矿井延伸防突设计(修编)(编辑修改稿)

矿井延伸防突设计(修编)(编辑修改稿)内容摘要：

对通讯电缆，型号 HUVO30 2 ，单回通讯电缆长度2100m；分别在三水平中央变电所、电车库、主皮带机头、 6 个掘进头各 1部，猴车道 3部、采区移动变电站 2部，共 14部防爆拨号电话。 第三章 矿井通风 第一节 概 况 一、系统概况 六矿采用混合抽出式通风方式，主井、新副井、老副井、中央风井进风，小庄风井、东风井回风。 小庄风井主要承担南翼通风，东风井主要承担东翼及北翼通风。 采煤工作面采用 U 型通风，掘进工作面采用压入式通风。 六矿通风系统比较复杂，且为煤与瓦斯突出矿井，瓦斯涌出量较大，因而矿井需风量也大。 由于用风地点较多，需风量大，通风线路长，一些巷道受压变形严重，通风断面较小，生产过程中存在一些地点供风困难。 目前六矿的突出问题是开拓煤量很少，采掘失调，生产接替十分紧张。 因此，三水平如何开拓、通风系统如何布置，近期 内是否需要新开北翼风井等问题，成为直接影响矿井生产急待解决的一 个重大问题。 为此， 2020 年 11月鹤壁煤业（集团）公司六矿与焦作工学院签定了《鹤壁煤业集团六矿通风系统合理性研究及其改造》项目。 此项目于 2020 年 7 月完成。 并提交了《鹤壁煤业集团六矿通风系统合理性研究及其改造课题报告》，此报告也是这项三水平延深设计的依据之一。 二、通风设备 三水平工程移交时，中央风井已停运。 小庄风井于 1978 年投入运行，现安装两台风机， 2号风机均为 ，1 号风机作为备用风机。 东风井于 1995 年 投入运行，现安装两台，现运行为 1 号风机， 2 号风机作为备用风机。 小庄风井设反风道，东风井为反转反风，反风量可达到正常风量的 40%以上。 第二节 矿井通风 一、通风系统 三水平投产通风线路：首采工作面 3001 通风线路：主、副井→井底车场→｛ 皮带暗斜井轨道暗斜井 → 3001 底板岩石抽放巷→下顺槽→工作面→上顺槽→ 2145 底板岩石抽放巷→回风暗斜井→东风井。 二、风井数目、位置及服务范围 六矿由主井、新副井、老副井进风，中央、小庄、东风井回风，小庄风井主要承担南翼通风（ 3 33 采区），东风井主要承担 东翼通风（ 3 34采区），中央风井主要承担北翼通风。 风井位置 ⑴小庄风井位于井田南部，井口坐标为： X=3972955， Y=516514，Z=。 ⑵中央风井位于井田中央部，井口坐标为： X=，Y=， Z=。 ⑶东风井位于井田东部 ,井口坐标为 :X=3976025， Y=518740，Z=。 三、采掘工作面及硐室通风方式 掘进工作面采用局部扇风机压入式通风； 采煤工作面采用主扇风机负压通风， U 形通风方式，即一进一回。 井下各硐室利用矿井主扇负压及调节风门，风窗通风。 四、矿井风量、风压及等积孔 矿井风量（ Q） ⑴按实际配风量计算 六矿生产模式为“两综一炮”，三个面生产达到 120万 t/a，依据焦作工学院的通风网络解算结果。 3 33 采区须实行跳采，所在南翼布置一个综采面，北翼布置两个工作面（即一个综采面，一个炮采面）。 小庄风井配风量 工作面名称 风量（ m3/s） 备 注 综采工作面 1 23 煤巷掘进 3 10 岩巷掘进 2 5 硐室 10 计 73 备 用系数 73 合计 东风井配风量 工作面名称 风量 (m3/s) 综采工作面 1 23 炮采工作面 1 23 煤巷掘进 6 10 岩巷掘进 3 5 硐室 12 计 133 备用系数 133 合计 全矿井总需风量为 Q=＋ =。 ⑵按高沼气矿井 Q= 瓦 T K＋ Q 硐 式中： Q—— 矿井总供风量， m3/min； q 瓦 —— 矿井瓦 斯平均相对涌出量， m3/t； T—— 矿井平均日产量， t； K—— 风量备用系数。 Q= 4000 ＋ 900 =14180m3/min ⑶按同时下井人数计算需要的风量 Q=4 N K=4 560 =3248m3/min 取三者最大值，即矿井总风量， 14214m3/min 矿井负压及等积孔 ⑴三水平投产初期 ①经过解算三水平投产初期各风机工况和主要用风地点风量为： 解网风机工况表 风机名称 风机角度 （176。 ） 所在分支 风量（ m3/min） 风压 （ Pa） 功率 （ kw） 小庄风井风机 25 158 5996 3102 310 东风井风机 45 160 9699 2936 解网主要地点供风量、需风量对比表 位 置 所在分支 供风量（ m3/min） 需风量 （ m3/min） 备 注 小庄风井总回风 157 5396 东风井总回 159 9175 21105 北采面 57 1428 1300～ 1500 2824 采面 106 1603 1300～ 1500 3001 采面 144 1548 1300～ 1500 3301 风巷 61 600 600 固定风量 3301 机巷 62 604 600 3102 机巷 63 600 600 固定风量 2820 风巷 112 600 600 固定风量 2820 机巷 113 600 600 固定风量 3202 机巷 116 626 600 3002 风巷 149 601 600 3002 机巷 150 600 600 固定风量 3003 机巷 151 600 600 固定风量 南六专用回风下山 29 604 600 600 南大巷南段 28 300 300 固定风量 南 五轨道下山 66 303 300 北七皮带下山 161 301 300 600 北大巷北巷 117 308 300 ②等积孔 小庄风井等积孔： A1== = 东风井等积孔： A2== = ⑵中后期（ 2025年） ①中后期时 3 30 采区都回采到采区的倒数第二区段，因通风线路长，通风较困难，经过网络解算各风机工况和主要用风地点风量为： 解网风机工况表 风机名称 风机角度 （176。 ） 所在 分支 风量（ m3/min） 风压 （ Pa） 功率 （ kw） 小庄风井风机 25 179 5653 3222 303． 6 东风井风机 45 181 9475 3239 511． 5 解网主要地点供风量、需风量对比表 位 置 所在分支 供风量（ m3/min） 需风量 （ m3/min） 备 注 小庄风井总回风 178 5087 东风井总回 180 8963 3106 采面 60 1302 1300～ 1500 3206 采面 124 1222 1300～ 1500 不足 3008 采面 161 1368 1300～ 1500 3305 风巷 78 605 600 3305 机巷 81 600 600 固定风量 3107 机巷 67 600 600 固定风量 3207 风巷 127 600 600 固定风量 3207 机巷 128 600 600 固定风量 3208 机巷 131 605 600 3009 风巷 165 600 600 固定风量 3009 机巷 166 600 600 固定风量 3010 机巷 167 604 600 33轨道下山 79 304 300 31轨道下山 66 300 300 固定风量 32下山下车场 132 300 300 固定风量 32轨道下山 133 300 300 固定风量 以上可以看出，小庄现有 CAF 风机和东风井风机，只能勉强满足供风需求。 ②等积孔 小庄风机： A1== = 东风井风机 : A2== = 由以上计算可知 ,六矿井属于中阻力矿井 . 五、矿井通风系统的合理性、可靠性及抗灾能力分析 矿井采用抽出式通风，从技 术角度上讲有以下优点： 井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下风流压力提高，可使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全； 漏风量小，通风管理比较容易； 矿井风量按实际需要配风，并考虑漏风系数，保证了矿井生产所需风量。 矿井有 3个能通达地面的安全出口，安全出口间距离大于 30m，保证了人员撤出的安全性； 巷道内设置有常开风门，常闭风门，保证了风力的流向。 井下各掘进面均配有两部 2 15kw 的局部扇风机，并考虑了风电闭锁及备用风机。 综上所述，六矿在通风方面，从系统、风量、通风设备、通风 设施等方面都作详细的考虑，因此六矿的通风系统近期是安全可靠的。 