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[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-396-1
1矿井通风系统慨况
矿井通风系统类型属中央分列式,主通风机工作方式为抽出式。主平硐、主斜井、主暗斜井、副斜井四个井口进风,进风井在主井工业场地,进风水平标高为+330m;中风井是目前矿井回风井,回风水平标高为+500m;安装有两台BDKⅡ-8-№.22型对旋轴流式通风机,额定风量5240-5460 m3/min,额定工作压力1470-2568Pa。目前,通风机供风量已达到极限,不利于安全生产。
2矿井分区回风的必要性
(1)矿井现开采采区为+120水平。逐步开拓-100水平-311采区,通风路程增长,-311采区最大通风流程达12000m,同时随着开采深度增加,瓦斯涌出量相应增加及地温升高等因素,需风量也相应增大。
(2)随着机械化水平提高,综采综掘要求巷道断面增大;采煤工作面机尾巷必须实行全风压通风等,从而增加了矿井所需风量。
(3)根据《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)及煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收标准(AQ1055-2008)中的相关规定,及-100m延深工程审查报告要求,按高瓦斯矿井设计采取分区通风至-100m水平东翼投产时,矿井将过度到分区通风。
3矿井分区回风的可行性
金刚矿井为东西两翼开采,井田面积大,通风距离长,按照分区回风要求,需要重新选择场地布置工业广场和施工回风井筒。通过分析,利用现有工业场地,重新作风井与矿井回风平硐贯通,将矿井回风平硐与回风斜井分开,就能实现东西翼分区通风,回风斜井作西翼回风巷回风,矿井回风平硐作东翼回风巷回风。施工期间对井下安全生产无影响,因此,矿井通风系统改为分区回风是完全可行的。
4矿井通风系统优化设计方案
+500m水平中风井原机房处新建东翼回风井,新安装2台主要通风机,见图1。
(1)井巷工程,+500m东翼回风井布置在现有中风井工业场地内,距离+500中风井井硐36m的位置开口掘进巷道,长度150m。
(2)地面工程,由于该工业场地内已有一套风机系统,已设置有电控室和值班室,本次设计为减少管理人员,利用原有值班室,本次设计不增设值班室。
5矿井主要通风机选型
主要风机选型为东翼回风井,西翼回风井由现有通风机继续服务,不再选型。
5.1主通风机设备选型计算
矿井通风方式由原中央分列式通风改为东、西翼分区式通风。根据计算矿井东翼近期通风阻力为910.26Pa,所需风量为3887m3/min;矿井东翼远期通风阻力1537.28Pa,所需风量为4347m3/min。
经计算:东翼近期Q 1=65m3/s ,H1=910Pa;东翼远期Q 2=73m3/s, H2=1537Pa;通风机产生的负压,东翼近期H1=92.8mmH2O,东翼远期 H2=156.7mmH2O;通风机工作点,东翼近期R1=0.022(N・S2)/m ,东翼远期R2=0.029(N・S2)/m ;通风机工况点,东翼近期H1=92.8mmH2O,η=0.73风机叶片角为43°/35°,东翼远期H2=156.7mmH2O,η=0.75风机叶片角为52°/44°。
5.2选择通风机型号及台数
根据主扇性能曲线,选择通风机型号为BD-Ⅱ-8-№.20型轴流通风机2台,1台工作,1台备用。转速为740r/min,生产厂家为湘潭平安电气集团有限公司。
6结论
【关键词】立井;单水平;储量
1.地理位置、交通情况
潞安新疆煤化工(集团)有限责任公司一矿井田地处新疆维吾尔自治区哈密三道岭矿区中部,、属哈密市,位于东经92°40′02″-92°42′05″,北纬43°07′07″-43°08′17″。煤矿向北4.0km,有312国道,南13.5km处有兰新铁路,交通便利。
2.地形气候与水电概况
2.1地形及地貌
该井田位于巴尔库山南侧戈壁平原,地势平缓,北高南低,海拔为980~1150m,为戈壁丘陵准平原地形。没有湖泊和常年性河流,井田内除有浅且干枯的冲沟和风积丘岗外,都是平坦戈壁。
2.2气象及地震
矿区气候属大陆性气候,多风、干旱、少雨雪,最高气温40℃以上(7~8月),最低气温-23.4℃以下(元月),冻结期5个月(11~3月),冻结深度为0.7m,年平均降雨为26mm,蒸发量高达4269mm,最大积雪厚度为30mm;春秋两季多风,以东北风为主,最大风速为47m/s。
该区地震动峰加速度为0.1g,地震动反应谱特征周期为0.4s。
3.矿井地质特征
哈密三道岭煤矿矿区位于东天山褶皱带内的山间盆地的冲洪积扇前缘,北有巴尔库山,南为觉罗塔格山。三道岭煤田为中下侏罗系沉积煤田,受天山纬向构造带的影响,在第三系晚期经喜马拉雅运动改造,形成现煤田中部隆起被剥蚀,即现在的西山倾伏背斜,致使煤田呈现西部封闭,东部开放的“马蹄形”煤田格局,其次在煤田内发育有次一级北东~南西走向和近东西走向的断层,进一步切割了煤田的整体形态。
3.1构造
根据地质报告,一矿井田位于三道岭西山倾伏背斜的南翼,煤系地层总体为一向南倾的单斜构造,走向NE-SW,倾向ES,区内主要构造线的走向大致呈东西方向,区内中小构造较为发育。
3.2水文地质
一矿井田由于长期侵蚀切割,形成了南北宽缓之冲沟和狭长之平台。西部局部基岩,东部则为广阔的戈壁砂砾石所覆盖。区内缺少天然地表水体,潜流在地下,冲沟常年呈干涸状态,每年6~7月,山区融雪水汇流而下,但间短。
3.3地层
(1)第四系:基本为全区分布,厚度0~260m,以砂砾层为主,局部为砂质垆坶层,厚度最大处位于西山倾伏背斜的北翼,其他区域厚度较薄。
(2)第三系:基本为全区分布,厚度0~600m,以砖红色砂砾岩、泥岩和砂岩及过渡岩性为主,厚度最大处主要分布在煤田南部,其他区域厚度在100m左右,煤田西部直接出露地表成丘陵。
(3)侏罗系:基本全区分布,厚度在30~700m,以灰色、灰绿色、灰黑色的泥岩、砂岩为主,其中下侏罗系含煤6层。
(4)石炭二迭系:厚度不详,主要出露在天山内和西山倾伏背斜轴部。
4.煤的物理特性及工业用途
一矿井田可采煤层煤种确定的主要指标是可燃基挥发分产率和粘结性指数,井田内4#煤层其精煤可燃基挥发分在22.83%~33.00%,粘结指数为2,胶质层Y值为0。根据《中华人民共和国国家标准》(GB5751~86),4#煤种可划定为不粘煤(BN21),该矿井的主要可采煤层为低硫、低磷、低灰分、高发热量的动力煤和民用煤,煤的各项指标均可满足动力用煤和民用煤的需要。
经测定,为低瓦斯矿井,井田内各煤层有自燃发火倾向,属自燃煤层,发火期为3~6个月。煤尘具爆炸性。
5.井田境界
潞新一井田北部和东部以F2断层为界,东北角以4#煤层底板等高线+960为界,西部以XⅢ排勘探线为界,南部以4#煤层底板等高线+580为界。井田东西走向平均长4.0km,南北宽2.5km,面积约为10.0km2,开采深度由+960m至+580m标高。
5.1矿井工业储量
经地质勘探,煤层最大厚度11.2m,最小厚度8.9m,平均厚度10.1m,结构简单,厚而稳定,一般遵循着由西向东逐渐变薄、由北向南增厚的规律。该煤层内普遍含有1~2层含鲕状铁质结核、灰分达30%的薄分层,常以此特征作为本区对比标志,属稳定煤层。
根据钻孔布置,在矿井地质资源量中,60%探明的,30%控制的,10%推断的。根据煤层厚度和煤质,在探明的和控制的资源量中,70%的是经济的基础储量,30%的是边际经济的基础储量。
矿井工业储量可用下式计算:
Z=Z+Z+Z+Z+Zk (2.2)
Z=Z+Z+Z+Z+Zk=110.58Mt
5.2矿井的永久保护煤柱损失量
矿井设计资源储量按下式计算
Z=Z-P
式中:Z——矿井设计资源/储量;
P——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。
矿井设计可采储量:
Z=(Z-P2)C
Z=(110.58-15.278)=95.30 Mt
6.矿井工作制度
按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定,参考《关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明》,确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算,四六制作业(三班生产,一班检修),每日三班出煤,净提升时间为16小时
7.矿井设计生产能力及服务年限
7.1矿井设计生产能力
潞新矿井田储量丰富,煤煤层赋存稳定,顶底板条件好,厚度变化不大,开采条件较简单,技术装备先进,经济效益好,交通运输便利,市场需求量大,宜建大型矿井。
确定潞新一矿井设计生产能力为1.5Mt/a。
7.2矿井服务年限
井田的设计生产能力应与矿井的可采储量相适应,以保证矿井有足够的服务年限。
矿井服务年限的公式为:
T=Z/(A×K)
其中:T——矿井的服务年限,年;
Z——矿井的可采储量,95.30Mt
A——矿井的设计生产能力,150Mt/a;
K——矿井储量备用系数,取1.3。
则: T=95.30/(1.5×1.3)
=51.23(年)
8.井田开拓
8.1井筒形式、位置及数目
8.1.1井筒形式的确定
本矿井煤层倾角小,平均3°,为近水平煤层。地表平坦无起伏,且煤层埋藏较深,平硐开拓没有条件。表土层平均厚度665.14m,如果用斜井开拓不仅斜井过长,而且会造成运输距离和通风路线过长,经济上不合理。所以本设计采用立井开拓。表土层无强含水层,属稳定表土层,立井井筒表土段施工方法采用普通施工法。
8.1.2井筒位置的确定
由于本井田倾角平缓,厚度变化小,兰新铁路从井田东北贯穿而过。故把井筒置于井田中央,兰新铁路西侧
8.1.3井筒数目
为了满足井下煤炭的提升,需设置一主井,辅助提升及进风设置一副井。矿井瓦斯含量低,但煤层易自燃,且井田面积较大,所以采用中央分列式通风,共计3个井筒。
8.2主要开拓巷道
根据地质资料,本矿井4#煤属易自然发火煤层,自然发火倾向性为Ⅱ类,发火期3~6个月,煤层平均厚度10.1m。由于大巷服务年限长,若采用煤层大巷则维护困难,且煤层易自燃,一旦发火则全矿停产。综合考虑各种因素,确定开拓大巷均为岩层大巷。
9.结束语
选择矿井的开拓方法是煤矿生产中非常重要的一环,此研究可以为其他煤矿选择开拓方法提供示范,为以后的生产研究提供方向,在实际问题中妥善处理好地质,环境,储量问题。 [科]
【参考文献】
[1]杜计平,孟宪锐.采矿学.徐州:中国矿业大学出版社,2009.
