【導讀】畢業(yè)論文（設計）中凡引用他人已經發(fā)表或未發(fā)表的成果、數。據、觀點等，均已明確注明出處。礦井是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，具有與其他工業(yè)不同的特點。其主要特點是地下作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，因此通風和安全措施顯得尤為重要。全局而言，各煤田所處的地理位置不同，煤層地質條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。本次設計根據以上因素進行開拓開采設計，礦井概況及地質特征主要包括礦區(qū)的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田范圍；分、開采順序以及采區(qū)的布置和裝備、各巷道的布置等。風量的計算及分配、全礦井容易時期、困難時期的通風阻力計算以及對通風設備的選擇等。安全技術措施包括瓦斯預防、熱害防治、粉塵防治、防火措施、防水措施、頂板管理等。

　　

【正文】 進的工作面每次爆破前，必須派專人和瓦斯檢查工共同到停掘的工作面檢查工作面及其回風流中的瓦斯?jié)舛?，瓦斯?jié)舛瘸迺r，必須先停止在掘工作面的工作，然后處理瓦斯，只有在工作面及其回風流中的瓦斯?jié)舛榷荚?%以下時，掘進的工作面方可爆破。每次爆破前，工作面入口必須有專人警戒。貫通后，必須停止采區(qū)內的一切工作，立即調整通風系統(tǒng)，風流穩(wěn)定后，方可恢復工作。 2）掘進巷道必須采用局部通風機通風。煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖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，必須制定安全措施。長距離掘進由于阻力加大，會出現通風困難。可采用兩臺同型號、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于 10m；全風壓供給該處的風量必須大于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(guī)程》之第一百零一條的有關規(guī)定。 4）必須采用抗靜電、阻燃風筒。風筒口到掘進工作面 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(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。 5）掘進工作面的局部通風機采用“三?！?(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 )。 河南工程學院畢業(yè)設計 26 6）嚴禁 3 臺以上 (含 3 臺 )的局部通風機同時向 1 個掘進工作面供風。不得使用 1 臺局部通風機同時向 2 個作業(yè)的掘進工作面供風。 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后，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）建立測風制度， 每 10 天進行一次全面測風。對采掘工作面和其它用風地點，根據實際需要隨時測風，將每次測風結果記錄并寫在測風地點的記錄牌上，并根據測風結果調節(jié)風量。 3）使用局部通風機通風的掘進工作面不得停風；因檢修、停電等原因停風時，必須撤出人員，切斷電源?；謴屯L前，必須檢查瓦斯。只有在局部通風機及其開關附近 10m 以內風流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^ %時，方可人工開啟局部通風機。 4）掘進工作面當瓦斯積存量大時，可采用風筒增阻排放法：可用繩子把柔性風筒捆結，縮小其斷面或在風機的吸風口用木板阻擋部分通風斷面進行增阻，隨著混入礦 井主通風風流的瓦斯?jié)舛鹊南陆抵饾u增大風筒斷面，直到全斷面通風。 5）通風系統(tǒng)或通風設施的破壞或異常 (如風門該關的未關，風道堵塞、臨時改變通風系統(tǒng)，掘進通風風筒脫節(jié)或破壞等 )，都會造成局部或區(qū)域風量不足甚至無風，產生瓦斯積存。因此出現這些異常，必須及時修復，采取措施恢復正常通風。 6）獨頭巷道長或封閉的獨頭巷道啟封后排放瓦斯應制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(qū)段進行，先準備一節(jié) 5m 長的短風筒，接在密閉外的風筒上，用其沖淡啟封密閉墻的開口孔洞瓦斯，控制風筒的排風量，使沖淡后的 瓦斯?jié)舛鹊陀?