3202綜采工作面“一通三防”設計說明書
3202綜采工作面“一通三防”設計說明書
一、礦井概況
梁寶寺煤礦位于山東省西南部，東南距嘉祥縣城約20km。井田東西寬約9km，南北長約11km，面積約95.27km2。井田主要含煤地層是下二迭統山西組和上石炭統太原組。屬于低瓦斯礦井，3煤層煤塵具有爆炸危險性，爆炸指數為44.54%。3煤層屬于一類易自燃煤層。風井風機型號為BD-II--10-№30型軸流式通風機兩臺，配備4臺YBF型電機，功率560KW，轉速為600r/min。目前礦井總進風量為10580m3/min，主通風機排風量10800m3/min，礦井負壓為2480Pa。
二、通風設計
(一)風量計算(一)
⑴基本參數
| 工作面長（米） | 采高（米） | 平均控頂距（米） | 瓦斯涌出量（m3/min） | ||
| 80 | 3.0 | 3 | 1.5 | ||
| 二氧化碳涌出量 （m3/min） | 采煤方法 | 每班最多工作人數 | 工作面環境溫度（℃） | 一次乳化炸藥消耗量（Kg） | |
| 1.5 | 綜采 | 80 | 22 | ||
⑵計算
每個回采工作面實際需要風量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產生量以及工作面氣溫、風速和人數等規定分別進行計算，然后取其中最大值。
①低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量確定需要風量，其計算公式為：
Q采=Q基本×K采高×K采面長×K溫=415.8×1.5×1.0×1.1=686.07m3/min
式中：
Q采----------采煤工作面需要風量，m3/min;
Q基本---------不同采煤方式工作面所需的基本風量，m3/min;
Q基本--------工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風速，適宜風速取1.1m/s;
Q基本=60×3.0×3×70%×1.1=415.8m3/min
K采高--------回采工作面采高調整系數，工作面采高3.0m，查表取1.5;
K采面長-------回采工作面長度調整系數，工作面長度80m，查表取1.0;
K溫--------回采工作面溫度調整系數，工作面風流溫度22℃，查表取1.1。
②按瓦斯或二氧化碳涌出量計算
根據《煤礦安全規程》規定，按回采工作面風流中瓦斯或二氧化碳濃度不超1.0%要求計算：(二氧化碳、瓦斯絕對涌出量均為1.5m3/min。以瓦斯絕對涌出量進行計算)
Q采=100*q采*KCH4=100×1.5×1.5=225m3/min
q采------年度瓦斯鑒定采煤工作面回風巷中最大絕對瓦斯涌出量，1.5m3/min。
KCH4------瓦斯涌出不均衡通風系數為1.5。
③按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算：
Q采=60×V采×S采=60×1.1×3.0×3.0=594(m3/min)。
式中：
V采----采煤工作面適宜風速，工作面溫度22℃，查表取1.1m/s;
S采----采煤工作面平均斷面積9.0m2。
④按回采工作面同時作業人數和炸藥量計算需要風量
每人供風≮4m3/min：
Q>4N(m3/min)
Q=80*4=320m3/min
綜采工作面不需要爆破，故不再進行炸藥風量計算。
綜合以上各項計算結果確定工作面風量為686.07m3/min
按風速進行驗算：
