第5章 粉尘灾害防治

1、国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书 第五章 粉尘灾害防治第五章 粉尘灾害防治第一节 粉尘危害及防尘措施一、粉尘种类和危害程度分析根据地质勘探报告，井田内各可采煤煤尘均均有爆炸性。井筒见煤后，需对煤尘爆炸性重新进行鉴定。二、粉尘种类和危害程度分析井田内煤层有煤尘爆炸性。游离二氧化硅是游离存在的二氧化硅晶体或非晶体，人吸入的粉尘中游离二氧化硅含量愈多，肺组织的纤维化过程愈短，发病也愈严重。游离二氧化硅是致病的主要因素，含量愈大，致病率愈强。砂岩、页岩和煤层中的二氧化硅含量约为35%45%、27%30%和1%5%。游离二氧化硅含量约为80%90%时，几年内即可致病。粉尘的危害主要有煤尘爆炸、

2、矽肺病等。煤尘在空气中呈悬浮状态，达到一定浓度时（一般最低浓度为45g/m3），遇到引起爆炸的热源存在（一般为6101050），就能发生燃烧和爆炸，严重威胁矿工的生命安全。粉尘是造成矿工职业病的有害物质，长期被矿工吸入体内能引起煤矽肺病，严重危害矿工身体健康，使矿工丧失劳动能力，以致缩短寿命。粉尘粒度越小，分散度越大，浓度越高，对人体的危害也就越大。因此对上述危害必须采取有效预防措施，保障职工的身体健康。三、防尘措施确定为了保障井下工作人员的身体健康，确保安全生产，在矿井生产过程中，对防尘必须贯彻以预防为主的方针，认真做好综合防尘工作，以预防其危害。1防尘措施(1) 掘进井巷和硐室时，采取湿式

3、钻眼、冲洗井壁巷帮、使用水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。(2) 建立完善的洒水防尘供水系统，在主要运输巷、回采工作面带式输送机运输巷与回风巷、掘进巷道、煤炭运输各转载点都敷设洒水防尘供水管路，并安设支管和阀门，配备洒水器，对各个可能产生煤尘的地点进行洒水防尘。(3) 及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉。(4) 定期对主要主要巷道刷浆。2. 回采、掘进工作面除尘(1) 回采工作面的采煤机配有内、外喷雾降尘系统，割煤时必须喷雾降尘。回采工作面液压支架安装喷雾装置，降柱或移架时同步喷雾。破碎机安装防尘面罩和喷雾装置或除尘器。(2) 回采工作面回风巷设风流

4、净化水幕。(3) 在煤、岩层中钻孔，应采取湿式钻孔。(4) 炮掘工作面采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、使用水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施，以减少爆破时的煤尘产生量。(5) 综掘工作面掘进机采用内、外喷雾降尘系统。(6) 现行矿井通风安全装备标准第2.3.4条规定：矿井掘进工作面应根据巷道掘进机械、局部通风方式和相互匹配的通风除尘系统采用除尘设备，并应符合下列规定：A每台巷道掘进机应配1台除尘器，并应符合现行煤矿安全规程的有关规定。B每个钻爆法掘进工作面应配备1台掘进通风除尘器。因此，本设计掘进工作面配备有湿式除尘风机进行除尘，以提高除尘效率。(7) 井下采、掘工作面等地点

5、的作业人员，需采取个体防护措施，如佩带防尘口罩、压风呼吸器或采用防尘安全帽等个体防护器材。(8) 采、掘工作面配备煤尘检测仪器，定期测定井下主要作业场所风流中的粉尘浓度，超规定时立即处理。(9) 采、掘工作面配有合适的风量，风速适宜，以防止煤尘的二次扬起。第二节 煤 层 注 水2-2号煤原煤水分含量为10.2613.33%，综合平均值为11.46%；浮煤水含量为5.968.52%，平均为7.07%。3-2号煤原煤水分含量为8.0112.42%，综合平均值为10.90%；浮煤水含量为5.418.32%，平均为6.87%。按照现行煤矿安全规程第154条规定，“原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4的

