某礦礦井設計礦井通風安全專篇

第九章　　礦井通風及安全
第一節　　礦井通風係統的選擇
一．　通風係統的選擇：
下列是各種通風係統適用條件及其優缺點：
1．　中央並列式：
適用於煤層傾角較大，走向不長（一般小於4公裏左右），投產初期尚末設置邊界安全出口，且自然發火不嚴重的礦井。
1.初期投資少，采區生產集中，並便於管理。
2.節省風井工業場地，占地少，比在井田內投資少，邊界風井壓煤少。
3.進出風井之間漏風比較大，風路較長，阻力較大。
4.工業場地有噪音影響。
2．　中央分列式：
適用於煤層傾角較小，走向長度不大的礦井。
1.比中央並列式安全性要好。
2.礦井通風阻力較小，內部漏風少，利於對瓦斯、自然發的管理。
3.工業場地沒有噪音的影響。
4.對一個工業場地，壓煤較多。
3．　對角式；
一般適用於煤層走向長（超過4公裏），井田麵積大，產量較大的礦井。其優點於中央並列式相反，比中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長。
對有瓦斯噴出或有煤層和瓦斯突出的礦井，應采用對角式通風係統。
4．　混合式：
混合式是前幾種的發展。適用於：
1.礦井走向距離很長以及老礦井的改擴建和深部開采。
2.多煤層多井筒的礦井，有利於礦井分區分期投產。
3.大型礦井井田麵積大、產量大或采用分區開拓的礦井。
終上所述，因為本礦井是低瓦斯礦井，而且采用兩翼開采。因而，應采用對角式，延深水平的采區的回風上山和一水平相鄰采區的軌道上山打通，一水平的運輸上山打通，並將一水平的軌道上山和運輸上山與地麵連通，分別作為回風井和進風井。
二．通風方式的選擇：
以下是通風方式的適用條件及各自的優缺點。
1．　抽出式：
是當前通風方式的主要形式，適應性較廣泛，尤其對高瓦斯礦井，更是有利於與對瓦斯的管理，也適用於礦井走向長，開采麵積大的礦井。
1.井下風流處於負壓狀態，當主扇因故障停止運轉時，井下的風流壓力提高，可能使采空區瓦斯湧出量減少，比較安全。
2.漏風量少，通風管理較簡單。
3.與壓入式相比，比存在過度到下水平時期通風係統和風量變化的困難。
缺點是：當地有小煤窯塌陷區並和采區溝通時，抽出式會把小煤窯積聚的有害氣體抽到井下使礦井有效風量減少。
2．　壓入式：
低瓦斯礦的第一水平，礦井地麵地形複雜，高差起伏，無法在高山上設置扇風機，總回風巷道無法連通或維護困難的條件下。
優缺點：
1. 壓入式的優點與抽出式的相反，能用一部分回風把小煤窯塌陷區的有害氣體壓到地麵。
2.進風線路漏風大，管理困難。
3.風阻大，風量調節困難。
4.由第一水平的壓入或過渡到深部水平的抽出式，有一定困難。
5.通風機使井下風流處於正壓狀態，當通風機停止運轉時，風流壓力降低，有可能使采空區瓦斯湧出量增大。

根據以上的03manbetx 比較，再結合本礦井的實際情況，本礦井屬於低瓦斯礦井，通風巷道之類的比較長，走向也較長等情況，因而確定采用抽出式通風。

第二節 采區及全礦所需風量
一、采掘工作麵所需風量
《01manbetx 》對於采掘工作麵的通風質量有下列規定：
1，　在采掘工作麵的進風流中，O2濃度不得超過1%，CO2、CH4不得超過0.5%；
2．　在采掘工作麵的回風流中，CH4濃度不得超過1%，CO2不超過1.5%;
3．　井下空氣中有害氣體濃度不得超過表中的規定見表9-2-1：

