安全专篇说明书（下）

第六章 矿井防治水

第一节 矿井水文安全条件分析

一、水文地质概况

详见第一章第二节的有关内容。

本矿建矿三十余年来，南部煤田已基本采完，水文地质条件简单，涌水量不大，预计采空区内有一定积水，积水情况矿方未提供资料，有待进一步勘探调查，在主要可采煤层开采时要注意采空区内的积气、积水，留设好防水煤柱，做好探放水工作。 二、水患类型及威胁程度

本矿区内沟谷发育地下水补给条件较差，井田内主要可采煤层为山西组的3号煤层，其充水因素主要是山西组碎屑岩，上覆碎屑岩类含水层及沿岩石风化裂隙进入矿坑的大气降水，直接充水含水层的单位涌水量不大，含水性中等，水文地质条件属简单型，对矿井开采威胁程度不大。

三、矿井水文安全条件评价

本矿井目前开采3号煤层，水文安全条件较好。本矿井投产以来，经历了采掘工作面揭露、巷探等地质勘探等，积累了大量而丰富的地质资料。井田范围内构造简单，对防治水工作有利。地质报告中对15-3号煤层的水文地质情况提供较少，不能满足设计要求，因此，将来在开采15-3号煤层以前，需要进行专门的水文地质勘探，应根据水文地质报告的各项参数进行开采和防治水设计，具体确定开采方法，以及制定防突水措施，确保安全生产。

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第二节 矿井防治水措施

一、矿井开拓、开采所采取的安全保护措施

1、井下开拓巷道沿井田西边界掘两条大巷，即皮带大巷，轨道大巷，均沿煤层布置，昼减少对煤层顶底板的破坏。

2、对掘进工作面配备探水钻机，遵循“有疑必探，先探后掘”的巷道掘进原则，尤其是采区东部与九庄煤矿相毗邻，严格按《防探水规程》操作规定进行探放水，以防周边采空区积水造成危害。

3、设计配备了小水泵，用以排除积水确保良好的劳动环境。 二、防水安全煤柱留设

1、防水煤柱种类

辉坡煤矿井田地质构造较简单，区内未发现断层，无岩浆活动，地层倾角8°~13°。本区地质构造属简单型。井田内地表无大的水泵。

根据辉坡煤矿的煤层的赋存特征，矿井防水煤柱的种类确定如下：⑴井田边界煤柱⑵采区边界煤柱。

2、防水煤柱留设与计算结果

根据矿井防水煤柱的种类，结合生产矿井留设煤柱的经验，确定本矿安全煤柱的尺寸如下：⑴井田边界煤柱20m；⑵采区边界煤柱10m。

三、井下探放水措施

1、探放水原则

（1）采掘工作面必须坚持有疑必探，先探后采的原则。 （2）采掘工作面接近采空区前，必须先控明，再确定放水措施。

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（3）采掘工作面发现有透水预兆（挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水滴、顶板淋水加大、顶板来压、底板膨鼓或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等异状）时，必须停止作业，采取措施，报告矿调度室。如果情况危急，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

1、探放水设备选择

根据《矿井通风安全装备标准》，井下探放水钻机采用型号TXU-75，数量为2台。

安装钻机探水前，必须遵守下列规定：

（1）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。

（2）治理巷道，挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

（3）在打钻地点或附近安设专用电话。

（4）测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

钻孔放水前，必须估计积水另根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水量，放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压、做好记录、若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。 四、地表防治水措施

1、地表水防治设计依据

（1）防洪标准及防洪坝墙设计频率要求

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详见第一章第三节“五、工业场地布置特征、防洪排涝等”的有关内容。

（2）地形、地势及水系

本区位于沁水高原中段东部边缘，太行山西麓。区内大部为 第四系黄土覆盖，其地形地貌特征为低山丘陵，由一系列的黄土梁，冲沟等组成，海拔高度在+868~+1021.6m之间，相对高差156.6m，属 中低山区。

区内无常年性河流，仅在雨季时，区内的大沟中才有洪水流过。 2、地表水防治工程及装备

本矿区工业场地位于一较宽阔的沟中，且位于最高洪水位线10m以上，井口均高于最高洪水位线15m以上。为防止下大雨时对场地的冲刷在场地东、南、西三面设置宽0.6m，深0.8m的截水沟，将雨水汇集后排入场地南侧冲沟内，在场地北面边坡坡脚下设置0.6m×0.8m的截水沟，将雨水集中后导入进场公路边沟排出场外。整体布置排水线路短捷、顺畅，故此地表水威胁煤矿安全生产的程度不会存在。

五、其它防治水措施

1、必须加强雨季防汛工作，以防洪水威胁矿井。 2、加强水文地质观测，发现异常及时采取措施。

3、建立防治水领导组织，制定严格的防治水具体措施及各种规章制度。加强职工安全技术教育、培训，使井下职工懂得必要的安全技术，对各类规程、制度及避灾线路，必须贯彻到每个员工，增强他

