【導(dǎo)讀】根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局瓦斯鑒定結(jié)果，本礦井鄰近礦井瓦斯等級大部分為低瓦斯，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)：(d-1)；煤層對瓦斯的吸附性：吸附常數(shù)a=，b=。瓦斯放散初速度：；測點距地表垂深：186～237m。礦井各區(qū)域瓦斯分布不均勻，瓦斯含量隨著煤層埋藏深度的增加而增加。煤層瓦斯樣，共采樣26個，瓦斯含量試驗成果見表5－1－3。段王煤礦20xx年度瓦斯鑒定結(jié)果見表5－4－4。目前，礦井開采的煤層屬于淺部煤層，因此，礦井瓦斯涌出量較小。瓦斯突出動力現(xiàn)象，經(jīng)鑒定為煤與瓦斯突出礦井后，應(yīng)修改本設(shè)計。根據(jù)測試結(jié)果，井田內(nèi)各煤層煤塵均有爆炸性。地質(zhì)報告未提供有關(guān)本井田煤和瓦斯突出的信息。為此，段王煤礦于20xx年8月。787號”文件批準(zhǔn)了該設(shè)計。局），采用分源預(yù)測法對礦井生產(chǎn)規(guī)模達到。個鉆孔的3個瓦斯樣，數(shù)量較少，代表性較差。明瓦斯抽放設(shè)計所采用的數(shù)據(jù)及得出的結(jié)論對礦井而言是偏于安全的。抽放設(shè)計做為礦井通風(fēng)設(shè)計的依據(jù)。q2——鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t；

　　

【正文】 設(shè)施主要有風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋風(fēng)墻、測風(fēng)站、風(fēng)橋等。 在主要進、回風(fēng)巷之間的每個聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久性風(fēng)墻，需要使用時，必須安設(shè) 2 道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和 2 道反向風(fēng)門； 在爆炸材料庫通路內(nèi)設(shè)置抗沖擊波活門、抗沖擊波密閉門； 在蓄電池電機車修理間回風(fēng)通路內(nèi)、爆炸材料庫回風(fēng)通路內(nèi)， 采區(qū)變電所回風(fēng)通路內(nèi) 設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門； 工作面及采區(qū)采完后必須砌筑永久擋風(fēng)墻，予以封閉 ； 層面交叉巷道設(shè)置風(fēng)橋；在 上組煤總回風(fēng)巷，下組煤北總回風(fēng)巷，北輔助回風(fēng)巷、回采工作面上下順槽按規(guī)程要求位置設(shè)置測風(fēng)站， 觀測礦井總進風(fēng)量、總回風(fēng)量及工作面的進風(fēng)量和回風(fēng)量 ；回風(fēng)立 井井口設(shè)防爆門。 井下通風(fēng)構(gòu)筑物有木風(fēng)門 26 座 ， 調(diào)節(jié)風(fēng)門 10 座，測風(fēng)站 10 個，永久擋風(fēng)墻（密閉） 12 個。 防止漏風(fēng)與降低風(fēng)阻的措施 漏風(fēng)會使井下有效風(fēng)量減少，增加風(fēng)機無效 電耗 ，導(dǎo)致井下氣候、衛(wèi)生和安全生產(chǎn)條件惡化，因此必須加強通風(fēng)管理，對井下通風(fēng)構(gòu)筑物除正確選擇位置，保證施工質(zhì)量外，還要加強日常維修，嚴(yán)格管理制度，對采空區(qū)必須及時封閉，合理布置進、回風(fēng)巷的相互位置，對其之間的聯(lián)絡(luò)巷不用時要及時密閉。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 171 降低礦井通風(fēng)阻力對安全及效益有重要意義，摩擦阻力是通風(fēng)阻力的主要部分，故降低通風(fēng)阻力要以降低摩擦阻力為重點，同時降低某些風(fēng)量大的巷道的局部阻力。設(shè)計選用摩擦阻力小的支護方式，巷道施工時要注意井巷工程的成型及質(zhì)量，盡可能使井巷壁面光滑，在主要巷道內(nèi)不得隨意堆放車輛、堆積物料，對拐彎巷 道、區(qū)率半徑應(yīng)盡量加大。 第三節(jié) 降溫措施及設(shè)備選型 本礦井 屬地溫正常區(qū)，正常情況下不會產(chǎn)生熱害。 隨著開采深度的增大，礦井后期開采深部時地溫預(yù)計較高，屆時有可能給井下作業(yè)環(huán)境帶來不利影響。為防止局部可能產(chǎn)生的熱害，降低井下氣溫，改善工作環(huán)境，設(shè)計對井下配送了較大風(fēng)量，可為井下作業(yè)場所提供適宜的氣溫條件。此外，隨著礦井的開拓開采，井下排水會使地下水的循環(huán)加快，也能對井下作業(yè)場所起到較好的降溫作用。 