4．采掘工作麵氣溫不得超過26℃；
5．井下有人工作地點和人行道的空氣中粉塵濃度，應符合表9-2-2：
6．每一工作地點，每人每分鍾供給風量都不得少於4m3。

二、硐室所需風量
《01manbetx 》規定，井下充電硐室必須有單獨的風流通風，其回風可引入采區回風道中；井下火藥庫必須有單獨的進風風流，其回風須直接引入礦井總回風道或主要回風道，並須保證每小時能有火藥庫總容積4倍的風量。故上列硐室風量應分別計算。以QH表示火藥庫風量，V表示火藥庫容積m3,則
QH=4V/60 m3/min
根據實際資料，大型火藥庫風量約為100~150 m3/min，小型及臨時火藥庫——50~100 m3/min。充電硐室——100~200 m3/min；其它獨立通風的大型硐室——150~200 m3/min。
各采掘工作麵、硐室、以及其它地點所需風量的總和即為礦井所需用總風量。礦井總風量主要取決於礦井日產量，采掘工作麵個數，礦井瓦斯等級，獨立通風硐室的多少等。據不完全統計，國營中、中型煤礦總進風量約為1000~5000 m3/min，大型礦井約為5000~10000 m3/min個別特大型高沼氣礦井可達20000 m3/min以上。可見礦井通風量遠遠大於礦井的煤產量，通常為煤產量 的4~20倍。
基建礦井的通風隨施工的進展可劃分為幾個時期：井筒開鑿時期；井底車場掘進時期；大巷及采區上山掘進時期；貫通後采區準備時期。前麵三個時期主要考慮井巷及硐室施工時的通風，最後一個時期還要兼顧投產乒回采工作麵的通風。所需風量的確定原則同上。
三、采區通風
采區通風是礦井通風的主要組成單元。采區通風係統的合理與否不僅影響采區內的風量分配，發生02manbetx.com 的風流控製，生產計劃的完成，而且影響到全礦井的通風質量和安全指標。所以采區能風的設計，實施和質量管理極為重要，它直接關聯到礦井安全生產和經濟效益。
《01manbetx 》對於采區通風有下列規定：
1．　　每一生產水平和采區，都須布置單獨的回風道，實行分區通風。
2．　　回采和掘進工作麵都應獨立通風，有特殊困難必須串聯通風時應符合有關規定。
3．煤層傾角大於120的煤層，回采工作麵嚴禁采用下行通風。
四、采區風量
礦井進風量中的絕大部分是分配到各個采區的。采區需風量的計算和調配是涉及安全和經濟的大問題。采區所需總風量Qd是采區內各用風地點所需風量之和。
Qd=1.2(150+100+200+200)=780 m3/min
1．回采工作麵需風量
（1）、按沼氣或二氧化碳通出量計算
QW=Kg•Qg/(Cg-CIN),m3/min
式中 Kg——該工作麵沼氣或二氧化碳通出不均衡係數，無因次；　　　　　機采取1.3~1.45;
Qg——工作麵沼氣或二氧化碳的絕對湧出量，m3/min；
Cg——工作麵回風流氣體最高允許濃度，Cg=1.5/100;
CIN——工作麵入風流沼氣或二氧化碳濃度不得大於0.5%；
QW=1.4*16.47/(1.5%-0.5%)
　　 =2305 m3/min
所以：Q=780+2305=3085 m3/min
五、掘進通風
掘進通風是為開掘井巷而進行的，掘進通風之目的是衝淡並排除井巷掘進時產生的有害氣體與礦塵，並提供良好的氣候條件。
掘進通風的特點在於井巷獨頭部分不能形成貫穿風流，必須采用導風困難，使新鮮風流與汙濁風流隔開；且多數需要專門的動力設備，因而通風管理比較困難。煤巷掘進時通風不良易發生瓦斯、煤塵爆炸02manbetx.com 、岩巷掘進時通風不良則易導致塵肺和炮煙熏人。因此，風筒和局扇的選擇與使用便成了我們要做的事情。
掘進通風一般采用壓入式，壓入式通風是工作麵麵頭空間炮煙在幾分鍾內就可被清洗幹淨，而從迎頭排出的炮煙經巷道緩慢排出。
掘進工作麵所需風量:
掘進工作麵實際所需風量：∑Q掘=（nQ1+nQ2）K (m3/min)
　　　　　　 n ——需獨立通風的煤、岩巷道；
　　　　 Q1——每個煤巷掘進工作麵所需要的風量，m3/min；　　　　一般取 150～200 m3/min，取180 m3/min.
　Q2——每個岩石掘進工作麵所需要的風量，m3/min；一般取　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 200~300m3/min,在這裏取200 m3/min.
　　　　K——掘進工作麵備用係數，可取1.20；
∑Q掘=（2×180+2×200）×1.20=912(M3/Min)
3.主要硐室實際所需風量：
《01manbetx 》規定井下火藥庫,充電室,采區絞車房要單獨通風.
(1)火藥庫所需風量:(保證每小時能有火藥庫總容積的4倍的風量)
其中:Q1——為火藥庫實際需要風量,大型火藥庫供風量為100～150(M3/Min)；中、小型火藥庫供風量為60～100(M3/Min)。
該礦井年設計生產能力為15萬噸. 取 65M3/min.
2)充電室所需風量:
Q2----充電硐室實際所需風量，取100~200M3/Min,取150 m3/min；
Q2=30KN=30×２×1.6=90 m3/min；
式中:
K——充電室所采用的蓄電池機車計算係數， 1.6.
N——同時充電的蓄電池組數.2組.
(3)井下絞車房所需風量
Q3－采區絞車房或變點所硐室實際所需風量按絞車的直徑大小供給風量.

