矿井煤矿

矿井煤矿（精选十篇）

矿井煤矿 篇1

一、矿井中的空气

矿井空气主要来自地面。地面空气是由下列气体组成的混合物:氧气为20.96%;氮气为78.13%;二氧化碳为0.04%;其他气体为0.87%。此外还有少量蒸汽、微生物和灰尘等。

地面空气输入矿井后, 成分发生了一系列变化, 空气中混入各种有害气体和粉尘, 氧气浓度减少;温度、湿度、压力也发生了变化。这种进入矿井发生了变化的空气叫作矿井空气, 主要成分仍然是氧气、氮气等。其中变化不大的叫作新鲜空气, 如井下进风道中的风流;变化程度较大的叫污浊空气, 如井下回风道中的风流。

二、矿井空气中的主要有害气体

矿空气中的有害气体可分为三大类:爆炸性气体 (如沼气) 、刺激性气体 (如二氧化硫) 、窒息性气体。其中窒息性气体又可分为单纯窒息性气体 (如氮气) 和化学性窒息性气体 (如一氧化碳) 。这些有毒有害气体总称为矿井瓦斯。

三、矿井通风压力和阻力

空气在井巷中流动就形成进巷风流。只有压力存在的时候空气才会产生流动, 而且都是由压力高的地方往压力低的地方流动。井巷中, 这种空气借以流动的压力就称为矿井通风压力。矿井通风压力是由通风机械和自然风压产生的, 其共同作用的结果使进风井口的压力高于回风井口, 即在进、回风井口间产生一个压力差, 促使空气流动。

风流在井巷流动时, 井巷的四壁、支架和各种堆积物以及井巷断面参数的突然变化、转弯等, 都有阻止空气流动的作用。这种空气在井巷内流动中受致到干扰和阻滞作用, 称为矿井通风阻力。通风阻力消耗通风能量, 使通风压力降低, 造成通风压力损失。

为了使风流按预定要求在井巷中流动, 就必须以通风压力来克服矿井阻力。二者是作用力和反作用力的关系, 数值相等, 方向相反。因此, 只要计算出通同风阻力值, 就知道通风所需要的压力值, 并根据该值和矿井所需风量合理地选择矿井通风动力设备。

四、矿井通风系统

矿井通风系统是一个总称, 矿井通风系统在煤矿开采作业中具有十分重要的作用, 该系统通常包括了地下矿井的通风方法、通风的方式以及通风的网络等等。矿井通风系统对保障矿井正常上产及矿井中作业人员的生命安全具有至关重要的作用。

1、矿井通风方法

矿井通风方法有很多, 主要根据矿井通风机的工作机制得以划分, 主要可以分为压入式、抽出式、联合式三种矿井通风方法。

2、矿井通风方式

矿井通风方式根据回风巷在矿井中的位置来区分, 当前我国矿井通风方式主要有中央式、对角式、分区式和混合式。

中央式可以分为并列式和中央分列式, 顾名思义是指进、回风井在矿井中沿倾斜方向的相对位置不同而进行区分的。

对角式可以分为两翼对角式和分区对角式两种。他们的区分方是如果进风井在整个井田的中央, 而回风井则位于井田两翼 (沿倾斜方向的浅部) , 则这种方式叫作两翼对角式;如果是进、回风井分别处在井田的两翼则为单翼对角式;分区对角式顾名思义是指进风井位于井田走向的中央, 在各采区开掘一个不深的小回风井, 没有总回风巷。

分区域式是指井田中每个生产区域都设有进、回风井的情况, 分别构成各自独立的通风系统。

混合式则为由上述诸种方式混合组成。两种不同的矿井通风方式混合使用就变成了混合组成方式。

3、通风网络

矿井中风流经过矿井巷间的连接形式称通风网络。分为串联、并联、角联和复杂联。

4、通风构筑物

通风构筑物有:风门、调节风窗、风墙和风桥。通风构筑物用来保证风流按拟定的路线流动, 对风流进行控制调节。它是矿井中通风系统的关键构成部分, 它直接影响到矿井通风情况。所以通风构筑物的管理是矿井通风的重要工作。

5、矿井风量调节

(1) 局部风量调节。局部风量调节方法有增阻法、减阻法和辅助通风机法。

(2) 矿井总风量调节。当用局部风量调节法不能满足生产的需要时, 就必须对扩井总风量进行调节。即通过改变主要通风机的工作点实现矿井总风量的增减。

6、矿井漏风

进入井巷的风流, 在未到达用风地点之前就漏出的现象称为矿井漏风。漏风使有效风量减少, 威胁安全生产, 它是衡量地下煤矿开采中通风管理工作的质量标准。

五、瓦斯管理

瓦斯管理主要包括地下矿井中瓦斯的分级管理、矿井瓦斯的分源治理和矿井瓦斯的综合管理措施。

1. 矿井瓦斯的一般管理措施:

组织措施;瓦斯检查制度;建立与健全瓦斯报表、瓦斯台账和瓦斯记录制度。

2. 矿井瓦斯的特殊管理措施。

1) 加强通风管理。2) 局部瓦斯积聚处理的安全技术组织措施。3) 排放瓦斯要实行分级管理。4) 局部积聚瓦斯的处理与排放。5) 盲巷管理及瓦斯排放。

六、井下调改风工作

1、井下调改风工作需要专业性强的人员来操作, 必须有专门的措施。

比如巷道贯通、通风系统调整、初采初放、过地质构造等特殊性的工作需要制定与之相对应的《通风安全技术措施》, 除此之外还必须有专业的通风部门干部现场协调指挥。

2、执行调改风任务单审批制度, 调改风工作需要各相关部门协调配合, 因此需要提前通知调度室及各个有关部门。

对于巷道贯通、改变盘区通风系统、影响采掘工作面正常生产等大型调改风, 必须停止盘区内的一切作业。调改风过程必须由通风部、队干部现场指挥, 保证作业安全。每次调改风必须对整个盘区通风系统进行一次全面测定, 测定结果报矿总工程师、通风部及有关单位。

3、

通风部门必须按季度绘制通风系统图, 每月进行完善补充修改, 矿井通风系统图必须标明巷道的风流、风向、风量及通风设施。

4、

通风部门每三年进行一次通风 阻力测定, 每五年进行一次通风机性能测试, 新安装的主要通风机投运前必须进行性能测 试工作。

5、机电队加强主要通风机的日常管理、维护工作, 确保主要通风机的正常运转。

出现异常时备用主要通风机必须在10min内启动。

摘要：矿井通风的就是把地面新鲜的空气输入到井下来排除各种有毒有害气体和灰尘。矿井通风系统是否合理, 对矿井的通风状况好坏、保障矿井安全生产和经济效益的提高起着重要的作用。

矿井煤矿 篇2

神木县沙峁乡哈拉沟煤矿，位于神府煤田腹地大柳塔矿区哈拉沟乡镇开采区。是国家规划的陕北侏罗纪煤田开发计划项目之一，也是神木县第一批布点建设的乡镇煤矿。本矿矿址在大柳塔镇哈拉沟村内。距大柳塔镇4公里，距包神府二级公路2公里，距包神铁路黑炭沟精煤集装站6公里。

矿区油路直通矿井储煤场，地理位置和交通 条件比较优越。本矿批准开采2-2煤层，平均年厚度4.36米，井田面积2.3平方公里，现保有可采储量500万吨。设计年生产能力前期9万吨，后期15万吨，服务年限 46年。属低硫、低磷、低灰、高发热量的优质动力和汽化用煤。本矿采用一对斜井开拓，主、副井筒倾角均为20度，斜长100米，全部采用料石砌碹。主井安装650型胶带输送机，井底设有集中水仓及高扬程水泵，地面安 装两台30kw防爆风机。矿井电源为10kv线路，并备有40kw柴油发电机组。本矿于1986年筹建，1990年建成投产。近几年来，遵照中央、省、市、县各级指标，投资500多万元，大力开展了安全生产整顿治理工作，2003年建 成榆林市标准化样板矿井。建矿20年来，井下从未发生过人员伤残事故。

哈拉沟煤矿是神东煤炭集团公司整合地方小井资源，经过技术改造建成的一座千万吨级现代化煤矿。井田面积72.4平方公里，可采储量5.16亿吨，主采煤层为2-

2、3-

1、4-2煤3 个煤层。煤质具有低灰、低硫、低磷、中高发热量等特点，可用于动力燃料、工业汽化和低温干馏。自2004年12月建成投产，设计生产能力1000万吨/年，2015核定生产能力1600万吨/年。

矿井机构设置为“四办两中心”六个机关科室，区队为“十队一车间”十一个基层单位，共有员工1148人。

矿井采用平硐、斜井、立井联合开拓布置方式，生产布局一井两面，装备两综三连，连续采煤机掘进，综合机械化采煤。装备了世界上最先进的高阻力液压支架和大功率采煤机，长壁后退式综合机械化开采，实现了主运系统皮带化、辅助运输胶轮化、生产系统远程自动化控制和安全监测监控系统自动化；率先实现了井下小灵通通讯、人员车辆定位系统，矿井信息化走在世界煤炭行业前列。

