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大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-76-第三章粉尘灾害防治第一节粉尘粉尘系矿井煤尘、岩尘和其它有毒有害粉尘的总称。煤尘的爆炸性一般分为强、弱、无爆炸性三个级别。长期吸入大量的粉尘会形成许多职业病，如尘肺病，煤肺病，矽肺病和煤矽肺病。影响煤矽肺病的因素有：游离SiO2的含量、粉尘的粒度和分散度、粉尘的浓度和从事岩石作业时间的长短。粉尘的计量单位有粉尘浓度、粒度和分散度。井下有人工作的地点和人行道的空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度，应符合表3-1-1要求。煤矿粉尘的主要危害是煤尘爆炸和使人易患尘肺病，生产中加强管理，定期对有关人员进行健康检查。根据地质报告，本矿二1煤煤尘无爆炸危险性。主要采用洒水、煤层注水等措施除尘，以降低煤尘浓度及数量，保证安全生产。表3-1-1井下有人工作点空气中粉尘最高允许浓度表粉尘中游离SiO2含量（%）最高容许浓度（mg/m3）总粉尘呼吸性粉尘10103.510～502150～8020.5≥8020.3大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-77-第二节防尘措施一、防尘措施煤矿粉尘包含煤尘和岩尘两类，煤尘主要来源于采掘工作面，由打眼、放炮，造成煤的破碎和运动以及煤炭装载、转载、卸载、运输、仓储等过程中产生，岩尘主要是在岩石巷道掘进过程中产生的。煤矿粉尘产生的因素有自然因素和技术因素，对矿井粉尘的防治应采取“预防为主、综合防尘”的措施，但对具体的尘源点应根据粉尘产生的不同原因采取不同的防治方法。防尘工作的原则是尽量减少悬浮粉尘的产生，将粉尘消灭在尘源地点，防止其飞扬和进入风流中，使已经浮游的粉尘沉降下来，捕集起来；将剩余的粉尘用足够的风量加以稀释，但又要防止因风速过大，使已沉淀的煤尘重新飞扬。设计在每个掘进工作面，采煤工作面，装、卸、转载点、运输巷道等主要产生粉尘的尘源地点及粉尘集聚地均采用了综合防尘措施。具体防尘措施如下：1．通风防尘：通风防尘的是稀释和排除工作地点悬浮粉尘，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，最低排尘风速为0.25～0.5m/s。最优排尘风速为0.5～2.0m/s。设计将风速控制在规程允许的范围内，并尽量靠近最优排尘风速。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．冲洗巷壁、清扫和刷白巷道：设计要求经常进行巷壁冲洗工作，定期清扫并运出巷道内沉集的粉尘，在井下变电所、消防材料库大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-78-等主要硐室内，用石灰水将巷壁刷白，同时可美化井下环境，减少粉尘，利于冲洗。3．井下煤仓、溜煤眼、输送机和其它转载地点都设有自动喷雾洒水装置并安装有捕尘器，以有效控制粉尘的飞扬，使其湿润后迅速沉降。喷雾、洒水、捕尘设备应指定专人管理和维护，不得任意拆除，确保喷雾洒水装置和捕尘器的完好性和正常工作。4．风流净化：设计在输送机巷和主要通风巷设置风流净化水幕，通过避免进风的污染，避免串联通风等以净化风流。巷道风速必须符合《煤矿安全规程》规定，井下各煤仓保持一定存煤，不许空仓作业。如果煤仓或溜煤眼有涌水，可以放空，但放煤后仓口闸门必须关闭，并必须设置引水管。溜煤眼不得兼作风眼使用。5．设计有完善的防尘用消防洒水供水系统，并有过滤或沉淀装置，以保证水质清洁。6．湿式钻眼：掘进工作面，设计采用湿式钻眼，杜绝干式钻眼，使凿眼过程中形成的粉尘湿润并排出，不致飞扬。放炮使用水封爆破和水炮泥。7．个体防护：井下各生产环节采取防尘措施后，仍有一些细微矿尘悬浮空气中，甚至个别地点不能达到卫生标准，所以应加强个体防护，设计为掘进工人配备了压风呼吸器，采煤工人配备了防尘口罩。8．矿井的综合防尘措施及组织与管理制度，由矿长每年组织编制和实施。9．按有关规定对生产性粉尘进行监测。二、回采、掘进工作面除尘本矿井以二个炮采放顶煤工作面保证矿井产量。