3224综采工作面一通三防设计

梁 宝 寺 煤 矿

3224综采工作面“一通三防”设计

一、矿井概况

梁宝寺煤矿位于山东省西南部，东南距嘉祥县城约20km。 井田东西宽约9km，南北长约11km，面积约97km2。 井田主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组。其中3层煤为首采和主采煤层。属于地瓦斯矿井，煤层煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为44.54%。属于一类易自燃煤层，自然发火期为3—6个月，参照临近矿区经验，最短发火期为28天。风井风机型号为BDK-8-№24轴流式通风机，配用2×250kw电机，矿井现总回风量为7900m3/min，风压1580pa。

二、通风设计

⑴基本参数

⑵计算

每个回采工作面实际需要风量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。 ①低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量确定需要风量，其计算公式为：

Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温＝403.2×1.5×1.0×1.0＝604.8m3/min 式中：

Q采-------采煤工作面需要风量，m3/min；

Q基本--------不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min；

Q基本--------工作面控顶距×工作面实际采高×工作面有效断面70%×适宜风速，适宜风速取1.0 m/s；

Q基本=60×3.0×3.2×70%×1.0 =403.2m3/min

K采高--------回采工作面采高调整系数，工作面采高3.0m，查表取1.5； K采面长--------回采工作面长度调整系数，工作面长度80m，查表取1.0； K温--------回采工作面温度调整系数，工作面温度23℃，查表取1.0。

②按瓦斯或二氧化碳涌出量计算

根据煤矿安全规程规定，按回采工作面风流中瓦斯或二氧化碳浓度不超1.0％要求计算：

Q采＝100*q采*KCH4=100×1.5 ×1.4 =210 m3/min

q采------ 年度瓦斯鉴定采煤工作面回风巷中最大绝对瓦斯涌出量，1.5m3/min。 KCH4 ------ 瓦斯涌出不均衡通风系数为1.4。

③按工作面温度选择适宜的风速进行计算：

Q采=60×V采×S采＝60×1.0×9.6=576 (m3/min)。

式中：

V采----采煤工作面风速，工作面温度23℃，查表取1.0m/s;

S采----采煤工作面平均断面积9.6m2。

④按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量

每人供风≮4m3/min：

Q＞4N（m3/min）

Q=80*4=320m/min

综采工作面不需要爆破，故不再进行炸药风量计算。

综采工作面综合以上各项计算结果确定工作面风量为604.8m3/min

按风速进行验算：

15S＜Q采＜240S( m3/min)

15S=15×9.6=144m3/min;

240S=240×9.6=2304m/min。

144＜604.8＜2304式中：

S----工作面平均有效通风断面积9.6m2。

则经过计算及验算后，确定该综采工作面计划供风量为604.8m3/min。以

605m3/min作为计算标准。

（二）通风路线

进风路线：新鲜风流从副井→副井绕道→西大巷→3200轨道车场→3224轨道顺槽→3224工作面。

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乏风路线： 3224工作面→3224工作面皮带顺槽→3200回风上山→西翼回风巷→总回风巷→风井→地面。

（三）通风管理措施

1、采煤工作面必须达到计划供风605m3/min，测风员每10天进行一次测风，根据需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌板上，及时做好风量调节。

2、确保通风系统稳定。

3224工作面共有两组风门：3224皮带顺槽联络巷、3224轨顺风门，加强通风设施管理，严禁两道风门同时敞开，确保3224通风系统稳定可靠，施工单位区队长是本单位工作区域通风设施管理的第一责任者。

3、本工作面如果发生进回风不畅通的情况，造成工作面风量不足， 应立即停止生产进行整改，整改完毕后再进行生产。采煤工作面实行全风压独立通风。

4、采面结束45天内，必须撤出所有设备，设臵永久性密闭，全部封闭采空区。。

三、 防治瓦斯措施

1、瓦斯检查（设点、次数）

工作面回风流瓦斯检查牌板设臵在距工作面50m处，瓦斯检查员必须检查以下地点：①采煤工作面上下隅角风流 ②采煤工作面风流③采煤工作面回风流，以上地点每次检查三遍以结果最大数记录检查手册，其中采煤工作面回风流检查结果记录瓦斯牌板和瓦斯日报表中，并做到瓦斯检查手册、瓦斯日报表、瓦斯牌板检查数据“三对口”。检查内容：瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、浓度、风流温度。瓦斯检查员必须认真执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。瓦斯检查员每班至少对上述地点检查两次，间隔时间不得低于3小时，不大于5小时。每次检查结果必须通知现场工作人员。

