矿山安全课程设计剖析

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1、矿山安全技术课程设计班级:姓名:学号:一、工作面概况某矿7711综采放顶煤工作面位于东六采区中部，所开采煤层为7#煤 层，其煤层自燃倾向性为容易自然煤层，自然发火期为1 3个月，煤层 具有爆炸危险性。7711综放工作而走向长度：1329.6 1339.6m （其中：材料道回采 长度1339.6 m,断面14 m2；溜子道回采长度1329.6m,断面12 m2）,倾向 长度：185.7m,煤层倾角：（3 20） /9，煤层厚度：（5.10m 6.10m） /5.85m，设计采高5.85m,容重：1.38t/m3,采煤方法：综放，割煤高度：2.5m, 回采率85%,煤机牵引速度取V = 3. 5

2、m/min,截 深取B = 0.6m,采煤机滚 筒直径取H=1.4m,工作面正常的推进度取 V=4.2m/d,工作面日产量取 A=5000t/d。采煤工作而回风巷风流中瓦斯平均绝对涌出量为0.5m3/min, 瓦斯涌出不均衡系数为1.5。二、第二章煤层注水方式及其选择一、煤层注水方式煤层注水方式是指钻孔的位置、长度和方向。我国目前使用的注水 方式有长孔注水、短孔注水（浅孔注水），深孔注水和巷道钻孔注水四 种方式。1. 长孔注水在采煤工作而前方的进风巷，或回风巷沿煤层倾斜方向平行于煤 层工作而打钻。长孔注水分为单向和双向长孔注水两种形式，如图3- 1所示。(a)(b)图3-1长孔注水示意图（a）

3、上向孔：（b）下向孔:（矽双向长钻孔注水方式示意图1一回风巷：2一开切眼：3运输巷2短孔注水（浅孔注水）3-2短孔、深孔注水方式示意图a一短孔b一深孔1一回风巷：2运输巷沿采煤工作而与煤壁垂直或或斜交打钻孔孔注水，孔长一般为2m3. 5m,女口图3 2a所不。3.深孔注水沿采煤工作而.垂直工作而煤壁打孔，孔长一般为5 25m,如图3 2b所不。4.巷道钻孔注水由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻注水或由底板巷道向煤层注 水, 在一个钻场可打多几个垂直于煤层或扇形布置方式的钻孔，通过钻孔进 行注水，如图3-3所示。图3 3巷道钻孔注水示意图1-巷道：2、3钻孔；4-上煤层；5下煤层二、注水方式的选择长

4、孔注水是一种先进的注水方式，钻孔能湿润较大区域的煤体， 获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，采、注无干扰，所以为各国广 泛采用。缺点是打长钻孔的难度大，定向打钻困难，对地质条件的适 应性差。短钻孔注水适用于煤层赋存不稳定、地质结构复朵、煤层薄、产量 较低的采煤工作面，或者工作面顶、底板为易吸水膨胀岩性时。由于短 孔注水压力低，所以其工艺装备简单，具有较大的适应性和灵活性。缺 点是钻孔数量多，湿润范围小，钻孔长度短，易跑水；由于注水必须在 准备班进行，容易与回采作业发生矛盾，对生产能力高的工作而不适用， 加上降尘效率不如深孔和长孔注水，所以正规工作面己较少采用。深孔注水钻孔较长，要求煤层赋存稳定。

5、它可适用于各种工作而顶、底板状态。与短孔注水比较，其钻孔数量少，湿润范围大且均匀，降尘效 果较好。但它对注水压力要求较高，注水工艺装备较复杂，而且采用这 种方式的前提是作业循环中要有准备班。巷道钻孔注水费用高，尽管可以小流量长时间注水，注水效果好， 但采用较少。三、注水钻孔参数的确定1、注水方式：采用工作面倾向单向长钻孔注水2、注水方法：采用静压注水（具体方式根据现场实际情况决定）3、钻孔布置：从7711综采工作面辅助运输巷沿煤层延伸方向、距底板1.4m处打平行于工作面的下向孔，采用静压注水的方法进行煤 层预注水。4、钻孔直径：60mm5、钻孔深度L=L-M=185. 7-1/3X 185.