哈拉沟煤矿认真实施神东煤炭集团低成本战略，形成了以矿、对、班组三级核算体系为基础，以周转材料、回收材料、班组消耗材料三套软件系统为支撑，以有效的考核激励机制为保障的材料精细化管理模式，从根本上扭转了传统煤矿粗放式管理的状况，取得了显著的经济效益。

哈拉沟煤矿综采一队大学生采煤班由原综采一队生产一班经过不断优化队伍结构、提升队伍素质不断发展而来。全班现有成员12人，均为“80后”，其中研究生学历1人、本科学历7人、大专学历4人。自哈拉沟煤矿2005年建矿投产以来，保持安全零伤害纪录，成为一支极富学习力、创新力、创造力和理想追求高、技术素质强、团结协作好、安全生产绩效优的标杆采煤队伍，先后获得全国总工会、国家安监总局“安康杯”竞赛优胜班组、全国化学能源系统“工人先锋号”、神东煤炭集团公司“金牌班组”等荣誉称号。

哈拉沟煤矿经过认真研究，决定将子弟工人数相对集中的机电队高压检修班组建为一支以子弟工为主的“神东子弟班”。班组定员12人，实行动态淘汰管理的办法激发他们自强、自律、自励意识。哈拉沟煤矿经过认真研究，决定将子弟工人数相对集中的机电队高压检修班组建为一支以子弟工为主的“神东子弟班”。班组定员12人，实行动态淘汰管理的办法激发他们自强、自律、自励意识。连续被矿井和公司评选表彰为“优秀班组”、“青年安全生产示范岗”，班长刘强在2014年11月被中国安全生产协会、中国能源化学工会评为安全管理标准化示范班组创建活动优秀班组长，为在全矿子弟员工中形成转变思想观念、树立扎根矿山、奉献青春、成就事业的精神风尚发挥了有力的带动作用。

几年来，矿井加大技术投入，主井胶带机带面自2004年12月8日千万吨技改完成投入使用至今，安全运行已达十一年，未发生撕带、断带等重大机电事故，创公司胶带机管理新记录。12煤一套低采高支架（1-29）连续直搬4个工作面，循环5个工作面使用，已在井下工作面工作54个月，创公司支架连续使用时 间、直搬次数新纪录，累计为公司节省搬家倒面费用约3860万元。公司引进的国内首套国产井下污水净化系统2013年在哈拉沟煤矿安装运行以来，累计处理污水2425282方，节约水费776.09万元；处理后的水经过多次水质检验，均达到饮用水标准。采空区涌水、各盘区工作面探放水、顶板淋水等洁净矿井水源，通过管路收集，注入四盘区采空区储水区（22401-407采空区）的注水点（如22405、22401注水点），在最低点22401回顺泄水措施巷通过钻孔强排至地面哈拉沟净水厂，经简单净化处理后，通过管路输入矿区供水管网，每天向哈拉沟净水厂提供3000-5000 m3清洁水，供神东矿区生活饮用水，缓解了矿区严重缺水的局面。

煤矿矿井机电维修技术分析 篇3

【关键词】煤矿；机电；维修

1、煤矿机电设备维修技术分析

1.1 维修方式策略分析。设备的维修方式是指对维修时机的控制，具体方式主要在以下几种:事后维修又称故障维修，是当设备发生故障或损坏、造成停机之后才进行的维修；定期维修又称计划维修，指设备只要使用到预定的维修时间，不管其技术状态如何，都要进行规定的检查和维修工作；视情维修又称按需预防维修或状态监测维修，它不是根据故障特征而是由设备在线监测和诊断装置预报的实际情况来确定维修时机和内容；机会维修，它是与视情维修或定期维修同时进行的一种有效的维修活动，实施这种维修可获得较好的有效度。

在故障发生频繁、人力、备件费用或停工损失很大时，改进设计是最好的办法。从理论上讲，通常确定维修方式的基本原则是:对经济效益、安全生产影响比较大的设备，若能够运用状态监测手段探测故障征兆，应采用状态维修，否则应用计划预防性维修；对处于连续生产线上且没有后备机械的设备应采用计划性预防维修；对经济效益和安全生产影响不大或有备用机的设备，应采用事后维修；对故障征兆无法有效监侧，以随机故障为主要故障形式的设备，应采用事后维修。

1.2 维修类型策略分析。维修类型的确定便于人们根据具体的故障情况选择相应的维修方式，从而实现对机电设备的维修控制和故障率的最低化。基于对机电设备故障类型的分析，机电设备的维修类型可分为偶发型维修和寿命型维修两种。

偶发型故障维修一般是不能预测的，通常采用事后修理方式；对特别重要、连续不间断运转、不允许突发故障停机的设备，可采用在线连续状态监测，配以备用设备和保护系统，以预防因操作失误、检查疏忽等造成的故障。

寿命型维修一般是可预防的，主要根据维修和故障停机的损失及安全性的要求选择维修方式。例如，对于复杂更换件和不宜拆卸检查的精密件，可采用预测维修；对维修费用很高的复杂更换件，有时也可采用故障维修；对于简单可更换的一般耐用件，可采用定期维修；故障率高的复杂更换件，可采用改善维修或采用组件更换；不影响生产和安全的简单可换件，可采用事后处理。

2、矿井机电维修分类

2.1 机电损坏后的维修。这种维修是在机电发生故障后被动采取的处理措施。这种维修实在无准备状态下进行的，维修往往不够完善和彻底。

2.2 计划性的周期维修。定期维修主要是按照检修经验，通过一些简单的检测手段进行检修周期的确定，机电设备客观上不管需不需要检修，检修周期一到就要进行强制性的检修。因此，难以有效预防受随机因数影响所产生的故障，有时还存在过剩检修的情况。

2.3 计划性的状态检修。伴随机电监测技术的发展与完善，通过对设备进行在线检测以及诊断装置对设备故障状态的预防，可将机电维修的内容与时间确定下来。通过计算机对监测与诊断资料所取得数据进行的处理分析，初步预测设备故障问题，以在机电发生故障前，制订出设备维修的计划和措施，消除隐患，使机电设备正常运行，保障生产的安全顺利进行。

3、国内外机电维修的现状

3.1 国内现状。国内在矿井机电维修方面普遍存在效率低，维修人员整体素质不高等方面的问题。具体表现为：矿井机电维修人员不专业，只会简单的维修工作；维修人员主要集中在矿井排水、通风、压风、提升等运转与供电的固定设备上；在遇到大型检修的时候，维修人员不够用。

3.2 国外现状。国外矿井只在本矿井内雇佣少数维修和管理人员，而且他们只承担最简单的维修管理工作。矿井的机电维修则主要由设备制造商来承担，制造商有专业的维修经验，给每台机器建立档案。与此同时，定期到矿井进行检修。这样的维修模式既专业又省事，是一种经济有效的维修方式。

4、矿井机电维修的途径

4.1 完善设备维修制度。机电设备维修制度的建立应依据机电设备的运行档案，以设备使用说明书为基础，根据机电各个零部件的使用寿命制定出计划性的定期检修制度，使机电设备故障在萌芽阶段即得到有效的控制。同时通过对机电运行档案的整理、归类与分析，在结合设备使用说明书与设备运行档案的基础之上，制订出矿井机电设备计划性状态检修计划，并具体月度、季度与年度检修计划。通过计划性状态检修方式，保障矿井机电设备性能完好，设备正常运行。

4.2 设立专业化矿井机电维修公司。鉴于国内外矿井机电维修的现状，建立专业化的矿井机电维修公司是非常有必要的。当前，不少矿井尤其是一些新建矿井，从事机电设备维修人员较少，要培养一个能够熟练进行机电维修的技术人员要很长一段时间，同时受矿井环境条件的影响，从事矿井作业的技术人员越来越少，伴随矿井装备技术含量的提高，对设备维修人员的要求也不断提高。这些因素使得维修人员难以满足矿井生产的需要，为保障矿井机电设备的正常运行，提高矿井生产能力，可以通过集中人员，设立机电维修公司的方式，进行矿井机电维修。

4.3 开发矿井机电维修管理信息系统

（1）数据库设计：机电维修管理信息系统数据库包括基础数据库、缓冲数据库和用户权限数据库。基础数据库所存放的信息主要包括矿井机电的分类台帐信息、配件消耗信息以及维修管理信息，可以此建立3个表，以提高查找速度，进行有效的管理。由于数据库信息量大可相应的设置检索条件进行报表输出。缓冲数据库建立3个表，作用是将基础数据库查询信息进行临时储存并存入数据表，缓存数据库中的数据在查询或报表结束后，系统会进行自动删除，使内存空间得以有效运用，提高系统运行速度。用户权限数据库用以存储系统用户信息，用户进入系统时，系统会对权限进行检测，维护信息系统的安全性。

（2）信息系统设计：机电维修信息管理系统设计中，要对系统表单、报表、系统菜单进行合理设计。系统表单作为数据库与用户之间交流的界面，设计过程中要注重系统方便性、与实用性的提升，方便信息系统浏览、查询、修改、删除、管理、报表等各种功能的使用。