[2]中华人民共和国建设部.煤炭工业矿井设计规范.中国计划出版社,2006.
[3]林再康,李希海.采矿专业毕业设计文件.徐州:中国矿业大学出版社,2008.
关键词:浅埋深煤层 “一通三防” 技术 应用
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(C)-0087-02
1 神东矿区概况
神东矿区煤系地层主要为中下侏罗系延安组地层(J1-2y),区内主要可采煤层包括1-2上、1-2、2-2上、2-2、3-1、4-2、4-3、5-2共7层煤。上层煤埋藏深度一般为50―150米,覆盖层主要为第四系更新统(Q3)一全新统(Q4)松散层和正常基岩;散层厚0―65米,与下覆岩层呈不整合接触。煤层你倾角0~10°,矿区可采煤层埋深最大的煤层平均埋深为230 m,1-2煤―5-2煤间距为170 m,平均地表以下70 m即可见到煤层。
神东矿区瞄准了世界采矿发达国家水平,创建安全高效矿井,走规模化发展的路子。在实现资源规模配置的基础上,采用现代化的开采手段,实现煤炭的规模生产。坚持“以快制胜,以变应变”的发展战略,突破传统煤矿设计理念和建设思想,应用快速建井的模式,在不到9年的时间里改建和新建了10个特大型矿井,通过挖潜改造,使2个矿井年产能力达到2000万t以上,5个矿井年产能力达到1000万t以上,建成了千万吨矿井群。生产规模化,是基于对煤炭赋存条件的科学认识和对煤炭发展方向的超前审视,也是基于对现代管理理念和科技手段的高度认知,是实现煤炭工业集约化生产的根本要求。在生产建设过程中,依靠科技进步,优化产业结构,系统地解决了阻碍矿区建设的一系列难题,依靠技术创新和管理创新,应用先进科技手段改造和提升传统煤炭生产工艺,积极探索煤炭企业走新型工业化道路的有效途径,集成国内外先进的采、掘、通风技术,建成了系统简单、装备精良、高产高效为基本特征的“一井一面”千万吨矿井群。矿区建设的主要技术模式是:斜硐、大分区、条带式布置及全煤大巷开拓技术、快速建井技术、大断面超长煤巷掘进技术、本质安全型矿井建设等核心技术。在认真审视国内煤炭行业系统、装备、工艺、体制和管理与先进国家的差距的同时,理性突破传统煤矿设计规范,跳出传统煤矿的设计思路,系统思考,整体推进创立了斜硐开拓新方式、实现了井田无盘区布置方式。
矿井先进模式的创新基石是浅埋深煤层开采过程中“一通三防”技术的应用和创新性发展,没有创新性的“一通三防”技术作为支撑,采矿工程的规模化发展是很难实现的,浅埋深煤层开采过程中“一通三防”技术的应用主要有以下特点。
2 建立了多巷道、大断面、低风压、大风量高效通风系统
制约煤矿产量增长的关键因素是矿井通风系统,国家瓦斯治理的十二字方针中提出的“以风定产”原则,充分体现了矿井通风与矿井产量的从属关系。要想把一个矿井的产能由300万t提高到1000万t以上,矿井通风必须改革,通风巷道的设计一定要创新,基于这一理念,神东形成了多巷道、大断面、低风压、大风量高效通风系统,高效通风系统设计观念创新,是解决煤矿产能增长的根本途径。
(1)高效通风系统设计观念创新:通风系统是一个由主要通风机、通风网络和通风设施多要素组成的复杂动态系统,其设计分为通风系统的选择、风机工况的优化、单项通风工程优化。开采浅埋深瓦斯矿井,通风系统必须实现风量大,保障产能和稀释瓦斯等有害气体对供风的需要,系统风压低,减少浅地表开采外部漏风,从系统上预防煤层自燃;系统可靠性高,抗灾能力强,在低风压状态下实现供风区风流的稳定性和矿井通风机的稳定性。扩大井下巷道断面,降低巷道阻力。扩大巷道断面和简化支护是一对矛盾,在确定了围岩自然平衡拱尺寸、锚杆支护参数、经过巷道围岩松动圈测定和矿压观测,计算围岩失稳冒落范围,结合多次现场试验,确定出矩形巷道断面积不超过19 m2是稳定的;增加进风井筒及巷道数量,降低进风系统阻力;多风井回风,降低矿井回风系统阻力。
(2)增加进风井筒及巷道数量,降低进风系统通风阻力,根据单一巷道通风与多条巷道并联通风(进风或回风)来确定平巷数量,其方法是:当单一巷道时,设其风阻为R1,当巷道数目增加一倍,而每条巷道的基本参数不变,则由于巷道数量的增加,使周长与面积增加一倍。即当两条巷道通风时,其风阻是相同条件下一条巷道通风时风阻的1/4,风阻和巷道数量的平方成反比。用多巷道通风对减少风压损失,改进通风效果,优点非常明显。但巷道数目越多,将增加矿井基建投资和建设工期,同时也增加了矿井的后期维护费用。但是在浅埋深煤层开采过程中,经过经济和技术比较,高产高效矿井增加一个副井井筒的一条辅助运输大巷;综采面两顺槽按双巷道形式布置满足超长工作面(工作面走向长300 m,倾斜长5000 m)长距离、大风量、低风压推进需要,其理念是超前的,具有高度创新性。
(3)多风井回风,降低回风井系统阻力。超长矿井工作面几何尺寸是一般矿井综采面的4~5倍,其回风巷道直接与矿井回风系统相连接。如果像矿井进风系统一样,通风距离延长了一倍,通风阻力成倍增加,削弱了进风系统的降阻结果,同时,矿井投资上承受不了,因此,充分利用浅埋深煤层开采的特点在每2~3个综采工作面回风侧的保安煤柱区设计一个通风立眼,成倍缩短了矿井回风系统侧的风流线路,达到降阻目的。
3 加强通风设施管理,优化矿井通风系统
矿区建设过程中,不断开展“一通三防”系统评估工作。加强通风基础管理、对通风系统进行评价、分析。在进行通风系统优化的同时,采用大断面、多通道方式布置巷道,降低矿井通风阻力;采用大功率、对旋式主要通风机,提高矿井通风能力;简化盘区布局,简化生产系统,减少角联通风;根据矿井延伸和采掘接替的变化,及时调整并不断简化、优化,减头减面,淘汰落后的采煤方法、工艺,做到系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定,使通风阻力和阻力分布比例等达到《煤矿井工开采通风技术条件》的规定;各采掘工作面、机电硐室实现独立通风;井工矿各水平、盘区、采掘工作面、硐室均达到了《煤矿安全规程》规定的通风设计。
完成了矿井通风阻力测定、主要通风机性能测定、矿井通风能力核定。提出了技术改造设计方案、大胆应用了以三维扭曲正交弯掠组合叶片技术为主的BDK系列高效节能环保的主要通风机,使风机性能特性与矿井风网特性相匹配。矿井通风系统优化工程的顺利实施,对高产高效矿井建设直到了关键性的作用。
4 瓦斯管理技术水平不断提高,预防瓦斯灾害发生
浅埋深煤层中瓦斯附着量比较小,瓦斯可通过地表裂隙等漏网通道通道释放到大气中。但是,也存在瓦斯含量较大的局部区域和高瓦斯矿井,按国家规定必须采取预抽的方法解决,综采面用通风方法不能解决瓦斯超限问题的工作面,为彻底解决瓦斯超限的发生,采用以下治理瓦斯超限措施。
(1)进行采空区瓦斯抽放,利用抽放瓦斯解决综采面及回风隅角瓦斯问题的工作面,抽放系统装备能力按照工作面回采期限内的最大瓦斯涌出量进行核定,并具备一定的富余系数。同时,加强综采面上下两顺槽三角区顶板管理,上下两顺槽采取退锚等措施进行处理,对防治瓦斯超限有积极的作用。
(2)浅埋深煤层中的高瓦斯矿井,进行本煤层瓦斯抽采,抽采率要达到AQ1026行业标准。瓦斯矿井按高瓦斯管理,除执行国家有关规定外,对通风能力大于生产能力1.3倍以上,通风系统合理。回风井不得兼作提升行人井。盘区及以上设专用回风巷,专用回风巷内不得布置、电器设备或作为行人通道。瓦斯矿井内的高瓦斯区,瓦斯涌出量达到应抽标准的,必须建立抽放系统进行抽放。采掘工作面执行上限配风,按瓦斯量(瓦斯涌出不均衡系数KCH4取值不小于1.4)和适宜风速计算,取其最大值。
(3)综采工作面回撤、安装期间,回撤面实现独立通风,生产工作面回风流不得串入回撤、安装工作面。在瓦斯管理困难时段,即工作面回撤、安装期间,施工通风设施时充分考虑回撤、安装时大型设备及特种车辆的通行需要,工作面回风绕道安设自动风门;高瓦斯矿井及瓦斯矿井高瓦斯区、低氧区的矿井综采面回撤时,必须从工作面回风侧向进风侧单向顺序回撤,并对矿井总回风的瓦斯浓度进行24 h集中连续监测,超限报警,能切断被监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁;形成了预测预报、防煤与瓦斯突出措施、效果检验和安全防护的“四位一体”综合防突出体系。同时,在辅回撤通道每两联巷间设置风门,利用风门控制回撤工作面风量。瓦斯矿井其他工作面如果采用双向回撤时,必须在新鲜风流中安设“双风机双电源”局部通风机,向回撤点供风。