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们的抗灾、防灾能力。

第三节 井下防治水安全设施

一、排水设施

（一）主排水设备 1、主排水设备设计依据

矿井正常涌水量 45m3/h 矿井最大涌水量 70 m3/h 排水高度 155m 2、中央泵房及水仓

该矿井设计有中央水泵房和主要水仓，中央水泵房位于副立井北侧，一端与井底车场、中央变电所相通，另一端与运输下山相连，中部经过管子道与副立井井筒相连。主要水仓（内、外仓）位于副立井西侧，分别开口于井底车场，终端通过水井与中央泵房相连，水仓有效长度140m，有效容量1050m3，满足了矿井8小时正常涌水量的要求。排水管路由泵房经管子道通过井筒架设至地面水池，管道长约400m，排水高度155m。

2、水泵型号选择及台数 （1）水泵及管路型号

矿井目前在井下排水泵房内安装使用了80D-30×9型多级离心泵2台，配套电动机55KW。

现有排水管路：D108×4无缝钢管管路两趟，吸水管为φ133×4无缝钢管。

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（2）设备校验 水泵必需的流量和扬程 QB=45×1.2=54m3/h QBmax=70×1.2=84 m3/h 排水管网特性曲线： H=164+0.02444Q2

根据80D-30×9型泵特性曲线和排水管网特性曲线，得出水泵运行工况见表6-3-1。

水泵运行工况表 表6-3-1

管路 状况 新管 淤积后

流量 (m3/h) 60 45.6 扬程 (m) 252 294 效率 (%) 65 65 轴功率 (kw) 75 60 正常 排水时间 (h) 17.45 20 最大 排水时间 (h) 13.09 15 由表可知，现有水泵不能满足矿井排水要求。根据安全规程要求，必须设置三台水泵，建议现有的两台水泵需要更换电动机。设计选择新增加一台D46-50×6型多级离心水泵，即泵房布置3台水泵，正常涌水时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作，一台检修。排水管路为两趟D108×4无缝钢管管路，吸水管为φ133×4无缝钢管。单泵单管运行。配套电动机均为Y225M-2，75KW，660V，2950r/min。

（二）采区排水设备 1、设计依据

采区正常涌水量 32m3/h

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采区最大涌水量 46m3/h 排水高度 70 m 管路长度 1670×2m 2、选型计算

水泵必需流量和扬程： QB=32×1.2=38.4m3/h QBmax=46×1.2=55.2 m3/h

排水管路初选D100×4无缝钢管，排水管网特性曲性如下： H=72+0.043Q2

根据以上计算，采区排水选用D46-50×5型多级离心泵3台，正常涌水时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作。排水管为两趟D108×4无缝钢管管路，吸水管为φ133×4无缝钢管。单泵单管运行，排入副立井底中央水仓。配套电动机选YB315M-2，55KW，660V，2950r/min。水泵运行工况见下表：

表6-3-2水泵运行工况表

管路 状况 新管 淤积后 流量 (m3/h) 55.2 44 扬程 (m) 215 164 效率 (%) 63 63 轴功率 (kw) 55 55 正常 排水时间 (h) 14.49 17.45 最大 排水时间 (h) 10.87 13.1 皮带机头变电所附近设有临时水仓，有效容量300m3，设有两台80D-30×9型水泵，排水高度50m，排水管路经运输大巷排到副立井中央水仓，管道长约650m，排（吸）水管路型号同前。 二、安全出口设施

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1、安全出口设施对防治矿井水患重要性及要求

矿井发生水灾时，井下排水设施能否正常运行，关系到人身财产安全问题，为了保证矿井主排水设施在事故时能够正常运行，要求主排水泵房至少有两个安全出口。一个通到副立井，可供外撤或运送排水设备，一个通到井底车场，供排水设备进出和行人通风，在泵房通道中设置向外开的密闭门，既能防火又能防水。

2、主排水泵房安全出口设计

本矿井主排水泵房设有两个安全出口，一个为连接副立井井筒的管子道与井筒连接处标高比泵房底板标高高7.5m。另一个与井底车场相连，泵房地面标高应比其来口与大巷连接处的底板标高高0.5m，并在其通道内没有一道向外开启的密闭门，保证发生水灾时能正常关闭。

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第七章 井下其它灾害防治

第一节 顶板灾害防治及装备

一、影响矿山压力显现基本因素分析

1、3号煤层顶底板岩性

3号煤层厚4.06~6.21m，一般厚6.00m，煤层结构简单，全井田可采。其顶板为细粒砂岩、粉砂岩，厚1.72~9.67m，一般厚4.10m，强度较大，易于管理，未发现冒落现象；底板为砂质泥岩及泥岩，较稳定，未发生底鼓现象。