4.4 加强机电设备更新改造

机电设备的无形磨损指的是在新设备产生之后，导致原有机电设备发生无形中的贬值。通过对机电设备在局部上的改进以及各种新部件的装配提高设备性能，注重对设备的更新换代，在条件允许的条件下加强对技术先进、操作方便、经济合理的新型设备的更新与使用。转变设备维修模式，改变传统单一的设备维修方式，在设备维修过程中注重先进的维修思想与维修技术的应用，能够有效地降低矿井机电设备的故障率与额外折旧率以及机电设备的维修成本，提高设备使用周期中的可用性与可靠性。

5、优点

采用集中方式的优点是明显的，第一，可以提高工作效率，解决了日常巡检无事可干，但又必须安排维修人员的矛盾。第二，可以承担一些更复杂的維修任务，精通业务的人员多，处理问题就更容易。第三，通过不同设备的维修锻炼，可以使新手更快成长。为企业新开发矿井提供人才储备。第四，可以采购先进的维修装备和仪器．集中使用，避免各矿都采购带来的成本增长。

煤矿矿井粉尘防治研究 篇4

1矿井粉尘的危害

1.1降低能见度

矿井空气能见度是受多因素影响的,主要包括粉尘、湿度、风速等条件,其中主要受风速和相对湿度的影响。有研究认为,相对湿度通过改变矿井粉尘颗粒物粒径大小分布,影响颗粒物肖光系数和散光系数,从而影响矿井空气的能见度。矿井粉尘在空气中由不同粒径大小的颗粒组成,在运动的空气中,做布朗运动和加速度沉降运动。煤矿生产工作面产量越大,单位时间内产尘量也越大,空气聚集的矿井粉尘量也就越多,又由于矿井长期处于潮湿的环境中,相对湿度较大,矿井粉尘与空气中水分子结合,弥漫在矿井空气中,降低了能见度,工作环境灰蒙蒙的,不利于工人的工作心情[2]。

1.2引发尘肺病

煤矿作业环境普遍较差,井下粉尘浓度超标现象较为普遍。工作面粉尘浓度随着机械化采煤技术的提高在逐渐增大。《煤矿安全规程》规定:在井下回采工作面、大巷、顺槽以及掘进工作面中,粉尘中游离的二氧化硅含量小于10%的时候,呼吸性粉尘浓度量不能超过5mg/m3;若游离的二氧化硅含量大于10%,呼吸性分粉尘的浓度不能超过1.5mg/m3。从当前煤矿防护工作来看,大多数矿井要达到此标准是比较困难的。

1.3引起煤尘爆炸

煤尘爆炸事故的定义是悬浮在空气中的煤尘,遇到热源、明火,发生连续性的爆炸事故。从国家煤矿安监总局获得的数据分析表明,煤尘爆炸事故的致命因素主要是爆炸产生的火焰锋面的高温灼伤、爆炸冲击波和冲击气流。发生煤尘爆炸事故的必要条件是:煤尘浓度在500g/m3~1000g/m3;有一个能引燃煤尘爆炸的热源或者明火。

2矿井粉尘产尘点

按照产尘源来分析,在生产中,各环节产尘量的比较如表1所列。主要产尘源的粉尘中,粉尘平均粒径小于10μm的颗粒占超过50%,产尘点全尘含量超过100mg/m3,呼吸性粉尘超过100mg/m3,长期在这样的工作环境中工作,容易引发尘肺病。

2.1综采工作面产尘

综采工作面是粉尘的主要产尘点,综采工作面的尘源包括:采煤机割煤产尘、落煤过程中产尘、刮板输送机将落煤运到顺槽过程中产尘。综采工作面内,在体积为dv的空气中的粉尘所占的质量为dm时,该组分的质量浓度p为:P=dm/dv。

2.2掘进工作面产尘

在综合机械化煤巷掘进过程中,由掘进机、转载机、运输机等组成的综合性配套技术,在掘进的每个工艺均会产尘:掘进机通过割煤掘进产尘、落煤过程中产尘、转载机转载煤炭过程中产尘、运输机运煤产尘。

2.3锚喷作业点产尘

巷道掘进后,安全、有效的巷道支护是保证煤矿安全生产的必要条件。为适应矿井安全、高效生产,国内多采用锚喷支护

3煤矿矿井粉尘运动机理

国外煤矿矿井粉尘运动规律研究开始较早,1930年,原苏联科学家阿斯阔成斯基建立了风速和粉尘含量之间的关系。之后有美国学者,依据中心对称的巷道断面,建立了粉尘浓度计算公式。

粉尘在气流中的运动属于气体和固体两相流的研究范畴,以此建立的粉尘浓度分布和粉尘运动数学模型,相当于建立起了气固两相流动的数学模型。之后拉普拉斯迭代方法和计算机的出现为模拟粉尘运动成为可能。

国内煤矿矿井粉尘运动机理的研究,部分学者做了许多基础研究:周力行等人研究了气固两相流方面的粉尘运动机理,填补了国内研究空白。之后杨胜来把粉尘运动看作三位非定常的稀疏气固两相流,建立了粉尘运动数学模型。

4煤矿除尘技术

4.1通风除尘

通风除尘的除尘工艺是:新鲜风流从井上经过副井到达井下,冲刷工作面,经过回风巷,通过风井将井下粉尘排出地面。通风除尘是煤矿除尘的重要措施。依据通风方式不同有压入式通风除尘、抽出式通风除尘、混合式通风除尘和局部通风机除尘[3]。

4.2泡沫除尘

泡沫除尘是将发泡剂和水按照一定比例混合,用发泡机产生大量泡沫,将泡沫喷射到巷道空气中或者产尘点,无空隙的泡沫覆盖尘流,使得粉尘得以湿润、隔绝、沉积达到降尘的目的[3]。

4.3冲击水浴喷雾式除尘

冲击水浴喷雾除尘是借助水和气体相对运动过程中,高压水垂直于空气运动方向喷出高压水,水和粉尘发生碰撞、截留、扩散、凝聚作用下,粉尘和水进入盛水水槽。粉尘留在水槽中,空气净化后排出大气[3]。

4.4磁化水降尘技术

磁化水降尘是将经过磁化处理过的水,进行冲击水浴喷雾降尘或者进行水雾雾化降尘,主要借助磁化水增加了水对粉尘的吸附能力、溶解能力,从而提高了降尘效果。

4.5水电荷高效喷雾降尘

对煤矿粉尘电荷性质进行研究表明,煤矿矿井粉尘大部分带有同种电荷。如果让水分子带有异种电荷,两种不同的电荷会在库仑力的作用下吸引,从而提高了降尘效果。

4.6超声波水雾雾化降尘

共振腔体时产生超生场,水流进入超生场时,水流迅速被雾化成浓密的水雾,这种水雾的粒径在200um左右。由于超声波水雾粒径小,水雾与粉尘的结合较好,降尘效果好。

5总结

煤矿矿井工作环境复杂,产尘点较多且多变,空气污染严重,不同产尘点防尘技术适应性不同。

生产工作面和掘进工作面是主要产尘点,应该在生产工作面和掘进工作面进行局部防尘和降尘处理。巷道断面变化处粉尘浓度会突变,需要相应改变防尘方案。

摘要：针对目前煤矿矿井粉尘防治效果差的特点,通过对煤矿矿井粉尘的危害、主要产尘点特征进行归纳。以综合机械化采煤工艺为例,分析综采时粉尘的运动机理。对当前煤矿除尘技术进行总结,为综采防尘提出可行性对策。

关键词：矿井粉尘,危害,产生,运动机理,除尘技术

参考文献

[1]邹徳蕴,等.矿井回风流瓦斯富集回收原理及其试验研究[J].煤炭学报2011,36(9):1506-1510.

[2]杨光林.色彩心理学在煤矿安全生产中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2016,10:3-10.

