井下紧急避险系统方案设计论文

井下紧急避险系统方案设计论文内容摘要：

斜井副斜井和回风斜井兼作采区下山工程量小可以开拓全井田回采方便 4 开采顺序 开采顺序为由上至下即先采一水平后采二三水平水平内采区开采顺序由近及远采区内各区段下行式开采 采区内区段间的开采顺序为式 煤层的开采顺序根据煤层资源储量和开采现状分析结果本矿井全区范围内可采煤层 1 层即开采 D 煤层 在区段内工作面后退式开采 5 矿井现生产采区 矿井即将产采区为一采区 风情况 1 通风方式及通风系统 银堂煤矿为低矿井为了减少漏风有利于加强瓦斯管理采用并列 式通风方式 新鲜风流分别由主斜井副斜井进入乏风通过回风斜井排出 回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风回采工作面采用 U 型通风掘进工作面通风采用局部通风机压入式 2 通风设备 目前矿方安装有 FBCDZ6No16A 型防爆对旋式轴流通风机二台一台工作一台备用风量 21～ 55m3s 负压 98～ 1970Pa 电机功率 N 2179。 55kw 型号 YBFe280M6 局部通风选用 KDF63 系列矿用防爆压入式局部通风机其风量为 168～330m3min 风压为 1070～ 3140Pa 电机功率为 2179。 11KW 矿井供电供水情况 1 电源 条件 矿井供电电源 I 回引自银盏 10kv 变电所至矿井距离约 1km 回引自草堂 10kv变电所供电距离约 58km 线路导线能满足当任一回电源线路故障时另一回线路保证向全矿井全部负荷供电 2 供送电系统的技术特征 1 地面高低压配电系统 地面选择 2台 S95001004 kv型变压器供地面设备及照明用变压器中性点接地变压器分列运行手动无载调压一台工作一台备用 2 井下供配电系统 井下设变电所由地面 10kv 双电源直接接到井下变配电所由井下变配电所向井下用电设备供电井下中央变电所选取 KBSG931510069 型变压器一台供电 除水泵采面运输线采面局部通风机 井下中央变电所选取 KBSG95010069 型变压器两台向局部通风机供电采面选取 KBSGZY2501012 型变压器一台供电采面运输线选取 KBSGZY25010069 型变压器一台 3 水源情况 1 生活用水水源 矿区主井工业场地西北面约 200m 处的泉水引流到工业场地生活水池附近经水泵打到生活水池经处理后通过给水管分别对职工宿舍食堂锅炉房办公室等等各用水点供水矿井水源有保障 2 井下消防生产用水水源 采用处理后的矿井水作为生产水源由位于主斜井井口南侧约 200m 处的高位水池 300m3 作为蓄水池标高 1110m 用水泵经管道将处理后的矿井水引入该水池内贮存再用管道引出供生产消防用水即生产消防共用同一水池敷设 DN80 无缝钢管一条向井下供水并敷设场地生产用水给水管网采用 DN50 无缝钢管对场地各生产用水点静压供水处理后的井下水能达到《煤炭工业污染物排放标准》 GB 204262020 二级标准要求 13 六大系统的建设情况 监控监测系统 目前矿方已安装 KJ70N 型矿井监控系统主要监控矿井上下各类安全生产参数该系统具有报表曲线图形等屏幕显示打印和绘图数据存储调用参数超限报警控制等多种功能各分站 既能与监控中心汇接又可独立工作系统具有传输故障设备故障供断电状况和软件运行故障等的自诊断功能还具有远程维护功能 KJ70N 型安全监测监控系统由四部分组成 1 监控计算机网络及软件 2 传输接口及传输电缆 3 供电电源及数据采集分站 4 各种传感器及执行器其参数如下 1 系统容量可接分站数量 128 台 每个分站容量 16 路模拟量或开关量输入 6 路开关量输出 8 路模拟量或开关量输入 6 路开关量输出 2 数据传输方式 接 口与分站 120204004800bitsRS485 接口传输 3 传输距离 接口与分站 15Km 分站与传感器 35Km 4 误码率 中心站到接口 108 5 巡检周期 巡检周期 0104 秒分站 6 可接入的传感器信号制 模拟量 2020000HZ 优选 15mA 或 420mA 电流 0V5V 电压 开关量 05mA 55mA 触点 7 数据存储 模拟量 开关量 每变化一次存储一次 累计量 数据存储期限 地面中心站设在工业场地矿办公楼调度室内配备主控机打印机等共监控模拟量 60个开关量 