【文章內容簡介】 的正確選擇、使用、維護和企業(yè)安全生產信息化管理也提出了更高的要求。本設計 主要針對 雞西礦業(yè)集團東海煤礦地質災害比較嚴重、瓦斯高突、有煤塵爆炸危險以及工作面溫度越來越高的實際情況 和存在的問題，從安全、可靠、穩(wěn)定、優(yōu)化等方面入手提出新的思路。 8 第 2 章 安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)設置要求和注意要點 1. 礦井空氣成分的監(jiān)測 礦井空氣成分的監(jiān)測主要是檢測礦井空氣中的污染物的濃度。對煤礦來說，這些污染物通常是指 CH CO、 CO NO、 NO2等。 在礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)中甲烷傳感器占的 比例最大。對 CH4 進行連續(xù)監(jiān)測，目的就是當風流中 CH4 含量值增加到非常值時，立即發(fā)出警報，以撤出人員，切斷該區(qū)域電源等。由于有了可靠的監(jiān)測手段，某些國家已放寬了風流中 CH4含量的極限值。 CO是劇毒氣體，它不僅會危害到工人的身體健康，而且還是礦井發(fā)生火災的預兆，因而必須對 CO進行連續(xù)監(jiān)測。 CO2雖不是有毒氣體，也不會發(fā)生爆炸，但礦內空氣中的 CO2含量的增高卻會導致礦井空氣中的氧含量的降低，因此 CO2氣體也是監(jiān)測的對象。 礦塵不僅會對工人的身體健康帶來嚴重的危害，而且具有爆炸性的煤塵還是礦井安全的重大威脅， 因而對礦井進行連續(xù)監(jiān)測是很有必要的。但由于目前監(jiān)測空氣中粉塵的傳感器技術尚不成熟，目前還無法對礦塵進行連續(xù)性監(jiān)測，只能采取定期測定的辦法來評價礦井空氣中礦塵的濃度。 2. 礦井空氣物理狀態(tài)的監(jiān)測 直接影響礦井空氣物理狀態(tài)的主要物理因素是溫度、濕度和風速。風速除會影響到礦井微氣候外，還決定著進入礦井空氣中的有毒有害氣體及其他雜質的量。較大的風速可以保證礦井的風量，一方面達到稀釋 CH4 濃度的目的；另一方面，較大的風速產生的紊流能使巷道邊緣積聚的瓦斯被吹散。但是過高的風速卻會使 礦塵飛揚，影響礦工健康，對于有煤塵爆 炸性危險的礦井則更是不利因素。因此對風速進行監(jiān)測是非常重要的。 隨著煤炭生產的發(fā)展，礦井深度越來越大，機械化程度也越來越高，加上其它原因，礦井生產環(huán)境中出現(xiàn)了高溫熱害。高溫熱害一方面損害了礦工的身體健康，另一方面大大降低了勞動生產率，因此治理礦井高溫熱害是礦井通風工作者 一個重要課題。對礦井高溫熱害進行處理，就必須摸清通風系統(tǒng)中熱源地點，系統(tǒng)高溫變化趨勢。因而在高溫礦井中，設置必要數(shù)量的溫度傳感器來監(jiān)測溫度就顯得十分必要了。 3. 通風設備（設施）運行狀況的監(jiān)控 通風設備（設施）運行如果出現(xiàn)異常，將會引起一些 不良的后果。如，局 9 部扇風機的停止運轉，可能會使掘進工作面發(fā)生瓦斯積聚。因此每個礦井都要根據(jù)自己的安全需要，把一些重要的通風設備（設施）列入通風安全的監(jiān)測范圍。 4. 其他監(jiān)控 在抽放利用瓦斯時，為保證人員及設施安全，還要在抽放泵輸入管路中和儲氣罐輸出管路中安設高濃度瓦斯、流量、壓差、溫度傳感器。在煤倉處還要設置煤倉煤位傳感器，對其煤位進行監(jiān)測，以保證煤礦的安全生產。 礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的組成 礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)一般由監(jiān)測傳感器﹑井下分站﹑信息傳輸系統(tǒng)和地面中心站等部分組成。 1. 監(jiān)測傳感器 監(jiān)測傳感器 是礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的感知部分，它是用來測量系統(tǒng)所需測量的量或判斷設備﹑設施狀態(tài)的部件。