据夏店勘探区0503孔岩石力学资料，顶板泥岩平均抗剪强度为54kg/cm2，平均抗拉强度为11.7 kg/cm2，平均抗压强度为336kg/cm2；粉砂岩平均抗剪强度为108kg/cm2，平均抗拉强度为14.0kg/cm2，平均抗压强度为625kg/cm2。底板泥岩平均抗拉强度为14.2kg/cm2，平均抗压强度为457kg/cm2，砂质泥岩平均抗拉强度为9.9kg/cm2，平均抗压强度为395kg/cm2。开采条件较好。

15-3平均厚度1.57m，煤层结构简单。其顶、底板均为泥岩及砂质泥岩，不易管理。15-3号煤下距主要含水层奥陶系石灰岩10.65~47.25m，一般为22.08m，如遇断裂构造，有造成矿井突水的可能性。故开采15-3号煤层前，应进行专门的水文地质补充勘探，以确保矿井安全生产。考虑到15-3号煤应进行专门的水文地质补充勘探，以确保矿井安全生产。考虑到15-3号煤的煤质及上述因素，本次设计将15-3号煤层列为暂不能利用储量，只考虑3号煤的开采。

2、断层

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矿井及地表调查中均未发现有断层及陷洪柱，在今后的采矿过程中要注意稳状构造的存在，做到有凝必探，先探后采。

3、褶曲

本井田位于沁水盆地中段东部边缘，大地构造为太行断地沁水块坳沾尚武乡阳城北北东向褶带，根据邻区襄垣煤矿详查地质资料及主要巷道揭露和控制，井田内构造比较简单，区内地层总体受一小向斜构造控制，由南向北穿越孙家庄、小甲村，轴向大致呈南北向，两翼东西倾向，倾角为8°~13°，扩建采区内基本上是东高西低，西部较东部产状缓。

从以往矿井的生产来看，生产中显现不明显，影响较小。 4、挤压带、破碎带、节理、裂隙等

从矿井地质资料和实际生产中尚未发现有3号煤受挤压厚度变化现象和断层、陷落柱等破碎带，且正常情况下，3号煤层顶底板较稳定，未发现冒顶底鼓现象，因此，估计对未来压力显现影响在初期工作面上反映不会太大，在生产过程加强对地层构造的探测和预测。

节理、裂隙：与局部冒顶有关的节理裂隙有多种，这些节理裂隙往往容易使顶板在控顶距范围内发生错动，在顶板具有含水层或老塘积水条件下，会使回采空间淋水加大，影响工作面生产条件，降低直接顶岩石强度，可能造成支架侧推力增加，造成冒顶或倒架，在矿井生产中应注意观察这些构造存在状况及对生产的影响。

5、开采深度

开采深度较大时，会使支架围岩压力增加，在煤顶板稳定坚硬情

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地面爆炸材料消防器材及材料表 表7-2-1

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 10L泡沫灭火器 8kg干粉灭火器 砂子 粘土 灭火岩粉 安全带 水泥 单位 个 个 m3 m3 Kg 条 T 数量 2 2 6 6 1000 6 20 备注 （1）主斜井胶带输送机设备 胶带型号：ST2000S（阻燃） 胶带强度：ST=2000N/mm2 运 量：89.4 t/h 带 宽：0.8m 倾 角：18。23＇44〃 带 速：1.2m/s 机 长：618m

主 电 机：Y4506-4型，功率132KW，电压660V

驱动装置：头部单传动滚筒简单电机驱动，YOTCS650调速型液力偶合器。该驱动型式具有良好的软起动性能，可有效地减少胶带动张力和防止重载起动时物料滚落。拉紧型式采用尾部滚筒重锺车式拉紧装置。

减 速 器：H3SH17-35.5，i=26。 （2）主斜井提升机设备

提 升 机：GKT-1.6×1.2/20型，滚筒直径1.6m，滚筒宽度1.2m，Fj=45KN，i=20。

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电 动 机：YR355M3-10，功率132KW，电压380V，转速590r/min。 纲 丝 绳：20NAT6V×18+FC1570ZZ272 162 轨 道：38kg/m 天 轮：φ1.6m （3）副立井提升设备

提 升 机：2JTP-1.2m单绳缠绕式提升机，电压380V，功率55KW。 罐 笼：1吨单层单车罐笼 2、矿井可能产生的提升事故 胶带输送机易发生的事故： (1)超载或偏载造成洒料； (2)启动或制动过快造成滚料；

(3)较大倾角胶带输送机停机后逆转下滑；

(4)胶带张力不足或传动滚筒表面带水沾污造成打滑； (5)运动部件碰撞和咬入挤压伤人； (6)砸伤、撕裂胶带及断带； (7)胶带着火。

主斜井检修轨道采用单车提升，易发生的事故主要是跑车及进行当中碰撞和撞轧伤人。

副立井提升容易发生的事故主要是断绳、过卷、墩罐、卡罐等。 3、各种保护装置

（1）主斜井胶带输送机的各种保护装置

1)防滑保护：胶带机正常停车，并报警，显示胶带机速度；

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2)烟雾保护：胶带机正常停车，并报警，与自动喷水装置联动； 3)温度保护：报警；与自动喷水装置联动； 4)堆煤保护：胶带机正常停车，并报警； 5)洒水保护：胶带机正常停车，并报警； (6)跑偏保护：报警，并显示跑偏开关动作地点； 7)纵撕保护：胶带机急停，并报警；

