煤矿矿尘防治技术措施.docx

《煤矿矿尘防治技术措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿矿尘防治技术措施.docx（53页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第三节 煤矿矿尘防治技术措施一、概述矿尘是矿山建设和生产过程中所产生的各种粒度矿物的总称。可进行分类为：原生矿尘和次生矿尘、煤尘和岩尘、浮尘和落尘（沉积尘）、全尘和呼吸性粉尘（5m及以下）。从粉尘大类来说又分为：无机性粉尘、有机性粉尘、混合性粉尘。1、矿尘的性质（1）矿尘的粒度：矿尘颗粒的平均直径（m）。粗粒尘（40m ）、中粒尘（1040m）、细粒尘（100.25m）、微尘0.25m。（2）矿尘的分散度：各种粒度矿尘所占矿尘总量的百分比（按2m、25m、510m、1m分）。（3）矿尘中游离二氧化硅（SiO2）的含量：按5%、510%、1030%、3050%、50%划分。（4）矿尘的湿润性：亲

2、水性矿尘（易湿润）和疏水性矿尘（不易湿润）。2、矿尘的危害煤尘和岩尘的危害是：（1）对人体健康的危害：煤系岩层中含游离二氧化硅（SiO2）在1080%不等，多在2050%之间，一般煤层中含有15%，长期大量吸入人体后，轻者引起呼吸道的炎症，重者导致煤肺病和硅肺病，后者是对矿工危害较大的一种职业病。由尘肺而造成矿工丧失劳动力和死亡的人数十分惊人，其死亡人数远远超过工伤事故死亡人数。（2）煤尘爆炸的危害：这严重威胁矿井安全生产，煤矿井下一旦发生煤尘爆炸，能造成矿井严重破坏和人员大量的伤亡。煤尘爆炸下限浓度为3545g/m3，上限浓度范围为10002000g/m3，爆炸最强的浓度范围为300400g

3、/m3。矿区内地质工作应请有资质的单位测试鉴定煤尘爆炸性数据以确定煤尘的爆炸性。（3）矿尘对机电设备、仪器仪表的危害：它能加速机械磨损，减少机械、仪表的使用寿命和降低其检测精度。（4）矿尘污染环境使工作场所能见度降低，工作事故增加，工程质量下降。3、矿尘浓度测定矿尘浓度表示方法有质量法（每m3空气中所含浮尘的毫克数，g/m3）和计数法（每cm3空气中所含浮尘的颗粒数，粒/cm3）。煤矿目前多用质量法，目前常用的有抽气采样称重法和光电测尘法，均可测出全尘和呼吸性粉尘浓度。测定时间、地点、取样按2010年9月1日起施行的“煤矿作业场所职业危害防治规定（试行）”中的规定执行。二、综合防尘措施建立消防

4、、防尘洒水管路系统，按2010年9月1日起施行的“煤矿作业场所职业危害防治规定（试行）”中的规定实施以下措施：1、湿式作业：湿式打眼、水炮泥、煤层注水等2、放炮喷雾、装岩洒水3、通风除尘、净化风流4、定期冲洗巷道、清扫积尘5、喷雾洒水6、个体防护设备三、预防煤尘爆炸煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件： 一是煤尘本身具有爆炸性。煤尘本身有无爆炸性，要通过由井下采取煤样，经煤尘爆炸性鉴定后确定；二是煤尘在空气中呈悬浮状态，并达到一定的浓度（在爆炸下限至上限浓度范围内）；三是引爆的高温热源，煤尘爆炸的引爆温度一般为700800，温度越高越容易引起爆炸。煤尘爆炸的危险性必须经过专门资质单位试验后确定。煤

5、尘爆炸的影响因素有：1、挥发分：煤尘中挥发分越高爆炸性越强；2、灰分和水分：灰分和水分可降低煤尘的爆炸性；3、煤尘的粒度：粒径在1 mm以下的煤尘都可能参与爆炸，但是煤尘爆炸的主体是0.075mm以下的煤尘粒子。一般说，这种粒子的含量越高，煤尘爆炸性越强；4、空气中的瓦斯浓度：空气中的瓦斯浓度越高，煤尘爆炸的下限越低；5、空气中的氧含量：不发生爆炸的氧气界限浓度为1316%；6、引爆热源：温度越高，煤尘爆炸就越容易。（一）减少煤尘产生的措施1、采用合理的采煤方法及采煤工艺，减少煤尘产生量。2、加强通风管理，保证采掘工作面风速适宜、稳定，有效稀疏排放煤尘。3、采取综合防尘措施。（二）控制和消除引