15S 15S=15×9.0=135m3/min; 240S=240×9.0=2160m3/min。 135<686.07<2160式中： S----工作面平均有效通風斷面積9.0m2。 則經過計算及驗算后，確定該綜采工作面計劃供風量為686.07m3/min。取687m3/min作為計算標準。 風量計算(二) ⑴基本參數 ⑵計算 每個回采工作面實際需要風量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產生量以及工作面氣溫、風速和人數等規定分別進行計算，然后取其中最大值。 ①低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量確定需要風量，其計算公式為： Q采=Q基本×K采高×K采面長×K溫=415.8×1.5×1.1×1.1=754.68m3/min 式中： Q采----------采煤工作面需要風量，m3/min; Q基本---------不同采煤方式工作面所需的基本風量，m3/min; Q基本--------工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風速，適宜風速取1.1m/s; Q基本=60×3.0×3×70%×1.1=415.8m3/min K采高--------回采工作面采高調整系數，工作面采高3.0m，查表取1.5; K采面長-------回采工作面長度調整系數，工作面長度180m，查表取1.1; K溫--------回采工作面溫度調整系數，工作面風流溫度22℃，查表取1.1。 ②按瓦斯或二氧化碳涌出量計算 根據《煤礦安全規程》規定，按回采工作面風流中瓦斯或二氧化碳濃度不超1.0%要求計算：(二氧化碳、瓦斯絕對涌出量均為1.5m3/min。以瓦斯絕對涌出量進行計算) Q采=100*q采*KCH4=100×1.5×1.5=225m3/min q采------年度瓦斯鑒定采煤工作面回風巷中最大絕對瓦斯涌出量，1.5m3/min。 KCH4------瓦斯涌出不均衡通風系數為1.5。 ③按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算： Q采=60×V采×S采=60×1.1×3.0×3.0=594(m3/min)。 式中： V采----采煤工作面適宜風速，工作面溫度22℃，查表取1.1m/s; S采----采煤工作面平均斷面積9.0m2。 ④按回采工作面同時作業人數和炸藥量計算需要風量 每人供風≮4m3/min： Q>4N(m3/min) Q=80*4=320m3/min 綜采工作面不需要爆破，故不再進行炸藥風量計算。 綜合以上各項計算結果確定工作面風量為754.68m3/min 按風速進行驗算： 15S 15S=15×9.0=135m3/min; 240S=240×9.0=2160m3/min。 135<754.68<2160式中： S----工作面平均有效通風斷面積9.0m2。 則經過計算及驗算后，確定該綜采工作面計劃供風量為754.68m3/min。取755m3/min作為計算標準。 當工作面回采至180米長時，風量以755m3/min作為計算標準。 (二)通風路線 進風路線：新鮮風流從副井→副井繞道→西大巷→3200軌道上山→3202軌道順槽聯絡巷→3202軌道順槽→3202工作面。 回風路線：3202工作面→3202工作面皮帶順槽→3200回風上山、皮帶巷→西翼總回風巷→風井→地面。 1、采煤工作面風量必須達到計劃供風要求，測風員每10天進行一次測風，根據需要隨時測風，每次測風結果應記錄并寫在測風地點的記錄牌板上，及時做好風量調節。 2、確保通風系統穩定。 