梁家煤矿矿井防灭火设计 篇5

1.矿井基本概况 1.1矿井概况

龙口矿业集团公司梁家煤矿设计生产能力180万t／a，位于山东省龙口市黄县煤田西北隅，井田范围由国土资源部以国地资矿通字20001130号文批复，由1-41号矿界坐标点顺序圈定，西至龙口渤海，北以1-10号矿界坐标点与梁家煤矿相邻，东北以10-17号矿界坐标点与桑园煤矿分界，至20号勘探线，南以F13、F14，F40，F43、F59，断层及煤2-800m等高线为界。井田面积：东西长约9-9.5km，南北宽约3-6.1km，面积约48km。

烟(台)潍(坊)公路横贯井田中部，西南至潍坊167km，东至烟台1l4.5km，分别与胶济铁路、蓝烟铁路相接，可通达全国各地。井田西端龙口港可通烟台、天津、大连等城市，水陆交通十分便利。

井田内为山前冲积平原，地形平坦，地面标高0～+27m，由西北向东南逐渐增高，地形的自然坡度一般为千分之三左右。

梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m，含煤地层平均总厚216m，含煤6层，即煤上

2、煤上l、煤

1、煤

2、煤3，及煤4。纯煤平均总厚13.44m，含煤系数6.22％。可采纯煤总厚10.64m。煤上

2、煤上

1、煤3不可采，煤

2、煤4，局部不可采。含油页岩4层，即油

1、油

2、油

3、油4。可采油页岩平均总厚4.30m。油

1、油3不可采，油4为煤4底板，层位稳定，厚度不稳定，局部达可采厚度。油2为主要可采层，其质量、结构又可分为油2上

2、油2上

1、油2中及油2下四层，油2上2，17勘探线以东变薄至沉缺17勘探线以西可采。油2上1局部可采，油2中、油2下不可采。

本井田水文地质类型为简单型，区内地形平坦。第四系富水性强的砂砾层与含煤地层的水力联系微弱，主要由于煤系地层中的泥岩类地层隔水性较好。含煤地层中主要有八层含水层，分别为钙质泥岩、泥灰岩、泥岩与泥灰岩互层、煤1油

2、煤2及其底板砂岩、煤3煤4间煤

4、煤4下部砂砾岩。其中泥灰岩、煤1油

2、煤2机器底板砂岩为本区对生产有直接影响的三层主要含水层，泥灰岩距煤1平均43.26米，为煤1的直接充水层。煤2上距泥灰岩约60米，在大中型断层的下盘开采煤2层，也将受泥灰岩水的威胁。煤1油2距煤2约13米，是煤2的直接充水层。根据黄县煤田资料，泥灰岩最大涌水量为150m3/h，煤l油2水的最大涌水量为300m3／h，煤2底板砂岩水的最大涌出量为51m3／h，这三层主要的含水层对主采煤层的回采造成直接的影响。本井田西临渤海，海中也有第四系的含水层和隔水层，第四系顶部为厚3.50-4.40m的淤泥，其下以粘土、砂质粘土为主，其次为粉砂岩，隔水性良好，因此海水不与煤系地层直接接触，不发生直接水力联系，海水与采煤关系不大。矿山监理

1.2开拓开采情况

2002年末矿井资源总量为41714.2万t，其中工业储量29284.2万t，可采储量16289.6万t，其中“三下”压可采储量13264.3万t，煤总量28511.5万t，其中工业储量22944.8万t，可采储量12631.1万t，其中“三下”压可采储量10677．4万t。油页岩总量为13202.7万t，其中工业储量6339.4万t，可采储量3658.5万t，其中“三下”压可采储量2586.9万t。

现梁家煤矿分别在二层煤的四采区和四层煤的一采区生产开拓，共有独立供风的生产工作面3个，即4110工作面、2408工作面以及1210撤面；备用工作面1个，即2401上顺、2401下顺、煤4轨道巷、煤4皮带巷、4114上顺、4103下顺；独立供风硐室19个和其它独立供风井巷9个。

矿井开拓方式为中央立井分水平开拓。矿井有三个井筒，主井、风井位于井田的浅部（-313m）副井位于井田的中部。矿井只有一个水平，标高为-450m。井田采用上下山开采，采煤工作面走向长壁采煤法。煤2为综采一次采全高；煤4为综采放顶煤开采。矿井开拓与通风系统平面图如图1所示，矿井开拓剖面图如图2所示，1.3通风情况

矿井通风方式为中央边界式，通风方法为抽出式，副井提升兼进分，主井提升兼辅助进风，风井通风机房配备2台轴流式通风机，型号均为1K58NO.27，一台运转，一台备用。每台主要通风机配备一台TD630/29-6型电动机，额定功率为56KW。

矿井总进风量9374.1 m3/min，总回风量5924.0 m3/min，总排风量9801.6 m3/min，矿井需风量7308.0 m3/min，矿井通风系统总阻力为1892.1Pa，矿井等积孔为4.47m2，矿井属通风容易矿井。

1.4 瓦斯p;根据2003年12月山东省煤矿通风检测站编制的《龙口矿业集团公司梁家煤矿矿井通风能力核定及系统评价》

瓦斯等级鉴定结果：相对涌出量为1.330m3／t，绝对涌出量为6.121m3／min；二氧化碳:相对涌出量为2.029m3／t，绝对涌出量为9.326m3／min。

根据矿井瓦斯等级鉴定标准，梁家煤矿定为低瓦斯矿井。1.5地温

1.5.1地温的垂向变化

地温随着深度的增加而增高。本井田在地下300m的温度为23-25℃，地温梯度3.13-3.43℃/100m；垂深500m时，温度31-33℃，地温梯度3.37-3.7℃/100m，达到一级热害区上限；垂深700m时，温度38-41℃，地温梯度3.5-3.79℃/100m，达到二级热害区上限；垂深900m时，温度高达49℃，在含煤段由于岩性复杂，煤和油页岩导热性差，低温梯度在4.6-6℃/100m，反映了井田地温是偏高的。

1.5.2地温在平面上的变化

地温从平面上看，东部和西部有明显差异。在西部，31℃等温线分布在-500--550m水平上；在东部31℃等温线分布在-400--450m水平上。37℃等温线在西部分布在-650-700m水平，东部则分布在-600--650m水平。矿山监理

-450m水平切面的地温状况为28.9-34.2℃，平面上的变化是含煤区温度高，非含煤区温度低，东部高西部底，相差约2℃。总之，井田属岩温型地温异常，使-450m水平以下的煤层处于一级和二级热害之中。1.6 自然发火

各煤层均有煤尘爆炸危险性。由于该区煤的燃点低，油页岩用火柴即可直接点燃。煤层节理发育，褐煤及油页岩易自燃发火。矿井各煤层自燃倾向性为一类容易自然发火煤层。煤2最短自然发火期为22天，一般为1-3月。

目前使用的防灭火注浆材料主要是黄土和凝胶，黄土浆主要用于采空区

预防性注浆，凝胶用于封闭密闭间、小联络巷及处理高温点时使用。

2防火设计工作面基本情况 1.1设计工作面概况

设计工作面为4110综采放顶煤开采工作面，工作面走向长度886m，倾斜长度148.5m，工作面开采参数如表1所示，煤层柱状图如图3所示，顶、底板状况为：

1)直接顶为煤4的41-42段煤层，厚度2.19米，煤夹泥岩。2)直接底为煤4的47-48段煤层，厚度3.3米，泥岩夹煤，泥岩易风化，遇水膨胀。

工作面煤尘具有爆炸性，属低瓦斯矿井。工作面煤层易自燃，地温较高，一般在29-31℃左右。4110工作面总体上不具备自然排水条件，根据对4110工作面涌水状况预测，工作面正常涌水量为3m3/h，最大涌水量为15m3/h，工作面不具备自自然排水条件，必须安装排水能力大于15m3/h的排水系统。4110工作面通风系统如图1所示，进、回风线路为：

进风：付井→付井井底车场→东大巷→集中石门→煤4石门→煤4一采暗斜井→煤4一采轨道→4110上顺联络巷→4110上顺→工作面

回风：工作面→4110下顺→煤4一采皮带上山→煤4总回风巷→23°上山→250总回风巷→风井。

工作面巷道布置、支护方式(1)材料巷

采用单体液压支柱配合π钢上挑木板梁刹顶的支护方法进行支护，采用2.5m支柱，柱下穿铁鞋，主要用于进风、运料和行人。

(2)运输巷

支护方式与材料巷相同，采用2.8m支柱，柱下穿铁鞋，主要用于回风、运输和行人。

采用综合机械化采煤方法，顶板管理采用全部陷落法，机采高度为2.8米，放顶煤高度3.35米。

2防火灌浆设计基本参数 1.1灌浆材料

土源距煤矿风井5km，土质优良，容重1.3t/m3，属于亚粘土，塑性指数12，取土方便，矿井轻轨矿车可直接到达取土地点。龙口矿业集团采用的土水比为1：3-5，灌浆系数0.03-0.05。

1.2工作面参数

风井地面标高+3.7m,井底位于-250水平，风井到4110工作面回风巷入口距离为1850m，其余工作面参数如表1所示。

防火设计要求

根据龙口矿业集团梁家煤矿的实际情况，要求对矿井进行预防性灌浆防火设计，具体内容包括：

说明防火灌浆设计依据及基础资料 确定灌浆系统与灌浆参数 防火灌浆设计计算 灌浆管道系统设计 灌浆泵设计 水枪设计

7、灌浆站及主要设施设计 防火灌浆设计步骤 防火灌浆设计依据及基础资料 1.1煤层赋存条件

简析煤矿矿井采煤工艺的应用 篇6

【关键词】采煤；工艺；研究

0.前言

我国采煤机械化进入了全新的发展阶段，应用并推广了连采技术及装备：普通机械化工作面的装备进行了全面的更新换代，采用了无链牵引双滚筒采煤机，双速、侧卸、封底式刮板输送机以及其他新设备和新工艺：综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展，煤矿生产技术水平大幅提高。