(4)矿井定期对综采面及其周围区域瓦斯涌出量进行分析,根据分析结果采取增阻增压措施。实施瓦斯抽采的综采面,合理确定抽放半径,提高抽放效果,降低回风隅角瓦斯涌出量。综采面回风隅角要安装使用瓦斯稀释器,防止隅角有害气体积聚。综采面停产检修时,煤机要停放在工作面进风侧或靠工作面回风侧50架范围内。同时,综采面设置的各种传感器、断电仪等监控系统运行可靠、灵敏,瓦斯超限报警时,能切断工作面及其回风巷内全部非本质安全型设备电源。
5 加强采空区管理,提高回采率,减少遗煤,防治浅埋深煤层自然发火
针对矿区煤层浅埋藏、薄基岩、厚风积沙的开采条件、采掘面留顶煤、井上下漏风、自然发火严重的实际情况,建立了大断面、低负压、大风量矿井通风系统,坚持“快掘、快采、快撤、快闭、快注”原则,坚持少留顶煤、清理浮煤、撒布岩粉、井上下堵漏等综合防治措施,针对不同煤层自然属性,确定自燃标志性气体、自然发火期、研究出了自燃危险区域判断方法,建立自燃火灾早期预测预报体系,提出综合预防技术措施,完善防灭火手段。
(1)优化采煤方法,合理选择支架,加大采高,不留顶底煤或减小留设厚度,提高资源回采率,及时清理巷道、两隅角、架前、皮带下浮煤,防止煤炭遗留采空区,有效预防了采空区等的煤炭自燃。
(2)优化回采面通风系统,合理调配风量,在进风隅角设置风筒布材质的挡风帘、回风隅角设置风筒布材质的导风帘,均衡采空区风压,减小采空区漏风。在保证安全均衡稳产的前提下,在采空区遗煤升温前,加快工作面推进速度,将其甩入采空区窒息带。
(3)将采空区灌浆、注氮、喷洒阻化剂、撒布岩粉等措施落到实处,综采工作面实行随采随注进行注氮,工作面永久封闭后待采空区内氧气浓度降到5%以下时,停止注氮。
(4)及时进行地表堵漏工作,防止地表裂隙漏风,消除采空区遗煤自然发火隐患。定期对密闭进行检查,对受损的密闭及时进行喷浆等措施进行维护,防止漏风。
(5)不间断的进行气体监测,对防火墙、回风巷及其它可能发热的地点进行检测,充分利用束管连续监测和人工定期检测方法,特别是在季节和气温变化较大时,加强对工作面有害气体的检测,实时开展防火预测预报工作。增设注氮机,实施注氮工作。
(6)确定矿井自然发火“三带”分布情况,对煤层自然发火“三带”分布规律进行了研究;开展了近距离煤层群开采防火技术研究的阶段性工作;推广应用红外束管监测系统,束管监测距离较远的矿井装备红外束管监测系统,实现采空区连续监测。
6 建立健全防治粉尘机制,完善综合防尘管理具体办法
完成了矿区主要尘源点采样562个,测定全尘浓度、呼吸性粉尘浓度、分散度、SiO2含量、煤尘爆炸性指数等。通过主要尘源点的参数测试、分析、总结、评估,提出了矿区主要尘源点控制技术措施,完善了综合防尘管理实施办法,出台了粉尘内部管理标准和符合现场实际的管理制度。实施了矿井综采面、连采面、辅运大巷、胶运大巷、回风大巷粉尘治理工程。在岩巷、半煤岩巷掘进工作面试验“长压短抽“通风方式,使用矿用除尘风机除尘,有效解决了岩巷、半煤岩巷掘进巷道粉尘浓度超标问题。使用HBKO1/600型干式除尘系统,取得了良好效果,全尘降尘率达76.7%~83.5%。综采工作面积极推广架间自动化喷雾装置和回风防尘滤网,掘进面推广使用机组负压除尘装置,连采机除尘器除尘,主运输胶带机大巷转载点封闭底皮带降尘技术、触控式自动喷雾和底皮带振动式自动喷雾;采掘机组试用高压外喷雾、防尘剂,降低粉尘浓度,保护职工健康、杜绝煤尘事故起到了积极作用,粉尘浓度得到有效控制。为煤矿安全主产和保护矿工身体健康做出了较大贡献。
7 监测监控智能化,实现监控监控24 h自动监测
煤矿采掘工作面、硐室、回风大巷均按《规程》要求上齐了通风安全监测监控系统,提高了自动化程度和管理水平。同时实现了安全监控24 h实时在线监测,对监测到的瓦斯、一氧化碳等超限信息,风机开停异常等信息能够及时上传,实现报警自动断电。规范了安全监控系统数据传输接口。提高了安全监测联网数据的统一性、规范性、准确性和稳定性,及时消灭现场“一通三防”事故隐患,为确保矿井安全生产提供了有力保障。
随着煤矿开采强度的不断增大,矿井“一通三防”会存在很大隐患。在实际生产中严格按照要求强化通风系统的管理,要不断优化通风系统、降低通风阻力。此外,先进技术及设备的研发及应用也至关重要,为矿井“一通三防”工作提供技术支持,确保矿井开采安全。
参考文献
[1] 刘银志.长距离大断面掘进巷道的通风安全管理[J].中国煤炭,2003(11):19-20.
[2] 孟宪锐,李建民.现代放顶煤开采理论与实用技术[M].中国矿业大学出版社,2001.
第一部分 填空
1、《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》由国家安全生产监督管理总局令第()号通过。(58)
2、《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》已经2013年1月15日国家安全生产监督管理总局()审议通过,现予公布,自公布之日起施行。(局长办公会议)
3、必须()齐全,严禁无()或者()失效非法生产。(证照)
4、必须证照(),严禁无证照或者证照失效()生产。(齐全)(非法)
5、必须证照齐全,严禁无证照或者证照()非法生产。(失效)
6、必须在()区域正规开采,严禁超层越界或者巷道式采煤、空顶作业。(批准)
7、必须在批准区域正规开采,严禁()或者巷道式采煤、空顶作业。(超层越界)
8、必须在批准区域正规开采,严禁超层越界或者()、空顶作业。(巷道式采煤)
9、必须在批准区域正规开采,严禁超层越界或者巷道式采煤、()。(空顶作业)
10、必须确保()可靠,严禁无风、微风、循环风冒险作业。(通风系统)
11、必须确保通风系统可靠,严禁()、微风、循环风冒险作业。(无风)
12、必须确保通风系统可靠,严禁无风、()、循环风冒险作业。(微风)
13、必须确保通风系统可靠,严禁无风、微风、()冒险作业。(循环风)
14、必须确保通风系统可靠,严禁无风、微风、循环风()作业。(冒险)
15、必须做到()达标,防突措施到位,监控系统有效,瓦斯超限立即撤人,严禁违规作业。(瓦斯抽采)
16、必须做到瓦斯抽采达标,防突措施到位,()有效,瓦斯超限立即撤人,严禁违规作业。(监控系统)
17、必须做到瓦斯抽采达标,防突措施到位,监控系统有效,()立即撤人,严禁违规作业。(瓦斯超限)
18、必须做到瓦斯抽采达标,防突措施到位,监控系统有效,瓦斯超限立即撤人,严禁
()。(违规作业)
19、必须做到瓦斯抽采达标,()到位,监控系统有效,瓦斯超限立即撤人,严禁违规作业。(防突措施)
20、必须()井下探放水规定,严禁开采防隔水煤柱。(落实)
21、必须落实井下()规定,严禁开采防隔水煤柱。(探放水)
22、必须落实井下探放水规定,严禁开采()煤柱。(防隔水)
23、必须落实井下探放水(),严禁开采防隔水煤柱。(规定)
24、必须()井下机电和所有提升设备完好,严禁非阻燃、非防爆设备违规入井。(保证)
25、必须保证井下()和所有提升设备完好,严禁非阻燃、非防爆设备违规入井。(机电)
26、必须保证井下机电和所有()完好,严禁非阻燃、非防爆设备违规入井。(提升设备)
27、必须保证井下机电和所有提升设备(),严禁非阻燃、非防爆设备违规入井。(完好)
28、必须保证井下机电和所有提升设备完好,严禁()、非防爆设备违规入井。(非阻燃)
29、必须保证井下机电和所有提升设备完好,严禁非阻燃、()设备违规入井。(非防爆)
30、必须坚持()下井带班,确保员工培训合格、持证上岗,严禁违章指挥。(矿领导)
31、必须坚持矿领导(),确保员工培训合格、持证上岗,严禁违章指挥。(下井带班)
32、必须坚持矿领导下井带班,确保员工()、持证上岗,严禁违章指挥。(培训合格)
33、必须坚持矿领导下井带班,确保员工培训合格、(),严禁违章指挥。(持证上岗)
34、必须坚持矿领导下井带班,确保员工培训合格、持证上岗,严禁()。(违章指挥)
35、采煤工作面必须在采区构成完整的()系统后,方可回采。(通风、排水)
第二部分 简答
1、为什么要制定《七条规定》?
一是为了保护矿工生命安全。
二是为了使煤矿安全生产主体责任得到真正落实。
三是为了实现煤矿安全生产状况根本好转的目标。
2、《七条规定》的所指的矿长是谁?
《七条规定》中所指的矿长,包括生产煤矿矿长,各类煤矿建设项目的主要负责人,煤矿企业法定代表人、董事长、总经理,小煤矿实际控制人等。
3、《七条规定》主要特点是什么:
一是以人为本,宗旨鲜明。
二是依法依规,言之有据。
三是突出重点,切中要害。
四是简明扼要,耳熟能详。
4、煤矿证照齐全是指依法取得哪些证?