6、煤层”，其采煤工作面不需采取煤层注水防尘措施。因此，本设计不需煤层注水防尘。第三节 井下消防、洒水(给水)系统一、水源、水量、水质、水压1. 水源及水处理(1) 水源井下消防洒水系统用水量为1087.4m3/d。其中：深度处理的井下排水复用量为840.0 m3/d，不足部分由生产、生活给水系统补充，补充水量为247.4m3/d。 (2) 井下水处理矿井井下排水由井下主排水泵加压后由主斜井排出,利用余压流至工业场地井下水处理站内的调节沉淀池,经沉淀池预沉后由泵提升至高效斜板分离器，在进入该设备前投加碱式氯化铝，其投加量暂按10-15mg/L考虑,具体在实际运行中通过实验确定合适的投加量。井下水经

7、混合、反应、沉淀后由泵提升进入气浮设备，气浮设备的主要作用是去除水中的油类和部分悬浮物，处理后的水进入复用水池，再用泵将水提升至过滤器处理，经过过滤器处理后的水进入井下消防洒水水池，在水池中投加ClO2消毒剂用以去除水中嗅、色及大肠菌群，然后动压供至井下。调节沉淀池、高效斜板分离器及气浮设备的排泥（渣）均进入污泥池内，由泵将泥提升至污泥浓缩罐进行浓缩，浓缩后的污泥再经泵送至浓缩压榨一体化污泥脱水机，在污泥脱水前加入聚丙烯酰胺，经混合后进入污泥脱水机。经脱水后，污泥含水率在80%以下，然后用汽车运出厂外处置。2. 井下用水量经计算，煤矿井下消防洒水用水量为1087.4m3/d。井下用水量计算详见

8、表4.5.3-1。井下消防用水量采用7.5L/s，一次火灾延续时间按6h计，该消防水量贮存于500m3井下消防洒水水池内3. 水 质矿井工业场地的生产、生活用水取自地下水，其水质满足GB57492006生活饮用水卫生标准；处理后的井下排水水质满足GB50383-2006煤矿井下消防、洒水设计规范中的井下消防、洒水水质标准。4.水 压井下消防洒水水压由设于井下水处理站内的井下消防洒水变频供水设备保证，该套设备型号：BHGL54/3-0.42，N=22KW。井下消防洒水给水系统最不利点要求水压为0.30MPa。二、给水系统井下消防、洒水采用消防与洒水合一的给水系统。井下消防洒水采用动压供水，系统包

9、括：500m3井下消防洒水水池、变频给水设备、管道及洒水灭火设备等。其中：500m3井下消防洒水水池及井下消防洒水变频供水设备均与井下水处理站合建，该处理站设于工业场地内。处理后的井下排水达到井下消防洒水水质要求后，经变频供水设备加压后从主、副斜井及回风斜井送至井下各用水点。在工作面进、回风巷口、变电所等机电硐室入口、胶带输送机机头等重点保护区域及井下交通枢纽的15m以内设置消火栓，在运输大巷、工作面运输巷每隔50m设置一个消防给水栓，在辅运大巷、回风大巷、工作面辅运巷及回风巷每隔100m设置一个消防给水栓，以保证灭火需要。并根据规范在井下采、掘工作面、原煤仓、转载点、胶带输送机等处设置相应的

10、洒水、喷雾装置；在回风大巷、承担运煤的进风大巷、胶带运输机巷道、工作面回风巷靠近出口及距工作面50m内、装煤点下风方向1525m处等位置各设一道风流净化水幕，以控制井下巷道中的含尘量。此外在主要巷道设置冲洗巷道用给水栓。井下消防洒水管网为枝状布置，供水管采用焊接钢管，卡箍式柔性管接头连接方式。在水泵房、变电所等不宜用水灭火的地方，设置一定数量的灭火器，以保障安全生产需要。第四节 煤尘检测及个体防护设备一、粉尘检测本矿井配备呼吸性粉尘的采样器和测定仪，其数量根据本矿井的井型及防尘专业人员数配备，并根据井下采掘工作面数目配备个体采样器。井下锚喷支护巷道采用混凝土喷射机除尘器除尘，每个锚喷工作面配备

11、一台，本矿井共配备2台MPC-1型混凝土喷射机除尘器。井下巷道掘进机配备1台KCS-250型除尘器，钻爆法施工时配备1台KCS-250型通风除尘器。矿井粉尘检测基本装备另见表5-8-1。二、个体防护设备井下锚喷工作面的锚喷队配备压风呼吸器，并根据锚喷工艺（打眼、锚喷）的作业人员数每个锚喷工作面配备1型、2型压风呼吸器各一台。第五节 防 爆 措 施一、防爆措施1. 掘进井巷和硐室时，采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、使用水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。2. 建立完善的洒水防尘供水系统，在主要运输巷、回采工作面带式输送机运输巷与回风巷、掘进巷道、煤炭运输各转载点都敷设洒水防尘供