其主要有甲烷傳感器﹑一氧化碳傳感器﹑二氧化碳傳感器﹑氧氣傳感器﹑溫度傳感器﹑風速傳感器﹑壓力傳感器及各種狀態(tài)（開關）傳感器等。 傳感器的供電方式有兩種：一種是一個傳感器一個電源箱；另一個是集中供電的方式，即若干個傳感器工用一個電源箱。 傳感器模擬出的被測量的電信號分為電壓型﹑電流型和脈沖型 3種。 2. 井下分站 由傳感器輸出的統(tǒng)一制式的信號必須進入井下發(fā)送裝置才能進入信息傳輸系統(tǒng)，這個發(fā)送裝置稱為井下分站。分站的作用是收 集接入的各種傳感器送來的模擬信號并進行整理；根據(jù)中心站的命令將各種監(jiān)測參數(shù)和設施、設備工作狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給中心站；接收中心站的控制信息，執(zhí)行中心站的各種控制命令，控制所關聯(lián)的設備、設施。 3. 信息傳輸系統(tǒng) 井下分站和地面中心站的連接部分是信息傳輸系統(tǒng)，它直接影響著信息的傳輸質量和系統(tǒng)的投資費用。在電磁干擾大，環(huán)境潮濕，有易燃、易爆、腐蝕性氣體，空間小，有頂板冒落危險的井下，對信息傳輸提出了特殊的要求，特別是傳感器分散分布，信號無法集中發(fā)送時，情況尤為突出。這就造成了礦井信息傳輸系統(tǒng)在結構上的特殊性。信息傳輸 系統(tǒng)按結構可分為放射狀、環(huán)狀和 10 樹狀 3種。 4. 地面中心站 礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分是地面中心站。地面中心站目前大多由計算機和信號傳輸接口部分組成。信號傳輸接口將井下傳來的信號解調送入計算機，而計算機則通過信息傳輸系統(tǒng)，向井下各分站進行通訊聯(lián)系，發(fā)出指令，指揮各分站向中心站送回各種監(jiān)測量。地面中心站的計算機根據(jù)井下各分站送來的各種監(jiān)測信息處理的結果，必要時可向有關分站發(fā)出指令，指揮分站控制某種對象（如井下某地區(qū)瓦斯?jié)舛瘸蓿袛嘣摰貐^(qū)的電源），操作人員也可根據(jù)計算機提供的清單，向計算機發(fā)出控制命令，計算機 通過顯示屏顯示各種數(shù)據(jù)，既有實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，也可以了解過去某一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還可以知道發(fā)展趨勢。 監(jiān)測系統(tǒng)的選擇注意要點 1. 礦井災害情況 如礦井瓦斯涌出量、煤層自然發(fā)火、沖擊地壓及地溫地熱等災害及程度都是確定建立礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)類型的及程度都是確定建立礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)類型的依據(jù)。 2. 礦井生產情況 要根據(jù)礦井生產能力的大小與生產系統(tǒng)復雜程度以及井下采掘工作面的數(shù)量、機電硐室數(shù)目、裝煤點數(shù)目、風硐等一些需要監(jiān)測地點的數(shù)量來確定瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的裝備容量，并在此基礎上再考慮 20％～ 30％的備用量。 3. 系統(tǒng)的功能 選擇礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)時應優(yōu)先配用計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，除漢字功能外，其軟件功能要強，易于開發(fā)，有足夠的容量，能夠用來開展通風安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算及報表編制工作，當監(jiān)測點數(shù)較多時，應考慮生產監(jiān)控和安全監(jiān)測自成系統(tǒng)。