8) 闭锁开关动作：胶带机急停，报警并显示闭锁开关动作地点； 9)张紧力下降保护：报警。

10)自动喷水装置：与烟雾保护和温度保护联动，当有烟雾产生或温度高于设定值时，能自动喷水。

（2）副立井提升各种保护装置：

1)防止过卷装置：过卷距离4.5m，当提升容器超过正常终端停 止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能安全制动；

2)防止过速装置：当提升速度超过最大速度15%时，必须能自动断电，并能安全制动；

3)限速装置：保证提升容器到达终端位置时的速度不超过2m/s。 4)自动减速：根据提升速度图，在距井口正常停车位置某一点为减速点，并设位置检测装置，提升容器到达减速点时，开始减速，绞车运行在减速阶段；

5)松绳保护装置：在安全回路中设有松绳保护装置，在钢丝绳松驰时能报警或自动断电；

6)防止过放装置：过放距离4.5m，当下放容器超过正常终端停

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止位置0.5m时，必须能自动断电，并能安全制动；

7)过载保护装置：电动机配电回路中的断路器设有过负荷保护； 8)井口、井底安全门装置：副立井使用罐笼提升，井口、井底安全门必须与罐位和提升信号系统联锁。罐笼未到位，安全门打不开；安全门未关闭，只能发出调平和换层信号，但发不出开车信号。发出开车信号后，安全门不得打开；

9)井口、井底操车装置：副立井井口、井底设置摇台，与罐位、阻车器和提升信号系统联锁。罐笼未到位，不得放下摇台和阻车器；摇台未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号；

10)防坠器（FS型）、防撞器（型号BS）和托罐器（型号FHT）等保护装置必须安全可靠。

11)本矿井提升机选用了FHT、BS、THT配套系列的防过卷、过放以及井上、下操车系统装置，确保提升系统的安全、可靠运行，其他相关保护措施均应满足《煤矿安全规程》的要求。

12)提升容器与井壁、井筒内各种梁的安全间隙满足《煤矿安全 规程》的要求。

二、运输事故的防治措施及装备

1、本矿选用的主要运输设备

本矿井主要运输设备为胶带输送机，辅助运输为调度绞车索引1t固定式矿车或平板车运输。

2、矿井运输中的事故分析

矿井运输中胶带撕裂，打滑、车辆碰撞、伤人、触电等事故时有

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发生，究其原因，除大多数是由于工作面及井下巷道堵塞、照明不足、运输管理不善等原因外，更主要的原因是在于职工的文化素质不高，因此，提高矿井作业人员的综合素质和安全教育，严格执行煤矿安全操作规范，才能使矿井的各项安全措施真正得到落实，减少事故的发生。

3、防治运输事故的主要措施

在设计中，充分考虑和确保设备工作的安全性和可靠性。对主斜井胶带输送机，采用给煤机给料，避免超载，合理设置给料溜槽，尽量使给煤机速度与胶带机速度一致，防止砸伤和撕裂胶带，减少断带隐患；胶带机上断面承载托辊采用4节辊深槽托辊组，以提升胶带成槽性和防止物料洒落；胶带机驱逐动装置采用鼠笼电机配调速型液力偶合器传动，实现可控慢速启动和控制停机，避免动负荷对设备的冲击和发生滚料；设置胶带张紧力下降保护装置，保证应有的张紧力；止动胶带运输机设置低速轴逆止器，与制动器双管齐下，确保避免胶带下滑。在适当位置设置输送机过桥，以方便人员横越胶带输送机，并在人员易接近的运动部件处设置护栏。关于胶带输送机着火的防止措施和其它保护装置设置见第五章第二节。

对主斜井检修轨道，在井口接近变坡点处设手动阻车器，以防止卡挂钩的车辆滑入井筒；在变坡点下设挡车装置，当未挂钩的车辆误入井筒时，阻止车辆继续向下跑车。

所有的绞车要安装在顶板完好，无安全隐患的地方，并安设牢固，对绞车、矿车及钢丝绳等运输设备必须定期检修，发现隐患，及时处

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本设计概算的计算范围：只包括矿井有关安全工程部分的投资，不包括矿井工程的其他部分投资。

本安全专篇概算计算的项目：

1、井上下防尘、防爆、隔爆工程设施（隔爆水棚等）。 2、井下防灭火工程设施及装备（消防洒水等）。 3、井下防治水工程设施及装备（水泵等）。 4、安全设备及器材。 1）通风检测及安全设备。 2）瓦斯及其它检测设备。 3）粉尘及个体防护设备。 4）矿山压力及地质测量设备。 5）矿山救护设备。