证照齐全是煤矿依法依规生产建设的前提条件和准入门槛。煤矿证照齐全是指依法取得采矿许可证、安全生产许可证、煤炭生产许可证、营业执照、矿长资格证和矿长安全资格证等六证。
5、何谓证照失效?
每个证照都有一定时效性,超出证载批准的期限,都属证照失效,也不得组织生产,否则也属于非法生产。
6、超层越界是指什么? 有几种情形?
在煤矿《采矿许可证》划定的煤层之外或者区域之外开采,具体有下列几种情形:(一) 国土资源部门认定为超层越界的;(二) 超出采矿许可证规定开采煤层层位进行开采的;(三) 超出采矿许可证载明的坐标控制范围开采的;(四) 擅自开采保安煤柱的等。
7、通风系统可靠是指什么?
通风系统可靠是指矿井通风系统符合设计规范要求,无角联通风等不合理巷道; 矿井通风风流稳定,风量满足生产需求,风速不超限,气体浓度等符合要求; 通风设施控风可靠,强度满足要求; 通风设备性能合格,管理严格。其基本要求可概括为系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。
8、煤矿瓦斯综合治理工作体系是什么?
“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”
9、瓦斯治理方针是什么?
先抽后采、监测监控、以风定产
10、如何做到监控系统有效?
指煤矿监控系统的设置、配备、使用及管理符合《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的各项规定; 专业人员培训到位并能够正确使用、维护监控系统; 监控系统能够不间断地运行,真实反映煤矿现场情况,准确报警、断电; 煤矿应急管理体系完善,能够根据监控系统及时作出正确的应急反应,做到装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。
11、煤矿企业和矿井防治水工作应配备的“三专”是指什么?
即专业人员、专职队伍、专用探放水设备。
12、三项岗位人员是指什么?
主要负责人、安全管理人员和特种作业人员。
第三部分 论述题
一、与“必须证照齐全,严禁无证或证照失效非法生产”相关的隐患有哪些?
1. 矿井主要负责人发生变更,未及时变更矿井相应证照,部分矿井新任命的矿长未获取矿长资格证及矿长安全资格证。
2. 部分矿井在检查时存在提供虚假资料或临时篡改资料的情况。
二、与“必须在批准区域正规开采,严禁超层越界或者巷道式采煤、空顶作业”相关隐患有哪些?
1. 采煤工作面使用单体液压支柱放顶煤工艺。
2. 回采工作面回风巷倾角在25度以上的人行道的上口没有设置防止人员坠落的设施。
3. 不按作业规程要求进行支护和顶板管理。
4. 使用不符合规定的支护:木支护、各种支护混用。
5. 采煤工作面抽采达标评判报告不符合要求,且没有经过矿井和集团公司审批,该工作面已进行回采。
6. 《采煤工作面作业规程》和《采煤工作面防冲专项设计》要求采煤工作面下巷打注水钻孔150米,实际打注水钻孔60米。
7. 回采工作面情况发生变化,没有及时修改作业规程或补充安全措施。
8. 巷道贯通时未按要求停止一头掘进。
9. 《采煤工作面作业规程》的复查补充措施没有对临时避难硐室的装备进行明确。
10. 《采煤工作面作业规程》未按要求复审。
11. 矿井停产、检修和限产时没有制定专门的安全管理措施。
12. 采、掘工作面布置数量违反规程规定。
13. 采掘面在生产前未编制瓦斯抽采达标评判报告。
14. 采区工程设计未经集团公司批复擅自施工。
三、与“必须确保通风系统可靠,严禁无风、微风、循环风冒险作业”相关隐患有哪些?
1. 矿井外部漏风率超过规定要求。
2. 未按规定进行反风演习。
3. 违反规定串联通风。
4. 未按规定进行通风阻力测定。
5. 局部通风不合格:风机安设位置不当、未实现三专供电、无备用风机、风筒不合格。
6. 通风系统不完善、不可靠,
通风设施构筑质量不合格、风门不
连锁。
7. 采掘作业地点风量不足:未
制定配备计划,未按作业规程要求
进行配风。
8. 测风地点不全。
9. 通风设施管理台账没有密
闭设施内容。
10. 未严格执行瓦斯检查制度:
瓦斯检查地点设置不全、未制定瓦斯检查计划、领导未按规定审阅记录.
11. 各种通风瓦斯报表、井下牌板记录不全。
12. 突出矿井采掘头面未按规定配备专职瓦斯监检查工随时检查瓦斯。
13. 甲烷传感器安设位置不正确。
14. 传感器未定期进行检验调校。
15. 风电闭锁、瓦斯电闭锁不合格,故障断电等功能不全。
16. 地面瓦斯抽放泵站参数集中观测系统显示的数据与实测不符。
17. 掘进工作面新安装的局部通风机未在监控系统上显示。
18. 监控系统报警断电记录内容不全。
19. 使用带式输送机的地点未按规定安设CO 传感器。
20. 矿井未及时修编瓦斯地质图。
四、与“必须做到瓦斯抽采达标,防突措施到位,监控系统有效,瓦斯超限立即撤人,严禁违规作业”相关隐患有哪些?
1. 查矿井《瓦斯抽采达标评价报告》发现区域内部分防突措施钻孔未打到设计深度,部分没有原因分析。
2. 采区防突专项设计中钻机、钻具设备项内容没有钻头直径参数。
3. 《煤层突出危险性预测检验研究报告》没有鉴定单位的盖章。
4. 地面瓦斯抽放泵站无备用泵。
5. 掘进工作面未编制区域消突评价报告,未完全采取四位一体综合防突措施。
6. 矿井未建立瓦斯抽放达标评价体系。
7. 矿井未及时修编瓦斯地质图。
8. 矿井在编制月度生产建设计划时未一同编制月度防突措施计划。
9. 突出矿井《采面作业规程》对远距离放炮躲炮距离规定为50米,不符合《防突规定》。
10. 瓦斯日报表无井下充电硐室氢气测定记录。
五、与“必须落实井下探放水规定,严禁开采防隔水煤柱”相关隐患有哪些?
1. 矿井充水性图内容不齐全,发生变化后未及时更新,或无周边小煤窑充水性资料。
2. 矿井遇突水点时没有详细观测记录突水的岩层厚度、围岩破坏情况,没有测定含砂量。
3. 矿井水文地质类型划分不正确。
4. 《工作面采前防治水安全评价报告》中未未对底板隔水层厚度按照突水系数进行评价。
5. 未按照《煤矿防治水规定》要求施工探水钻孔。
6. 《探放水设计》中止水套管长度规定为5m ,违反《煤矿防治水规定》第九十八条岩层中探水钻孔止水套管长度大于5m 的规定。
7. 《工作面采前防治水安全评价报告》中未未对底板隔水层厚度按照突水系数进行评价。
8. 水文地质条件复杂、极复杂的矿井,未按规定在井底车场周围设置防水闸门,或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。
9. 矿井未按规定每半年修订一次防治水基础台账(共计十五项) 。
10. 矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图编制不全。
11. 防治水中长期规划、年度计划:未编制、内容不完善。
12. 水文地质预测预报:未按规定执行、未查明采空区情况、不规范。
13. 未按规定进行探放水,探放水设计不合格、记录不规范、未按设计和措施进行探放水。
14. 未配备防治水专业技术人员、未建立防治水专业队伍。
15. 矿井采掘工作面水文地质情况分析报告和水害防范措施未单独编制,内容简单。
16. 掘进工作面出水点无水文观测牌版。
17. 掘进工作面水文地质情况分析报告未经矿总工程师组织有关单位审查并批准进行施工。
18. 矿井制定的水害防治岗位责任制内容不全;
六、与“必须保证井下机电和所有提升设备完好,严禁非阻燃、非防爆设备违规入井”相关隐患有哪些?
1. 在用设备管理不到位,部分设备未进行编号管理或设备管理标识牌丢失,设备铭牌丢失后,无法与台帐对应。
2. 安全标志台帐不规范,存在登记的设备型号、安标证号等与实物不符、大型设备配套安全标志部件未建帐等情况。
3. 矿井主要设备(主通风机、主排水泵、压风机、主提升绞车、架空乘人装置) 未按规定定期进行检测检验取得运行许可证或者过期。
4. 未按规定对机电设备及其防护装置进行检测检验试验、维修并建立技术档案。
5. 主接地极、局部接地极不合格。
6. 主要设备单回路供电:主排水泵、空压机、地面瓦斯抽放泵站。
7. 井下使用淘汰目录中的PZC-5I 型喷浆机。
8. 带式输送机各种安全保护装置不全或安设位置不当。
9. 高瓦斯、突出矿井及直径1.8m 以下的主要通风机未按规定每年进行一次检测检验。
10. 综采工作面刮板输送机发出停止和启动信号点的间距超过15米。
11. 永久避险硐室设备电源、高压气瓶没有测试记录。
12. 井下中央变电所的高压开关未做漏电试验。
13. 井下中央变电所的高压开关检修、调整时未严格执行工作票制度。
14. 空压机出风口管路上未安装释压阀、止回阀。
15. 提升人员用绞车滚筒上缠绕3层钢丝绳,不符合规定。
16. 矿井提升人员副井钢丝绳连接装置未按规定探伤。
17. 紧急避险系统整体设计方案、验收报告未报驻地煤监机构备案。
18. 建设矿井安装的安全设施设备与《安全专篇》中设计不一致。
七、与“必须坚持矿领导下井带班,确保员工培训合格、持证上岗,严禁违章指挥”相关隐患有哪些?
1. 三项岗位人员(煤矿企业主要负责人、安全生产管理人员和特种作业人员) 、一般从业人员无证上岗。
2. 矿井主要负责人和职业卫生管理人员未接受职业卫生培训.
3. 矿井未进行职业病危害因素检测。
4. 矿井未将职业健康检查结果以书面形式告知劳动者。
5. 未按规定入井带班,带班记录不完善、档案管理不合格。
八、企业取得安全生产许可证,应当具备下列安全生产哪些条件?