在計算機的選型上應優(yōu)先使用兼容機種，要能方便地和礦、局計算機聯(lián)網(wǎng)。 4. 綜合技術、經濟方面 在進行礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的選擇設計時應從技術的先進性、性能的穩(wěn)定性、安全的經濟效益、使用維護方便性、噸煤投資和噸煤維護費用等方面進行綜合技術經濟分析，以作為選擇礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的依據(jù)。 11 第 3 章 東榮 二 礦地質概況及特征 井田概況 交通位置 東榮二礦 煤礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，行政區(qū)劃屬集賢縣腰屯鄉(xiāng)、升昌鄉(xiāng)和國營二九一農場管轄。 井田距福利屯 32km，經福利屯到雙鴨山市 40km。哈（爾濱）同（江市）公路在井田中部通過，交通比較方便。 地形地勢 井田位于三江平原的西南部，煤系地層均被第四系松散層覆蓋，地形平坦，地面標高一般為＋ 66m～＋ 68m。 井田內無較大河流，只有二道河子及一些農田排水溝渠。 水系 送花江在井田北部約 38km處流過， 20年一遇 最高洪水位＋ ，百年一遇洪水位為＋ ，枯水期水位為＋ 。 氣象 本區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，冬季嚴寒，夏季溫熱。年平均最高氣溫為 ～，年平均最低氣溫為－ ～ ℃ ，極端最低氣溫－ 35℃ 。年降水量 ～ ，年蒸發(fā)量 ～ ，年平均相對濕度61％～ 70％。年平均風速為 ～ ，最大風束可達 24m/s，風向多偏西風。每年十月至翌年五月為凍結期，最大凍結深度為 ～ 。 根據(jù)國家地震局資料，本區(qū)地震烈度在 6度以下，無強烈地震史。 12 電源及水源 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及大型火力發(fā)電廠一座。在礦區(qū)總體設計階段，供電電源方案已達成協(xié)議，電源容易解決。 本區(qū)內第四系地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，水源充足。 地質特征 礦區(qū)地層情況 1． 地層 井田內地層有下元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏羅系、新生界第三系和第四系。 2． 構造 東榮二 礦位于綏濱 — 集賢拗陷帶東榮向斜的東翼。井田內構造特征以 F9斷層為界，北部為軸向北東 30 度～ 75 度的八隊向斜構造 ；南部為地層走向呈北西 10度，傾角 15 度 — 25度的單斜構造，并有次一級緩波狀褶曲。 1） 斷裂構造 由于本井田處于區(qū)域性三種構造應力場的復合部位，應力集中。斷裂較發(fā)育，按其展布方向可劃歸四組：一組為北北西至南北向；一組為北東向；一組為北西向；另一組斷層為東西向斷層。上述四組斷層中，前兩組斷層為主干斷層，后兩組斷層多為伴生斷層。 全井田共查出斷層 49條。其中正斷層 24條，逆斷層 25 條。落差大于 100米的斷層 12條；落差 50米～ 100米斷層 12條；落差 30米～ 50米的斷層 8條；落差小于 30米的斷層 17條。 2） 褶 皺 井田內主要褶曲為八隊向斜，該構造與井田之北的二九一背斜并列存在。另外，受 F3斷層影響，在 F9斷層以南的單斜構造內， F3斷層兩側有一波狀起伏的褶曲，但比較平緩，對煤層影響不大。 3） 巖漿巖 本井田內巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀煤系地層中。為燕山期產物，以中性石英閃長巖、基性輝綠巖、玄武巖為主。