煤矿紧急避险六大系统设计方案

PAGE庆华集团百灵煤矿建设工程井下安全避险“六大系统”设计方案2012年4月目录1任务来源12井下安全避险“六大系统”建设的必要性和紧迫性13本次井下安全避险“六大系统”设计范围34某煤矿井下安全避险“六大系统”设计54.1基本情况54.2井下安全避险“六大系统”设计21PAGE11任务来源按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）以及《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2011〕33号）的要求，根据煤矿井下安全避险“六大系统”的相关技术规范，编制本矿井“六大系统”设计方案。2井下安全避险“六大系统”建设的必要性和紧迫性2010年7月19日，国务院为进一步加强国家安全生产工作，全面提高企业安全生产水平，下发了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）。提出了煤矿和非煤矿山企业3年内建设完成“六大系统”的要求。2010年8月24日，国家安全监管总局国家煤矿安监局按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》中关于“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的要求，为建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”，全面提升煤矿安全保障能力，下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）。2011年1月25日，为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神，规范煤矿井下紧急避险系统建设管理工作，充分发挥井下紧急避险系统在安全避险中的重要作用，国家安全监管总局、国家煤矿安监局制定了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，并下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》（安监总煤装〔2011〕15号）。2011年3月21日，为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神，规范和推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作，国家安全监管总局、国家煤矿安监局研究制定了《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》，并下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知》（安监总煤装〔2011〕33号）。通知再次强调了2012年6月底前，所有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯矿井、开采容易自燃煤层的矿井，都要完成“六大系统”建设完善工作；2013年6月底前，所有煤矿全部完成“六大系统”的建设完善工作。2011年4月8日，为加快推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设，切实落实《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》对“六大系统”建设完善的时限要求，国家安全监管总局办公厅国家煤矿安监局办公室下发了《关于开展煤矿井下安全避险“六大系统”检查的通知》，在全国范围内组织开展煤矿井下安全避险“六大系统”检查。检查主要内容是：①煤矿企业“六大系统”建设完善规划制定情况，煤矿“六大系统”设计方案编制情况。②所有煤矿监测监控系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统建设完善工作完成情况。③中央企业和原国有重点煤矿企业井下人员定位系统建设完善工作完成情况；其他煤矿井下人员定位系统建设完善工作进展情况。④紧急避险系统建设完善工作进展情况。检查分为2个阶段进行。第一阶段（4月中旬至4月底），为煤矿企业自查阶段；第二阶段（5月份），为有关部门联合检查阶段。3、主要危险、有害因素的危险性分析及本次井下安全避险“六大系统”设计范围3.1瓦斯危险、有害因素的危险性分析矿井在施工穿煤过程中有瓦斯动力现象存在（邻矿乌兰煤矿为煤与瓦斯突出矿井），庆华百灵煤炭有限责任公司于2011年1月委托河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心对本矿井各煤层的突出危险性进行了鉴定。经鉴定，本矿井2号和3号煤层均具有突出危险性，2号和3号煤层属于突出煤层，庆华百灵煤炭有限责任公司百灵煤矿鉴定为突出矿井。矿井在生产中存在瓦斯危害有：瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯燃烧、瓦斯窒息等。