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1、摘要：随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的部分。为确保煤矿的安全生产，对煤矿的安全设计十分重要。根据张集煤矿的实际情况，结合目前安全生产技术，对张集煤矿进行了安全设计。设计针对煤矿常见的安全问题，如水、火、煤尘、瓦斯、顶板等灾害，分析灾害发生的原因，设计具体的灾害预防措施及安全保障措施，以达到防止事故发生或减少事故发生概率，降低事故造成伤害的目的。根据张集煤矿开拓方式和地质构造，选择了合理的通风系统，对采掘工作面及硐室通风，井下通风设施和构筑物等进行设计，选择了安全逃生路线，分析了矿井通风系统的合理性和可靠性。通过对张集煤矿水文地质资料的分析，设计了相应的水灾防治安全措施。同时建立一
2、套完善的安全监测与监控体系，对各种灾害形式进行严密的监控，在灾害发生前将事故处理，确保生产能够安全高效的进行，同时达到无安全事故、无人员伤亡的理想状态。同时还设计了顶板灾害、运输系统灾害、电气事故灾害的安全措施。关键词: 安全条件 粉尘防治 瓦斯防灭火 安全监测目 录前 言11.矿井概况及安全条件11.1 井田概况11.1.1地理位置11.1.2主要自然灾害21.1.3矿区开采现状21.2 安全条件21.2.1地质特征21.2.2煤层及煤质31.2.3煤层及煤质32.矿井通风42.1 概 况42.2矿井通风42.3现有通风方式及通风系统42.3.1现有风井数目、位置、服务范围及服务时间42.3
3、.2采掘工作面及硐室通风42.3.3井下通风设施及构筑物布置52.3.4安全逃生途径52.3.5通风设备及反风63.粉尘灾害防治63.1 粉 尘73.2 防尘措施83.2.1防尘措施83.2.2采掘工作面除尘84.瓦斯灾害防治94.1 瓦 斯94.2 防爆措施94.2.1防止瓦斯积聚95.矿井防灭火95.1 概 况95.2 井下外因火灾防治105.2.1井下机电设备硐室防火措施105.2.3井下电缆105.2.4井下电气设备的各种保护105.2.5井下电气设备的检查、维护、修理和调整。115.3.1张集矿瓦斯赋存情况116.矿井防治水116.1 矿井水文安全条件分析116.1.1矿井开采水文地
4、质情况116.1.2矿井充水因素及特征126.2 矿井防治水措施126.2.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施126.2.2井下探放水措施136.2.3地表水防治措施及工程147.井下其它灾害防治147.1 顶板灾害防治及装备147.1.1矿山压力显现基本因素分析147.1.2一般顶板冒落灾害的防治措施及装备147.2爆炸材料库15参考文献16矿井通风与安全前 言采矿工程是我国工业的基础，它在整个国民经济发展中占有极其重要的地位。煤炭是我国一次能源主体。我国煤炭生产以井共开采为主，其产量占煤炭产量的97%。而地下作业首先面临的是通风问题，在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面新鲜空气输送到井
5、下各个作业点，以供人员呼吸并稀释和排除井下各种有毒有害气体及矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。煤矿的地下开采又面临最为严重的安全问题，瓦斯、火、矿尘、冒顶是煤矿普遍存在的五大自然灾害。另外，随着矿井开采深度的不断延伸，高温也成为煤矿又一严重的自然灾害。矿井通风与安全经历过较长的发展过程。早在1640年，人们便开始利用自然通风进行通风；为了加大通风压力，1650年，再会风路线上设火炉以利用热风压通风；1849年，开始使用蒸汽离心式通风机；1898年电式轴流式通风机开始使用。在煤炭自然发货的研究方面，在1686年就发表了有关煤自然起因的论文。在瓦斯检测方面，181
