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榆阳区XX煤矿井下安全避险六大系统补充设计

作者:煤矿安全网 2012-10-08 来源:煤矿安全网

  前 言

  为全面贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)、《国家安全监管总局 国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装〔2010〕146号)和《关于认真贯彻落实国务院》(通知)精神,坚决遏制煤矿重特大事故、推广建设井下避难硐室等避险设施的各项要求,确保矿井建立完善煤矿井下安全避险六大系统,矿方特委托我公司编制《榆阳区XX煤矿井下安全避险六大系统设计》。

  一、指导思想

  以科学发展观为指导,贯彻以人为本的安全发展理念,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,进一步提高煤矿安全基础保障能力,推进煤矿向新型煤矿建设进程。

  二、建立完善“六大系统”的重要意义

  建立完善煤矿井下安全避险“六大系统”是贯彻落实“以人为本”科学发展观的具体体现;是以超前预防为主的“防灾”和以应急避险为主的“减灾”的有机统一;是既要防范事故发生、也要降低事故危害程度、最大限度减少人员伤亡和事故损失的要求;是将“安全第一、预防为主”落到实处的有力举措。

  因此矿井建立完善安全避险“六大系统”是非常必要的。

  三、编制依据

  1、安监总煤装【2010】146号文《国家安全监管总局煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》;

  2、煤安监司函【2011】1号《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法》

  3、安监总煤装【2011】15号《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》;

  4、安监总煤装【2011】33号《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)》;

  5、《煤矿安全规程》、《煤炭工业小型矿井设计规范》;

  6、其他有关的规程、规范和标准

  四、井下安全避险“六大系统”

  1、矿井监测监控系统

  该矿必须按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的要求,建设完善安全监控系统,实现对煤矿井下瓦斯、一氧化碳浓度、温度、风速等的动态监控,为煤矿安全管理提供决策依据。要加强系统设备维护,定期进行调试、校正,及时升级、拓展系统功能和监控范围,确保设备性能完好,系统灵敏可靠。要健全完善规章制度和事故应急预案,明确值班、带班人员责任,矿井监测监控系统中心站实行24小时值班制度,当系统发出报警、断电、馈电异常信息时,能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施,充分发挥其安全避险的预警作用。

  2、井下人员定位系统

  该矿必须按照《煤矿井下作业人员管理系统使用规范》(AQ1048-2007)的要求,建设完善井下人员定位系统,并做好系统维护和升级改造工作,保障系统安全可靠运行。所有入井人员必须携带识别卡(或具备定位功能的无线通讯设备),确保能够实时掌握井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况。要进一步建立健全制度,发挥人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。

  3、压风自救系统

  该矿必须在按照《煤矿安全规程》要求建立压风系统,所有采掘作业地点在灾变期间能够提供压风供气,并完善压风自救系统。空气压缩机设置在地面,井下压风管路要采取保护措施,防止灾变破坏。矿井掘进工作面要安设压风管路,并设置供气阀门。

  4、供水施救系统

  井下消防洒水管路能与地面饮用水水源联接,除按照要求设置三通及阀门外,还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门,确保各采掘作业地点在灾变期间能够实现应急供水的需要。并加强供水管路维护,不得出现跑、冒、滴、漏现象,保证阀门开关灵活。

  5、通信联络系统

  该矿必须按照《煤矿安全规程》的要求,建设井下通信系统,在灾变期间能够及时通知人员撤离和实现与避险人员通话的要求,从而完善通信联络系统。

  在井底车场、配电点、水泵房、避难硐室、消防材料库等主要硐室和采掘工作面等人员集中地点应安设直通矿调度室的电话。

  井下使用广播系统。发生险情时,可及时通知井下人员撤离。

  6、井下紧急避险系统

  该矿开采所开采的3号煤煤层属容易自燃煤层。根据相关规定煤矿须在2012年6月底前,完成井下紧急避险系统。

  入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器。当井下灾害发生时,从采掘工作面步行,凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的,必须在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室。矿井在运输大巷和回风大巷之间设置避难硐室。

  避难硐室布置在3号煤层中,其前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护,且顶板完整、支护完好,符合安全出口的要求。

  靠近硐室底板附近设置两趟的单向排水管。

  靠近硐室顶板附近设置两趟单向排气管。

  避难硐室接入矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统。 硐室入口处和内部应分别安设直通矿调度室的固定电话。

  自备氧供气系统供氧量不低于0.3m3/min·人。硐室须专人管理,及时进行维护、保养,保证设备的正常运行。

  第一章 设计概况

  第一节 环境条件

  一、交通位置

  XX煤矿位于榆林城东北方向,直距榆林市15km。地处榆神矿区一期规划区南部,行政区隶属榆阳区牛家梁镇管辖。旧榆(林)—神(木)公路从矿区北部1km处通过,向西南约13km与西(安)—包(头)高速公路相接,北部8km处有榆(林)—神(木)二级公路通过;榆阳区运煤专线从井田3km处通过,与牛家梁煤炭集装站连接。本矿区煤炭外运条件良好,交通运输条件十分便利。

  本区通讯条件好,各县市乡镇已实现了电话程控化,全部进入国际、国内自动传输网,也开通了数字微波线路和GSM移动通讯工程,移动通讯网覆盖全区,达到国内先进水平。

  

 

  交通位置见图1-1。

  二、自然地理及地震

  1、地形地貌

  井田处陕北黄土高原丘陵沟壑区地貌,地表多被第四系松散沉积物所覆盖,较大沟谷中出露基岩。

  区内主要为黄土梁峁地貌,大部分为黄土梁峁区。地势北部高南部低,地形起伏较大,支离破碎,沟壑纵横。海拔标高最高点位于井田东北部,高程1226.8m;最低点位于南部支沟河道,高程约1186.4m,相对高差约40.4m。

  区内水系不发育,北侧约4km为南岔河,四季流水,流量为0.01 m3/s,南岔河由东向西汇入头道河;头道河由西南方向汇入榆溪河,其常年流水,流量0.295m3/s,除降水期外,在大部分时间水量较小。

  2、气候

  本区属温带大陆性干旱、半干旱气候,春季风沙频繁,夏季酷热多变,秋季细雨连绵,冬季长而严寒。据榆林气象局1984~1994年观测资料,年平均气温8°,最高气温36.7°,最低气温-29.7°,日温差最高可达20°。每年10月开始降雪,次年3月解冻,无霜期约150~180天。四季多风,尤以冬春为甚,风向多为西北风,最大风速18.7m/s,风力达8级以上。年降水量在279~541mm之间,7~9月份降水多,约占全年的30%,年平均蒸发量为1720~2085mm。

  3、地震

  根据国家地震局《中国地震反应普特征周期区划图》(GB18306-2001)B1图和《中国地震动峰值加速区划图》(GB18306-2001)A1图,根据邻县(府谷县)地震动反应普特征周期Tg为0.35s,设计地震分组应为第一组,场地类别为第Ⅱ类,设计基本地震加速度值为0.5g,抗震设防烈度为Ⅵ度。

  第二节 安全条件

  一、地层

  矿区内地表绝大部分被第四系全新统风积沙(Q42eol)所覆盖,在西部地势较高的梁峁地段出露有第四系中更新统离石组(Q2l)黄土。在北部地势较低的水库附近分布第四系上更新统的萨拉乌素组(Q31s)。

  据地表和钻孔揭露,区内地层由老到新有:侏罗系中统延安组(J1y)、直罗组(J1z)及第四系(Q4)。现分述如下:

  1、侏罗系中统延安组(J1y)

  为一套河流-湖沼相含煤沉积,主要岩性为砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层,总厚210.87~305.62m,为区内含煤地层。

  2、侏罗系中统直罗组(J2z)

  为一套半干旱气候条件下的河流沉积,岩性较单调,为灰绿色厚状粉砂质泥岩、泥岩,灰黄色粉砂岩、细砂岩,灰白色厚层状中、细粒长石砂岩不等厚互层。底部浅灰、灰白色块状中粗粒长石砂岩,局部含细砾,分选中等,磨园度一般,泥质胶结。发育大型板状、楔状、槽状交错层理,具明显的底部刷。特征较突出,分布较稳定,相当于区域上的“七里镇砂岩”,是划分延安组与直罗组界线的重要标志层(K4)。该组是矿区含煤岩系的直接盖层,受古剥蚀作用保存不完整,在东南边部缺失,厚度0~163.13米。

  3、第四系(Q4)

  (1)中更新统离石组(Q2l)