第四節(jié) 災(zāi)害預(yù)防及安全裝備 一、 預(yù)防 瓦斯 災(zāi)害 的措施 礦井在生產(chǎn)建設(shè)中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，防止 瓦斯爆炸，同時設(shè)計上采取以下措施： 本礦井為高瓦斯礦井， 設(shè)計根據(jù)《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計規(guī)范》、《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》以及《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)定，采取瓦斯抽放措施，建立瓦斯抽放 系統(tǒng) 。 建立完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式，井下各用風(fēng)地點及有瓦斯涌出的地點均按規(guī)定配有足夠的風(fēng)量，以沖淡和排除井下涌出的瓦斯。 上、下組煤總回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛瘸^ %時，必須立即查明原因，進行處理。 工作面回風(fēng)巷、掘進工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^ %時，必須停止工作，段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 172 撤出人員，采 取措施，進行處理。 工 作面必須安裝自動監(jiān)測斷電報警裝置。 礦井必須建立瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體檢查制度，并遵守下列規(guī)定： （ 1）班組長以上人員 下井必須攜帶便攜式瓦斯監(jiān)測儀，隨時隨地檢查瓦斯。 瓦斯檢查工必須攜帶便攜式光學(xué)甲烷檢測儀。安全監(jiān)測工必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學(xué)甲烷檢測儀。 （ 2）采掘工作面、硐室、使用的機電設(shè)備安設(shè)地點、有人作業(yè)的地點，都應(yīng)納入檢查范圍。 （ 3）采掘工作面瓦斯?jié)舛让堪嘀辽贆z查 3 次；二氧化碳濃度每班至少檢查 2 次；本班未進行生產(chǎn)的采掘工作面，瓦斯和二氧化碳濃度至少 檢查 1 次。 （ 4） 局部瓦斯聚集時要及時處理。 對采掘工作面、主要機電設(shè)備硐室、瓦斯?jié)舛纫壮薜攸c，設(shè)置瓦斯自動報警儀。 爆破作業(yè)必須執(zhí)行“一炮三檢制”，嚴(yán)格做好當(dāng)班記錄。放炮前必須測定瓦斯?jié)舛?，瓦斯不超限時才能放炮，嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定及要求進行作業(yè)。 加強通風(fēng)管理，在 主要進、回風(fēng)巷之間的每個聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久性風(fēng)墻，需要使用時，必須安設(shè) 2 道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和 2 道反向風(fēng)門 ，掘進工作面局扇應(yīng)裝設(shè)三專一閉鎖設(shè)施，保證局扇可靠運轉(zhuǎn)。 加強通風(fēng)管理， 保證所有作業(yè)場所有足夠的風(fēng)量和適宜的 風(fēng)速，以沖淡 和 排除井下涌出的瓦斯；對廢棄巷道和盲巷、采空區(qū)等及時密閉，并掛牌注明。 1因故停電、停風(fēng)時，必須馬上撤出人員，切斷電源?；謴?fù)通風(fēng)后必須先排除積聚的瓦斯，瓦斯?jié)舛仍?1%以下時，方準(zhǔn)人員進入復(fù)電。 1井下電氣設(shè)備選型、管理及電纜架設(shè)、接線等，生產(chǎn)過程中必須按《煤礦安全規(guī)程》電氣有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，同時在生產(chǎn)中配備瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。生產(chǎn)過程中必須 建立定時 維修、保護制度，確保設(shè)備、線路完好。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 173 1采掘工作面位置發(fā)生變化時，應(yīng)及時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，增加必要的通風(fēng)構(gòu)筑物，以保證工作面有合理的通風(fēng)系統(tǒng)。 二、 預(yù)防煤與瓦斯突出的措施 本礦井目前未進行 煤與瓦斯突出鑒定， 地質(zhì)報告 亦未提供有關(guān)信息。 