粉尘灾害设计

1、第一章 煤层埋藏及开采条件一、粉尘种类和危害程度分析1、粉尘种类粉尘指矿井采掘过程中所产生的各种煤、岩矿物微粒，包括煤尘和岩尘，悬浮于空气中的矿尘称浮尘，沉落的矿尘称落尘。在矿井的采煤、掘进、运输、提升等各个生产环节中，随着煤、岩体的破碎、运输会产生大量的粉尘，其中以采、掘生产过程中的粉尘量最大，危害性也较大。其次是运输系统中的各转载点。采掘机械化程度高，相应产生的粉尘量也较大，尤其采、掘工作面产生的粉尘量较多，同时，煤矿地面生产系统，在装卸、运输等生产过程中也产生粉尘；井巷风速过大，也能使已沉落的粉尘重新飞扬，污染环境。2、粉尘的危害（1）对人体的危害生产过程中，接尘作业工人长时间吸入粉尘，

2、能引起肺部组织纤维化病变、硬化，从而逐渐丧失正常的呼吸功能，导致尘肺病，尘肺病是无法痊愈的职业病。粉尘致病的影响因素有粉尘的沉积量、粉尘的致病性、吸入量。 粉尘在肺泡里的沉积量是发生尘肺病的首要条件，粉尘粒径越小、表面活性越大、所带电荷越多、越容易在肺泡内沉积。 粉尘中的游离二氧化硅（不与其他元素化合物结合在一起的二氧化硅）含量越高，发病时间越短，病变发展越快，危害越大。 粉尘的吸入量，作业场所中粉尘的浓度越高、接尘作业的劳动强度越大、接触粉尘的时间越长，粉尘的吸入量就越多，越容易得尘肺病。2、粉尘对生产的影响 煤尘爆炸的危害如果煤尘具有爆炸危险性，在一定的条件下能够发生爆炸，而一旦发生爆炸常

3、能形成连续性爆炸，其危害性远高于单纯的瓦斯爆炸，并将给矿井造成严重的破坏和人员大量伤亡。 粉尘对机电设备、仪器仪表的危害粉尘能加速机械磨损、减少机械、仪器仪表的使用寿命并降低其检测精度。 污染作业环境使作业人员视线不清、感觉不适等，从而引发安全事故和降低劳动效率。3、本矿井煤尘爆炸性情况根据煤炭科学研究总院重庆分院对本矿井3号煤煤尘爆炸性试验结果，井田内3号煤煤尘有爆炸危险性。煤尘爆炸性试验结果见表5-1-1。二、井下防尘措施本矿井采用综合防尘和个体防尘相结合的防尘措施。（一）综合防尘井下主要生产粉尘的地点有：采掘工作面、运煤系统转载点以及胶带输送机巷等。为了保证矿工的身体健康，降低职业病的发

4、生率，给井下工人创造一个良好的工作环境，设计采取了以下综合防尘措施和个体防护措施。1、通风防尘：通风防尘是稀释和排除工作地点的悬浮粉尘，防止过量累积的有效措施。通风防尘要有合理的风量和风速，以排除粉尘。为控制风速，设计在各进风巷道和回风巷道风量变化较大的地方设有风速监测探头，连续检测各巷道的风速和风量，使风量在满足各用风地点所需量的同时，风速控制在最优排尘风速。2、井下设有完善的防尘洒水管路系统：采用静压供水系统防尘。井下消防洒水管路采用合流制，消防洒水管路系统由中央进风立井引入井下，到达井底后，消防洒水管路呈枝状沿大巷敷设，主要运输巷、主斜井、采区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘

5、进巷道、井底煤仓放煤口、转载煤仓放煤口、卸载点等地点都敷设防尘供水管路，并安设支管和阀门。在管网上每隔100m、胶带巷为50m设一三通管并设DN25的洒水栓，为清洗巷道之用。在工作面、掘进头、煤仓以及煤炭运输转载等处设喷雾喷头，在回风巷、工作面回风顺槽、掘进头设置水幕，以净化空气，在工作面设洒水器。3、巷道降尘：定期清洗和冲洗井下巷道中聚集的煤尘，并在主要巷道周壁喷洒石灰水,保证井下任何地点不得有长度大于5m。厚度超过5mm的煤尘堆积。4、机械化采掘降尘采煤机装有内外喷雾装置，破碎机上安装了除尘罩和喷雾装置。在机组割煤和移架时采取喷雾洒水降尘；掘进工作面采用喷雾洒水和除尘风机降尘。5、普通法掘