  大块出露于井田的西部,东北部有小面积出露,岩性为浅棕红、棕黄色亚沙土,夹2~5层厚0.3m的古土壤层,发育柱状节理,含较多白色颗粒状钙质结核,局部呈层分布,厚度20~30m。

  (2)上更新统萨拉乌苏组(Q31s)

  主要分布于井田北地势低的河谷地带,岩性为浅灰黄色wtkc沙土、亚沙土及灰色粘土,底部在黄土梁峁区次级沟谷中常见一层厚5~10m的杂色沙土及沙砾石层,含大量的腹足类、哺乳类化石。下部发育水平层理,含大量草本植物根系及白垩,上部发育交错层理。厚度10~30m。

  (3)全新统(Q4)

  全新统风成沙(Q42eol):广布于全井田内,岩性为浅灰黄、灰白色粉细沙。主要广布于沙漠滩地,梁峁区只在鞍部及背风坡顶部披盖。

  全新统人工堆积(Q4s):分布于黄土梁峁区的拦河淤泥、淤沙,厚度1~5m。

  (二)地质构造

  矿区位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东部。总体上向北北西或西北方向缓倾的单斜构造,局部倾向为西南方向,一般倾角1°~3°。区内未发现较大规模的断裂及褶皱,无岩浆活动痕迹,构造简单。

  二、含煤地层

  区内含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),区内钻孔均对其进行了揭露。根据沉积旋回结构、岩性及矿物组合特征、含煤性划分为四个岩性段。现自下而上叙述如下:

  1、第一段(J2y1)

  为一套冲积平原相组合。由两个下粗上细的次级沉积旋回组成。每个旋回的下部为黄灰、浅灰色中粗粒-细粒长石砂岩、长石石英砂岩,中上部为灰色粉砂岩、深灰色泥质粉砂岩,顶部为炭质泥岩夹薄煤层或煤线(即9、8号煤层)。本段底砂岩具正粒序,发育大型板状交错层理和冲刷充填层理,分布较稳定,是本区重要的对比标志层(K1标志层,即宝塔山砂岩)。

  2、第二段(J2y2)

  为一套细碎屑沉积,岩性主要为细粒长石石英砂岩、粉砂岩与泥岩互层。由三个较完整的次级沉积旋回组成,每个旋回由下向上粒度逐渐变细,顶部或上部分别为7、6、5号煤产出层位。

  本段细砂岩具楔状交错层理或波状交错层理;粉砂岩、泥岩中多发育水平层理、缓波状层理和透镜状层理,局部见变形层理。煤层底板泥岩、泥质粉砂岩中常见直立的植物根叶化石。

  3、第三段(J2y3)

  岩性以细碎屑沉积为主。由1~3个下部为灰色细砂岩,向上依次为粉砂岩、含砂泥岩、炭质泥岩夹煤层或煤线的次级沉积旋回组成,各旋回的上部分别为4、3-1、3号煤层的赋存部位。

  本段是延安组主要含煤段,赋存于本段上部的3号煤层层位稳定,分布广,是本区唯一的可采煤层,也是本区地层和煤层对比的重要标志层之一(K2)。

  4、第四段(J2y4)

  由2个下粗上细的次级旋回组成,每个次级旋回的下部为灰白色细—中粒长石砂岩,中部为浅灰色、深灰色粉砂岩及泥质粉砂岩,上部为灰色、深灰色泥岩夹少量含炭泥岩和煤线。底部的灰白色粗(中)粒长石砂岩(局部相变为细砂岩、粉砂岩)分布较稳定,以其含大量的泥砾、煤纹、煤条带和植物化石碎片为特征,在区内较为稳定,厚度一般10~20m,最厚达25m以上,为本区地层对比标志层之一,相当于区域上的“真武洞砂岩”(K3),也是3号煤层的顶板和直接充水含水层。

  二、构造

  区域构造位置位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东缘,矿区构造为一走向北东,倾向北西,倾角小于1°的单斜构造,地面地质调查及井下探采结果未发现较大规模的断裂及褶皱,无岩浆活动痕迹,构造简单。

  三、煤层及煤质

  (一)煤层

  延安组为矿区一带的含煤地层,延安组共含煤(及煤线)最多达16层,其中具有对比意义的煤层9层,自上而下编号分别为3、3-1、7号煤层。采矿证批准开采3号煤层。

  1、3号煤层

  赋存于延安组第三段顶部,层位稳定厚度大,全区可采,煤层厚6.95~7.80m,可采厚度6.38~7.53m,由西南向北东逐渐增厚,变化规律较明显。结构简单,一般不含夹矸,仅局部含有2层厚0.03-0.30m的泥岩夹矸。底板标高1083~1111m,由西北向东南递增。煤层埋深92.83~145.11m,由西北向东南逐渐增大。

  该煤层为结构简单、全区可采的稳定型特厚煤层。

  该煤层顶板以细砂岩为主,次为粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩;底板以泥岩为主,次为粉砂质泥岩、粉砂岩,少量细粒长石砂岩、炭质泥岩。

  2、3-1号煤层

  3-1号煤层赋存于延安组第三段上部,层位稳定,除区内中部、北东部可采外,其余部分煤层均小于0.80m最低可采厚度而不可采。煤层厚0.57~1.40m,可采厚度0.80~0.89m,由西向东逐渐增厚。结构简单,不含夹矸。底板标高1067~1093m,由西向东递增。煤层埋深127~150m,受地形的控制,煤层埋深由西向东逐渐增大。与3号煤层间距为6.57~8.40m。

  该煤层为结构简单、大部可采的稳定型薄煤层。

  (二)煤质

  根据化验资料,综上所述:区内3号、3-1煤属特低灰、特低硫、特低磷、中高发热量、富油、低熔灰分、低变质阶段的长焰煤41号及不粘煤31号。是优质动力煤及气化、液化等化工原料,亦可用于低温干馏法生产焦油及半焦炭。

  四、水文地质条件

  (一)地形地貌及地表水

  矿区位于毛乌素沙漠与黄土高原过渡带的东南边缘。地势总体表现为东北较高,西南低,海拔标高1226.8~1186.4m,高差40.4m。区内地表水系不发育,仅有矿区西南侧的上河上游存在,多数时间为干河,只在雨季时有流水。

  (二)含(隔)水层的水文地质特征

  矿区水文地质条件受区域水文地质条件的控制。根据区内地下水的赋存条件及水力特征,将区内地下水划分为两种类型:即第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水、碎屑岩类裂隙水;三个含水岩层(组):第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水、侏罗系碎屑岩类风化壳裂隙水、碎屑岩类裂隙承压水。

  1、第四系中更新统离石组黄土孔隙裂隙潜水

  主要分布于东部的黄土梁峁区,其上多被薄层风积沙覆盖。含水层岩性主要为亚粘土、粉沙质黄土等,厚度一般为15~50m。水位埋深靠近滩地区较浅,一般小于10m,靠近黄土梁岗区较深,一般15~30m。据常乐堡井田Y23孔和牛家梁井田Y24孔抽水试验,含水层厚度27.39~119.24m,水位埋深0.61~16.3m,降深13.93~46.85m,涌水量46.40~51.93m3/d,统降单位涌水量0.013~0.039 L/s·m,渗透系数0.013~0.174m/d,富水性弱。水化学类型为HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na·Ca型,矿化度224~250mg/L。据民井简易抽水试验,含水层厚度2~3m,抽水时间15~40分钟,出水量1.072~2.585m3,水位恢复时间约12个小时,含水量较差,富水性弱。

  2、中生界碎屑岩类裂隙孔隙潜水及承压水

  根据水力特征划分为两个含水岩组,即侏罗系碎屑岩类风化带裂隙水及碎屑岩类裂隙承压水。

  (1)侏罗系碎屑岩类风化带裂隙潜水

  全区分布,均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下,含水层为基岩顶部的风化裂隙带,基本为3号煤层的顶板,一般厚20~30m左右,裂隙水具承压性。据东南侧的上河煤矿,基岩风化裂隙带内最大涌水量3~48m3/d;据井田西南方向约3km的常乐堡Y23钻孔抽水试验成果,含水层厚度18.42m,当降深23.26m,涌水量20.48m3/d ,渗透系数0.049m/d,统降单位涌水量0.00843L/s·m,富水性弱。水化学类型为HCO3-Ca·Mg型,矿化度184.43mg/L。

