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表5—1—1作业场所空气中粉尘浓度标准
粉尘中游离SiO2含量(%)
最高允许浓度(mg/m3)
总粉尘
呼吸性粉尘
v10
10
3.5
10<
〜v50
2
1
50<
〜v80
0.5
>
80
0.3
1.3煤尘的爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2014年1月提交的贞丰县正大煤矿K4、K3煤层的《煤尘爆炸性鉴定报告》,本矿区K3、K4煤层的煤尘均有爆炸性。
1.4粉(煤)尘的危害性
粉尘在矿井广泛分布,长期接触有粉尘的工作环境,对工人健康危害很大。
粉尘的危害主要表现在:
刺激眼膜,引起角膜炎,造成视力下降;
刺激呼吸系统,引起上呼吸道炎症;
污染作业环境,造成作业人员视线不清、感觉不适等,从而降低工作效率并引发工伤事故;
危及作业人员的健康、引发各种职业病,如煤肺病、硅肺病、皮肤病、肺结核等。
因此应对其引起足够的重视,并采取相应措施加以防范。
2、防尘措施的确定
2.1综合防尘措施
该矿产生粉尘的尘源地点主要是:
1)采掘工作面;
2)采煤工作面的进、回风巷;
3)装载点及卸载点;
4)主平硐、副斜井、采区煤仓;
5)水平运输大巷、二采区运输下山;
6)地面;
要将空气中的矿尘浓度降到安全标准以下,矿井必须采取综合防尘措施,并以风、水为主,包括通风防尘、湿式作业、净化风流和个体防护等措施,建立完善的防尘洒水管路系统。
2.1.1、综合防尘措施中各种方法的具体要求
(1)利用副斜井后面的山上现有的+1570m标高处的250m:
一座高位水池。
敷设DN80二趟至井下,向井下供水,井下初期最高用水点标高+1297m,几何高差为273m,大于35m,因此,以静压供水方式向井下供水。
井下消防与防尘洒水管网以DN80焊接钢管从副斜井接入井下,井下支管为DN50焊接钢管;
在井下机电硐室入口、掘进巷道入口、采煤工作面进、回风巷口等处设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓;
在回采工作面运输巷每隔50m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓;
采面回风巷、掘进工作面等其他巷道每100m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓。
(2)掘进井巷和硐室时,必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。
在距掘进工作面迎头20m处,设置水幕以净化掘进头放炮后的空气,并且各掘进头配备湿式除尘风机。
(3)在采掘工作面、装载点、转载点、提升运输等井下作业地点,均设喷雾洒水装置,以控制各产尘点的粉尘。
该方法简单方便、经济、有效,降尘率可达30〜60%。
(4)风流净化:
在各含尘量较大的进风巷中每50m设置水幕一道,降低粉尘浓度,避免进风流污染。
在回风巷每隔100m设降尘水幕一道;
距离工作面50m内应设置一道自动控制风流净华水幕。
在工作面运输巷每隔
50m设DN50mm给水栓一个。
含尘浓度较高的风流所通过的回风巷和掘进巷道,离工作面20〜30m处设置水幕,净化风流。
各转载、卸载点均设置防尘水幕。
采面回风巷应安设至少2道风流净化水幕。
(5)巷道中风速经验算满足《煤矿安全规程》的要求,在生产过程中要经常检测、调整和控制各巷道风速,防止因风速过小而不能及时带出空气中的浮尘和风速过大重新扬起落尘。
从防尘角度来讲,最低排尘风速为
0.25〜0.5m/s,最优排尘风速1.5〜2.0m/s。
(6)定期清扫和刷洗巷壁上的煤尘。
(7)粉尘检测及要求:
必须对生产性粉尘进行监测,并遵守下列规定:
1)总粉尘浓度,井工煤矿每月测定2次;
露天煤矿每月测定1次。
粉尘分散度每6个月测定1次。
2)呼吸性粉尘浓度每月测定1次。
3)粉尘中游离SiO2含量每6个月测定1次,在变更工作面时也必须测定1次。
(8)在综合防尘上,设计采用机械捕尘以及风流净化等方法解决防尘问题,进一步改善掘进、采煤工作面工作环境,缓解粉尘的危害。
2.1.2.转载及运输防尘主要措施
(1)各转载点均应设置喷雾系统,转载时实施自动控制喷雾。
(2)应设专人负责管理喷雾除尘设施。
(3)及时对井下的采面及其进回风巷、掘进工作面、轨道下山、主井等巷道进行清洗。