3.2粉尘（煤尘、岩尘）的危险、有害因素辨识与分析煤尘的主要危险、危害因素有：煤尘爆炸、矽肺病、煤矽肺等职业病。矿井现开采的2煤、3煤所产生的煤尘具有爆炸性，有发生煤尘爆炸的可能性。煤矿在生产过程中（如采煤、掘进、放炮、运输和破碎等）会产生大量的煤尘或岩尘。粉尘危害性大小与粉尘的分散度、游离二氧化硅含量、粉尘物质组成及粉尘浓度有关，一般随着游离二氧化硅和有害物质含量的增加而增大。5μm以下的呼吸性粉尘对人的危害最大。呼吸性粉尘可以进入人的肺泡，使肺组织发生病理学改变，长期吸入粉尘后，严重损害身体健康。由煤尘引起的称尘肺病，由岩尘引起的称矽肺病。3.3火灾危险、有害因素辨识与分析发生火灾时，常常生成大量有毒气体和窒息性烟雾，还可形成火风压，使风流逆转，严重威胁井下人员的生命安全和身体健康。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，当发生火灾时，容易引起瓦斯爆炸，从而扩大灾害的影响范围。3.4水害危险、有害因素的危险性分析该矿井主要可采煤层有2、3、6、8煤层，当前开采2煤层，水文地质条件简单，水害的主要类型有：地表水、浅部小煤井采空区积水、顶板淋水、断层水、封孔不良钻孔水等。3.5顶板危险、有害因素的危险性分析在采掘生产过程中，采、掘工作面、巷道、采空区、井下峒室等受岩石压力和采动压力的影响，都有可能引发冒顶、片帮、底臌等灾害。3.6爆破作业危险、有害因素的危险性分析在地面工业广场500m以外设置一座爆炸材料库。在爆炸物品运输、储存和使用过程，存在的主要危险有害因素：贮存、发放、运输、放炮当中发生炸药爆炸致使人员伤害、中毒、窒息等。3.7提升、运输危险、有害因素的危险性分析3.7.1原煤主运输采用带式输送机组成连续运输系统，带式输送机运行过程中可能出现的主要危险、有害因素：胶带机打滑、断带、撕带、触电、卷人及胶带火灾事故等，造成人员伤亡、财产损失。3.7.2副斜井安装1台JK-4×2.4/30E型单绳滚筒式提升机，斜井（巷）运输过程中可能出现的危险、有害因素有：断绳、过速、过卷、跑车、撞人、掉道事故，造成财产损失和人员伤亡。3.7.3主斜井安装有检修架空乘人器，用于在主斜井胶带输送机在检修时运送人员和小型检修设备；行人副斜井安装有架空乘人器，用于人员上下井的人员乘坐。架空乘人器在运行过程中断绳、掉绳、人员、设备掉落事故。3.7.4井下平巷采用CTY8/6GB型电机车牵引矿车运输。平巷运输运行过程中可能出现的危险、有害因素有：挤轧、超速、撞人等事故，造成财产损失和人员伤亡。3.8电气伤害危险、有害因素的危险性分析由电气设备或设施缺陷可能引发的电气事故：电源线路倒杆、断线、过负荷、短路、停电、人员触电、电击、电伤、电气设备起火、电火花、防爆电气设备失爆等，且电气火花有可能点燃瓦斯，造成火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故。3.9机械伤害危险、有害因素识别的危险性分析矿井主要生产机械设备有带式输送机、架空乘人器、采煤机、刮板机、转载机和破碎机等机械设备。机械伤害的形式为设备运动（静止）部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等形式的伤害。外露的转动部件防护设施不齐全或不起作用，机械设备不完好，在操作或检查、检修维护过程中，对设备性能不熟悉，不执行操作规程，个人防范意识不强，容易发生对操作人员及周围人员的人身伤害。3.10起重伤害危险、有害因素的危险性分析矿井在安装、维修和吊装大型设备中，材料的起吊、装卸、搬运、安装、撤除等过程中（如井下液压支架、移动变电站、乳化液泵站、胶带机、刮板机、大型设备的安装、撤除、检修等），起吊机械、绳索、扣环选择不当，固定不牢，指挥或判断失误，甚至违章操作，极易造成人身伤害，同时损坏设备。3.11压力容器危险、有害因素的危险性分析矿井压力容器主要有：压风机、压风包、压风管道等。受压容器发生爆炸事故，不但使整个设备遭到破坏，而且会破坏周围的设备和建筑物，并造成人员伤亡事故。3.12高处坠落危险、有害因素识别的危险性分析高处坠落可分为人员坠落、物体坠落等，高处坠落均可能造成人员伤亡和设备损坏。如损坏供电、排水、通风及安全监控设备、设施等，严重时可能发生瓦斯爆炸、火灾、水灾等严重的后果。3.13职业危害的危险性分析如煤肺病、硅（矽）肺病、支气管炎等，严重危害生产人员的身体健康。在煤矿井下生产过程中，遇到有毒有害气体有：瓦斯（CH4）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）以及硫化氢（H2S）等。这些有毒、有害气体可导致人员中毒、窒息。噪声与振动：声压级超过90dB(A)以上时，会导致操作人员听觉疲劳，精神烦躁，精力不集中引起操作失误事故，还会造成职业病等危害。3.14本矿井井下安全避险“六大系统”设计范围包括矿井达产时的1320水平、1260水平、1200水平。4百灵煤矿井下安全避险“六大系统”设计4.1基本情况4.1.1矿井概况交通位置阿拉善百灵煤炭有限责任公司百灵煤矿（原名为庆华煤矿）井田位于贺兰山煤田呼鲁斯太矿区百灵井田的北中段。