1、建立、健全安全生产责任制,制定完备的安全生产规章制度和操作规程;2、安全投入符合安全生产要求;
3、设置安全生产管理机构,配备专职安全生产管理人员;
4、主要负责人和安全生产管理人员经考核合格;
5、特种作业人员经有关业务主管部门考核合格,取得特种作业操作资格证书;
6、从业人员经安全生产教育和培训合格;
7、依法参加工伤保险,为从业人员缴纳保险费;
8、厂房、作业场所和安全设施、设备、工艺符合有关安全生产法律、法规、标准和规程的要求;
9、有职业危害防治措施,并为从业人员配备符合国家标准或者行业标准的劳动防护用品;
10、依法进行安全评价;
11、有重大危险源检测、评估、监控措施和应急预案;
12、有生产安全事故应急救援预案、应急救援组织或者应急救援人员,配备必要的应急救援器材、设备;
13、法律、法规规定的其他条件。
九、" 瓦斯超限作业" ,是指有哪些情形?
(一) 瓦斯检查员配备数量不足的;
(三) 井下瓦斯超限后不采取措施继续作业的
(二) 不按规定检查瓦斯,存在漏检、假检的;
十、" 通风系统不完善、不可靠" 是指哪些情形?
(一) 矿井总风量不足的;
(二) 主井、回风井同时出煤的;
(三) 没有备用主要通风机或者两台主要通风机能力不匹配的;
(四) 违反规定串联
通风的;
(五) 没有按正规设计形成通风
系统的;
(六) 采掘工作面等主要用风地
点风量不足的;
(七) 采区进(回) 风巷未贯穿
整个采区,或者虽贯穿整个采区但
一段进风、一段回风的;
(八) 风门、风桥、密闭等通风
设施构筑质量不符合标准、设置不能满足通风安全需要的;
(九) 煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面未装备甲烷风电闭锁装置或者甲烷断电 仪和风电闭锁装置的。
十一、" 超层越界开采" ,是指哪些情形?
(一) 国土资源部门认定为超层越界的;
(二) 超出采矿许可证规定开采煤层层位进行开采的;
(三) 超出采矿许可证载明的坐标控制范围开采的;
(四) 擅自开采保安煤柱的。
十二、" 使用明令禁止使用或者淘汰的设备、工艺" ,是指哪些情形?
(一) 被列入国家应予淘汰的煤矿机电设备和工艺目录的产品或工艺,超过规定期限仍在使用的;
(二) 突出矿井在2006年1月6日之前未采取安全措施使用架线式电机车或者在此之后仍继续使用架线式电机车的;
(三) 矿井提升人员的绞车、钢丝绳、提升容器、斜井人车等未取得煤矿矿用产品安全标志,未按规定进行定期检验的;
(四) 使用非阻燃皮带、非阻燃电缆,采区内电气设备未取得煤矿矿用产品安全标志的;
(五) 未按矿井瓦斯等级选用相应的煤矿许用炸药和雷管、未使用专用发爆器的;
关键词:防爆柴油机车; 矿井通风; 煤矿安全;尾气
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2014)02018501
1防爆柴油车的使用现状
随着我国煤矿机械化水平的发展,防爆柴油机车在煤矿井下使用越来越广泛。
从早期在硐室中使用的柴油动力装置,到现在的辅助运输防爆柴油机车,其发展速度很快,种类繁多。目前煤矿井下使用的无轨防爆柴油机车主要有防爆生产指挥车、防爆胶轮运人车、防爆无轨胶轮材料车、多功能铲运车、多功能吊车、支架搬运车、防爆皮卡、防爆中性货车、防爆洒水车、炸药运送车、LG80铲车等。随着防爆柴油车种类和数量的增多,导致矿井使用的防爆柴油机总功率空前膨胀,部分矿井已达到上万千瓦,这是以前的矿井通风设计不能预计的状况,因此对矿井通风与安全产生了极大的挑战。
2防爆柴油机车运输的优缺点
2.1材料运输
通过小坡度斜井或者平硐可以实现地面装车,直接运送到井下使用地点,减少了中间的转装环节,节约了时间和劳动量。同时材料车运输独立性强,调度方便,运输灵活,减少了辅助运输中间的冲突问题,可以多个地点交叉并行运输。此方面的特点也是矿井大量使用这种运输方式的一个主要原因。
2.2人员运输
工作人员从以前的下井步行到工作面变成了现在的由地面直接坐车到工作面,给矿井工作人员带来了巨大的方便,极大的降低了工作人员的无用功输出,降低了工人的劳动强度,缩短了上、下井时间,使工人把更多的精力投入到煤矿的安全生产中。
2.3工作面搬家
新型搬运设备的使用,采煤工作面搬家的效率大大提高,为矿井的采煤工作面接续赢得了时间,提高了矿井总效率。
2.4回收边角煤
铲、装、运车辆的使用,使得回收边角煤变得更加灵活,既提高了边角煤的回收率,又减少了边角煤回采对正常回采工作的影响。
以上四个方面是防爆柴油车使用带来的巨大优势,但是这种运输方式的使用也带来以下几个方面的缺点。
(1)大量尾气的排放导致矿井空气质量下降,有害气体超标;
(2)大量车辆在井下有限空间运行,易产生运输交通事故;
(4)车辆尾气流入工作面,对作业人员身体健康造成危害;
(5)车辆碾压洒落煤炭,扬起煤尘,机车防爆性能失效时,有引起煤尘爆炸的危险。
3对矿井通风安全的影响分析
防爆柴油机车的大量使用,给矿井运输带来方便的同时,也对矿井通风安全带来了多方面的危害。
3.1尾气中有害气体的危害
防爆柴油机车排出的尾气中主要含有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、碳氢化物等有害气体,其不同工况下的含量如下表1所示。尾气中CO成分会导致矿井空气中的CO含量超标,这种情况将带来两个方面的危害,其一是CO和人体的血红蛋白结合,降低血液的输氧能力,造成工作人员身体不适,甚至CO中毒和窒息。其次,CO是矿井自然发火预测的指标气体,尾气中CO会影响自然发火预测的准确性。氮氧化物中的NO2是井下毒性最强的有害气体,NO2遇水后形成硝酸,对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用,严重时可以引起肺水肿等疾病。这也是柴油车运输的矿井工人上班后眼睛发红,喉咙不舒服症状的主要原因。碳氢化物中包含多种烃类化合物,进入人体后会使人体产生慢性中毒,有些化合物会直接刺激人的眼、鼻粘膜,使其功能减弱。
3.2尾气中悬浮颗粒物的危害
柴油车尾气中还含有大量的碳烟颗粒,该颗粒物是柴油燃烧的产物,同时因为柴油燃烧产生碳烟颗粒含量远远大于汽油,所以井下的柴油车尾气排放碳烟颗粒的问题就更为突出。大量碳烟颗粒排入井下空气中给矿井通风安全带来两个方面的问题,一是增加了矿井通风的排尘量,排尘效果差将引起巷道能见度降低,造成安全生产事故。该问题在一些大断面低风速的巷道尤为突出,除了影响矿井空气质量还影响到运输的安全性。其二是碳烟粘附有SO2及致癌物苯并芘等有机化合物和臭气,对人的危害很大。一般来说2~10μm的碳烟吸入气管后可排出体外,对身体影响不大。2μm以下的炭烟吸入肺部后,会导致慢性病、肺气肿、皮肤病和变态性疾病。
颗粒越小,在空气中悬浮的时间越长,柴油机车排出的颗粒以质量计90%以上小于1μm。矿井巷道中风速低,颗粒物在井下停留的时间长,人接触和吸入的量大,危害越大。
3.3尾气余热的影响
随着柴油机车尾气排出的还有大量的热量,这些热量随着风流被带作业地点,使得作业地点的总热量增加,这将增加风流排热总量,增加了通风的总排热负担。
3.4需风量过大的危害
由于近年来部分矿井的柴油机车使用功率已达到了上万千瓦,按照煤矿设计规范,井下用柴油机车供风标准为第一台车按5.4m3/kw·min,第二台车按照第一台的75%进行配风,三台及三台以上的按照第一台标准的50%进行配风。忽略前两台的问题,都按照50%计算,功率上万千瓦的矿井风量也要达到27000m3/min以上,考虑到车辆的使用频率,再将这个风量值降低1/3,认为车辆使用最大量时排出尾气的需风量为18000m3/min,这个值已经大于该矿井其他形式计算风量的最大值及现有的供风值。
该运行状况的后果主要表现在两个方面,一是矿井在用车高峰期就会出现CO等有害气体超标的问题以及局部大断面低风速地点排烟效果差,能见度低等问题。另一方面,矿井风量增加过大后,矿井总阻力将明显增加,造成通风耗能大大地增加,增加了矿井的通风成本;风量过大,也将带来风速超限的问题,造成粉尘的二次飞扬,不利于防尘工作;风量过大还会引起漏风增加,增加自然发火的危险性。
3.5车辆失爆危害
防爆柴油机车在运行过程中,如果缺乏维护或者维护不当都有可能造成车辆防爆性不可靠,造成瓦斯及煤层爆炸的危险性。
4防爆柴油机车尾气危害的防治措施
为了保证矿井辅助运输正常进行,降低尾气的危害,可从以下几个方面提出对策措施。
(1)在组织管理中合理安排调度辅助运输的时间,避免井下车辆在短时间内过度集中,考虑错峰运输,尽量减少矿井最大用车量或最大用车功率。
(2)车辆保养维修要及时,发现尾气不达标的车辆及时维修,不让车辆带病工作,降低尾气的污染物排放量。
(3)严格控制超载现象,防止因超载引起的尾气排放超标。
(4)选择尾气排放标准较高的车辆,比如达到“国4”标准的车辆优先选用。
(5)合理控制井下车辆数量,减少一些不必要的车辆下井频率。
(6)进行车辆尾气净化技术,降低尾气中有害成分的含量。
(7)合理计算需风量,保证排出尾气需风量的同时不使矿井风量过大。
(8)合理布置通风系统,使有害气体含量较高的尾气直接排入回风巷,减小对作业人员危害的程度。
(9)增加个体防护用品的功能,使其满足尾气防治的功能。
(10)对工人定期体检,发现相关疾病尽快治疗或者调换岗位,降低尾气对人员的危害。
参考文献
[1] 王永安,李永怀.矿井通风[M].北京:煤炭工业出版社,2007.