  (2)碎屑岩类裂隙承压水

  以3号煤层为界分上、下两个含水岩段。

  ①3号煤之上碎屑岩类裂隙承压水

  分布于3号煤层之上,主要为延安组第四岩性段,厚度26~45m。含水层主要由细—中粒长石砂岩组成。据常乐堡井田Y23及上河井田SK302钻孔抽水试验(表4-2),水位埋深+0.84~8.30 m,含水层厚度23.39 ~52.95m,当降深18.02~44.34m,涌水量15.90~62.04m3/d,统降单位涌水量 0.0018~0.08183L/s·m,渗透系数0.007~0.0565m/d,富水性弱。水化学类型为HCO3-Mg·Ca型,矿化度195.74mg/L。

  ②3号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水

  分布于3号煤层至延安组底界之间层段中。岩性主要为浅灰色粉、细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层,因埋藏深,岩石较完整,裂隙不发育,含水层较薄。据邻近区内的ZK1950钻孔及周边地区水文钻孔抽水试验资料,统降单位涌水量0.0004~0.0036L/s·m,渗透系数0.0003~0.0031m/d,故富水性极弱。水化学类型为Cl-Na型,矿化度均大于1000mg/L。

  3、隔水层

  (1)新近系静乐组红土隔水层

  广布全区,厚15~50m,岩性为紫红色、砖红色或棕红色粘土,夹多层钙质结核层及钙板,较致密,为第四系潜水与基岩风化裂隙带潜水间良好的隔水层。

  (2)延安组泥岩类隔水层

  延安组中,厚度较大且连续分布的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及部分粉砂岩等泥岩类,与含水层相间分布,厚度一般为10~35m,为层间裂隙承压水的隔水层。

  (三)地下水的补给、径流和排泄条件

  第四系松散层潜水以大气降水补给为主,部分为沙漠凝结水补给及灌溉回归水、渠水、库水渗漏补给。径流主要受地形控制,流向由高至低与现代地形吻合,局部受地层结构的影响流向有所改变。排泄主要是侧向补给河水,次为蒸发消耗、垂向渗漏和人工开采。

  基岩风化带裂隙潜水,在裸露区直接由大气降水渗入补给,其余地区靠上覆松散层潜水的下渗补给。该潜水与松散层潜水间局部地段存在夹层,大部分地区则为具有密切水力联系的统一含水体,故其补给、径流、排泄与松散层潜水基本一致。

  承压水除基岩裸露区通过风化裂缝带间接得到大气降水补给外,还接受上游地段潜水渗入补给,径流方向沿基本岩层倾向由东向西或西南方向运移。其排泄区为远距离河谷,基本形成了较为封闭的储水空间,水量小,水质差。

  (四)水文地质勘探类型

  本区地表大部分被松散层覆盖,其富水性弱,且下部有较厚的红土、黄土隔水层,加之区内构造简单,无断裂,基岩裂隙不发育,主要煤层顶板直接充水含水层富水性很弱,属于含水量小的含水层。依据《煤矿防治水规定》及《榆林市榆阳区XX煤矿水文地质补充勘探成果》,本矿水文地质类型为简单型。

  (五)矿井涌水量

  根据多年来观察数据,采用大井法及廊道法进行矿坑涌水量计算,矿井正常涌水量15m3/h,矿井最大涌水量20.0m3/h。

  五、其它开采技术条件

  1、瓦斯

  根据陕西省煤炭生产监督管理局文件(陕煤局发[2011]4号对榆林地区2010年度煤矿瓦斯等级鉴定的批复中,该煤矿所开采的煤层为3号煤,日均产量1286t,矿井绝对瓦斯涌出量0.68m3/min,相对瓦斯涌出量0.76m3/t,CO2相对涌出量1.34m3/min。因此该煤矿2010年度通过陕西省煤炭生产安全监督管理局批复为低瓦斯矿井。故矿井瓦斯鉴定等级为低瓦斯矿井。

  2、煤层顶、底板稳定性

  区内3号煤层直接顶板主要为泥岩、粉砂岩,厚度0~0.85m;老顶为中、细粒长石砂岩、粉砂岩,长石砂岩、粉砂岩顶板属半坚硬—坚硬岩石,抗剪、抗压强度大,属Ⅱ类中等冒落顶板;底板以粉砂岩居多,泥岩少量,为半坚硬岩石,抗剪、抗压强度较大,不易造成底鼓现象,为稳定型底板。

  3、煤尘

  根据地质资料各煤层测试的火焰长度在180~>400mm之间;抑制煤尘爆炸的岩粉用量在55~80%之间,属有爆炸性危险的煤层。

  4、自燃

  依据所做的地质报告,该矿3号煤层的自燃等级为Ⅰ级,属容易自燃煤层。

  5、地温

  综合本区简易测温成果分析,根据地质资料报告,由于煤层埋藏较浅,地温随深度增加幅度较小,地温梯度小于2.10℃/100m,本区属地温正常区,无高温异常。

  第二章 矿井开拓

  第一节 井田境界及储量

  一、井田境界

  根据陕西省国土资源厅所批的采矿证划定范围,批准对3号煤层进行开采,井田南北长1.77km,东西宽1.59~1.80km,井田面积3.0002km2,开采3号煤层,可采面积3.0002km2,开采标高为+1118~1082m。

  其拐点坐标见表2-1-1。

   井田北以1、2两点连线为界,东以2、3两点间连线为界,南以3、4点两点间连线为界。井田南与上河煤矿为邻,西与人民煤矿为邻,北与白鹭煤矿为邻,东为尚和整合区。
   二、资源/储量
   本矿井为生产矿井,截至2005年12月31日,根据所提供的技改初步设计核实的矿井储量,矿井可采储量为16.32Mt。
   三、安全煤柱
   井田地表为黄土与风积沙覆盖,各煤层均为近水平煤层,可采煤层埋藏深度在40~150m左右。为确保地面建筑物和工业广场设施及防止地面沟流下渗到井下,根据《煤炭工业小型矿井设计规范》、《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿安全规程》等有关规定,设计根据围岩情况和各类规程规定的参数分别进行计算煤柱尺寸,地面建筑物保安煤柱计算取最大值圈定。
   1、广场煤柱:按围护带15m,松散层移动角45度,基岩移动角73度进行计算,广场保护煤柱留设80m。
   2、井筒保护煤柱:按围护带10m(立井围护带30m),松散层移动角45度,基岩移动角73度进行计算。计算井口煤柱用移动角法设计;井底煤柱按D=2S1+2a。计算过程如下:

