礦井防止粉塵災(zāi)害措施與隔爆、防爆措施

礦井防止粉塵災(zāi)害措施與隔爆、防爆措施昌吉硫磺溝分公司2003年3月礦井粉塵礦井井田內(nèi)三個(gè)煤層埋藏淺，煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大，層間距小，最大層間距平均為18米。礦井的開拓工程已完成，礦井延深擴(kuò)建的絕大部分井巷工程都布置在煤層中，僅有從9—15號(hào)煤層進(jìn)入4—5號(hào)煤層的回風(fēng)石門和運(yùn)輸石門，才有少量的巖石巷道工程，因此，本礦井粉塵的種類主要是煤塵。井田內(nèi)的4—5號(hào)，7號(hào)煤層和9—15號(hào)煤層，經(jīng)哈密煤業(yè)集團(tuán)通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，都有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一六一隊(duì)一九九二年六月提交的《準(zhǔn)南煤田頭屯河區(qū)昌吉市煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》（相當(dāng)精查）。4—5號(hào)煤層平均灰份占16.09%，平均揮發(fā)份占46.45%;7號(hào)煤層和9-15號(hào)煤層的平均灰份分別為21.38%和10.38%,揮發(fā)份分別占47.51%和30.71%,三個(gè)煤層的水份資料不太詳細(xì),但一般在10%左右,據(jù)此推測(cè)三個(gè)可采煤層的煤塵爆炸指數(shù)分別為:4--5煤層62.84%7號(hào)煤層69.23%9--15號(hào)煤層38.57%從計(jì)算結(jié)果看,三層煤煤塵爆炸指數(shù)都大于15%，屬于有爆炸危險(xiǎn)性。礦井目前尚無(wú)游離二氧化硅含量的測(cè)定資料，關(guān)于游離二氧化硅的確定，有待于下一步檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。由于礦井粉塵主要是煤塵，所以該礦礦井粉塵的主要危害有兩個(gè)方面，一是危害礦工身體健康，形成煤礦特有的職業(yè)病—煤肺病。另一方面是發(fā)生煤塵爆炸造成生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞，同時(shí)導(dǎo)致人員的大量傷亡。第二節(jié)防塵措施防塵措施采煤工作面前、后刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭，工作面回風(fēng)順槽的轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭及順槽膠帶運(yùn)輸皮帶機(jī)頭，皮帶斜井井底煤倉(cāng)的放煤口。掘進(jìn)工作面迎頭，以及進(jìn)風(fēng)的主井和副井新鮮風(fēng)流中，礦井總回風(fēng)流和采煤工作面的進(jìn)回風(fēng)流都要敷設(shè)防塵、消防共用的供水管路系統(tǒng)，安裝轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧和凈化水幕，防塵管路每隔50米設(shè)一個(gè)三通閥門，實(shí)行噴霧灑水降塵和掘進(jìn)工作面的裝煤（巖）灑水。在采取噴霧灑水防塵措施的同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)積塵的定期檢查和清理，每周對(duì)井巷各點(diǎn)的粉塵清掃一次，并用巷道中的防塵管路三通支管，沖洗井幫巷壁。除了加強(qiáng)以水治塵和清除積塵措施外，所有井下作業(yè)人員，必須佩帶防塵口罩?；夭?