[2] 张荣立,何国维,李铎.采矿设计手册[M].北京:煤炭工业出版社,2003.
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关键词:采矿工程;毕业设计;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)02-0050-02
毕业设计是采矿工程专业最后一个本科实践教学环节,旨在巩固学生本科阶段的所学知识,对井巷工程、采矿学、工程制图、通风与安全工程学、矿山机械、矿山经济学等知识进行综合应用,对矿井设计形成一个系统工程,培养学生的运算、逻辑推理、工程制图、科技论文撰写与科研创新能力,为采矿工程本科就业提供可靠保障,并为煤矿企业输送合格专业技术人员奠定坚实基础[1]。然而,随着煤炭不断高强度开采,越来越多的生产矿井正在步入“深部开采”行列,对于采矿新技术的要求越来越高,科学的设计方法与技术的发展迫在眉睫,所以,作为教学的最后一个环节――毕业设计的发展,对于采矿工程专业的发展尤为重要。传统的毕业设计是对实际生产矿井的地质资料进行修改后,根据设计大纲的要求进行新建矿井设计,共需完成《井田开拓方式平面图》、《井田开拓方式剖面图》、《采区平面图》、《采区剖面图》与《工作面布置图》,共5张二维平面设计图纸,设计工作量较大,且传统设计存在诸多不足,难以实现采矿工程专业的发展需求。这种传统设计理念已经无法满足“安全高效”现代化矿井的建设需求。因此,对现有的毕业设计形式、设计内容与成绩评定方法进行分析研究,提出有针对性的毕业设计改革方案,对于采矿工程专业本科教学环节,培养学生的分析与创新能力,拓展学生的知识结构,提高学生的竞争能力,具有重要的现实意义[2]。
一、毕业设计中存在的问题
(一)图形结构形式单一
采矿工程专业毕业设计的主要任务是完成矿井的初步设计,包括设计说明书、配套图纸等内容;其中主要包括矿井的生产能力及服务年限的确定、井田开拓、井底车场的设计、采区巷道布置及回采工艺、矿井通风与安全等;井田开拓方式平面图、井田开拓方式剖面图、采区平面图、采区剖面图与工作面布置图,共5张二维平面设计图纸,图形结构形式单一,二维图形能够充分表现出巷道的长度与断面尺寸,而在刻画巷道间的系统关系时,只能通过标注在巷道上的标高来完成,缺乏直观性,学生往往对二维图形“不感冒”,设计的兴趣不大。
(二)设计成果应用效果不好
采矿工程专业毕业设计最终提交设计说明书以及相关配套图纸,成果提交后对设计进行审核与答辩并归档。毕业设计成果中的一小部分会应用在本科教学中,例如,在采矿CAD绘图、采矿学、井巷工程与通风与安全工程学等课程的本科教学环节中,所应用的内容多为一些二维平面图形,在应用这些图形进行教学时,需要对其进行人为的“三维”化处理,费时费力,教师也很少对这些图形进行更新,由于学生的本体差异,对图形的领会程度不一,总之,毕业设计成果应用受到很大程度的制约[3]。
(三)设计呆板,缺少合作创新意识
学生每个人独立完成一份设计,相互间没有合作的关系存在,这就导致学生设计机械化,比较呆板,设计内容层次较低,总体完成质量不高,没有从真正意义上使每名学生都能够从毕业设计中得到真正的实践学习和团队合作意识。
(四)毕业设计成绩综合评价能力不足
传统毕业设计成绩评定方法,主要由指导教师审核评阅后,给出评阅成绩,然后进行答辩。毕业设计成绩由以下几部分组成:学生的工作态度、专业知识、基本技能和独立思考与工作能力综合成绩;毕业设计图纸与说明书完成质量综合成绩;毕业答辩成绩综合成绩;专题论文的质量及应用程度综合成绩。最终形成五级分制,即优、良、中、及格、不及格。由于毕业设计人数较多,指导教师偏少等诸多问题的影响,采用该方法对学生毕业设计进行综合评定时,设计指导组间教师知识的互补性难以得到实现,由于答辩采用分组方式进行,答辩中难以实现统一评定标准。
二、本科毕业设计教学改革探讨
(一)加强引导,激发学生对采矿工程专业的主观能动性
在大一入学时开设专业导论课程,在专业导论课程教学中主要以认识矿山、认识采矿专业、了解现代化矿井、了解大型设备、了解煤炭企业文化,引入二维图形与三维图形进行专业兴趣培养,以二维图形的“复杂性”调动学生的学习热情,以三维图形刻画实际生产矿井巷道关系的“直观性”加强对学生的兴趣培养。
(二)对设计内容进行调整,培养团队合作意识
在开展毕业设计前期,可针对学生的签约单位进行设计题目分配。以往的毕业设计是根据实际生产矿井的地质资料进行修改与模拟,以完成新建矿井的初步设计。然而,学生毕业后大多以“采区设计”为主,很难涉及新建矿井设计,对于采区设计的诸多细节,由于时间原因很难全面涉及。因此,可以对设计内容进行调整,对相同或相近地质资料进行同组分配,
(三)加强中间环节的培养,强化答辩管理
在毕业设计分阶段指导过程中,结合二维平面图形与三维立体图形进行综合对比分析与讲解,学生理解透彻,教师在指导过程中省时省力,且对学生整体把握设计具有较好的应用效果。学生可以做到“面向对象”设计,而不是以往的“程序化”设计[4]。
以往毕业设计成绩评定,主要包括设计内容、设计图纸评定(二维平面)、设计说明书、出勤和设计态度评定等内容,该种评定方法往往存在以下问题:学生设计内容相似度较高;对于巷道的层位关系把握不准,导致工程绘图不科学,且欠美观;由于学生专业知识掌握不同,教师在指导设计过程中重复工作量较大;由于学生的本体差异,对于问题的理解存在误差,导致原则性的问题过多。
毕业答辩时,结合二维图形与三维图形进行答辩,能够做到既有针对性,又有实效性。让学生以讲座的形式,把整个设计的设计思路、设计成果体现出来,完成毕业答辩的同时,又给学生留下最难忘的一次课。设计成绩评定体系中引入三维图形的评定,做到有约束的同时,又能充分调动学生的积极性。
(四)建立“三维图形库”,充分应用毕业设计成果
由于毕业设计内容的“稳定”,工程图纸未能较好地应用到教学中,无法对资源进行共享。在《煤矿地质学》中要求学生掌握“矿图”知识,例如,如何绘制剖面,如何确定立井工业场地压煤、断层对于采矿的影响,煤层赋存条件的改变对于采煤方法的影响等,无非是学生对于二维平面到三维空间的构建过程;又如,对于矿井通风,在二维平面中很难构建整个矿井的通风系统。
毕业设计改革的“三维图形”可以积累成图形库,形成教学共享资源,使学生的毕业设计成果转化成应用模型,对于采矿工程专业思想的培养,专业术语、煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规范的理解,对于培养一名合格的采矿工程技术人员都具有重要意义。
(五)建立成绩综合评价模型
针对传统成绩评定方法的诸多不足,建立成绩综合评价模型。评价指标由工作态度与出勤、专业理论知识运用能力、方案论证与比较能力、说明书排版情况、相关规范与规程应用能力、文献检索能力、图纸规范性、图纸综合完成情况、手绘图完成情况、答辩自述情况和回答问题综合情况组成,构成综合评价指标B={B1,B2,…,B11};在论文答辩前,由指导教师与答辩组统一制定各指标权重W={W1,W2,…,W11}, 在答辩过程中,由答辩组根据学生的综合情况给出相应指标分值,该分值与指导教师给定的相应指标分值共同构成综合评价指标矩阵:
并与指标权重W={W1,W2,…,W11}进行矩阵运算,例如有n名教师参与给一名学生打分,则有:
最后,根据矩阵运算结果得出该生毕业设计成绩P=(P1+P2+…+Pn)/n。
综上所述,通过原有毕业设计中加入三维图形制作元素,能够直接、有效地描述设计中存在的问题,帮助学生加强对设计中一些细节的理解,串联各系统的同时,能够综合考虑实际,也能对其他同学、甚至下年级学生起到积极的辐射作用。通过毕业设计三维图形的积累,能够建立采矿三维图形库。对于毕业设计内容进行改革,能够培养学生的团队合作意识,丰富设计内容的同时,设计更有针对性与实效性。对学生进行针对性分组,以小组协同作战形式,学习内容适当拓展到教学课程之外,即加强针对性的理论强化学习和制图方法学习,协同作战以形成资源共享,有效地提高学习效率和学习效果。建立成绩综合评价模型,能够更加客观地对学生设计成果进行综合评定,便于通过成绩分析进一步调整授课方案与布置设计任务,可以针对煤矿企业需求及时调整成绩评价指标体系与指标权重,可操作性较强。对毕业设计成果加强管理,特别是建立“三维图形库”,能够充分利用毕业设计成果,对于专业基础课与专业课教学具有重大的现实意义。
参考文献:
[1]文华.采矿工程专业毕业设计教学环节现状及对策分
析[J].教学园地,2009,(7).
[2]余伟健.采矿工程专业毕业设计存在问题分析及体会
[J].当代教育理论与实践,2010,(2).
[3]李怀珍,武俐.采矿工程毕业设计存在的问题分析与教
改探讨[J].淮南职业技术学院学报,2011,(1).
