蒋庄煤矿设计-毕业论文.doc
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1、摘要就目前煤矿地下开采技术的发展趋势来看,综采无疑是现代采煤工艺的主要发展方向,综采的机械化程度也是衡量一个国家采煤技术的重要标准。我国是世界上最大的产煤国,同时也是世界上最大的矿难国,随着我国煤矿现代化建设的不断推进、综采工作面的不断普及,综采工作面的安全生产问题日益受到人们的重视。本文首先通过对我国综采技术的发展和综采工作面容易出现的安全问题,如火灾、瓦斯爆炸等的分析,结合实习矿井蒋庄煤矿23600工作面的实际情况,指出了综采工作面容易出现的安全隐患以及预防安全事故发生的相关技术措施。然后,分析了煤矿灾害应急救援的原则和指导思想,通过对比国内外煤矿灾害应急救援现状,阐述了我国当前煤矿事故应
2、急管理存在的问题,进而制定出了23600工作面灾害应急救援预案。关键词:综采工作面、瓦斯治理、防火、防尘、水害、应急救援ABSTRACT The development trend of underground coal mining technology of fully mechanized, undoubtedly is the main development direction of modern coal mining technology, the important standard of mechanization mechanized coal is a measure o
3、f the national coal mining technology. China is the largest producer of coal in the world, which is the worlds largest mining of coal mine in our country, with the continuous progress of modernization, popularization of fully mechanized working face, the issue of safety in production of fully mechan
4、ized coal mining face increasing attention.Security questions in this paper through the development of mining technology in China and fully mechanized working face is easy to appear, such as the analysis of fire, gas explosion, combined with the actual situation of the practice of mine Chaili Coal M
5、ine 23600 working face, points out the related technical measures to fully mechanized working face safety and accident prevention. Then, analyzed the principle and guiding ideology of coal mine disaster emergency rescue, by comparing the domestic and foreign coal mine disaster emergency rescue situa
6、tion, the paper discusses the existing coal mine accident emergency management problems in China, and then worked out in 23600 working face of disaster emergency rescue plan.Keywords: fully mechanized working face, gas, coal dust, fire, flood, emergency relief1 绪论42 蒋庄煤矿通防安全状况52.1矿井概况52.2 矿井通防情况53 工
7、作面通防安全技术研究73.1 风量的计算与火灾治理73.1.1 综采工作面火灾的基本类型73.1.2 防治煤炭自燃的技术措施73.1.3 工作面的风量计算与防灭火措施93.2 综合防尘143.2.1 矿井粉尘的危害143.2.2 工作面的防尘措施153.3 瓦斯的治理203.3.1 矿井瓦斯的危害203.3.2 工作面的瓦斯治理21参考文献241 绪论 由于我国国情及煤田地质条件的复杂性,决定了我国煤矿技术装备是多层次的,在未来相当长的时期内综采、普采、炮采三种工艺方式并存。但就目前煤矿地下开采技术的发展趋势来看,综采无疑是现代采煤工艺的主要发展方向,综采的机械化程度也是衡量一个国家采煤技术的