   根据上述计算,大巷留设的安保煤柱煤柱为40m支护满足安全需求。
   5、采空区煤柱:开采区边界留设20m煤柱。
   6、工作面之间煤柱:留10~20m煤柱。
   7、村庄煤柱:按保护煤柱等级Ⅲ,围护带宽度10m。井田村庄建筑物煤柱值50m。
   四、矿井设计生产能力及服务年限
本矿井为生产矿井,采用立井单水平开采3号煤层。根据在3号煤层布置一个对拉炮采工作面考虑。按矿井生产规模0.3Mt/a,矿井设计可采储量16.32万t,煤层储量备用系数取1.4,则矿井服务年限计算如下:
T=Z/KA
式中:
T——矿井服务年限,a;
Z——矿井设计可采储量16.32Mt;
A——矿井生产能力,0.3Mt/a;
K——储量备用系数,取1.4。
   即矿井装备炮采和适应煤层变化的开采设备,规模按照0.3Mt/a的开采计算,矿井生产服务年限38.86a。
第二节 开拓方式
   一、矿井工业广场
   该工业场地处于井田西北部的平台地上,在场区西部布置两条立井。
   二、开拓方案
   该矿为“六证”齐全的合法生产矿井,开采3号煤层,设计采用一对立井开拓,生产能力为0.3Mt/a。
   根据矿方提供的采掘工程平面图及技改初步设计,现矿井采用两条已开凿至3号煤层的井筒,井下布置两组大巷对3号煤层进行开采,两组大巷分别为东西、南北向。靠近井田北部边界保安煤柱线布置一组东西向大巷,当该组大巷掘进至井田中央时,再按南北向布置一组大巷于井田中央,直接掘进至井田南部边界保安煤柱线。井田内设置一个盘区对3号煤层进行开采,回采工作面布置于南北向大巷两侧。
   矿井采用保水采煤法,即对条带巷进行扩帮开采,留设支撑煤柱及隔离煤柱支撑顶板。
   两条立井参数如下:
   主立井:位于工业场地北侧,井口标高+1217.76m,倾角90.0°,井筒垂深131.68m(井口至煤层底板),净直径5.0m,混凝土砌碹支护,支护厚度500mm,安装一对提升箕斗及装备梯子间。作为矿井原煤提升、进风等任务。
   副立井:也位于工业场地北侧,井口标高+1217.76m,倾角90°,井筒垂深132.18 m(井口至煤层底板),净直径5.0m,混凝土砌碹,支护厚度500mm,装备1.5吨普通罐龙及梯子间。作为下料、回风、上下人等任务。
   三、开采水平划分及标高
   矿井划分一个水平进行开采,开采水平位于3号煤层中,水平标高+1085m。
   四、首采工作面位置
   矿井采用“一井一面”模式,移交生产工作面为04东对拉工作面,大巷另一翼为05西对拉工作面。
   五、矿井运输
   1、煤炭运输
   投产时回采面煤炭运输系统为:工作面 刮板输送机、转载机 运输顺槽 胶带输送机 运输大巷 胶带输送机 主立井(箕斗提升)→地面筛分系统。
   顺槽掘进来煤:掘进工作面 防爆装载机、防爆胶轮车 顺槽 防爆胶轮车运输大巷 防爆胶轮车 主立井(箕斗提升)→地面筛分系统。
   2、辅助运输
   井下所需材料及设备,在地面装车后,由防爆胶轮车从副立井经辅助运输大巷,运输至各用料地点。运输系统为:地面 矿车 副立井(换装)防爆胶轮车 辅助运输大巷 防爆胶轮车 辅助顺槽。
   3、人员下井
   采用从副立井罐龙下放人员,人员步行至工作地点。
   六、主要巷道断面特征
   根据井田煤层赋存状态、水平划分,主要运输大巷包括运输大巷、辅助大巷和回风大巷,水平大巷设置在3号煤层中。
   1、运输大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm,铺设胶带运输大巷煤炭。
   2、辅助运输大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm,铺底混泥土厚度200mm。
   3、回风大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm。
   七、劳动定员
   本矿井生产规模为0.3Mt/a,年工作日300天,三八作业制,每天三班作业,边生产边准备。矿井劳动定员根据岗位安排,原煤生产人员出勤人数为200人,服务人员和其他人员27人,全矿在籍人数288人。井下工的在籍系数为1.35,地面生产工人的在籍系数为1.25,其他系数均为1.0。管理人员占原煤生产人员的8%,原煤生产工人中井下工占80%,地面工占20%,服务人员和其他人员分别占原煤生产在籍人数的8%和2%。
   劳动定员汇详见表2—2—1。

第三章 紧急避险系统
第一节 矿井主要灾害
   1、根据矿井做的检测资料及地质报告,该矿井煤尘具有爆炸性及煤层属于容易自燃煤层。因此在矿井生产时,所产生的粉尘聚集会发生爆炸及煤层作火。
   2、矿井开采的3号煤层顶板主要以泥岩、粉砂岩为主,属Ⅱ类中等稳定性岩层。根据榆横地区煤层浅埋藏的特点,顶板坚硬但压力大的特点,因此矿井在回采时,顶板较难冒落,易发生大范围冒顶灾害,形成强大的冲击波破坏性灾难。
   3、矿井由于原开采3号煤层形成的大范围采空区,分布于矿井北部,根据水文划分类型该矿水文类型为简单,采掘工程不受水害影响,防治水工作简单。
   由于矿井存在上述灾害,故矿井需装备齐全的安全设施,做好探放工作,确保灾害发生。为确保井下人员的在发生灾变时,为创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间,因此矿井设置紧急避险系统是非常有必要的。
第二节 矿井安全出口
   一、矿井安全出口
   矿井有两个安全出口,即主立井和副立井。满足《煤矿安全规程》生产矿井至少有2个能行人的通达地面的安全出口的要求,其中主、副井井口间距55m。各个井筒净断面及断面布置均满足行人、运输、通风和安全设施、设备安装、检修等方面的要求,符合《煤矿安全规程》的有关规定。
   该矿主立井为进风井口,不受粉尘侵入影响,也不受有害和高温气体侵入影响。
   二、工作面安全出口
   投产开采的04东对拉工作面安全出口有两个,为运输顺槽和回风顺槽的两个端头,工作面两个端头出口超前20m内采用锚杆密集支护;运输顺槽和回风顺槽巷道均采用金属锚杆锚顶支护。
第二节 紧急避险系统
   一、紧急避险系统确定
   1、煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井下发生紧急情况下,为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。
   井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时,为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物、水,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间。
   紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动救生舱。
   2、根据矿井开拓系统,矿井最远采掘工作面距井口安全出口最远路程2.5km。当井下灾害发生时,在入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器情况下,从采掘工作面步行,按正常步行速度为每小时5.0km,人员很难灾变时在半小时内逃出矿井。根据矿井开拓系统及井田范围,回采工作面较短,均不超过1000m。该矿井为低瓦斯矿井,因此只需在距离采掘工作面1000m范围内的安全通道内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。根据矿井开拓及工作硐室布置位置,为确保井底及其附近人员的安全,设计在在井底车场附近设置一个永久避难硐室,为全矿井的井底1000m范围内人员紧急避险;在井田中央的运输大巷和回风大巷之间设置一个临时避难硐室,即04东对拉工作面与05西对拉工作面之间,该临时避难硐室能满足此两工作面及06东对拉工作面及大巷掘进头人员避险;为保证以后生产的工作面安全需求同理在两个工作面之间的大巷设置临时避难洞室;为保证顺槽掘进头作业人员的安全,及考虑顺槽工作面的特点,设计采用移动救生舱来满足顺槽掘进作业人员的安全。
   3、紧急避险设施具备了安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能,在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96小时。
   (1)具备自备氧供氧系统和有害气体去除设施。供氧量不低于0.5升/分钟·人,处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟·人,处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下。在整个额定防护时间内,紧急避险设施内部环境中氧气含量应在18.5%~23.0%之间,二氧化碳浓度不大于1.0%,甲烷浓度不大于1.0%,一氧化碳浓度不大于0.0024%,温度不高于35摄氏度,湿度不大于85%,并保证紧急避险设施内始终处于不低于100帕的正压状态。采用高压气瓶供气系统的应有减压措施,以保证安全使用。
   (2)配备独立的内外环境参数检测或监测仪器,在突发紧急情况下人员避险时,能够对避险设施过渡室内的氧气、一氧化碳,生存室内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度和避险设施外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。
   (3)按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人,饮用水不少于1.5升/天·人。配备的自救器应为隔绝式,有效防护时间应不低于45分钟。
   4、紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接,形成井下整体性的安全避险系统。
   矿井安全监测监控系统必须对紧急避险设施外和避难硐室内的甲烷、一氧化碳等环境参数进行实时监测。
   矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况。
   矿井压风自救系统必须能为紧急避险设施供给足量氧气,接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀,压风出口压力在0.1~0.3兆帕之间,供风量不低于0.3米3/分钟·人,连续噪声不大于70分贝。
   矿井供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水,并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。
   矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施,紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。
   5、紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合,紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类,井巷中应有紧急避险设施方位的明显标识,以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施。
   6、紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善,包括及时补充或移动紧急避险设施,完善避灾路线和应急预案等。
   二、井下紧急避险系统设计
   (一)永久避难硐室
   在副井井底车场附近设置个永久避难洞室,为全矿井的及井底1000m范围内人员紧急避险。
   1、井下人员
   按照现今矿井最大班下井人员为50人,硐室内设施的总容量备用系数取1.2,则下井人员最多为60人。自救器则考虑人员按1.2倍安排应有72台隔绝式自救器,自救器使用时间不低于45min;并需配备两台正压氧气呼吸器;避难硐室采用一体式矿灯照明,并储备逃生用一体式矿灯数量为72台。
   2、避难硐室位置
   矿井自开采以来,未发生瓦斯爆炸,且连续3年瓦斯等级鉴定,均属低瓦斯矿井(瓦斯等级鉴定详见附件),根据矿井开拓布置及逃生途径考虑,避难硐室布置在3号煤层中,布置在辅助运输大巷与回风大巷之间,尽可能采用折反式布置,以减少瓦斯、煤尘爆炸后的冲击波。设置两道正向密闭门,在两道密闭门之间设置喷淋装置。其前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护,且顶板完整、支护完好,符合安全出口的要求。靠近底板附近设置两趟的单向排水管,在密闭门上方设置两趟单向排气管。
   3、避难硐室及地面钻孔的参数
   避难硐室采用拱形硐室式布置,净宽4.0m,净高3.3m,净断面11.5m2,生存硐室长26.10m,所设置的避难硐室生存室面积约89m2,满足每人需1m2(避难洞室最多人数60人)的使用面积。虽矿井为低瓦斯矿井,但考虑硐室布置在煤层中,为防止瓦斯及有害气体侵入硐室,硐室及硐室口附近10m应采用隔离材料对硐室进行隔绝支护。
   发生灾变时为保障在避难硐室内待救人员的通风、通讯、供电、供水等基本生存条件,设计将从地面打设一钻孔φ200mm直通避难硐室,该矿钻孔长130m。从地面经钻孔下一趟无缝钢管DN100×4的压风管路,地面留设有与应急压风机对接的接口,并与硐室内的压风自救器相连;下一趟无缝钢管DN100×4的供水管路,留设接口与地面应急供水系统连接,并与硐室内的供水系统连接;下两趟专用监控通讯电缆,一趟直通矿井调度室,专用通讯线路不允许接其他分机;一趟连接矿井监控与避难硐室监控探头,并在钻孔口留设有与地面应急通讯设备连接的接口;设置一趟动力电缆连接避难硐室内用电设备,禁止携带其他负荷,在地面钻孔口留设有与地面应急电源连接的接口。
   钻孔参数:x=4252902.000,y=37404198.500,z=+1213.00,孔径200mm。
   直通避难硐室钻孔防治措施:
   (1)钻孔标高高于四周地面0.5m标高,不得放杂物;
   (2)钻孔周围有地面水影响时,必须设置排水沟;
   (3)必须做好工程记录,并填图归档;
   (4)并采用大于钻孔断面的坚实的盖板盖实孔口上锁,应设置栅栏和标志;
   (5)并修筑能满足应急车辆运行的道路。
   4、避难硐室传感器种类及装备
   发生灾变时为保障在避难硐室内空气净化功能及温度条件,将在避难硐室内设置防爆型空气循环净化装置,矿用防爆空调装置等。
   在避难硐室内外设有瓦斯传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、烟雾传感器通过监控电缆与地面监控室相连,硐室内并有显示器显示上述传感器数值。避难人员进入硐室内是否使用自救器,必须首先观察上述传感器显示数值,及现场的具体情况做出判断。
   为防止井下火灾烧烤密闭门,设计采取向密闭门内洒水冷却的办法,一寸钢管距密闭门里侧10cm,按巷道内轮廓,每20cm设一个喷头,向密闭门喷水,水源来自从钻孔下来的饮用水,硐室通道两端外部门的里侧均设喷水防火系统。4道密闭门的外墙体均设置防火观察孔,平时用于通风,急救时用于观测灾情。
   硐室内有专人管理,每周对室内设置进行一次实验,即使进行维护、保养,以保证设置的正常运转。医疗器械必须密封的,过期或失效的必须及时更换。硐室内不得锁门,保证灾难时人员可以进入避难。
   永久避难硐室结构布置示意见图3-2-1;永久避难硐室基本装备配备见表3-2-1。

