礦井防止粉塵災(zāi)害措施與隔爆、防爆措施昌吉硫磺溝分公司2003年3月礦井粉塵礦井井田內(nèi)三個煤層埋藏淺，煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大，層間距小，最大層間距平均為18米。礦井的開拓工程已完成，礦井延深擴建的絕大部分井巷工程都布置在煤層中，僅有從9—15號煤層進入4—5號煤層的回風(fēng)石門和運輸石門，才有少量的巖石巷道工程，因此，本礦井粉塵的種類主要是煤塵。井田內(nèi)的4—5號，7號煤層和9—15號煤層，經(jīng)哈密煤業(yè)集團通風(fēng)實驗室測定，都有煤塵爆炸危險性。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一六一隊一九九二年六月提交的《準南煤田頭屯河區(qū)昌吉市煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報告》（相當(dāng)精查）。4—5號煤層平均灰份占16.09%，平均揮發(fā)份占46.45%;7號煤層和9-15號煤層的平均灰份分別為21.38%和10.38%,揮發(fā)份分別占47.51%和30.71%,三個煤層的水份資料不太詳細,但一般在10%左右,據(jù)此推測三個可采煤層的煤塵爆炸指數(shù)分別為:4--5煤層62.84%7號煤層69.23%9--15號煤層38.57%從計算結(jié)果看,三層煤煤塵爆炸指數(shù)都大于15%，屬于有爆炸危險性。礦井目前尚無游離二氧化硅含量的測定資料，關(guān)于游離二氧化硅的確定，有待于下一步檢測和實驗。由于礦井粉塵主要是煤塵，所以該礦礦井粉塵的主要危害有兩個方面，一是危害礦工身體健康，形成煤礦特有的職業(yè)病—煤肺病。另一方面是發(fā)生煤塵爆炸造成生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)的嚴重破壞，同時導(dǎo)致人員的大量傷亡。第二節(jié)防塵措施防塵措施采煤工作面前、后刮板運輸機機頭，工作面回風(fēng)順槽的轉(zhuǎn)載機機頭及順槽膠帶運輸皮帶機頭，皮帶斜井井底煤倉的放煤口。掘進工作面迎頭，以及進風(fēng)的主井和副井新鮮風(fēng)流中，礦井總回風(fēng)流和采煤工作面的進回風(fēng)流都要敷設(shè)防塵、消防共用的供水管路系統(tǒng)，安裝轉(zhuǎn)載點噴霧和凈化水幕，防塵管路每隔50米設(shè)一個三通閥門，實行噴霧灑水降塵和掘進工作面的裝煤（巖）灑水。在采取噴霧灑水防塵措施的同時，要加強對積塵的定期檢查和清理，每周對井巷各點的粉塵清掃一次，并用巷道中的防塵管路三通支管，沖洗井幫巷壁。除了加強以水治塵和清除積塵措施外，所有井下作業(yè)人員，必須佩帶防塵口罩。回采、掘進工作面除塵采煤工作面除塵在采煤工作面進回風(fēng)流中各設(shè)一道四個噴頭的凈化水幕。采煤機內(nèi)外噴霧及架間噴霧裝置齊全，堅持使用。刮板運輸機頭，轉(zhuǎn)載機頭及皮帶運輸機頭，都必須安裝噴霧裝置。工作面生產(chǎn)時，先噴霧再開機。掘進工作面除塵(1)掘進機噴霧裝置齊全可靠并堅持使用(2)炮掘面利用防塵系統(tǒng)放炮后噴霧,裝煤(巖)灑水(3)堅持使用水炮泥(4)使用側(cè)式供水電鉆，實行濕式打眼3、個體防塵個體防塵措施為個人配備普通防塵口罩，下井人員必須堅持使用。煤層注水防塵設(shè)計依據(jù)所采煤層致密、堅硬、性脆，煤層本身的含水性透水性較差，層理不明顯，節(jié)理、裂隙在井田內(nèi)發(fā)育不均勻，煤層本身含水率在25線--27線較大，27線--29線間逐漸降低。煤層的頂板為粉砂巖、泥巖、巖層含水和透水性差、泥巖本身為隔水層，但遇水后易軟化、變形。