8、重要标准。 虽然经过40余年的探索,我国煤矿综采技术得到了长足的发展,但是,由于多方面的原因,综采工作面安全事故仍然屡见不鲜,综采工作面的安全问题也日益受到人们的重视。因此,研究如何提高综采工作面的安全系数、切实保障矿井的安全生产成为当下一个重要的课题。本课题所研究的目的就是针对我国煤矿综采工作面所存在的种种问题,结合实习矿井蒋庄煤矿的实际情况,指出综采工作面容易出现的安全隐患,为预防综采工作面出现安全生产事故提供基础信息。同时,指出我国在煤矿灾害应急救援方面同国外采煤发达国家之间的差距,以及我国在这方面所应做的努力。2 蒋庄煤矿通防安全状况2.1矿井概况蒋庄煤矿隶属于枣矿集团,为国家“八五”
9、重点工程建设项目,1989年6月24日正式投产,矿井原设计年产能力为150万吨/年,井田面积40.3平方公里,井田位于滕南矿区中部,京沪铁路线以西,地跨滕州市与微山县,北距滕州市25km,南距微山县16km,东至京沪铁路官桥站13km,微(山)-滕(州)公路在井田中部穿过,井田南端东至官桥,西至江苏沛县均有公路相通,西南部的南四湖及京杭大运河可通航千吨货轮,南至江、浙,北达京、塘,水陆交通方便。 矿井开拓方式为立井盘区式开拓方式,井田设两个开采水平。第一水平标高为-320米,主要开采山西组3上、和3下两层煤。第二水平标高-430米,主要开采太原群12下、16层煤。第一水平现有北八、南七、南九三
10、个生产采区,北六采区为准备采区,第二水平首采面于2009年10月份开始回采,目前只有163一个生产采区。采区采用前进式推进,区内后退式开采,采区内回采工作面采用沿空送巷布置,采用单一走向(倾斜)长壁全部陷落采煤法,一次采全高。2.2 矿井通防情况蒋庄煤矿通风方式为混合式,通风方法为抽出式。进风井1个,即副井进风,回风井2个,即中央风井和南风井回风。2010年7月实测总进风量为12109m3/min,总回风量12318m3/min,等积孔为6.34m2,其中中央风井回6467m3/min,负压为1640pa,等积孔3.22m2;南风井回5851m3/min,负压为1420pa,等积孔3.13m2
11、。矿井需要风量为10738.63m3/min,有效风量为11152.5m3/min。蒋庄煤矿为低瓦斯矿井,矿井瓦斯绝对涌出量为4.98m3/min,相对涌出量为0.91m3/t;矿井二氧化碳绝对涌出量为8.19m3/min,相对涌出量为1.49m3/t。煤尘具有爆炸性,2008年5月,经中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室鉴定,我矿3上煤层、3下煤层、16层煤煤尘的爆炸指数分别为36.83%、38.21%、43.02%。3上、3下及16层煤均有自然发火倾向,等级为二级。1998年10月经西安矿院矿山应用研究所对我矿的3上、3下煤层进行了实验室低温模拟自然发火测试,3上煤样在井下25起始温
12、度时的最短发火期为43天;3下煤样在井下23起始温度时的最短发火期为37天。矿井中央风井安装两台2K60-4 No.28型轴流式扇风机(一台工作、一台备用),配备电机型号为YR800-10/1180,功率为800kw。南风井安装2台BDK-8-No.24型对旋轴流式扇风机(一台工作、一台备用),配备电机型号为YBF450S2-8-220,功率为2220kw。现中央风井风机现运行角度为35度,南风井风机现运行角度为31.5度。矿井中央风井担负北八采区、北六采区、二水平的回风。3 工作面通防安全技术研究3.1 风量的计算与火灾治理3.1.1 综采工作面火灾的基本类型从发火原因上来看,可以将矿井火灾
13、划分为外因火灾、内因火灾两大类。矿井外因火灾,就是由外部火源引起,发生在井下及井口附近,但危害到井下安全的火灾,它一般发生在井下机电硐室、采掘工作面和有电缆的木支架巷道一及井口附近等处,其中以胶带输送机火灾最为严重,世界各主要产煤国家都把该类火灾作为外因火灾监测的重点。我国煤矿的外因火灾占矿井火灾总数的10%左右,虽然其所占比例不大,但由于外因火灾一般发展迅猛,故外因火灾往往造成重大的财产损失和人身伤亡事故。据统计,国内有记载的重大恶性火灾事故90%以上属于外因火灾。矿井的内因火灾,特指煤炭的自然发火。综合煤自然发火的条件和现场经验,在煤矿井下的易自然发火地点有采空区、停采线和开切眼、进回风巷
14、道、构造带、通风设施附近,在这些地方,热量容易积聚,而且有一定的氧气供应,所以,在这些地方应重点监测,防止火灾事故的发生。3.1.2 防治煤炭自燃的技术措施“预防为主,综合治理”是矿井火灾防治工作的指导方针。对于易自然发火的矿井,防治煤炭自燃可以从两个方面出发:一,从开拓、开采的角度出发;二,从采煤工作面的角度出发。从开拓、开采的角度出发,当开采易自然发火的煤层时,最小的煤层暴露面,最大的煤炭回收率,最快的回采速度,易于隔绝的采区,正规的开采方式,合理的开采顺序在很大程度上能够降低煤炭自然发火的危险性。例如当开采易燃的厚煤层时,蒋庄煤矿采用岩石上山和集中运输巷、回风巷,大幅度的减小了煤层暴露面