行政区隶属于内蒙古阿善左旗宗别立苏木（乡）管辖。井田范围的地理座标为东经106°13′05″-106°15′21″，北纬39°11′12″-39°13′07″。百灵煤矿位于呼鲁斯太镇以南约4km。乌（达）—巴（音浩特）公路由矿区境内的北部通过，并于矿区公路接线。经乌巴（314线）公路北至乌海市约70km；南距阿拉善盟巴音浩特镇约86km；东南距宁夏石嘴山市40km。另外，包（头）—兰（州）铁路的支线平（罗）—汝（箕沟）铁路从矿区内通过，矿井经公路至呼鲁斯太车站约4km。区内交通尚属便利，有利于矿区的开发。矿区自然地理.1地形地貌百灵井田位于宁夏与内蒙交界处贺兰山山脉北段的西侧（内蒙境内）。区内为低山丘陵地带，海拔高程在1510—1625m，最大高差为115m。区内沟谷发育，但以浅沟为主，主要沟谷为呼鲁斯太沟，从矿区的北、东部穿过。.2地表水系区内基本上无常年泾流，均为季节性冲沟，每年的雨季才出现阶段性流水，但时间较短，只有呼鲁斯太沟由于上游存在流量不大的地下泉眼，因此在河床的沙层中存在小流量潜流。.3气象与地震本区气候属于北温带典型的大陆性干旱荒漠草原气候。全年干旱少雨雪，风沙大，冬寒夏热，昼夜温差大。根据气象资料表明多年来平均气温在8.3℃左右，而最高气温为36℃（7、8月份），最低气温为-31℃（元月份）。该区少雨多风，年平均降水量在150-200mm，蒸发量约2150mm。全年无霜期较短（120-180天），冰冻期为当年的11月至翌年的4月份，冻土深度最大为1.2m。年平均风速为4m/s，最大风速为40m/s。本区地震烈度为7度。矿井勘探、设计及生产情况.1井田勘探情况百灵井田1960年3月由贺兰煤炭地质勘探公司内蒙古支公司147队开始勘探，于1965年3月提交“贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区百灵井田地质勘探最终报告（精查）”。报告中共提供的煤炭储量2.22亿吨。于1966年5月经原贺兰山煤炭公司内蒙古公司对该报告进行了审查，以“（66）蒙煤批字第6号文”批准。该报告一直作为百灵矿井各次设计的主要地质依据。2005年由内蒙古自治区国土资源厅对百灵井田重新进行了划界，并以内国土资采划字【2005】44号文“进行了批复。内蒙古第八地勘院在原精查报告的基础上，收集了本矿井的实际开发资料，并进行了现场勘查、测量和核实计算工作。提交了百灵井田北中段（KP14—KP21勘探线）煤炭资源储量核实报告”，并说明该报告可以作为办证及相关作业的地质依据。报告中划定了本井上部采空区的范围，并提交了9163万吨的矿井保有资源/储量。.2矿井设计情况百灵煤矿原矿井设计为高瓦斯矿井，2006年由兰州煤矿设计研究院提交了《百灵煤矿180万吨/年矿井改扩建工程初步设计》，2011年兰州煤矿设计研究院对该设计进行了修改。.3矿井生产系统.3.1提升运输系统百灵煤矿矿井开拓方式为斜—立混合方式，主井担负运煤，副井担负提升矸石、设备和材料等辅助提升任务、行人副斜井上下人员。主井选用DX120/60/3×450型1200mm大倾角强力胶带运输机，带速3.5m/s。副井提升选用JK-4×2.4/30E型单滚筒缠绕式提升机，配Z500-3A型直流电动机（630kW，730r/min），提升容器为1.5tU型固定车箱式标准矿车，最大提升速度为4.85m/s。.3.2供电系统地面35KV变电所主变双回路供电，安设两台型号为SF10-10000/35/6.3KV变压器。井下中央变电所双回路供电，安设两台KBSG-400、6/0.69KV变压器。采区变电所双回路供电，安设两台KBSG-800、6/0.69KV动力变压器，一台KBSG-315、6/0.69KV风机专用变压器。2010年8月20日35KV变电所一次送电成功。.3.3排水系统中央泵房选用MD280-65×7型水泵，共三台，一台工作、一台备用、一台检修。电动机功率630kW，单机排水能力为258m3/h,扬程为430m。主排水管路安装在主斜井筒，规格长度：¢245*8无缝钢管2*400m,¢245*10无缝钢管：2*630m。.3.4通风系统矿井采用中央分列式与分区式混合通风系统。矿井一、三采区采用中央分列式通风，矿井二、四采区为分区式通风。矿井通风方式为机械抽出式。立井地面安设FBCDZ№32/2×400型防爆对旋轴流式通风机二台，最大排风量为14400m3/min。现矿井总进风量8058m3/min，总排风量8088m3/min。.3.5瓦斯抽放系统矿井形成了高、低压瓦斯抽放系统。地面永久高负压瓦斯抽放系统，永久瓦斯抽放泵站安装两台2BEC62型水环式真空泵，电机功率355kw，最大抽气量为280m3/min，通过立井井筒瓦斯抽放管路连接至井下1320、1260、1200三个水平，然后连接各采掘工作面。2011年全年累计抽放瓦斯390万m³。井下低负压瓦斯抽放系统，井下10201工作面建立了低负压瓦斯抽放系统，瓦斯抽放泵站设在1320回风石门，抽放泵为水环式真空泵，最大抽气量93.3m3/min。.3.6压风系统现地面安设四台压风机，四台风冷式（SA250W），单台排气量为38.2m3/min，压力为1.05MP,满足了矿井生产的需要。.3.7防灭火系统.3.7.1注氮系统：根据矿井井下采煤工作面布置及注氮效果，安装DM-1200型地面固定式制氮装置二套，其中一套工作，一套备用，电机功率22kW，电压380V；单台设备生产氮气量1200m3/h。.3.7.2注浆系统：在地面风井井口附近建有150m3的泥浆搅拌池，安设泥浆泵二台、清水泵二台、润滑泵二台及灌浆泵房。