05第五章 通风与安全09.9 - 复件.docx

第五章通风与平安5.1概况瓦斯本井田补充勘探利用解吸法采集各煤层瓦斯样品24个。其中：4-2号煤层4个，44号煤层6个，5,号煤层8个，53号煤层6个。经测试，区内各可采煤层属瓦斯逸散带。煤中自然瓦斯成分中，氮气（W）高达75.62100%,二氧化碳（CO2）仅占023.24%,甲烷（CH4）为零或微量。井田内瓦斯成分分带划归为“二氧化碳氮气带”。近年来，邻区（柠条塔井田）发生了WS气体损害事故，新民区发生了CO中毒事故，为了进一步了解区内各煤层瓦斯、WS气体和CO气体含量，在先期开采地段（一盘区）共采集4?、44、5-2、5-3煤层瓦斯样共计17个（其中：一煤层3个，44煤层4个,52煤层5个，V煤层5个），主要了解有毒有害气体和含量改变状况。测试结果表明，煤层解吸瓦斯含量均为零或微量，测试结果与以往相同，H2S,CO气体未检出，钻探施工时无WS气体逸出。自然瓦斯成份以氮气为主，二氧化碳少量或微量，甲烷微量或零。瓦斯分带仍旧属二氧化碳氮气带。另外，据区内小煤矿的调查资料，各矿采煤期间均未发生过瓦斯爆炸事故。但是煤层瓦斯的赋存与运移条件、围岩特征、埋藏深度等因素都有亲密关系，在空间上分布极不匀称，尽管本井田测试结果瓦斯含量为零，但在煤矿生产过程中，仍需加强对瓦斯和H2S气体的监测，确保平安生产。依据以上资料，本矿井按低瓦斯矿井设计。依据以上资料，本矿井按低瓦斯矿井设计。煤尘本井田补充勘探各煤层共采集煤尘爆炸性试验样21个，试验结果表明区内各可采煤层均有煤尘爆炸危急，将来在矿山开采中应予以足够重视。煤的自燃倾向性补充勘探各可采煤层共采集样品55个，均进行了煤的自燃倾向测定。并按“煤的自燃倾向等级分类”标准，对各可采煤层自燃倾向进行分类。依据测定结果，各煤层均属自然发火和有可能自然发火的煤层，不同的是自然发火的难易程度有所差异。4-3、4、5-2煤层易自然发火的样品数较多；2-2.3-4-2煤层虽不具或很少具易自然发火的特征，但因井田内各层煤煤类大部分为长焰煤，变质程度低，故仍具有很大的自然发火可能。另外，据邻区资料（井田东约18km的黄羊城沟内沙坡煤矿，开采3号煤层，煤类为长焰煤）。1987年11月沙坡煤矿将300t粉碎到3cm以下粒级的煤堆放露天煤场，时隔3个月，自1988年2月起先自燃，至1988年4月燃烧未尽。综上所述，井田内各可采煤层均有可能自然发火，在生产中应引起足够重视。地温补充勘探采纳数字测井方法以连续记录曲线的方式，在9-1、11-2两钻孔进行了简易测温工作，简易测温数据与以往成果接近，说明多年来地温无明显改变。区内地温梯度最大为3.47oC100m,最小为1.92oC100m,平均地温梯度为2.70oC100mo多年平均恒温带的深度为2040m,温度为13.2C,属无热害异样区。5. 2矿井通风5.1.1 通风方式和通风系统矿井采纳机械抽出式通风方式。依据矿井开拓布置，矿井移交时共布置主、副平胴及回风斜井共3个井筒，其中主、副平嗣布置在工业场地，担负矿井进风任务。回风斜井布置在井田东部2号煤层火烧区边界、后姚家昴旁边（距工业场地约4.5km）,担负矿井回风任务，形成中心分列式通风系统。后期在井田西部二盘区布置一对进、回风斜井，采纳分区式通风系统。5.1.2 风井数目、位置、服务范围及服务时间如上所述，本矿井移交生产时，回风斜井在工业场地以西约4.5km的风井场地。依据井下采区接替支配状况，由主、副平胴、回风斜井所形成的通风系统主要服务于一盘区，服务时间约30年。主平嗣、副平嗣、回风斜井井筒净断面分别为11.9m2、21.9r11216.8m2.井筒通风实力见表5.2-1o矿井移交井筒通风实力表表5.2-1井筒名称净断面(m2)允许风速(ms)允许通风量(m3s)备注主平碉11.9671.4副平碉21.98172.2回风斜井16.815252.05.1.3 掘进通风和嗣室通风井下各掘进工作面采纳HOWDENBUFFA1.O-42-55型局部通风机供风，供风量1025m%,全风压3000Pa0依据煤矿平安规程规定，井下爆炸材料发放碉室设专用回风道干脆与5-2煤回风大巷连通，实行独立通风。