6、7 二 123. 8m式中：L钻孔长度，mLi 一匚作面长度，mM一与煤层透水性和钻孔方向有关的参数（我盘区取下向孔且煤层透水性强，取1/3LJ, m6、钻孔间距B=2. 5Rh=2. 5X2X0. 6=11. 5m式中：B 一钻孔间距，mR 一湿润半径，mH 一巷道净高（注水工作面、回风巷），7、钻孔倾角丫 二 a 0=5 -0. 3 =4. 7式中：Y一钻孔倾角一煤层倾角0 钻孔最大下沉角；（）=arctan h/L二0. 3h 一钻杆下沉距离，mL 一钻孔深度，mh/L钻杆下沉率，一般为0.35%,木设计取0.3%8、综采工作面注水钻孔参数表木次施工在7711综采工作而辅助运输巷，从开切

7、眼位置设计停采线位置，每隔11. 5m钻一个注水孔，设计钻孔工60个。四、煤层注水参数的确定1、注水系统采用多孔注水，同时注水钻孔数为3个。在7711综采工作而辅 助运输巷静压供水管路的三通阀门上引出25的的高压胶管，接入分 流器，分出三支顶的高压胶管作为注水管路，并在注水管路上接入 压力表、流量表和流量调节阀等。单孔累计注水时间不少于1个月或 直到煤帮在预定湿润范围内“出汗”为止。注水超前回采的距离不小 于1个月的推进度，超前时间不少于1个月。2、注水压力由于设计采用静压注水，所注水为纯水，因此注水压力以1.55Mpa为宜；一般采用调节钻孔的注水量流量来控制注水压力，注水时从低压逐渐升压，直

8、至注水压力稳定为止。3、单孔注水量Q 二 2BLM Y (艮各-也)K=11. 5X120X1. 2X1. 35X (4%-2. 55%) XI. 5 二 48. 62 m3式中：Q一个钻孔注水量，代B 一孔间距，mL一钻孔长度，mM工作面煤层厚度,m,根据120301实际情况，取1.2m丫一煤容重，t/ m3, 3=煤层 1. 35 t/ m3注水后要求达到的水分取，取4% m3/t煤层原有水分，取2. 55% m3/t(Wi-W2)一般取 1% 2%,本设计中取 1. 45% m3/tk一考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.54、注水流量注水流量不宜过大，小流量注水对煤层的湿

9、润效果最好。只要时间允许，应尽量采用小流量注水，注纯水时注水流量可取15 20L/mino5、单孔注水时间t=Q / (60Xq) X1000=48. 62 / (60 X 20) X1000=40. 52h 二 2d式中：t 一单孔累计注水时间，hQ 一单孔注水量,Q=48. 62m3q 注水流 M q = 20 1/min在实际注水中，亦可把预定湿润范围内“出汗”现象作为煤体受 到全而湿润的标志。“出汗”后即可结束注水。注水工作制度采用全 天24小时不间断注水。6、注水超前于回采的距离和时间为提高煤层注水效果，煤层注水工作应在常压带内进行。为保证 足够的注水量，注水工作不易过迟。超前距离：

10、距工作面最近的注水孔开始注水时，超前工作而的距离可按下式计算:Lm=Lq+Ta+tX (tl+t2)/(24Xtl) XV式中：Lm 一注水开始时超前工作而的距离，mLq 一工作而前方应力集中带宽度，取Lq = 30 mTa 一注水钻孔倒孔转换时间，d；取Ta = 0；t 一单孔累计注水时间，取t=40. 52htj 每次纯注水时间，取t】=24ht2 一注水间隙时间，取t: = OhV 一工作面正常的推进度，取V=4.2m/dLm=30+0+40. 52X (24 + 0) / (24X24) X2. 4 = 35m超前时间：T=Lm / V = 35 / 2. 4 = 15d式中：T 一注