【关键词】工厂厂房;建筑设计;暖通设计
暖通是建筑的重要组成部分,从目前建筑使用现状来看,暖通一般包括采暖、通风和空气调节三个方面,依靠暖通空调来集中进行调节。从建筑设计角度上说,暖通并不是简单的“空调”,而是建筑设计的重要一个分项。因此,在进行建筑设计时,暖通设计必须纳入到整体设计当中去;从暖通设施安装上说,如今暖通设备越来越先进,越来越复杂,而工厂厂房往往由于面积大、特点各异而且对环境要求严格,因此对暖通设计的要求越来越严格。本文从一般的工厂厂房格局出发分析了暖通设计需要考虑到的因素,提出了一些针对性的设计方法。
1 暖通设计需要考虑到的因素及措施
(一)负荷值计算
工业厂房的采暖热负荷和空调冷负荷与一般民用建筑不同。根据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003),工业厂房的冬季采暖设计温度在12℃~21℃,夏季空调室内设计温度可以取26℃~27℃。实际上,各类车间的负荷大小和组成千差万别,由于生产工艺的要求,如有的厂房要求排风量大;有的厂房常年进行热加工处理,厂房内部发热量比较大;而有的厂房内人员数量略多,劳动强度比较大,因而空调冷负荷中,人员湿负荷比较大。所以,在设计时应根据不同的特点作针对性设计或者综合设计。
工业厂房暖通空调设计中冷热源的选择,考虑到厂房类建筑多是布置在工业区内,当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时,宜采用高温热水作为热媒。当厂区供热以工艺用蒸汽为主时,在不违反卫生、技术和节能要求的条件下,可采用蒸汽作为热媒。如果厂区内没有蒸汽或热水热源,某些不存在易燃危险的车间可以采用燃气辐射采暖,这也是一种比较经济的采暖方式。对于冷源的选择,也应结合厂区的实际情况,在尽可能减少投资的前提下,选用高效节能环保产品。
(二)厂房大门的空气幕设置
厂房的大门多为长时间开启的大门,造成室外冷(热)风侵入负荷比较大。寒冷地区的工业厂房,大门上方应尽可能地设置空气幕。有的设计师为了省事,将大门空气幕与暖气片串联在一起,这是不可取的,并且违反了《采暖通风与空气调节设计规范》相关规定。厂房的主出入口大门一般都比较高大,贯流式空气幕的送风距离一般都无法满足使用要求,所以应选择离心式空气幕。对于超大的出入口,应选择装配式厂房热空气幕,装配式热空气幕安装在大门的上方,风口在大门的两侧,同时相对吹热风,从而形成一道热风幕,防止室外冷空气侵入,保证了室内所须的温度。另外值得注意的是,厂房的热空气幕尽可能选择热水或蒸汽热源的,不要选择电加热的,因为电加热幕会占用大量的用电负荷。
(三)厂房内暖通设计
(1)车间通风设计
工业厂房的通风不局限于可开启外窗的自然通风方式。同一个工种相同的车间内,可以做全室的通风换气。工种不同的车间,若局部区域有污染物产生或局部区域散热量较大,可以做局部除尘或局部排风处理,以减少不必要的通风量。当车间内的散热量不是特别大的时候,为了节能减排,也可以选用屋顶自然采光通风器,靠热流的自然上升,实现无动力散热排风。但是某些面积超大的车间,由于生产的需求,散热量比较大,以自然通风方式是无法满足通风散热要求的。厂房的通风除了要满足新风要求、散热要求,还要满足除尘要求,排烟要求。
(2)选择合适的散热器
散热器的选择必须坚持实用、适用和经济原则。对于负荷比较大的车间,可以选用钢制翅片管散热器;对于粉尘比较多的车间,由于散热器翅片内会积对粉尘,难于清理,应选择钢制柱式散热器。对于有腐蚀的厂房,还应选择耐腐蚀型的散热器。厂房车间的辅助用房,经济条件允许,可以选择铜铝复合散热器或钢制柱型散热器。对于热负荷不大的车间,可以选择光管散热器,同时它还有容易清理的优点。对于希望节省造价的车间,当然要选择铸铁散热器了。厂房的空间一般比较高大,选择加热全车间内的空气温度是比较耗费能源的,可能的话,严寒地区的工业厂房应采用区域辐射采暖或地板辐射采暖。
(3)通风管道的设计
在有些工厂车间如矿井或钢铁厂,一般布置有如铁轨供火车和轨道小车使用,这些客观现实限制了暖通专业管道的布置,因此在设计之初必须做好之间的协调。如在管道系统的设计中,不光是要考虑到车间内的气流组织,同时要注意了解车间内的可动机械设备的动作范围和生产流程,避免出现管道布置的位置与吊车或滑轨等工艺装置的冲突。车间内的空调设计要灵活,除了设置风管机,靠风管送风外;当厂房内由于桥式起重机等设备的存在或由于生产工艺的要求,限制了风管的布置时,可以选用屋顶式高大空间通风单元空调或大空间区域空调机,这种空调形式,免去了风管的布置,既可以将机组布置在屋顶,也可以将机组布置在侧墙上,设计更为灵活。这种通风规定设计在诸如重工业工厂具有推广意义。
(4)热加工车间的隔热设计
在一些有热加工工种存在的车间,还需要考虑到隔热设计。这类车间由于工作区域内温度过高,需要为工人提供相应的隔热防护措施,防止工人中暑或烫伤。
(5)洁净通风空调设计
一些对空气净化要求严格的车间如芯片加工车间,往往还需要考虑到洁净通风设计,安装洁净通风空调系统。这类设计要严格遵守工艺的洁净度等级要求,还需要考虑到几个方面:一是人流情况,像人员出入频率。二是气流方向,考虑气流是单向还是双向,水平还是垂直。三是空气过滤器的效果。四是排风系统设置。必须注意的是,洁净通道设计必须在不影响到车间生产工艺的条件下进行,否则设计将是无意义的。
2 结语
工厂厂房建筑中进行暖通设计,其技术难度要远远大于普通住宅楼的暖通设计,需要考虑和兼顾的因素众多。依照一般的厂房格局进行针对性的暖通设计,主要从与民宅同样考虑的用电负荷计算、厂大门空气幕设置和室内暖通设计等几个方面出发。在国家大力建设“资源节约型、环境友好型”的政策背景下,建筑节能被置于显亮的位置被加以重视,因此暖通设计也必须坚持节能减排,打造低碳建筑。其实,在暖通上进行节能降耗大有空间,而且还能降低空调运行费用,节约成本,是一项一举两得的选择。
参考文献
[1]王磊.浅谈工厂厂房建筑设计中的暖通设计[J].现代装饰理论,2008(03)
[2]高云华.暖通空调设计中存在的问题及注意事项[J].工程科技,2007(13)
(新疆吉音水利枢纽工程建设管理局新疆乌鲁木齐830000)
【摘要】以新疆齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞高地温开挖为例,介绍了高地温对施工的影响及在施工过程中所采取的措施,对同类型工程隧洞开挖提供参考。
关键词 高地温、隧洞开挖、处理措施
1. 工程概况
齐热哈塔尔水电站工程位于新疆维吾尔自治区喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县境内的塔什库尔干河上,为塔什库尔干河中下游河段水电梯级开发的第二级水电站,引水发电隧洞全长15.639米,最大埋深1720米。引水发电隧洞3#施工支洞全长510米,主洞下游作业面(桩号Y6+661.916~Y8+700)全长2038.02米。根据地质勘测该洞段埋深962~1205m,围岩为γ32-3组片麻状花岗岩,岩壁坚硬。岩体主要呈镶嵌结构、层状结构,较完整,围岩类别主要为III类,局部II、IV类,洞段为地温异常地段,可能存在60℃度甚至更高的地温。随着洞室开挖伸进自桩号7+010开始作业面空气温度达到31℃,岩壁温度51℃。在桩号7+260段出现超高温度,作业面空气温40℃,岩壁温度66℃。在桩号8+060出现极端高地温,作业面温度70℃,岩壁温度96℃并伴随着高压气体喷出,气体温度150℃,高地温对洞室开挖产生了严重影响(洞室温度实测图见图1)。
2. 国家有关部门对隧洞施工作业环境的有关规定
(1)水利部在水工建筑物地下开挖工程施工规范中明确规定:隧洞内平均温度不应高于20℃。在SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》附录C2.3中洞室内平均温度不应(不允许)超过28℃。
(2)在TBJ3-85《铁路隧洞设计规范》中规定:隧洞施工过程中,隧洞内气温不得超过28℃。
(3)在《煤矿安全规程》第102条规定:生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时,必须停止作业。
(4)从上述规定可以看出,如果隧洞内气温低于26℃,高地温引起的热害风险是可以忽略或者说是可以接受的。但气温超过28℃时,高地温引起的热害问题开始严重,当温度超过30℃时,热害问题已经相当严重,必须采取降温措施。
3. 高地温对施工的影响
(1)对施工人员的影响。
由于作业面温度较高,施工人员在高温高热环境下工作导致体内水份及盐份损失过多出现热痉挛症,其症状是施工人员在作业时或作业后产生阵发性肌肉痉挛和疼痛。同时随着体内水份及盐份损失但又不能及时补充,使施工人员出现热虚脱症,其症状是眩晕、头疼、恶心呕吐等症状,从而导致施工人员工作效率降低。
(2)对施工机械的影响。
高地温造成施工机械设备工作效率降低,使用寿命减短。如:装载机、自卸车出现水箱开锅、经常性熄火等故障,洞内电缆老化加快,红外线测量仪器无法正常穿透地热产生的水雾等问题。
(3)对爆破材料的影响。
通过实践发现,岩壁温度大于50摄氏度时,普通硝铵炸药将膨胀或者融化,导爆管软化产生不可恢复的变形,不能起到传爆作用,爆破作业出现哑炮或炸药失效等问题,造成极大的安全隐患。