5煤大巷机头变电所及盘区变电所与回风大巷连接的通道,均设置调整风门限制风量。5.1.4 矿井风量、负压和等积孔计算.1风量计算依据煤矿平安规程和煤炭工业矿井设计规范(GB502152005)规定，矿井总风量应按井下同时工作的最多人数每人每分钟供应风量不得少于4m3和按采煤、掘进、嗣室及其它地点实际须要风量总和分别计算，并选取其中的最大值。1 .按井下同时工作的最多人数计算Q=4NK式中：Q矿井总供风量，m3mi11;N井下同时工作的最多人数，按256人计算(最大班交接班时)；4每人每分钟供风标准，m3mi;K矿井通风系数，包括矿井内部漏风和安排不匀称等因素，取1.20。则：Q=4×256×1.20=1228.8r113min=20.48m%o2 .按采煤、掘进、洞室及其它地点实际需风量计算Q=(Q采+Qm+Q阐室+Q其它)K式中：Q矿井总风量，m;Qe一回采工作面所需风量之和，r113s;Q捏T进工作面所需风量之和，m%；Qh独立通风的砸)室所需风量之和，r3s:Q%其它用风地点所需风量之和，m3/s；K-T井通风系数，取1.20。因本井田煤层中沼气(CH4)含量很低，所以矿井各用风地点的风量计算只考虑解除粉尘和满意良好气候条件即可。结合神府矿区高产高效矿井实际的配风状况，设计确定各用风地点配风标准如下：(1)采煤工作面需风量(2QQ计算依据井下盘区及工作面布置，矿井初期共布置1个52煤层一次采全高综采工作面。4年后在3-1煤层和4-2煤层各布置1个回采工作面。1)按工作面相宜风速计算S=3(M-0.3)式中：S工作面有效通风断面，m2；M工作面采高，Hlo按上式计算，5,煤层综采工作面有效通风断面为17.111,3"煤层综采工作面有效通风断面为7.5江、4?煤层综采工作面有效通风断面为9.0m2o依据国内高产高效低瓦斯工作面配风阅历，工作面相宜风速一般在1.52.5ms左右。设计工作面相宜风按185ms计算，则W煤层综采工作面配风量为31.64m3s,3煤层综采工作面配风量为1388m3s,4-2煤层综采工作面配风量为16.65m3s.结合神府矿区高产高效矿井实际的配风状况，5,煤层综采工作面配风量确定为32m3s,3-1煤、4-2煤综采工作面配风量确定均为20mWs.2）备用工作面配风矿井正常生产期间，初期5-2煤生产时考虑有1个打算（正在进行设备安装或撤除）工作面，3煤、4-2煤配采时考虑有1个打算工作面。按生产工作面配风量的50%计算配风量，则备用工作面配风量分别取16m3s和10m3s.则采煤工作面所需风量为：初期5?煤生产时：Q«=32+16=48m%3煤、4,煤配采时：Q=20×2+10×1=50m%（2）掘进工作面风量（QQ计算设计矿井初期5-2煤生产时，配备了2个综掘工作面，其中1个大巷综掘工作面，1个顺槽综掘工作面，另考虑1个普掘工作面的配风。后期3煤、42煤配采时再增加2个连续采煤机工作面。1）按局部通风机吸风量计算QM=ChXlXkf式中：Qf掘进面局部通风机额定风量，m%；选用HoWDENBUFFA1.（M255型局部通风机，Qf=8m3sI掘进面同时运转的局部通风机台数，台；Kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.2。Qft：8×1×1.29.6r3s每台局部通风机配风量取10m%0综掘工作面及连续采煤机回采工作面分别配备2台局部通风机，岩普掘工作面配备1台局部通风机。参照邻近矿区及类似矿井实际阅历综掘工作面配风量为15m3s,连采工作面配风量为18m%,岩普掘工作面其配风量为10m%o则掘进工作面所需风量为：初期5-2煤生产时：Qw=15×2+10=40m%3煤、4煤配采时：NQHl52+182+10=76r113s2)按风速进行验算按煤矿平安规程规定，煤巷、半煤巷掘进工作面的风量应满意：0.25×SjQit<4×Sj岩巷掘进工作面的风量应满意：0.15×SjQ,4×S式中：Sj掘进工作面巷道过风断面，m2。工作面顺槽及大巷过风断面17.024.4m2阅历算，按局部通风机吸风量计算的掘进工作面风量符合煤矿平安规程的规定。