保安煤矿机械化发展规划

机械化发展规划山东华宁矿业集团有限公司保安煤矿二0一一年一月根据宁阳县煤炭工业管理局转发省、市煤炭局转发国家安全生产监督管理总局等部门《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》的通知要求，矿组织技术、机电等有关部门技术人员，结合本矿实际开采条件，特制定“十二五”机械化发展规划。一、企业基本情况山东华宁矿业集团有限公司保安煤矿（以下简称“保安煤矿”）位于山东省宁阳县堽城镇境内。保安煤矿原生产矿井始建于1960年，1962年建成投产，设计生产能力5万t/a，1982年10月采完报废。现生产井1976年开始建井，1982年投入试生产，1985年达到设计产量21万t/年，2010年核定生产能力30万t/年。矿井开拓方式为斜井多水平分区式开拓，斜井串车提升，通风方式为中央边界抽出式，主采3层煤。现生产水平为-300米水平，回风水平为-160米水平，生产采区为3400和3800采区，准备采区为3700采区。井田边界北以F26断层、煤层露头、F13断层为界与南宁二号井煤矿相邻；南以F22断层为界与山东海力实业集团有限公司石桥煤矿相邻；东以第9勘探线为界与山东金阳矿业集团有限公司（原石集煤矿）相邻；西以第21勘探线为界，与伏山煤矿相邻，井田面积约为5.3349km2。实现安全生产16周年，达到一级安全质量标准化矿井，在生产过程中，实现了采区运输皮带化、溜子化，大巷运输机车化，掘进扒装机械化，人员运输机械化。二、事故特征及主要原因21、顶板事故在煤矿生产过程中，采掘工作面、在用巷道在采动压力、矿山压力的作用下，当支护体系强度不足、支护质量缺陷、安全技术不当时，可能引发冒顶及其它地压灾害。其灾害类型主要有：采空区顶板大面积垮落；采掘工作面冒顶、煤壁片帮；巷道或硐室冒顶、片帮、底鼓等。冒顶、片帮危害除严重影响生产正常进行外，可能会造成人身伤亡事故，甚至会酿成重大事故的发生。（1）采场顶板大面积垮落和冒顶破坏采场和周围的巷道,造成采场内人员的伤亡；破坏采场内的设备和设施，造成生产设备的损坏及生产秩序的紊乱。（2）采空区大范围垮落采空区大范围垮落的直接后果是产生强大的冲击波，引起岩体塌陷和将采空区大量的有害气体排放到作业场所，造成采场工作人员及采空区附近作业场所人员伤亡；破坏采场设备、设施，诱发水、火、瓦斯等其它重大事故发生。（3）采掘工作面、巷道、硐室冒顶、片帮采掘工作面或巷道、硐室受到动压、构造应力等影响，且支护不及时或支护强度不足时，易造成冒顶、片帮。可能产生的直接危害是：相关人员的伤亡；破坏相关设备、设施；破坏正常的生产系统，引起其它重大事故发生等。（4）冒顶、片帮及其它地压灾害的原因13①设计有缺陷：巷道布置在应力集中区，采区煤柱设计不合理或未保护完好。②采煤方法、工艺不合理：采掘顺序、凿岩爆破、回柱放顶等作业不当。③缺乏有效支护或顶板管理不善：支护方式不当或支护设计不合理，支护不及时、强度不够；支护质量不符合要求；规程、措施及安全管理制度得不到有效落实等。④巷道施工设计、掘进工艺不合理。如：爆破参数设计不合理；爆破顺序不合理；放炮后未执行“敲帮问顶”，未及时进行临时支护；违章指挥、违章作业等。⑤地质自然条件不好：采场顶板破碎、底板遇水膨胀、穿越断层、褶曲等地质构造时,形成压碎带,或者由于节理、层理发育、破坏了顶板的稳定性,容易发生冒顶、片帮事故。⑥若煤层顶板坚硬不易跨落，易造成大面积的悬顶，如不采取强制放顶或留设煤柱等安全措施，易造成大面积推垮型冒顶事故。2、瓦斯事故（1）瓦斯爆炸甲烷浓度按体积计算在5～16%时，遇到火源爆炸，最大爆力可达0.7Mpa以上，产生高温火焰(温度可达1850℃以上)、爆炸冲击波(最高达1.2MPa),并造成矿井空气成分改变。高温火焰造成人员皮肤、呼吸器官和消化器官粘膜烧伤,并造成电气设备毁坏,形成二次火源,引起4火灾。爆炸冲击波可造成人员伤亡,设备毁坏、通风系统紊乱。