矿山救护课程设计.doc
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1、华北科技学院矿山救护课程设计 矿山救护课程设计 姓名:梁冠群 学号:201010044436 指导老师:摘要本设计主要针对矿山事故的各种类型,制定综合应急预案、专项应急预案和现场处理计划。通过本次设计,学到了很多在课本和课堂上学不到的知识。关键词:避灾路线、专项应急预案、现场处理计划1矿井生产系统的风险评估- 1 -1.1矿井的地质条件- 1 -1.1.1地理位置- 1 -1.2矿井的生产系统- 2 -1.3矿井的通风系统- 7 -1.4矿井的避灾设施- 8 -1.5风险评估方法- 8 -1.6确定事故类型和发生地点- 9 -2确定灾害可能的影响范围- 12 -2.1灾害的影响范围- 12 -
2、2.1.1矿井火灾- 12 -2.1.2瓦斯、煤层爆炸- 12 -2.1.3主要通风机停止运转- 13 -2.1.4瓦斯、一氧化碳及其它有毒有害气体超限- 13 -2.1.5采煤工作面顶板事故- 13 -2.1.6掘进及巷修顶板事故- 13 -2.1.7水害事故- 13 -2.1.8提升运输事故- 14 -2.1.9机电事故- 14 -2.2反风的可能性- 14 -2.3确定人员通知顺序- 14 -3确定影响范围内人员的紧急避灾路线- 15 -3.1不同地点工作人员的紧急避灾路线- 15 -3.1.1矿井火灾事故紧急避灾路线- 15 -3.1.2瓦斯、煤层爆炸事故紧急避灾路线- 15 -3.1
3、.3主要通风机停止运转紧急避灾路线- 15 -3.1.4水害事故紧急避灾路线- 15 -4启动应急预案和处理计划- 15 -4.1编制和修改矿井灾害预防预处理计划- 15 -4.1.1矿井火灾预防措施- 15 -4.1.2煤层、瓦斯爆炸预防措施- 16 -4.1.4采煤工作面顶板事故预防事故- 17 -4.2编制和修改矿井总体应急预案- 20 -4.2.1应急救援组织体系- 20 -4.3制定设计灾害类型的矿井专项应急预案- 22 -4.3.1矿井火灾事故应急预案- 22 -4.3.2瓦斯、煤尘爆炸事故应急预案- 30 -4.3.3主要通风机停止运转应急预案- 36 -4.3.4瓦斯、一氧化碳
4、及其它有毒有害气体超限应急预案- 44 -4.3.5采煤工作面顶板事故应急预案- 48 -4.3.6掘进及巷修顶板事故应急预案- 53 -4.3.8提升运输事故应急预案- 61 -4.3.9机电事故应急预案- 65 -5.1井下火灾现场处置方案- 74 -5.2地面火灾现场处置方案- 76 -5.3瓦斯、煤尘爆炸事故现场处置方案- 78 -5.4有毒有害气体超限现场处置方案- 80 -5.5顶板事故现场处置方案- 81 -5.6水害事故现场处置方案- 83 -1矿井生产系统的风险评估1.1矿井的地质条件1.1.1地理位置荆各庄矿业分公司位于唐山市东北约13km处的荆各庄村附近,在开平煤田凤山西
5、北侧,自成一盆状向斜。南北长约3.5Km,东西宽约3.4Km,北端闭合,南端开放,井田面积9.23Km2。南与马家沟矿业公司相距6Km,中间有陡河相隔,北与陡河电厂相距3.5Km。行政属开平区管辖。本公司的交通十分方便,铁路:一条通往用煤大户陡河电厂的专用线,并与吕陡线在我井田上方交汇;另一条经马家沟矿业公司与老京山线的开平站相联。公路:北距10Km与京沈高速公路、102国道相联,南距7Km经开平与205国道、津秦高速公路相联,形成了比较完整的交通网,四通八达。井田内共有8个自然村,主要从事农业,除东新庄外其它7个村庄已搬迁完毕。1.1.2地貌为一平坦的冲积平原,北部山区为燕山山脉的余脉,井田