通过立风井、1320轨道运输石门到工作面回风巷，通过DN125的普通钢管到达工作面采空区。.3.8安全监测、监控系统百灵煤矿安装一套KJ160N矿用安全、生产监测系统。人员监测系统使用环网与井下进行通讯，其系统为KJ251B。.3.9通讯系统目前百灵煤矿已装备了一套行政、调度合一的全数字程控调度交换机，用于矿井内部行政及调度用户通信。通信设备置于新建成的综合办公楼内，实现井上下的通讯联络。.3.10消防洒水、除尘系统井下消防、除尘水源来自地面水源井，经主斜井¢133无缝钢管，再经各水平石门¢108管路接至各施工迎头。地质特征.1井田内主要地层及地质构造.1.1地层本区划分为华北地层区，鄂尔多斯地层分区，贺兰山—桌子山小区，出露地层比较全。区内出露的主要地层从下至上有太古界（贺兰山群）、震旦系（西勒图组）、寒武系、石炭系（太原组）、二叠系（山西组）三叠系（延长组）、侏罗系、第四系（更新统、全新统），缺少白垩系和新近系（第三系）地层。其中石炭系太原组和二叠系山西组为百灵井田的含煤地层。.1.2井田内主要构造井田内构造不甚发育，主要包括褶皱和断层构造。.1.2煤系地层及煤层情况井田内含煤地层为二叠系山西组（PS）和石炭系太原组（CT）。共含有12煤层，其中主要可采层为2#、3#、5#、6#、7#煤五煤层，煤层倾角一般为21°左右。.1.3煤质:特低硫、磷、中灰、焦煤类型开拓开采状况及储量矿井设计井型为1.8Mt/a，开拓方式为斜——立混合式。矿建目前开拓、准备巷道基本完成，首采工作面已经完成。首采工作面走向长750m，工作面长度153m，可采储量45万吨，目前矿井已经进入联合试运转阶段。.1矿井各井筒技术特征 主斜井井筒为直墙半圆拱断面，净断面积15.9m2,锚喷支护，内设配置有YJJ型钢绳芯胶带接头在线监测仪的大倾角钢绳芯带式输送机及往复式架空乘人索道，用于进风、皮带运煤；材料副斜井井筒为直墙半圆拱断面，净断面积12.6m2,锚网喷支护，采用单滚筒缠绕式提升机，用于进风、材料、设备、矸石运输；行人副斜井井筒为直墙半圆拱断面，净断面积10.8m2,锚网喷支护，内设循环式架空乘人器，专门升降井上、下人员及进风；立风井井筒为圆形断面，净断面积19.6m2,混凝土浇筑支护，用于回风。.2矿井开拓工程及主要硐室矿井已施工完毕的准备巷道有：1320轨道运输石门、1260轨道运输石门、1200轨道运输石门、1266胶带运输石门、1208胶带运输石门、1330专用回风石门。矿井已施工完毕的主要硐室：井下中央变电所、水泵房、主副水仓、井下火药库、井下消防材料库、1320避险硐室、1260避险硐室、1200避险硐室、一采区变电所。.3矿井准备巷道百灵煤矿原设计为高瓦斯矿井，开采顺序为2#、3#、5#、6#、7#、9#煤层，巷道布置了3#煤层岩石中巷，即1320回风中巷（南、北翼）、1260运输中巷（南、北翼），目前南翼1320及1260两条3#煤层岩石中巷已施工完毕，北翼1320及1260两条3#煤岩石中巷分别已施工370m和670m。2011年1月百灵煤矿经河南理工大鉴定为煤与瓦斯突出矿井，3#煤层被鉴定为有煤与瓦斯突出危险煤层，因此，为解放3#煤需要首先开采下部无突出危险的保护煤层（6#煤），将会给3#煤层岩石中巷造成一定影响。.4矿井储量全井田南北长3.755km，东西宽1.75km，面积约6.11km2。全矿井+1350水平到+900m水平。地质储量8968万吨、工业储量8496.7万吨、设计储量8095.4万吨，可采储量6372万吨。全矿井主采煤层地质储量中，2#煤1839万吨；3#煤3823万吨；5#煤845万吨；6#煤790万吨；7#煤901万吨；8#煤462万吨。矿井通风及瓦斯情况.1矿井通风方式矿井通风方式为中央分列通风方式，主斜井、材料副斜井、人行斜井进风，立风井为回风井。通风方法为抽出式，立风井装有2台同等能力的轴流式风机，型号为FBCDZNO32；配用2×400KW电机，一台使用一台备用。.2矿井通风系统矿井具备完整独立的通风系统，一、三采区采用中央分列式通风，目前矿井总进风量为8058m3/min，矿井总回风量为8088m³/min，依据安全专篇，矿井总等积孔为4.5m2，负压2100pa。.3矿井瓦斯情况1965年提交的精查报告中作的钻孔瓦斯测试工作较为简单，瓦斯样少，但报告中分析，井田浅部（＋1300m）以上为低瓦斯，深部为高瓦斯，并提出在今后的生产中要注意深部瓦斯的防治。百灵公司2005年进行了浅部（＋1350m以上）小井中的2#、3#、6#和6#煤层进行了鉴定工作，结果表明各煤层瓦斯最大相对涌出量≤7.65m3/t，最大绝对瓦斯涌出量≤1.78m3/min（见表1-2）。经分析＋1350m以上各矿井应属于低瓦斯矿井。后又委托煤炭科学研究总院抚顺分院对+1350m以下煤层进行了瓦斯含量的测试鉴定（见表1-3），经分析煤层瓦斯含量较高，应属于高瓦斯矿井，必须按照高瓦斯矿井管理。