5、井下安全监测监控设施及装备。 6、其它安全工程设施及装备。 二、其它费用

其它费用包括基本预备费、《安全专篇》编制费及其审查费等，其计费用为14.5万元。 三、概算

经计算，矿井安全工程总投资为532.78万元。

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理；矿方要在设备配置上完善防范措施，要建立运输设备操作管理制度和运输巷道行人管理制度等一系列必要的规章制度，并真正得到执行；斜巷掘进施工期间必须每隔40m设置躲避硐，并安设红灯；斜巷内跑车防护装置、阻车器、托绳轮（辊）等设置必须安设齐全，运行可靠，其他相关措施均应满足《煤矿安全规程》的要求。

另外，生产管理应使胶带输送机以设计运量运行，以防止物料滚落；加强矿井的通风和防尘管理，防止运输巷道内瓦斯的积聚和粉尘浓度超标；同时要提高科学管理水平，完善各项规章制度，加强人员的安全教育，严格执行《煤矿安全规程》，使安全措施真正得到落实。 三、防治其他事故的措施

1、小绞车运输事故的防治措施

(1)在各车场安设能够防止带绳车辆误入非运行车场或区段的挡车装置。

(2)在变坡点处安设能阻止未连接的车辆滑入斜巷的挡车装置。 (3)在变坡点下方略大于一列车长度的地点，应设置能够防止连挂的车辆继续往下跑车的挡车装置。

(4)在各甩车车场，安设甩车时能发出警示的信号装置。 上述阻车器的挡车装置必须经常关闭，放车时方准打开。 2、井底煤仓事故的防治措施

在煤仓上口设有防护栏和筛篦；煤仓设有煤位信号；检查煤仓和 处理堵塞时，必须制定安全措施；严禁煤仓兼作流水道；煤仓内有淋水时，必须采取封堵疏干措施，没有得到妥善处理不得使用。

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第四节 电气事故防治措施及装备

一、电气设备的选择

辉坡煤矿为低瓦斯矿井，井下电气设备均采用矿用防爆型。 二、供电线路及地面变电所事故

1、供电线路及防治措施 (1) 可能产生的事故分析

10KV供电线路可能产生：断线事故、倒杆事故、架空线路共振事故等。

(2) 防治措施

为防止因断线事故而影响矿井的安全生产，对矿井设两回电源线路，当一回电源停止运行时，另一回能保证矿井的全部用电负荷。并且在线路设计时要考虑气象条件、导线强度、截面的选择和允许的温度。

为防止线路出现倒杆事故，在线路设计时要考虑电杆的埋设深度、倾覆稳定性验算、直线段、每隔一定距离要设锚型电杆、拉线强度等因素。

在线路设计时为防止架空线路出现共振事故，应考虑导线的振动频率、防共振措施（护线条、防振锤）等因素。

2、地面变电所事故及防治措施 (1) 可能产生的事故分析

变电所可能发生的事故有大气过电压、火灾、电气设备事故及小动物引起的短路等。

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(2)地面变电所事故防治措施

为防止以上可能发生的各种事故，在电缆从配电室外进入室内的入口处设置防火设施，以防止电缆火灾的蔓延；电容器与配电室之间设置防火墙；变电所内建筑物、构筑物的防火等级、变电所内部的设备之间、建筑物之间及设备与建筑物、构筑物之间的防火净距离严格按照相关设计规范进行设计；变电所设置避雷装置，以避免雷电引起火灾；在变电所内设有干粉灭火及沙袋等灭火器具，以便在火灾发生时能及时扑救。变压器室、配电室、电容器室等应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。加强变配电运行人员的管理；严格交接班检查制度；加强电气设备的巡视、检查、修理和调整工作，以便消除隐患，确保电气设备的安全运行。

三、防止电气设备引起的瓦斯、煤尘爆炸和触电等事故的措施

1、防止矿井突然停电的措施

为防止因线路出现断线、倒杆、架空线路共振等事故而影响矿井 的安全生产，对矿井设两回路电源线路，当一回电源停止运行时，另一回能保证矿井的全部用电负荷。并且在线路设计时考虑气象条件、导线强度、截面的选择和允许的温度等各种因素。

2、预防电火花事故的措施

井下所有电缆的铠装、接地芯线以及电缆接线盒两头的铠装等均 与井下接地网连成一体；

矿灯应完好，如果有电池漏夜、亮度不够、电线破损、灯锁不良、

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灯头密封不严、灯头圈松动、玻璃破裂等情况，严禁发放；矿井中的电气信号，除信号集中闭塞外，能同时发声和发光，凡井下防爆型的通信、信号和控制等装置，优先采用本质安全型；