6、北、东、南三面被低山包围, 颇有山前扇状地景观。井田北部地面标高+38.9m(较高),南部 地面标高为+23.85m(较低),地面坡度为3-4,倾向陡河。1.1.3水文本区东南的陡河。发源于北部山地。下游集入石榴河。向南流入渤海。主流全长100公里。河水终陡河及其水库。因其底均赋存百余的第四纪松散沉积物。而且有隔水作用的粘土层。预料对矿床无直接的影响。井田内有数条近于南北方向的平原冲沟。平时干涸。仅暴雨后向陡河排泄水。经常有水流通的冲谷仅有本区西南部一条。经戴庄入陡河。年不固。不冻。在双桥村一带有水库。水库大坝距井田东端最近距离2.2公里。陡河最高水位+19.5m。低于地面标高10m左右。冬季
7、水位介于+16+17m。1.1.4气象本区系于半大陆性气候。夏季炎热多雨。多东南风;冬季严寒凛冽。秋冬多西北风。雨季集中在七、八、九三个月。年平均降雨量648.8毫升。最高气温38.50C。最低气温-22.60C。年平均气温10.60C。冻结期由11月二旬至次年3月上旬。冻结深0.66m。地震烈度六级。1.2矿井的生产系统矿井于1958年兴建,1962年停建,1970年恢复建设,1979年建成投产,井田范围:东起于庄,西至太平、马庄,南至刘官屯村北,北至沈庄小佛头一线,大约以荆各庄村为中心,略成一个直径达3.5Km左右的盆形。井田探明地质储量1.4亿吨,其中可采储量7268万吨,设计能力120
8、万吨/年,服务年限55.5年。1984年进行了技术改造,使产量逐年上升,1997年核定能力170万吨/年。截止到2008年底地质储量剩余6537.4万吨,其中可采储量3442.7万吨。由于计划经济时期连年超强度开采,可利用储量只有293万吨。矿井资源濒临枯竭。生产能力高,煤质好的9煤层储量一水平基本告罄,二水平9煤层储量也很有限,造成生产后劲严重不足。1.2.1影响矿井开拓方式的主要因素1、荆各庄矿井田内地势平坦,为第四系冲积层所覆盖,冲积层最薄处177m,含水层较多,且有流沙,井筒穿过该区域很 困难,因此无斜井或平峒开拓的可能。 2、井田内地质构造复杂,以断层为主,煤层赋存较稳定,井田的东部
9、、中部、南部皆为近水平煤层,西部、北部为缓倾 斜、倾斜煤层,因此井筒不宜放在井田中央,而应放在北部边界地带,以减少工业广场煤柱的损失,并有利于开拓布局。1.2.2矿井开拓方式根据本矿条件,采用立井多水平分区式开拓方式,该种方式不受表土、煤层、地质构造等条件限制,适应性较强,同时井筒断面大,可以满足通风的要求,尤其对深井更有利。其缺点是施工技术、井筒装备复杂,不能躲开煤层顶板的含水层及 流沙层,施工困难,掘进速度慢。1.2.3井筒数目位置的确定1、井筒数目荆各庄矿设计生产能力为120万吨/年,生产能力大,服务年限长,因而在投产初期确定一个主井,担负矿井的主提升;一个副井,担负矿井的辅助运输及升降
10、人员。1984年经技术改造后,生产能力核定2004年为195万吨/年,为了满足通风及辅助运输 的需要,又凿一新风井,同时兼作副提。2、井筒位置本井田地表范围的标高为+23.85+38.9m,均高于最高洪水位(+19.5m),因此,井筒位置不受洪水的威胁。 为了使井下各翼储量分布均衡,减少运输费用和通风阻力,将主副井筒布置在井田东北部(原大佛头村东南约300m处)。这种布局有以下优点:、工业广场煤柱损失比布置在井田中央少;、投产初期开拓工程量少;、投产后短期内能达到设 计生产能力,使运输、通风、井巷维护等费用最低。1.2.4水平 矿井共有四个水平,其中一个为回风水平,10个采区。 1、回风水平
11、荆各庄矿井田内冲积层厚度变化较大,东翼与南翼较厚, 西翼较薄,因此回风水平的标高也随冲积层掩盖厚度的变化而变化。总回风石门与东翼回风道标高为-246m,西翼回风道标高为-246m-180m(理由:a、决定于冲积层的掩盖厚度一般100 380m和粘土隔水层厚度。b、冲积层防水煤柱线垂高50-80m)。 2、第一生产水平 本井田东北部有一椭圆形的向斜构造,煤层埋藏较浅,最深在-370m左右,占全矿井可采储量7268万吨的67.9,为4869万吨;整个水平主要巷道75%布置在坚硬的12-2煤层底板;井田西部虽然地质构造较多,但含水较少,煤层产状上倾下缓。为了能合理划分采区,并增加主要开采水平上山采区