3202工作面范圍內共有兩組風門：3202軌順槽聯絡巷調節風門、3202軌順聯絡巷風門，加強通風設施管理，嚴禁兩道風門同時敞開，確保3202面通風系統穩定可靠，施工單位區隊長是本單位工作區域通風設施管理的第一責任者。 3、本工作面如果發生進回風不暢通的情況，造成工作面風量不足，應立即停止生產進行整改，整改完畢后再進行生產。采煤工作面實行全風壓獨立通風。 4、采面結束45天內，必須撤出所有設備，設置永久性密閉，全部封閉采空區。 三、防治瓦斯措施 1、瓦斯檢查(設點、次數) 工作面瓦斯檢查牌板設置在距工作面20m處，瓦斯檢查員必須檢查以下地點：①采煤工作面回風隅角風流②采煤工作面風流③采煤工作面回風流。以上地點每次檢查三遍以結果最大者記錄入檢查手冊，并做到瓦斯檢查手冊、瓦斯日報表、瓦斯牌板檢查數據“三對口”。檢查內容：瓦斯濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、風流溫度、檢查時間等。瓦斯檢查員必須認真執行瓦斯巡回檢查制度和請示報告制度，并認真填寫瓦斯檢查班報。瓦斯檢查員每班至少對上述地點檢查兩次，間隔時間不得低于3小時，不大于5小時。每次檢查結果必須通知現場工作人員。 2、瓦斯監測 (1)3202工作面安裝KJ95安全監控系統。在距工作面不大于10m的回風巷和距離全風壓回風巷道10～15米的回風流巷道、回風隅角各安裝一臺甲烷傳感器，距頂板不大于300mm，距巷幫不小于200mm，CH4報警濃度≥1%，CH4斷電濃度≥1.5%，CH4復電濃度<1%，斷電范圍:工作面、回風巷中所有非本質安全電器設備。安全監測系統必須由專人進行維護，確保系統靈敏可靠。甲烷傳感器每隔15天標校、調試一次。 采煤機安裝機載式甲烷報警儀，甲烷報警濃度≥1%;斷電濃度≥1.5%;復電濃度<1%，斷電范圍:采煤工作面采煤機。 (2)在工作面回風巷設置一氧化碳傳感器，通過安全監控系統監測工作面回風流中一氧化碳氣體變化情況。 (3)區隊長、班長、流動電鉗工下井時，必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀。 (4)工作面回風隅角懸掛一臺常開便攜式甲烷檢測報警儀，由當班工長負責，并負責記錄。采煤機機載式甲烷報警儀懸掛于主電機處，達到報警濃度時，及時停機采取措施處理。加強機載式甲烷報警儀管理，確保儀器起到報警、斷電作用。機載式甲烷報警儀不起作用時，必須將采煤機司機所帶的甲烷報警儀懸掛于主電機處,做指示報警用。 (5)工作面回風巷風流中瓦斯濃度超過1.0%或二氧化碳濃度超過1.5%時，必須停止工作，撤出人員，進行處理。 (6)工作面及其它作業地點風流中瓦斯濃度達到1.0%時，嚴禁用電鉆打眼;爆破地點附近20m以內風流中瓦斯濃度達到1.0%時，嚴禁爆破。 (7)工作面及其它作業地點風流中、電動機或其它開關安設地點附近20m以內風流中瓦斯濃度達到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。 (8)工作面及其它巷道內，體積大于0.5m3的空間內積聚瓦斯濃度達到2.0%時，附近20m以內必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。 (9)對因瓦斯濃度超過規定被切斷電源的電器設備，必須在瓦斯濃度降到1.0%以下時，方可通電人工啟動。 (10)工作面風流中二氧化碳濃度超過1.5%時，必須停止工作，撤出人員，查明原因，制定措施，進行處理。 (11)當瓦斯超限或監控系統報警時，必須立即停止工作，切斷電源，撤出人員，并及時查明原因，進行處理。 3、電器防爆 指定專人檢查、維修電氣設備、電纜，杜絕失爆。 4、工作面面后采空區1m內的瓦斯檢查可用瓦斯鑒定杖進行。 