冲洗巷道由顶棚、两帮、巷道底部顺次进行,两帮冲洗还包括背板等处落尘在内,耗水量按巷道表面积2L/m2计算。
(4)在回采工作面运输巷每隔50m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓;
采面回风巷、掘进工作面等其他巷道每100m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓,以便接管冲洗巷道。
2.1.3、个体防护措施
(1)个体防尘是综合防尘工作中不可忽视的一个重要方面,个体防护的防尘用具主要包括:
防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器、气流安全帽、防尘口罩(如自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩等)等,其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气、又不影响正常工作。
该矿采用经济实用的防尘口罩作为个体防护的措施,要求长时间在采、掘工作面等产尘的地方作业的工作人员必须佩戴。
(2)定期对井下作业人员进行职业健康检查,对新入矿工人进行职业健康检查,并建立健康档案。
(3)按照国家法律、法规和卫生行政主管部门的规定定期对接触粉尘、毒物及有害物理因素等作业人员进行职业健康检查。
对检查出的职业病患者,煤矿企业必须按国家规定及时给以治疗、疗养和调离有害作业岗位,
并做好健康监护及职业病报告工作。
2.1.4、回采、掘进工作面除尘
(1)采煤工作面、掘进工作面采用普采、炮掘、装载、落顶等工序产尘强度大,是主要产尘源,是除尘的重点。
采煤工作面放炮落煤时使用水炮泥,掘进工作面放炮应使用水炮泥,爆炸时水滴和粉尘的惯性碰撞和凝并使粉尘迅速沉降。
水炮泥爆破除降尘效果好,对降低爆焰、温度、防止引燃事故、降低炮烟及有毒有害气体含量效果也十分显著,水炮泥布置详见示意图2-1。
图2-1水炮泥布置示意图
炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求:
1)炮眼深度小于0.6m时,不得装药、爆破;
在特殊条件下,如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时,必须制定安全措施,炮眼深度可以小于0.6m,但必须封满炮泥。
2)炮眼深度为0.6〜1m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。
3)炮眼深度超过1m时,封泥长度不得小于0.5m。
4)炮眼深度超过2.5m时,封泥长度不得小于1m。
5)光面爆破时,周边光爆炮眼应用炮泥封实,且封泥长度不得小于
0.3m。
6)工作面有2个或2个以上自由面时,在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m,在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。
浅眼装药爆破大岩块时,最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。
(2)炮掘工作面防尘要求采取以下主要措施:
湿式打眼,锚网喷机具采用湿式喷浆,放炮使用水炮泥,并要求放炮前后冲洗巷帮。
具体措施如下:
1)湿式作业:
采掘工作面及掘进工作面要求湿式作业,按规定采用湿式打眼,装药必须使用水炮泥,放炮后进行洒水降尘。
2)采用湿式打眼,凿岩机等凿岩机械均具有湿式凿岩功能。
3)放炮时采用喷雾降尘,放炮前后冲冼煤壁、顶板并浇湿底板和落煤,在出煤过程中,应边出煤边洒水。
4)安装喷雾器洒水,装岩(煤)前后必须向岩(煤)堆洒水。
5)采用湿式锚杆机打锚杆眼。
6)采用湿式混凝土喷射机。
7)为净化掘进巷道的含尘风流,在局部通风机吸风口前方20〜30m处、距离掘进工作面约20〜30m处设置水幕除尘。
8)掘进工作面局扇、混凝土喷射机安装通风除尘器。
9)作业人员必须佩戴防尘保护用品。
(3)喷雾洒水:
采、掘工作面装载点、卸载点等井下作业地点,均设置喷雾器喷雾洒水。
该方法属中等类型方便、经济、有效,降尘率为30〜
60%。
在喷雾洒水的巷道内,必须随时保证煤尘中水分大于33%(水分大于
12%时,可防止煤尘起爆)。
