值班員；當兩者讀數誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施並必須在8h內對2種設備調校完畢。
4、必須設專職人員負責便攜式甲烷檢測報警儀的充電、收發及維護。每班要清理隔爆罩上的煤塵，發放前必須檢查便攜式甲烷檢測報警儀的零點和電壓或電源欠壓值，不符合要求的嚴禁發放使用。
5、配製甲烷校準氣樣的裝置和方法必須符合國家有關標準，相對誤差必須小於5%。製備所用的原料氣應選用濃度不低於99.9%的高純度甲烷氣體

第四節 礦井各傳感器的裝備數量
一、礦井傳感器裝備標準
大方縣一號煤礦按高瓦斯礦井設計和管理，必須嚴格執行《煤礦安全規程》。礦井采用斜井開拓方式，正常生產期間布置1個回采工作麵，1個掘進工作麵。根據該礦各監測地點及監測內容表，即可確定所需的傳感器種類和數量。同時根據各傳感器在運行期間的故障，考察一定的備用量，各傳感器的備用係數為：瓦斯傳感器：35%；負壓傳感器：25%；其它模擬傳感器：20%；開關類傳感器：20%；控製類傳感器：20%。
二、礦井各類傳感器的裝備量
傳感器的裝備量、備用量及配備總量：見表6-4-1。

同時配備礦井安全監測傳感器的檢驗裝置，以保礦井監測探頭的準確正常工作。
第五節 礦井安全監測監控係統運行可靠性分析
一、安全監測監控係統選擇的合理性與先進性
煤炭科學總院重慶分院是我國從事煤礦安全的專業研究院，其在“六．五”期間就與兄弟院所共同承擔了我國第一代KJ1型礦井環境與生產監測係統攻關項目的研究，並取得了技術上的突破，該項目獲國家科技進步三等獎。之後，在吸取國內外煤礦環境監測係統優點的基礎上，分院儀表所於1990年成功研製出了KJ90型煤礦監控係統，並在實際推廣應用中不斷完善和發展，到目前已發展到第四代產品，它是集環境安全、生產監控、信息管理、工業圖象監控和多種子係統為一體的新型煤礦綜合監控係統，以其技術的先進性和實用性深受煤礦用戶的歡迎。
該係統是煤炭部首批定點生產的監控係統之一，在煤礦行業得到了很好的推廣應用，曾獲四川省科技進步三等獎，並在其它非煤礦行業如環保、化工、公路、鐵路、隧道及民用方麵也得到應用。KJ90型係統具有成套性好，可靠性高等特點。
到目前為止，已在國內多個省區推廣使用了五十多套KJ90型係統，用戶遍及四川、貴州、河北、安徽、江蘇、新疆、廣西、山西、山東等省區，且反映良好，取得了較好的經濟效益和社會效益。而且我們利用重慶分院的技術優勢，不斷給新老用戶提供良好的技術服務和優惠給予產品的升級換代。
二、總站和分站設置地點、數目和傳輸係統的可靠性
大方縣一號煤礦在地麵設置1個中心站，2台主機(其中1台備用)，設置3個分站。分別在風井風機房內內設置1個中型分站F1，在絞車房內設置1個大型分站F2，在水泵房內設置一個大型分站F3。根據設計選型建議推薦采用的KJ90監測監控係統能比較全麵的反映大方縣一號煤礦井下生產過程的情況，可對礦井環境和工況參數實現較全麵的監控，隨著礦井開采深度的增加，本係統可增容擴大監測範圍和增加監測傳感器。
安全監控設備必須具有故障閉鎖功能：當與閉鎖控製有關的設備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監控設備所監控區域的全部非本質安全型電氣設備的電源並閉鎖；當與閉鎖控製有關的設備工作正常並穩定運行後，自動解鎖。
礦井安全監控係統必須具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能；當主機或係統電纜發生故障時，係統必須保證甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能；當電網停電後，係統必須保證正常工作時間不小於2小時；係統必須具有防雷電保護；係統必須具有斷電狀態和饋電狀態監測、報警、顯示、存儲和打印報表功能。
礦井建立安全監測監控係統巡回檢查製度。安全監控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用標準氣樣和空氣調校1次，每7天對甲烷超限斷電功能進行測試。安全監控設備發生故障時必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，用甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照、記錄、並將結果報告監測值班員。兩者誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施並在8小時內對2種設備調校完畢。
三、管理機構和人員培訓的保證程度
1、管理機構
1)在監控係統中心站必須24小時有人值班，值班人員隨時監控各分站傳感器的運行情況，發現異常情況，及時彙報給礦負責人安排處理。
2)掘進工作麵放炮前，必須對工作麵瓦斯傳感器等進行保護，防止因放炮衝擊波損壞瓦斯傳感器的設施。
3)每月定期將傳感器送到廠家在當地設立的維修站進行校正。在運行過程中如發現傳感器異常，必須及時將傳感器送到廠家在當地設立的維修站進行校正、維修。
4)係統值班人員必須每將天的監控報表打印出來，礦負責人必須每天對報表進行檢閱，發現問題及時處理，審閱後的報表必須及時存檔，以備查閱。
5)監測監控係統必須定期維修、保養，監控室必須保證清潔衛生，確保監控設備一塵不染，值班人員必須愛護監控設備。監控室不得堆放雜物。