12、水管路，并安设支管和阀门，配备洒水器，对各个可能产生煤尘的地点进行洒水防尘。3. 回采工作面的采煤机配有内、外喷雾降尘系统，割煤时必须喷雾降尘。回采工作面液压支架安装喷雾装置，降柱或移架时同步喷雾。破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置或除尘器。5. 回采工作面回风巷设风流净化水幕。6. 在煤、岩层中钻孔，应采取湿式钻孔。炮掘工作面采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、使用水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施，以减少爆破时的煤尘产生量，同时还配备湿式除尘风机进行除尘。7. 综掘工作面掘进机采用内、外喷雾降尘系统，并配有湿式除尘风机进行除尘。8. 采、掘工作面配备煤尘检测仪器，定期测定井下主要

13、作业场所风流中的粉尘浓度，超规定时立即处理。9. 采、掘工作面等井下用风地点配有合适的风量，风速适宜，以防止煤尘的二次扬起。10. 按现行煤矿安全规程的规定设置隔爆水棚，以隔离相邻煤层、相邻盘区、相邻工作面和其它需要隔离的地点。11. 及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉。定期对主要巷道刷浆。12. 掘进工作面设有瓦斯、风电闭锁装置，当风量不足，瓦斯聚集到一定量时，自动断开电源，消除引爆源。13. 严格按现行煤矿安全规程的规定选用电气设备和井下电缆，防止电火花引燃或引爆瓦斯、煤尘。14. 井下发生火灾时，均应及时扑灭，防止因火灾引燃、引爆瓦斯、煤尘。15. 入井人员严禁携带烟

14、草和点火物品，严禁穿化纤衣服。16设置有防止烟火进入矿井的安全措施。井口附近20m内不得堆积可燃、易燃及易爆物，并配备足够的防灭火设施，井口房和通风机房附近20m内不得有烟火或用火炉取暖。17. 井下所有巷道和硐室均用不然性材料支护。二、撒布岩粉1. 对岩粉的要求(1) 可燃物含量不得超过5%；(2) 游离二氧化硅含量不得超过5%；(3) 不得含有砷，五氧化二磷的含量不得超过0.01%；(4) 氧化钙含量不得低于45%；(5) 呈浅色，一般应采用石灰石制备；(6) 岩粉的粒度必须全部小于0.2mm，其中70%以上必须小于0.075mm。2. 岩粉原料常用石灰岩、粘土页岩、石膏、白云石等作为岩粉

15、原料，以石灰岩为最常用，矿井在生产过程中可根据实际情况选择。3. 撒布岩粉量的计算根据波兰采矿研究总院巴尔巴拉安全技术研究所在大量实际规模试验的基础上提出的岩粉用量计算方法计算。(1) 岩粉撒布率及岩粉撒布量式中：R岩粉撒布率，%；r岩粉撒布量，kg；N抑制煤尘爆炸所必须的不燃物量，取80%；Z沉积煤尘的绝对量，取0.02kg；a煤尘中的不燃物含量（灰分+水分），取（4.29+7.07）%=11.36%； b混入煤尘中的不燃物（天然岩粉+附着水分），取（20+10）%=30%。经计算R=65.89%，r=0.039kg。(2) 煤尘沉积强度 式中：Pc煤尘沉积强度，g/m3·d；b巷

16、道底板宽度，带式输送机大巷3.8m，辅助运输大巷5.5m，回风大巷4.5m；Mc沉积在板上的煤尘量，取2g；SH巷道的横断面积，带式输送机大巷10.6m2，辅助运输大巷17.1m2，回风大巷14.9m2；FS收集板的面积，取0.2m2；tj煤尘沉积时间，取4d。则带式输送机大巷Pc=3.90g/m3·d，辅助运输大巷Pc=3.50g/m3·d，回风大巷Pc=3.28g/m3·d。(3) 岩粉撒布周期式中：T岩粉撒布周期，d；Kd系数，撒岩粉时Kd=1；空气中瓦斯含量，对沉积煤尘爆炸下限的影响系数；取0.75；CX煤尘爆炸下限浓度，取45g/m3。则T=9d。(4)