(3)独立通风碉室风量(2Q群)计算井下独立通风嗣室初期为爆破材料发放碉室、大巷机头变电所、主排水泵房及配电室，其配风量分别为3mWs、室W2m;3煤、取煤配采时增加3煤组和4煤组盘区变电所，各配风2m3s°则所需风量为：初期5-2煤生产时：Q雌=3+3+2=8r113s3煤、4-2煤配采时：Q炳空=3+3+2+2+2=1211Ws(4)其它用风地点风量(XQ其它)的确定其它用风地点所需风量，考虑巷道维护和最低风速的要求，按以上各用风地点需风量之和的5%计算。即：Q共它=(CU+CU+XQiw室)×0.05则所需风量为：初期5-2煤生产时：Qje=(48+40+8)×0.05=4.80m%3煤、42煤配采时:EQ其它=(50+76+12)×0.05=6.90r113s(5)矿井总风量的确定依据以上计算，矿井总风量为：初期5出煤生产时：Qy=(CU+NCU+Qj+Q)×K=(48+40+8+4.80)×1.20=120.96m%3煤、«2煤配采时：Qr=(Q+Qw÷Q+Qiv,)×K=(50+76+12+6.90)×1.20=173.88m%综合考虑，设计取矿井初期总风量为125r113s,达产时总风量为175r113s°(6)矿井工作地点风量验算本矿井协助运输系统采纳无轨胶轮车，其尾气中的有害气体主要为：CO2、CO、NO2等。煤矿平安规程规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过0.5%。有害气体的浓度不超过表522规定。无轨胶轮车所需风量详见表523。依据现代矿井协助运输设备选型及计算中的统计：美国、澳大利亚要求一般井下运用柴油机巷道风量不少于3r113minkW0美国矿业平安局规定：当多台柴油机车辆在同一巷道中运行时，第1台按上述规定值配风，第2台按75%,3台及更多时，按每台加50%配风。英国要求不少于5.44m3minkW.德国、日本要求运用柴油机的配风量不少于46mWminkW0所以单位功率配风量标准为：4mW分/马力。依据采矿工程设计手册计算方法，若采纳柴油机设备作协助运输时，应按柴油设备说明书计算风量，假如有多台设备运行时通风量为：第一台柴油机设备风量按5.4r113minkW；其次台加单台的75%；第三台及以上各台分别加50%的风量进行计算。依据机车运行实际状况，柴油机车需风量如下：Q*=1053×(1+0.75+0.5×3)+459×(1+0.75)+405×(1+0.75+0,5×8)+346×(1+0.75+0,5×2)+243×(1+0.75+0.5×8)=8903m3min=148.4m3s由于矿井协助运输系统按达产时考虑，所以结果表明矿井达产时总风量大于柴油机车需风量，完全满意无轨胶轮车用风需求，最终确定本矿井简洁时期总风量为12511Ws,困难时期总风量为175m%0矿井有害气体最高允许浓度表5-2-2名称最高允许浓度（%）氧化碳CO0.0024氧化氮（换算成二氧化氮NOJ0.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2S0.000660.004运输车辆需风量一览表表5.2-3序号矿车名称矿车型号车辆最多同时运行数目（辆）功率(kw)发动机需风量（按5.4m3minkW）1WC2J（八）2452432防爆胶轮运人车（20人座）WC20R6452433WC2J（八）2452434防爆无轨胶轮材料乍WC5E8754055防爆无轨胶轮材料车WC3E4643466防爆无轨胶轮材料车WC82854597支架搬运车EB1.-15&CHT-55319510538大设备铲运车FB1.-55219510539材料铲运车WJ-6FB275405.2风量安排矿井总风量按井下各工作用风地点进行安排，余者风量为漏风和其它风量，矿井风量安排见友5.2-4矿井风量安排表表5.2-4序号供风地点数量(个)初期/后期初期52煤生产时3-1煤、42煤配采时配风标准(m3s)供风量(m3s)配风标准(m3s)供风量(m3s)11/23232204021/1161610103茨少一T:2/2153015304连续采煤机工作面0/218365普掘工作面1/1101010106独立通风嗣室3/58812127漏风及其它2937合计125175.3矿井通风负压及等积孔计算5.1.5 风负压矿井移交投产时为矿井通风简洁时期，在回风斜井服务范围内(一盘区)，在回采工作面开采至一盘区西部边界时为其通风困难期。