6)安裝斷電監控係統時，必須根據斷電範圍要求，提供斷電條件，並接通井下電源及控製線。安全監控設備的供電電源必須取自被控製開關的電源側。拆除或改變與安全監控設備關聯的電氣設備的電源及控製線，需要監控設備停止運行時，須報告調度室，並製定安全措施後方可進行。
7)礦井建立安全監測監控係統巡回檢查製度。安全監控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用標準氣樣和空氣調校1次，每7天對甲烷超限斷電功能進行測試。安全監控設備發生故障時必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，用甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照、記錄、並將結果報告監測值班員。兩者誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施並在8小時內對2種設備調校完畢。
8)必須每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，使用甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，並將記錄和檢查結果報監測值班員；當兩者數據誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施必須在8小時內對2種設備調校完畢。
9)安全監測儀器應定期送由國家授權的安全儀表計量檢測單位或具有相關資質的單位檢驗。
2、人員培訓
1)礦上領導、管理人員以及監測監控係統的維護操作人員必須要求並接受礦井監測監控係統廠家的技術培訓，在係統的試運行和運行的管理培訓上要達到能熟練掌握係統的操作、管理和維護的要求。煤礦必須在廠家的指導下製定“監測監控係統”的管理辦法、01manbetx 和崗位責任製。
2)監測監控係統地調試完畢後，礦上必須派出專人參加廠家組織的監控培訓班，學習監控係統的運行原理、流程和日常維護，學習監控係統的基本管理知識；監控係統必須由專職維護工進行日常維護和檢修。
四、地麵中心站場地技術安全要求
1、中心站選址要求
中心站選址應避開如下區域：發生火災危險程度高的區域；有害氣體來源以及存放腐蝕、易燃、易爆物品的地方；低窪、潮濕、落雷區域和地震頻繁的地方；強振動源和強噪音源；強電磁場的幹擾的地方；設在建築物的高層或地下室，以及用水設備的下層或隔壁；重鹽害地區。
2、中心站防火要求
與中心站相關的其餘基本工作房間及輔助房間，其建築物的耐火等級不應低於TJ16中規定的三級耐火等級。
3、中心站室內裝修要求
室內裝修材料應符合TJ16中規定的難燃材料和非燃材料，應能防潮、吸音、不起塵、抗靜電等。計算機機房地麵應鋪設活動地板，活動地板應是難燃材料或非燃材料。活動地板應有穩定的抗靜電性能和承載能力，同時耐油、耐腐蝕、柔光、不起塵等。具體要求應符合GB6650《計算機機房用活動地板技術條件》。異型活動地板提供的各種規格的電線、電纜、進出口應做得光滑、防止損傷電線、電纜。活動地板下的建築地麵應平整、光潔、防潮、防塵。在安裝活動地板時，應采取相應措施，防止地板支腳近水平、移位、橫梁墜落。
4、中心站供配電要求
計算站應設專用可靠的供電線路。計算機係統的電源設備應提供穩定可靠的電源。供電電源設備的容量應具有一定的餘量。計算機係統的供電電源技術指標應按GB2887《計算站場地技術要求》中的規定執行。
機房須配備電源穩壓設備，為計算機主機和終端配備USP電源。計算機係統接地應采用專用地線。專用地線的引線應和大樓的鋼筋網及各種金屬管道絕緣。計算機機房應設置應急照明和安全口的指示燈。
5、中心站空調係統配置要求
計算機機房應采用專用空調設備，若與其他係統共用時，應保證空調效果和采取防火措施。采用風冷熱泵式局部空調機組，空調的室外機組應安裝在便於維修和安全的地方。中心站的環境條件應滿足計算機廠家關於安裝環境中的對空調係統的技術要求。
6、其它設備和輔助材料
計算機機房使用的磁盤櫃、磁帶櫃、終端點等輔助設備應是難燃材料和非燃材料，應采取防火、防潮、防磁、防靜電措施。計算機機房內所使用的紙，磁帶和膠卷等易燃物品，要放置於金屬製的防火櫃內。
7、火災報警及消防設施
中心站內應設置鹵代烷1211或1301滅火器。室內除紙介質等易燃物質外，禁止使用水，幹粉或泡沫等易產生二次破壞的滅火劑。
8、其他防護和安全管理
1）防靜電
計算機機房的安全接地應符合GB2887中的規定。(注：接地是防靜電采取的最基本措施)計算機機房的相對濕度應符合GB2887中的規定。 在易產生靜電的地方，可采用靜電消除劑和靜電消除器。
2）防雷擊
計算機機房應符合GB157《建築防雷設計規範》中的防雷措施。 在雷電頻繁區域，應裝設浪湧電壓吸收裝置。
3）防鼠害
在易受鼠害的場所，機房內的電纜和電線上應塗敷驅鼠藥劑。 計算機機房內應設置捕鼠或驅鼠裝置。
9、井下分站場地技術安全要求
貴州省大方縣一號煤礦的井下監測分站均安放在新鮮風流中，符合煤礦安全規程的要求，同時井下分站還需要滿足以下的要求：
1) 井下分站處要適當擴大巷道斷麵，並加強支護。
2) 分站處采用不燃性材料支護。
3) 分站處不得有滴水和流水，地麵幹燥。
4) 分站應布置在直線巷道處。
5) 分站不得直接放置地上，應放置在離地15㎝的固定架上。