17、 一次每300m散布岩粉的量Q300=rLS式中：Q300 次每300m撒布岩粉的量，kg；L 一次撒布岩粉巷道长度，m；S巷道净断面积，带式输送机大巷10.6m2，辅助运输大巷17.1m2，回风大巷14.9m2；则带式输送机大巷Q300=0.039×300×10.6=124.02kg；辅助运输大巷Q300=0.039×300×17.1=200.07kg；回风大巷Q300=0.039×300×14.9=174.33kg。4. 撒布岩粉地点根据现行煤矿安全规程的规定，井下所有巷道都应定期撒布岩粉。5. 岩粉撒布方法和撒布周期设计采用人工

18、撒布岩粉方法，人工撒布岩粉具有方便灵活、简单易行的优点。撒布周期为9天，矿井投产后，可根据实测的煤尘沉积强度，确定矿井岩粉的撒布周期。三、电气设备及保护1本矿井为低瓦斯矿井,根据现行煤矿安全规程第444条规定，设计在井下主变电所10kV设备选用带漏电保护、绝缘监视、短路、过负荷的KYGC-Z矿用一般型高压开关柜，660V选用带漏电、短路、过负荷保护KYDZ型矿用一般型低压开关柜。2. 井下采煤、掘进工作面等配电点选用矿用隔爆型电气设备，如KSGZY矿用隔爆型移动变电站，KJZ隔爆型组合开关，KBZ矿用隔爆型真空馈电开关及带综合保护装置的QBZC矿用隔爆型真空磁力起动器，KJZ5矿用隔爆型风电瓦

19、斯闭锁开关，这些设备均具有漏电、短路及过负荷保护功能。4. 井下127V设备和照明馈电设备分别选用KSGZ矿用隔爆型煤电钻综保装置和照明变压器综合装置，该装置具有短路、过负荷和检漏保护功能。井下照明灯具选用LED型矿用隔爆灯具，接线盒选用矿用隔爆三通接线盒。5. 为防止在带电作业情况下使用普通型携带式电气测量仪表测量某些电气参数产生表笔接触火花，引起瓦斯和煤尘爆炸，必须在瓦斯浓度1.0%以下进行测量操作，并实时监测操作环境的瓦斯浓度。为防止带电检修、迁移电气设备发生人员触电、设备绝缘破坏和弧光短路造成瓦斯和煤尘爆炸事故，井下严禁带电检修、迁移电气设备和缆线。在检修、迁移前应切断电源，检查瓦斯浓

20、度，并验电后方可对地放电。6. 在井下主变电所设有PLC控制分站，按照现行煤矿安全规程第444条规定，井下主变电所PLC控制分站选用矿用一般型分站。6. 所有电气开关设备的闭锁装置均能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，并有“有人工作，不准送电”警示牌。手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触部分有良好的第六节 隔 爆 措 施一、隔爆设施按现行煤矿安全规程的规定，开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施，具体措施如下：1. 设计在井下适当地点，如采煤工作面巷道、采煤工作面巷道掘进头及采用独立通风并有煤层爆炸危险的其它地点同与其相连通的巷道间等处均设置了隔爆水棚。2. 及时

21、清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘。3. 对主要巷道定期撒布岩粉，每条巷道撒布岩粉长度不得小于300m，小于300m的巷道，应全巷道撒布。4. 定期对主要巷道刷浆。井下水棚平面位置布置见图5-6-1。二、隔爆水棚1. 水棚的结构与选型水棚主要由水槽、长、短钢梁及弯钩锚杆等组成，采用吊挂式安装，水袋材质为塑料。主要隔爆水棚选用GBSD-80型塑料水袋，容积为80L；辅助隔爆水棚选用容量较小的GBSD-40型塑料水袋，容积为40L。510中煤西安设计工程有限责任公司 国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书 第五章 粉尘灾害防治图5-6-1 井下水棚平面位置布置511中煤西安设计工程有限责任公