2、瓦斯监测

（1）3224工作面安装KJ95安全监控系统。在距工作面不大于10m的回风巷内安装甲烷传感器，距顶板不大于300mm，距巷帮不小于200 mm，CH4报警浓度≥1%，CH4断电浓度≥1.5%，CH4复电浓度<1%，断电范围:采煤工作面运输机、采煤机、回风巷中所有非本质安全电器设备。工作面瓦斯监测系统必须由专人进行维护，确保系统灵敏可靠。甲烷传感器每隔7天标校、调试一次。

采煤机安装机载式甲烷报警仪，甲烷报警浓度≥1%；断电浓度≥1.5%；复电浓度<1%，断电范围:采煤工作面采煤机。

（2）在工作面回风巷敷设束管，通过束管监测系统进行监测气体变化情况。

（3）区队长、班长、流动电钳工下井时，必须携带便携式甲烷检测报警仪。

（4）工作面回风隅角悬挂一台常开便携式甲烷检测报警仪，由当班工长负责，并负责纪录。采煤机机载式甲烷报警仪悬挂于主电机处，达到报警浓度时，及时停机采取措施处理。加强机载式甲烷报警仪管理，确保仪器起到报警、断电作用。

（5）工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，进行处理。

（6）工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。

（7）工作面及其它作业地点风流中、电动机或其它开关安设地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

（8）工作面及其它巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚瓦斯浓度达到2.0%时，附近20m以内必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

（9）对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电器设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电人工开动。

（10）工作面风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。

（11）设在回风流中的机电设备硐室，回风流中的瓦斯浓度不得超过0.5%。

（12）当瓦斯超限或监控系统报警时，必须立即停止工作，切断电源，撤出人员，并及时查明原因，进行处理。

3、电器防爆

指定专人检查、维修电气设备、电缆，杜绝失爆。

4、在3224工作面皮顺联络巷备用一台抽排风机，隅角瓦斯浓度达到0.7%时及时投入使用,以稀释隅角瓦斯浓度。抽排风机吸风口瓦斯浓度不得超过2.5%。否则，工作面停止生产进行处理。

5、工作面面后采空区1m内的瓦斯检查可用瓦斯鉴定杖进行。

6、3224面是西翼采区第一个综采面，必须加强瓦斯管理，及时认真总结瓦斯涌出规律，针对西翼采区制定针对有效的措施，确保矿井安全生产。

四、综合防尘设计

（一）防尘管路系统

工作面防尘水源来自地面污水处理站→清水池→副井→西大巷→3200轨道上山→3224轨道顺槽、（皮带顺槽）→XPB喷雾泵→采煤机内外喷雾、煤层注水、冲刷巷帮水管、巷道内水幕、各运输转载点喷雾、架间喷雾、破碎机喷雾等。

轨道顺槽，皮带顺槽分别安设防尘供水管路。轨道顺槽选用直径108mm的水管，每隔100m设一个三通阀门,皮带顺槽选用直径108mm的水管，每隔50m设一个三通阀门,进回风巷道距工作面30m内各安设一道水幕，采煤机正常运转和工作面爆破时开启。

（二）防尘措施

1、为保证防尘用水的清洁,在供水管路进入井下的地点安设一过滤器。

2、煤层注水: 采用双巷长钻孔静压注水。

（1）超前工作面,由两巷顺槽每隔20m向煤壁打深孔注水。钻孔直径φ42mm，钻孔长度32m,钻孔沿煤层倾向方向打钻孔。采用静压注水,水压不小于2MPa。

（2）在工作面煤壁外40m处进行煤层注水。

3、采煤机内外喷雾 :

要求喷雾嘴完好不堵塞,内喷雾压力不小于2MPa,外喷雾压力不小于1.5MPa,雾化程度高,特别是外喷雾要能够封闭截割产尘部位，采煤机内外喷雾必须与采煤机保持联动，做到开机开喷雾。