、掘進(jìn)工作面除塵采煤工作面除塵在采煤工作面進(jìn)回風(fēng)流中各設(shè)一道四個(gè)噴頭的凈化水幕。采煤機(jī)內(nèi)外噴霧及架間噴霧裝置齊全，堅(jiān)持使用。刮板運(yùn)輸機(jī)頭，轉(zhuǎn)載機(jī)頭及皮帶運(yùn)輸機(jī)頭，都必須安裝噴霧裝置。工作面生產(chǎn)時(shí)，先噴霧再開機(jī)。掘進(jìn)工作面除塵(1)掘進(jìn)機(jī)噴霧裝置齊全可靠并堅(jiān)持使用(2)炮掘面利用防塵系統(tǒng)放炮后噴霧,裝煤(巖)灑水(3)堅(jiān)持使用水炮泥(4)使用側(cè)式供水電鉆，實(shí)行濕式打眼3、個(gè)體防塵個(gè)體防塵措施為個(gè)人配備普通防塵口罩，下井人員必須堅(jiān)持使用。煤層注水防塵設(shè)計(jì)依據(jù)所采煤層致密、堅(jiān)硬、性脆，煤層本身的含水性透水性較差，層理不明顯，節(jié)理、裂隙在井田內(nèi)發(fā)育不均勻，煤層本身含水率在25線--27線較大，27線--29線間逐漸降低。煤層的頂板為粉砂巖、泥巖、巖層含水和透水性差、泥巖本身為隔水層，但遇水后易軟化、變形。井田內(nèi)所采煤層為緩傾斜深部呈傾斜的厚及巨厚煤層，傾角16°--27°，淺部緩，深部增陡、煤層構(gòu)造呈團(tuán)塊狀，結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)單到較簡(jiǎn)單，含夾矸1--2層，均為泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，除9--15號(hào)煤層頂部夾矸較穩(wěn)定外其余都不穩(wěn)定，煤塵爆炸指數(shù)，4--5號(hào)為62.84%，7號(hào)為69.23%，9--15號(hào)煤層38.57%。井田開拓方式為斜井開拓，采煤方法為走向長(zhǎng)壁全部垮落式采煤法，回采工作面月產(chǎn)量3萬(wàn)噸，工作面月進(jìn)度16米。工作面采用U型通風(fēng)。進(jìn)回風(fēng)道采用半圓拱形29U型鋼支架支護(hù)。進(jìn)風(fēng)巷斷面12平方米，回風(fēng)巷斷面12平方米。井下消防灑水（給水）系統(tǒng)井下消防灑水（給水）系統(tǒng)，主管路分別從主井井筒和副井井筒進(jìn)入兩井井底——+925米水平副井車場(chǎng)——+925米水平石門——軌道下山上部車場(chǎng)——軌道下山——軌道下山各部車場(chǎng)及繞道——采煤工作面上下順槽和各掘進(jìn)工作面。煤層注水防塵注水方式煤層采用長(zhǎng)孔方式下向鉆孔注水注水參數(shù)的確定鉆孔直徑，選用鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑50MM鉆孔長(zhǎng)度L=L2-m=60-15=45m式中：L-------鉆孔長(zhǎng)度L2------工作面長(zhǎng)度m-------與透水性和鉆孔方向有關(guān)的系數(shù)取15m鉆孔間距鉆孔間距按煤的濕潤(rùn)半徑，暫定為15米，實(shí)際中可按注水區(qū)段煤層具體條件適當(dāng)調(diào)整。鉆孔角度鉆孔在工作面腰巷內(nèi)，距巷道底板2米處，沿煤層傾角16°--27°向下鉆進(jìn)。封孔深度按礦井不同采煤工作面煤層條件，在5—10mm內(nèi)調(diào)整。封孔方式采用封孔器封孔，按礦井裝備情況采用螺旋式封孔器封孔。注水系統(tǒng)選擇由于礦井煤層中硬煤層和軟煤層對(duì)煤層注水壓力的需要以及煤層開采深度的不同，煤層注水系統(tǒng)主要以靜壓注水為主，輔以動(dòng)壓注水，動(dòng)壓注水主要是在開采淺部硬煤分層和需要加快注水時(shí)間時(shí)才使用。注水的壓力、速度、單孔注水量及時(shí)間的確定。注水壓力采用低壓注水。開采深度已達(dá)170米以上，因此，利用地面水池進(jìn)行靜壓注水，注水壓力類別屬平壓注水。