22、司 国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书 第五章 粉尘灾害防治2. 水棚的计算与布置(1) 布置方式的确定设计在井下适当地点均设置了隔爆水棚，其中在大巷内设置主要隔爆水棚；在采煤工作面巷道、采煤工作面巷道掘进头及采用独立通风并有煤层爆炸危险的其它地点同与其相连通的巷道间设置辅助隔爆水棚。隔爆水棚采用集中式布置。(2) 总水量G=gs式中：G总水量，L；g每平方米巷道所需水量，主要隔爆水棚按400L/m2，辅助隔爆水棚按200L/m2。s巷道净断面积，主要巷道按17.1m2计算，工作面巷道按17.1m2。则主要隔爆水棚总水量G=400×17.1=6840（L）辅助隔爆水棚总水量G

23、=200×17.1=3420（L）(3) 单架水棚水量根据设计选用的水袋规格，一架主要隔爆水棚架设3个水袋，一架辅助隔爆水棚架设3个水袋。主要隔棚水棚单架水棚水量为：80×3=240（L）辅助隔爆水棚单架水棚量为：40×3=120（L）(4) 水棚架数n=G/Gn式中：n水棚架数，架；G总水量，L；Gn 每架水棚水量，L。则主要隔爆水棚架数n=6840/240=29（架）辅助隔爆水棚架数n=3420/120=29（架）(5) 水棚区长度主要隔爆水棚的棚区长度不得小于30m，辅助隔爆水棚的棚区长度不得小于20m。设计水棚间距取2.0m。水棚区长度按下式计算：L=nc

24、式中：L水棚区长度，m；n水棚架数，架；c水棚间距，m。则主要隔爆水棚区长度L=29×2.0=58（m）辅助隔爆水棚区长度L=29×2.0=58（m）根据以上计算，其棚区长度均满足现行煤矿安全规程要求。(6) 隔爆水棚的架设要求隔爆水棚必须架设于安全设施图C1442A-171-3所规定的适当位置。水袋必须符合部标MT157-87煤矿用隔爆水槽、隔爆水袋通用技术条件的规定，并经国家质检部门检验合格。隔爆水棚的排间距为1.23m；主要隔爆水棚的棚区长度不得小于30m，辅助隔爆水棚的棚区长度不得小于20m；首列水棚与工作面的距离必须保持在60200m范围内；水袋棚的水袋应采用横向

25、吊挂式安装；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，距巷道底板不小于1.8m；棚组内的各排水棚的安装高度应保持一致；棚区处的巷道需要挑顶时，其断面积和形状应与其前后20m长度的巷道保持一致；水棚应设置在巷道的直线段内；水棚与巷道的交岔口、转弯处、变坡处之间的距离不得小于50m。水棚平面布置见图5-6-2。3. 水棚给水系统水棚给水主要通过井下各巷道中的消防洒水管路系统供给，并定期检查水棚中的水量，不足时要按设计要求添足。第七节 矿井地面生产系统防尘一、矿井主运输系统和地面生产系统尘源及防尘措施由于粉尘对生产工人的身体产生有严重危害，且对大气环境有污染，

26、因此设计对主运输系统和地面生产系统中各主要粉尘尘源点均考虑有必要的防尘、降尘措施。514中煤西安设计工程有限责任公司 国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书 第五章 粉尘灾害防治图5-6-2 井下水棚布置图515中煤西安设计工程有限责任公司 国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书 第五章 粉尘灾害防治在本矿井主运输系统和地面生产系统中，粉尘主要产生在带式输送机机头溜槽、带式输送机栈桥和暗道、筛分车间的分级筛等处。设计在以上容易产生粉尘的地方都设有供洒水用的管路及喷水器，进行喷雾洒水防尘，并加强通风，同时设有清洗粉尘的设施。1原煤输送系统的带式输送机栈桥设洒水降尘装置，另外，还设有冲洗水，随时将栈桥洒落的煤（粉）尘及煤粒冲洗走，确保清洁。2在带式输送机上设洒水降尘装置；在带式输送机机头溜槽处设防尘罩，内设洒水降尘装置。3在空气不流畅处，设机械通风系统，以改善空气环境，防止煤尘聚集。4筛选间楼面设有地板冲洗水，以冲洗楼面的煤尘。5原煤储煤场设有洒水抑尘设施，使煤堆表面始终处于湿润状态，并加盖防尘。6对易积聚粉尘的地点定期清扫、冲洗除尘。7对易接触粉尘的人员，佩戴防尘口罩。二、