11、水的最小超前时间，dLm一注水开始时超前工作面的距离，mV 一工作面正常的推进度，取V=2.5m/d根据煤层注水技术标准(Q/. 02. 1. 09. 002-2008)：注水超前回采 的 距离不小于月推进度，超前时间不小于1个月，7711综采工作面注水 超前回采的距离暂定为60m,超前回采时间暂定为30do注水过程取样分 析，并根据上述计算结果合理选取注水超前回采的距离和超前回采时间。7、7711综采工作而日注水量Q =nQ/t=3 X 48. 62 / 2=72. 93 m3/d式中：Q一工作面日注水量,m3/dn一同时注水的钻孔数，个Q 单孔注水量，m3t 一单孔注水时间，d五、封孔1、

12、封孔深度封孔是注水工作中德一个重要环节，封孔质量的好坏直接关系着 注水的成败。根据我盘区巷道边缘破碎带宽度，设计封孔深度为3m。封孔深度应保证注水时不从孔口及附近煤壁透水、渗水、泄水； 封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度，在地质构造带仗断层） 附近，应适当增加封孔深度。2、封孔方法采用封孔器自动封孔。封孔器胶筒外径比钻孔直径小5 10mm，采用60mm的封孔器， 将封孔器送入钻孔，接上注水管再推入钻孔设计位置，利用注水压力 或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。六、安全措施()钻机操作及安全技术措施1、运输钻机的安全规定(1) 钻机装好车后，应用钢丝绳等封扎牢固，封绳不得少于两 股，以免物料滑动

13、或失落。(2) 平巷人力推车，必须遵守下列规定： 一个人只准推一辆车。同向推车的间距，在轨道坡度小于或等 于5%o时，不得小于10m；坡度大于5%o时，不得小于30m；坡度大 于7%。时，禁止人力推车。 在夜间或井下，推车人必须备有矿灯，在照明不足的区段，应 将矿灯挂在矿车进行方向的前端。 推车时必须时刻注意前方，在开始推车、停车、掉道、发现前方 有人或有障碍物，从坡度较大的地方向下推车以及接近孔岔、弯道、巷 道口、风门、嗣室出口时，推车人都必须及时发出警号。严禁放飞车。 人力推物料车时，手不要抓在车沿上，或有棱角处。(3) 上、下山运输严格执行如下规定： 斜井串车提升，严禁蹬钩。行车时，严禁

14、行人。 运送物料时，每次开车前把钩工必须检查牵引的车数、各车的 连接和装载情况。牵引车数超过规定、连接不良或转载超重、超高、 超宽或偏载严重有翻车危险是，都不得发出开车信号。 绞车提升运输过程中，上山及下部所有人员均需进入躲避嗣 内，矿车运行范围内严禁有人逗留、行走，严格执行“行车不行人制 度”。 绞车司机必须由经过专门培训，取得合格证的专职（或兼职） 人员担任，并持证上岗，严格按小绞车操作规程作业。绞车提升过程 中，绞车司机严禁擅离工作岗位。上、下车场把钩工要精力集中认真 负责，按章作业。2、安装及移动钻机的安全规定（1）不得用锚杆锚索起吊钻机；（2）在斜巷中稳钻时，钻机必须下道，钻机下方的

15、超柱不少于两 根，并用钢丝绳或铁链与巷道内的固定物固定住，吊住钻机的绞车要有 专人看管。（3）进入现场的所有设备要符合井下防爆要求。设备进入现场前， 要对现场安全环境进行检查，施工地点必须做到支护良好、通风、通电、 通水、通气、通电话、排水通畅、底板平整、瓦斯煤尘、避灾路线等符 合安全标准要求后，方可进入施工现场。（4）钻机机身安装必须平稳，上紧底固螺丝，电器设备要垫高防 潮，钻场前后10m之内的支护要完好，电缆要上钩并悬挂整齐、钻具器 材要上架并码放整齐，机械转动部分防护栏、防护罩要安装齐全。（5）钻机要打牢压柱及超柱。在斜巷稳钻时必须执行如下规定： 钻机必须下道，钻机垫平，钻机下方必须使用不少于两根的艄柱， 并用可靠的钢丝绳或铁链与铁路或其他巷道上的固定物连接在一起。 巷道坡度较大时，除采取上述措施外，还要用绞车钢丝绳拉着钻 机，使绞车处于制动状态，并指定专人监护绞车防止有人开动。（6）调试钻机，检