礦 井生產(chǎn) 至今 ，尚未發(fā)生過煤與瓦斯突出現(xiàn)象。 今后若礦井發(fā)生煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施。 三、 瓦斯抽放 根據(jù) 20xx 年 8 月煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院編制的 《 壽陽縣段王煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計 》 ， 本 礦井相對瓦斯涌出量為 ，絕對瓦斯涌出量為 ，瓦斯涌出量大， 單用通風(fēng)方法 難以解決瓦斯問題，因此， 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，建立瓦斯抽采 系統(tǒng)。 （一）瓦斯抽采 方法 段王煤礦主要開采 15煤層，從 《煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報告》、 預(yù)測的瓦斯涌出量構(gòu)成以及實測來看，其瓦斯來源主要為本煤層的瓦斯涌出。 礦井抽采瓦斯的目的是為了降低煤層瓦斯含量，為煤炭開采提供安全生產(chǎn)環(huán)境。因此，根據(jù)礦井的瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽采瓦斯的目的，結(jié)合抽采瓦斯方法的選擇原則，確定段王煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主、采空區(qū)抽采（裂隙帶抽采）為輔，預(yù)抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法。 邊掘邊抽 在煤巷掘進工作面后 5m處的巷道兩幫各施工一個鉆場。鉆場的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯抽采鉆孔布置的要求、選 用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。相鄰兩組鉆場之間的間距為 280m。 在每一鉆場內(nèi)，沿走向布置 5 個邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場各 5 個 ,4 個孔深 300m左右， 1 個孔深 150m 左右。鉆孔傾角原則上須保證鉆孔在煤層內(nèi)，鉆孔傾角與巷道底板平行或根據(jù)煤層的厚度略有上、下傾角。 如圖 5－ 4－ 1 所示。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 174 圖 5－ 4－ 1 掘進巷道邊掘邊抽鉆孔布置方式示意圖 本煤層預(yù)抽 在回風(fēng)順槽沿工作面傾斜方向布置順層鉆孔，預(yù)抽工作面煤體內(nèi)的瓦斯。為提高瓦斯抽采效果，順層鉆孔采用 交叉鉆孔布置，即一半鉆孔沿工作面平行布置，另一半鉆孔與工作面呈一定夾角布置。兩種鉆孔交替布置，平行鉆孔與斜向鉆孔呈 15176。夾角，兩種鉆孔在空間上形成交叉，鉆孔交叉點之間在空間的高程差為 ，如圖 5－ 4－ 2 所示。 綜采面抽放鉆孔回風(fēng)巷圖 5－ 4－ 2 開采層瓦斯抽采順層鉆孔布置方式示意圖 采空區(qū)瓦斯抽采 全封閉采空區(qū)是指工作面已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。采空區(qū)中往往積存大量的高濃度瓦斯，可能通過巷道密閉或隔離煤柱的裂隙往外泄出。加強采空區(qū)密閉對全封閉采空區(qū)瓦 斯抽采是個必要條件，提高采空區(qū)的氣密性可防止漏氣，保持必要的抽采瓦斯?jié)舛群头乐褂凶匀純A向煤層因漏氣進氧而發(fā)生采空區(qū)發(fā)火。對于已采完的采空區(qū)都要砌筑永久性密閉。永久性密閉要選擇頂?shù)装鍒怨痰膸r（煤）層巷道，兩道密閉墻（磚段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 175 或料石）中間充填砂或黃土，密閉墻四周要掏槽，插管抽采的密閉上還應(yīng)設(shè)置注砂（泥漿）管和采氣測溫管等觀測管。密閉墻厚度不小于 1m，四周掏槽深度不小于 。見圖 5－ 4－ 3 所示。 1抽 放瓦斯管路；2密 閉墻；3閥 門；4流 量計；5 放水 器 抽放瓦斯管；2 注漿管；3 砂（泥漿）充填物；4 觀測管；5 密閉墻 圖 5－ 4－ 3 全封閉采空區(qū)插管抽采示意圖 對于現(xiàn)生產(chǎn)工作面的采空區(qū)（亦稱半封閉采空區(qū)）， 9煤層采用一進兩回的通風(fēng)系統(tǒng)，15煤層采用一進一回的通風(fēng)系統(tǒng)，現(xiàn)采空區(qū) 9煤層以尾巷插管抽采法為主，頂板走向長鉆孔抽采為輔， 15煤層以埋管抽采法為主，頂板走向長鉆孔抽采為輔。 