1.采煤方式研究

1.1综采工艺

综合机械化采煤工艺是指采煤工作面中全部生产工序，如割煤、运煤、工作面支护和采空区处理等过程都实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。从而大幅降低了劳动强度，提高了单产及安全性。因此，综采技术是目前最先进的采煤工艺，是采煤工艺的重要发展方向。

（2）割煤。割煤工序包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型。滚筒式采煤机又分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。为了适应采高的变化及煤层顶底板的起伏，通常采用可调高双滚筒采煤机割煤。双滚筒采煤机无论上行或下行，一般均采用前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。采煤机滚筒式在割煤的同时，利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用，把煤直接装入刮板输送机。采煤机割煤方式有单向割煤和双向割煤两种，单向割煤适用于顶板稳定性差，倾角较大的综采面，双向割煤多用于煤层赋存稳定，倾角较缓的综采面。刨煤机与滚筒式采煤机相比，具有结构简单，设备造价低，检修和管理比较容易，易于实现自我控制和工作面无人操作等优点：特别是在薄煤层机械化开采方面，刨煤机占有重要地位，但刨煤机生产效率较低，地质条件适应范围较窄，采高较大时设备稳定性差，困此，限制在煤层赋存稳定、构造简单、不含坚硬的夹矸，顶板比较稳定，煤厚2m以下的较软煤层中使用。目前在我国使用较少。

（2）运煤。刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，一般情况下输送机的输送能力略大于采煤机的生产能力。

（3）工作面支护和采空区处理。工作面使用的液压支架是以高压的液体为动力，自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、前移，推移刮板输送机和采空区处理等工序。工作面支护方式分及时支护和滞后支护两种方式，滞后支护比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的项板，对直接顶稳定性差的顶板适应性差。

1.2普采工艺

普通机械化采煤工艺《简称普采工艺）是指用采煤机同时完成破煤和装煤工序，机械化运煤。单体支柱支护工作空间项板。它与综采工艺的差别是支护工序，需要人工进行，此外，普采工作面机械的功率及能力小于综采工作面采煤机械。因此，这种工艺系统的体力劳动量较大，在技术经济效果及安全程度上远不及综采工艺系统好，但其适应性要比综采工艺强。普采面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁直线柱两种，现场多用错梁直线柱布置形式。除少数顶板完整的普采面可使用带帽点柱外，一般均采用单体液压支柱或摩擦式金属支柱与金属顶梁进行支护，也可以采用悬（滑）移支架支护，一般排距0.8-1.2m.柱距0.6-0.8m。

1.3炮采工艺

爆破采煤工艺（简称炮采工艺）是指工作面用爆破方法落煤，爆破、机械及人工装煤，机械化运煤，单体支柱支护工作空间顶板的工艺系统。包括破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工序。此时，装煤变成了一项单独的工艺，而运煤：支护和采空区处理与普采工艺基本相同。由于炮采工艺采用的设备简单，因而对复杂地质条件适用性较强。

（1）爆破落煤。爆破采煤要求爆破进度准确，煤块破碎均匀，不破坏顶板，不残留底煤，工作面煤壁平直，不崩倒支柱和崩翻输送机，并尽可能减少炸药及雷管的消耗量等。因此，根据煤层顶底板稳定程度，煤层厚度、硬度、裂隙等情况，选择合理的钻眼爆破参数，使用煤电钻进行打眼放炮。近年来，为提高爆破效果，提高出块率，缩短爆破时间，在炮采工作面采用毫秒爆破技术，大大提高了炮采工作面的单产和效率。

（2）装煤。炮采工作面破落下的煤，除一部分由爆破作用装入输送机外，大部分由人工装载，少数矿井采用装煤机装载。

1.4连采工艺

煤房工作面使用连续采煤机完成破煤和装煤，用梭车或可伸缩输送机运煤，采用锚杆支护顶板，使用铲车搬运物料和清理工作面，破、装、运、支等工艺过程全部实现了机械化作业。这种工作面的机械化采煤工艺习惯称为连续采煤工艺（简称连采工艺）。实践证明，连采工艺作为综合机械化采煤的一种补充，在适宜的条件下，可取得良好的技术经济效果。

2.选择采煤方式

2.1适于采用综采工艺的条件

综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。根据我国综采生产的经验和目前的技术水平，综采适用于以下条件：煤层的赋存较稳定，构造较简单，顶、底条件良好，煤层倾角在55。以下。

2.2适于采用普采工艺的条件

普采设备价格便宜，一套普采设备只相当于一套综采设备的1/4，而产量可达到综采产量的1/3-1/2。而且普采对地质变化条件适应性比综采强，工作面搬迁容易对推进距离短，形状不规则、小的地质构造较发育的工作面，综采的优势难以发挥。而采用普采则可取得较好的效果。而且，普采操作技术易于掌握，组织生产比较容易。因此，普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。

2.3适于采用炮采工艺的条件

炮采工艺具有技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理比较简单等优点，但是其单产和效率低，劳动条件差，根据我国的技术政策。凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。目前，我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。

2.4适于采用连采工艺的条件

叙永煤矿矿井水害因素分析 篇7

关键词：矿井水害,充水因素,防治措施

0 引言

西南地区的煤矿, 因煤层赋存条件差、埋藏深度大、有着面积广阔的喀斯特地貌, 水文地质条件普遍极其复杂, 水害类型繁多, 煤矿在水害治理方面, 取得的效果不佳。笔者将在煤矿防治水方面的一些分析和个人见解与之共享, 望对矿井水害治理有所帮助。

1 矿区概况

叙永位于落叶坝背斜北翼, 西端与洛窝背斜连接, 为单斜构造。地层走向自西向东由近东西向逐渐转为北西向, 倾角变化较大。以沈家山为最高 (1 453.3 m) , 后面河最低 (标高585m) , 相对高差440 m~868.3 m。属于中低山地形。

矿山地貌因地层岩性不同, 大致可分为两类:飞仙关组至龙潭组地层出露区, 山峦和沟谷相间, 浑圆形山丘与鳍背状的长粱山脊, 地形陡峻, 为构造剥蚀地貌;而嘉陵江组、茅口组、栖霞组的碳酸盐地层出露区的山间平坝内, 溶蚀洼地与溶蚀残丘、溶洞、漏斗十分发育, 为典型的岩溶地貌景观。除主背斜外仅井田东端有三条小褶曲, 断层较发育, 井田构造属简单偏中等。

井田含煤地层为上二叠统龙潭组 (P2l) , 为海陆交互相含煤沉积。厚92.09~108.50 m, 平均厚98.11 m。含煤6~15层, 一般有9层, 矿山主采C19、C20、C24煤层。

主要含水层为:二叠系上统长兴组 (P2c) 岩溶弱含水层、二叠系下统茅口组 (P1m) 、栖霞组 (P1q) 岩溶含水层, 其余为相对隔水层。

矿区发育有9条地表冲沟, 个别有常年流水, 其余为季节性冲沟。

2 充水因素分析

2.1 充水水源

2.1.1 大气降水

大气降水是地表水及地下水的主要补给源。降水通过各种成因形成的裂隙进入地下补给岩溶裂隙。含水层主要为飞仙关组一段上亚段岩溶裂隙含水层、长兴组灰岩溶蚀裂隙含水层, 是煤层顶板的直接充水含水层, 茅口组岩溶含水层是煤层底板充水含水层, 受大气降水的渗透补给, 使含水层的水量增大。另外, 大气降水还可沿采动裂隙或构造断裂发育的部位, 形成新的涌水点, 特别是汛期可能造成大量涌水。

2.1.2 地表水

矿区内河流、季节性冲沟发育, 有水落坡河、肖家河、梯子田沟、上、下桐子沟、杉树沟、大湾子沟、田塆子沟、懒子沟等多条河流、冲沟。这些冲沟是地表水快速排泄的通道, 仅有少量冲沟水通过地表裂隙、补给地下岩溶水、切割煤系地层等间接途径补给地下水, 对矿井充水影响较小。

2.1.3 地下水充水水源

1) 顶板充水水源:矿山主采C19、C20、C24煤层。长兴组 (P2c) 含水层下距C19、煤层平均厚度67.38 m, 煤层回采时采用全部陷落法管理顶板。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 (2000年) 中坚硬顶板垮落带高度和导水裂隙带高度计算公式:

冒落带:

导水裂隙带:

式中:Hm—冒落带最大高度 (m)

Hf—导水裂隙带 (包括冒落带) 最大高度 (m)

M—累计采厚 (m)

m—开采煤层层数

C19煤层单独开采时, 冒落带高度为5.52±2.5 m, 导水裂隙带的影响高度为31.25±8.9 m。综合开采C19、C20、C24煤层时, 冒落带高度为13.45±2.5 m, 导水裂隙带影响高度为53.57±8.9 m, 导水裂隙带已接近长兴组岩溶含水层, 故长兴组 (P2c) 含水层水对矿井开采有一定影响。

据川南、川东等地矿井观测资料, 导水裂隙带高度一般是煤层采高50~100倍。岩层裂隙发育、倾角平缓的取100倍, 长兴组 (P2c) 含水层是C19煤层顶板直接的岩溶充水含水层。