第六節 安全監測監控係統管理及校驗製度
1、在監控係統中心站必須24小時有人值班，值班人員隨時監控各分站傳感器的運行情況，發現異常情況，及時彙報給礦負責人安排處理。
2、監測監控係統地調試完畢後，礦上必須派出專人參加廠家組織的監控培訓班，學習監控係統的運行原理、流程和日常維護，學習監控係統的基本管理知識；監控係統必須由專職維護工進行日常維護和檢修。
3、掘進工作麵放炮前，必須對工作麵瓦斯傳感器等進行保護，防止因放炮衝擊波損壞瓦斯傳感器的設施。
4、每月定期將傳感器送到廠家在當地設立的維修站進行校正。在運行過程中如發現傳感器異常，必須及時將傳感器送到廠家在當地設立的維修站進行校正、維修。
5、係統值班人員必須每將天的監控報表打印出來，礦負責人必須每天對報表進行檢閱，發現問題及時處理，審閱後的報表必須及時存檔，以備查閱。
6、監測監控係統必須定期維修、保養，監控室必須保證清潔衛生，確保監控設備一塵不染，值班人員必須愛護監控設備。監控室不得堆放雜物。
7、安裝斷電監控係統時，必須根據斷電範圍要求，提供斷電條件，並接通井下電源及控製線。安全監控設備的供電電源必須取自被控製開關的電源側。拆除或改變與安全監控設備關聯的電氣設備的電源及控製線，需要監控設備停止運行時，須報告調度室，並製定安全措施後方可進行。
8、安全監控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次，甲烷傳感器采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用標準氣樣和空氣樣調校1次。每7天必須對甲烷超限斷電功能進行測試。安全監控設備發生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。
9、必須每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，使用甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，並將記錄和檢查結果報監測值班員；當兩者數據誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施必須在8小時內對2種設備調校完畢。
安全監測儀器應定期送由國家授權的安全儀表計量檢測單位或具有相關資質的單位檢驗。
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[16] 林柏泉，張建國.《礦井瓦斯抽放理論與技術》[M]. 徐州：中國礦業大學出版社，1996.
[17] 徐瑞龍.《通風網絡理論》[M]. 北京：煤炭工業出版社，1993.
[18] 趙以蕙等.《礦井通風係統評價方法》[M]. 北京：煤炭工業出版社，1983.
[19] 鄭希文.《安全生產管理》[M]. 北京：北京工業大學出版社，1990.
[20] 孫繼平.《礦井監測與監控》[M]. 北京：煤炭工業出版社，1993.
[21] 王新民.《礦用斷電控製器》[M]. 北京：中國礦業大學(北京)碩士學位論文，2000.

致 謝
經過兩個月的忙碌和工作，我的大學本科畢業設計《大方縣一號煤礦通風與安全設計》已經接近尾聲，作為一個本科生的我，由於經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起學習奮鬥的同學們的支持，想要完成這次設計是難以想象的。
本次設計是在我的導師袁梅副教授的親切關懷和悉心指導下完成的。 她嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到設計的最終完成，袁老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。幾年多來，袁教授不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向袁梅老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我的設計較為複雜煩瑣，但是袁梅老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。我除了敬佩袁梅老師的專業水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，並將積極影響我今後的學習和工作。
其次要感謝和我一起做設計的同學們，在本次設計中他們以勤奮工作，並拿出他們寶貴的時間來幫助我完成我的畢業設計。如果沒有他們的支持和幫助，此次設計的完成將變得非常困難。
然後我還要感謝大學四年來教導過我的所有的老師，為我們打下煤礦安全專業知識的基礎；同時還要感謝我們班的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業設計才會順利完成。
最後感謝貴州大學大學四年來對我的大力栽培的各科任課老師們。你們不僅給我傳授了基本的學習本領，還教會了我們一些基本的科學文化知識，更重要的是將我從高中朦朧狀態中解脫出來，幫助我樹立正確的人生觀、價值觀和優良的品德。你們對我的關心和幫助是不可磨滅的，無論學業上還是生活上，我能在此做出畢業論文和作品不得不感謝這些大學裏麵幫助和指導過我的老師們。謝謝了！老師。