井下固定照明灯具选用隔爆型防水钠灯，采掘工作面使用与主机配套的灯具，照明线网采用三相三线制，照明负荷均衡地分配在三相上。

3、防止井下电气着火事故

为了防止井下电气着火事故，下井电缆采用交联聚乙稀绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆，变电所至采煤工作面、掘进工作面移动变电站电缆采用矿用屏蔽监视型橡套电缆，至各用电设备电缆采用矿用移动屏蔽橡套不延燃软电缆，照明电缆采用矿用不延燃型橡套电缆，电缆同电气设备的连接，采用同电气设备性能相符的接线盒，高压电缆间连接采用EEG-200/6型矿用隔爆型高压电缆连接器，橡套电缆间的连接采用符合要求的接线盒进行连接，或采用硫化热补。

4、防止触电事故

一切容易碰到的、裸露的电气设备及其带动的机器外露的转动和传动部分，都必须加装护罩或遮拦，防止碰触危险。

5、胶带机防火措施

（1）设计选用的胶带为阻燃型材料，具体实施时必须按设计执行。 （2）在胶带运输大巷内设置喷洒管路设施，每隔50m设置支管喷淋装置。

（3）定期对皮带运输设备进行检修，防止皮带与其接触处磨擦起

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火。

（4）在皮带运输巷内设置灭火器材。

（5）在巷道内设置火灾、烟雾报警装置，任何人一经发现异常，应立即报告矿调度室，迅速采取措施进行处理。

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第八章 矿井集中安全监测监控

第一节 概述

一、安全监测监控系统设置要求

1、安全监测监控系统的重要性

目前火灾、瓦斯、粉尘爆炸、水灾等矿井灾害对矿井安全造成了非常严重的威胁，给矿井安全生产和人民的生命财产带来巨大的损失。随着科学技术的发展和生产的实际需求，矿井生产对安全提出了更新更高的要求。对煤矿这样的生产型企业，既要解决煤矿生产过程中的安全问题，全面掌握井下各种安全参数，杜绝各种危害事故的发生，又要掌握矿井生产状况，依靠科学信息指挥生产，决策管理，实现安全生产管理科学化。当前煤炭企业面临着严重的挑战，必须走高产高效的道路来提高煤炭企业的综合实力。实现矿井高产高效的一个重要手段就是建立一套使矿井管理人员能够及时、准确、全面地掌握和了解安全、生产的综合系统，做到对灾情的早期预报、自动处理，避免事故发生，保证人身财产安全及矿井生产安全。该矿井生产规划较小，设计选用一套经济型矿井安全监测监控系统。

2、安全监测、监控系统设置的条件和要求

本设计矿井安全监测系统地面中心站设置在矿井调度室，配备监控主机和打印机。主机通过传输接口、主传输电缆与分站和传感器实现通信。监测主机可以显示动、静态图形、数据、曲线、通风（流向）图、测点配置图等。打印机可打印监测参数报表。 二、安全监测监控系统选择

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1、开采的技术条件和安全条件

根据襄垣县安全生产监督局文件[襄安监字（2004）第8号]2003年度瓦斯等级鉴定情况的报告，辉坡煤矿瓦斯相对涌出量为3.19m3/t，绝对涌出量为0.52m3/min，二氧化碳相对涌出量为4.47 m3/t，绝对涌出量为0.73m3/min，属于低瓦斯矿井。

根据山西煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤层煤尘爆炸性的鉴定报告，火焰长度15mm，加岩粉量50%，其煤尘具有爆炸性。

根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤层自燃倾向性的鉴定报告，本矿井3号煤层属于不易自燃。

本矿井无矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出。 本矿井无地温异常区域。

2、安全监测、监控和传输设备系统选择

目前国内适用于煤矿的《安全生产监控系统》主要有：《KJ95型煤矿综合监控系统》、《KJ90型煤矿安全生产监测系统》、《KJ4型煤矿安全生产监测系统》、《森透里昂600安全生产监控系统》以及《KJ78型煤矿安全生产监测系统》等。经设计比较，KJ78型符合要求，设计继续使用KJ78监控系统。

第二节 安全监测、监控和传输设备选择

一、监测设备选择

1、监测设备选型的原则

监测设备应符合国家及行业的有关规程、规范。遵循先进、成熟、适用、可靠的原则，选用通过国家技术监督局认证的检验机构的检验，

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并取得“MA标志准用证”的产品。

2、监测设备各设置地点和布置

本矿井安全监测设备的主要设置地点：回采工作面、掘进工作面井下变电所等处装设分站，分站安装在机电硐室，无机电硐室吊挂在巷道壁靠近有动力电源的地方，要便于观察、调试、检验，支护良好，无滴水，无杂物，距离巷道底不下于0.3m。各种类型的传感器布置在需要监测环境参数或工况参数的地方，各种类型的传感器与分站之间采用点对点传输。 二、监控设备的选型

1、监控设备选型的原则

监控设备应符合国家及行业的有关规程、规范。遵循先进、成熟、适用、可靠的原则，选用通过国家技术监督局认证的检验机构的检验，并取得“MA标志准用证”的产品，确保系统安全可靠运行。