6、燃煤尘爆炸的火源认真执行相关规定，从以下方面进行控制和消除：（1）防止爆破引燃瓦斯（2）防止煤层自燃引燃瓦斯（3）防止电气火源引燃瓦斯（4）防止切割摩擦、撞击产生火花引燃瓦斯（5）防止产生明火火源引燃瓦斯（三）隔爆抑爆措施可采用隔爆水棚、岩粉棚、撒布岩粉、隔爆水幕等隔爆措施，按控制情况分为被动式和自动式、分为隔爆装置和抑爆装置，按作用分辅助隔爆棚和主要隔爆棚。被动式隔爆技术指依赖瓦斯煤尘爆炸冲击波的动力使隔爆装置动作（水槽、岩粉槽破碎，水袋脱钩并抛撒消焰剂形成抑制带，扑灭滞后于冲击波传播的爆炸火焰，以阻止爆炸传播的技术。技术特点：质量轻、破碎压力小、成本低，并具有安装、维护方便等优点。适用于煤

7、矿井下辅助隔爆棚和主要隔爆棚，是目前我国煤矿防止瓦斯、煤尘爆炸传播的主要措施之一。自动式隔爆技术一般由探测器、控制器、喷洒装置组成。将探测器探测到的燃烧与爆炸火焰转化为电信号传送到控制器，控制器便发出指令，喷洒装置喷洒出抑爆剂，扑灭爆炸火焰，从而终止火焰在瓦斯、煤尘云中的继续传播。隔爆装置设置地点：矿井两翼与井筒相通的主要运输大巷和回风大巷；相邻煤层之间的运输石门和回风石门；相邻采区之间的集中运输巷和回风巷。一般为主要隔爆棚。采煤工作面进风回风巷；采区内的煤层掘进巷道；采用独立通风，并有瓦斯煤尘爆炸危险性的其它巷道，隔绝与煤仓装载点相通的巷道。一般为辅助隔爆棚。抑爆装置设置地点：采煤机掘进机转

8、载机变电洞室等有瓦斯煤尘爆炸危险发生场所。按移动方式分为：固定式隔抑爆装置；移动式隔抑爆装置。目前多采用水袋隔爆棚，主要水棚取400L/m2，辅助水棚取200L/m2，按断面积计算需水量。1、水棚计算（1）总水量G=gS 式中：G总水量，L；g每平方米巷道所需水量，主要水棚取400L/m2，辅助水棚取200L/m2；S架设水棚的巷道断面积，m2； （2）单架水棚水量单架水棚水量Gn：为单架水棚水袋个数与每个水袋设计水量之积。（3）水棚架数：水棚架数：n=G/C（4）水棚区长度L=nC式中：L水棚区长度，m；n水棚架数，架；C水棚间距，1.8m；2、水棚安装和架设要求为：水棚安设在巷道直线段，且

9、前后20m的断面一致；距采煤工作面上下口、溜煤眼装载点、掘进工作面约60160m处，但200m；与巷道交叉口转弯处距离5075m；与风门、调节风门距离25m。主要水棚区长度30m，辅助水棚区长度20m。水袋边缘与巷壁、支架、顶板之间的垂直距离100mm。见图5-3-1、图5-3-1。图5-3-1 主要隔爆水棚安装示意图图5-3-2 辅助隔爆水棚安装示意图第五章 粉尘灾害防治第一节 粉尘危害及防尘措施一、粉尘种类和危害程度分析（一）粉尘的种类根据生产性粉尘的性质可将其划分为以下三类：1、无机性粉尘无机性粉尘包括矿物性粉尘，如硅石、石棉、煤等；金属性粉尘，如铁、锡、铝等及其化合物；人工无机性粉尘，

10、如水泥、金刚砂等。2、有机性粉尘有机性粉尘包括植物性粉尘，如棉、麻、面粉、木材；动物性粉尘，如皮毛、丝、骨质粉尘；人工合成有机粉尘，如有机燃料、农药、合成树脂、炸药和人造纤维等。3、混合性粉尘混合性粉尘是上述各种粉尘的混合存在，一般包括两种以上的粉尘，生产环境中最常见的就是混合性粉尘。（二）游离二氧化硅含量粉尘是一种一般粒径在1mm以下的细微颗粒，产生于采、掘、生产、运输等工艺环节和作业场所人员、设备活动、运行过程中。采煤工作面和掘进工作面是矿井粉尘的主要来源。根据矿井采掘工艺，本矿采煤工作面产尘工序主要有：钻眼、爆破、人工攉煤、运输转载、撤出支架（柱）、放顶等，产生的粉尘主要为煤尘，其中游离

