3第三章 粉尘灾害防治.docx

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3第三章粉尘灾害防治

第三章粉尘灾害防治

第一节粉尘

据精查地质报告提供的主采煤层煤尘爆炸性试验资料及建井过程中煤科总院抚顺分院的鉴定资料，本矿井各煤层煤的挥发份含量33.18～41.77%，火焰长度微火～600mm，其中13-1煤层火焰长度50～600mm，>400mm，11-2煤层火焰长度100～150mm。

各煤层煤尘均有爆炸危险，抑爆岩粉量40～70%。

另外，根据煤科院抚顺分院的测试资料，13-1煤层火焰长度>400mm、抑爆岩粉量65%。

据精查地质报告提供的资料，主采煤层二氧化硅含量0.28～1.0%，13-1煤层含量最低，8煤层最高；建井过程中实测13-1煤层二氧化硅含为3.26%。

井田内各地层的岩石化学组份未有报告，本矿井井巷所遇地层岩性以泥岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主。

邻近的谢桥矿化验资料：

煤巷粉尘中游离SiO2含量为3.91～9.83%；岩巷粉尘中游离SiO2含量为21.31～41.01%；半煤岩巷粉尘中游离SiO2含量为6.31～17.23%。

本矿井应及时化验不同巷道中的游离SiO2含量的具体数据。

作业环境中的粉尘对人体呼吸有较大的侵害作用，尤其是呼吸性粉尘，视接触粉尘的时间长短、游离二氧化硅的含量不同，接尘人员发病程度不同，有可能产生煤肺和矽肺或煤矽肺病变，其基本病变为不同程度的弥漫性间质纤维化，导致肺胞失去弹性。

第二节防尘措施

一、防尘措施

井下生产性粉尘来源于机采、机掘、装载、卸载、转载、钻眼、爆破、支护、支架行走、喷砼（浆）等主要工序；按来源地点有工作面、转载点和卸载点、运输巷、有落尘的风巷等。

回采面中采、运、支环节都可产生粉尘，尤以采煤机、破碎机、刮板机、转载机、各个支架处产尘量最大。

鉴于矿井特殊的工作环境，要完全杜绝粉尘的产生是不可能的，关键在于针对产尘的工艺采取不同的措施使产尘量最小，特别是抑制呼吸性粉尘的浓度和进入接尘人员的呼吸道，使之符合作业场所空气中粉尘浓度标准，对职工健康危害最小。

据《煤矿安全规程》第739条，粉尘浓度标准如表3-2-1。

作业场所空气中粉尘浓度标准

表3-2-1

粉尘游离SiO2含量

（%）

最高允许浓度/（mg/m3）

总粉尘

呼吸性粉尘

＜10

10

3.5

10～＜50

2

1

50～＜80

2

0.5

≥80

2

0.3

本矿井组织生产过程中主要采取以下几方面的综合防尘措施：

1．矿井建立消防洒水系统，消防洒水管安装到井下所有采掘工作面、机电硐室入口、进回风巷、胶带机巷及其它作业地点。

2．井下主要运输大巷每隔500m设置1组能封闭巷道全断面的风流净化喷雾水幕，降低进风流中的粉尘。

定期冲洗巷道顶帮，防止粉尘堆积。

3．胶带运输机巷内的风速控制在4m/s以下，巷道内各转载点、卸载点设置喷雾洒水装置。

4．煤仓和溜煤眼下口设置喷雾洒水装置，放煤同时进行喷雾洒水，防止煤尘飞扬。

5．煤层注水，减少采煤过程中的产尘量。

6．采掘生产过程中，采取进、回风巷的风流净化，转载点、卸载点喷雾洒水，采煤机、掘进机使用内外喷雾洒水，支架、移架时洒水防尘，普掘工作面使用水炮泥、放炮前后洒水防尘、喷浆作业回风侧设净化水幕等措施。

7．采掘工作面作业人员佩戴防尘口罩。

二、回采、掘进工作面除尘

1．回采工作面采用煤层注水预先湿润煤体、湿式钻眼、水炮泥和放顶前后洒水防尘，破碎机、转载机运行同时开启洒水系统，减少煤尘的产生。

2．工作面风速控制在合理的范围内，工作面运输道和回风道内设置风流净化喷雾装置。

3．采煤机内、外喷雾必须符合《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》（AQ1020-2006）要求，喷雾罩面要大于截齿轮廓面，内外喷雾的压力要分别不小于2.0MPa、4.0MPa，如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于8.0MPa。