12、部分的储量及服务年限, 同时照顾已使用的圆柱式4m直径绞车的使用范围,确定第一水平为-375m,这样,不仅保证了东翼小煤盆全部用上山开采,同时又增大了西翼采区上山部分的储量。 3、第二生产水平 -475m水平的可采储量为1583万吨,占-375m以下可采储量的66%;主要巷道布置在12-2煤层底板占55%。因此,将二水平确定为-475m,采用暗斜井延伸,阶段垂高为100m。4、第三水平 -515水平的煤层可采储量为816万吨,煤层最低深度-530m。1.2.5井底车场及硐室(一)、一水平井底车场 1、车场形式 一水平井底车场位于-375m水平12煤层底板岩石内(50m) ,由于矿井采用带式输送
13、机运煤,设有两套大巷运输系统,因此采用了刀把式环形车场,皮带大巷与井底煤仓、主井装载系统连接;轨道大巷与副井提升系统连接。由于不在井底车场内设置煤车装载、存车、调车线路,车场型式比较简单。 矿井东、南、西三翼皮带大巷在进入井底车场前,沿12度倾角抬高,直达煤仓上口位置。于是,井底车场分为上下两部分,上部为皮带卸载车场,原煤经皮带大巷卸入井底煤仓,再经装载皮带向立井箕斗装煤。整个上部车场有以下峒室:皮带机头峒室、配电室、配煤巷、联络巷、箕斗装载峒室、主井散煤收集上山、105煤仓、(容量1000吨,上口标高-330.36m,下 口标高-353.37m),104煤仓、(容量1000吨,上口标高-33
14、0.36m, 下口标高-353.37m),103煤仓(容量300吨,上口标高-334.24m, 下口标高-353.31m)。 下部相当于一般的井底车场,为辅助运输、提升服务。 副井空重车线长度各按一列车长度计算,并在空车停车线并列一条设备材料线,在重车线石门口(西翼水仓入口处)并列一条临时存放升井设备及水仓清理的矿车停车线。 井底车场内设有下列峒室:中央水泵房、中央变电所、调 度站、信号房、副井井底清理斜巷及绞车房、电机车修理间、 蓄电池机车充电峒室、保健站、水仓等。 这种形式的井底车场的优点是:可以减少主井开凿深度, 初期工程量少,投资少,同时缩短了主井提升高度,清理主井 散煤用一条巷道即可
15、,比较方便。缺点是:峒室多,总工程量 比较大。2、井底车场通过能力(1)主井系统 东翼皮带大巷.500吨/小时 西翼皮带大巷.500吨/小时 南翼皮带大巷.750吨/小时 煤仓容量.2300吨 箕斗.10吨 提升能力.500吨/小时(2)副井系统采用1.7吨固定矿车运输材料及设备矸石等。副井装备一对3吨双层罐笼,提升能力:每钩提升矸石3400 公斤。(二)、二水平井底车场1、车场型式 (1)主提斜井上部车场 皮带运输机将煤炭运至-365m水平后,与1062小井相接,在 -365m水平皮带检修道的一侧,做碹岔作为检修入口与总回风道 相连,在皮带巷上平台设皮带硫化峒室、机头峒室、配电室、 检修车房
16、等峒室。 (2)副提上部车场 在-375m水平1032石门北侧作为车场入口,车场按1.5列车 长度设计,斜井上井口设三股高低道,作为上提下放调度矿车之用,此段为调车场,道巷规格6.8mx4.1m;断面面积为22.9m。 由上平台的三股轨道过渡到斜井内的二股轨道上,三组道岔均布置在15度暗斜井上端的6.5度的斜坡上。在副提上部车场附近设绞车房、配电室、绳眼、信号房、 安全档设备峒室等。 (3)下部车场 副提车场及皮带巷均布置在12-2煤层底板岩石 中距12-2煤层底板10.40m。 井底车场附近设2个溜煤井,采区的煤经此井由给煤机送至 2049主皮带运输机中。 副提斜井下部车场设高低道,高道存放
17、下放的空车、材料 车,低道存放矸石车等待上提,车场长度1.5列车长。在车场的 末端直接与1、2号采区上山下部车场相连,因运输距离较短, 不采用架线机车运输,必要时,只用蓄电池机车牵引。 为便于检修,在-475m水平两大系统之间,设一联络平巷。 在车场附近,设压风机房、中央变电所、调度站、中央水泵房、 水仓、水仓清理斜巷、防治水工程联络巷等峒室。2、井底车场通过能力(1)主提升皮带斜井:设计能力120万吨/年,实际上年最大 提升能力为294万吨。(2)副提升轨道斜井:采用双钩串车提升,每钩提升矸石 3400公斤。(三)、三水平车场 与二水平相同。1.2.6大巷位置及数目一、运输大巷位置 设计规范