單孔注水量因本井田沒有煤層原有水分資料，所以單孔注水量按噸煤注水量資料選取。Q孔=LBMrq=60×15×3.2×1.29×0.025=92.8m3Q——單孔注水量m3L——工作面長(zhǎng)度m60mB——孔間距m15mM——采高（分層高度）m取3.2mr——煤的容量t/m31.29t/m3q——噸煤注水量0.025m3/t注水速度注水速度按一般情況選定一個(gè)平均值為0.015m3/m/h注水時(shí)間T=Q/V式中T——注水時(shí)間天Q——每孔注水量m3V——注水流量m3/hT=92.88/45×0.015=137h=5.7天6注水設(shè)備及儀表的選擇鉆孔設(shè)備按目前開采工作面布置，鉆孔設(shè)備配備巖石電鉆或TVX--75型鉆機(jī)即可，但考慮到礦井增產(chǎn)及工作面延長(zhǎng)的可能，煤層注水用鉆孔設(shè)備，需另增200型液壓坑道鉆機(jī)，包括鉆頭、鉆桿，才能滿足使用需要。封孔器具和設(shè)備封孔器，選用螺旋型封孔器封孔，其中使用8臺(tái)，備用2臺(tái)，共計(jì)10臺(tái)。封孔器型號(hào)MF—45/150給水設(shè)備注水利用靜壓時(shí)，由地面消防灑水水池供水，考慮部分硬煤注水和提高注水速度，另外配備動(dòng)壓注水水泵，為此選用三臺(tái)5D—2/150，型煤層注水泵。給水管路系統(tǒng)給水主干管道，采用φ219mm鋼管敷設(shè)，分支管路用鋼管φ108mm沿暗斜井敷設(shè)，至采掘工作面的支管用φ83mm鋼管。注水管用鋼管φ25mm連接。7、器材、儀器和儀表煤層注水用器材，儀器儀表配備見附表采空區(qū)注水防塵由于礦井設(shè)計(jì)采用放頂煤一次采全高開采,不考慮采空區(qū)注水的防塵措施。井下消防灑水（給水）水源:礦井消防、灑水水源取自于頭屯河淺部松散含水層的孔隙潛水，該水源由長(zhǎng)年流水的頭屯河水流補(bǔ)給，采用大口井形式取水。井徑6m，井深12m。水質(zhì)：頭屯河水質(zhì)為碳酸氫一鈣型水，是頭屯河沿岸及八鋼工業(yè)和民用水唯一水源，水質(zhì)符合優(yōu)質(zhì)的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。所以采用大口井從頭屯河潛水層取水，其水質(zhì)可完全滿足消防，灑水對(duì)水質(zhì)的要求。水量：（1）防塵用水水量計(jì)算Q=K(Q1+Q2+……..Q9)=1.15*(0.24+9.83+4.22+0.9+1.08+2.7+12+19.2+9.6)=68.74m3/h式中:1.15——水量備用系數(shù)0.24-----鑿巖用水量m39.83------凈化水幕用水量m34.22-----轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧用水量m30.9------高壓噴霧耗水量m31.08----沖洗井巷用水量m32.7------煤層注水用水量m312------阻化噴霧用水量m319.2------采煤機(jī)用水量m39.6---------掘進(jìn)機(jī)用水量m3（2）礦井消防用水量按規(guī)定計(jì)算為18立方米。礦井消防和灑水用水總量為68.74立方米。防爆措施一、防爆措施每7天定期對(duì)井巷中煤塵清掃一次，以減小粉塵積聚量。在清掃積塵的同時(shí)，利用井巷中防塵灑水管路上的三通接頭，連接50M膠管，沖洗井幫巷壁。堅(jiān)持使用進(jìn)風(fēng)流和總回風(fēng)流中的凈化水幕設(shè)施運(yùn)輸和采掘設(shè)備運(yùn)輸前，必須先打開噴霧器噴霧，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，必須先停機(jī)，然后再停水。