   (二)井下临时避难硐室设计
   在井田中央的运输大巷和回风大巷之间设置一个临时避难硐室,即04东对拉工作面与05西对拉工作面之间,该临时避难硐室能满足此两工作面及06东对拉工作面及大巷掘进头人员避险。
   根据原设计资料,矿井采掘工作面及附近人员最大为33人,硐室内设施的总容量备用系数取1.1,则下井人员最多为36人。自救器则考虑人员按1.2倍安排应有43台隔绝式自救器,自救器使用时间不低于45min;并需配备两台正压氧气呼吸器;避难硐室采用一体式矿灯照明,并储备逃生用一体式矿灯数量为43台。
   临时避难硐室参数及传感器种类同永久避难硐室。
   临时避难硐室基本装备配备见表3-2-2。

   (三)移动救生舱
   为保证顺槽掘进头作业人员的安全,及考虑顺槽工作面的特点,设计采用移动救生舱来满足顺槽掘进作业人员的安全,当顺槽掘进工作面距临时避难硐室超过1000m时,需设置移动救生舱。移动救生舱设置点为在距顺槽掘进头500m处。顺槽工作面最多人数为11人,设计救生舱采用本安型移动式救生舱,设置一台共能容纳11人96小时避险需求。移动救生舱应该放置在避难硐室内,采用钢绳固定在硐室内,防止冲击波冲击翻滚移动。
   由于回采面回采位置及掘进面位置随时推移变化,移动救生舱所处位置也应移动变化,但距离回采面及掘进面距离不能大于900m。
   (四)技术要求
   ⑴ 避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护隔离门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。
   ⑵ 防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0米2;临时避难硐室不小于2.0米2。
   ⑶ 生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管应加装手动阀门。
   ⑷ 避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕,应有足够的气密性,密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽,深度不小于0.2米,墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑,并与岩(煤)体接实,保证足够的气密性。
   ⑸ 避难硐室采用混凝土砌碹方式支护,支护材料应阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀,顶板和墙壁的颜色宜为浅色。硐室地面高于巷道底板不小于0.2米。
   ⑹接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内加配应急通讯设施。所接如避难硐室前的管线必须埋设保护距离不小于20m。避难硐室须专人管理,及时进行维护、保养,保证设备的正常运行。
   ⑺ 避难硐室施工前,应有专门的施工图设计,施工中应加强工程管理和过程控制,确保施工质量及满足安全需求。
   避难硐室施工、安装完成后,应进行各种功能测试和联合试运行,能通过相执法关部门或质检本门验收合格。
   三、维护与管理
   1、煤矿企业应建立紧急避险系统管理制度,确定专门机构和人员对
   紧急避险设施进行维护和管理,保证其始终处于正常待用状态。
   2、紧急避险设施内应悬挂或张贴简明、易懂的使用说明,指导避险矿工正确使用。
   3、煤矿企业应定期对紧急避险设施及配套设备进行维护和检查,并按产品说明书要求定期更换部件或设备。
   应保证储存的食品、水、药品等始终处于保质期内,外包装应明确标示保质日期和下次更换时间。
   每天应对紧急避险设施进行1次巡检,设置巡检牌板,做好巡检记录。煤矿负责人应对紧急避险设施的日常巡检情况进行检查。
   每月对配备的高压气瓶进行1次余量检查及系统调试,气瓶内压力低于额定压力的95%时,应及时更换。每3年对高压气瓶进行1次强制性检测,每年对压力表进行1次强制性检验。
   每10天应对设备电源进行1次检查和测试。
   每年对紧急避险设施进行1次系统性的功能测试,包括气密性、电源、供氧、有害气体处理等。
   4、经检查发现紧急避险设施不能正常使用时,应及时维护处理。采掘区域的紧急避险设施不能正常使用时,应停止采掘作业。
   5、矿井灾害预防与处理计划、重大事故应急预案、采区设计及作业规程中应包含紧急避险系统的相关内容。
   6、应建立紧急避险设施的技术档案,准确记录紧急避险设施设计、安装、使用、维护、配件配品更换等相关信息。
   7、煤矿企业应于每年年底前将紧急避险系统建设和运行情况,向县级以上煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构书面报告。
   四、培训与应急演练
   1、煤矿企业应将了解紧急避险系统、正确使用紧急避险设施作为入井人员安全培训的重要内容,确保所有入井人员熟悉井下紧急避险系统,掌握紧急避险设施的使用方法,具备安全避险基本知识。
   对紧急避险系统进行调整后,应及时对相关区域的入井人员进行再培训,确保所有入井人员都能正确使用避难硐室及其配套设施。
   2、煤矿应当每年开展1次紧急避险应急演习,建立应急演练档案,并将应急演练情况书面报告县级以上煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构。
   