2) 底板充水水源:茅口组石灰岩上距C24煤层12.13 m, C24煤层下部岩性为浅灰色高岭石黏土岩, 中间夹C25煤层, 若不开采C25煤层, 茅口组灰岩水在局部溃入矿井的可能性较小。由于受P1m顶部古侵蚀面和构造裂隙的影响, 在黏土岩较薄部位失去隔水作用, 可直接导水, 因此P1m含水层是底板岩溶充水含水层。

井口建于志留系中统韩家店组上部, 穿过栖霞、茅口组灰岩后进入含煤岩系。平硐以上的灰岩地下水属疏干范围。由于其含水空间分布极不均一, 使岩溶水具有宏观上的统一而局部水力联系不好, 且水量分布也极不均一。因此, 岩溶充水岩层对矿井充水影响的两个特点:一是位于岩溶发育强径流带上的矿井易发生突水且突水频率高, 矿井涌水量大;二是矿井充水以突水为主, 个别突水点的水量常远远超过矿井正常涌水量, 极易发生淹井事故。

据地面调查, 茅口、栖霞组灰岩垂直裂隙发育, 溶蚀裂隙发育较深, 深部溶蚀裂隙储积地下水是可能的。矿井运输大巷、回风巷等许多巷道直接开拓于底板茅口灰岩当中, 茅口灰岩等底板水将直接通过岩溶裂隙、陷落柱、暗河、溶洞等通道进入矿井巷道, 对巷道掘进构成重大水患威胁。

2.1.4 生产井及老窑充水水源

威鑫煤矿属于新建矿井尚未正式生产, 仅有11902工作面在进行试采, 无积水。其它相邻煤矿虽然形成了大面积采空区, 但本矿在此区域还未布置井巷工程, 因此, 对本矿井充水暂无影响。

调查周边老窑16个, 均开采煤层露头及浅部煤层;以平硐开拓为主, 少数以斜井开拓为主, 多采上山煤, 开采C19、C20、C24煤层。因老窑开采规模有限, 内部采空区积水量有限。老窑水主要影响本矿井开采浅部煤层。

2.2 充水通道

2.2.1 岩溶通道

井田灰岩裸露地表, 各种岩溶特征十分发育, 局部发育有岩溶陷落柱, 可能成为矿井充水的主要途径, 且各个岩溶管道系统之间存在水力联系或联系微弱, 因此各个岩溶管道系统的充水特征也完全不同。

矿井主平硐施工曾揭露4条地下暗河, 在雨季强降雨过后, 汇集后的水仍有可能进入该通道, 且具一定压力, 形成涌 (突) 水事故。

矿区内有岩溶陷落柱发育, 陷落柱的充水受地质构造、地下水径流条件、柱体内物质组成、压实和胶结情况以及承受水压大小等多种条件与因素的控制和影响, 只有处在现代岩溶水强径流带和集中排泄带并隐伏埋藏在地下水水位以下者, 才构成突水的威胁。若岩溶陷落柱一旦突水, 水量大且迅猛, 预测及防治难度极大。

根据收集地质资料, S2101C19回风平巷在向南东掘进时揭穿松软岩体, 推测为陷落柱影响范围, 推测陷落柱影响范围约为50 000 m2, 是矿井充水通道, 属边缘导水型陷落柱。

2.2.2 构造通道

矿区为单斜地层, 断层为主要构造导水通道, 勘探资料及沿断层发育泉水反映部分断层具导水性, 因此断层带亦成为矿井的充水途径;其次在矿井范围内发育的小褶曲也可能成为重要的充水通道, 特别是在褶曲的轴部或两翼转折部位, 因为在这些褶曲的转折部位, 由于构造应力集中, 造成地层之间在受力挤压弯曲过程中出现虚脱现象或产生层间裂隙, 形成新的充水通道。另外, 断层的落差作用导致断层一盘与对盘的含水层 (含水体) 对接, 含水层 (含水体) 水便直接通过断层涌入矿井, 采掘工作接近断层时容易发生水害事故。

断层发育在灰岩中的断层容易形成充水通道, 在延深较大的断层附近开采或掘进时, 可能发生突水事故, 断层在深部倾角一般有所减缓, 大、中型断层尤其明显。在留设防隔水煤柱时, 应将煤柱宽度适当增大, 防止顶、底板灰岩水溃入矿井, 发生突水事故。

2.2.3 人为采动形成的裂隙通道

矿区范围内的二叠系龙潭组煤层有C19、C20、C24、C25等多层煤可以开采, C19煤层距离上部长兴灰岩约67.38 m, C25距下部茅口灰岩4.87 m, 层间距离都比较小, 因此, 巷道掘进和工作面回采后产生的顶、底板破坏裂隙将成为矿井重要的充水途径之一。

2.2.4 封闭不良的钻孔

在对本矿区进行详、普查阶段, 共施工钻孔12个, 钻孔封闭一般是从井底封至P2c底部10 m, 井口封2.5 m, 井立石碑, 仅13-12号孔在P2l/P1m界面下木塞往上封, 木塞以下97.99 m (P1m) 井段未封。封闭不良的钻孔成为另外一个人为导水通道。矿区为多煤层开采, 地质勘探时间较早, 若钻孔的封闭质量差, 矿井钻孔突水留下了隐患。它能沟通多个含水层, 成为含水层间产生水力联系的因素, 将大量的混合水导入矿坑, 对矿井构成重大的水灾隐患。

2.2.5 采空区

矿区浅部小煤窑开采活动留下的采空区不仅是地下水的汇集地, 也是充水水源, 而且很有可能成为其它水源 (体) 突水的一个通道, 由于采空区在形成的特殊过程中, 使得顶、底板的裂隙十分发育, 沟通其他 (如地表水、断层等) 水体后形成联合充水通道, 因此, 应该在对矿井充水途径的考虑中将采空区考虑在内。

3 水患防治方案的选择

3.1 物探方法

采用物探手段:在地面或井下进行瞬变等方法圈定地下水富集区, 井下进行矿井物探做到超前预测预报的作用, 确定富水区, 有针对性的进行治理, 为重点部位灾害治理提高了效率, 节约了大量经费。

3.2 井下探放水

叙永煤矿矿井主要受底板灰岩水的威胁, 在受水害威胁的区域, 进行掘进前, 采用物探、化探和钻探等方法查清地质条件。根据预测预报的结果, 首先确立积水线、探水线和警界线, 编制详细的探放水设计, 制定安全措施。发现断层、裂隙和陷落柱充水构造的, 应对采取注浆加固或者留设煤柱等安全措施。防隔水煤 (岩) 柱的尺寸应当请有资质的单位进行设计。

4 结语

矿井应以“以排为主、堵水辅”, 保证排水沟的畅通及水仓的有效容量;在富水区附近作业, 应按规定留设防隔水煤柱;采用物探手段确定地下水富集区, 对废弃矿、废弃老窑井口进行封堵防止地表水体的涌入。矿井生产活动尽量远离积水区, 禁止在积水区附近进行爆破活动;严禁越层、越界开采, 在防治水工作方面形成联防, 避免水患事故的发生。

参考文献

[1]刘峰.煤矿防治水综合技术手册[M].北京:煤矿科技出版社, 2008.

[2]四川省安监局.四川省煤矿防治水细则[S].[2010]157号.

建昌营煤矿矿井水害论证 篇8

1.1 含水层

(1) 富水性强的第四系冲积含水层

该层主要是由冲洪积作用形成的圆砾、砂和卵石组成, 分布于下坎子-老公营子一线以西英金河左岸广阔的冲积平原上, 自上而下主要是细、中砂、圆砾、砂及卵石, 砾径一般为2~3mm, 大者50~100mm, 磨圆度好。卵石成分与其相同, 砾径一般为10~50mm, 大者100~150mm, 磨圆度好。该含水层结构松散, 无胶结, 在本区一般厚15~16m, 老公营子一带15~20m, 良种场附近60m左右, 本井田厚60~70m。水位埋深26m, 渗透系数332.82m/d, 为富水性强的潜水含水层。

(2) 煤系地层中的孔隙裂隙含水层。

该层全区分布、主要由灰、灰白、灰绿色的粉细中粗砂岩组成, 多为泥质胶结, 局部夹有薄层的砾岩及砂砾岩。100m水平以上平均厚度为145.64m, 渗透系数0.00763m/d, 单位涌水量0.03061/s·m, 为富水性弱的承压含水层。

(3) 断层水

根据多次勘探资料和元宝山矿一、二、三井井下所见, 断层大部分无水, 局部有滴水现象, 说明断层导水性与富水性较差, 利用7393孔对F1断层进行专门抽水试验, 其渗透系数为0.008989m/d, 单位涌水量为0.0182l/s·m。7655钻孔对F1断层进行专门抽水试验, 渗透系数为0.0166m/d, 单位涌水量0.000238l/s·m。

1.2 隔水层

本井田第四系砂砾含水层下部为第三系黄红色、粉红色、紫红色泥岩, 该段成岩性差, 质密具可塑性, 局部含钙质结核, 较松软, 在良种场附近323号孔以南沉积不稳定, 在440号孔以北厚约3.5m, 靠下坎子西南至老公营子厚约6~20m, 可起到良好的隔水作用。