四、綜合防塵設計 (一)防塵管路系統 工作面防塵水源來自地面污水處理站→清水池→副井、井下水源井→西大巷→3200軌巷→3202軌道順槽、(皮帶順槽)→采煤機內外噴霧、煤層注水、沖刷巷幫水管、巷道內水幕、各運輸轉載點噴霧、架間噴霧、破碎機噴霧等。 軌道順槽，皮帶順槽分別安設防塵供水管路。軌道順槽選用直徑108mm的水管，每隔100m設一個三通閥門,皮帶順槽選用直徑108mm的水管，每隔50m設一個三通閥門,進回風巷道距工作面30m內各安設一道水幕，采煤機割煤時及時開啟。 (二)防塵措施 1、為保證防塵用水的清潔,在供水管路進入井下的地點安設一過濾器。 2、煤層注水:采用長鉆孔靜壓注水。 (1)超前工作面,在軌道順槽每隔20m向煤壁打深孔注水。鉆孔直徑φ42mm，鉆孔長度60m，鉆孔沿煤層傾向方向打鉆孔。采用靜壓注水,水壓不小于2MPa。(回采至180米長面時實施雙巷注水) (2)在工作面煤壁外40m處進行煤層注水。 3、采煤機內外噴霧: 要求噴霧嘴完好不堵塞,內噴霧壓力不小于2MPa,外噴霧壓力不小于1.5MPa,霧化程度高,特別是外噴霧要能夠封閉截割產塵部位，采煤機內外噴霧必須與采煤機保持聯動，做到開機開噴霧。 4、架間噴霧 (1)供水方式 采用Φ25mm的高壓膠管向噴霧供水。 (2)動作方式 采用手動控制方式，實現架間噴霧降塵，手動控制閥必須設置在人員易操作的位置而且必須保持靈敏。 (3)噴嘴布置 每個支架前梁安裝一組噴霧。每組噴霧設三個噴嘴。每天檢修班派專人維護管理。 (4)噴霧要求 工作面割煤、移架時，打開下風流2～3組噴霧攔截、捕捉粉塵。采煤機割至下端頭時，可關閉架前噴霧，以利于司機操作。 (5)工作面煤機割煤時，下風口20m范圍內必須保證有3架以上的架間噴霧正常工作，并保證霧化效果良好。 5、轉載點的噴霧 (1)工作面輸送機機頭及轉載機頭各設一組噴霧，并正常使用。 (2)膠帶機頭安設一組噴霧，實現運煤過程中的噴霧降塵。 (3)破碎機出料口噴霧裝置齊全，正常使用，每天由檢修班進行維護。 (4)各轉載點噴霧必須執行停水停機制度。 6、煤塵沖刷: 對工作面回風順槽每三天至少沖刷一次,進風順槽每半月至少沖刷一次,工作面、支架及其它部位每班至少沖刷2次。工作面、支架及其它部位、工作面超前支護及轉載機道所在巷道，由施工單位負責，其他巷道由通防區負責。所有清塵工作必須安排專人負責，采煤隊的清塵有當班跟班干部負責，通防區的清塵有當班值班干部負責。 7、順槽防塵水幕: 在軌巷順槽中距工作面煤壁30m處,安設一道水幕,在皮帶順槽距工作面煤壁30m處,安設一道水幕,確保霧化良好,覆蓋全斷面。在3202皮帶順槽安設捕塵簾，水幕、捕塵簾均隨工作面的推進而向外移動。 8、個體防護:工作面采煤機司機、移架工及在工作面回風巷工作的其他人員均配戴自吸過濾式防塵口罩。 9、粉塵測定 測塵員每半月全面測定一次工作面的粉塵濃度。 10、所有防塵設備在其他設備安裝的同時，要同時安裝,同時驗收，并做到降塵效果好。無防塵設施不生產，無防塵用水不準生產。 (三)隔絕瓦斯煤塵爆炸措施 1、在工作面兩順槽各安裝一組軟質袋式隔爆水棚，距工作面距離不小于60～200m，并隨著工作面的推移而向前遷移。 3、棚區長度不得少于20m，棚間距為1.2～3.0m，而且必須均勻。根據巷道斷面積，水量要達到200L/m2以上。 4、水棚區有上水管接頭;損壞的袋必須及時更換，并隨時補充水量，保持水量充足。 5、水棚設置在巷道的直線段內。水棚底部要保持一個平面，距巷道兩幫要成一條直線。 6、水棚距離頂梁(無支架時為頂板)、兩幫(支柱)的間隙不得小于100mm;棚組內的各排水棚的安裝高度應保持高度一致;棚區的巷道需要挑頂時，其斷面積和形狀應與其前后各20m長度的巷道保持一致。 