6、3年开始采用安全油灯以检查氧气、瓦斯和二氧化碳的浓度。20世纪40年代，各种气体的检测有了较大的发展，特别是60年代以来，已能实现对井下风流环境中各种参数进行检测；80年代以后，煤矿通风与安全的科学技术得到了快速发展。经过不断的探索与实践，矿井通风与安全方面的科学和技术已经形成了比较完整的体系。第1章 矿井概况及安全条件1.1 井田概况1.1.1地理位置张集矿位于安徽省淮南市凤台县境内，距凤台城西20km。行政区位隶属凤台岳乡集镇。区内交通方便，淮南至阜阳路从井南通，井中心距张集站5km，张集站东至蚌埠141km，西至阜阳69km。本井田内主要有淮南阜阳铁路和潘谢、凤张公路通过。西淝河在工业广
7、场以东2km处贯穿全境，可通过百吨机帆船，凤台是较大的河港，铁运、公路运输、水运方便。1.1.2主要自然灾害 本区地震裂度为6度。1.1.3矿区开采现状二水平中央水泵硐室现有3台PJ-1507型水泵，每台排水量为300m3/h，二水平正常涌水量为165 m3/h。二水平最大涌水量为205 m3/h。一水平中央水泵硐室现有4台200D438型水泵，每台排水量为288 m3/h，其正常涌水量（包括二水平涌水）为265 m3/h，最大涌水量325 m3/h。矿生产供电来自地面变电所，其电源分别来自梨恒线，梨平线两趟60KV高压输入。变电所内设一台S9-16000/66主变压器，一台SLF1-2000
8、0/60主变压器。一二水平供电来自地面变电所，电压为60KV，由两趟LJ-24架空线线路输送至山下变电所，再由两趟MYJV3X150高压电缆经皮带道至井下中央变电所，然后由井下中央变电所送出两趟高压电缆输送至采区变电所配电，直至各采掘队组。1.2 安全条件1.2.1地质特征1.2.1.1地质及地层张集矿区位于鸡西煤盆地西南端，属于穆棱-张集断裂构造单元的一部分。近于南北向东倾的单斜地层，为不对称的向背斜复杂化，地层被两条近于南北向的断层切割成二大构造块段。在这些块段里，相对下降的块段构造简单，地层倾角小（15-25）；相对上升的块段构造复杂，地层倾角大（20-40）。一组北45-55西贯穿全区
9、的主断裂体系又将全矿区进一步分割成几大构造单元。各构造单元其构造形态各异，地层产状各异，构造复杂程度各异。1.2.1.2成煤时期及煤层赋存情况张集矿区煤系地层为早白垩系鸡西群城子河含煤组和穆棱含煤组，城子河含煤组位于煤系地层的下部，可采和局部可采煤层共有35#层、33#层、32#层煤层，煤质主要为瘦煤，中部层组的25#层、23#层、22#层煤层的煤质，牌号主要为焦煤，上部层组15#层、14#层煤层的煤牌号主要为主焦煤。穆棱组位于煤系地层2的上部，可采区层有6#层、5#层、3#层、1#层。穆棱组煤层的煤牌号均为1/3焦煤，以上各煤层的厚度均在0.8-2.0m之间，为薄煤层或中厚煤层。1.2.2煤
10、层及煤质1.2.3.1煤层含煤性：张集矿区开采穆棱组和城子河组的煤层。穆棱组含煤6-8层，1层全区可采，3层局部可采，主要可采煤层发育较稳定，煤层本身的煤岩特征明显，煤层结构稳定，岩煤层物性特征明显，煤层间距较为稳定。横向上变化规律性强，全区内煤层对比清楚。煤层发育属于较稳定型。可采煤层总厚度为14.4m，含煤系数1.11%。穆棱含煤组：1#煤层：为张集矿区内最上部的可采煤层，单一结构，煤厚0.68-0.92m，顶板为含豆状包裹体的凝灰岩或凝灰砂岩，底板为粉砂岩。 3#煤层：距1煤层48-50m，一般分上、下两层，上、下分层均在0.59-0.89m之间，平均0.78m，上、下分层间距不稳定，大