11、SiO2的含量一般在5%以内。掘进工作面的产尘工序主要有机械破岩（煤）、爆破、装岩、煤矸运输转载等，产生的粉尘主要为矽尘，其中游离SiO2的含量一般在2545%左右。其它如巷道维修的装、运、转载及其它工作场所也产生大量的粉尘，尤其是煤炭转运点的瞬时粉尘浓度每立方米有时高达数千毫克，甚至达到煤尘爆炸界限。（三）煤尘的爆炸性云南省煤矿安全计量监测站2009年9月7日对K2煤层煤尘爆炸性鉴定报告鉴定结果为：有爆炸性。（四）粉尘的危害性1、粉尘的危险性粉尘的主要危险性是煤尘的爆炸性。煤尘发生爆炸必须同时具备以下条件：（1）自身为爆炸危险煤尘煤尘是否具有爆炸性，主要决定了它的挥发分含量，挥发分大于10%

12、的煤尘一般都具有爆炸危险性。（2）煤尘的浓度煤尘在空气中呈悬浮状态，并且达到一定浓度时，才可能引起爆炸。一般情况下煤尘爆炸指数小于10%的煤尘除个别外，基本无爆炸性危险；煤尘爆炸指数在10%15%的煤尘爆炸性弱；煤尘爆炸指数在15%28%的煤尘爆炸性较强；煤尘爆炸指数在28%的煤尘爆炸性很强。（3）着火火源煤尘的着火温度因其可燃挥发分含量、粒度、浓度等的差异而不同，一般为6101015°C，多数为700900°C。2、粉尘的有害性粉尘在矿上分布广泛，对工人健康和安全生产危害很大，主要表现在：危及作业人员健康，使其患上各种职业病，如煤肺病、矽肺病、皮肤病、肺结核等；污染作业环

13、境，使作业人员视线不清、感觉不适，从而引发工伤事故和降低劳动效率；增加呼吸器官的负担，减弱了抵抗疾病的能力，出现气短、咳嗽、胸痛、咯血、无力等症状，轻者丧失劳动能力，重者危及生命。二、防尘措施（一）粉尘治理标准根据煤矿安全规程的规定，煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理，做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作。采取有效措施控制尘、毒危害，保证作业场所符合国家职业卫生标准。井下对作业场所空气中粉尘浓度应符合表5-1-1标准值。表5-1-1 作业场所空气中粉尘浓度标准表粉尘中游离SiO2含量(%)最高允许浓度(mg/m3)总粉尘呼吸性粉尘10103.5105021508020.58020.3（二）防

14、尘措施1、管理措施矿井应设置防尘管理机构，建立防尘队伍，配备专职防尘人员，配置齐全的检测仪器仪表，绘制防尘系统图、设置防尘设施牌板、完善测尘台帐等技术资料。定期测定井下各主要产尘点的粉尘浓度，并作好记录。矿井每年应制定综合防尘措施、预防和隔绝煤尘爆炸措施及管理制度，并组织实施。矿井应每周至少检查1次防止煤尘爆炸安装地点设施的完好情况、数量、岩粉量或水量是否符合要求。2、综合防尘措施矿井必须建立完善的供水防尘系统。主要运输巷、盘区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道、溜煤眼放煤口、装车站点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安设支管和阀门。为了保证矿工的身体健康，降低职业病的发生率，给

15、井下人员创造一个良好的工作环境，设计采取了以下防尘、降尘措施：（1）在采掘工作面、工作面、转载点、装车点，以及地面转载点等作业地点，均设自动喷雾洒水装置，作业时进行喷雾降尘以控制各产尘点的粉尘。该方法简单方便、经济、有效，降尘率可达3060%。（2）水幕净化：在各含尘量较大的采煤工作面回风巷和掘进工作面中设置水幕，降低粉尘浓度，避免风流污染。（水幕布置如图5-1-1）图5-1-1 巷道水幕示意图（3）湿式作业：湿式作业是矿井防尘的一项重要技术措施，在掘进井巷和硐室时，采掘工作面必须采取湿式钻眼、冲洗煤（岩）壁、水泡泥、爆破喷雾、出（装）煤（岩）洒水和净化风流等综合防尘措施。采煤工作面炮眼必须装

16、水炮泥后方能放炮。（4）及时调整和控制各巷道风速，防止因风速过小而不能及时带出空气中的浮尘和风速过大重新扬起落尘。（5）定期清扫和冲洗井下巷道壁上的煤尘，防止煤尘积聚，并用石灰水对主要井巷进行刷浆。4并定期撒布岩粉。（6）粉尘监测。矿井配备专职防尘人员和粉尘采样器（AQF-1，AFQ-20A、ACH-1）、呼吸性粉尘采样器（AQH-1）等设备及化验室，在改建和矿井生产期间及时对井下粉尘进行监测和化验。（7）矿井建立完善的消防防尘洒水管网系统。主平硐、回风平硐、采煤工作面回风巷、采煤工作面运输巷、各车场、掘进巷道等地点都敷设防尘、供水管路，并安设支管和阀门。（8）井下所有矿车应保持完好，防止遗漏