%，正常后再區(qū)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、井下通風設施及構筑物布置 井下通風設施及構筑物設置 1）密閉 除設計保留的井口、巷道外礦區(qū)范圍內的其他井口、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(qū)必須及時封閉，必須隨采煤工作面的推進逐個封閉通至采空區(qū)的連通巷道；采區(qū)開采結束后 45 天內，必須在所有與已采區(qū)相連通的巷道中設置防火墻，全部封閉采區(qū)。 2）風門 河南工程學院畢業(yè)設計 27 設置地點 河南省永錦呂溝 煤礦礦井 通風系統(tǒng)及網絡圖。 3）防爆門 為了防止爆炸性氣體爆炸時沖擊主要通風機，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(qū)段各掘進面、各回采工作面的進風量和回風量。井下測風站的設置見表 211 參數 測風站 位置 斷面 S（ m2） 風量 Q（ m3/min） 風速 V(m/s) 主斜井 1248 副斜井 791 八號石門 1965 六 4 八西運輸大巷 1042 六 4801 下機巷 478 六 4801 回風巷 522 六 4 八西 軌道上山 366 六 4803 下機巷 212 六 4803 回風巷 224 六 4 八東運輸大巷 923 1260 軌道上山 729 河南工程學院畢業(yè)設計 28 六 4804 下機巷 217 六 4804 回風巷 226 （因為本礦井為五 六 4兩層煤。其中， 五 2煤層上面目前為一村莊，不宜開采，因此在設計中，只針對 六 4 煤層進行設計 。以 上測風站數據為困難時期所測的數據。 ） 井下通風設施及構筑物要求 1）風門設置要求 （ 1）避免在彎道和傾斜巷道中設置風門； （ 2）風門的前后 5m內支架完好，門墻厚不小于 ，四周掏槽深 ～ ； （ 3）結構嚴密，漏風少，向關門方向緩傾斜 80176?！?85176。； （ 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于一串車長度，并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）風門等通風構筑物的設置應堅固穩(wěn)定，并加強通風管理，及時檢查和維修。 2）調節(jié)風門要求 需要調節(jié)風量的巷道設置調節(jié)風門 (即是在風門上安設可以調節(jié)的風窗 )，其技術要求與風門相同。 3）擋風墻 (密閉 )要求 （ 1）須設在直線巷道中； （ 2）測風站本身長度不得小于 4m，斷面規(guī)則，附近至少有 10～ 15m斷面沒有變化； （ 3）測風站不得設在風流匯合處附近； （ 4）測風 滿足下列要求： （ 1）永久性擋風墻采用不燃性材料 (如磚、料石、水泥等 )建筑，墻上部厚≥ ，墻下部厚≥ ，墻前后 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≥ 、在巖石中≥ m；墻面要嚴、抹平、刷白、不漏風。密閉內有涌水時，應在墻上裝設 U形放水管，利用水封防止放水管漏風。 （ 2）對于服務期限短的臨時性擋風墻：可用木柱、木板、可塑性材料等建造，木板需魚河南工程學院畢業(yè)設計 29 鱗式搭接，用黃泥、石灰抹面，無裂隙，不漏風；要設在幫頂良好處，四周在煤中掏槽深度≥ 、在巖石中≥ ；墻前后 5m 內的巷道支護要完好且為防腐支架；無積煤；同時墻外要設置柵欄和警標。 4）防爆門要求 （ 1）為了防止爆 炸性氣體爆炸時沖擊主要通風機，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 30176?！?45176。，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并固定好，備用通風機引風道風門則關閉并固定好。 （ 4）礦井主要通風機設有反風裝置，當井下發(fā)生火災時經礦技術負責人的同意后可進行全礦井反向通風，為防止反風時由于風壓作用將另一條引風道風門壓開并短路流出， 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 站內不得有障礙。 6）其他 礦井內的風門、調節(jié)風門、局部通風機的壓送風筒、測風站、風墻及密閉等所有通風設施，應建立每天三班的巡回檢查制度。并有可靠的檢測、監(jiān)控設備，保證設施經常處于完好狀態(tài)，確保風路暢通和通風系統(tǒng)的安全可靠。 五、安全逃生途徑 礦井安全出口設置及保證措施 1）有關規(guī)定 《煤礦安全規(guī)程》第十八條規(guī)定：“每個生產礦井必須至少有 2 個能行人的通達地面的安全出口，各個出 口間的距離不得小于 30m；井下每一個水平到上一個水平和各個采區(qū)都必須至少有 2 個便于行人的安全出口，并與通達地面的安全出口相連接。未建成 2 個安全出口的水平或采區(qū)嚴禁生產?！? 