瓦斯爆炸使氧气浓度降低,造成人员窒息；分解出的有害气体使人中毒死亡,并产生新的爆炸性气体,存在二次爆炸的可能。（2）瓦斯燃烧含有CH4、H2和重烃时的瓦斯，当瓦斯浓度（超过16%）、氧气浓度(不低于12%)较高时，遇到火源会产生燃烧事故。瓦斯燃烧的危害：导致作业人员烧伤或中毒窒息、烧毁作业场所的电气设备与支护体、引发连锁灾害（瓦斯、煤尘爆炸、冒顶、火灾等）。（3）瓦斯窒息瓦斯无色无味，不易被人发现。由于瓦斯的大量存在，使空气中的氧气浓度大大降低，当氧气低于一定浓度时,人就感觉呼吸困难、窒息,直至死亡。导致发生瓦斯事故的主要原因有：（1）违背技术政策和法律法规开采采掘工作面风量严重不足，通风系统不合理、不完善，存在不合理的串联风、扩散通风、老塘通风、循环风等；采空区和盲巷不按规定的时间进行封闭，形成瓦斯积聚。（2）通风管理不善局部通风机不按规定配备，没有实行双风机、双电源、做到自动切换。局部通风机的吸风量不能满足要求；不按需分配风量，巷道冒5落堵塞，风流短路；掘进工作面风筒脱节、漏风、被挤压，而不及时处理；风筒出风口距迎头太远，风量过小，风速低，导致掘进工作面处于微风作业，致使瓦斯积聚；放顶煤工作面回风隅角瓦斯超限不能及时发现和处理。（3）超通风能力生产采掘工作面布置较多而且较于集中，超核定通风能力生产，以致于局部通风机出现循环风，采煤面风量不足，致使瓦斯积聚。（4）瓦斯检查制度执行不严瓦斯检查工数量不足，空班、漏检；瓦检工思想与业务素质不高，责任心不强，甚至做假记录；采掘工作面出现瓦斯异常涌出，采取措施与处理不当或没有及时处理；瓦斯智能巡更系统形同虚设，不起作用；瓦斯监控系统不可靠，不能发挥其作用，出现瓦斯浓度超限。（5）违章爆破炮眼不装或少装炮泥，甚至用煤粉替代；最小抵抗线不够和用多母线爆破，进行裸露爆破或放连珠炮。采煤面虽分上、下段爆破，但间隔时间短，造成放炮事故，引起瓦斯爆炸。（6）电气系统管理不严及机械设备摩擦井下照明和机械设备的电源、电气装置不符合规定；有的疏于管理，电气设备失爆或带电作业产生火花，以及机械摩擦产生火花引爆瓦斯。（7）着火引发瓦斯事故6采空区和旧巷道不及时封闭，残煤自然发火；有的密闭管理不严，火区复燃；皮带着火引发瓦斯爆炸。（9）安全意识薄弱，井下违章擅自动用电气焊等。3、煤尘爆炸在采掘生产的过程中若预防和采取措施不当，也有可能发生煤尘爆炸。当粒径小于1mm具有爆炸性的煤尘悬浮于空气中，且浓度在30～2000g/m3之间，氧气浓度大于12%，遇到火焰（最低点火温度600oC～1050oC）就会发生爆炸。空气中的煤尘含量300～400g/m3时爆炸力最强。煤尘爆炸会产生高温火焰（温度可达25000C）和爆炸冲击波（最高达2Mpa），并生成大量的CO和其它有毒气体使人中毒死亡。爆炸冲击波可造成人员创伤、死亡，造成设备毁坏、顶板冒落、通风系统紊乱。煤尘爆炸使氧气浓度降低，造成人员窒息；爆炸可使沉积煤尘扬起参与爆炸，从而引起二次、三次煤尘爆炸，甚至连续爆炸，可造成全矿井毁坏，该矿煤尘爆炸是重大危险源。表2-2-1各煤层的煤尘爆炸鉴定表煤层火焰长度(mm)岩粉量(％)煤尘爆炸指数结论3煤7008538.42%有爆炸性导致煤尘爆炸的主要原因71、煤尘产生量剧增是随着矿井开采强度的不断加大，井下的采煤、掘进、运输等各项生产过程中煤尘产生量也急剧增加。统计表明，井下煤尘主要来自采掘工作面，这既是尘肺病发病率较高的作业场所，也是发生煤尘爆炸事故较多的地方。2、防尘措施不落实，设施不齐全。采掘面未采取湿式打眼；采、掘工作面无喷雾洒水装置，或喷雾装置不能坚持正常使用，扒装不洒水；回采工作面未进行煤体注水，转载点无喷雾降尘装置，使浮游煤尘达到了爆炸浓度，具备爆炸条件。3、放炮未充填炮泥或封泥长度不够数，放炮不实行自动喷雾，未使用煤矿安全炸药或煤矿许用的延期电毫秒雷管。4浮游煤尘是煤尘爆炸的直接因素，而沉积煤尘是局部煤尘爆炸引起采区连续爆炸的最大隐患。另外，堆积煤尘不能及时冲刷，结果被冲击波吹起后参与，引起连续爆炸，使煤尘爆炸威力增加。