2、监控总站和各分站主要设备的功能、型号及数量

本设计选用的系统为KJ78-J经济型煤矿监控系统，共设7个分站，其中地面一个分站，另外井下6个分站，系统的主要功能为：

(1)系统结构简洁，便于安装和维护。

(2)对瓦斯、风速、负压、温度、一氧化碳等环境参数实时采集、处理、存储、显示、超限报警和打印。

(3)软件操作简便。系统操作平台采用Winodws 2000软件，所有功能操作均具有在线帮助，可在中文菜单提示下完成。需要观看图形或信息只要方便地点击，即点即得所需信息。可随时显示监测数据、

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图形、曲线和报警点及数值。

(4)系统可选配供维护和传感器校准用的调试电话。分站及接线盒等设备上都有调试电话插孔，维护人员在井下调试时可随时与地面人员保持联系。

(5)传感器具有智能化、小型化特点，可直接挂接总线。瓦斯传感器具有记忆（量程、报警、断电值等）、显示、报警、断电、总线传输和红外遥控自动调校等多种功能。

(6)报警点、断电点由软件设定或修改，实现区域内的超限自动断电。传感器超限时有声光报警显示，并在主机屏幕上有醒目的报警条显示，列出报警数值、地点及报警时间。

(7)配置不间断电源，系统停电后仍可连续工作4h，可确保系统的安全性能，并提高整个系统的抗干扰能力。

(8)系统提供多种诊断功能，包括系统的传输校验、传感器、分站故障统计等监测系统的自身诊断。

(9)上级主管部门或煤矿安全监察局有关办事处可通过电话线随时检查监控的运行情况和监测数据，加强监督管理。

(10)设备软件和KJ78系统兼容。 三、传输设备和器材选型

1、传输设备及器材选型原则

传输设备及器材的选用应符合国家及行业的有关规程、规范。遵循先进、成熟、适用、可靠的原则，选用通过国家技术监督局谁的检验机构的检验，并取得“MA标志准用证”的产品，确保系统安全可

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靠运行。

2、传输设备及器材型号、数量

传输电缆采用已取得“MA标志准用证”的矿用信号电缆，型号为PUYV39、PUYV31及PUYVR，具体数量按实际需要来定。

第三节 监控设备各类传感器布置

一、回采工作面传感器选型及配置

1、传感器类型、数量、位置

在回采工作面配置的传感器有：瓦斯传感器两台、风速传感器一台、断电器一台、温度传感器一台、一氧化碳传感器一台、馈电传感器一台，设备开停传感器一台，为及时监测回采工作面的环境参数变化情况，回采工作面的传感器应尽量靠近工作面设置。

工作面瓦斯传感器安设在工作面回风巷道中，距工作面10m范围内，回风流瓦斯传感器安设在回风巷道中，距轨道大巷10~15m范围内。瓦斯传感器垂直顶板吊挂，距顶梁不大于300mm，距巷帮不小于200mm；两传感器监控断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电型设备。

风速传感器设置在工作面回风巷巷道中，在巷道前后10m内无分支风流，无拐弯、无障碍、断面无变化，能正确反映该点测值的地点。

一氧化碳传感器设置在回风巷道中，温度传感器、断电器、馈电传感器设置在进风巷道中，它们应悬挂在能正确反映该点测值的地点。

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采煤机上安设机载式瓦斯断电仪，当机组附近瓦斯达到1%时，发出声光报警信号，达到1.5%时，自动切断采煤机电源。

2、各类传感器的报警、断电、复电、断电范围

回采工作面瓦斯传感器的报警浓度为≥1.0%，断电浓度为≥1.5%，复电浓度为＜1.0%。 二、掘进工作面传感器选型及配置

1、传感器类型、数量、位置

在掘进工作面共配置的传感器有：瓦斯传感器两台、风速传感器一台、断电器一台、温度传感器一台、一氧化碳传感器一台、馈电传感器一台，设备开停传感器一台，为及时监测掘进工作面的环境参数变化情况，掘进工作面的传感器应尽量靠近工作面设置。

窝头瓦斯传感器安设在工作面窝头5m范围内，回风流瓦斯传感器设在掘进巷道中距回风口10~15m范围内。瓦斯传感吊挂方式同前述。断电范围为工作面及巷道中全部非本质安全型电气设备。

风速传感器，一氧化碳传感器设置在工作面回风流中，断电器、温度及馈电传感器设置在掘进巷道中，它们悬挂在能正确反映该点测值的地点。

掘进工作面局部通风机安设开停传感器。 2、各类传感器的报警、断电、复电、断电范围

掘进工作面瓦斯传感器的报警浓度为≥1.0%，断电浓度为≥1.5%，复电浓度为＜1.0%。 三、其它地点传感器选型及配置

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1、总回风巷

(1)传感器的类型、数量、位置

在总回风巷的测风站安设瓦斯传感器一台、风速传感器一台。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化，能准确计算测风断面的地点。瓦斯传感器吊挂方式同前述。