D≤1.2 米. 取60～120,m3/min
D=1.2米， 取 120 m3/min.

礦井硐室總風量為Q4=120+90+65=275 m3/min.
礦井總風量Q=275+912+3085=4272 m3/min

四.按《規程》規定進行風速驗算：
《規程》規定的風速限定值如下表9-2-3：

（一）　回采工作麵的風速驗算
　　已知：Q采= 780m3/min
v=Q/S=780/(5.02×60)=2.59m/s < 4m/s 符合要求,
巷道可以使用.
(二)　對煤巷有　　　v=180/(60×5.02)=0.59m/s
因為　　　　0.25 所以　此巷道可行。
（三）對岩巷的風速驗算有v=200/(60×5.02)=0.67m/s <4m/s
其巷道可以使用。
（四）各個巷道的斷麵及風速表如下：

(三).其它硐室井巷風量的驗算:
按最低風速進行驗算:Q≥0.15×60×10=90 (M3/Min)。
　　　 在從下表可以看出，上麵所選擇的風量及風速是完全符合《規程》　　　　　規定的見表9-2-4：
各 種 巷 道 和 采 煤 工 作 麵 適 宜 風 速 （米／秒）表9-2-4：
第三節 扇風機選型
一．機的選型
一．通風容易時期與困難時期技術特征的確定：
在扇風機整個服務年限內，礦井通風總阻力隨著開采深度的增加和走向範圍的擴大及產量提高而增加，這時必須考慮最大可能總阻力和最小可能總阻力，前者對應於扇風機服務年限期間內最困難時期，後者對應最容易時期。
1．計算原則：
在進行礦井通風總阻力計算時，不要計算每一條巷道的通風阻力，隻選擇其中一條阻力最大的風路進行計算。但必須是選擇礦井達到設計產量以後，通風容易時期和通風困難時期的阻力最大風路。一般，可在兩個時期的通風係統土上根據采掘作業布置情況分別找出風流線路最長、風量較大的一條線路作為阻力最大的風路再選定的風路上分別計算最容易時期和最困難時期。
1) 通過主扇的風量Q1必大於風井的礦井總風量Q2，為計算風峒的阻力，必須先計算出Q1；
對於抽出式
Q1=（1.05～1.10）Q2 ；(M3/Min)
式中：1.05～1.15為外部漏風係數，出風井無提升運輸任務時取1.05，有提升運輸任務時取1.10。
2.設計依據：
　 (1)　負壓：最小:178.5mmHg；
　　中期：243.2mmHg；
　　　　　最大:256.8mmHg；
（2） 通風方式：中央邊界式。
(3) 瓦斯等級：低沼氣礦井。
1)　　計算扇風機的工作風量Q：

Q=910+×1.10=2384.14m3/min=39.735 m3/s；
2)通風機負壓：最小為：Ｈmin=178.5+15+11=204.5mmＨg
　　　　　　　中期為：Ｈ中＝243.2+15+11=269.2mmＨg
　　　　　　　　　　最大為：Ｈmax＝256.8+15+11=282.8mmHg
2.為了經濟、合理、安全地使用主扇，必須控製困難時期的總阻力不太大，對大型礦井不超過450毫米水柱，有自然傾向的礦井不超過350毫米水柱。
1．扇風機的選型：
　選用G4-72-11-16D左（右）0°離心式扇風機兩台，配電動機JS—126—8、380V、110KW，風機轉速500轉/分，風機能滿足本設計風量及負壓要求.
扇風機工況見表9-3-1：
4．電動機的選擇
由於主扇的輸入功率N1 < 0.6 N2（N1=115，N2=240），則容易時期，選用功率較小 的電動機，在適當的時候再換用功率較大的電動機。
1) 通風容易時期電動機的輸出功率為：
N=（N1×N2）1/2=166.132 KW
通風容易時期電動機的輸入功率為：
N3=（1.10----1.15）N/η=206.54
K-----可取1.15；η=0.90----0.95；
所以電動機在容易時期的輸出功率可取210KW。
2)通風困難時期電動機輸出功率為：
N=N1/η=240
η----因是直線傳動，可以取1；
通風困難時期電動機輸入功率為：
N=（1.10----1.15）N1/η=298.38 KW
K----可取1.15；
所以電動機的功率可以取300KW。
因初期服務年限僅三年時間，而《規範》規定應不低於10年，故初中期配電動機JSQ1410—10型、6KV、200KW二台，後期配電動機JSQ148—10型、6KV、240KW二台，其中一台工作，一台備用。