4．综采支架上安装自动喷雾装置，落架、行走、升柱作业时自动洒水捕获支架周围（上部和后部）的粉尘。

5．掘进工作面采取湿式钻眼、水炮泥、放炮和装岩前后洒水、喷浆时佩戴防尘口罩等措施。

6．掘进机作业的防尘必须符合《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》（AQ1020-2006）要求，掘进机内、外喷雾装置水压分别不小于3.0MPa和1.5MPa。

7．按照《煤矿安全规程》的有关规定，监测采掘工作面的粉尘浓度，对高产尘作业工序，制定专门措施，加强防尘工作，防止粉尘飞扬。

采掘工作面作业人员佩戴防尘口罩。

三、煤层注水防尘

（一）设计依据

据精查地质报告，主采煤层原煤水份（wf）为1.94～2.31%，其它如孔隙率、透水性、湿润边角、饱和含水率、节理、层理发育情况等指标未有说明。

煤层顶底板岩性以泥岩及砂质泥岩为主，其它特性未有说明。

东二13-1煤层平均厚度4.01m，倾角14～18°；煤层稳定，构造简单，夹矸1～2层，煤尘具爆炸危险。

西三（13-1）采区13-1煤层首采块段煤层厚度平均约4.95m，倾角8°左右，煤层稳定，构造简单，煤尘具爆炸危险。

矿井开拓方式为立井、集中大巷、分区开拓、集中出煤。

东二（13-1）采区内巷道采用上山、走向长壁、单翼布置方式，顺槽走向长度2000～2300m，倾斜宽850～1000m。

一次采全高，全垮落法管理顶板，回采工作面日产量12121t。

西三（13-1）采区巷道采用倾斜条带布置，走向长度1400～2000m，倾斜宽1900～2100m，回采工作面日产量12121t。

工作面采取“U”型通风方式，进回风顺槽设计断面分别为17.3m2和15.2m2，采取“锚梁网＋锚索”支护方式，局部破碎带采取U型钢支架加强支护。

矿井消防洒水管路布置于东、西区井下各条巷道中，进回风顺槽管径为D108×4mm，水压1.2～3.0MPa。

（二）煤层注水防尘

1．注水方式的选择

本矿井东二（13-1）采区的13-1煤层平均厚4.01m，工作面斜长260m，煤层较松软，结合矿区的注水实际情况，采取上顺槽顺层长孔动压注水湿润煤体。

西三（13-1）采区的13-1煤层平均厚4.01m，采取长孔动压注水方式。

2．注水参数的确定

东、西区回采工作面均采用上顺槽注水，采用钻机打顺层长钻孔，孔径75～96mm；钻孔长度取50m；孔间距10.0m。

钻孔为下向顺层孔，并平行于工作面，钻孔位于煤层中下部，便于操作和避免穿透顶底板。

3．封孔方法的选择及封孔长度的确定：

封孔采用方法简便、安全可靠的压注水泥浆封孔方式，封孔长度8m。

4．注水系统的选择

由于本矿井煤层埋藏深，地层压力高，设计采取动压注水方式，水压10MPa以上。

注水速度0.05m3/h·m，单孔注水量197m3，注水时间为39小时，所以，实行3孔同时注水，注水速度为5m3/h。

每天纯注水时间为20小时，注水孔位于工作面前方压力正常带内。

5．注水设备

根据确定的单孔注水速度，东、西区均选用2BZ-40/12型脉冲式煤层注水泵，出口最大压力可达12MPa；并配有流量表、高压闸阀、安全阀、压力表等。

钻孔采用SGZ-IIIA型全液压钻机，开孔94mm，配备电机功率18.5kW。

四、采空区灌水防尘

本设计暂不采用。

五、井下消防洒水

1．用水量

本工程根据《煤矿安全规程》（2006）、《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）和《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383-2006）等规范进行设计。

东区设计总用水量为3500m3/d，其中煤层注水525m3/d，井下采、掘工作面、煤仓（溜煤眼）、采煤机、支架、掘进机等喷雾用水1575m3/d，风流净化水幕用水1050m3/d，冲洗巷道用水等降尘洒水用350m3/d。