井田內(nèi)所采煤層為緩傾斜深部呈傾斜的厚及巨厚煤層，傾角16°--27°，淺部緩，深部增陡、煤層構(gòu)造呈團塊狀，結(jié)構(gòu)為簡單到較簡單，含夾矸1--2層，均為泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，除9--15號煤層頂部夾矸較穩(wěn)定外其余都不穩(wěn)定，煤塵爆炸指數(shù)，4--5號為62.84%，7號為69.23%，9--15號煤層38.57%。井田開拓方式為斜井開拓，采煤方法為走向長壁全部垮落式采煤法，回采工作面月產(chǎn)量3萬噸，工作面月進度16米。工作面采用U型通風(fēng)。進回風(fēng)道采用半圓拱形29U型鋼支架支護。進風(fēng)巷斷面12平方米，回風(fēng)巷斷面12平方米。井下消防灑水（給水）系統(tǒng)井下消防灑水（給水）系統(tǒng)，主管路分別從主井井筒和副井井筒進入兩井井底——+925米水平副井車場——+925米水平石門——軌道下山上部車場——軌道下山——軌道下山各部車場及繞道——采煤工作面上下順槽和各掘進工作面。煤層注水防塵注水方式煤層采用長孔方式下向鉆孔注水注水參數(shù)的確定鉆孔直徑，選用鉆機鉆孔，鉆孔直徑50MM鉆孔長度L=L2-m=60-15=45m式中：L-------鉆孔長度L2------工作面長度m-------與透水性和鉆孔方向有關(guān)的系數(shù)取15m鉆孔間距鉆孔間距按煤的濕潤半徑，暫定為15米，實際中可按注水區(qū)段煤層具體條件適當(dāng)調(diào)整。鉆孔角度鉆孔在工作面腰巷內(nèi)，距巷道底板2米處，沿煤層傾角16°--27°向下鉆進。封孔深度按礦井不同采煤工作面煤層條件，在5—10mm內(nèi)調(diào)整。封孔方式采用封孔器封孔，按礦井裝備情況采用螺旋式封孔器封孔。注水系統(tǒng)選擇由于礦井煤層中硬煤層和軟煤層對煤層注水壓力的需要以及煤層開采深度的不同，煤層注水系統(tǒng)主要以靜壓注水為主，輔以動壓注水，動壓注水主要是在開采淺部硬煤分層和需要加快注水時間時才使用。注水的壓力、速度、單孔注水量及時間的確定。注水壓力采用低壓注水。開采深度已達170米以上，因此，利用地面水池進行靜壓注水，注水壓力類別屬平壓注水。單孔注水量因本井田沒有煤層原有水分資料，所以單孔注水量按噸煤注水量資料選取。Q孔=LBMrq=60×15×3.2×1.29×0.025=92.8m3Q——單孔注水量m3L——工作面長度m60mB——孔間距m15mM——采高（分層高度）m取3.2mr——煤的容量t/m31.29t/m3q——噸煤注水量0.025m3/t注水速度注水速度按一般情況選定一個平均值為0.015m3/m/h注水時間T=Q/V式中T——注水時間天Q——每孔注水量m3V——注水流量m3/hT=92.88/45×0.015=137h=5.7天6注水設(shè)備及儀表的選擇鉆孔設(shè)備按目前開采工作面布置，鉆孔設(shè)備配備巖石電鉆或TVX--75型鉆機即可，但考慮到礦井增產(chǎn)及工作面延長的可能，煤層注水用鉆孔設(shè)備，需另增200型液壓坑道鉆機，包括鉆頭、鉆桿，才能滿足使用需要。封孔器具和設(shè)備封孔器，選用螺旋型封孔器封孔，其中使用8臺，備用2臺，共計10臺。封孔器型號MF—45/150給水設(shè)備注水利用靜壓時，由地面消防灑水水池供水，考慮部分硬煤注水和提高注水速度，另外配備動壓注水水泵，為此選用三臺5D—2/150，型煤層注水泵。給水管路系統(tǒng)給水主干管道，采用φ219mm鋼管敷設(shè)，分支管路用鋼管φ108mm沿暗斜井敷設(shè)，至采掘工作面的支管用φ83mm鋼管。注水管用鋼管φ25mm連接。7、器材、儀器和儀表煤層注水用器材，儀器儀表配備見附表采空區(qū)注水防塵由于礦井設(shè)計采用放頂煤一次采全高開采,不考慮采空區(qū)注水的防塵措施。井下消防灑水（給水）水源:礦井消防、灑水水源取自于頭屯河淺部松散含水層的孔隙潛水，該水源由長年流水的頭屯河水流補給，采用大口井形式取水。