17、煤、岩。3、个体防护个体防护是综合防尘工作中不可忽视的的一个重要方面，个体防护的防尘用具主要包括：防尘风罩、防尘帽、防尘口罩等，其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气、又不影响正常工作。矿井可采用经济实用的防尘口罩作为其个体防护的措施，对长时间工作在采掘工作面等产尘大的地方的工作人员必须佩戴。煤矿企业应按照国家法律、法规和卫生行政主管部门的规定定期对接触粉尘、毒物及有害物理因素等的作业人员进行职业健康检查。对检查出的职业病患者，煤矿企业必须按国家规定及时给以治疗、疗养和调离有害作业岗位，并做好健康监护及职业病报告工作。查体时间间隔必须符合下列要求：（1）对在岗接触粉尘作业工人，岩石掘进工种每2

18、3年拍片检查1次；混合工种每34年拍片检查1次；纯采煤工种每45年拍片检查1次。（2）对离岗工人必须进行离岗的职业性健康检查。（3）对接触毒物、放射线的人员每年检查1次。职业性健康检查、职业病诊断、职业病治疗应由取得相应资格的职业卫生机构承担。期尘肺患者每年复查1次。疑似尘肺患者（0+）：岩石掘进工种每年拍片复查1次、混合工种每2年拍片复查1次、纯采煤工种每3年拍片复查1次。有下列病症之一的，不得从事接尘作业：（1）活动性肺结核病及肺外结核病。（2）严重的上呼吸道或支气管疾病。（3）显著影响肺功能的肺脏或胸膜病变。（4）心、血管器质性疾病。（5）经医疗鉴定，不适于从事粉尘作业的其他疾病。（三）

19、粉尘监测装备：矿井配备粉尘采样仪（AQF-1）2台和矿用呼吸性粉尘测定仪（ACH-1）2台。矿井必须建立测尘制度，测尘员每15天必须对产尘点进行一次全尘、呼吸性粉尘浓度测定，并将测尘结果报矿技术负责人审阅。必须按国家规定对生产性粉尘进行监测，必须安排专人对粉尘进行测定，并配备相应的设备，按以下规定执行：1、总粉尘：作业场所的粉尘浓度，井下每月测定2次，地面每月测定1次，粉尘分散度6个月测定期1次。2、呼吸性粉尘：采掘工作面每3个月测定1次，其它工作面或作业场所每6个月测定1次，每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集有效样品不少于4个；定点呼吸性粉尘监测每月测定

20、期1次。3、粉尘中游离SiO2含量每6个月测定1次，在变更工作面时必须测定1次，各产尘作业场所每次测定的有效样品数不少于3个。（四）采、掘进工作面除尘1、采煤工作面除尘回采工作面最大产尘时期为放炮及工作面人工攉煤时期，最大地点为工作面卸煤出口，因此回采工作面防尘应将以上两点作为重点防治对象。采取的主要技术措施有：采用水炮泥、设置风流净化水幕、自动洒水装置等方法进行综合防尘。（1）回采工作面装药放炮必须使用水炮泥，爆破前后应喷雾除尘，出煤时洒水。可大大提高降尘效果。（水炮泥布置如图5-1-2）图5-1-2 水炮泥布置示意图（2）湿式作业1）湿式凿岩将压力水通过凿岩机送入并充满孔底，以湿润，冲洗和

21、排出产生的矿尘。供水要充足，水压要达到要求不低于300kPa，一般比风压低50100kPa，必要时可加入适量的湿润剂。2）湿式钻眼使用ZMS-15B型湿式煤电钻在煤层中钻眼，它具有良好的水密闭性能，能有效地控制采掘工作面的煤尘。（3）安设风流净化水幕装置。采用静压水喷雾，在刮板输送机机头、转载点处，设置风流净化水幕、声控自动洒水组合装置；在回风巷靠近工作面上隅角处，设置回风巷道风流净化水幕。（4）通风除尘1）入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不应超过0.5mg/m3。2）搞好采煤工作面通风，防止悬浮粉尘过量积累，在满足采煤工作面的瓦斯在规定的条件下，合理控制风速。工作面的风速符合煤矿安全规程的要

22、求。3）在产尘设备的原料进出口处，如给煤机、装载机设置局部密闭罩排风，或是设置布袋式除尘器以达到除尘降尘的作用。（5）个体防护除在各生产场所针对不同的生产情况分别采用以上多种防尘技术外，对所有可能接触粉尘的人员均针对不同的工作性质，分别采用自吸式过滤器或戴防尘口罩及防尘安全帽进行个体防护。除此之外，设计还要求定期对接触粉尘的作业人员进行矽（煤）肺病检查。2、掘进工作面除尘本矿井掘进方法为钻爆法，掘进工作面除尘主要采取以下措施：（1）凿岩机是掘进工作面最大产尘源，粉尘易于扩散飞扬。本矿井选择ZY-24型湿式凿岩机，水压0.4MPa，水管内径12mm；采用内注水方式实现降尘，降尘效果较好。采用水炮