西区设计总用水量为2000m3/d，其中煤层注水300m3/d，井下采、掘工作面、煤仓（溜煤眼）、采煤机、支架、掘进机等喷雾用水900m3/d，风流净化水幕用水600m3/d，冲洗巷道用水等降尘洒水用水200m3/d。

2．水源

井下消防洒水由处理后矿井水供给。

井下正常涌水量为550m3/h，最大涌水量为960m3/h，矿井水处理站设计规模为20000m3/d；井下排水经矿井水处理站净化处理并消毒后，其水质可达到消防洒水水质要求；故其水质、水量均可满足设计要求。

3．给水系统

井下消防洒水管接自东区工业场地生产、消防水池，管径为D273×10的无缝钢管，自矸石井下管。

在井底车场附近均设减压硐室，减压后分送至各采区，供各用水点使用。

另外在刘庄西区进风井敷设一趟D273×10井下消防洒水管，作为备用。

东区工业场地设容量为1000m3的生产、消防水池一座，其中内贮井下消防用水量216m3。

在矸石井井底车场减压硐室内设置两套减压装置，一用一备，型号为Y43-150/10（入口压力：

7.8MPa，出口压力：

2.4MPa），配置减压阀4只，安全阀4只，0～10.0MPa压力表2只。

4．井下消防洒水设施

在井下消防洒水管路系统中，防尘洒水管路到达所有采、掘工作面，溜煤眼、转载点、装载点及运输的重载系统，采煤工作面的回风巷和中间输送机巷、石门等处。

消火栓的设置：

在主、副井筒及西区进风井马头门的两端，采区各上、下山口，变电所等机电硐室入口，爆破器材库硐室、检修硐室、材料库硐室的入口，掘进巷道的入口，回采工作面进、回风巷口，胶带输送机机头，以及胶带机大巷每隔50m，采用可燃性材料支护的巷道每隔50m，井底车场、煤层大巷、倾斜巷道每隔100m，岩石大巷、石门每隔300m皆设置消火栓；消火栓的规格为DN50，由带阀门的三通支管及水龙带接口组成。

喷雾洒水的设置：

在井下采、掘工作面，煤仓，溜煤眼，翻车机，装车机，以及胶带输送机，刮板输送机，装载机等的转载点上均设置喷雾器；在所有掘进头均设置掘进头喷雾器。

风流净化水幕的设置：

回风顺槽靠近出口及距工作面50m内，装煤点下风方向15～25m处，胶带运输机巷道、刮板输送机顺槽及巷道，采区回风巷及承担运煤的进风巷，回风大巷、承担运煤的进风大巷及斜井等位置均设置一道风流净化水幕。

另外，在井下所有的主要运输巷，主要回风巷，上下山，掘进巷道，采煤工作面上下顺槽中所敷设的防尘洒水管路中，皆安装有支管和闸门，以供冲洗巷道。

第三节防爆措施

一、防爆措施

防止煤尘瓦斯爆炸的措施主要有：

1．加强通风管理，保证用风地点的风量符合稀释瓦斯和粉尘的要求，有爆炸危险的场所配置瓦斯自动报警、断电装置，防止瓦斯、粉尘浓度超限时作业；

2．作业点及巷道内粉尘实行人工巡回检测制度，严密监控粉尘浓度，特别是煤尘浓度，总结不同的生产工艺产尘的差别，采取有效的综合防尘、降尘和限制煤尘爆炸的措施。

3．消灭引起煤尘爆炸的火源，对机械碰撞火源，电火源及人员违章携带火种分别采取相应措施加以消除。

4．对巷道落尘应定期进行冲洗、清运，保持积尘的一定的湿润性，防止再次飞扬。

二、井下电气设备及保护的选择、井下电气设备和测量仪器仪表检修搬迁、操作等，采取的措施。

1．井下电气设备的选择

本矿井为瓦斯突出矿井。

井下高压设备选用BGP型隔爆高压配电装置；低压选用BKDZ隔爆型智能化真空开关；变压器选用KBSG型矿用隔爆变压器。

并设局扇专用变压器各配电点均采用BKDZ型开关及BQZ真空智能型起动器，移动变电站选用KBSGZY型隔爆移动变电站。

井下高、低压电缆一律选用铜芯，并符合《煤矿用阻燃电缆执行标准》要求的阻燃电缆。

井下照明采用BZX型隔爆照明变压器综合保护装置，照明灯具选用DGS20/127YA矿用隔爆节能型荧光灯，照明电压为127V；通信设备、自动化装置及仪表等均选用矿用本安型或矿用隔爆兼本安型。