井徑6m，井深12m。水質(zhì)：頭屯河水質(zhì)為碳酸氫一鈣型水，是頭屯河沿岸及八鋼工業(yè)和民用水唯一水源，水質(zhì)符合優(yōu)質(zhì)的飲用水水質(zhì)標(biāo)準。所以采用大口井從頭屯河潛水層取水，其水質(zhì)可完全滿足消防，灑水對水質(zhì)的要求。水量：（1）防塵用水水量計算Q=K(Q1+Q2+……..Q9)=1.15*(0.24+9.83+4.22+0.9+1.08+2.7+12+19.2+9.6)=68.74m3/h式中:1.15——水量備用系數(shù)0.24-----鑿巖用水量m39.83------凈化水幕用水量m34.22-----轉(zhuǎn)載點噴霧用水量m30.9------高壓噴霧耗水量m31.08----沖洗井巷用水量m32.7------煤層注水用水量m312------阻化噴霧用水量m319.2------采煤機用水量m39.6---------掘進機用水量m3（2）礦井消防用水量按規(guī)定計算為18立方米。礦井消防和灑水用水總量為68.74立方米。防爆措施一、防爆措施每7天定期對井巷中煤塵清掃一次，以減小粉塵積聚量。在清掃積塵的同時，利用井巷中防塵灑水管路上的三通接頭，連接50M膠管，沖洗井幫巷壁。堅持使用進風(fēng)流和總回風(fēng)流中的凈化水幕設(shè)施運輸和采掘設(shè)備運輸前，必須先打開噴霧器噴霧，設(shè)備運轉(zhuǎn)結(jié)束時，必須先停機，然后再停水。加強對防塵灑水系統(tǒng)的維修，保證管路系統(tǒng)的暢通，水源充足和灑水、噴霧設(shè)施靈活完好，堅持使用。嚴禁井下噴燈，焊接作業(yè)，嚴禁易燃物品入井，井下用過的棉紗布頭，廢油，必須裝入加蓋鐵桶升井處理，禁止在井下遺棄。切實加強瓦斯管理，防止因瓦斯爆炸而引起煤塵爆炸。二、井下電氣設(shè)備的使用和選擇非防爆電氣設(shè)備，不得入井；堅持使用各類電氣設(shè)備的保護；正確地使用電氣設(shè)備，防止設(shè)備過負荷運轉(zhuǎn)。非移動采掘設(shè)備，嚴禁帶電搬遷。嚴禁在井下打開防爆設(shè)備防爆外殼，故障設(shè)備應(yīng)升井檢修。加強電氣設(shè)備的防爆檢查，井下電氣設(shè)備嚴禁失爆。7、根據(jù)以上開拓開采和瓦斯賦存及涌出條件，礦井防治瓦斯爆炸的措施主要有：防止瓦斯積聚的措施1、加強通風(fēng)，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠。通風(fēng)是本礦井稀釋瓦斯，煤塵的主要手段，各采掘工作面及硐室的通用地點，必須加強通風(fēng)，確保風(fēng)量的按需分配。2、嚴密封閉淺部采空區(qū)和巷道，杜絕上部老窯瓦斯向礦井的涌入。井田東翼943水平以上，井田西翼925水平以上，都有大量采空區(qū)遺留下來，其中積存有大量瓦斯，對和上述空區(qū)相通的通道，必須嚴密封閉，防止采空區(qū)有害氣體通過連接通道涌入礦井中，增加礦井的瓦斯涌出量。3、礦井留設(shè)的隔離煤柱必須安全可靠。嚴禁開采，保證煤柱對上部采空區(qū)的有效隔離。4、及時封閉采空區(qū)和老巷，并對封閉前后的圍巖周圍采用灌漿，凝膠等綜合手段預(yù)以密封以防采空區(qū)漏氣。5、及時有效地消除工作面上隅角，巷道冒頂區(qū)的瓦斯積聚，對上述地點可用導(dǎo)風(fēng)板，導(dǎo)風(fēng)筒等通風(fēng)方法排除或用充填法將高冒區(qū)處理，也可用局扇排除。6、嚴格掘進通風(fēng)，局部通風(fēng)必須堅持使用風(fēng)電閉鎖，堅決杜絕無風(fēng)作業(yè)或微風(fēng)作業(yè)。7、加強瓦斯檢查，掌握瓦斯動態(tài)礦井必須配備經(jīng)培訓(xùn)考試合格并取得合格證的瓦檢員對礦井進行巡回檢查，檢查次數(shù)每班不少于2次，對瓦斯異常地點還要派專職瓦檢員定點專門檢查。