5、通风系统不合理，尤其是串联通风抗灾能力差，没有或缺少隔爆水棚，致使煤尘爆炸波及范围广，破坏严重。6、电气火花、明火引爆煤尘。违章放炮、电器设备失爆，漏电保护、接地保护、过流保护失效；静电火花，机械摩擦火花，冲击产生火花。尤其是放炮产生的火焰和电气火花，占煤尘爆炸引爆火源居多。7、职工缺乏个人防护装备，没有配备自救器或不随身携带。直接受煤尘爆炸冲击波伤害的人员来不及使用自救器。84、火灾事故（1）内因火灾指煤炭自然发火引起的火灾，内因火灾多发生于采空区或煤岩裂隙发育的煤层，空气进入破碎煤体，煤中固定碳被氧化，放出热量，煤体积热，发生隐燃，温度升高达到600℃以上时，产生明火，形成火灾。（2）外因火灾是可燃物受到外来火源(如照明、明火、机械冲击与摩擦、瓦斯或煤尘爆炸、电流短路等)的作用而形成火灾。外因火灾多发生在井下风流畅通的地点(如井筒、井底车场、运输机巷道，机电硐室及采掘工作面等)，氧气充足，一般情况发生突然，速度很快就会出现烟雾和火焰。（3）火灾危害的主要原因1内因火灾发生的原因（1）煤炭自燃的三个条件本井田的煤层属自燃煤层；有一定含氧量的空气使煤炭氧化；氧化过程中生成蓄积的热量难以散发、不断积聚；上面3个必备条件同时存在、且保持一定的时间会发生自燃。（2）自燃的因素主要是工作面丢煤多、回收率低；井田内存在隔离煤柱，没有采取预防性综合防灭火措施；回采面结束后未及时封闭采空区；通风管理不善采空区漏风大等原因。该矿采用放顶煤和炮采回采工艺，全部跨落法管理顶板，因煤层赋存不均匀，在面后或多或少存在浮煤堆积9的情况；放顶煤工作面煤放不彻底，两端头不能放煤将会丢失大量浮煤，另外区段煤柱压酥后可会存在大量的浮煤，一旦具有自燃条件，将发生火灾，若发现或处理不及时会造成更大的灾害。2外因火灾产生的原因（1）存在明火。井下工作人员吸烟，带火种下井，如火柴、打火机等；电、气焊，使用电炉，灯泡取暖等违章作业。（2）电气火灾。电气设备失爆、电缆不阻燃、短路等引起火花，引燃可燃物。（3）静电火花。设备或工具表面电阻超过300MΩ时，产生静电火花引起火灾。（4）违章放炮。不按规定放炮和放炮说明书执行，如放明炮、糊炮、空心炮以及用动力电源放炮、不装水炮泥、炮眼深度不够等都会产生明火而导致火灾。（5）瓦斯爆炸引起火灾。（6）机械磨擦及物体碰撞产生火花引燃可燃物，进而引起火灾等。（7）地面火引入井下引起的火灾。一旦井口附近发生火灾，如果不采取措施，很有可能顺风而下进入井下造成更大的灾害。5、水害事故根据保安煤矿水文地质条件和井口位置、开拓巷道布置，结合本矿生产经验，生产过程中可能的水害事故有：10地表水；煤系地层含水层（3上煤层顶板砂岩含水层、三灰、奥灰）水害；断层水水害；封孔不良钻孔水害；老空水水害。6、爆破事故爆破作业（放炮）是井下开凿煤岩巷道及煤层开采的主要手段之一，该矿部份采煤工作面和掘进工作面为爆破作业。在爆炸材料储运和爆破作业的过程中不符合规程、标准，管理失当，可能造成爆炸事故。造成爆破事故的主要原因：（1）雷管和炸药贮存不当，贮存单元达到或超过危化品重大危险源的临界值；（2）爆炸材料库安装使用失爆和不合格的电器设备，或照明设施所引发的明火；穿化纤衣服等引起的静电火花；（3）运输、发放、装卸过程中操作不当，不了解爆炸材料性能，由于摩擦、撞击、滑动、震动、混放、挤压等原因或外部点火源、高温等因素引起爆炸；（4）作业环境不符合要求①作业地点有杂散的电流通过潮湿的煤壁或岩壁，导入雷管线而引爆炮眼。11②井下电源一相结地，雷管角线或爆破母线又与互相接触另一个接地电源。③雷管脚线或爆破母线与漏电的电缆有接触的地方。④连接炮的人员穿化纤衣服，造成靜电电压引爆雷管。（5）爆破人员违章作业①不认真执行“三人连锁爆破制”，放炮人员没带发爆器的钥匙，而爆破工没等工作人员撤离到安全地点就拧发爆器。②多次爆破时，放炮员和班组长或安监员为图省事，以“相约”习惯作业代替正规操作业，安监员不履行职责，造成联系失误而炮崩伤人。③炮眼不充填或充填