矿井通风总负压：h=h摩+hjflj+Hn式中：h摩一一井巷摩擦阻力，Pa；M一局部阻力，取h摩的10%；Hn自然风压，Pao(1)井巷摩擦阻力井巷摩擦阻力按下式计算：h厚=9.8QX1.XPXQ2/S3式中：摩擦阻力系数，(kgS2r114)1.井巷长度，mP井巷净周长，mQ通过井巷的风量，m3sS井巷净断面积，m2矿井通风负压计算和风量安排采纳通风网络解算程序计算。计算机依据用风地点须要的风量和每段巷道中的风阻，对巷道中的风量进行安排试算，经过若干次叠代计算后,使每条风路中的通风阻力趋于平衡，计算出矿井的通风阻力。矿井简洁时期通风系统及网络见图521、图5.23通风网络计算见表525。矿井困难时期通风系统及网络见图522、图5.24通风网络计算见表526。依据计算结果，矿井通风简洁时期的通风阻力为996.8Pa,通风困难时期的通风阻力为2527.3Pa°(2)自然风压矿井自然风压按下式计算：Hn=HPigHP2gpi=0.003484PTiP2=0.003484PT2式中：H平碉口与回风斜井井口高差，145m；pi大气平均密度，kgr113;P2井下空气平均密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2；P地面大气压力，取65OmmHg；Ti大气平均温度，K,估算为一9.8；T2井下空气平均温度，K,估算为12.5。则：P1=0.003484×650×13,6×9.8/(273-9.8)=1.1468kg/mP2=0.003484×650X13.6×9.8/(273+12.5)=1.0572kg/mHn=I45X1.1468X9.8145X1.0572×9.8=127.32Pa矿井通风简洁时期总负压：h最小=h摩+h网Hn=996.8+996.8×0.1-127.32=969.16Pa矿井通风困难时期总负压:h最大=h华+h,i+Hn=2527.3÷2527.3×0.1+127.32=2907.35Pa2.等积孔风井通风等积孔按下式计算:4h式中：A一风井等积孔，m2；Q风井风量，m3s;h风井负压，Pa。计算的矿井风井风量、负压、等积孔计算结果见表527。从等积孔大小(均大于2m2)可以看出，本矿井为通风简洁矿井。矿井风量、负压及等积孔一览表表5.2-7x内容项目简洁时期困难时期风量(113S)风压(Pa)等积孔(m2)风量(m3s)风压(Pa)等积孔(m2)回风斜井125969.164.781752907.353.86通风设施、防止漏风和降低风阻的措施.1通风设施设计采纳的通风设施有风门、调整风门、风墙、风桥和风帘等。其结构及设置简述如下：1 .风门分为常闭、常开两种，木制或铁制。常闭风门设在进、回风巷之间，用于隔断风流和便于行人、检修等；常开风门用于反风，安设在采煤工作面顺槽、掘进巷道入口旁边,当工作面须要进行反风时将其关闭，并相应打开有关常闭风门。2 .调整风门木制或铁制，用于调整通过巷道的风流大小，安设在独立通风嗣室的回风通道、大巷、工作面顺槽等须要调整风流的巷道中。3 .风墙分为永久风墙和临时风墙两种，用于隔绝风流。永久风墙用实心混凝土块或砖块砌成，砂浆抹缝，在进风巷一侧墙面抹砂浆，主要设在大巷和进、回风巷之间的横贯中。临时风墙用空心混凝土块或砖块砌成，不需砂浆抹缝，但要在进风流巷一侧墙面抹砂浆,也可用塑料苯板喷化学凝胶制成，主要设在综采工作面进风和回风顺槽之间的横贯和掘进工作面巷道中。若风墙中部去掉混凝土块，安上门，其构筑物称为人行门，人行门向进风侧开启。4 .风桥主要用于进、回风巷相交处，回风巷从进风巷上方通过时形成风桥，进风风流不泄露。当均为进风巷的胶带顺槽和协助运输大巷相交时，也要设置风桥，但此时为运输所要求。风桥上方巷道采纳锚喷支护，下方巷道两侧墙为混凝土浇筑，其顶部为配有工字钢梁的混凝土板，为防止漏风，在混凝土板上方填0.51.0m厚的黄土。