11、体在2-4m之间，顶板为灰白色细砂岩，底板为0.3m的黄灰色凝灰岩。3煤层在凤山背斜轴以南可采。1.2.3.2煤质物理性质：肉眼观察多呈光亮和半光亮形，煤层油质光泽和玻璃光泽，块状构造，断口参差不齐，内生裂隙发育，煤层多以凝胶化基质为主，镜煤、亮煤占煤岩总比例的75-90%，丝质组和稳定组占5-20%，岩矿杂质占总量的5%左右，硫磷含量特低。化学性质、工艺性能、可选性及煤类：张集矿区各煤层组均为中等变质程度的烟煤。各煤层组、各含煤段的变质程度不一，煤层的有机质含量较多，有害杂质少，精煤灰分低，可选性强。是可贵的炼焦用煤。第2章 矿井通风2.1 概 况张集煤矿鉴定为高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量
12、为28.5m3/t，绝对涌出量为33m3/min。在张集矿区范围内尚无煤层自燃发火现象。各煤层均有煤炸煤尘炸指数在20%-45%之间。由于张集矿井为高瓦斯矿井，因此，按高瓦斯矿井进行管理。2.2矿井通风现矿井各采区风量计算井下共布置2个采煤工作面，6个掘进工作面，全矿独立回风硐室7个，变电所水泵房2个，压风机硐室2个，绞车硐室2个，火药库1个。根据上述参数进行矿井风量计算。Q矿（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其）K m3/min式中：Q采-采煤工作面实际需要风量总和m3/minQ掘-掘进工作面实际需要风量总和 m3/minQ硐-硐室实际需要风量总和 m3/minQ备-备用采面实际需要风量总和 m3
13、/minQ其-其他地点实际需要风量总和 m3/minK-矿井通风需要风量系数 取1.2Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其）K=（2200+2664+488+491+540）1.2=49051.2=7660 m3/min2.3现有通风方式及通风系统2.3.1现有风井数目、位置、服务范围及服务时间 矿井现有两条井筒入风，两条回风井。2.3.2井下通风设施及构筑物布置矿井设有专用回风井，采区设置了专有的回风道。井下所有进回风相交处设有双向双道风门，在需要调节风量处设调节风门，以保证各用风地点的合理风量，在需要反风处设有反风风门。在主要进风、回风巷，工作面进风巷和回风巷设置测风站，观测矿井总风量和回
14、采工作面的进风量和回风量。倾斜巷道中不应设置风门，如非设不可时，应按设自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。2.3.3安全逃生途径2.3.4.1矿井安全出口设置及保证措施矿井的主井、副井和风井均可作为安全出口，井筒及采区各上山内设人行道和扶手。斜井井筒每隔40m设一躲避硐室。副井担负矿井辅助提升任务，必须执行煤矿安全规程的规定，提车不行人，行人不提车。当井下发生事故时，人员可借助上述人行台阶、扶手、人行道方便、顺利到达地面。2.3.4.2避灾路线为了方便井下工作人员在灾害发生后能安全撤离，井下各巷道及巷道相交处应挂牌写明巷道名称、长度，指明各类灾害的撤离方
15、向，并做到每年预演一至二次。避火灾线路发生火灾时工作人员应及时撤离采区，向新鲜风流方向撤离，通过进风井到达地面。一采区：采煤工作面运输平巷采区皮带道采区车场暗井绞车道暗井下部车场二水平主运巷二水平副提升井和二水平皮带一水平石门一水平皮带和副井地面。掘进工作面采区车场暗井绞车道暗井下部车场二水平主运巷二水平副提升井和二水平皮带一水平石门一水平皮带和副井地面。二采区：采煤工作面运输平巷片盘车场采区绞车道地面掘进工作面片盘车场采区绞车道地面。避水灾线路 4在工作面工作的人员及在井底车场工作的人员应及时撤至回风平巷或回风井，通过安全出口出井。掘进工作面采区车场暗井绞车道暗井上部车场后石门机轨合一巷后石门绞车道下料斜井车场下料斜井地面。二采区：采煤工作面