尾巷插管抽采法是在回采工作面的排瓦斯尾巷安裝瓦斯抽采管，排瓦斯尾巷與回風(fēng) 巷每隔 30m用聯(lián)絡(luò)巷連通，當(dāng)工作面推進到聯(lián)絡(luò)巷時，沿聯(lián)絡(luò)巷頂板敷設(shè)一段瓦斯抽采管，并在管口設(shè)木垛保護，工作面推過聯(lián)絡(luò)巷后，密閉聯(lián)絡(luò)巷，開始抽采采空區(qū)瓦斯。段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 176 抽采見圖 5－ 4－ 4。 排瓦斯尾巷尾巷回風(fēng)巷進風(fēng)巷 圖 5－ 4－ 4 尾巷插管抽采法示意圖 埋管抽采法是在回風(fēng)巷抽采管的末端設(shè)一彎管，使抽采管口抬高至回風(fēng)巷頂，并設(shè)木垛對其管口進行保護，以此形成埋管口。并在工作面的后部抽采管上每隔 30m（合理數(shù)據(jù)需在試驗中考察）安裝一組三通、控制閥門及埋管口組件，在工作面推進過程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過抽采系統(tǒng)對采空區(qū)瓦斯進行抽采。當(dāng)工作面推進至下一個埋管口三通處，接替埋管口已經(jīng)埋在采空區(qū)內(nèi) 3～ 5m時，將埋在采空區(qū)里的前一埋管段 控制閥門關(guān)閉，打開下一循環(huán)的埋管口閥門，以此達到利用埋管不斷抽采采空區(qū)的瓦斯的目的。抽采見圖 5－ 4－ 5。 頂板走向長鉆孔抽采是在工作面的回風(fēng)巷道內(nèi)向煤層頂板方向迎著工作面推進方向打扇形鉆孔，鉆孔終孔位置位于采空區(qū)上方裂隙帶內(nèi)，以抽采采空區(qū)和鄰近層的瓦斯。 在每處打 5 個扇形鉆孔，鉆孔終孔間距為 5m， 鉆孔終孔距回風(fēng)巷的水平距離為 10～20m，距煤層頂板的垂直距離為 20m左右。鉆孔長度在 130m以上，保持 30m 以上的超前距。見圖 5－ 4－ 6。 （二）抽采參數(shù) 抽采率 抽采率根據(jù)煤層可抽性及抽采時間確定。根據(jù)我國 其他預(yù)抽瓦斯礦井實際抽采瓦斯情況段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 177 的統(tǒng) 計分析 , 預(yù)抽 1 年的預(yù)抽率可達 25%，預(yù)抽兩年的預(yù)抽率可達 40%。據(jù)此，設(shè) 計確定本礦井 9 號煤層的預(yù)抽率為 35%， 15 號煤層的預(yù)抽率為 40%。 采空區(qū)工作面回風(fēng)巷進風(fēng)巷抽放管路閥門抽放管路 支撐垛篩孔管木垛 圖 5－ 4－ 5 采空區(qū)埋管抽采示意圖 順層鉆孔進風(fēng)巷煤層回風(fēng)巷采空區(qū)頂板鉆孔采空區(qū) 圖 5－ 4－ 6 采空區(qū)裂隙帶瓦斯抽采方法示意圖 抽 采 時間 從保證回采工作面的安全需要，結(jié)合礦井采掘計劃安排，設(shè)計 9 號煤綜采面預(yù)抽率為 35%，預(yù)抽時間為 ～ 年， 15 號煤綜采面預(yù)抽率為 40%，預(yù)抽時間為 1～ 2 年，段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 178 預(yù)抽時間隨著煤層瓦斯含量增加而增加。 礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在淺部 15 號煤層暫不考慮進行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強瓦斯監(jiān)測，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時，即時對 15煤層采取抽采措施。 抽采負(fù)壓 根據(jù)鄰近礦井及其它礦井的瓦斯抽采經(jīng)驗，采煤工作面預(yù)抽的孔口負(fù)壓為 15kPa，掘進工作面抽采的孔口負(fù)壓為 7～ 10kPa，采空區(qū)瓦斯抽采的孔口負(fù)壓為 5kPa。 （三） 抽采系統(tǒng) 礦井目前在地面建有一套固定瓦斯抽 采系統(tǒng)，安裝 CBF4102BV3 型水環(huán)真空泵 2臺，一臺運行，一臺備用，電機功率 160kW，最大抽采量 130m3/min。 礦井采用兩套相對獨立的抽采系統(tǒng)，即預(yù)抽抽采系統(tǒng)和采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)。采用一次設(shè)計，分步實施的方案。一期工程只施工第一套瓦斯抽采系統(tǒng)，用于預(yù)抽煤層瓦斯。初期采空區(qū)瓦斯抽采使用現(xiàn)有的地面固定式抽采系統(tǒng)；隨著采空區(qū)數(shù)量的增加，根據(jù)采空區(qū)瓦斯涌出情況，建設(shè)第二套瓦斯抽采系統(tǒng)，增加 2 臺泵，用于抽采 15煤采空區(qū)瓦斯 。二期抽采系統(tǒng)建成后，原有預(yù)抽瓦斯抽采系統(tǒng)和原有采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)合為一套系 統(tǒng)：預(yù)抽瓦斯抽