设计采用了综合的防尘、除尘措施。在工作面采掘之前进行煤体注水，使其湿润，减大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-79-少粉尘的产生，在运输机搭接点、转载点、溜煤眼、煤仓、装载点等处设有喷雾洒水设备，工作面运输巷、工作面回风巷均设有水幕，工作人员配备普通过滤式防尘口罩，加上除尘风机的使用和风速、风量的控制，可以使采掘工作面的粉尘降至标准之内。三、煤层注水防尘1．设计依据本矿煤层原煤含水率1.5%，属于低水分煤。由于炮采工作面在放炮过程中会产生大量的粉尘,而本矿原煤属于低水分煤,为提高炮采工作面的降尘效果,根据有关规定必须进行煤层注水。二1煤：黑色，以粉、粒状煤为主。煤的原生结构遭破坏，呈现经层间挤压、揉搓的构造煤特征：偶夹块煤，亦为煤粉压固而成，表现为滑面发育，强度极低，f值较小，指压即碎，遇水则产生大量煤泥。煤的比重较大，平均1.79,容重达1.6t/m3。其空隙率为16％。煤的导电性良好，电测井视电阻率呈低阻反映，电导率值为50mΩ/m左右。19勘探线以西地段，可见煤层下部黄铁矿结核或细晶相对富集的现象。一1煤：黑或灰黑色，块状煤为主，似金属光泽。贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。据生产井下观察，煤层上部呈薄层状，光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半光亮型煤，中部夹有一层厚0.20m左右之半暗型或暗淡型煤。黄铁矿呈薄片状、透镜状或结核状夹于煤中。比重平均1.92；容重达1.64t/m3。煤的导电性较好，电测井视电阻率亦呈低阻反映。二1煤层灰份产率之两极值为10.85～40.43％，算术平均值为18.96％，一1煤灰份产率两极值为11.07～31.86％，算术平均值为20.03％。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-80-二1煤全硫平均为0.98％，属特低硫煤，原煤干燥基恒容高位发热量平均为26.05MJ/kg；一l煤全硫平均4.58％，属高硫煤，原煤干燥基恒容高位发热量平均为28.26MJ／kg。可见，一1煤属中灰、高硫、低磷、高熔点块状无烟煤种，二1煤层属中灰、特低硫、高熔点无烟煤。二1煤层赋存于山西组下部上距砂锅窑砂岩65m左右,下距一1煤层平均69m左右，煤层层位稳定，普遍发育,含夹矸1～4层,岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹矸厚度大于可采厚度，而出现分叉煤层二12和二13。二1煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，也有少数钻孔为细砂岩，二12煤层发育时，则多为炭质泥岩或泥岩，偶尔为细砂岩。二1煤层直接底板多为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，局部地段仅以薄层炭质泥岩与太原群上部灰岩相隔，下距灰岩0.39～34.51m，间距变化甚大，靠近谷山井田与井田西部个别钻孔，二l煤层下距灰岩间距较大，间接底板常为一层厚约10m左右深灰色细粒至中粒的长石石英砂岩。二1煤层为全井田普遍发育的主要可采煤层，煤层厚度0～23.80m，平均厚度为4.62m，煤层厚度变化较大，据目前钻孔控制情况，厚煤带多集中于20线附近。东部及深部有变薄的趋势。井田内富薄煤带沿北东方向相间排列呈有规律变化。本矿井采用立井开拓方式，一个水平上山开采全井田，水平标高-100m。配备一个炮采放顶煤工作面，采用走向长壁开采。工作面长120m，年推进度693m，工作面年产量约572kt/a。采用主、副井进风，边界回风井回风，形成中央分列抽出式通风方式。矿井主要巷道采用砼砌碹或锚喷支护，采煤工作面运输巷、回风巷主要采用矿用工字钢支护。断面尺寸均满足设备布置及通风要求。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-81-2．煤层注水设计（1）煤层注水是井下防尘的的有效方法，降尘率一般达到60%～90%，在国内外得到广泛应用，尤其是长孔注水具有湿润范围大、均匀，对生产干扰较少和经济等优点，应用更为普遍。