1、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
2、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最高容许浓度（mg/m 3）粉尘中游离SiO2含量（%） 总粉尘 呼吸性粉尘10 10 3.51050 2 15080 2 0.580 2 0.3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
3、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
4、排尘风速为 0.250.5m/s。最优排尘风速为0.52.0m/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 -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
5、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
6、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 -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
7、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
8、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50m/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 10.8540.43，算术平均值为大峪沟矿务局将军煤矿改
9、扩建初步设计安全专篇 第三章 粉尘灾害防治- 80 -18.96，一 1煤灰份产率两极值为 11.0731.86，算术平均值为20.03。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 28.26MJkg。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 14 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
10、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 0.3934.51m，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023.80m，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。
11、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 -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。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
12、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 56 mm，间距 20 m，一次同时注水孔；注水孔长度 L=50 m。（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，30 kW，1140 V，水泵流量 Q=8 m3/h，压力 8 MPa。注水后煤层含水率达到 4%，需注水
13、量：Q=BLMY(W 1-W2)K/2式中：B注水孔间距，为 20 m；回采工作面长度，回采工作面长度 120 m，为上下顺槽双向同时注水；M回采高度，煤层平均厚度为 4.62 m；Y煤的容重，Y=1.60 t/m 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- 82 -W1注水后煤层含水率 4%；W2原煤含水率 1.50%；K系数，K=1.051.08，取 1.05。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 232.85 m3；回采工作面日注水量 48.9 m3/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
14、台，电机为防爆电机，功率为 30 kW/台，水泵流量 Q=8 m3/h，压力 P=8 MPa。水箱：1 m 3的钢制水箱 2 个。煤层注水钻机：TXU-75 型 660 V ，4 kW，2 台。封孔器：YPA120，L=1000 mm，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 20 m，共 40 m。热轧无缝钢管：每台泵配 120m，共 240 m。高压钢丝编织胶管：每台泵配 100m，共 200 m。快速接头：K 型，与高压钢丝编织胶管配套，每 100 m 配 20 个。安全阀：单向阀每台泵配 1 个，共 2 个。内螺纹升降
15、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。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 -便携式快速水分测定仪：WA-A 1 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