4. 高地温降温措施
(1)加强通风、降低空气温度。
按照正常的隧洞通风布置,在3#支洞口架设2×75KW通风机一台,支洞与主洞三岔口架设2×55KW的通风机一台,在主洞桩号Y6+900的增设2×75KW的通风机,三处风机进行接力通风可满足现场正常生产的条件。随着隧洞进入高地温洞段,加之通风距离增长,原有的配置已不能满足。经了解资讯后,为了做到高压高效远距离供风,同时保证供风效果,采用瑞典GIA公司生产的2*110通风机代替原有的通风设备,,洞内无需接力风机站一站式通风,无需射流风机,可有效提高供风效率(隧洞高地温洞段不同条件实测温度统计见表1)。
(2)隔热降温系统。
高地温热能一般分为三种类型:传导热+对流热+辐射热。经实测3#施工支洞与主洞交接处空气温度18℃,作业面通风口通风温度45℃,随着作业面不断伸进洞室温度也不断增高,统计分析平均每50米温度上升1℃。为保证通风降温效果,对起始发热段岩壁进行隔热处理,在岩壁表面包裹一层纳基隔热软毡,通过降低发热段岩壁热量释放来达到降低温度的效果(纳基软毡隔热图见图2)。
(3)炮孔冷却系统。
齐热哈塔尔水电站地处我国西部帕米尔高原,多年平均气温3.4℃,极端最高气温32.5℃,最低气温-39.1℃。3#施工支洞口紧邻河道。炮孔冷却循环系统主要由抽水输送系统、分散制冷系统、抽水输出系统组成。抽水输送系统由抽装置和输送管道组成,在河道旁建造一个泵房,通过?150mm的钢管输送冷水至掌子面30m,然后在输水管道上解出4个分水闸阀,通过橡胶软管分别连接到钻爆台车上,分散制冷系统主要是通过分流将冷水分成多股,直接插入到炮孔中,直至冷却至合理的爆破温度,抽水输出系统是为了避免冷却水到处乱流影响洞内的施工环境,在距离掌子面40m处设置集水坑,通过污水泵将集水坑中的循环水经排水管排出洞外。
(4)人工制冰降温措施。
高地温对施工人员、机械及材料产生了严重的影响,在施工过程中,采取用大容量冰柜制冰并储存,作业时在台车上及施工机械发动机顶盖、驾驶室放置冰块可以有效降低工作环境局部温度,达到降温增效的目的。
5. 结束语
齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞在施工中遇到了国内隧洞施工中罕见的高地温情况,导致人工、机械功效严重降低,大大增大了施工难度。本文是对施工现场实际采取的各类施工措施的一个总结,采取多角度、多方法的降温措施,有效解决了高地温对施工的影响,总结上述措施关键点仍是加强通风,通过大流量的冷热风交换,可以有效降低洞室温度,敬以此文希望对类似高地温地质条件下隧洞开挖施工提供参考。
鸡西矿业集团公司滴道立井现准备开采二采左4路11层煤炭资源。
立井现有五个采区,即一采区,二采区,三采区,四采区,六采区,三采区为火区已封闭,而二采区左4路11层为128采煤队的采面,是11层为煤与瓦斯突出层,采取长孔与抽放措施。
立井为斜井统一立井开拓方式,通风方法为负压抽出式通风,采煤方法为走向长壁后退式,顶板管理为全部垮落法。
现开采立井二采左4路11层煤层,采煤工作面回风量为900m/分瓦浓度0.7%可采储量10.98吨,中部有一条断层构造其开采范围及掘送工程图所示。
立井左3路11层128采面大巷工作面长走向370米,倾斜170米、倾角23度,采高1.2米,顶底板特征,老顶厚度4.17米直接顶,砂岩砂质页岩1.37.0.33米,伪顶页岩0.1米,底板砂质页岩0.27米,该煤层为煤与瓦斯突出煤层,软分层0.2m-0.4m含有高瓦斯量有突出险性,掘进时曾发生过突出,工作面下部有腰巷,长190米,腰巷独头处掘一条60米上山形成通风系统调节区,窗挖制避免此巷积存瓦斯。
1.开采说明
规程为开采立井二采左4路11层。1、设计依据:采掘工程平面图,地质说明书,煤矿安全规程设计规范及矿文件有关规定。2、顶板管理:采用全部垮落法。3、采煤方法:走向长壁后退式。4、落煤方法:机械落煤。5、运煤方法:采用连续化运煤。6、切煤方式:单向切煤。7、工作面支护选用外注式油柱与铁顶帽配套支护顶板。8、上巷转角未排柱(放顶线处)以下20米倾斜范围内采用油柱打密集,下巷设一道护巷石墙。9、工作面采用打长孔释放瓦斯,预防发生突出事故,实行二采一孔作业方式,始终保持留5米余孔子。
2.工作面自然状况说明
(1)本回采工作面左起切割上山,右至予计采止线,上起左三路。11层大巷,下至左四路11层大巷,平均东西走向长370米南北倾斜长170米,面积62900米2,本回采工作面积隔N2断层与原四井二斜右十六,十七路11层,采空区相邻切割上山与右十七路1l层大巷已透,本工作面范围内无暂停巷道头积水区,积水钻孔,火区及地表水体等。(2)煤层赋存状态及变化规律,本区煤层较稳定为1.20米左右中夹角4-5层碳质页岩,煤层顶板为碳质页岩,直接顶为砂岩,底板为砂质页岩及砂岩。(3)地质构造状况及其变化规律。本回采工作面中部有NI倾斜正断层,其走向为NW倾向SW倾角70度,落差3.5米,本断层给回采带来一定困难。
3.火或岩体及冲刷带
本井无火成岩体及古河流冲蚀现象。
4.水文地质条件及对工作面影响
本工作面范围内水文地质条件简单无实透水的危险性。
5.储量状况
Q=370x×170×1.2×1.5=11.3万吨;Q=11.32×95%=10.76万吨;Q损=0.56万吨;设计回采率为95%。
6.其它
本井为高沼气矿井,本层为高沼气煤层,具体瓦斯涌出数据由通风部门提供。
7.采煤方法及运输方式
采煤方法:走向长壁后退,工作面长:170米
落煤方法:机械落煤 倾角:23度
一次循环进度0.8米 采高:1.2米
作业方式:二采一整 采煤机:150型
顶板管理:全部垮落法工作面:150溜子
支护方式:四五排柱子运输机顺槽 40T溜子
7.1支架设计
采场平均压力:P=l/(K-1)H P K1K2
式中:K一碎涨系数取1.5
H一采高1.2米
R一岩石容重取2.5T/m3
K一动载系数取1.5
K一综合系数
K2=(L1十L2+L3)/Ll=(4.4十1.6+0.2)/4.4=1.41
L1一最大控顶距取4.4米
L2―平均悬顶取1.6米
L3一平均片帮深度取0.2米
P=[1/(1.5-1)]×1.2×2.5×1.5×1.41=12.69T/米3
7.2采场支护密度
H设=P/F.C=12.69/(25×0.9)=0.564柱/米2
式中:F一单体支柱额定阻力25T/柱
C一单体支柱性能系数取0.9
7.3采场实际支护密度
(1)最大空顶距:H1=4÷(4.4×0.75)=121根/米2
(2)最小空顶距:H2=4(3.6×0.75)=1.48根/米2
7.4采场实际支护强度
(1)最大空顶距:P=F、C、H=25×0.9×1.21=27.23t/米2
(2)最小空顶距:P=F、C、H=25×0.9×1.48=33.3t/米2
7.5安全系数
最大空顶距:S1(P1/P)=27.2/12.69=2.14
S2(P2/P):33.3/12.69=2.62
7.6根据以上计算本工作面采面四排柱支护,排距0.8m柱距0.75m,其支护强度满足工作面支护的要求
工作面的支护选择与计算:1)该面设计采高1.2米,工作面选用DZl4-25/80型单体液压支柱与铁顶帽配套使用。2)11煤层最大采高1.35米,最小采高1.1米,平均采高1.2米,顶板厚度为0.05米,顶板下沉量0.15米,支柱最大高度1.4米,最小高度0.87米。3)支柱的最大高度必须大于最大采高减去顶帽度。即:1.4>1.35-0.05=1.3米。4)支柱的最小高度必须小于最小采高减去顶帽厚度。即:0.87
注:工作面采高为1.1米时,工作面支护可选用支柱全高为1.2米,最小高度为0.79米的液压式油柱。
8.采煤机切煤方式
8.1工作面采用单向切煤,下行推煤,随推煤,随移溜子随反柱打柱
煤壁采成反倾角3-5度,防止工作面生扑矸现象。采煤机上行沿底板叨煤,随后追机清理,顶煤,挂粱(必须时可支临时柱)至上,缺口后,翻转扫煤板,下行装煤,并清理上行切煤时丢失的底煤,推移运的工序落后,采煤机构10-15米顺序进行。随即支柱直至下缺口米煤沿工作面往返一次进一刀。
8.2顶板管理方法
工作面采用全部垮落法管理顶工作面采用四排油柱与铁顶帽配套支护顶板,油柱排距0.8米,柱距0.75,最大空顶距4.4米,最小空顶距3.6米机道宽1.2米。使工 作面用DZl4-25/80型外油式单体液压柱支护顶板。
8.3上下巷维护与通风方式
工作面下部距下巷10米处码一道护巷石墙,上下巷超前,工作面10米打双排中心顶子10-20米之间单排中心顶子上巷转角可设三堆油柱堆集进行切顶,反打(由柱堆时必须双人作业,设专人看护顶板,顶板压力大时必须先打临时支护后支打柱。128采面属高突层回采过程中瓦斯大要有防突措施。上巷超前支护必须使用木顶帽:规格500×250×150mm与单体液压支柱配套支护顶板;超前支护长度2.0米,柱间排距1.0米。上巷抽排管必须探到工作面未排柱以里选用8寸软管2米长。工作面未排柱,自上转角以下挡不少于5米的风障;另外自上,缺口硬帮挡风障到软第三排柱要做及时调整好确保安全。
通风方式U型全风压:1)为中央分式通风。2)为负抽出式通风
9.总结优、缺点
优点:1、减少浪费支援。2、巷道维修量少。3、通风可靠。4、安全性强。5、运输强度低。
缺点:1、工作面上转角易积存瓦斯。2、工作面接续缓慢。3、工作面悬顶处理困难。4、支护劳强度大。