对于服务时间不长，上方巷道仅作回风运用的风桥，其下方的巷道两壁可用空心混凝土块砌成，壁面抹砂浆，顶部覆盖经防腐处理后的水纹薄钢板。5 .风帘采纳不燃性材料制作，主要设在连续采煤机掘进工作面有关巷道，用于疏导风流。.2.防止漏风和降低风阻的措施为了使矿井通风系统稳定牢靠，保证风流按拟定路途流淌，依据开拓布置和井下用风的要求，在必要地点设置通风构筑物，并要求加强管理和维护，以确保矿井平安生产。1 .对不允许风流通过，也不须要行人、行车的进、回风巷道之间的联络巷道，要设置永久挡风墙。2 .对采空区及废弃巷道要刚好封闭，并应常常检查密闭效果。3 .在行人或行车而又不允许风流通过的巷道中，应设置风门，并对风门进行遥控和集中监视。为避开风门开启时风流短路，在同一巷道内应设置两道风门，并禁止两道风门同时打开。4 .安设风门的地点，要求前后5m内支护完好，无空帮空顶。门垛四周均要掏槽，槽深在煤层中不小于0.3m,在岩石中不小于0.2m。门垛厚不小于0.45m。门垛上的电缆和管道孔要封堵严密，如有水沟，要在水沟中设小门。木门板厚度不小于30mm,门板要错口接缝。5 .为防止矿井在反风时风流短路，在主要风路之间的风门应增设二道反向风门。6 .主要进、回风巷道，砌壁或锚喷表面应尽量平整光滑，并保持巷道整齐，不乱堆放杂物，以降低巷道风阻和削减局部阻力。7 .对于损坏或变形较大的巷道要刚好修复，清除堵塞巷道，以保证通过的有效风量和削减通风阻力。8 .通风设施要完备，对于不合格的地方要刚好修补更换，以防风流短路等不良后果发生。9 .设置专职人员对矿井通风系统和通风设施按时进行检查和修理。10 .建立完整的通风系统管理制度。5.3灾难预防及平安装备5.3.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施.1预防瓦斯爆炸的措施本井田瓦斯成份带应属二氧化碳氮气带，据接近煤矿调查资料，各煤矿在生产过程中未发生过瓦斯爆炸事故。为保证矿井平安生产，在生产中应加强瓦斯监测，杜绝瓦斯事故。预防瓦斯爆炸的根本措施是防止瓦斯的积聚和引燃，矿井投产后，应建立严格的通风管理制度，特殊应留意以下措施：1 .严格执行瓦斯检查制度，巷道揭露煤层时，要依据煤矿平安规程实行必要的瓦斯预防措施。2 .加强采掘工作面的通风，采煤工作面和掘进工作面应按设计要求保证足够的风量，在通风风路中设置适当数量的风墙、风桥及风帘，可以有效地限制风流、风量安排和削减漏风，提高通风效率。3 .对废巷、停工停风的盲巷及采空区要即时封闭。4 .处理好工作面上隅角、采空区边界、采煤机旁边和顶板冒落空洞内、低风速巷道顶板旁边、停风的盲巷等局部积聚的瓦斯，防止瓦斯浓度超限。5 .严禁将易燃物品和点火器具带入井下，禁止井下及井口房运用明火。6 .采煤机割煤时，如遇夹石或切割顶底板时，在开机前应测定工作面瓦斯浓度，使之不超过煤矿平安规程允许值，避开切割岩石时产生火花引起瓦斯爆炸。7 .井下爆炸材料的运用和操作工艺流程必需遵守煤矿平安规程的有关规定。8 .井下掘进工作面的局扇和电气设备都必需安设风、电闭锁装置。9 .井下各电气设备在启动前必需先进行瓦斯检查，严禁带电检修电气设备。10 .采掘工作面位置发生改变时，应刚好调整通风系统，增加必要的通风构筑物，以保证工作面有合理的通风系统。11 .加强地面及井下煤仓通风，防止煤仓上部瓦斯积聚。.2预防煤尘爆炸的措施井下煤尘主要是采煤和掘进煤巷时产生的，另外在各煤仓下口装载点，胶带输送机转载处，以及井下煤炭运输过程中也会产生扬尘。为防止煤尘爆炸和爆炸后范围进一步扩大，要求实行“预防为主”的综合防尘措施:1 .采煤机、综掘机及连采机均采纳内外喷雾系统，岩普掘工作面采纳湿式打眼、水炮泥爆破或水封爆破、放炮喷雾等措施，预防粉尘产生。2 .采掘工作面、运煤转载处、煤仓上口等易产生粉尘的地点设置喷雾降尘装置，以限制其扬尘，降低粉尘浓度。3 .在采煤工作面回风顺槽、回风大巷及胶带输送机大巷中设置风速传感器，监测各巷道风速，严格限制风速超限。4 .常常检测风流中的粉尘含量，定期清扫和冲洗巷道周壁，防止粉尘过量积聚或飞扬。5 .