在2010年全矿井进行了瓦斯等级鉴定，结果表明矿井相对涌出量为17.36m3/t，绝对瓦斯涌出量为14.47m3/min，矿井的绝对二氧化碳涌出量为3.23m3/min，矿井相对二氧化碳涌出量为3.88m3/t为高瓦斯矿井必须《煤矿安全规程》中的有关规定来管理。但根据2011年河南理工大学出具的《内蒙古庆华集团阿拉善百灵煤炭有限责任公司2号和3号煤层突出危险性鉴定报告》，百灵煤矿2#煤层的破坏类型属于Ⅲ和Ⅳ类，坚固性系数f的最小值为0.23，瓦斯放散初速度为11，瓦斯压力最大值为0.95MPa，四项指标均达到了判定煤层突出危险性单项指标的临界值，鉴定结论为2#煤层具有突出危险性。3#煤层的破坏类型为Ⅳ和Ⅴ类，坚固性系数f的最小值为0.25，瓦斯放散初速度为11.5，瓦斯压力最大为1.6MPa，四项指标均达到了判定煤层突出危险性单项指标的临界值，鉴定结论为3#煤层具有突出危险性。在2011年全矿井进行了瓦斯等级鉴定，结果表明矿井相对涌出量为15.038m3/t，绝对瓦斯涌出量为14.620m3/min，矿井的绝对二氧化碳涌出量为7.447m3/min，矿井相对二氧化碳涌出量为7.660m3/t为高瓦斯矿井，必须按照《煤矿安全规程》中的高瓦斯矿井的有关规定来管理。4.1.2矿井初步设计中“六大系统”设计情况井下监测监控系统本矿井设计建设一套多层次、多功能的综合监控系统网络，使不同功能的应用系统进行信息联通与共享，并协调有序地运行，以充分利用各监控子系统的信息资源和设备资源，为矿井管理与决策提供准确的基础数据。其中与井下安全监测监控系统有关子系统包括：.1综合监控系统网络按照《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》（GB50581-2010）的要求，本矿井选用一套KJ160N型安全、生产监控、视频监控及井下人员作业管理系统；本系统在地面调度室设中心站，站内配置2台工控主机、打印机、接口及部分终端设备。监测中心站必须设双电源、实行24小时不间断供电。该系统的监测主电缆沿主斜井引至井下，经分线盒后引至井下各监测分站；地面及井下设置分站及各种参数的传感器。1、系统组成该系统由矿井安全监控系统、矿井生产监控系统、矿井视频监控系统和矿井井下作业人员管理系统组成。主要包括地面中心站、地面传输接口、地面通风机房监测分站、井下监测分站、生产系统带式输送机集控分站、井下火灾束管监测站以及各种矿用传感器和矿用安全监测软件等。矿井安全监测子系统共设有1个主站，1个地面通风机房监测分站，1个井下火灾束管监测站、1个生产系统带式输送机集控分站、1个瓦斯抽放泵站监测分站和10个井下监测分站;为保证电源可靠，监测中心位于办公楼，为双电源供电，供电电源引自变电所的应急回路和主供回路。每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器，主要通风机的风硐应设置压力传感器；主要通风机、局部通风机应设置设备开停传感器，主要风门应设置风门开关传感器。在主井大巷及辅运大巷等地区设置一氧化碳传感器和温度传感器。采掘工作面采掘设备设置机载式甲烷断电仪、瓦斯测定仪；采煤工作面设置针对主要尘源进行及时高压喷雾降尘和粉尘在线监测，综掘工作面设置采用高压外喷雾和控尘除尘系统及粉尘在线监测。2、系统功能矿井安全生产监测系统，主要对煤巷内的瓦斯、一氧化碳、温度、风速、风门开关等参数进行实时监测，对风电闭锁开关、主要设备的开停、水仓水位等工况进行监控，遇险情时，能及时发出警报、切断危险区电源和将信息迅速传至地面中心站。安全生产监测系统还在矿长室、总工程师室、通风区办公室等处设终端机，便于矿井主要领导及时了解矿井安全生产信息，以期达到对灾害事故早期预测和预防，科学合理组织和管理生产的目的。安全监测系统作为矿井信息管理系统的一个子系统，与矿井计算机管理系统联网。该系统操作平台为WINDOWSXP软件，所有功能操作均具有在线帮助，在中文提示下完成。可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。.2调度中心综合自动化系统通过综合监控系统网络，建立矿井监控及自动化系统管理平台。矿井调度中心设于办公楼，主要设备配置及功能如下：配置2台生产信息管理平台服务器、1台WEB服务器及相应软件，负责全矿井实时监控信息的管理及历史数据的查询；配置2台数据采集服务器、1台实时数据库服务器、1台关系数据库服务器、1套数据存储系统等设备，并配置数据库软件,以随时记录系统内各参数、状态的变化；配置网管服务器、网络管理终端设备及网络管理软件，以实现综合监控系统网络拓扑结构设置、故障诊断和性能管理等功能；配置8台调度工作站及相应软件，对各子系统进行显示、报警、控制等。根据矿井生产管理的需要，可在矿井调度中心对矿井各子系统的数据进行实时采集，并进行存储、分析、处理，完成遥测、遥信、遥控、超限报警、打印等功能，实现全矿井的综合自动化、管控一体化。各子系统主机或硬件设备以10M/100M/1000Mb/s标准以太网接口就近与环网交换机相联，符合TCP/IP网络模型及传输协议，并采用OPC、NetDDE或ODBC等标准、开放的软件接口协议。