   第三节 灾变逃生路线
   每一个入井人员必须戴上安全帽、穿工作服、矿用胶鞋、携带矿灯、配置井下人员定位跟踪器以及自救器,自救器必须大于30分钟使用时间。当井下发生火灾、瓦斯与煤尘爆炸时,井下人员使用自救器自救。
在人员行走的巷道及硐室设置自发光逃生指示路线牌,指示牌必须清晰明了便于逃生人员找到安全逃生路线及避难硐室避险逃生。
   一、一般撤退原则
   当发生爆炸事故或火灾事故时,视具体情况选择最近的安全路线撤出地面。位于事故地点进风侧的人员,应迎着风流退出;位于回风侧的人员,应就近迅速通过风门,进入进风巷道,再撤到地面。通过风门时,必须随时将风门关好,以防风流短路,造成了事故范围扩大。
   紧急避险设施一般针对瓦斯煤尘爆炸、火灾、瓦斯突出等设计与制造,而在一定的水压作用下,避险设施会渗、漏水,且较大的水压会灌满紧急避险设施,降低避灾路线的安全性。因此,首先避灾路线是按照既定避灾路线抓紧时间逃离危险区域,安全到达地面。进入附近安全系数较高的紧急避险设施,是避灾路线被堵等无法安全撤至地面时的第二避灾路线。选择第二避灾路线,应考虑两个原则:
   (1)尽可能远离灾区;
   (2)选择安全系数高的紧急避险设施(永久避难硐室>临时避难硐室>移动式救生舱)。
   1、瓦斯、煤尘
   (1)迅速背向爆炸方向,脸向下卧倒,用湿毛巾捂住口鼻,与此同时,迅速戴好自救器。
   (2)沿避灾路线撤退到安全地点,如无法撤离时,可设法到较安全地点暂时躲避,等待救护。
   2、火灾事故
   (1)发现烟雾或明火,立即向调度室报告,现场领导要组织人员进行扑灾,如果是电气火灾要先要断电源。
   (2)若火势很大,现场人员无法抢救时,有组织的由火区上风侧撤离,火灾下风侧人员要利用平行巷道或风门尽快进入新鲜风流。
   (3)如果确实无法撤离时,要尽快在附近找一个硐室暂时躲避,并设法堵住入口,隔断风流,防止有害气体侵入,并采取一切办法与外界联系,以便救护队前来救护。
   3、水灾事故
   (1)一旦发生水灾事故,要迅速撤离地面。
   (2)如果出路被水隔断,要迅速寻找位置最高、离退路最近的地方暂时躲避,同时发出呼救信号,等待救援。人员不能进入涌水附近的独头巷道中。
   4、遇灾时进入避难硐室前,应在硐室外留有衣物、矿灯等明显标志,以便于救护队发现。人员在避难硐室内应静卧,避免不必要的体力消耗和空气消耗,延长等待时间,并在硐室内间断地敲打铁器、岩石等发出呼救信号。
   三、火灾(或瓦斯爆炸)避险
瓦斯爆炸与火灾避灾路线相同,其线路随盘区位置变化而变化,避灾原则是逆新鲜风流而走。

顺槽掘进工作面火、瓦斯灾害避灾路线为:掘进工作面→掘进巷道→移动救生舱→辅运大巷、主运大巷(避难硐室)→副立井、主立井→地面。
主要进风巷火灾避灾路线为:进风巷→辅运大巷、主运大巷→永久避难硐室→辅运大巷、主运大巷→主立井→地面。
反风时期避灾路线如下:
回采工作面火、瓦斯灾害避灾路线为:回采工作面→工作面回风顺槽→移动救生舱→专用回风大巷(避难硐室)→副立井→地面。
顺槽掘进工作面火、瓦斯灾害避灾路线为:掘进工作面→专用回风大巷→移动救生舱→专用回风大巷→副立井→地面。
避灾路线应根据生产系统的变化而及时调整。
   四、水灾避险
井下水灾或顶板事故避灾撤退路线为:

  第四节 紧急避险系统应急预案

  一、紧急避险装备救护条件

  1、医疗条件

  所设计采用的移动救生舱里有急救所需的药剂、医疗箱;永久避难硐室内设所需的药剂、医疗箱、担架。便于灾变后对受伤人员的处理救护医疗。

  2、通路条件

  移动救生舱设置在主要逃生通道的硐室内,逃生通道有清晰明了的指示标牌到达救生舱硐室,硐室口有明显的自发光及反光显示标志“救生舱硐室”;永久避难硐室设置在井底车场附近的回风大巷与运输大巷之间,逃生通道有清晰明了的指示标牌到达永久避难硐室。指示标牌必须符合AQ1017-2005标准要求。

  3、应急救援条件

  煤矿矿山救护队委托榆林市矿山救护队服务并签有协议。另煤矿设有医务室,煤矿配备有辅助矿山救护小队。

  4、应急保障

  本矿建立有线、无线相结合的基础应急通信系统,并提供相应的通信设备;配备有应急发电机及压风机组。

  二、组织机构及职责

  1、应急组织体系

  煤矿成立生产安全事故应急救援领导小组,负责事故救援决策。

  组 长:矿长

  副组长:各位副矿长、总工程师、财务总监

  成 员:煤矿生产、安检、机电、调度、经营、采供、办公室等部门负责人

  2、应急组织成员单位(人员)及职责

  (1)总工程师:负责研究制定事故的抢救技术方案和措施,解决事故抢救过程中遇到的技术难题。

  (2)调度室:负责事故抢救调度指挥,及时调度事故抢救情况、传达领导指令,调集事故抢救队伍、车辆、物资,向上级主管部门汇报事故情况。

  (3)安监科:负责组织指导煤矿救护队及其应急预案工作;负责

  向上级安监部门汇报事故情况,组织煤矿有关部门,配合安全生产监督管理机构调查分析处理事故。

  (4) 生产、技术科:负责协助总工程师、分管副总工程师研究制定瓦斯、煤尘、矿井火灾、顶板、水害事故的抢救技术方案和措施,解决事故抢救过程中遇到的技术难题。

  (5) 机电科:负责协助总工程师研究制定机电、提升运输、

  供电的抢救技术方案和措施,解决事故抢救过程中遇到的技术难题。

  (6)采供部:负责保障事故抢救物资的供应。

  (7)医务室: 负责协助事故应急救援指挥部,研究制定抢救技术方案和措施,解决事故抢救过程中遇到的技术难题,及时救治伤员。

  (8)办公室:负责事故抢救事务协调、接待、事故善后处理、参与事故调查,负责工伤保险待遇落实等。保证事故抢救需要的车辆。

  (9) 财务科:保证抢险救灾资金和事故善后处理所需资金及时到位。

  3、应急救援机构及职责

  本矿设立安全生产事故应急救援指挥部,指挥部设在矿调度室。矿长任总指挥,副矿长、总工程师、矿级领导任副总指挥,负责统一指挥、协调生产安全事故的应急救援工作。指挥部下设8个应急救援工作小组:

  (1)井下现场指挥组。设在井下救护基地,由矿有关方面负责人和有关部门负责人组成。

  组 长:矿长

  副组长:机电副矿长、调度中心主任主要负责实施指挥部制定的抢险救灾方案和安全技术措施。

  (2)抢险救灾组。由辅助救护队、事故单位和应急救援指挥部紧急调集的有关单位人员组成。

  组 长:生产副矿长

  副组长:矿生产科、安检科、救护队负责人、事故单位负责人,具体负责指挥井下现场抢救工作,及时处理突发灾变。

  (3)技术专家组。由有关技术专家和技术负责人组成。

  组 长:总工程师

  副组长:工程师、生产科,外请专家,主要研究制定抢救技术方案和措施,解决事故抢救过程中遇到的技术难题。

  (4)物资供应组。由矿采供部和施工队组成。

  组 长:煤矿财务科

  副组长:经营副矿长,采供科,主要保证抢险救灾中物资和设备的及时调度和供应。

  (5)警戒保安组。由工会、办公室副主任、保安组成。

  组 长:工会主席

  副组长:办公室副主任。主要负责事故发生后的人员疏散、戒严和维持秩序、交通等工作。

  (6)医疗救护组。由医务室组成。

  组 长:医务室主任

  副组长:医人员,主要负责对受伤人员的医疗救护。

  (7)后勤保障组。由综合办和事故单位组成。

  组 长:常务副矿长

  副组长:食堂管理员,主要负责食宿接待、车辆调度等工作。

  (8)善后处理组。由工会、财务部等到组成。

  组 长:常务副矿长

  副组长:财务会计、出纳,负责伤亡人员家属安抚、抚恤、理赔等善后处理工作。

  救灾指挥部设在煤矿调度室,总指挥全权指挥救灾工作。

  三、预防与预警

  1、矿井水害危险源监测监控及预防措施

  ⑴ 主要监测监控措施

  a. 定期组织水患排查分析

  b. 进行水害预测预报。

  c. 加强监督检查。

  ⑵主要预防措施:

  a.矿井生产中必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,探放水工作必须由专人负责,井下探水必须制定安全措施