27个地面共有 1个分站分别设置在风机房控制室通风机房分站监测通风机运行状况风斜井的瓦斯风速温度等井下设有 5 个分站配置瓦斯风速一氧化碳风门开关设备开停等传感器在参数超限和设备故障时能及时报警显示和存储必要时还 可实现超限自动断电 通信联络系统 1 行政通信 银堂煤矿位于瓮安县根据瓮安县通信网的现状本片区已形成了较完善的通信网其通信系统均已实现程控化具备将全片区的行政通信系统纳入公用网的条件供行政办公使用的电话和住宅电话可纳入瓮安县通信支局采用虚拟网方式由通信支局接入电信公共本地网 2 生产调度通信 本矿井已采用 KTH80 型矿用程控调度交换机供生产调度使用交换机基本容量为 180 门井下通过安全栅成为本安型通信 地面电话选用 HA01 型井下选用 HAK1 型防爆电话 井下人员定位系统 煤矿已安装井下人员定位系统人 员定位系统选用 KJ236 型人员定位系统用于煤矿井下人员和目标的跟踪和定位实现与动态目标识别器之间进行信息交换可工作于煤矿井下有煤尘和瓦斯爆炸的危险气体环境中该系统由软件系统和硬件系统组成其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分由这两部分软件共同支撑着整个系统的运行用于完成信息采集识别加工及其传输硬件系统由发射天线接收天线天线调谐器阅读卡和标识卡组成用于完成信息采集和识别从而实现预设的系统功能和信息化管理目标银堂煤矿配备人员标识卡 00 个井下设 2 个分站在井下采掘面巷道避难硐室等安设有读卡器 压风自救系统 煤矿安装有生产用的压风系统 选用两台 LU90 型风冷式螺杆压缩机 2 台 1 台工作 1 台备用电机功率 90Kw排气量 204m3min 排气压力 08MPa 压风主管路选用 敷设路径空压机房→副斜井→井底 供水施救系统 采用处理后的矿井水作为生产水源由位于主斜井井口南侧约 200m 处的高位水池 300m3 作为蓄水池标高 1110m 用水泵经管道将处理后的矿井水引入该水池内贮存再用管道引出供生产消防用水即生产消防共用同一水池敷设 DN80 无缝钢管一条向井下供水并敷设场地生产用水给水管网采用 DN50 无缝钢管对场地各生产用水点 静压供水 2 井下紧急避险系统建设分析 危险分析 井下主要灾害为水火瓦斯煤尘煤与瓦斯突出顶底板事故等灾害 水灾危险 1 根据该矿井的具体实际对其可能形成的水害类型分析如下 1 大气降水 大气降水是地下水地表水的主要补给来源其渗入量与气候地形岩石性质地质构造等因素有关一般大气降水量的大小降水性质强度和延续时间与矿井涌水量的变化有相应关系 2 地下水 从地层的富水性所知区内主要含水层有茅草铺组 T1m 夜郎组第二段 T1y2 长兴组 P3c吴家坪组 P3w23茅口组 P2m而夜郎组第一段 T1y1及吴家坪组 P3w1为相对 隔水层主要开采煤层位于吴家坪组 P3w 下段上覆茅草铺组 T1m 夜郎组第二段T1y2含水层由于有夜郎组第一段 T1y1隔水层故对今后煤层开采影响较小而含煤地层下伏茅口灰岩含水层由于中间有吴家坪组 P2w1 隔水层厚度 25m 故对今后矿床开采可能构成影响今后矿床开采的直接充水含水层为吴家坪组 P3w23 及长兴组 P3c 3 老窑积水 矿区东面含煤地层浅部分布有废弃老窑老窑采空区内有大量积水在矿井开采中应留设保护煤柱在接近采空区应进行超前探水或先疏干采空区积水以防采空区积水涌入矿井造成突水事故 4 地表水 从前面地表水对矿床充水的影 响知矿区内对今后煤层开采有影响的地表水体主要为大黄沟水库库容量为 7 万 m3今后在其下部采煤应加以防范另季节性溪沟位于煤层上部雨季溪沟水流量较大对矿床开采有一定影响 2 经过资料收集和地面调查该矿区煤矿属于岩溶裂隙水充水矿床地下水的补给主要来源于大气降水和地表溪流以及相邻区域地下水侧向补给地下水补给条件较好地下水类型中等根据收集资料和地面调查资料综合分析整理对矿区水害类型预测如下 1 矿区所处地势东部高西部低矿区最低开采标高 500m 位于当地潜水位和最低侵蚀基准面 位于矿区南外侧溪流标高为 104040m 之下低于当地 侵蚀基准面约 5404m 设计新主井处于矿区东部地势相对低洼之处虽然矿区地形坡度相对较平缓且有洼地地下水的径流排泄途经主要是通过岩石节理裂隙地下水的径流条件较好排泄条件较差所以矿山开采过程中于地势低洼处地表水通过岩石节理裂隙侧向补给地下含水层对矿井产生充水新主斜井口处于矿区中部地势低洼地带洪水期地表水仍有可能对矿井产生充水造成水害 