爆破前、后冲洗煤壁,爆破前应开启喷雾洒水装置,攉煤时洒水。
(4)井下主平硐、副斜井和回风斜井风流平缓地段建测风站,坚持每旬测风一次的制度,合理计算风量,达到以风定产。
(5)采用合理的风速:
井下风速必须严格控制,增大风量或改变通风系统时,必须相应的调节风速,防止煤尘飞扬。
放顶时,加强通风,保证工作面风速在0.25m/s以上的排尘风速,但不得超过4m/s,最优排尘风速为1.5〜2.0m/s。
采煤工作面采用单体柱配合铰接顶梁支护顶板,柱距0.8m,排距1.0m,三、四”排控顶,最大控顶距为4.2m,最小控顶距为3.2m,放顶步距为1.0m,采高0.81m,配风量10m3s,经验算该矿工作面的风速为3.33m/s,符合回采工作面排尘风速要求。
(6)风流净化:
在各含尘量较大的进风顺槽中设置水幕,降低粉尘浓度,避免进风流污染。
在工作面运输巷及回风巷设固定降尘水幕2道,靠近采煤工作面位置设移动水幕1道;
掘进含尘浓度较高的风流所通过的回风巷和掘进巷道,距离工作面20〜30m处设置水幕1道,净化风流。
各转载、卸载点设置喷雾装置,并确保正常使用。
(7)距工作面20m范围内的巷道每班至少冲洗一次,20m以外的巷道每旬至少冲洗一次,并清除堆积浮煤。
(8)应设专人负责管理喷雾除尘设施。
9)个体防护措施:
采掘工作面的工人按《煤矿安全规程》(2016版)
规定配戴防尘口罩、防尘帽等。
矿井综合防尘措施、防爆措施及组织与管理制度,由矿长每年组织编制与实施。
2.1.5、采空区防尘措施
采空区灌水降尘率一般能达到77%〜92%。
其效果有:
顶板再生效果明显,再生厚度有时能达0.7〜0.9m;
降低工作面温度,减少CO含量,改善井下劳动条件。
由于煤层底板吸水性较强,存在泥化和膨胀现象,影响巷道维护,故本安全设施设计不考虑向采空区灌水防尘,因此,采空区防尘采取洒水防尘措施。
由回风巷铺设DN50mm的防尘管路至回工作上隅角,再顺回采工作面最后面一排柱子铺设防尘管,每隔50m安设一个洒水装置,在采面回柱放顶前、放炮前后及出煤时,向采空区洒水,湿润岩体及浮煤,防止采空区粉尘随风流进入采面及回风顺槽。
其次,尽量保持采面畅通,减少风量进入采空区,将采空区粉尘带到采面及回风流中。
2.1.6、煤仓(溜煤)眼防尘措施
(1)矿井必须建立完善的防尘供水系统,没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。
煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路,并安设支管和阀门,防尘用水均应过滤。
(2)井下所有煤仓和溜煤眼都应保持一定的存煤,不得放空;
有涌水的煤仓和溜煤眼,可以放空,但放空后放煤口闸板必须关闭,并设置引水管,溜煤眼不得兼作风眼使用。
(3)井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口必须安设喷雾装置或除尘器,作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。
(4)煤浆堵塞煤仓(溜煤眼)或巷道时,必须立即停止溜煤眼上口放煤,并报告矿调度室,制定安全措施,进行处理。
(5)井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口应采取粉尘综合治理措施,总粉尘降尘效率应大于或等于85%。
(6)井下煤仓(溜煤眼)上口均设置瓦斯和煤位传感器进行监测。
(7)井下煤仓(溜煤眼)下风测必须设置防尘水幕。
3、井下消防、洒水(给水)系统
3.1水源、用水量、水质及水压
1)水源
经现场踏勘,矿井生活用水主要取自附近的山泉水,该水源无人为污染,水质较好,水量能满足工业场地生活、生产、消防用水及井下消防、洒水的要求,故确定选择山泉水为工业场地生活、生产、消防用水及井下消防、洒水的水源。
利用副斜井后面的山上现有的+1570m标高处的250m:
一座高位水池。
敷设DN80二趟至井下,向井下供水,井下初期最高用水点标高+1300m,
几何高差为270m,大于35m,因此,以静压供水方式向井下供水。
由+1570m标高的250m3高位水池敷设DN80二趟至井下,确保井下防尘、消防用水。
该矿井下水处理流程详见图3-1。
图3-1井下水处理示意图
2)用水量
该矿井生产、生活消防用水量计算系根据《煤炭工业小型矿井设计规
范》(GB50399-2006)、《煤炭工业给水排水设计规范》(MT/T5013-96)、