盘区回风巷、掘进巷道、主要回风大巷都必需安装风流净化水幕，水幕雾化要好，能封闭全断面。6 .按规定设置隔爆设施，隔爆水棚的设置地点、数量、水量及安装质量都必需符合规定要求，预防爆炸范围扩散。预防井下火灾的措施矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。由于煤炭氧化自燃而产生的火灾属矿井内因火灾，由于井下放炮、电流短路、摩擦及其它明火等引起的火灾属外因火灾。据本井田煤层自燃倾向测定资料，各煤层均属自然发火和有可能自然发火的煤层，不同的是自然发火的难易程度有所差异。4-3、4、5-2煤层易自然发火的样品数较多；22、31.4-2煤层虽不具或很少具易自然发火的特征，但因井田内各层煤煤类大部分为长焰煤,变质程度低，故仍具有很大的自然发火可能。因此，在煤炭开采过程中，肯定要提高防火意识，实行有效的防范措施，防止火灾发生。.1内因火灾预防措施对于煤层自燃的问题，依据矿井防灭火规范的规定应实行措施进行防治。结合目前国内外对自燃煤层所实行的有效防治措施，设计确定本矿井建立以氮气防灭火为主，喷洒阻化剂、均压通风等的综合防灭火措施。1 .氮气防灭火系统（1）设计依据矿井采纳平碉开拓方式，主要开拓巷道、盘区巷道均布置在煤层中。采纳长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井移交生产时首先开采5-2号煤层，配备1个5-2煤一次采全高综采工作面，2个综掘工作面，1个岩普掘工作面，达到矿井初期3.0Mg的生产实力。在V号煤层大约开采3年以后，再在4,煤层布置1个回采工作面，以解决煤层压茬关系。条件具备时,布置1个4,煤回采工作面和1个3煤回采工作面，即3煤与4,煤搭配开采，另增加2个连续采煤机工作面，以保证矿井6.0Mta设计生产实力。依据国内外阅历，防火注氮量一般为5m3mi;若回风敞口，灭火注氮量不能小于9.2m3mi;全封闭时,可限制在8m3min0(2)制氮系统方案对于制氮系统的布置方式，国内常用的有地面集中式和井下移动式。地面集中制氮系统，工作环境好，便于维护管理，设备投资少，故障率低，在相对静态的条件下工作,一旦出现故障，解除便利。当某处出现着火危急，可便利调用全部氮气集中进行高强度注氮，将着火危急歼灭在萌芽中，但地面制氮系统存在输气距离长，效率低，能源损耗大，运行费用高，管材及安装费用多，需建制氮机房，土建投资多。而井下移动式制氮系统，机动敏捷，运用便利，可依据运用须要开起相应设备，输气管路短，管材及安装费用低，损耗小，运行费用低；但全部电机、电器等均需严格按防爆等级执行，设备投资高，工作环境较差，安装维护费用高，体积也受到限制，特殊是对于变压吸附式设备,吸附塔卧式安装，吸附剂的性能无法充分发挥。依据上述综合分析比较，为了提高制氮效率，削减输气管路损耗，节约管材及安装费用，降低运行费用，便利制氮设备上、F井及在井下安置,耶举荐井下移动式制氮系统。(3)制氮设备选型1)氮气防灭火的技术要求本设计将氮气主要用于回采面拆架、安装、收作、停采时的防灭火，也可用于煤巷高冒区、老空区的防灭火。当工作面采空区出现发火征兆时，连续或间隙地向采空区注入氮气直到征兆消退。2)矿井防灭火所需的注氮流量按采空区氧化带氧含量计算注氮量Q=K(Ci-C2)Qv(Cn+C2-1)式中：K备用系数，1.21.5；QV-采空区氧化带漏风量，5,煤取5.0m3min,4，、3/煤取4.0m3/min；CI采空区氧化带内原始氧的含量(均值)，17%；C2注氮防火隋化指标，7%；Cn注入氮气的浓度，97%o投产时一盘区Qn=I.5×(17%-7%)×5.0(97%+7%-1)=18.75m3min(1125m3h)达产时一盘区Qn=2×1,5×(17%-7%)X4.0(97%+7%-1)=30.00m3min(取MOOirPZh)3)注氮方式和防灭火方法井下设移动注氮站，主要用于回采面拆架、安装、收作、停采时的防灭火，也可用于煤巷高冒区、老空区的防灭火。当工作面采空区出现发火征兆时，连续或间隙地向采空区注入氮气直到征兆消退。