23、泥封孔。爆破前后冲洗巷道壁，并采用爆破自动喷雾装置，爆破后进行自动喷雾。掘进工作面必须洒水装岩，防止粉尘飞扬。（2）为净化掘进巷道的含尘风流，在局部通风机后方2030m处，距掘进工作面约80m左右等两处地点设置风流净化水幕除尘，或者设置声控自动洒水组合装置。（3）作业人员佩戴防尘防护用品，作个体防护。（4）每个掘进工作面均配备有KCF（原SCF-6A）湿式除尘器，最大除尘能力35kg/h，最大处理风量225m3/min，电机功率18.5 kW，能有效的处理掘进工作面的粉尘。（五）其它防尘主要措施1、在主要进风大巷设置风流净化水幕。2、定期对井下巷道进行清冼，其中尤其对采煤工作面的回风巷和总回风

24、巷和回风上山应作为重点除尘。3、在含尘浓度较高的风流所通过的回风巷和掘进巷道中，离工作面2060m设置水幕，以净化风流。4、在设有消防防尘洒水供水管道的各巷道，每隔100m安装一个规格为DN50的给水栓外，其余巷道，每隔100m安装一个规格为DN25的给水栓，以方便冲洗巷道岩帮。5、矿井综合防尘措施、防爆措施及组织与管理制度，由矿长每年组织编制并实施。第二节 煤层注水该矿生产规模较小，矿井开采的煤层顶板以泥质粉砂岩或细砂岩为主，岩性较软，煤层底板遇水易膨胀，巷道易发生底臌，采用煤层注水后不利于采煤工作面的顶板安全管理；因此，本次设计结合该矿井的生产实际，暂不采取煤层注水防尘措施。第三节 井下消

25、防、洒水（给水）系统一、井下防尘洒水管路系统（一）水量、水质及水压1、供水水量本矿井井下消防洒水系统为静压供水系统。生产、消防均使用工业广场的生产消防水池（水池有效容积300m3，备用水池100 m3）作为供水水源。井下消防、生产管道采用合用管道。管道由回风平硐敷设的消防洒水管至井下各巷道，供井下消防、洒水之用。井下消防用水量为7.5L/S，火灾延续时间按6h计算，即消防用水量为162 m3/次；井下防尘洒水和采掘设备用水量平均按0.2m3/t煤计算，用水为109.09 m3/d。井下同一时间的火灾次数按一次考虑。一次火灾消防用水量按下式计算：Qx=0.06qiti 式中：Qx-井下一次火灾消

26、防用水量，m3； 0.06-从L/min换算到m3/h的常数；qi-某消防用水项的流量指标，L/min，取450L/min；ti-某用水项的火灾延续时间，h，取6h；经计算：Qx=162m3。2、水质根据矿区水源情况，矿井生活区为利用原有工业场地，其生活水源为距距工业场地250m的山泉水，其水质能满足生活用水要求，流量约为1.5L/s，取水和给你水管网已形成，能满足改建后矿井生活水需求。矿井正常涌水量203m3/d，最大涌水量539.6m3/d。设计考虑矿井改建后生产用水主要采用处理后的矿井水。不足部份采用原老井平硐涌水补充。井下消防洒水用水水质标准详见下表5-3-1。表5-3-1 井下消防洒

27、水用水水质标准序号项目标准1悬浮物含量30mg/L2悬浮物粒径0.3mm3pH值694大肠菌群3个/L3、水压按煤矿井下消防、洒水设计规范的规定，对以下两点进行验算：1、 对水压可能低于用水点所需用水头的最不利点计算最大流量时的动压值；2、 对水压可能高于最大允许压力的最不利点计算静压值。该矿井首采煤工作面喷雾洒水水压可能低于用水点所需水头和1121采煤工作面喷雾洒水水压可能高于最大允许压力，现校验如下：首采煤工作面喷雾洒水水压核校验喷雾洒水处的水压按0.2-0.4MPa范围校验P=10-6 （Zh）g+P0 式中：P管路系统中某一点的计算水压值（MPa）；水的容重（1000kg /m3）；Z