《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)、《建筑给水排水设计规范》
(GB50015—2003)、《室外给水设计规范》(GB50013—2006)、《室外排水
设计规范》(GB50215—2005)、《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB50383—2006)和有关规程规定等进行计算。
矿井用水量表
序号
用水项目
用水人数
用水标准
最大日用
量(m3d)
最大小时用
水量(m3/h)
备注
日常生活用水
250
40L/人
0.81
浴池用水
31.5
5.25
浴池面积15m3水深
0.7m
3
淋浴用水
540L/h
22.68
7.56
淋浴器14个
4
食堂用水
25L/人
12.5
1.22
5
锅炉房用水
12.8
0.80
按锅炉蒸发量的40%计
6
洗衣房用水
140
80L/kg
16.8
2.10
7
单身宿舍生活用
水
100L/人
25
2.6
8
其它
19.6
3.05
按1~7项和的15%计
9
井下防尘洒水
消防时
2.5L/S
66.02
2.75
包括25%的不可预见水量
消防用水
室外
10L/S室内5L/S
162
6.75
补充水时间按48h计
合计
378.9
15.79
注:
消防用水考虑一次两小时用水量,全年按一次火灾考虑。
经计算该矿井生产、生活消防最高日用水量约378m3d,其中生产用水
量约66m3d,生活用水量约150m3d,消防用水量为162m3d。
3)水质
井下消防、洒水用水按满足《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399
—2006)第13.5.7条中所给水质标准要求执行,详见表3—2。
山泉水经消毒处理后,能满足设计规范要求的水质标准。
表3—2井下消防、洒水水质标准
序号
项目
标准
悬浮物含量
不超过30mg/L
悬浮物粒度
不大于0.3mm
pH值
6〜9
大肠困群
不超过3个/L
4)水压计算
1、井下最高用水点的水压为:
井下最咼用水点标咼为+1297m咼位水池标咼为+1570n,距井下
最高用水点的几何高差为273m
P=pgh=1000X9.81x238=392400Pa=2.33MPa
式中:
P—压力;
Pa;
p—密度;
1000kg/m3;
g—9.81N/Kg;
h—咼度,273m
经计算,供水水压为1.83Mpa>
0.3Mpa,因此采用静压供水方式向井下供水。
2、井下最低用水点的水压为:
井下最低用水点标高为+1075n,高位水池标高为+1570n,距井下最低用水点的几何高差为495m
P=pgh=1000X9.81x460=2678130Pa=3.51MPa
h—高度,495m
经计算,供水水压为3.51Mpav4Mpa,因此井下最低点用水点水压没有超过水压要求。
3.2井下消防、洒水管路
利用副斜井后面的山上现有的+1570m标高处的250m一座高位水池。
敷设DN80二趟至井下,向井下供水,井下初期最高用水点标高+1300m几何高差为270m,大于35m因此,以静压供水方式向井下供水。
井下设有完善的消防洒水管网,由地面消防洒水池静压供水,防尘洒水管路系统主要敷设在:
①采掘工作面,②卸载点,③装载点,④运输系统,⑤采煤工作面的进回风巷。
在井下机电硐室入口、掘进巷道入口、采煤工作面进、回风巷口等处设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓;
在回采工作面运输巷每隔50m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓;
采面回风巷、掘进工作面等其他巷道每100m设置一个规格为DN50消防与防尘洒水栓,以便接管冲洗巷道。
防尘供水管路的布置,见井下消防、防尘洒水系统布置图。
消防、防尘洒水供水系统设施、设备及器材配备明细见下表。
设备窑称
图洌
规格或型号
单位
数谴
备注
地面闇位水池
i==r
250a^
座
[
防尘系统上皆路
风別尢缝掴營
m
800
陆尘爲统支袜路
DX刊无絶钢件
4000
水管三通
【込RO*DN5O
亍
1:
〕、30
水答阐阀
—MH
1)X80.^50
个
40.30
消火栓
o
DN80、DN50
樣煤点啸霉、其它地点嚇需
DN50
5?