巖漿巖主 13 要分布在 F9斷層與精查 17線之間，成巖床侵入 14號煤層中，使煤層局部變質。 4） 煤層 本井田具有經濟價值的可采煤層均集中于侏羅系雞西群城子河組，該組地層總厚度為 930米，共含煤 50余層，煤 層平均總厚度 米，其中大部分為不可采煤層，可采及局部可采的煤層共 18 個煤層。平均總厚度為 ，各煤層傾角一般在 18 度～ 25度，只有八隊向斜北翼煤層傾角達 40度左右。 井田內各可采煤層，按其在縱向剖面的分布規(guī)律及組合特征，可分為上、中、下三個煤層群。其中上層群只有 5 號煤層，它與中層群的 9 號煤層間距達142米 — 150米；中層群含有 1 1 1 1 1 1 20 上、 2 225 和 26 號十三個可采煤層，煤層總厚度為 米。本煤層群的特點是煤層多、集中、間距小而厚度大，一 般間距為 20米 — 50 米；下層群含有 29— 1b、29— 30 上和 30 號四個可采煤層，煤層總厚度 米。由于本煤層群在形成時受古地理的控制，故在井田內均為局部可采。 本井田內煤層厚度大，且發(fā)育較好的主要可采煤層有 1 1 1 24號四個煤層?，F(xiàn)分述如下： 16號煤層全井田發(fā)育，上距 14號煤層約 35m，深部變小?？刹珊穸葹?～，平均厚度 ，該煤層穩(wěn)定，由南向北，由東向西增厚到 ～ 。為單一煤層，頂部和底部局部出現(xiàn) 1～ 2 層夾石，厚度為 ～ 。煤層頂板 為粉砂巖及含炭粉砂巖。 17號煤層是井田內儲量最大，發(fā)育最好的煤層。距 16號煤層 ～ 25m，間距變化沿走向穩(wěn)定。第 34 走向線處為 20m～ 25m，向東西分別變小?？刹珊穸纫话銥?～ 4m，向東增厚，八隊向斜處的西部變薄為 1m 左右。煤層基本屬單一結構。 F9斷層以南，煤層下部有一層夾石，厚 ； F9 斷層以北，煤層有 1～ 2 層夾石，厚 ～ ，夾石為粉砂巖或炭質泥巖。煤層頂板為細砂巖，底板為粉砂巖。 18 號煤層基本上全井田發(fā)育，僅在 14～ 16線之間的淺部， 22 線以北的西部及向斜頂端等小范 圍不可采。上距 17 號煤層約 15m～ 40m。煤層的可采厚度為 ～ ，較穩(wěn)定。結構 屬復煤層，有 1～ 2層夾石，厚 ～ ，為粉砂巖及炭質泥巖，中分層發(fā)育較好。煤層頂板為粉砂巖，底板為粉砂巖及細砂巖。 24 號煤層基本全井田發(fā)育，只在 17～ 19 線淺部露頭局部變薄不可采?？刹煞秶鷥群穸确€(wěn)定，結構簡單，煤層厚度一般為 ～ ，八隊向斜處略有增厚。該層距 23 號煤層 10m～ 25m。煤層頂板為粉砂巖、細砂巖、中砂巖；底 14 板為粉砂巖和細砂巖。 5） 煤質 本井田煤質屬中低灰分、特低－低磷、特低硫、 高發(fā)熱量、弱粘結－中等粘結性、易選至中等可選的低變質煤。煤種主要以氣煤為主，長焰煤次之， 14號煤層局部變?yōu)闊o煙煤和天然焦，煤種在垂向上無明顯變化，可作為動力用煤和煉焦配煤。 6） 其它開采技術條件 （ 1）瓦斯 本礦井初期為低瓦斯礦井，但隨采深的加大，使得礦井存在煤與瓦斯突出危險。 （ 2）煤的自燃與煤塵爆炸 本礦井井田各煤層均有煤塵爆危險及自然發(fā)火傾向。 （ 3）地溫 本井田恒溫帶深度為 20米，溫度為＋ ，每百米地溫梯度 氏度。－ 500 水平的平均地溫為＋ 攝氏度；－ 700 米水平的平均地溫為＋；－ 900 米水平的平均地溫為 。故本井田為地溫正常區(qū)。 （ 4）煤層頂、底板 井田內各煤層頂、底板均以粉砂巖、細砂巖和粉細砂巖互層為主，部分為中、粗砂巖。單向抗壓強度范圍為 ～ 。煤層露頭部位的頂、底板抗壓強度值有所降低。根據(jù)集賢煤礦的頂板測定資料，預計本礦井各煤層頂板類別均在一級 II 類以上。 井田徑界、 礦井生產能力及服務年限 一 、 概況 （一）井田境界 東部邊界：以各煤露頭為界。 南部邊界：以 F2 斷層為界。 西部邊界：以 16 層煤層－ 900m等高線 垂直投影為界。 北部邊界：以 F4 F F4及其延長線為界。 井田走向長 ，傾斜寬 ，面積 。 （二）儲量 ： 15 1）儲量計算基礎 （ 1）最低可采厚度：氣煤為 ，長焰煤和弱粘結煤 。 （ 2）煤層灰分