16、，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331.83 m3/d ；井下消防用水量 7.5 L/s ，每个消火栓为 2.5 L/s。矿井工业场地贮水池 1 座，容量 V=1000 m3，其中消防用水量：432 m3，井下安全生产用水量：200 m 3，矿井生产生活调节水量：368 m3。井下消防洒水由工业场地地面清水池供给，通过一条 D1596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
17、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 2 mg/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 10 mg/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 50 m 设置一个 DN32 的支管，并装设截止阀、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- 84 -减压阀，以供冲洗巷道用。消防洒水管沿巷道侧壁敷设
18、。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防除尘洒水给水管网平面布置图 C1728GKA-845-1。五、粉尘传感器布置及检测仪表粉尘传感器的布置见第八章第三节。粉尘检测仪表见第九章第一节。第三节 防爆措施一、防爆措施本矿煤尘不具爆炸危险性。设计要求生产中采用清扫煤尘、湿式钻眼、冲洗煤壁巷帮、水炮泥、喷雾洒水和净化风流等综合防治措施。此外，矿井生产中必须严格执行煤矿安全规程 ，消灭火源。1严
19、格执行有关规定，杜绝明火发生。2消除放炮时产生的火焰。3井下电器选用防爆设备，有效杜绝电器火源。4有效地防止上、下山跑车及金属强烈碰撞产生的火源。此外，必须按煤矿安全规程规定，及时清除巷道中的浮煤，清扫和冲洗沉积煤尘。二、井下电气设备及保护的选择1井下变电所和采煤工作面供配电设备的选择及保护要求井下变电所和采煤工作面供配电设备严格按照煤矿安全规程第 7 条和第 444 条之规定进行选择。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- 85 -井下中央变电所和井下采区变电所均采用具有高压漏电保护装置的 BGP43-10 型隔爆高压真空配电装置（去移动变电所站回路具有选择性的动
20、作于跳闸的单相接地保护装置）和 KBSG 矿用隔爆型干式变压器，低压设备均选用具有选择性漏电、过载、短路等保护功能的 KBZ 矿用隔爆智能型自动馈电开关( 分开关设有选择性漏电保护装置，总开关设置漏电后备保护)，采煤工作面用电设备选用矿用隔爆型移动变电站和具有选择性漏电、过载、短路、断相等保护功能的 KBZ 系列矿用隔爆自动馈电开关。2井下配电设备及照明灯具的选择及保护要求为了预防电火花引起事故，严格遵守煤矿安全规程第 7 条和第 444 条之规定，正确选择和安装使用井下电气设备，并在运行中加强维护、检修，防止短路故障和过负荷情况发生；在供配电设备中均配备了必要的继电保护装置(短路保护、过负荷
21、保护、断相保护等)，按规定进行合理整定，使其起到应有的保护作用。掘进工作面的局部通风机采用“三专二闭锁（专用变压器、专用开关、专用线路、风电闭锁、瓦斯闭锁） ”方式配电，其线路的馈电开关具有选择性漏电保护装置，并能实现风电、瓦斯闭锁。井下井底车场、大巷及采煤工作面照明灯具采用 KBKY13E 矿用隔爆型荧光灯。照明电压均采用 127V。3井下矿用隔爆干式变压器，其供电回路均设有过流，过负荷等保护。4井下机电设备和仪器仪表检修、搬迁时，应切断电源，待设备检修、搬迁安装完毕后，应检测设备所在巷道中的风流中的瓦斯、粉尘浓度，在符合规定的风流条件下，才能恢复供电。三、巷壁刷浆大峪沟矿务局将军煤矿改扩建
22、初步设计安全专篇 第三章 粉尘灾害防治- 86 -在井底车场、石门、运输大巷等主要的岩石巷道内，采用巷壁刷浆方式防爆。其材料主要为石灰水，浓度一般为石灰水：水=1：1.5（体积比） ，用压气喷洒于巷壁，厚度 0.2mm，用量0.60.8 升/。第四节 隔爆措施本矿煤尘没有爆炸危险性，隔爆措施与防止瓦斯爆炸一同考虑。第五节 矿井地面生产系统防尘一、防尘系统简介地面生产系统消防洒水采用处理后的矿井排水，有供水设备加压供至地面生产系统各消防、洒水点。原煤带式输送机、上转载楼带式输送机、上仓带式输送机、系统转载点均按建筑设计防火规范要求设置消火栓。转载点、落煤点以及其它容易产生煤尘的地点按要求安装了洒
23、水器喷雾降尘。工业场地矸石系统翻车机房有大量的粉尘产生，主要采用洒水喷雾降尘，必要时可配备除尘器。工业场地道路扬尘采取洒水车定时洒水抑尘和绿化降尘措施。在产生、散发大量粉尘的房间设置通风除尘系统，以保证生产设备的正常运行和工人操作环境的清洁、安全。工业场地厨房安装屋顶风机。工业场地电修、机修、矿修、焊、锻等车间均安装有轴流风机进行全面通风除尘。二、地面生产系统防尘措施本矿主井采用立井提煤箕斗提升，生产系统尘源主要在箕斗受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- 87 -煤仓上部接煤口、筛分楼及落地煤储煤场；此外，生产系统各带式输送机的转载点，也是煤尘产生的地方。在箕斗受煤仓上部及筛分楼各层面加强通风，并装有洒水装置；为降低落地煤储煤场装车和运输过程中产生的煤尘，储煤场也有洒水设备。在各带式输送机卸载滚筒处加头部护罩，在导料槽段加防尘帘，溜槽与导料槽密封。