(2) 各类传感器的报警、断电、复电 各种传感器的动作点可事先预定值。 2、局扇开关、设备开停、风门开关等 (1)传感器的类型、数量、位置

主要机电设备配置设备开停传感器共15台，为了及时监测主要机电设备的工况信息，将开停传感器卡在被控设备的负荷侧电缆上。风门共配置风门传感器8台，为及时监测风门的开关信息，风门传感器安装在风门处，机头变电所配置电压传感器2台、电流传感器2台，中央变电所配置电压传感器2台、电流传感器2台，井底煤仓配置煤位传感器一台，水仓设水位传感器一台，主扇风机风硐内设置风速、负压传感器各一台，开停传感器2台。

(2)各类传感器的报警、断电、复电 各种传感器的动作点可事先预定值。

第四节 矿井各类传感器装备量

一、矿井传感器的装备标准

1、矿井灾害类型及程度要求

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根据襄垣县安全生产监督局文件[襄安监字（2004）第8号]2003 瓦斯等级鉴定情况的报告，辉坡煤矿属于低瓦斯矿井。

根据山西煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤尘爆炸危险性的鉴定报告，其煤尘具有爆炸性。

根据山西煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤尘自燃倾向性的鉴定报告，本矿井3号煤层属于不易自燃。

根据目前矿井生产的井下涌水情况，本矿井设计委托书中对矿井的涌水量进行了确定，矿井的正常涌水量为45m3/h，最大涌水量为70 m3/h。

2、矿井设计生产能力、开拓、采掘布置及工作面数目 本矿井目前生产能力为5万t/a，矿井在工业场地内开凿有一个混合提升立井，在工业场地外开凿有一个回风立井，矿井的开拓方式为立井开拓。矿井经过技术改造后，新开凿一个主斜井，矿井形成立井、斜井混合式开拓方式。

3、矿井生产管理水平及操作要求

为保证KJ78-J型经济型煤矿监测系统有效、可靠的运行，该矿应建立专门的管理机构和一支高水平的运行、维护队伍，运行、维护人员必须经过专业技术培训方可上岗，井上设备必须由专业人员操作，井下安全监测员必须24小时值班，每天检查安全监控设备及电缆，使用便携式光学瓦斯探测仪或便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员。当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施，并必须在

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8h内对两种设备进行调校完毕。 二、矿井各类传感器的装备量

1、矿井装备水平及发展趋势

该矿井配置的KJ78-J经济型煤矿监测系统，系统提供多种诊断功能，包括系统的传输校验、传感器、分站故障统计等监测系统的自身诊断。系统配制不间断电源，系统停电后仍可连续工作1~4小时，可确保系统的安全性能，并提高整个系统的抗干扰能力。上级主管部门或煤矿安全监察局有关办事处可通过电话线随时检查监控的运行情况和监测数据，加强监督管理。系统的设备软件和KJ78系统兼容。

2、各类传感器装备量的确定

在回采工作面、掘进工作面及回风巷等处设瓦斯传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、断电器及馈电传感器。主要机电设备设开停传感器，煤仓处设煤位传感器，风门处设风门传感器，水仓设水位传感器，通风机房除设风速、开停传感器外还设负压传感器。

3、各类传感器装备总量

扩建采区投产时，共布置一个综采工作面，两个掘进头，各工作面和需要配备的地点按规定装备了相应的传感器，详见各类传感器装备量表8-4-1。

第五节 矿井安全监测监控系统运行可靠性分析

一、安全监测监控系统的合理性、先进性

当前煤矿安全是影响煤炭企业生产、制约煤炭企业正常发展的重大因素之一，煤矿瓦斯爆炸等重大事故不断发生，给国家财产和人民

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井下各类传感器装备量表 表8-4-1

传感器 名称 分站 地点 中央变电所 分 站 总回风巷分站 皮带机头变 电 所 分 站 回采工作面 分 站 皮带顺槽掘 进 头 分 站 轨道明槽掘 进 头 分 站 主扇风机房 分 站 皮带运输大巷掘进头 分 站 轨道运输大巷掘进头 分 站 备 用 总 计 低 浓 度 CH4 1 馈 电 状 态 KD 风 机 开 关 FJ 温 度 T 一 氧 化 碳 CO 风 速 V 1 设 风 煤 水 压 电 备 开 门 位 位 力 流 停 KT FM SM SW P I 3 2 1 1 电 机 载 压 式 U CH4 2 2 1 1 4 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 6 18 1 3 9 1 2 6 1 3 8 1 2 7 1 8 16 1 7 22 4 12 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 6 6 的生命造成了重大的损失，为此煤炭企业必须建立健全煤矿安全监测监控系统，只有这样才能保证矿井生产的安全。本设计针对辉坡煤矿的实际情况，主要对影响煤矿安全生产的回采工作面、掘进工作面、回风巷的环境参数及主要机电设备的工况参数进行了合理配置，做到经济、安全、先进、可靠。KJ78-J经济型煤矿监测系统传感器具有智

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