3202综采工作面“一通三防”设计说明书
3202综采工作面“一通三防”设计说明书
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95.27km2。井田主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组。属于低瓦斯矿井，3煤层煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为44.54%。3煤层属于一类易自燃煤层。风井风机型号为BD-II--10-№30型轴流式通风机两台，配备4台YBF型电机，功率560KW，转速为600r/min。目前矿井总进风量为10580m3/min，主通风机排风量10800m3/min，矿井负压为2480Pa。
二、通风设计
(一)风量计算(一)
⑴基本参数
| 工作面长（米） | 采高（米） | 平均控顶距（米） | 瓦斯涌出量（m3/min） | ||
| 80 | 3.0 | 3 | 1.5 | ||
| 二氧化碳涌出量 （m3/min） | 采煤方法 | 每班最多工作人数 | 工作面环境温度（℃） | 一次乳化炸药消耗量（Kg） | |
| 1.5 | 综采 | 80 | 22 | ||
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=415.8×1.5×1.0×1.1=686.07m3/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×70%×适宜风速，适宜风速取1.1m/s;
Q基本=60×3.0×3×70%×1.1=415.8m3/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，工作面风流温度22℃，查表取1.1。
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：(二氧化碳、瓦斯绝对涌出量均为1.5m3/min。以瓦斯绝对涌出量进行计算)
Q采=100*q采*KCH4=100×1.5×1.5=225m3/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1.5。
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=60×1.1×3.0×3.0=594(m3/min)。
式中：
V采----采煤工作面适宜风速，工作面温度22℃，查表取1.1m/s;
S采----采煤工作面平均断面积9.0m2。
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=320m3/min
综采工作面不需要爆破，故不再进行炸药风量计算。
综合以上各项计算结果确定工作面风量为686.07m3/min
按风速进行验算：
15S 15S=15×9.0=135m3/min; 240S=240×9.0=2160m3/min。 135<686.07<2160式中： S----工作面平均有效通风断面积9.0m2。 则经过计算及验算后，确定该综采工作面计划供风量为686.07m3/min。取687m3/min作为计算标准。 风量计算(二) 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=415.8×1.5×1.1×1.1=754.68m3/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×70%×适宜风速，适宜风速取1.1m/s; Q基本=60×3.0×3×70%×1.1=415.8m3/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180m，查表取1.1; K温--------回采工作面温度调整系数，工作面风流温度22℃，查表取1.1。 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：(二氧化碳、瓦斯绝对涌出量均为1.5m3/min。以瓦斯绝对涌出量进行计算) Q采=100*q采*KCH4=100×1.5×1.5=225m3/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1.5。 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=60×1.1×3.0×3.0=594(m3/min)。 式中： V采----采煤工作面适宜风速，工作面温度22℃，查表取1.1m/s; S采----采煤工作面平均断面积9.0m2。 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=320m3/min 综采工作面不需要爆破，故不再进行炸药风量计算。 综合以上各项计算结果确定工作面风量为754.68m3/min 按风速进行验算： 15S 15S=15×9.0=135m3/min; 240S=240×9.0=2160m3/min。 135<754.68<2160式中： S----工作面平均有效通风断面积9.0m2。 则经过计算及验算后，确定该综采工作面计划供风量为754.68m3/min。取755m3/min作为计算标准。 当工作面回采至180米长时，风量以755m3/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轨道上山→3202轨道顺槽联络巷→3202轨道顺槽→3202工作面。 回风路线：3202工作面→3202工作面皮带顺槽→3200回风上山、皮带巷→西翼总回风巷→风井→地面。 1、采煤工作面风量必须达到计划供风要求，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。 3202工作面范围内共有两组风门：3202轨顺槽联络巷调节风门、3202轨顺联络巷风门，加强通风设施管理，严禁两道风门同时敞开，确保3202面通风系统稳定可靠，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，设置永久性密闭，全部封闭采空区。 三、防治瓦斯措施 1、瓦斯检查(设点、次数) 工作面瓦斯检查牌板设置在距工作面20m处，瓦斯检查员必须检查以下地点：①采煤工作面回风隅角风流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者记录入检查手册，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：瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、风流温度、检查时间等。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)3202工作面安装KJ95安全监控系统。