1.3 断层的导水性

据7655号孔对断层充导水性了解和邻近老公营子矿井地质报告, 本井田断层基本上为不导水断层。

1.4 矿井涌水量

矿井正常涌水量为199.93m3/h, 最大涌水量为300m3/h。生产实际测定矿井的正常涌水量为120m3/h, 最大涌水量为150m3/h。

2 矿井水害论证

本井田可能产生水害的因素有:第四系冲洪积含水层;煤系地层中的孔隙裂隙含水层;钻孔导水;断层的导水;老空水。

2.1 第四系含水层

本井田可采的6个煤组中有4、5-2、5和6-2煤组露头与第四系接触, 其中5煤层平均厚度为11.96m, 需分层开采, 其他煤层相对较薄, 为单一开采煤层。

经综合分析煤矿水体下采煤宜采用留设防水煤柱的方法, 根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》有关规定, 即近水体采煤的安全煤岩柱设计方法中第三种情况 (松散含水层为强或中等含水层, 且直接与基岩接触, 而基岩风化带亦含水时) , 采用计算公式为Hsh≥Hli+Hb+Hfe。考虑5煤较厚, 对该层进行了防水安全煤岩柱计算, Hsh值为48.389m。因古河床基底高程的差异性, 为安全起见将5煤层防水安全煤岩柱确定为60m, 其他煤层防水安全煤岩柱确定为50m。即确定5煤开采上限为+350m, 其余煤层开采上限为+360m。

同时通过运用类比法等方法进行分析, 将4、5-2煤层的开采上限提高至+365m, 5煤的开采上限提高至+355m, 6-2煤的开采上限定为+360m, 6煤的开采上限定为+355m。

综合以上两种意见, 本矿在开采5-2煤时, 将开采上限高程定为+358m;将5煤开采上限高程定为+348m;将6-2煤开采上限高程定为+357m;将6煤一分层开采上限高程定为+353m。

生产实践证明, 矿井留设的防水煤岩柱是有效的、安全的。第四系含水层厚度、富水性及补给情况基本清楚, 只要严格控制开采上限, 厚煤层采用分层走向长壁采煤方法开采, 可保证第四系水对矿井的安全不构成威胁。

2.2 煤系地层孔隙裂隙含水层

该层由砂岩、砂砾岩及粉砂岩、泥岩组成, 多为泥质胶结, 一般厚度50~150m, 在全露天区平均厚度为114m。根据7335、7379孔长期观测资料水位变幅为0.7~1.0m, 根据7379、7335、65-4孔抽水资料, 钻孔单位涌水量平均0.088l/s·m, 渗透系数平均为0.083m/d。1978年5月, 辽宁省煤田地质勘探公司104队提出的《元宝山煤田老公营子地质勘探精查报告》中, 全区平均厚度为145.64m, 根据7617孔基岩煤系抽水资料, 渗透系数为0.00763m/d, 单位涌水量0.0306l/s·m, 故为富水性弱的含水层。

现矿井涌水量主要来自该含水层水, 生产实际测定矿井的正常涌水量为120m3/h, 最大涌水量为150m3/h。

矿井在1号井和2号井的井底各设一套独立的排水系统, 使矿井形成两套完整的排水系统, 矿井的排水能力增加一倍, 只要矿井排水系统保证正常运转, 孔隙裂隙含水层涌水对矿井安全不构成威胁。

2.3 钻孔导水

生产揭露的钻孔均属元宝山露天勘探区内的钻孔, 这些钻孔虽然未封孔或封孔质量差, 但揭露钻孔时并未发生钻孔涌水现象。主要原因是本区煤系地层岩性较软, 钻孔已施工30多年, 孔壁的坍塌和泥岩遇水后膨胀及部分泥浆封闭了导水通道。所以开采揭露钻孔时未发生钻孔涌水现象。另外, 属老公营子勘探区的20勘探线上的钻孔位于井田的北部边界留设的井田境界煤柱中, 对本井田的开采不构成威胁。

元宝山露天勘探区内的钻孔大多数未封孔或封孔质量差, 虽然生产中揭露的部分钻孔未涌水, 但不能保证井田内所有钻孔都已封闭, 故在今后的开采中遇钻孔时必须采取防范措施, 保证矿井生产安全。

2.4 断层的导水

根据多次勘探资料和元宝山矿一、二、三井生产揭露的断层大部分无水, 局部只有滴水现象, 说明该区域断层导水性与富水性较差。

F1断层和F17断层是本井田边界断层, 地质部门利用7393钻孔对F1断层进行专门抽水试验, 其渗透系数为0.008989m/d, 单位涌水量为0.0182l/s·m。7655钻孔对F1断层进行专门抽水试验, 渗透系数为0.0166m/d, 单位涌水量0.000238l/s·m。该矿生产期间揭露的F17断层无导水现象。

以上说明断层导水性与富水性较差, 对矿井的充水作用不大, 亦说明断层水对矿井安全影响不大。为安全起见, 仍需留设安全煤柱。

2.5 老空水

根据矿方提供的资料, 目前该矿采空区内基本上无积水。该矿现基本采用走向长壁采煤方法 (厚煤层分层开采) , 运输顺槽和回风顺槽采用上坡掘进。上山采区老空水基本上以自流的方式进入矿井的排水系统。下山采区老空区流出的水, 由采区排水系统集中排至井底水仓。

随着矿井开采范围的不断扩大, 应考虑老空水对矿井安全的威胁, 对采空区应及时添图, 及时放出老空水, 并随时对采空区进行观测, 特别是开采下部煤层时, 必须探明上部采空区积水情况, 当有积水时必须将积水放出后才能进行下部煤层的开采。

3 结论及建议

(1) 本井田产生水害的主要因素为第四系冲洪积含水层和未封闭钻孔及封闭质量差的钻孔。

(2) 元宝山露天勘探区内的钻孔大多数未封孔或封孔质量差, 虽然揭露钻孔时未发生钻孔涌水现象, 主要原因是钻孔已施工30多年, 孔壁的坍塌和泥岩遇水后膨胀及部分泥浆封闭了导水通道。因不能保证井田内所有钻孔都已封闭, 故在今后的开采过程中对钻孔必须采取防范措施。

(3) 煤系地层中的孔隙裂隙含水、断层水和老空水, 经实践及分析虽然不是矿井水害的主要因素, 但仍需严加防范。

摘要：为了减少矿井水害致灾事故, 对导致矿井水害发生诱因的研究显得尤为重要。根据矿井水文地质概况, 对井田内可能产生水害的含水层、钻孔等因素进行了分析, 指出井田产生水害的主要因素为第四系冲洪积含水层、未封闭钻孔及封闭质量差的钻孔, 为今后矿井水害防治提供了理论依据。

关键词：矿井水害,水文地质,含水层,钻孔

参考文献

[1]张正浩.煤矿水害防治技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2010.

浅谈煤矿矿井提升系统 篇9

矿井提升系统担负着提升全矿的煤、材料、设备及人员的重要工作,在矿井生产中占有特别重要的地位。其转运的安全性、可靠性、经济性不仅影响整个矿山的生产,还涉及人员的生命安全。所以,提升系统的设计要科学、合理,确保提升设备高效、安全、可靠地运行。

1 矿井提升系统的分类和组成

矿井提升系统主要由矿井提升机、电动机、电气控制系统、安全保护装置、提升信号系统、提升容器、提升钢丝绳、井架、天轮、井筒装备及装卸载附属设备等组成。按井筒倾角和提升容器,可分为立井提升系统和斜井提升系统[1]。

1.1 立井提升系统

立井提升系统可分为立井罐笼提升系统、立井箕斗系统、立井吊桶系统。以立井箕斗系统为例对其工作原理和工作过程进行简要说明,见图1。

煤炭通过矿车运到井底,卸入井底煤仓9内,通过装载设备装入位于井底的箕斗4;同时位于井口的另一箕斗通过卸载曲轨5使其卸载闸门打开,将煤炭卸入井口煤仓6中,上下两个箕斗分别与两根钢丝绳7连接,两根钢丝绳绕过井架3上的天轮2后,以相反方向缠于提升机的卷筒1上,当提升机运转时,钢丝绳一上一下往返提升箕斗和下放箕斗,完成提升煤炭任务。

1.2 斜井提升系统

斜井提升系统大致可分为斜井箕斗提升系统、斜井串车提升系统两类。以斜井串车提升系统为例对其工作原理和工作过程进行简要说明,见图2。

斜井串车提升用矿车作为提升容器,有单钩和双钩之分。按车场形式的不同,又分为甩车场和平车场。平车场一般用双钩串车提升。双钩串车平车场提升时,空串车下行,重串车沿井底车场重车线上提,出井后,自动或手动将钢丝绳的钩头由重串车摘下挂到空串车上,准备推车下放。空串车到井底车场进入空车线,摘挂钩后,为下一步循环做好准备。