28、位置水头差，为计算点至该点管道上游水压已知点（水池计算水面出口）之间的几何高差（m）；34m；h从上游已知点至计算点之间的管道水头损失（m），经计算为6.38m；g重力加速度9.81m/s2 ；P0 已知点的水压（MPa），水池出水口水压,P0 =0.0794MPa；经计算P=0.271Mpa，在规定的范围内满足要求，无须进行增压。2325采煤工作面喷雾洒水水压的校验（三盘区最后一个工作面为最不利工作面）喷雾洒水的水压按0.2-0.4MPa范围校验，当大于0.4MPa时需进行减压，当小于0.2MPa时要进行加压。P=10-6 （Zh）g+P0 式中：P管路系统中某一点的计算水压值（MPa）；水

29、的容重（1000kg /m3）Z位置水头差，为计算点至该点管道上游水压已知点（水池计算水面出口）之间的几何高差（m）；65m；h从上游已知点至计算点之间的管道水头损失（m）,经计算为8.297m；g重力加速度9.81m/s2 P0 已知点的水压（MPa），可能为系统加压水泵的出口压力或减压泵后的水压。经计算P=0.56MPa>0.4MPa,需设置DN50的减压阀,减压阀出口压力为0.1-1.0MPa。（二）给水水源矿井于工业场地+2010m标高修建一个高位水池，供井上、下消防、防尘用水，水池容积均为300m3。池内水取自处理后的矿井水，由管网静压供给各用水地点。另外矿井在消防洒水管网距风

30、井口50m位置设三通阀，与生活水池相连，形成矿井供水施救系统。（三）井下防尘管路1、钢管直径计算根据管道服务的范围和所负担流量的大小，其管径按下式计算： D=0.0188(Q/V)1/2式中 D供水管内径，m；V管道中混合的经济流速，m/s，一般取V=1.52.2m/s，本次设计暂取1.8m/s；Q管内流量，m3/h。矿井井下日用水量为109.09m3/d，根据各用水设备加权平均后，矿井平均用水小时数取12h，则小时用水量为：9.09m3/h。采煤工作面日防尘洒水量为54.55 m3/d，采煤工作面小时用水量为：4.55m3/h。按照大管径流速取大值、小管径流速取小值，管路系统较长者流速取小值

31、、管路系统较短者流速取大值的原则选取经济流速。计算管径的流量按最终规模计算，其计算结果见管径计算管径计算表管径计算表管路名称流 量（m3/h）流 速（m/s）管道内径（m）选用管材直径（mm）使用地点主管9.091.80.0422576地面水池至+1945m水平运输巷干管9.091.80.0422576+1945m水平运输巷支管14.551.80.02989501121采煤工作面支管24.551.80.0298950掘进工作面及其它地点2、钢管道壁厚计算j+2.5j= 式中：设计采用的钢管壁厚（mm）；j设计计算水压算各处的理论管壁厚度（mm）；2.5考虑到制造壁厚公差及腐蚀裕度的附加值（mm

32、）；P最大计算水压（MPa）； d管道内径； 钢的最大许用应力（MPa）；普通钢为113，优质钢为133；焊缝系数；无缝钢管取1.0，焊接钢管取0.8 表5-3-4 钢管壁厚计算结果表管路名称P（MPa）d（mm）j(mm)(mm)选用管材直径及壁厚使用地点主管1.141131663.35.876×6地面水池至+1945m水平运输巷干管11.021131522.34.860×6+1945m水平运输巷支管11.01131522.34.850×51121采煤工作面支管20.971131522.24.750×5掘进工作面及其它地点3、阻力损失管道中的总水头损失

33、应为沿程水头损失与局部水头损失之和。 沿程水头损失按下式计算当V1.2时： i沿程=0.00107·（V2/dj1.3）式中：i单位长度水头损失（m/m）V水的计算流速（m/s）di计算管径（m）i沿程=0.00107×（1.82/0.076）=0.0456（m/m） 局部水头损失管路局部阻力损失按直管阻力损失的15%计算i局i沿程×0.15=0.0456×0.15=0.00684（m/m）i总=i沿程+i局=0.0456+0.00684=0.05244（m/m） 软管水头损失（炮采工作面洒水时校核喷头水压时）i软=0.00031V2/dj1.33=0.

34、020088（m/m）。设计按煤矿井下消防、洒水设计规范的要求，在井下盘区装车站、掘进工作面、采煤工作面、工作面运输巷、工作面回风巷、转载点、装载点等处设置喷雾洒水器、防尘管路及装置。在采煤工作面运输巷、回风巷铺设的消防、防尘洒水管路每隔50m设一支管和闸阀。采煤工作面回风巷、运输巷距工作面30m处、掘进巷道距工作面50m处设置净化风流水幕装置。消防、防尘洒水及隔爆系统布置详见图CA1152-874-1。第四节 粉尘监测及个体防护一、概述选择合适的粉尘检测、监测设备准确测定矿井粉尘，是矿井制定防尘、降尘措施的重要依据。二、防尘检测、监测设备选型矿井配备专职防尘人员和粉尘采样器（AQF-1，AF