工件向唏雾
p
怖(J
道
粉尘捕集叢覆
AKTC-92A
套
煤矿用轻式除生辭
JD-GX300P
xm.s(B50
把
4、粉尘监测及个体防护设备
4.1粉尘检测
1、主要检测方法及频率
(1)煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理,做好作业场所
的职业卫生和劳动保护工作,采取有效措施控制尘毒危害,保证作业场所符合国家职业卫生标准。
矿井配备有AQH—1型呼吸性粉尘采样器和ACH—1型呼吸性粉尘测定仪,作业场所空气中粉尘(总粉尘、呼吸性粉尘)浓度应满足表5—1—1的要求。
(2)在井下掘进工作面等产尘较高的作业地点设置粉尘传感器,实时监控作业地点的粉尘浓度。
(3)按照《煤矿安全规程》的规定,建立、完善矿井测尘制度,
设置专人定期对各产尘点的总粉尘、呼吸性粉尘和游离SiO2含量分
别进行检测。
1总粉尘:
作业场所的粉尘浓度,井下每月测定2次,地面每月
测定1次;
粉尘分散度,每6个月测定1次。
2呼吸性粉尘:
工班个体呼吸性粉尘监测,采、掘工作面每3个月测定1次,其它工作面或作业场所每6个月测定1次;
每个采样工种分2个班次连续采样,1个班次内至少采集2个有效样品,先后采集的有效样品不得少于4个;
定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。
3粉尘中游离SiO2含量:
每6个月测定1次,在变更工作面时
也必须测定1次;
各产尘作业场所每次测定的有效样品数不得少于3
个。
4煤矿粉尘浓度测定结果按季度综合上报主管部门。
(4)井下测尘点选择和布置按照《煤矿井下粉尘防治技术规范》
(AQ1020—2006)的相关规定确定。
采掘工作面主要测尘点布置详见表4—1。
表4—1采掘工作面主要测尘点布置
地占八、、
序工
占小测
采面
架移
作
头端面作距
掘进面
处mO
车矿距侧
未中t流
□
卸
装
屮料
喷
2、检测设备
按照《矿井通风安全装备标准》(MT/T5016-96)要求配备有多
种粉尘检测及采样仪表作为矿井粉尘的监测、取样设备。
设备的种类、
型号和数量见表5—8—1
4.2个体防护设备
个体防护的防尘用具主要包括:
防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器、气流安全帽、防尘口罩(如自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩等)等,其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气、又不影响正常工作。
该矿采用经济实用的防尘口罩作为个体防护的措施,要求长时间在采、掘工作面等产尘的地方作业的工作人员必须佩戴。
5、防爆措施
5.1防尘降尘措施
1、防尘降尘措施
本矿井开采煤层有煤尘爆炸危险性,在实际生产过程中,应采取以下防尘降尘措施:
(1)经常清扫巷道中积聚的煤尘,尽量勿使煤尘飞扬蔓延,防止沉积的煤尘参与爆炸。
(2)对煤尘沉积强度较大的巷道,采取水冲洗的方法、冲洗周期应根据煤尘的沉积强度及煤尘爆炸下限浓度确定,在距离尘源30m的范围内,沉积强度大的地点,应每班或煤日冲洗一次;
距离尘源点较远或沉积强度小的巷道,可几天或一天冲洗一次;
运输大巷可半月或一个月冲洗一次;
工作面巷道必须定期清扫或冲洗煤尘,并清除堆积的浮煤,清扫或具体冲洗周期由总工程师决定。
(3)巷壁刷浆,用石灰水或水泥石灰水喷洒在巷道周壁,使煤尘固结起来不能飞扬到空气中参与爆炸,巷壁刷浆后,还能改善井下环境,并
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