加強(qiáng)對(duì)防塵灑水系統(tǒng)的維修，保證管路系統(tǒng)的暢通，水源充足和灑水、噴霧設(shè)施靈活完好，堅(jiān)持使用。嚴(yán)禁井下噴燈，焊接作業(yè)，嚴(yán)禁易燃物品入井，井下用過(guò)的棉紗布頭，廢油，必須裝入加蓋鐵桶升井處理，禁止在井下遺棄。切實(shí)加強(qiáng)瓦斯管理，防止因瓦斯爆炸而引起煤塵爆炸。二、井下電氣設(shè)備的使用和選擇非防爆電氣設(shè)備，不得入井；堅(jiān)持使用各類電氣設(shè)備的保護(hù)；正確地使用電氣設(shè)備，防止設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。非移動(dòng)采掘設(shè)備，嚴(yán)禁帶電搬遷。嚴(yán)禁在井下打開防爆設(shè)備防爆外殼，故障設(shè)備應(yīng)升井檢修。加強(qiáng)電氣設(shè)備的防爆檢查，井下電氣設(shè)備嚴(yán)禁失爆。7、根據(jù)以上開拓開采和瓦斯賦存及涌出條件，礦井防治瓦斯爆炸的措施主要有：防止瓦斯積聚的措施1、加強(qiáng)通風(fēng)，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠。通風(fēng)是本礦井稀釋瓦斯，煤塵的主要手段，各采掘工作面及硐室的通用地點(diǎn)，必須加強(qiáng)通風(fēng)，確保風(fēng)量的按需分配。2、嚴(yán)密封閉淺部采空區(qū)和巷道，杜絕上部老窯瓦斯向礦井的涌入。井田東翼943水平以上，井田西翼925水平以上，都有大量采空區(qū)遺留下來(lái)，其中積存有大量瓦斯，對(duì)和上述空區(qū)相通的通道，必須嚴(yán)密封閉，防止采空區(qū)有害氣體通過(guò)連接通道涌入礦井中，增加礦井的瓦斯涌出量。3、礦井留設(shè)的隔離煤柱必須安全可靠。嚴(yán)禁開采，保證煤柱對(duì)上部采空區(qū)的有效隔離。4、及時(shí)封閉采空區(qū)和老巷，并對(duì)封閉前后的圍巖周圍采用灌漿，凝膠等綜合手段預(yù)以密封以防采空區(qū)漏氣。5、及時(shí)有效地消除工作面上隅角，巷道冒頂區(qū)的瓦斯積聚，對(duì)上述地點(diǎn)可用導(dǎo)風(fēng)板，導(dǎo)風(fēng)筒等通風(fēng)方法排除或用充填法將高冒區(qū)處理，也可用局扇排除。6、嚴(yán)格掘進(jìn)通風(fēng)，局部通風(fēng)必須堅(jiān)持使用風(fēng)電閉鎖，堅(jiān)決杜絕無(wú)風(fēng)作業(yè)或微風(fēng)作業(yè)。7、加強(qiáng)瓦斯檢查，掌握瓦斯動(dòng)態(tài)礦井必須配備經(jīng)培訓(xùn)考試合格并取得合格證的瓦檢員對(duì)礦井進(jìn)行巡回檢查，檢查次數(shù)每班不少于2次，對(duì)瓦斯異常地點(diǎn)還要派專職瓦檢員定點(diǎn)專門檢查。以掌握礦井瓦斯的動(dòng)態(tài)變化情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。8、按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在采煤工作面，掘進(jìn)工作面配置瓦斯監(jiān)測(cè)探頭。采煤機(jī)，掘進(jìn)機(jī)，安裝機(jī)載傳感器，配備便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀，隨時(shí)檢測(cè)上述各點(diǎn)瓦斯變化情況。９、必須按照一翼生產(chǎn)，一翼準(zhǔn)備的方式組織生產(chǎn)，采煤、掘進(jìn)各自布置專門的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道，實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。