防止特殊災害的安全措施

一．八一礦為小湧水礦井，但生產過程中不是要堅持防止水措施。
具體措施如下：
1．　成立防治水專業隊伍，有組織有領導地進行綜合防止水工作。
2．　對於井下茅口水應采取井下強排與地表治理，井下防堵相結合，在一定程度上控製井下湧水量。
3．　井地車場內設置防水閘門。防水閘門必須符合下列規定：
（一）.防水閘門的施工及其質量,必須符合設計的要求。閘門和閘門硐室都不得漏水。
（二）.防水閘門硐室前、後兩側，應分別砌築5米混泥土護壁，壁後用混泥土填實，不得有空隙、空頂。防水閘門硐室和副護壁，都必須采用高標號水泥進行加固。
（三）.在防水閘門來水一側15米至25米處，應加一道擋物門。
（四）.防水閘門必須安設觀測水壓的裝置，並有放水管和放水閘閥。
（五）.防水閘門竣工後，必須由礦總工程師負責組織有關部門，按照設計要求進行驗收，對新掘進的防水閘門，必須進行注水耐壓實驗，其穩定性在24小時以上。
4．　地麵溶洞、河道塌陷區采取填、堵、疏、改綜合治理措施。
5．　按水文地質觀測要求，地麵補打水文鑽孔的觀測孔，由礦提出計劃報批後進行。今後礦區內逐步實現水文鑽孔的遙控觀測，係統占有水文地質資料，加強整理和綜合03manbetx ，進一步搞清邊界條件，開展開采水平湧水量的預測預報。
6．　加強供電管理，保證安全可靠供電，由於香花台集中開采負符大量增加，中心降壓站有住變容器,不能滿足礦井的要求，在工程峻工前，必須實現主變增容（須建設1100KV降壓站）以確保礦井的需要。
7．投產前必須提出專項探防水安全措施，報批後嚴格執行實現安全放水。
8．主要水倉必須有主倉和副倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常進行使用。
9．主要泵房至少有兩個出口，一個出口用斜巷通到井筒，這個出口應高出水泵房地麵7米以上；另一個出口通到井底車場，在這個出口的通到內，應設置容易關閉的既能防水又能防火的密閉門。
10．水泵、水管、閘門、排水用的配電設施和輸電線路，都必須經常檢查和維修。
二．通風、防塵、防瓦斯措施：
本井雖然無傳爆危險，但是必須采取綜合防塵措施，消除煤塵爆炸隱患。產生煤塵地點， 均建立噴霧撒水係統，采麵推廣煤壁注水，對煤塵容易堆積的巷道，定時進行清掃。礦井屬於低瓦斯礦井，以生瓦斯爆炸的概率很小，煤層有自燃以火傾向，具有強爆炸性，井下采用平硐開拓，湧水較小，因此，礦井主要災害為礦井火災和煤塵爆炸。
1．本礦井瓦斯湧出量大，通風網絡複雜。必須加強通風管理，做到合理配采、配風。
2．保證並連通風，減少露風，加強設施建立通風電子模擬調度指揮，不斷提高通風質量。
　3．對井下沼氣除建立個體巡回檢測外，並在地麵必須設有連續集中檢測沼氣係統。
　4．杜絕一切火源，消滅明火，電壓火花，自然發火，確定做到安全供電。
　　5．搞好個人防塵工作，所有作業人員都必須佩戴防塵口罩。
6． 合理分配風量，減少煤塵飛揚，定期測風調風，在各轉載點安裝噴霧灑水裝置，對巷道定期進行清掃，灑水降塵。
　7．井下電氣硐室，一律設置防風火門。
井下風速必須嚴格控製，增大風量和改變通風係統時，必須相應地調節風速，防止煤塵飛揚。
開采有煤塵爆炸危險煤層的礦井，應在礦井的兩翼、相鄰的采區和相鄰的煤層都必須用岩粉棚或水棚隔開；在所有運輸巷道和回風巷道中必須撒布岩粉。
10．采用震動放炮接煤時，必須編製專門設計，抱礦井總工程師批準。
11．在有突出危險的采掘工作麵附近的進風巷道中，必須設有通達礦井調度室的電話，並應備有供給空氣設施的避難所。
12．每一礦井必須從掘進工作、生產管理上采取措施，以防止瓦斯積聚。當發生瓦斯積聚時，必須及時進行處理。
13、避災路線
多工作地點 運輸大巷 皮帶斜井 　　地麵
三、井下火災的措施
製定和完善防火措施，嚴格執行《煤礦安全規程》及有關文件的防火規定。
設置地麵防水池和井下消防係統。
井口房和扇風機房附近20m內，禁止煙火。
嚴禁攜帶煙火或易燃物下井。
加強電器調和管理。
井下變電所和水泵房通道口應設置防火門。
井下火藥庫，機電硐室，井底車場等應有足夠的滅火器材。
礦井發生火災時，主扇風機應在10分鍾內進行反風。
9．避災線路。
多工作地點　　　 運輸大巷 皮帶斜井 　　地麵