2．井下电气设备的保护接地

井下电器设备电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。

接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω，每一移动式和手持式电气设备至局部接地所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，与主水仓中埋设的主接地极连成1个总接地网。

井下下列地点设置局部接地极：

（1）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）

（2）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

（3）低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

（4）无低压配电点的采煤工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面、至少分别设1个局部接地极。

（5）连接高压动力电缆的金属装置。

局部接地极可设在巷道水沟内或其他就近的潮湿处。

设置在水沟中的局部接地极用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并平放于水沟深处。

设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，管上至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。

连接主接地极的接地母线，采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。

3．电气设备的保护：

井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，具有短路、过负

荷、接地和欠压释放保护。

井下采区变电所、移动变电站和配电点引出的馈电线上，装设短路、过负荷、和漏电保护装置。

低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。

井下配电网络（变压器馈出线路、电动机等）均装设过流、短路保护装置、必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。

必须正确选择熔断器的熔体。

井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。

必须用最小两相短路校验保护装置的可靠动作系数。

保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气能够启动。

井下低压馈电线上，装设有检漏保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。

煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的装置。

4．井下电气设备和测量仪器仪表搬迁、操作

井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。

检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1%时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电。

控制设备内部安有放电装置的，不受此限。

所有开关把手在切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”牌，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电。

操作井下电气设备，必须遵守下列规定：

（1）非专职或非值班电气人员，不得擅自操作电气设备；

（2）操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；

（3）手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。

5．本设计井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级

（1）高压10000V，3300V；

（2）低压1140V，660V；

（3）照明、信号、电话和手持式电气设备的额定电压装置的额定供电电压，不超过127V；

（4）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。

井下防爆电气设备在入井前，检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。

6．井下电缆的选用和敷设见“第五章第三节”。

第四节隔爆措施

一、隔爆设施

为阻止爆炸冲击波的传播，引起更大区域的爆炸和破坏，设计采取隔爆水棚区吸收爆炸能量波。

二、隔爆水棚

本矿井达产时共有2个回采面，14个掘进面，可能有煤尘爆炸危险的地点有回采面、煤巷掘进面、煤仓周围，为此，在矿井的主要进回风石门、胶带机斜巷与煤仓相连的巷道、相邻采区联巷、煤层掘进巷道及与其相连的巷道间、采煤工作面上下顺槽内均设置隔爆水棚区。

主要水棚区采用角钢吊架安装水袋，吊架采用锚杆吊挂，水棚区每架可装3～4只水袋，单只水棚容水量80kg，各水棚区长度、水量、安装要求按有关规程进行设计，其中主要水棚区长度不小于30m，辅助水棚区长度不小于20m。

投产时矿井共设置水棚303架，水棚计1062只，总水量84960kg。

随着采掘面的移动，部分辅助水棚区应作相应的移动。

水棚区补给水由井下消防洒水管路供给。

隔爆水棚区按规定每周巡检1次，检查其安装地点、数量、水量及安装质量是否符合要求。

矿井达产时隔爆水棚布置见图3-4-1。

第五节矿井地面生产系统防尘

一、防尘系统

地面生产系统的防尘洒水和消防用水共用给水管道系统，主要供各转载点和原煤输送机走廊等防尘洒水及消防用水，其水量、水压由工业场地生活、生产、消防给水系统保证。

东区副井生产系统粉尘主要来自矸石的转、卸载，本矿井矸石运输共有2套系统，其中副井提升的矸石车在地面组成一列后，由机车直接运至东区矸石山，因此，该系统粉尘较少；只在东区矸石山翻、卸矸点采取喷雾洒水降尘。

西区没有主生产系统，地面生产系统的防尘主要是副井生产系统的防尘。

西区副井生产系统粉尘主要来自矸石的转、卸载，副井提升的矸石车在地面组成一列后，由机车直接运至翻车机房，翻矸后由胶带机运至西区矸石山，因此，该系统粉尘较少；在西区矸石山翻、卸矸点采取喷雾洒水降尘。

二、防尘设施

在主井井塔、装车仓、储煤场、转载点、翻车机房下口和原煤输送机走廊等处每隔50m均设置有喷雾器，以供洒水降尘；矸石山设水冲扩堆；工业场地配流动洒水车。