  b.采掘地点附近或对采掘活动构成威胁的积水,要有计划地进行疏放。

  c.对矿井防挡水设施(水闸墙、水闸门和防水煤柱等),要定期巡查、排查,发现问题,及时处理,消除水患威胁。

  d.要加强汛期地表巡查排查,特别是雨中雨后巡查工作,发现问题,及时汇报处理。

  e.配备完好的工作、备用和检修水泵。排水系统的设备和管路按期检查和维护,制定检查维修制度。

  f.制定、落实贯通措施,老空水隐患不排除不得生产。

  g.采用承压含水层注浆改造与隔水层注浆加固, 帷幕截留,疏水降压开采相结合的综合防治水技术。

  h.建立完善的矿井泄、排水系统,保证矿井足够的抗灾能力,落实水平之间、采区之间的隔离措施。

  i.正确标定避灾路线。

  j.现场人员熟悉避灾路线。

  3、矿井火灾危险源监测监控及预防措施

  ⑴ 主要监测监控

  a.外因火灾危险源监测监控措施:严格监督检查,加强可燃物管理,防止井下明火、放炮火焰、电气火花等火源。

  b.内因火灾危险源监测监控措施:建立束管自动监测系统,落实密闭定期检查制度。

  c.每季度对井上、下消防管路系统,防火门,消防材料库和消防器材的设置情况进行一次检查,发现问题,及时解决。

  d.每周检查一次采空区密闭墙,建立检查记录档案,发现问题立即汇报处理。

  e.每周一次对井下易发火地点观测数据进行分析,对发火情况预测预报。

  ⑵ 主要预防措施:

  a.外因火灾预防措施:井口房附近20m内禁止烟火,严禁携带点火物品下井,井下严禁吸烟,杜绝井下明火,不使用不合格或变质炸药,按规定装药、使用炮泥和水炮泥,防止产生爆破火焰,杜绝电气设备失爆、设备及电缆漏电,禁止在井下拆卸矿灯,防止产生电气火花,严格落实井下电气焊措施,装备皮带机防打滑保护,防止摩擦起火,严格井下火区管理等,杜绝引火火源; 对木材、绵纱、油脂等可燃物加强管理。

  b.内因火灾预防措施:坚持“预防为主,综合治理”的原则,制定专门的防火措施,落实到矿井生产和管理的各个环节,从掘进、回采各方面采取防火措施。合理布置巷道,尽量减少多煤层联合开采,近距离煤层开采或分层开采巷道采用重叠或内错布置;及时封闭采空区, 按规定采后注浆或注氮,清扫干净浮煤,有条件的采用均压通风,防止造成漏风供氧条件。

  c.井下巷道及硐室必须正确标定避灾路线,不得损毁缺失,定期巡检。

  d.培训指导下井人员熟悉避灾路线。

  3、煤尘爆炸危险源监测监控及预防措施

  ⑴主要监测监控措施:

  a.建立粉尘监测制度并落实测尘制度、隐患排查制度、定期检查制度等,及时发现煤尘爆炸隐患.每半月对采掘工作面和主要场所全面进行一次粉尘测定。

  b.每半年进行一次游离二氧化硅和粉尘分散度的化验分析。

  c.每季度进行一次个体呼吸性粉尘测定。

  d.防止井下明火、放炮火焰、电气火花等引爆火源。

  ⑵煤尘主要预防措施:

  a.采掘工作面采取降尘和防止煤尘积聚措施:煤层注水,湿式钻眼,爆破使用水炮泥,爆破前后洒水,掘进爆破远程喷雾,转载点、扬尘点喷雾,设置净化水幕等; 优化通风系统,完善通风设备设施,加强通风管理,定期冲刷巷帮、清除积尘等。

  b.消除引爆火源:井口房附近20m内禁止烟火,严禁携带点火物品下井,井下严禁抽烟,杜绝井下明火; 不使用不合格或变质炸药,按规定装药、使用炮泥和水炮泥,防止产生爆破火焰; 杜绝电气设备失爆、设备及电缆漏电,禁止在井下拆卸矿灯,防止产生电气火花; 严格落实井下电气焊措施; 装备皮带机防打滑保护,防止摩擦起火; 严格井下火区管理等。

  c.井下巷道及硐室必须正确标定避灾路线,不得损毁缺失,定期巡检。

  d.培训指导下井人员熟悉避灾路线。

  4、瓦斯爆炸危险源监测监控及预防措施

  ⑴主要监测监控措施:

  a.矿井必须装备安全监控系统,并正常使用。对井下实行连续监测。

  b.严格落实瓦斯巡回检查和爆破“一炮三检”制度。

  c.有关人员按规定佩戴使用便携式瓦斯报警仪。

  ⑵ 主要预防措施:

  a.防止瓦斯积聚措施:优化通风系统; 加强局部通风管理,选用局扇, 500M以上掘进通风实现双风机双电源、自动分风自动切换,杜绝无计划停风; 及时封闭采空区,防止老空区瓦斯溢出; 及时封堵盲巷; 瓦斯监测监控系统实现瓦斯超限自动报警等。

  b.防止瓦斯引燃的措施:井下使用的电器设备要符合《煤矿安全规程》要求,采取隔爆外壳措施,电气设备杜绝失爆,下井使用的矿灯要经常检查,保证防爆性能完好。井下使用的导风筒,运输机皮带和供排水管道等,应采用抗静电阻燃制品。井下烧焊、录像必须制定措施,报有关领导批准,现场必须有安监员、瓦斯检查员进行检查,保证各项措施的落实。

  c.消除引爆火源:井口房附近20m内禁止烟火,严禁携带点火物品下井,井下严禁吸烟,杜绝井下明火; 不使用不合格或变质炸药,按规定装药、使用炮泥和水炮泥,防止产生爆破火焰; 杜绝电气设备失爆、设备及电缆漏电,禁止在井下拆卸矿灯,防止产生电气火花;严格落实井下电气焊措施; 装备皮带机防打滑保护,防止摩擦起火; 严格井下火区管理等;瓦斯监测监控系统实现瓦斯超限自动断电。

  d.防止事故扩大措施:实行分区通风。各水平、各采区都必须单独布置独立的回风道,采掘工作面都必须采取独立通风。通风系统力求简单。装有主要通风机的出风井口,应安装防暴门。按规定安装隔爆设施。

  e.井下巷道及硐室必须正确标定避灾路线,不得损毁缺失,定期巡检。

  f.培训指导下井人员熟悉避灾路线。

  5、 矿井顶板危险源监测监控及预防措施

  ⑴危险源监控方式、方法

  a.对回采、掘进工作面实行矿压观测,生产的工作面进行“三量”观测,并提出矿压观测报告;所有正规采煤工作面必须进行支护质量与顶板动态监测预报;掘进工作面对Ⅳ、Ⅴ类顶板进行顶板离层监测,根据制度要求设立矿压监测站,进行实时监控。

  b.每季度对矿井所有采、掘、巷修、失修地点进行覆盖检查,对矿井现场顶板管理系统和灾害程度进行诊断和评价,提出整改意见,对安全生产重大技术课题进行攻关和技术方案的研究落实整改。

  c.每月对矿井进行一次安全质量标准化工作检查验收,并根据评级奖惩办法进行奖罚。

  d.矿上对顶板隐患的实施建档、评估和监控管理。

  e.执行敲帮问顶制度。

  f.安监员盯面检查、安全确认,管理人员巡回检查。

  ⑵顶板主要预防措施:

  a.合理开拓布局,优化采区设计,采用合理的开采方法。

  b.做好采掘工作面矿压观测工作。

  c.选用适合的支护方式。积极推广应用支护新技术、新工艺、新材料,不断提高支护效果和支护强度。

  d.抓好采掘工作面特殊地点、顶板薄弱环节的支护管理。

  e.严格按规程、措施和工程质量标准施工。

  f.作业人员掌握自救互救知识。

  四、事故应急救援预警行动

  (一)事故应急预警

  1、按照国家有关标准认定重大危险源实行分级报告制度:

  (1)一级重大危险源:可能造成特别重大事故的,必须逐级上报至国家安全生产监督管理局。

  (2)二级重大危险源:可能造成重大事故的,必须逐级上报省级安全生产监督管理机构。

  (3)三级重大危险源:可能造成较大事故的,必须上报市级安全生产监督管理机构。

  (4)四级重大危险源:可能造成一般事故的,必须上报煤炭局。

  2、煤矿对重大危险源要进行登记建档,建立重大危险源管理档案。

  3、对重大危险源可能酿成事故的预兆,基层各区队要立即上报矿安全信息站,安全信息站值班人员必须按规定立即通知矿值班领导,按领导指令安排矿有关职能部门和基层单位,采取针对性的防治方案,以消除事故隐患。整改期间须制定切实可行的安全措施防止事故发生。