7、水棚采用易脫鉤的吊掛方式，掛鉤位置應對正，每對掛鉤的方向要相向布置(勾尖與勾尖相對)。 8、水棚應每周檢查一次，發現問題及時匯報處理。 五、防治自然發火設計 1、預防性防滅火注漿 (1)利用礦內防滅火注漿站對采空區進行注漿。 (2)防滅火注漿系統： 地面注漿站→風井→風井底車場→西總回風巷→西翼回風巷→3200回風上山→3200聯絡巷→3202軌道順槽→工作面采空區 (3)防滅火注漿系統管路敷設 自地面注漿站起至3200回風上山為Φ159mm的鋼管，3202面皮帶順槽為Φ108mm的鋼管。3202面開采初期實行埋管注漿，以加強對開切眼處的防滅火注漿。工作面正常推采后，一旦具備注漿條件，立即實施隨采隨注，改為拖管注漿。(注漿時間：每天進行注漿。) 2、構筑防火墻 在工作面面后進回風順槽各設置一道防火墻，墻體應全斷面構筑，可起到堵漏攔漿和減少采空區漏風的作用。建筑防火墻按照以下原則： ①防火墻用編織袋裝黃土或黃土爐灰混合料砌筑。 ②建筑方式為雙側式即在工作面進回風側建筑，墻體厚度1.5—3m，寬度為1.5—4m，四周與順槽頂、幫和冒落矸石結實。 ③第一組防火墻距工作面開切眼30m，以后每組防火墻間隔為50～100m。 ④工作面回風隅角懸掛擋風簾，以減少向采空區漏風。 3、噴灑阻化劑 (1)在工作面進回風隅角、及兩幫煤壁實施阻化劑噴灑。 (2)噴灑阻化劑濃度保持在20～25%即可。 4、檢查和監測: 充分利用安全監測系統和束管監測系統,進行預測預報工作。工作面生產時始終在工作面皮帶順槽內距工作面10m范圍內安設甲烷傳感器;距離全風壓回風10～15米處設置一氧化碳、溫度傳感器等，對傳感器要按規定標校調試，確保儀器靈敏可靠。 ⑵工作面生產時加強回風隅角氣體檢測，發現氣體有升高趨勢或其他異?，F象時，及時利用束管監測進行(抽)采樣分析，并打印報表報送技術部、通防副總，報送總工程師簽字。 ⑶對監測系統和束管監測系統的數據及時進行分析，發現溫度上升明顯、有芳香族碳氫化合物、CO濃度超過0.0024%或增加較快時，要立即匯報調度室、技術部、通防副總，技術部立即組織分析現場情況，采取針對有效的措施，將溫度及CO濃度降下來，確保3202面安全生產。 ⑷每班由瓦斯檢查員對工作面回風隅角氣體情況至少檢查兩遍，檢查內容：CO、CO2、CH4氣體濃度、溫度等。一旦發現異常，立即匯報。 5、采空區密閉 ⑴工作面回采結束后，要在45天內進行永久性密閉。 ⑵采空區密閉采用雙墻夾黃土的形式。兩道密閉各厚至少0.5m，中間至少留有2—3m的空隙，填加黃土。密閉墻留設四根管孔，一個用于“兩道一線”注漿，一個用于密閉墻內排水，一個用于束管觀測，另一個用做觀察泄壓孔，便于觀測密閉墻內氣體涌出情況和密閉墻內外壓差，及時掌握密閉墻體漏風情況，一旦采空區內有巨大沖擊壓力時，及時進行泄壓 ⑶工作面回采結束后，立即調整并建立較為穩定的采空區均壓通風系統。 ⑷工作面停采后在上下隅角分別建一道防火墻，減少向采空區漏風。 ⑸對停采線進行大量灌漿。 六、工作面避災設計 1、工作面一旦發生瓦斯、煤塵、火災事故，嚴格按照《煤礦安全規程》、《作業規程》、《礦井災害預防與處理計劃》、《事故應急救援預案》等規定有序進行搶險救災、避災。 2、工作面發生瓦斯、煤塵、火災事故避災路線： 3202面→3202軌順→3202軌順聯巷→3200采區軌道上山→西大巷→副井→地面。 3、凡是在3200區域范圍內施工的所有人員，都必須學習掌握礦井避災路線。
工作面長（米）
采高（米）
平均控頂距（米）
瓦斯涌出量（m3/min）
180
3.0
3
1.5
二氧化碳涌出量 （m3/min）
采煤方法
每班最多工作人數
工作面環境溫度（℃）
一次乳化炸藥消耗量（Kg）
1.5
綜采
80
22