2 由于矿区所处地势较缓大气降水通过岩石节理裂隙补给地下水含水层及相邻区域地下水补给含水层含水层中地下水通过岩石节理裂隙层间裂隙渗流断层带越流或突水方式对矿井充水其充水水量受大气降水量 影响因此降雨期地下水可能对矿井产生充水引起水害 3 据调查访问矿区东部有老煤窑或采空区积水现象井下开采可采煤层时老窑水或采空区积水对矿井产生涌水或突水的可能性大导致灾害性的破坏所以老窑水和采空区积水是该矿区最大的水害隐患 4该矿区可采煤层直接顶板无强含水层底板有 24m泥岩再下位茅口组强含水层因此矿山开采过程中揭穿含煤岩系底板粘土岩引起矿井产生底板透水的可能性不大 因此老窑水采空区积水使矿井产生突水涌水和地表溪水回灌矿井透水而使矿井遭受水淹没是本矿区最大的水害隐患必须引起高度重视 综合评价矿井水文地质条件为复杂 类型 瓦斯灾害危险 根据贵州省能源局文件黔能源发 [2020]831 号关于黔南州工业和信息化委员会《黔南州工信委关于上报 2020 年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告》的批复银堂煤矿矿井绝对瓦斯涌出量 024m3min 矿井相对瓦斯涌出量 813m3t 矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井 安全专篇中对矿井瓦斯涌出量进行了预测得出矿井相对瓦斯涌出量为 6m3t应属低瓦斯矿井建议矿井加强瓦斯压力含量梯度等参数收集按规定定期进行矿井瓦斯等级鉴定 银堂煤矿未作煤与瓦斯突出鉴定应委托有资质的单位对本矿煤与瓦斯突出危险性作出鉴定根据本矿井及整个 瓮安向斜的情况从未发生过煤与瓦斯突出属传统低瓦斯区域结合黔安煤办字〖 2020〗 345 号文《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》本区不属于煤与瓦斯突出区域但是随着开采深度的增加矿井瓦斯涌出量会进一步增大故而矿井存在煤与瓦斯突出风险和瓦斯爆炸风险 煤尘灾害危险 根据贵州省煤田地质局实验室 2020 年 8 月 3 日对银堂煤矿 D 煤层作出的煤尘爆炸性鉴定报告火焰长度为＞ 400mm 抑制煤尘爆炸最低岩粉量 85 煤层爆炸性结论煤尘有爆炸性 火灾危险 根据贵州省煤田地质局实验室 2020年 8月 3日对岩底煤矿 D煤层 作出的 煤炭自燃倾向等级鉴定报告表自燃倾向分类结论级自燃同时矿井井下存在大量的用电设备存在电器火灾危险 顶板灾害危险 矿区内可采煤层仅一层位于含煤地层下段直接顶板岩性多为泥灰岩及泥质粉砂岩间接顶板有粉砂岩粉砂质泥岩直接底板岩性多为为铝土质泥岩泥岩间接底板有细砂岩泥灰岩等 地层岩性类型中等矿区内发育断裂构造岩石节理裂隙较发育致使岩石抗压强度降低根据煤层顶板的岩性厚度裂隙发育程度及岩石抗压强度等指标结合煤矿调查本区煤层顶板稳定性为中等稳定 从上述情况分析由于矿井顶底板岩性相对较差发生顶板事故的风险亦存在 其它灾害危险 根据本矿所属煤矿企业属于高风险行业还存在提升运输伤害火药爆炸放炮伤害地面自然灾害触电伤害机械伤害中毒和窒息粉尘职业危害等风险但这些灾害发生时一般不会造成大量人员被困在井下的情况 22 建设井下紧急避险系统的必要性 1 本矿存在发生水害火灾瓦斯爆炸煤尘爆炸煤与瓦斯突出和顶底板事故的风险在发生此类事故时影响范围较大为此根据国家有关政策要求有必要建设紧急避险系统为遇险人员安全避险提供生命保障紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器建设井下紧急避险设施合理设置避灾路线科学制定应急预案等 2 井下 紧急避险设施对外能够抵御高温烟气隔绝有毒有害气体对内提供氧气食物水去除有毒有害气体创造生存基本条件为应急救援创造条件赢得时间 3 建设井下紧急避险系统可有效降低灾害损失有效降低事故危害程度提高矿井抗灾能力进一步提高地下矿山生产安全水平更大限度地保障井下人员生命安全建设该系统是以人为本安全发展理念的重要体现是建设坚实的矿山安全技术保障体系的重要内容 4 根据《关于建设完善煤矿井下安全避险六大系统的通知》 安监总煤装〔 2020〕 146 号 2020 年 6 月底前所有煤岩与瓦斯二氧化碳突出矿井中央企业和国有重点煤矿中的高瓦。