6、进时采用湿式作业（a、湿式凿岩，b、水炮泥封孔，c、爆破前、后应冲洗煤壁，爆破时应喷雾降尘，d、装岩洒水和冲洗岩帮）。6、煤仓、溜煤眼等地点降尘：井下所有煤仓和溜煤眼应保持一定的存煤，不得放空；有涌水的煤仓和溜煤眼，可以放空，但放空后放煤口闸板必须关闭，并设置引水管。井下所有煤仓和溜煤眼的放煤口、输送机转载站和卸载点，以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点，都必须安设喷雾装置或除尘器，作业时进行喷雾除尘或用除尘器除尘。2、回采工作面防尘（1）工作面胶带、回风顺槽均设置防尘洒水管路，胶带顺槽管路每隔50m设一个三通阀门，回风顺槽管路每隔100m设一个三通阀门。（2）工作面配有喷雾

7、泵站，采煤机机组内、外喷雾装置完好，坚持无水不割煤。割煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa。外喷雾罩住全滚筒，内外喷雾不完好，不准生产。机组司机在采煤机开动前必须首先打开机组喷雾，确保使用正常后，方可开机，否则不能开机割煤。割煤时内喷雾堵塞时，必须停机处理。（3）各转载点要洒水喷雾，做到出煤洒水，停机停水，各喷雾点必须达到雾化良好。（4）工作面距上下出口30m范围内安装不少于两道净化水幕，净化水幕应封闭全断面，灵敏可靠，雾化好，使用正常。（5）工作面两巷要定期冲刷巷道积尘，并

8、有记录可查，保证巷道内不得有厚度超过2mm、连续长度超过5m的煤尘堆积。（6）回采前要坚持煤体注水。（7）所有接尘人员必须佩戴防尘口罩，搞好个人保护。（8）供水压力、水量必须符合有关规定。（9）正常割煤时，机组速度应控制在34m/min，使工作面粉尘浓度降到最低。采煤机应安装内外喷雾装置。割煤时必须喷雾降尘，内喷不小于2MPa，外喷不小于4.0MPa，喷雾流量应与机型相匹配，无水或喷雾装置损坏时不得割煤。（10）进入采煤机喷雾及冷却水系统的水必须经过过滤器净化，确保水质清洁。（11）加强喷雾系统的管理和维修，除检修班必须对喷雾系统进行全面维修外，在割煤过程中必须随时更换损坏的喷嘴和疏通被堵塞的

9、喷嘴。（12）采煤机截齿必须锋利，对磨损的截齿，在前角减到0mm之前必须更换新齿（找出牵引速度与滚筒转速之间的最佳匹配值并写入作业规程）。（13）液压支架每架必须安装有移架自动喷雾（排头架、排尾架除外）。（14）回采工作面破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置或除尘器。原喷雾不能使用的，必须在入料口和出料口各安装一道净化水幕（喷嘴数量不得少于3个），破碎机的入料口和出料口必须用挡帘封闭，尽量减少粉尘扩散。（三）掘进工作面防尘及除尘1、湿式作业掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置的使用水压不得小于3MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于1.5MPa；如果内喷雾装置的使用水压小于3MPa或无内喷雾

10、装置，则必须使用外喷雾装置和除尘器。锚喷采用湿料喷浆，同时使用锚喷除尘器或气流搅拌机。2、通风防尘掘进巷道排尘风速不得超过4m/s，最低不得低于0.25m/s。3、其它防尘措施（1）距离工作面50m内应设两道自动控制风流净化水幕，距离回风口10m设一道自动控制风流净化水幕。（2）距离工作面20m范围内的巷道，每班至少冲洗一次；20m外的巷道每旬至少冲洗一次，并清除堆积浮煤。（3）距锚喷作业地点下风流方向100m内设置两道以上风流净化水幕。（四）转载点防尘及除尘在煤炭运输的各个转载处均设喷雾喷头；作业时进行喷雾降尘。（五）其它防尘措施1、粉尘监测。矿井配备专职防尘人员和粉尘采样器、呼吸性粉尘采样