15、,从而摆脱了自燃发火的被动局面,提高了井下安全系数。从综采工作面的角度出发,由于机电设备较多,产生的热量较多,如果所开采煤层自燃倾向性强,很容易导致煤炭的自然发火,酿成严重的火灾事故。所以在综采工作面,必须采取相应的技术措施防止煤炭的自然发火。1)堵漏防灭火可以采用一些材料将一些漏风通道进行封堵,增加漏风风阻,使漏风程度降低到最小。在我国一般采用示踪法检测漏风量和漏风通道。2)均压防灭火指利用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段,改变其通风系统内的压力分布,降低漏风通道两端的压差,减少漏风量,从而达到抑制、熄灭火区的目的。3)惰气防灭火是指利用管路将氮气、二氧化碳、湿式惰气等不能助燃的气体(
16、惰气)注入防灭火区域,降低该区域的氧气浓度,以达到防治煤体自然发火或熄灭已燃火区的目的。除此之外,常用的防治煤炭自燃的技术措施还有注浆、注凝胶、注阻化剂等。其作用原理基本相同,都是通过管路将某种物质注入到易自然发火区域,隔绝煤与氧气的接触,降低氧气的浓度,以达到防止煤炭自然发火和熄灭已燃火区的目的。3.1.3 工作面的风量计算与防灭火措施蒋庄煤矿自然发火现象严重,以23上600工作面为例,如果要保证安全生产,必须首先对工作面的风量进行计算。矿井通风是煤矿安全生产的基础,它借助于机械或自然风压,向井下各用风地点连续输送适量的新鲜空气,供给人员呼吸,稀释并排出各种有害气体和浮尘,降低环境温度,创造
17、良好的气候条件,并在发生灾变时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动的路线。矿井通风在煤矿生产过程中是不可缺少的重要环节,是矿井安全生产的基本保障。对于单个采煤工作面,计算工作面的风量是保证井下安全生产与管理的关键。(1)风量计算按气象条件计算:Q采煤=6070%vS采煤K采高K长度 式(3.3) =6070%1.110.561.11.1 =590.33m3/minQ采煤=6070%vS采煤K采高K长度 式(3.4) =6070%1.110.561.11.4 =751.33m3/min式中: v-采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表3.3中选取,1.1m/s;S采煤-采煤工作面的平
18、均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,(5.3+4.3)22.2=10.56m2;K采高-采煤工作面采高调整系数,取1.1;K长度-采煤工作面长度调整系数,工作面初期取1.1,工作面最长时取1.4;70%-有效通风断面系数;60-为单位换算产生的系数。按照瓦斯涌出量计算:Q采煤=100q瓦斯K瓦斯 式(3.5)=1000.251.6=40 m3/min式中:Q采煤工作面实际需要风量,m3/min;Q瓦斯工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量,0.25m3/t;K瓦斯采面瓦斯涌出不均衡的备用通风系数1.6。(正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日瓦斯绝对涌出量二者
19、比值为1.6)。100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。按二氧化碳涌出量计算:Q采煤=67q二氧化碳K二氧化碳 式(3.6)=670.521.6=55.74 m3/min式中:Q采煤工作面实际需要风量,m3/min;q 二氧化碳工作面回风巷风流中二氧化碳的平均绝对涌出量,0.52 m3/t;K二氧化碳采面工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数1.6。(正常生产时连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日二氧化碳绝对涌出量的比值为1.6)。67-按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。按炸药量计算:Q采煤10Acf 式(3.7)=100.9=9 m
20、3/min按回采工作面同时作业人数计算:每人供风4 m3/min: Q采煤4N采煤 式(3.8) =480=320 m3/min式中:N工作面最多人数,80人(两班交接人员、管理人员、检查人员);4每人需风量,m3/min按风速进行计算:Q采煤600.25S最大 式(3.9) 727.84(571.88)600.258.16727.84(571.88)122.4 m3/minS最大=I最大h采煤70% 式(3.10) =5.32.270% =8.16 m2式中:S最大-采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;I最大-采煤工作面最大控顶距,5.3m;h采煤-采煤工作面实际采高,2.2m;0.25-采
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