依据矿井火灾发生的地点不同，灭火的方式也不同，按煤矿平安规程要求，编制特地设计，同时生产中应制定平安支配、措施、管理制度、作业规程等，因此详细的灭火方法应在下阶段设计中针对不同的发火形式，发火地点制定不同的灭火方法。4)制氮设备方窠比选依据设计依据和矿井防灭火要求的注氮量，选用深冷空分式、变压吸附式和膜分别式制氮设备均可满意注氮要求，但深冷空分制氮，产氮效率较低，能耗大，设备投资大,须要浩大的厂房，且运行成本较高，不完全适合我国煤炭行业行情，设计不予举荐；对于变压吸附式和膜分别式制氮，各有利弊，膜分别式制氮系统流程简洁，比变压吸附式少一个缓冲罐，体积小，修理费用少，但膜分别式制氮要求气源的压力高，对气源除油、除水、除尘的要求高，初期设备投资较多；而变压吸附式制氮系统，工艺环节多，设备体积大，不便下放到井下，井下布置也不便利，但设备制氮量较大，投资较少，备品备件易购；两种制氮模式的优劣主要取决于制氮系统是布置在井下还是地面。本矿井因举荐采纳井下移动式制氮系统，鉴于本矿井及各采区氮气须要量大，且巷道断面较大，要求制氮装置机型较大，为了提高制氮效率，设计举荐井下移动式碳分子筛制氮系统。依据本矿井盘区布置及各工作面所需注氮量状况，结合国内采纳注氮防灭火矿井的设计生产状况，并考虑到矿井注氮实际效果及肯定的平安备用系数，确定本矿井选用DT6008型煤矿碳分子筛制氮设备4套，产氮量为600X4m3h°富有系数为30%。其主要技术参数如下：制氮量Q=600mWh;输出压力P0.6MPa;氮气纯度97%;装机容量185kW；额定电压660/1140V0附带空气压缩机的电控随主机配套供货。每套制氮设备安在四辆平板车上，设置在工作面协助运输顺槽与协助运输大巷交叉处旁边的簇新风流中，随工作面搬迁而移动。2 .阻化剂防灭火系统井下煤的自燃，一般是由于残留在采空区或回采巷中的浮煤，以及压裂的煤柱在漏风过程中氧化发火。通常把发火点的煤炭分为冷却带、氧化带及窒息室。阻化剂是一种吸水性很强的盐类化合物，喷散到煤体上，能浸入煤的节理与裂隙，形成一个稳定的抗氧化爱护膜，隔绝煤与空气中氧的接触，降低煤在低温下的氧化活性从而起到阻挡、推迟煤层自然发火的作用。(1)阻化剂的选择用于煤矿防灭火的阻化剂主要有CaCl2、MgCl2、ZnCI2、AICl3、P2O5>NaHPO4、NaCkKCkCa(OH)2、H3BO3、水玻璃(Na2SnSiO2),以及铝厂的炼镁槽渣、化工厂的硼酸废液，造纸厂的氯化锌废液、酒厂的废液等。其中以工业氯化钙(CaCl25H2),卤块、片(MgCl26H2)阻化效果好，货源足够，运贮便利，运用较广泛。因此，设计选用工业氯化钙(CaC25H2O)作为阻化剂。(2)喷洒压注工艺及设备为节约投资和适应工作面位置不断改变的要求，设计采纳移动式阻化剂雾化系统，即在工作面进风顺槽中设置贮液箱和阻化剂喷射泵，通过管道进入工作面，喷洒气雾阻化剂到采空区和工作面四线(上、下顺槽、开切眼及停采线)。设计选用XRB-50/125型喷射泵和In型雾化器。(3)参数计算依据生产矿井运用效果，阻化剂溶液浓度限制在1520%之间为宜。详细参数应在煤层开采时通过试验确定。工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱破裂带等处，须要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑肯定的加量系数。工作面一次喷洒量可按下式计算：V=KK21.ShA1式中V次药液喷洒量，m3；Ki易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；K2采空区丢煤容重，tm3,由丢煤样实测确定；1.工作面长度，m；S一次喷洒宽度，m；H采空区底板上丢煤厚度，m；A吨煤吸液量，Vt煤，应通过试验测得；Y阻化剂的容重，tm3o矿井投产后，应依据工作面实际生产状况，测定采空区丢煤状况，通过试验测定吨煤吸液量，确定工作面一次阻化剂喷洒量。工作面前方煤体压注阻化剂，取决于煤体的吸液量和煤体的渗透半径，可按每6m一个钻孔进行压注，矿井生产中可依据实际状况进行调整。3 .