35、Q-20A、ACH-1）、呼吸性粉尘采样器（AQH-1）等设备及化验室，在建设和矿井生产期间及时对井下粉尘进行监测和化验。三、执行标准设计要求矿井在建设和投产后，制定完善的测尘制度，设置专人定期对各产尘点的游离SiO2含量、总粉尘和呼吸性粉尘分别进行检测，并按照煤矿安全规程第七百三十九条的要求对作业场所中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）超标采取治理。井下对作业场所空气中粉尘浓度应符合表5-4-1标准值。表5-4-1 作业场所空气中粉尘浓度标准表粉尘中游离SiO2含量（%）最高允许浓度/（mgm3）总粉尘呼吸性粉尘101050508080102223.510.50.3第五节 防爆措施矿井所采煤层有煤尘

36、爆炸危险性，为确保安全，预防为主，矿井必须采取以下措施： 一、防尘降尘措施（一）预防煤尘浓度超标的措施1、通风方面：加强通风管理，控制巷道风速，防止煤尘飞扬。合理的通风系统，适宜的风速既能将涌出的瓦斯稀释排走，又能及时地将空气中的浮尘带走，但需同时保证不会将落尘重新扬起。2、防尘洒水方面：在井下各产尘点，设置风流净化水幕、声控组合洒水装置、洒水管路等，使煤尘湿润，减少煤尘的飞扬，降低风流中煤尘浓度。3、降尘、除尘方面：为降低回采工作面的粉尘浓度，在回采工作面选择合理采煤工艺；在掘进工作面采用水炮泥，并采用湿式除尘设备，进行喷雾洒水以减少煤尘的产生。在采掘工作面、煤及矸石装载点设置喷雾洒水设施。

37、4、检测方面：本设计为矿井配备了适当的粉尘检测设备，应加强对粉尘浓度的检测和采样，一旦发现空气风流中粉尘浓度高时，必须采取相应的降尘措施。（二）对井巷中积聚煤尘的防爆措施为了防止在井巷中沉积的煤尘参与爆炸，应采取以下措施防止井巷中煤尘积聚。1、经常清扫巷道中积聚的煤尘，尽量勿使煤尘飞扬蔓延，防止沉积的煤尘参与爆炸。2、冲洗巷壁，用水将沉积于巷道周边的煤尘冲掉并清理运出。3、巷壁刷浆，用石灰水或水泥石灰水粉刷主要巷道周壁，使煤尘固结不能飞扬到空气中参与爆炸。同时，巷壁刷浆后，还能改善井下环境，并有利于冲洗煤尘。刷浆用石灰水为生石灰与水按1：1.5（重量比）配制，或以水泥：石灰：水=1：2：10（

38、重量比）配制成水泥石灰水。刷浆工作一般每半年进行一次。二、井下电气设备及保护电机设备的选型、安装、使用、检修必须严格执行煤矿安全规程的规定，防止产生电火花和机械摩擦、碰撞火花。井下电气设备选型满足以下条件：高低压电机和电气设备、照明灯具以及通信、自动化装置和仪表、仪器，在总进风巷和主要进风巷可选用矿用一般型；盘区进风巷选用矿用隔爆型；总回风巷、主要回风巷、采区回风巷、工作面和工作面进回风巷选用矿用隔爆型（矿用增安型除外），本矿均为矿用隔爆型。井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；

39、检验无电后，方可进行导体对地放电。设计井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级符合下列要求：高压不超过10000V；低压不超过1140V；照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V；远距离控制线路的额定电压，不超过36V。防爆电气设备入井前，必须检查设备的“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志（MA）”及其安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。井下配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。井下电缆的选用应遵守下列规定：电缆敷设地点的水平差应与规定的电缆

40、允许敷设水平差相适应；电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体；严禁采用铝包电缆；必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆；电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。固定敷设的低压电缆，采用取得煤安标志的MY-0.66/1kV矿用阻燃橡套软电缆。照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆,采区低压电缆设计不采用铝芯电缆。电缆的敷设必须满足煤矿安全规程的规定。井下防爆型的通信、信号和控制等装置，优先采用本质安全型。三、撒布岩粉撒布岩粉是指定期在井下某些巷道内撒布岩粉，增加了沉积煤尘的灰分，能抑制煤尘的爆炸，也能起到一定的隔爆作用。由于该矿水文地质条件简单偏中等，撒布