11、器、测定仪等设备，在矿井建设和生产期间及时对井下粉尘进行监测和化验。总粉尘：作业场所的粉尘浓度，井下每月测定2次，地面每月测定1次。粉尘分散度，每6个月测定一次。呼吸性粉尘：采掘工作面每3个月测定1次，其他工作面或作业场所每6个月测定一次。粉尘中游离SiO2含量每6个月测定1次，在变更工作面时也必须测定1次。2、个体防护。所有接触粉尘作业人员均配备防尘口罩，进行个体保护。3、井下设有完善的防尘洒水管路系统。4、防尘设施不供水，不准作业，防尘设备发生故障时不准作业。5、矿井应每周至少检查一次防尘设施，对损坏的部件应及时更换，安装位置不合要求时，要及时调整，要把矿井综合防尘工作为安全检查和工程验收

12、的重点项目。第二章 煤层注水矿井初期开采的3号煤具有煤尘爆炸性，根据煤矿安全规程有关规定，应采取工作面煤层注水措施，降低煤尘。一、注水工艺、参数及设备1、注水工艺选择根据采区巷道布置和采煤方法，结合煤层特征，综采工作面煤层注水选用本煤层下行长钻孔注水方式，即在综采面顺槽超前工作面推进度一个月， 垂直煤壁，打长钻孔注水的注水工艺。 2、注水参数的确定根据煤层节理裂隙发育情况，工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，设计曾考虑回采工作面煤层注水利用本煤层预抽钻孔“一孔两用”，但鉴于靠近工作面的预抽孔受采动影响裂隙增加，这样更有利于本煤层预抽，考虑本矿3号煤为突出煤层，而本煤层预抽是解决煤与瓦

13、斯突出的最佳方法，如果利用预抽钻孔进行注水势必影响工作面本煤层瓦斯抽放，为确保安全生产，本设计3号煤回采工作面采用短壁注水。短壁注水参数如下：1）布孔方式：注水钻孔垂直工作面煤壁在煤层中部单排布孔；2）钻孔间距：3m；3）钻孔直径：76mm；4）孔深：以满足工作面一天的推进度为宜，孔深为6m；3、注水钻机3号煤回采工作面注水钻机采用ZQSJ-80/2.8型气动手持式钻机；钻机参数见表5-2-1。3、封孔方式的选择及封孔长度的确定封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用橡胶涨圈封孔器封孔。4、注水系统的选择注水系统分为静压注水系统和动压注水系统两类，鉴于本矿井

14、煤层注水钻孔较长、注水压力较大，设计选用动压注水系统。注水是在回采工作面胶带和回风顺槽同时进行的，两条顺槽各配备一台3ZSB-158/18型注水泵，注水泵额定流量6.0m3/h，额定压力15MPa。5、注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定（1）注水压力根据本矿目前注水泵压力和封孔器抗压强度，本矿3号煤回采工作面短壁注水压力为8Mpa。（2）单孔注水量钻孔注水量按下式计算：Q= KVc式中：Q单个钻孔注水量，m3；K漏水系数，取1.2；湿润系数，取2%；Vc湿润体积，m3，Vc=LBML钻孔深度，6m；B钻孔间距，3m；M煤层平均厚度，2.7m；经计算，单孔注水量为1.16m3。（3）工作面

15、日注水量一个回采工作面日注水量按下式计算：Q日=nQ式中：Q日工作面日注水量，m3/d；n工作面注水钻孔数量，为240/3=80个； 经计算，一个回采工作面日注水量为92.8m3。（4）注水流量（或注水速度）与注水时间注水流量与注水压力直接相关，注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水。根据矿井联合试运转经验，注水时间一般为5.5个小时，工作面注水在每日的检修班进行。6、注水设备及仪器煤层注水泵站：3ZSB-158/18型，1×2台；注水钻机：ZQSJ-80/2.8型气动手持式钻机，1×2台；等量分流器：DF-3