各子系统的可编程控制器（PLC）设备应尽量统一选型，便于联网、维护与管理。.3环境安全监控系统环境安全监控系统主机设于地面调度中心，选用工业控制计算机，双机热备份，并配置存储、显示、打印等设备及监控软件。主机通过传输接口采用总线方式与各分站通信。本矿为高瓦斯矿井，并有易自燃煤层，煤尘有爆炸危险。在井下采煤工作面、掘进工作面、主要巷道、机电硐室及地面生产系统煤仓等处设置各种传感器，监测甲烷、一氧化碳、温度、烟雾、风速、负压等各类环境参数，监测水仓水位、风门开关、风筒开关、局扇开停等状态参数。由各传感器采集的监测信息，通过分站传送到地面调度中心。当出现超限情况时，地面调度中心及现场均应有声、光报警。通过远程断电器实现甲烷风电闭锁、甲烷断电、故障闭锁及其它必要的控制，并配置馈电传感器，对断电情况进行监测。.4火灾束管监测系统为确保矿井安全生产和人身安全，提高了矿井安全生产管理水平。因此，矿井选用一套束管监测系统SG-2003。束管监测系统由地面抽气泵、气体采样控制柜、束管专用色谱仪、分析仪器柜、双通道24位A/D转换器、32路系统输出控制器、工业控制型微机等设备和井下束管、分路箱等组成，并配置系统分析控制软件，通过束管取样，分析采空区、密闭区及巷道中的气体成分和浓度，实现对矿井自然发火情况的早期预测预报，为火区启封及确定综采工作面采空区的注氮数量和质量提供依据。井下人员定位系统.1井下人员定位系统概述根据矿井安全生产管理的需要，设置1套井下作业人员管理系统JG251B。井下作业人员管理系统由识别卡、传输分站、无线读卡器、监控主备机及系统软件组成。当持卡人或装有识别卡的移动物体进入无线读卡器辐射区范围时，识别卡被激活，识别卡将卡号传回分站，并记录在分站存储器内。若干个定位分站将各处采集来的人员流动信息通过综合自动化网络传入数据提取服务器。系统软件经过处理，将进出矿井的人名、时间等信息显示到计算机显示屏，同时将系统定位数据显示到计算机屏幕、大屏显示系统，并可根据需要统计打印报表。井下作业人员管理系统，可对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在井下的位置及活动轨迹。如果发生灾变，双向呼叫识别卡可进行紧急寻呼，从监控终端上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息，为事故抢险提供科学依据。同时，也可利用系统的日常考勤管理功能，对矿井人员进行考勤管理。.2系统组成：井下人员定位系统由地面中心站、RS485传输接口、数据监测分站、无线监测分站、标识卡、电缆、接线盒等组成。.3系统功能:井下人员定位系统的功能：包括管理功能，监测功能、存储功能、查询功能。其中，监测功能包括的内容有：读卡器读取识别卡信号，通过RS485接口上报给数据分站，在传输到中心站。可实时显示各个监测位置的人员分布、人数、人员移动等信息，以及各个设备的运行状态。识别卡具备双向通信功能，识别卡可以通过按钮发起紧急呼叫，也可以接收从地面监控主机发出的紧急通知。无线分站兼有报警功能，无线分站配有蜂鸣器和告警灯，可以接收地面监控主机发来的报警命令，产生声光报警，向无线分站周边的人员发出警示。.4系统性能参数:人员信息、轨迹信息、考勤信息等可以存储一年以上，并可对各种信息实时查询和显示。识别卡信息包括：出入井时刻；出入区域时刻；出入禁区时刻；异常卡信息；卡号、姓名、工号、年龄、工种、班次、位置等。可以设定条件，查询符合条件的人员信息，查询条件包括：按人员查询；按时间查询；按区域查询；按超时告警查询；按禁区告警查询；按人员分类查询；按部门查询；按工种查询；识别性能：无线分站与识别卡之间无线传输距离10-60m可调；防冲突性，单个无线监测分站可最多同时识别200张标识卡；识别稳定性，误码率小于10的-8次方；高抗干扰性和高度集成化，故障率第；超低功耗，无线识别卡电池可连续正常工作6个月以上；无辐射，对人体和环境无影响；完全自动化识别，对矿工工作无影响；传输设备选择系统主要技术指标1、传输系统系统传输速率20/2000bps传输方式RS4852、地面中心站监测主机工控机LCD19＂,分辨率1440*9003、井下人员定位分站型号KJ251-F8（含电源）端口数量4、人员定位读卡器型号KJF210B5、人员定位传输电缆电缆MHYVR1*4*0.4.5设备安装情况：井下已安装6台分站，地点分别为：1320南翼两台，1260煤仓，1260变电所，1200变电所，1200消防材料库各一台，地面6KV变电所已安装1台分站。其中1320水平已安装读卡器9台读卡器，分布在各主要运输巷道及工作面，1320车场，行人等候硐室等。1260已安装10台读卡器，分布在各主要运输巷道及工作面迎头，1260车场，行人等候硐室，变电所等。1200已安装12台读卡器，分布在各主要运输巷道及火药库，变电所，机电维修硐室，1200车场，行人等候硐室等。地面6KV变电所分站已安装6台读卡器，分别为主井，副井，行人斜井井口及井口100米处，进行出入井考勤。.6大屏幕显示系统在调度中心配置KJ32型煤矿工业电视系统，使调度人员对全矿井监控及自动化系统运行情况进行实时、灵活、清晰的多画面、多信息集中监视。