１０、建立礦井瓦斯管理制度，具體細(xì)致地貫徹瓦斯管理的各項(xiàng)措施和制度。防止瓦斯引燃的措施消除外因火源措施１、加強(qiáng)井口檢身，嚴(yán)禁攜帶煙草及點(diǎn)火物品下井。２、非經(jīng)批準(zhǔn)，嚴(yán)禁井下及進(jìn)風(fēng)井口附近２０米內(nèi)的氣割，焊接和噴燈作業(yè)。３、井下用過(guò)的棉紗布頭、廢油等，必須裝入帶蓋的鐵桶運(yùn)到地面處理。嚴(yán)禁隨意在井下遺留。４、加強(qiáng)放炮及火工品管理，堅(jiān)持使用水炮泥，防止放炮引起瓦斯和煤塵爆炸。５、嚴(yán)禁穿化纖衣服的人員下井６、嚴(yán)禁使用非阻抗可延燃風(fēng)筒入井使用。防止風(fēng)筒因高速氣流摩擦引起靜電火花引燃瓦斯防止內(nèi)因火源引燃瓦斯1、及時(shí)清理浮煤，防止浮煤自燃。2、及時(shí)封閉廢巷，3、嚴(yán)格采空區(qū)進(jìn)、回風(fēng)側(cè)密閉檢查，防止采空區(qū)著火延至密閉處引燃瓦斯、煤塵。（三）防止電氣火花引燃瓦斯的措施1、嚴(yán)格設(shè)備管理制度，非防爆設(shè)備，嚴(yán)禁下井。2、正確使用各類電器設(shè)備，防止設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。3、堅(jiān)持使用各種設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)。4、故障設(shè)備檢修，嚴(yán)禁在井下打開其防爆外殼，需要打開防爆外殼時(shí)，必須升井檢修。5、嚴(yán)禁設(shè)備帶電搬遷6、所有電纜懸掛必須整齊，間距符合規(guī)定，并不受擠壓，沖撞的威脅，纜線要經(jīng)常檢查，防止出現(xiàn)失爆。（四）防止摩擦火花引起瓦斯事故的措施1、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)工作前，必須先給水后開機(jī)，工作結(jié)束時(shí)，先停機(jī)，后停水。2、在遇煤層硬巖夾矸時(shí)，或遇到結(jié)核難以正常切割時(shí)，按采取停機(jī)爆破松動(dòng)方法處理，嚴(yán)禁強(qiáng)行切割。3、鋼性設(shè)備滑移時(shí)，必須有控制的緩慢移動(dòng)，不得高速自溜或重部件互相沖擊的措施，以免產(chǎn)生摩擦火花或沖擊產(chǎn)生碰撞火花。4、鋼性支架，要輕拿輕放，防止隨便扔下時(shí)產(chǎn)生碰撞火花。隔爆措施一、隔爆設(shè)施為防止煤塵爆炸由局部擴(kuò)大為全礦性的災(zāi)難事故，按照已采取的防爆措施，本礦井采取隔爆水袋，取代巖粉棚和水棚，做為礦井的隔爆設(shè)施。二、隔爆水棚水棚的結(jié)構(gòu)和選型水袋采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理使用方便的隔爆水袋組成。水袋的計(jì)算和布置布置方式隔爆水袋全部采用集中布置方式布置。總水量G=gs=0.4×12.5=5m3式中，G——總水量m3g——單位巷道斷面需水量0.4m3/m2S——巷道平均最大斷面積m2單個(gè)水袋水量數(shù)G0采用80L水棚，每架掛4個(gè)，單架棚水量G0=0.32m3水袋架數(shù)n=G/G0=5/0.32=16(架)水棚區(qū)長(zhǎng)度L水袋按巷道中每?jī)筛吨Ъ芤慌飸覓煲话汩g距為1.5mL=n×c=16×1.5=24m式中:L——水袋區(qū)長(zhǎng)度mn——水袋架數(shù)個(gè)c——架間距按規(guī)定水棚區(qū)布置30米，總用水量為6.4立方米。對(duì)隔爆水袋架設(shè)的要求采煤工作面回風(fēng)巷，水棚設(shè)在距工作面50米至200米的直線巷道中。掘進(jìn)工作面設(shè)在巷道內(nèi)50~75米處的煤層