四、預防冒頂及處理冒頂02manbetx.com 的措施：
1．加強工程質量管理，嚴格按本作業規程的要求支架，確保排距和柱距符合作業規程的規定。
2．支柱必須落到硬底，並有3CM以上的柱窩，支柱因受構造影響而落不到時必須穿木鞋，木鞋規格為：長×寬×厚=200×200×50（MM）。
3．支柱必須對山，有3度至5度的迎山角，嚴禁有不對山或退山的支柱存在。
4．放炮後必須及時背頂移梁，移梁後必須及時按二梁五柱的形式打好貼幫柱，各移梁放頂作業組的間距必須大於15米。
5．加強頂板管理，嚴禁缺梁少柱，嚴禁有一梁一柱的現象存在。
6．嚴格按正規循環圖表的要求組織正規循環作業，嚴禁亂采亂挖。
7．各作業組進入作業點前，必須對本區的工程質量、安全情況進行嚴格檢查，如存在隱患時，必須進行整改，否則不得進行作業。
8．工作麵每一根杠子，必須及時移梁支護，嚴禁超采不支的現象。.
9．移梁前，必須在切頂線下掛好擋矸簾，下部用兩塊重疊，用鐵絲捆在單體上，放矸時嚴禁用手扶擋矸簾。
10．現冒頂或有冒頂預兆時，要沉著冷靜，先撤人員，清點人數，然後查明原因，及時組織人員搶險加固，並向調度室彙報，嚴禁冒險蠻幹。
四．放炮、火藥管理：
1．打眼前，值班班長要對工作麵進行嚴格檢查，發現空頂漏洞、煤壁片幫，應及時撤走一切人員，待一切恢複後，再進行作業。
2．在交接班時、人員上下井的時間內，嚴禁運送爆破材料。
3．井下放炮工作必須由專職放炮員擔任。
4．所有放炮人員包括放炮、送藥、裝藥人員都必須熟悉爆破材料性能和本規程中有關條文的確定。
5．嚴禁使用凍結的或半凍結的硝化甘油類炸藥，並嚴禁把這種炸藥折斷、切斷、揉搓、紮眼或撕下藥包紙。
6．其餘的操作詳見《規程》中規定。
五．自然發火的防止：
1．開采有自然發火的當一厚煤層或煤層群的礦井，集中運輸大巷和總回風巷應布置在岩層內或無自然發火的煤層內。如果布置在自然發火煤層內，集中運輸大巷和總回風道必須砌旋或錨噴，且空隙和冒落處，必須用不燃性材料充填密實，不得漏風。
2、開采有自然發火的煤層，回采工作麵必須用後退式開采。並根據采取放火措施後的煤層的最短發火期確定采區的開采期限。
3．開采有自然發火的煤層，必須對采空區進行預防性灌漿或全部充填，或采取其他有效的防止自然發火的措施。
4．開采有自然發火的煤層，在回采工作麵的進回風道內，必須預先砌好留有門硐室的放火牆，門附近放置門扇，儲備足夠堵住防火牆門硐的材料，以便隨時封閉。在回采工作麵結束後，必須盡快地予以永久性封閉，但最遲不得超過一個月。