该系统具备低照度摄像和光纤传输两项重要技术，可不受电磁干扰，传输两端完全绝缘，进行高清晰度、长距离的视频传输。解决了煤矿工业电视系统环境照度低、传输距离远，须防爆等问题。在地面大门、主井驱动机房、副井井口等一些重要场所采用一体化带夜摄功能的彩色摄像机；地磅房外运采用矿用本安型光纤摄像仪；井下副井井底、工作面采煤机、皮带机头等重要场所采用矿用本安型光纤摄像仪；该摄像仪以光信号直接输出，经光缆把视频图像无中继传输到调度室。井下摄像机安装位置为：在井下胶带机头、综采工作面、溜煤眼上下口、各变电所等处设本安型黑白光纤摄像仪，共19台。系统至各摄像机的视频信号主干线路均采用光纤传输方式，井下采用煤矿用阻燃光缆。井下压风自救系统地面压风站设在工业广场内，距主井口约100m。矿井主要用气设备有：井下压风自救系统、井下岩巷混凝土喷射机、凿岩机、风镐、地面制氮设备和煤仓破拱装置。在矿井总用气量计算中考虑管道漏风系数、磨损系数和海拔高度修正系数，经计算（包括制氮设备用气），设备总用气量为97.1m3/min，已有二台压风机，新订货二台SA250A型螺杆风冷式压风机，全矿井共设四台，三台工作，一台备用或检修。压风机单台排气量38.2m3/min，排气压力1.05MPa。配250kW、6KV电动机。压风管路由主井井筒下井，送至各用气地点。主管为φ159×4.5型无缝钢管，分管为φ108×4型无缝钢管，全部法兰连接。井下供水施救系统供水施救系统水源为井下消防洒水管路所提供的水，当安全生产时，该系统为各用水地点输送水源，当出现事故状态时，供水系统即为施救系统，可源源不断地向每个人员集中的地点输送救命水。供水施救系统地点主要设在井底车场、中央变电所、水泵房、充电硐室等主要机电硐室、采煤工作面进、回风顺槽和各掘进工作面有人员工作的地方。在人员集中的工作地点设置必须供水阀门，保证各采掘作业地点及其他有人员的地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求。供水水源引自地面400m3井下消防水池，与井下消防洒水共用供水管路。井下通信联络系统为确保矿井安全生产和人身安全，提高了矿井安全生产管理水平。因此，矿井调度通信系统采用西安大唐有限公司研发的SP30-AVS。.1系统概括：SP30-AVS采用先进的软硬件技术、电信级的设计，保证了设备的高可靠性。系统使用成熟高性能的CPU和DSP，并使用嵌入式实时操作系统和高效的算法，具有优异的性能。设备采用模块化插板式设计，支持多种接口板卡，可以根据需求灵活地提供不同的功能，并可根据容量平滑扩容。在用户侧，SP30-AVS提供有线、无线、分组一体化的接入手段。系统可提供本地用户接入，也可以通过局域网连接IP终端设备，或通过数字中继接口连接企业原有的传统PBX设备。特别地，SP30-AVS可以通过Wi-Fi/网络连接Wi-Fi/移动终端。SP30-AVS内置HLR、VLR、SMC，支持漫游、切换和定位功能。在网络侧，为实现企业与公网之间的互通，SP30-AVS内置了中继网关功能。对于企业的异地分支机构，多台SP30-AVS可以分别布放在各地区，并通过内部网完成分支机构的互连，在小的临时办事处可以直接使用具有FXO接口的IAD布放办公电话，各地统一拨号方案，方便企业应用并节省了长途话费的开支。.2系统功能：调度台主要功能：呼叫，强插，强拆，代答，监听，组呼，群呼，禁言，自动转接，会议，拨号盘，录音，夜服/辅机功能，办公电话功能。调度席位多路由自动选择功能，调度台和电话机具有手动紧呼报警功能。.3系统组成：（1）井下有线通信为保证矿井通信的安全性、可靠性，本矿井采用西安大唐有限公司研发的SP30-AVS。本次工程新设数字程控调度交换机一套，设于办公楼中央机房。具体分配为，井上固定电话89部，设置在矿井主要负责人、主要生产部门办公室、各队组办公室、主要机房等场所；井下防爆电话29部，分别在井下中央变电所、水泵房、各采掘工作面、各机房硐室及井下避难硐室等重要场所布置井下调度电话，同时设置井下无线通信系统，作为有线调度通信在井下的补充和延伸，确保通讯线路安全畅通。井下电缆均采用煤矿用阻燃型通信电缆，电话机采用本安型。（2）井下无线通信井下设置一套煤矿无线通信系统，采用Wi-Fi/网络连接Wi-Fi/移动终端，作为矿井调度交换机用户的延伸。系统由地面中心控制器、基站、Wi-Fi/移动终端、电源等设备组成。地面中心控制器设于办公楼中心机房。井下设21台无线基站，在胶带运输巷和辅助运输巷设置矿用基站，配置Wi-Fi/移动终端。可以满足井下电瓶车司机、检修人员和重要生产调度岗位等移动通信的需求，并提供紧急情况下报警及抢险救灾的应急通信手段。为充分发挥该系统的作用，在地面设置4台基站控制器，各场地设置基站，满足场区内移动调度用户的需求。下井线路采用光纤传输方式。井下设备均为防爆型，光（电）缆采用煤矿用阻燃型。.4系统设备安装情况：已安装地面无线系统：在行政办公楼楼顶、生产指挥大楼楼顶、以及工业广场转载皮带山坡上方、洗煤厂主扇区机房后的山顶上各安装一套500mW的大基站。已安装完毕须，正在调试与试运行中。