18、规定:主要运输大巷一般布置在最下一个可采煤层底板下不受开采影响的较坚硬的岩石中,以保证开采水平和采区有一定的储量。 荆各庄矿煤层有自然发火倾向,因此采用了集中运输大巷 采区石门的布置方式,将运输大巷均布置在最下一个可采煤层 (12-2)底岩石中,这种布置方式有以下特点: 优点 (1)大巷布置在底板岩石中,可以避免支承压力对大巷在影 响,大大改善了巷道维护条件,降低了生产期间的维护费用。 (2)集中开拓4个可采煤层,生产能力大。 (3)大巷布置在岩石中,不受煤层起伏及走向变化的影响, 可按开采技术要求直线掘进,易于掌握工程质量,便于采用大 型运输设备,特别是皮带运输。 (4)各煤层可同时进行回采
19、准备,开采顺序灵活,开采强度 大。 (5)煤层内可不留煤柱,煤柱损失少,提高了回收率。 (6)便于布置采区煤仓,有利于均衡生产。 缺点 掘进工程量大,速度慢,费用高。 荆各庄矿12-2煤层底板岩石为砂岩,岩性坚硬,厚度大, 有利于大巷维护。为了使大巷避开或减少支承压力的不利影响, 大巷与12-2煤层底板法线距离保持在30m左右比较合理。二、运输大巷数目 荆各庄矿井田单翼走向长度短,井田面积小于10平方公里, 煤炭运输量大,因此,特别适宜采用皮带运输,由于井筒布置 在井田北侧,故将运输大巷分为三组,由井底车场主石门分别 向东翼、西翼、南翼各开凿一组大巷,每组大巷布置一条皮带 大巷,一条轨道大巷,
20、两条大巷之间相距20m,由联络巷道联接。 大巷坡度为千分之三。 这种布置方式与机轨合一布置方式相比,有如下优点:(1)皮带运输机与轨道在交叉点处互相无干扰;(2)巷道断 面可以适当缩小,容易施工,有利于安全生产;(3)能充分满足 矿井通风风量及风速限制的要求。三、主井井底散煤收集工程 荆各庄矿主井井底散煤收集原设计为在-375水平放一矿车,由副井提升至地面入半煤岩系统,但在交接班时,水煤太多,再加上主井井筒的淋水,导致装载及提升期间洒煤太多,其次, 在-375m水平放煤时,经常放冒了,严重影响人身安全,及工作效率。以后改为从-375m水平主井口打一12度上山与26m皮带巷 掘透,并安装两部40
21、型刮板运输机,将散煤拉到26m皮带上,再 装入箕斗中提到地面。这一工程实施后,不但及时、干净地清理了主井井底散煤而且有利于安全生产,减少了人身事故的发生。四、各采区状况 一水平共有东一、东二、西一、西二、南翼5个采区,东一、东二采区2001年底全部结束,南翼采区还剩三个工作面,于2009年12月结束。二水平设轴东一、轴东二、轴西一、轴西二四个采区,已经全部采完,轴西一采区为东新庄村庄下压煤,通过三维地震的探测,该区域断层多,无法正常开采;轴西二采区为矿井的边缘地带,倾角均在40度以上,目前的先进综采设备无法使用。三水平不但储量有限而且还没有九煤层。四个可采煤层均采用走向长壁采煤法,其中9煤层为
22、恒底分层上行采煤法。生产格局为一综一轻一炮采,四个煤层采厚为14.5m。1.3矿井的通风系统风井直径6.0m,从地面直至第一水平-375m,井深431m,在-246水平留设马头门,风井是为辅助升降人员和提升材料、设备与矿井后期回风之用。井内装备一对钢铁双层罐笼,提升选用JKM-2.8/6绞车,用两台800KW电动机拖动,罐笼下层可装3t矿车(现使用1.7t矿车),上层可载人员28名,提升能力209.1万t/a,最大速度9.8m/秒。1.4矿井的避灾设施紧急避险永久避难硐室位于井下东翼大巷,利用1134废弃变电硐室改造而成,可同时容纳100人避险。永久避难硐室内除设有监测监控、人员定位、供水施救
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