16、型，4×2个；夹布压力胶管：（与泵配套），20×2m； 冷拔无缝钢管：（与泵配套）120×2 m；高压钢丝编织胶管（与泵配套）100×2 m；弹簧式压力表：5×2个；高压闸阀：JBH-160，4×2个；快速接头：K型，4×2个；安全阀：4×2个；封孔器：YPA-120型橡胶涨圈封孔器，5×2个；煤层注水表：DC-2/160型；2×2个；内螺纹升降止回阀：HH-160型，1×2个；钢制三通：×2个。7、煤层注水水源煤层注水水源取自井下消防洒水系统。从综采面顺槽给水管网中接水管至

17、注水泵站，将水注入储水箱中，注水泵从储水箱中吸水加压向煤层注水。二、施工方法1、钻孔的拆除工作面注水一般从机头向机尾进行，钻孔注水完毕后取出封孔期，用黄土或水泥砂浆将注水孔封闭，封孔长度不小于1m。2、注水钻孔的连接将注水钻孔采用橡胶涨圈封孔器进行封孔。每个注水的钻孔经中压钢丝编织胶管、快速接头、截止阀并入冷拔无缝钢管。冷拔无缝钢管上安装注水压力表、等量分流器和注水流量表经过三通截止阀并入供水干管。3、注水打开三通截止阀、各钻孔截止阀进行注水。当压力表稳定、注水水表流量读数稳定或煤壁有“出汗”现象（煤壁大面积渗出水珠），即可关闭本组注水孔截止阀，进行下一循环注水。三、相关注意事项1、连接注水钻

18、孔时，首先在供水干路上接三通截止阀、注水压力表和注水流量表。供水支路由三通截止阀、高压液管和中压钢丝编织胶带通过快速接头连接而成。在供水支管上安装截止阀，防止注满水后水往外溢。2、注水钻孔连接好后，安排专人每班对注水流量和注水压力进行观测二次并检查注水区的连接、注水情况，做好记录，发现有钻孔注水管脱落或溢水等情况时，及时进行处理。3、每个注水钻孔孔口必须悬挂钻孔参数说明牌板。第三章 井下消防、洒水（给水）系统井下消防洒水水源取自井下排水，经井下水处理站处理后回用。井下洒水用水量为4404.86m3/d（注水泵用水量为272.73m3/d），井下消防用水量为216.00m3/d。井下消防洒水水源

19、取自处理后的井下排水，经处理后分别储存于井下水处理站500m3清水池二座，互为备用。池水经管道自流至井下各用水点使用。途中设减压阀减压。管道采用无缝钢管，用法兰连接。井下消火栓及消防支管出水口水压一般为0.350.5Mpa，接入一般用水设备处的水压不应低于0.3Mpa，接入凿岩机、锚杆锚索钻机或风动帮锚杆钻机的水压不应低于0.2Mpa,接入加压泵站水箱或水池的水压不应低于0.02Mpa，接入以上设施的水压不宜高于1.6Mpa，否则应应采取减压措施。采掘工作面水压达到0.410Mpa的高压喷雾宜由高压喷雾泵提供。在井底与车场连接处、采区上下山口、机电峒室、检修峒室、消防材料库等处设消火栓。胶带输送机设自动洒水灭火装置。在消防洒水主管道上每隔50m或100m设一DN50的支管，并加装闸阀、可调式减压阀和消防快速接头各一只。有关管道及设施布置祥见井下消防洒水供水管道系统平面布置图AZ1556G-845-13。井下消火栓布置应尽量靠近可通行的联络巷。且应标志明显使用方便，不会妨碍井下其他设备的正常工作，且不易因物体碰撞而损坏。第四章 粉尘监测及个体防护一、粉尘检测1、粉尘检测方法及检测仪表我国煤矿对粉尘的检测采用两种方法，一是绝对质量浓