系统总共使用25台井下综合基站和4台地面基站覆盖全矿井，确保办公楼、生产指挥楼、工业广场、主斜井、副斜井、行人斜井、立井、各工作面、各运输巷道、锅炉房、35KV变电站、洗煤厂、瓦斯抽放站、火药库、发电厂、各种设备间、生产设备的操作间、设备检修维护运行区域能正常使用。覆盖率达到基本上所有的巷道都有连续的信号覆盖，保证通话质量。井上矿方需给所有模拟电话网管AG接入点提供100M以太网接入接口。已安装有线电话：生产指挥楼中心机房AG1-AG10，号码范围（8000-8159）为生产指挥楼各办公室及井下三个水平行人等候硐室，充电硐室，变电所，水泵房，各工作面、各运输巷道等场所安装有线电话。供应处办公室机房AG11-AG12,号码范围（8160-8191）安装为矿门卫室，机修车间，翻矸车间，供应处办公室，皮带走廊等场所安装有线电话。行政办公楼机房AG13-AG15,号码范围（8192-8239）为各办公室及餐厅等场所安装有线电话。4.1本煤矿为民营高产高效现代化大型矿井，采用先进的设计思想及管理模式，原有的安全系统设施除井下紧急避险系统正在施工，其它“五大系统”均已初步建立。其中井下监测监控、人员定位及通信联络系统仅需将相关设备设施接入井下紧急避险设施即可达到要求；压风自救系统需要根据下井人员数量重新校核压风量，根据达产时的采掘作业地点补充完善压风管路，增加压风自救装置，并将压风管路接入井下紧急避险设施；供水施救系统需要增加供水阀门，并将消防洒水管路接入井下紧急避险设施。4.2井下安全避险“六大系统”设计4.2.1建设完善井下安全避险“六大系统”的目标要求（1）建设完善井下监测监控系统按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029—2007）的要求，完善安全监控系统，实现对煤矿井下瓦斯、一氧化碳浓度、温度、风速等的动态监控，为安全管理提供决策依据。强化系统设备维护，定期进行调试、校正，及时升级、拓展系统功能和监控范围，确保设备性能完好，系统灵敏可靠。健全完善规章制度和事故应急预案，落实值班、带班人员责任，监测监控系统中心坚持24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，迅速采取断电、撤人、通知作业等应急处置措施，充分发挥其安全避险的预警作用。（2）建设完善井下人员定位系统按照《煤矿井下作业人员管理系统使用规范》（AQ1048—2007）的要求，建设完善井下人员定位系统，并做好系统的维护和升级改造工作，保障系统安全可靠运行。所有入井人员必须携带识别卡（或具有定位功能的无线通讯设备），确保能够实时掌握井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况。进一步完善制度，发挥人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。（3）建设完善井下紧急避险系统按照《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的要求，委托有相关设计资质单位进行紧急避险系统的整体设计。紧急避险系统应与监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相互连接，在紧急避险系统安全防护功能基础上，依靠其他避险系统的支持，提升紧急避险系统的安全防护能力。紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、动力供应、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的条件下额定防护时间不低于96小时。紧急避险设施的容量应满足服务区域所有人员紧急避险需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并按规定留有一定的备用系数。紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施应有清晰、醒目的标识。（4）建设完善压风自救系统在按照《煤矿安全规程》要求建立压风系统的基础上，按照所有采掘作业地点在灾变期间能够提供压风供气的要求，进一步完善压风自救系统，设置供气阀门。井下压风管路要采取保护措施，防治灾变破坏。（5）建设完善矿井供水施救系统建设完善的防尘供水系统，严格按照《煤矿安全规程》要求设置三通及阀门，在采掘作业地点和人员较集中地地点设置供水阀门。加强供水管路的维护，不得出现跑、冒、滴、漏现象。（6）建设完善井下通信联络系统按照《煤矿安全规程》的要求，在主副井口、井底车场、井下变电所、水泵房等主要机电硐室和采掘工作面安设符合规定的电话。井下避险硐室（救生舱）、水泵房、变电所设直通矿调度室的电话。使用井下无线通讯系统、井下广播系统。发现险情时及时通知井下人员撤离到安全地点。4.2.2井下安全避险“六大系统”设计方案4.2.2按照《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》（GB50581-2010）的要求，本矿井选用一套KJ160N型安全、生产监控、视频监控及井下人员作业管理系统；本系统在地面调度室设中心站，站内配置2台工控主机、打印机、接口及部分终端设备