在距工作面不大于10m的回风巷和距离全风压回风巷道10～15米的回风流巷道、回风隅角各安装一台甲烷传感器，距顶板不大于300mm，距巷帮不小于200mm，CH4报警浓度≥1%，CH4断电浓度≥1.5%，CH4复电浓度<1%，断电范围:工作面、回风巷中所有非本质安全电器设备。安全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15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)在工作面回风巷设置一氧化碳传感器，通过安全监控系统监测工作面回风流中一氧化碳气体变化情况。 (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，并负责记录。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。机载式甲烷报警仪不起作用时，必须将采煤机司机所带的甲烷报警仪悬挂于主电机处,做指示报警用。 (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，方可通电人工启动。 (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)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、工作面面后采空区1m内的瓦斯检查可用瓦斯鉴定杖进行。 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、井下水源井→西大巷→3200轨巷→3202轨道顺槽、(皮带顺槽)→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，采煤机割煤时及时开启。 (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:采用长钻孔静压注水。 (1)超前工作面,在轨道顺槽每隔20m向煤壁打深孔注水。钻孔直径φ42mm，钻孔长度60m，钻孔沿煤层倾向方向打钻孔。采用静压注水,水压不小于2MPa。(回采至180米长面时实施双巷注水) (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，手动控制阀必须设置在人员易操作的位置而且必须保持灵敏。 (3)喷嘴布置 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架以上的架间喷雾正常工作，并保证雾化效果良好。 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，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)破碎机出料口喷雾装置齐全，正常使用，每天由检修班进行维护。 (4)各转载点喷雾必须执行停水停机制度。 6、煤尘冲刷: 对工作面回风顺槽每三天至少冲刷一次,进风顺槽每半月至少冲刷一次,工作面、支架及其它部位每班至少冲刷2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,确保雾化良好,覆盖全断面。在3202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，要同时安装,同时验收，并做到降尘效果好。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。 3、棚区长度不得少于20m，棚间距为1.2～3.0m，而且必须均匀。根据巷道断面积，水量要达到200L/m2以上。 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、水棚设置在巷道的直线段内。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，挂钩位置应对正，每对挂钩的方向要相向布置(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)利用矿内防灭火注浆站对采空区进行注浆。 (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→3200联络巷→3202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，3202面皮带顺槽为Φ108mm的钢管。3202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。工作面正常推采后，一旦具备注浆条件，立即实施随采随注，改为拖管注浆。(注浆时间：每天进行注浆。) 2、构筑防火墙 在工作面面后进回风顺槽各设置一道防火墙，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为50～100m。 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 (1)在工作面进回风隅角、及两帮煤壁实施阻化剂喷洒。 (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;距离全风压回风10～15米处设置一氧化碳、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。 ⑵工作面生产时加强回风隅角气体检测，发现气体有升高趋势或其他异常现象时，及时利用束管监测进行(抽)采样分析，并打印报表报送技术部、通防副总，报送总工程师签字。 ⑶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、技术部、通防副总，技术部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3202面安全生产。 ⑷每班由瓦斯检查员对工作面回风隅角气体情况至少检查两遍，检查内容：CO、CO2、CH4气体浓度、温度等。一旦发现异常，立即汇报。 5、采空区密闭 ⑴工作面回采结束后，要在45天内进行永久性密闭。 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。 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》、《矿井灾害预防与处理计划》、《事故应急救援预案》等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： 3202面→3202轨顺→3202轨顺联巷→3200采区轨道上山→西大巷→副井→地面。 3、凡是在3200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。
工作面长（米）
采高（米）
平均控顶距（米）
瓦斯涌出量（m3/min）
180
3.0
3
1.5
二氧化碳涌出量 （m3/min）
采煤方法
每班最多工作人数
工作面环境温度（℃）
一次乳化炸药消耗量（Kg）
1.5
综采
80
22