均压防灭火均压防灭火是采纳通风技术措施，调整漏风风路两端的风压差，使之减小或趋于零,使漏风量减至最小，从而抑制限制区内煤的自燃，抑制封闭火区的火势发展，加速其熄灭。采纳均压防灭火时应留意：实行区域性均压时，应顾及邻区通风压能的改变，不得使邻区老塘、采煤工作面、采空区或护巷煤柱的漏风量增加，严防火灾气体涌入生产并巷和作业空间；回采工作面采纳均压防灭火时，必需保持均压风机连续稳定地运转，并有确定均压风机突然停止运转时保证人员平安撤出的平安措施。利用均压技术灭火时，必需查明火源位置、瓦斯流向，并有防止瓦斯流向火源引起爆炸的措施。4 .束管监测系统依据煤矿平安规程的规定，采纳氮气防灭火时，必需有能连续监测采空区气体成分改变的监测系统。束管监测技术是目前比较成熟的平安监测技术，可以在地面连续遥测井下发火处的02、CO、C2及CH4等多种气体，监测地点多处，是氮气、阻化剂防灭火不行缺少的协助系统，设计选用KSS2100型矿井火灾预报束管监测系统1套。除实行上述预防井下煤炭自然发火引起火灾外，设计本着“预防为主，消防并举”的基本原则，实行以下综合防灭火措施，保障矿井平安生产和职工的生命平安：（1）提高回采工作面回采率，采空区尽量不留残煤并刚好进行封闭。（2）加强通风设施管理，合理设置通风构筑物，削减漏风，消退采空区的供氧条件。（3）对废巷应刚好密闭，采空区密闭有必要时需进行注浆封闭，刚好清理碎煤杂物，使之与空气隔绝，抑制煤的氧化。（4）对支承压力区的煤柱裂隙、采空区、开切眼、停采线等煤炭易自燃的地点喷洒阻化剂，降低煤的氧化实力，阻挡煤的氧化过程。.2井下外因火灾预防措施1 .按煤矿平安规程有关规定设置井下消防材料库，按规定配备灭火材料与器材。2 .井下主要机电设备碉室设置防火门或防火栅栏两用门。3 .禁止一切人员携带烟草和点火工具下井，井下及井口房内一般不准进行焊接作业，如必需进行，应按煤矿平安规程的有关规定进行。4 .正确选择和合理运用电气设备，加强维护，保证输电线路完好，设备正常运转,防止发生事故。5 .采纳阻燃和防静电胶带、不延燃电缆、风筒和不燃液。在胶带输送机头和主要机电碉室设火灾报警和灭火装置。各胶带输送机巷和协助运输大巷均铺设消防管路，每隔肯定距离设有消防水龙头。6 .井下不存放汽油、煤油和变压器油。井下擦抹机械用过的棉纱和布头等放在盖严的桶内，定期送往地面处理。井下水灾预防本矿井水文地质条件比较简洁，煤系地层含水微弱，若无较大的裂隙，不会给采煤造成危协和带来灾难。但由于张家穿井田煤层埋藏比较浅，依据各可采煤层导水裂隙带最大高度（包括冒落带高度）计算，先期开采区内各可采煤层导水裂隙带高度均大于相邻两煤层间的距离，导水裂隙带相互叠加，直达地表，与第四系松散层潜水沟通，组成间接的充水水源。西部风沙滩地区潜含水丰富，并与下覆2-2煤层烧变岩连通成为同一潜水含水层，煤矿开采进入该区时，上部潜水沿裂缝灌入巷道的可能性必定存在。井田内各煤层露头处均分布肯定范围的烧变岩，当其位于低洼处，并有肯定的补给水源时，可形成富水地段，在开采过程中也应加以留意。故矿井开采时，不仅要考虑干脆充水因素，而且还要考虑因导水裂隙带因素影响的充水因素，以防矿井涌水量增大，发生矿井突水和溃沙等地质灾难。此外，井田北部紧邻地方煤矿开采区，对其采空区积水不容轻视，开采至旁边时应实行探、放水措施或予留保安煤柱，以防突水事故；井田南部的常家沟水库最大库容量为1200万m3。将来煤矿开采时，要远离这些区域，严防“三带”与其相互灌通后，地表水、水库蓄水沿裂缝灌入下部煤层，给煤矿生产带来不必要的损失。对于上述问题，在开采过程中应实行如下措施加以防治：1 .井下建立完善的排水系统，设计在回风斜井井底旁边设置了主排水泵房和水仓,水仓有效容量达1900m超过矿井8h正常涌水量。泵房内选用3台MD280-43×2型矿用耐磨多级离心泵，排水管道选用©273x7无缝钢管2趟。正常涌水时1趟工作，1趟备用，最大涌水时2趟同时工作。2 .设计在常家沟水库、各煤层露头处均留设100m保安煤柱，3-煤乌兰不拉沟按沟谷中心线每侧各留75m保水煤柱生产当中可依据实际状况对保安煤柱进行相应调整。3 .采掘过程中在靠近小煤矿时应实行探、放水措施或予留保安煤柱，以防突水事故。4 .采掘中遇见钻孔时，要留意视察