但到中后期，供风量不足，小庄风井的风机需要更换，在开采 32 采区时，需要打北风井，否则应以风定产。 第四章 防突设计 六矿区二 1煤层具有储气条件好，瓦斯含量高，逸散条件差，构造发育，煤的坚固性系数低，突出危险性指标高等特点，特别是在向斜轴部及其附近，断层尖灭处等地带采煤时，应加强瓦斯涌出检测、通风和防突工作，以防患于未然。 六矿三水平延伸防突设计坚持区域防突措施先行，局部防突措施补充的原则。 第一节 第一节区域综合防突措施 一、区域突出危险性预 测 六矿 1970年 9月 25日在南三岩石下山掘进工作面发生第一次煤与瓦斯突出，突出点标高约为 190m，埋深 340m，突出煤量 30t，瓦斯量不详， 1970 年被定为煤与瓦斯突出矿井。 截止到目前，共突出33 次。 2020 年 10 月 13 日， 21431 综采工作面发生了自建矿以来最大的一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量 ，瓦斯量 50052m3。 统计 33 次突出，平均突出煤量 吨、平均突出瓦斯量 7200m3；统计33次突出，煤巷掘进工作面共发生 29 次，横川揭煤 3次，采煤工作面 1次；突出多发生在地质构造附近，如断层， 煤层变薄带，向斜轴部；多数突出发生在放炮后，即放炮震动引起；突出前均有明显的突出预兆，主要表现为响煤炮、煤层层理紊乱、煤强度变软，有时出现支架歪扭变形；突出时一般伴随有动力现象，且随着突出强度增加， 动力现象逾为明显。 建矿以来发生的瓦斯事故 11 次，共死亡 34 人，其中突出 4 次，死亡 18 人。 由鹤煤（集团）公司科研所测得在南翼六采区独立回风掘进工作面（标高 300m），瓦斯压力为 ；北翼专用回风巷三横川（标高 360m），瓦斯压力。 已远远超出突出临界值。 根据六矿瓦斯地质情况，六 矿三水平瓦斯含量及瓦斯压力随开采深度的延伸增加，突出危险性更大。 二、区域防突措施 ㈠区域防突措施选择 区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类，本井田主要可采煤层为山西组二 1 煤，属单一煤层，无保护层，因此选择预抽煤层瓦斯。 ㈡瓦斯抽放 抽放方法的选择 六矿三水平区域防突措施采取穿层孔预抽煤层瓦斯及顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施两种方法。 ①穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯 对于严重突出的矿井，掘进打钻所需的煤巷或在打顺层钻孔时，一般难于保证安全，而且钻孔也难以达到所要求的设计参数，因此在有围岩巷道 的条件下，应采用穿层钻孔的布孔方式。 六矿三水平各采区在每个工作面底板岩石中均布置有底板抽放巷，通过对底板岩石抽放巷的布置为实现穿层钻孔预抽煤巷条带煤层 瓦斯创造了条件。 为使预抽瓦斯措施取得良好的效果，穿层钻孔一般采用网格式布孔方式。 网格式穿层钻孔的钻孔间距，一般采用 10 10m(走向倾向 )的网格间距布孔 ,根据煤层透气性及采掘接替所允许的预抽时间 ,网格间距可适当增加或减小 ,如采用 5 5。 ②顺层钻孔预抽煤层瓦斯 此种布孔方式适用于无底板岩巷的巷道布置方式，目的是为了防治采煤工作面的突出。 钻孔从下顺槽打上向 孔，从上顺槽沿煤层打下向孔。 在煤层内掘进巷道及开钻场时，都必须采取防突措施。 钻孔孔径一般为 75～ 100mm，孔间距 2～ 3m，孔深要求能控制采煤工作面整个长度。 瓦斯抽放管路及抽放设备 六矿在 1990 年扩建时就建立了瓦斯抽放系统； 2020年又对瓦斯抽放系统进行了系统改造，改造内容包括：①把地面泵站的 SK— 42抽放泵换成两台 2BEC— 52 型真空泵，流量 200m3/min；② 把二水平大巷中 6″、 8″的抽放管全部换成 12″、 16″无缝钢管；③增加了孔板流量计及放水器等设施。 另外，井下增加了移动瓦斯抽放泵站，以 提高瓦斯的抽出率，增加抽放量。 抽放系统利用已有移动瓦斯抽放泵站，管路引自三水平总回风，服务 3001岩中巷， 3002岩中。