《煤礦安全規(guī)程》第五十條規(guī)定：“采煤工作面必須保持至少 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） 河南永錦呂溝 煤礦安全出口設置 河南工程學院畢業(yè)設計 30 （ 1）礦井設置了 4 個井筒，井口之間的距離大于 30m，滿足規(guī)程要求； （ 2）采區(qū)內采煤方法采用走向長壁式采煤，每個工作面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(guī)程之規(guī)定。 保證措施 1）嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，若礦井井筒發(fā)生變化則必須委托有資質部門進行設計并報主管部門備案和審批，井筒延伸及工作面接替必須按規(guī)定保證 2 個能行人的安全出口，工作面嚴格執(zhí)行長壁式開采，工作面未構成回風系統(tǒng)，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，必須制訂安全措施，報企業(yè)主要負責人審批。 3）采煤工作面所有安全出口與巷道連接處 20m范圍內，必須加強支護； 4）安全出口必須設專人維護，發(fā)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）對于通達地面的安全出口均設置人行道，并根據傾角大小和實際需要設置扶手、臺階或梯道。 井下避災路線 根據井下發(fā)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。因此事故發(fā)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，并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(guī)定的安全路線，迅速撤離危險區(qū)域。 井下發(fā)生 冒頂事故時，要及時加強冒頂區(qū)的支護，全力營救被巖石埋住的人員。 1）火災、瓦斯及煤塵爆炸避災線路 井下發(fā)生火災時，要立即通知附近的工作人員迅速撤除災區(qū)，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(qū)撤出時，必須戴上自救器。 井下發(fā)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，臥倒在溝里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(fā)生后，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里規(guī)定的避災安全路線，盡快離開災區(qū)。兩人以上要編組同行，河南工程學院畢業(yè)設計 31 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： 工作面：工作面→工作面運輸順槽→ 運輸 上山→ 副 斜井→地面。 掘進面：掘進面→掘進運輸順槽→運輸上山→ 副 斜井→地面。 2）反風時的避災路線 當井下主要進風側發(fā)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。 工作面：工作面→工作面回風順槽→采區(qū)回風上山→ 回風平巷→回風斜井→安全出口→地面。 掘進面：掘進面→掘進運輸順槽→聯絡巷→回風斜井→安全出口→地面。 3）工作面發(fā)生水災時避災線路 井下發(fā)生透水事故時，應撤退到涌水地點上部水平，避免進入涌水附近的獨頭巷道。但是當獨頭上山下部唯一出口被淹沒無法撤退時，也可在獨頭工作面暫避。若是老塘老空積水涌出，則須在待避前快速構筑避難硐室，以防被涌出的有毒有害氣體傷害。 水災逃生線路如下： 工作面：工作面→工作面回風順槽→采區(qū)回風上山→回風平巷→回風斜井→安全出口→地面。 掘進面：掘進面→掘進運輸順槽→聯絡巷→回風 斜井→安全出口→地面。 第二節(jié) 風量計算及風量設計 風量計算及分配 根據本礦井提供的 2021 年度瓦斯等級鑒定報告資料，該礦井屬低瓦斯礦井，按低瓦斯礦井計算礦井風量。 礦井在正常投產時必須定期測定瓦斯涌出量，并制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通風困難時期所需風量計算： 1）按井下同時工作最多人數計算 Q1=4NK （ 322） =4390=1950m3/min =式中： N— 井下同時工作的最多人數 390 人； 河南工程學院畢業(yè)設計 32 Q— 礦井需風量 m3/min， K— 風量備用系數 K 取 4— 按井下每人每分鐘 4m3 的單位風量計算礦井總風量。 K—— 礦井通風系數，包括礦井內部漏風和分配不均勻等因素。采用對角式或分區(qū)式通風時，可取 ～ 。上述備用系數在礦井產量 T≥ 45/a 時取小值； T＜ 45/a 時取大值。本礦取 。 2）按各用風地點的實際需風量計算 (由內到外的計算方法 ) 困難時期的需風量： （ 1） 采煤 工作面 實際 所需