41、岩粉易于受潮，使撒布岩粉丧失隔爆作用，且效果不如隔爆水棚，因此不予推荐。业主也可根据具体情况而定。若采用撒布岩粉时要遵循以下要求。1、对岩粉的要求和岩粉原料（1）对岩粉的要求可燃物含量<5%；游离SiO2<10%；不含有毒有害的混合物； 颜色鲜明；潮湿巷道应用抗湿性岩粉；岩粉必须全部能过50目（筛孔<0.3mm），其中70%以上应通过200目（筛径<0.075mm）。（2）岩粉的原料撒布的岩粉一般采用惰性岩粉，一般采用广泛、易制、物廉的惰性物体，如：石灰石粉和泥岩粉。在选用惰性岩粉时要选用满足上述要求的惰性岩粉。2、对岩粉量的要求岩粉的撒布用量是根据煤尘沉积情况，一般以

42、岩粉和煤尘的混合物中不燃物质的含量而定的，岩粉与沉积的煤尘混合后的粉尘中要求不燃质的含量严格控制在80%以内；3、撒布岩粉地点的确定（1）所有运输巷和回风巷。（2）在有爆炸性煤尘经常积聚的地点必须经常撒布岩粉。（3）工作面左、右安全出口，须经常撒布岩粉，但设有巷道潮湿，已使煤尘中的水分大于12%的地区可以不撒布岩粉。4、岩粉撒布方法和撒布周期该矿在撒布岩粉时采用人工撒布的撒布方法，在撒布岩粉时操作人员必须站在风流上方。撒布岩粉的要求：撒布岩粉时要将巷道所有表面，包括顶、底、帮都应用岩粉覆盖，撒布、长度应大于300m，不足300m的巷道应全部撒布。撒布要均匀，不留空白。撒布在井巷的岩要定期采样化

43、验分析，岩粉的厚度超过0.2cm时，要采取措施处理。采样化验分析遵守下列规定：在距离掘进工作面300m以内的巷道，每月取样一次；距离采、掘工作面300m以外的巷道每3个月取样一次；每隔300m为一采样段，每段设5个采样带，带间距约50m.每个采样带处，沿巷道周边与底板取样，取样宽0.2m；将每个取样处取样宽度内全部粉尘，分别收集起来。一个取样处的粉尘作为一个样品。样品大于1.0mm粒径的粉尘，应剔除；将样品送化验室处理和分析测定。分析结果应及时报该矿矿长、工程师，如果不燃物组份低于规定值，该段巷道内应重新撒布岩粉。四、防止火源引起煤尘爆炸的措施（一）消除引燃煤尘爆炸火源（明火）的措施消除火源，

44、即使空气中煤尘达到爆炸浓度也不致被引燃爆炸。1、消除采、掘工作面可能产生的一切火源隐患；2、井下电气设备选用矿用防爆型电气设备，且所有的电气设备均设可靠的接地、短路和漏电保护；3、消除其他火源，以及金属碰撞、摩擦产生的火源；4、防止瓦斯燃烧和爆炸；5、严格执行煤矿安全规程中消除明火的规定。加强职工安全教育和培训，严格检身制度，杜绝下井人员携带烟草及点火物品下井。（二）防止放炮火焰的措施加强井下爆破安全管理，消除放炮时产生的火焰（详见3.2节防止爆破引燃瓦斯的措施）。（三）消除电气火花的措施1、电气设备必须有煤安标志“MA”，特别是防爆电器的防爆等级必须符合要求。2、井下电动机、电器、变压器等均

45、采用防爆型，弱电设施为本安型。3、井下必须采用阻燃抗静电的电缆和风筒。4、用电负荷等级与电力装置必须匹配，自动控制系统可靠。5、加强矿灯的管理使用，严禁在井下开启和修理矿灯，防止矿灯使用不当引起火花。6、触电保护、漏电保护、短路保护、过流保护、失压保护、井下接地保护、绝缘、电气隔离、屏保、电气安全距离等必须满足规程规范要求。杜绝各种电气火花。7、建立健全电气设备维修、检查、更换以及隔离制度，并严格执行；维修电气装置时，必须使用保安工具（如绝缘夹钳、绝缘手套、绝缘套鞋等）；非电气人员不得修理电器，无电气特种岗位证的人员不得操作用电设备，检修时不得带电作业。防止电气事故引发火灾。（四）防止静电火花

46、的措施井下各种电气设备均建立了良好的接地保护系统，井下设接地网，主接地极设置在运输大巷的水沟内，各固定机电硐室、各低压配电点及铠装电缆接线盒均设局部接地极，局部接地极设在其就近的大巷水沟内；所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置与主接地极连接成一个总接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻值不超过2；每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值不超过1。井下的管道每隔500m作一次可靠接地，防止静电火花的产生。严格执行入井检身制度，下井人员必须穿戴好劳保用品，严禁穿化纤衣服入井。（五）防止煤层自燃防止煤层自燃（详见6.2节）。（六）防止切割摩擦、撞击等火花加强井下安全管理，防止切割摩擦火花，防止斜巷跑车及金属强烈碰撞产生的火花等（详见3.2