以掌握礦井瓦斯的動態(tài)變化情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。8、按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在采煤工作面，掘進工作面配置瓦斯監(jiān)測探頭。采煤機，掘進機，安裝機載傳感器，配備便攜式甲烷檢測報警儀，隨時檢測上述各點瓦斯變化情況。９、必須按照一翼生產(chǎn)，一翼準備的方式組織生產(chǎn)，采煤、掘進各自布置專門的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道，實行獨立通風(fēng)。１０、建立礦井瓦斯管理制度，具體細致地貫徹瓦斯管理的各項措施和制度。防止瓦斯引燃的措施消除外因火源措施１、加強井口檢身，嚴禁攜帶煙草及點火物品下井。２、非經(jīng)批準，嚴禁井下及進風(fēng)井口附近２０米內(nèi)的氣割，焊接和噴燈作業(yè)。３、井下用過的棉紗布頭、廢油等，必須裝入帶蓋的鐵桶運到地面處理。嚴禁隨意在井下遺留。４、加強放炮及火工品管理，堅持使用水炮泥，防止放炮引起瓦斯和煤塵爆炸。５、嚴禁穿化纖衣服的人員下井６、嚴禁使用非阻抗可延燃風(fēng)筒入井使用。防止風(fēng)筒因高速氣流摩擦引起靜電火花引燃瓦斯防止內(nèi)因火源引燃瓦斯1、及時清理浮煤，防止浮煤自燃。2、及時封閉廢巷，3、嚴格采空區(qū)進、回風(fēng)側(cè)密閉檢查，防止采空區(qū)著火延至密閉處引燃瓦斯、煤塵。（三）防止電氣火花引燃瓦斯的措施1、嚴格設(shè)備管理制度，非防爆設(shè)備，嚴禁下井。2、正確使用各類電器設(shè)備，防止設(shè)備過負荷運轉(zhuǎn)。3、堅持使用各種設(shè)備的保護系統(tǒng)。4、故障設(shè)備檢修，嚴禁在井下打開其防爆外殼，需要打開防爆外殼時，必須升井檢修。5、嚴禁設(shè)備帶電搬遷6、所有電纜懸掛必須整齊，間距符合規(guī)定，并不受擠壓，沖撞的威脅，纜線要經(jīng)常檢查，防止出現(xiàn)失爆。（四）防止摩擦火花引起瓦斯事故的措施1、采煤機、掘進機工作前，必須先給水后開機，工作結(jié)束時，先停機，后停水。2、在遇煤層硬巖夾矸時，或遇到結(jié)核難以正常切割時，按采取停機爆破松動方法處理，嚴禁強行切割。3、鋼性設(shè)備滑移時，必須有控制的緩慢移動，不得高速自溜或重部件互相沖擊的措施，以免產(chǎn)生摩擦火花或沖擊產(chǎn)生碰撞火花。4、鋼性支架，要輕拿輕放，防止隨便扔下時產(chǎn)生碰撞火花。隔爆措施一、隔爆設(shè)施為防止煤塵爆炸由局部擴大為全礦性的災(zāi)難事故，按照已采取的防爆措施，本礦井采取隔爆水袋，取代巖粉棚和水棚，做為礦井的隔爆設(shè)施。二、隔爆水棚水棚的結(jié)構(gòu)和選型水袋采用結(jié)構(gòu)簡單，管理使用方便的隔爆水袋組成。水袋的計算和布置布置方式隔爆水袋全部采用集中布置方式布置。總水量G=gs=0.4×12.5=5m3式中，G——總水量m3g——單位巷道斷面需水量0.4m3/m2S——巷道平均最大斷面積m2單個水袋水量數(shù)G0采用80L水棚，每架掛4個，單架棚水量G0=0.32m3水袋架數(shù)n=G/G0=5/0.32=16(架)水棚區(qū)長度L水袋按巷道中每兩付支架一棚懸掛一般間距為1.5mL=n×c=16×1.5=24m式中:L——水袋區(qū)長度mn——水袋架數(shù)個c——架間距按規(guī)定水棚區(qū)布置30米，總用水量為6.4立方米。對隔爆水袋架設(shè)的要求采煤工作面回風(fēng)巷，水棚設(shè)在距工作面50米至200米的直線巷道中。掘進工作面設(shè)在巷道內(nèi)50~75米處的煤層