4、架间喷雾

（1）供水方式

采用Φ25mm的高压胶管向喷雾供水。

（2）动作方式

采用手动控制方式，实现架间喷雾降尘。

（3）喷嘴布臵

每个支架前梁安装一组喷雾。每组喷雾设三个喷嘴。每天检修班派专人维护管理。

（4）喷雾要求

工作面割煤、移架时，打开下风流2～3组喷雾拦截、捕捉粉尘。采煤机割至下端头时，可关闭架前喷雾，以利于司机操作。

（5）工作面煤机割煤时，下风口20m范围内必须保证有3架以上的喷雾头正常工作，并保证雾化效果良好，覆盖全断面。

5、转载点的喷雾

（1）工作面输送机机头及转载机头各设一组喷雾头，并正常使用。

（2）胶带机头安设一组喷雾，实现运煤过程中的喷雾降尘。

（3）破碎机进、出料口喷雾装臵齐全，正常使用，每天由检修班进行维护。

（4）各转载点喷雾必须停机停水。

6、煤尘冲刷:

对工作面回风顺槽每天冲刷一次,进风顺槽每半月冲刷一次,工作面、支架及其它部位每班冲刷一次。工作面、支架及其它部位、工作面超前支护及转载机道所在巷道，由施工单位负责，其他巷道由通防区负责。所有清尘工作必须安排专人负责，采煤队的清尘有当班跟班干部负责，通防区的清尘有当班值班干部负责。

7、顺槽防尘水幕:

在轨巷顺槽中距工作面煤壁30m处,安设一道水幕,在皮带顺槽距工作面煤壁30m处,安设一道水幕,每道水幕的喷雾喷头不少于5个,且雾化良好,覆盖全断面。在3114皮带顺槽安设捕尘帘，水幕、捕尘帘均随工作面的推进而向外移动。

8、个体防护: 工作面采煤机司机、移架工及在工作面回风巷工作的其他人员均配戴自吸过滤式防尘口罩。

9、粉尘测定

测尘员每半月全面测定一次工作面的粉尘浓度。

10、所有防尘设备在其他设备安装的同时，要安装完毕，做到降尘效果好。无防尘设施不生产，无防尘用水不准生产。

（三）隔绝瓦斯煤尘爆炸措施

1、在工作面两顺槽各安装一组软质袋式隔爆水棚，距工作面距离不小于60～200m，并随着工作面的推移而向前迁移。

2、隔爆水棚安装质量要符合《煤矿安全规程》有关要求。

3、棚区长度不得少于20m，每棚间距1.2-3.0m，根据巷道断面积，水量要达到200L/m2。

4、水棚区有上水管接头；损坏的袋必须及时更换，并随时补充水量，保持水量充足。

5、水棚设臵在巷道的直线段内。水棚底部要保持一个平面，距巷道两帮要成一条直线。

6、水棚距离顶梁（无支架时为顶板）、两帮（支柱）的间隙（纵向投影）不得小于100mm；棚组内的各排水棚的安装高度应保持高度一致；棚区的巷道需要挑顶时，其断面积和形状应与其前后各20m长度的巷道保持一致。

7、水棚采用易脱钩的吊挂方式，挂钩位臵应对正，每对挂钩的方向要相向布臵（勾尖与勾尖相对）。

8、水棚应每周检查一次，发现问题及时汇报处理。

五、防治自然发火设计

1、预防性防灭火注浆

（1）梁宝寺煤矿在工业广场建一防灭火注浆站，注浆站建有贮土场、储水池、制浆房，制浆工艺采用机械取土，黄土流入泥浆池，根据井下现场监测情况，按照水土比为4∶1～6∶1，加入一定量阻化剂（约5—10%），在池内再用搅拌机不断搅拌后打开阀门，让掺入阻化剂的泥浆流入井下各所需注浆地点。

（2）防灭火注浆系统：

地面注浆站→ 风井→风井底车场 →西总回风巷→ 西翼回风巷→3200回风上山→3224轨道顺槽→工作面采空区

（3）防灭火注浆系统管路敷设

自地面注浆站起至3200回风上山为Φ159mm的钢管，3224面轨顺顺槽为Φ108mm的钢管，距采空区40m时改为高压软管，其间设臵一个三通放气阀及截止阀门，其后接拖管实施注浆，3224面开采初期实行埋管注浆，以加强对开切眼处的防灭火注浆。工作面正常推采约50m后，改为拖管注浆。

拖管注浆方案是指将一段有限的注浆管路埋入采煤面的采空区，这段管路跟随工作面的推进而随时向采煤面的推进方向拖动，并且在注浆和非注浆过程中均不影响拖动，实现动态注浆，从而使采煤面的注浆防火工作真正达到随采随注的目的，使注入采煤面的浆液均匀分布，收到较好的防火效果。