根据本井田煤层厚度、赋存条件及孔隙率、矿井巷道布置、回采工艺、通风方式等特点，注水方式采用卧式三缸中高压电动往复泵注水，为上、下顺槽同时双向注水。（2）注水参数的确定原煤含水率为1.50%；注水后煤层含水率达到4%；回采前100天开始煤层注水；注水孔孔径Ф56mm，间距20m，一次同时注水４孔；注水孔长度L=50m。（3）注水系统的选择采用中高压注水系统。注水泵为3D-8/80型电动往复泵，电机为防爆电机，30kW，1140V，水泵流量Q=8m3/h，压力8MPa。注水后煤层含水率达到4%，需注水量：Q=BLMY(W1-W2)K/2式中：B—注水孔间距，为20m；Ｌ—回采工作面长度，回采工作面长度120m，为上下顺槽双向同时注水；M—回采高度，煤层平均厚度为4.62m；Y—煤的容重，Y=1.60t/m3；W1—注水后煤层含水率4%；W2—原煤含水率1.50%；K—系数，K=1.05～1.08，取1.05。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-82-将参数代入公式计算:经计算注水后煤层含水率达到4％时，回采工作面单孔注水量232.85m3；回采工作面日注水量48.9m3/d。（4）注水设备及仪表的选择注水泵：3D-8/80型电动往复泵3台，电机为防爆电机，功率为30kW/台，水泵流量Q=8m3/h，压力P=8MPa。水箱：1m3的钢制水箱2个。煤层注水钻机：TXU-75型660V，4kW，2台。封孔器：YPA—120，L=1000mm，10个。高压注水水表：DC-4.5/200型,4个。分水器：每个工作面1套。夹布压力胶管：每台泵配20m，共40m。热轧无缝钢管：每台泵配120m，共240m。高压钢丝编织胶管：每台泵配100m，共200m。快速接头：K型，与高压钢丝编织胶管配套，每100m配20个。安全阀：单向阀每台泵配1个，共2个。内螺纹升降止回阀：每台泵配1个，共2个。弹簧式压力表：每台泵配5个，共10个。叶轮湿式水表：每台泵配1个，共2个，安设于注水泵进水口低压侧。等量分流器：DF-3每台泵配5个，共10个。高压闸阀：J13H-160III每台泵配5个，共10个。便携式快速水分测定仪：WA-A1个。另外，矿井在生产过程中可借鉴邻近生产矿区的经验，结合本矿的具体情况来调整煤壁注水方法，以取得良好的注水效果。四、井下消防、洒水系统大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第三章粉尘灾害防治-83-矿井初步设计中确定井下消防、洒水供水水源为经絮凝沉淀、过滤及消毒处理后的井下排水，水质达到生活饮用水标准，满足防尘洒水用水水质标准。井下煤层注水水量48.9m3/d、防尘洒水水量331.83m3/d；井下消防用水量7.5L/s，每个消火栓为2.5L/s。矿井工业场地贮水池1座，容量V=1000m3，其中消防用水量：432m3，井下安全生产用水量：200m3，矿井生产生活调节水量：368m3。井下消防洒水由工业场地地面清水池供给，通过一条D159×6的热轧无缝钢管自副立井送入井下，经井底车场、运输大巷和采区巷道至各采掘工作面。在井底车场、采区上山、机电硐室、爆破材料库、变电所附近设置SN50型消火栓，在机电硐室、爆破材料库附近配置手提式二氧化碳灭火器，在采区运输巷、回风巷内设置净化风流水幕。井下掘进工作面防尘采用冲洗岩邦、湿式凿岩、装岩洒水等综合措施，使岩、煤尘浓度降低到2mg/m3以下。在井底煤仓、溜煤眼、输送机和其他转载地点，配备喷雾洒水器。通过以上措施，使采煤工作面的含尘量降低到10mg/m3以下。井下消防洒水管道采用热轧无缝钢管，当管径＜DN50时，采用螺纹连接；当管径≥DN50时，采用快速管接头连接或法兰连接。巷道内消防洒水管上每隔50m设置一个DN32的支管，并装设截止阀、减压阀，以供冲洗巷道用。消防洒水管沿巷道侧壁敷设。井下各个消防设施(含支管和阀门)设置地点及消火栓设置地点；各个装载点、卸载点、转载点、煤仓、输送机喷雾洒水给水点；煤层注水；各设置隔爆水槽或水袋、水幕、冲洗井巷壁煤尘给水点；各个采、掘工作面喷雾洒水、输送机、凿岩机、水封爆破给水点等位置详见井下消