单钩串车甩车场提升时,重串车上提,出井通过道岔后停车,扳道岔,重车下滑进入井上重车甩车道。摘挂钩后,提升机将空串车提过道岔,扳道岔,下放空串车到井底车场进入空车道。摘挂钩后,开始下一循环。

2 矿井提升机的设计

在矿井提升系统中,提升机是动力设备,是非常重要的组成部分。矿井提升机主要包括提升部分,润滑系统、机械传动系统、观测与操纵系统、拖动控制和自动保护系统以及制动系统等。

2.1 提升装置

提升装置主要包括滚筒、主轴、主轴轴承及调绳离合器(双滚筒特有)等。提升装置主要负责缠绕或者下放提升用的钢丝绳;在工作时,承受正常载荷,并将载荷经轴承传给基础;在发生突发状况和紧急事故时,承受非常载荷,保证设备和人员的安全;当更换提升水平时,调节钢丝绳的长度,以满足使用要求。

2.2 深度指示器

深度指示器是矿井提升机的一个重要附属装置,是必不可少的。深度指示器可向绞车司机随时指示提升容器在井筒的位置,通过实时监控,及时掌握提升机的工况;当容器接近井口停车位置时,会发出减速信号,保证提升容器的安全达到并提示工作人员提前做好提升容器的接收工作;当提升容器过卷时,打开装在深度指示器上的终端行程开关,切断保护回路,进行安全制动,防止过卷或过放事故的发生,保护设备和人员的安全;减速阶段还可通过限速装置进行限速保护等[2]。

2.3 制动系统

矿井提升机制动系统由制动器和液压站组成。制动系统的作用主要包括三个方面:a)正常工作状态下,在减速阶段对提升机速度进行控制;b)正常工作状态下,在提升终了或停车阶段,对提升机进行制动,使其停车;c)在提升机工作不正常或发生紧急事故时,迅速而及时地对提升机进行制动,使其停车。

2.4 电控系统

提升机电控系统由电动机正反转回路、转子电阻控制回路、手动可调闸回路、信号指示回路、故障开车回路、安全联锁保护回路等环节组成。电控设备用以对矿用提升绞车进行启动、加速、匀速、减速控制,且具有必要的电气保护和联锁装置。提升机控制系统通常有三种控制回路,以保证提升机和人员的安全,分别为:安全回路,电气停车回路和闭锁回路[1]。

电控系统按控制方式可分为普通电控系统和PLC变频电控系统,PLC变频电控除完成绞车手动、半自动运行过程的逻辑操作外,还可以通过高速计数器模块接收编码器发出的脉冲信号,精密计算并显示罐笼(或矿车)所处位置及速度,并据此提供可靠的软减速点及过速、软过卷保护[2]。

2.5 保险装置

a)防止过速装置:当提升速度超过最大速度15%时,必须要自动断电,并能使保险闸发生作用;

b)防止过卷装置:当提升容器超过正常终端停止位置0.5 m时,必须能自动断电,并能使保险闸发生制动作用;

c)松绳保护装置:缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路,在钢丝绳松弛时能自动断电并报警;

d)限速装置:提升速度超过3 m/s的提升绞车必须装设限速装置,以保证提升容器(或平衡锤)到达终端位置时的速度不超过2 m/s;

e)深度指示器失效保护装置:当指示器失效时,能自动断电并使保险闸发生作用;

f)过负荷和欠电压保护装置:设置在配电开关上,在过负荷和欠电压时配电开关自动跳闸,切断电源,保险闸发生作用。

参考文献

[1]葛立臣.煤矿提升机的电力拖动与控制系统[J].科技与企业,2012(12):113.

龙门煤矿矿井涌水水源判别分析 篇10

1矿井涌水水源判别模式

(1) 各含水层水质资料的收集。

资料收集来源有:①煤田地质勘探期间钻孔水质分析资料。②煤矿开采过程中各含水层的水质资料。

(2) 资料分析。

对于原始收集的水质资料进行分析, 将收集的每个含水层的水质资料用聚类判别进行分析, 删除偏离值较大的水文资料。

(3) 确定各含水层的水质的特征值。

对 (2) 所得到的各含水层的化学成分进行计算, 得出每个含水层中有关化学成分的平均值。

(4) 量化分析。

对矿井各含水层的化学成分的特征值进行分析, 根据元素守恒原理, 建立各含水层的水质成分与矿井涌水水质成分的相关矩阵, 求出各含水层占矿井涌水量的比例。

2各含水层实测数据

龙门煤矿位于偃龙煤田西部, 1966年8月建井, 1976年10月投产, 原设计生产能力30万t/a, 后经多次技术改造, 2006年核准生产能力50万t/a。开采二叠系山西组二1煤层, 矿井水文地质条件复杂。截至目前, 已出现3次较大的突水事故:1970年6月8日, 因F2断层导水, 遇太原组灰岩突水, 涌水量达1 300 m3/h;1974年8月4日, 又在同一区域突水, 涌水量达1 800 m3/h;1993年12月11日遇小断层突水, 涌水量达1 920 m3/h。矿井目前正常涌水量在720～800 m3/h。矿井正常涌水主要由煤层顶板涌水、煤层底板以下L7灰及寒灰水组成。龙门煤矿水质实测原始数据见表1。表1中矿井水水样取自井底水仓, 是来自不同含水层涌水的混合物。

3原始资料处理

表1中个别水源有多个采样点。由于采样点的地理位置和其他因素影响, 导致各采样点的指标值有一定误差, 首先要通过聚类分析排除含水层中的异常点, 使采样点更具有代表性。聚类分析是依赖于对观测值间的接近程度 (距离) 或相似程度, 将观测值进行聚类, 分为不同的类别。

采用SPSS软件进行聚类分析时, 首先选择层次聚类, 采用欧氏距离的平方来度量距离。由于各种离子的数量级不同, 为了确保结果的精确性, 先将原始数据进行标准化为服从平均数为0, 标准差为1的标准正态分布后再进行聚类分析, 绘出普系图。从图1中可知, 11-143号采样点与其他采样点相比有明显差异, 其欧氏距离最大值达25, 故将此采样点排除。采用同样的方法对顶板含水层采样点进行聚类分析, 结果表明顶板含水层2个水样点无明显差异, 视为有效特征值。

4各水源特征值的确定

将各水样中的异常采样点删除后, 取剩余采样点水质指标的平均值作为含水层的水质特征值, 其结果见表2。

由表2知, L7灰水和寒灰水质比较接近, 这主要是二者同属岩溶含水层的原因, 但其K+、Na+和Cl-等离子成分含量仍有明显差异, 可以作为水质判别的依据。

5矿井涌水水源构成比例的计算

根据元素守恒原理, 3种水源的水经过混合后, 元素组分与含量是不变的。根据现有Ca2+ 、Mg2+ 、K++Na+ 、Cl- 、SOundefined和HCO-3+ COundefined六种离子的含量, 溶液混合后会有一系列的化学反应, 某些离子的含量会发生变化, 如HCO-3+ COundefined与混合溶液的pH值有关, 可能增多或减少;Ca2+ 、Mg2+ 可能与COundefined结合形成难溶物质沉淀析出, 会使离子含量发生改变;然而K++Na+ 、Cl- 和SOundefined的溶解度较大, 受其他离子变化的影响可以忽略, 仍然会以离子的形式存在混合溶液中, 即含水层的水在混合成为矿井水的前后这些离子的含量是近似保持不变的。根据这个原理, 分别设矿井水中的顶板水、L7灰水、寒灰水量的比例为x, y, z, 根据K+、Na+ 和Cl- 元素守恒原理可列出以下矩阵:

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通过求解矩阵得出:x=6.41%, y=70.06%, z=23.53%。即顶板水、L7灰水、寒灰水所占矿区正常涌水的比例分别为:6.41%, 70.06%及23.53%。

6实测含水层涌水量与计算结果比较

2009年8月28日, 对龙门矿井各个出水点的水量进行测量 (表3) , 矿井实测含水层涌水量与计算的结果比较见表4。总涌水量为780 m3/h。

由表4对比分析可以看出, 计算的结果与矿井实测的数据基本吻合。

7结语

矿井正常涌水中约有6.41%来自顶板含水层, 70.06%来自L7灰含水层, 23.53%来自寒灰含水层。计算结果与矿井涌水量的实际水源的测量值一致。故采用聚类分析和元素定量守恒定律的方法定量分析矿井水的水源构成是可行的。此方法不仅适合矿井涌水水源的量化分析, 对于判断煤矿突水水源分析也是可行的。

参考文献

[1]张许良, 张子戌, 彭苏萍.数量化理论在矿井突 (涌) 水水源判别中的应用[J]中国矿业大学学报 (自然科学版) , 2003, 32 (3) :251-254.

[2]杨永国, 黄福臣.非线性方法在矿井突水水源判别中的应用[J]中国矿业大学学报 (自然科学版) , 2007, 36 (3) :283-286.

[3]姜谙男, 梁冰.地下水化学特征组分识别的粒子群支持向量机方法[J]煤炭学报, 2006, 31 (3) :310-313.