管材的选取：终端出浆口段拖管采用厚壁管子，壁厚7.5mm，外径89mm，内径74mm，每节长4000mm。一端是内丝，一端是外丝。与拖管相联接的是一条20m长的Φ50mm高压胶管，外端是原注浆管路（Φ108mm）。

管路联接方式：每节拖管是内外丝相互拧接，高压胶管与拖管及另一端原注浆管路的联接方式采用“U”型插销的快速联接方式。

固定拖动方式：将最外端的一条拖管焊接两个能承受数吨的联接鼻子，用三环联接到最后一个支架上，拖管由工作面最后一个支架每天进行拖动。

（4）注浆时间及注浆量：每天进行注浆，每天注黄土不得少于60m。

2、构筑防火墙

在工作面面后进回风顺槽各设臵一道防火墙，墙体应全断面构筑，可起到堵漏拦浆和减少采空区漏风的作用。建筑防火墙按照以下原则：

①防火墙用编织袋装黄土或黄土炉灰混合料砌筑。

②建筑方式为双侧式即在工作面进回风侧建筑，墙体厚度1.5—3m，宽度为1.5—4m，四周与顺槽顶、帮和冒落矸石结实。

③第一组防火墙距工作面开切眼30m，以后每组防火墙间隔均为30～50m。 ④工作面回风隅角悬挂挡风帘，以减少向采空区漏风。

3、喷洒阻化剂

由于顶板冒落较快，架后喷洒阻化剂难度较大，可以采取以下措施，

（1）在工作面进回风隅角实施阻化剂喷洒。

（2）喷洒阻化剂浓度保持在20～25%即可。

4、检查和监测:

充分利用安全监测系统和束管监测系统,进行预测预报工作。工作面生产时始终在工作面皮带顺槽内距工作面10m范围内安设甲烷传感器、一氧化碳、温度传感器等，对传感器要按规定标校调试，确保仪器灵敏可靠。

⑴地面束管监测室严格执行规章制度和操作规程。

⑵工作面生产时每三天抽取一次，对抽取的气体及时进行分析，并打印报表报3

送通防科、通防副总，报送总工程师签字。

⑶每三天对监测系统和束管监测系统的数据及时进行分析，发现温度上升明显、有芳香族碳氢化合物、CO浓度超过0.0024%或增加较快时，要立即汇报调度室、通防科、通防副总，通防科立即组织分析现场情况，采取针对有效的措施，将温度及CO浓度降下来，确保3224面安全生产。

⑷每班由瓦斯检查员对工作面上、下隅角气体情况至少检查两遍，检查内容：CO、CO2、CH4气体浓度、温度。一旦发现异常，立即汇报。

⑸每班由瓦斯检查员利用红外线测温仪对工作面上、下隅角及支架间空隙采空区侧至少检查两遍温度，一旦发现温度异常，立即汇报。

5、采空区密闭

⑴工作面回采结束后，40天要撤出所有设备，5天后进行永久性密闭。

⑵采空区密闭采用双墙夹黄土的形式。两道密闭各厚至少0.5m，中间至少留有2—3m的空隙，填加黄土。密闭墙留设四根管孔，一个用于“两道一线”注浆，一个用于密闭墙内排水，一个用于束管观测，另一个用做观察泄压孔，便于观测密闭墙内气体涌出情况和密闭墙内外压差，及时掌握密闭墙体漏风情况，一旦采空区内有巨大冲击压力时，及时进行泄压

⑶工作面回采结束后，立即调整并建立较为稳定的采空区均压通风系统。 ⑷工作面停采后在上下隅角分别建一道防火墙，减少向采空区漏风。

⑸对停采线进行大量灌浆。

6、工作面采空区一旦出现自燃着火征兆，立即利用制氮装臵向采空区注氮。

六、工作面避灾设计

1、工作面一旦发生瓦斯、煤尘、火灾事故，严格按照《煤矿安全规程》、《作业规程》、《矿井灾害预防处理计划》规定有序进行抢险救灾、避灾。

2、工作面发生瓦斯、煤尘、火灾事故避灾路线：

3224面→3224轨顺→3224轨顺联络巷→3200采区轨巷→西大巷→副井→地面。

3、凡是在3224区域范围内施工的所有人员，都必须学习掌握矿井避灾路线。

梁 宝 寺 煤 矿

3224综采面“一通三防”专项设计 设 计 人：

通 防 科：

安 监 处：

总工程师： 2006

年9月10日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 宁洪进 2006 2006 2006

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