  4、一旦发生事故,根据事故的情况启动相应的事故应急预案,组织实施救援。必要时,请求上级协调增援。

  5、死亡或有可能造成死亡的伤亡事故或较大损失的非伤亡事故发生后,矿调度室负责调度、了解事态发展,及时报告矿值班领导和应急救援领导小组成员,并根据需要及时通知矿山救护队、消防队等相关单位、部门、人员,立即组织抢救。

  (二)信息报告与处置

  1、信息报告与通知

  死亡、重伤或有可能造成死亡、重伤的伤亡事故或较大损失的非伤亡事故发生后,事故单位必须在1小时内报告煤炭局

  2、信息上报

  生产安全事故发生后,必须在1小时内按规定向上级安全生产监督管理机构汇报。

  事故信息上报的内容包括:

  (1)事故发生单位概况。

  (2)事故发生的时间、地点、以及事故现场情况。

  (3)事故发生的初步原因。

  (4)事故已经造成或者可能造成的伤亡人数(包括下落不明的人数)和初步估计的直接经济损失。

  (5)已经采取的措施。

  (6)其他应当报告的情况。

  五、事故应急救援

  1、当发生灾变时,被困人员应首先佩戴好自救器,应结伴按指示标牌逃往最近的移动救生舱或永久避难硐室。优先权为能到达永久避难硐室时,优先进入避难硐室。

  2、当第一个避难人员进入避难硐室或移动救生舱,应立即按动按钮,自动启动应急系统,通知矿井调度室,如自动启动系统故障,也可通过内设的电话向调度室通报,以形成双重保险

  3、进入救生舱或避难硐室后,应先在过度室冲洗掉所携带的粉尘及气体,进入生存室后,观测传感器显示数值,处于正常值时方可停止使用自救器。

  4、当人员进入救生舱或避难硐室后,必须确认前后门窗是否关紧。

  5、通过救生系统的通讯设备与地面保持联系,观察救生舱及避难硐室外灾变情况,反馈及了解井上下灾变情况。

  6、受困于移动救生舱及避难硐室人员,应在了解外部情况和地面指挥人员的指挥下静待救援,并作好准备工作配合地面救援。

  7、救生舱及避难硐室仅使用于煤矿井下发生特定事故(局部瓦斯或煤尘爆炸、火灾、冒顶片帮等)时造成的缺氧、高浓度有毒有害气体、高温烟气环境中人员临时避险。如井下发生事故时,如果能逃离矿井,请勿使用救生舱或进入避难硐室。

  第四章 井下供水施救系统

  该矿井井下供水施救系统与井下消防、洒水系统合一。矿井在正常生产时,井下消防洒水管路与井下消防水池连接,实现井下消防、洒水;当井下灾变期时,井下消防洒水管路与地面饮用水水源(地面蓄水池)连接,实现井下矿难人员饮用水的要求。

  一、管路的敷设及管径

  原设计批复了地面场地内建设一座300 m3井下消防水池,采用直径100mm钢管沿自副立井下一趟。在井下各转载点等处设置喷雾洒水装置;进回风顺槽靠近上下出口40m内、掘进工作面距迎头50m内设置分流净化水幕装置;在主要巷道每100m设置一个DN25型给水栓、掘进煤巷每50m置一个DN25型给水栓,用作冲洗巷道;进回风顺槽口处设置DN50消火栓,运输大巷、回风大巷、回风顺槽内每隔100m设置一个消火栓。

  根据原设计方案和调整后采掘工作面的位置,布置了消防、洒水系统合一。增加了永久和临时避难硐室供水施救系统。

  详见井下供水施救系统平面图。

  二、技术管理要求

  1、煤矿企业必须制定供水施救系统管理制度,制定供水施救系统维护维修人员岗位责任制、操作规程,设备检查、检修制度。

  2、煤矿企业必须明确负责供水施救系统管理的部门和维护、维修人员;维护、维修人员必须每天对供水系统、管路及其附属设施进行检查,发现问题及时处理;并建立供水施救设备台帐、设备故障及处理记录、巡查和检修记录。

  3、所设计的资料应分别建立验收档案。

  4、矿井要绘制供水施救系统布置图,并根据实际生产作业区域的变化及时修改、调整和审批,需要时能随时打印出图。

  5、矿井要三天至少要对供水施救系统进行1次供水试验,每次试验时间不少于30min,保证系统各环节正常使用,并做好相关记录。

  第五章 压风自救系统设计

  一、设计依据

  井下大巷采用锚喷支护。考虑到备用,确定井下配备1台HPC—V型混凝土喷射机,其主要参数如下:

  掘进面选用HPC—V型湿式混凝土喷射机1台,功率5.5kW,耗气量5~8m3/min,骨料最大粒径25mm,工作风压0.4MPa,生产能力4~6m3/h,重量775kg。

  供气最远距离:2305m

  空气压缩站所在场地标高:+1217.76m

  最大班下井人数:50人

  二、空气压缩机选型

  设计采用地面压缩空气站向井下风动设备供气,同时井下安装压风自救系统,设置在避难硐室和井下工作面等有人员工作的地方。

  1、压缩机站供气量的确定

  (1)根据全矿各班中使用风动机具的最大耗气量来确定压缩机站必须供气量

  Q=α1×α2×r×q×k=1.15×1.1×1.1×8×1=11.132m3/min

  (2)人员需风量计算(根据安监总煤装[2011]33号文件煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)规定供风量不低于0.3m3/min·人)

  Q=nq=50×0.3=15m3/min

  2、估算压缩机必须的出口压力

  P=Pp+ΣΔPi+0.1=0.4+0.04×2.305+0.1=0.5922MPa

  3、选择压缩机的型号及台数

  原设计选用HPY18-10/7-K型空压机为滑片式空压机(根据安监总煤装[2011]33号文件煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)规定不得选用滑片式空压机)

  因此,根据以上计算,本次设计选用FHOGD—90F型单螺杆压缩机两台,其中一台工作,另一台备用。压缩机技术参数为:

  排气量:QH=16m3/min

  额定排气压力:PH=0.8MPa

  冷却方式:风冷

  配套电机:功率90kW

  电压380V

  转速2970r/min

  机组外形尺寸:2200×1450×1560

  4、压缩空气管道的计算

  (1)选择管道直径

  D=6.563×QH0.37×L00.20=6.563×160.37×23050.20=86mm

  原设计干管选用Φ=64mm, δ=3.5mm, 压力≥1MPa,不能满足要求。

  根据以上计算,干管选用低压流体无缝钢管GB/T8162—87,Φ=108mm,δ=4mm,压力≥1MPa,总长为1800m,支管选用低压流体无缝钢管GB/T8162—87,Φ=57mm,δ=3.5mm,压力≥1MPa,总长为1873m。

  (2)验算管道压力损失

  ΔPi=10-12×1.15L×Q1.85/d5=10-12×1.15×1800×161.85/0.1085=0.024MPa

  PH-ΔPi=0.8-0.024=0.776MPa>Pp+0.1=0.4+0.1=0.5MPa满足要求。

  5、空气压缩机站辅助设施

  空气压缩机房面积为80m2,由机房、配电室,值班室组成部分联体建筑。

  室外设安全气包2个,容积为3.0m3。

  6、管路敷设方式

  井下供气管路引自地面空压机房,经副立井向井下用风点供气。地面管路采用冻土层下直埋敷设、焊接连接,沿空气流动方向应有3~5%的坡度。

  根据需要在井口设置油水分离器,井下管路最低部分和上山入口处,也应设置油水分离器以排出管道内的油和凝结水。

  在供气管路与自救装置连接处,要加装开关和油水分离器。

  管路敷设要牢固平直,压风管路每间隔3m吊挂固定一次,岩巷段采用金属托杆配合卡子固定,煤巷段采用钢丝绳吊挂,具体管路固定方式应根据井下实际情况而定。压风管路每隔150m设置一个减压阀、一个闸阀和一个供气阀门,同时在各机电硐室、井下避灾硐室等场所设置一个减压阀、一个闸阀和一个供气阀门。

  进入避难硐室前20m的管路采用高压软管。

  具体管路布置方式详见井下压风自救系统平面图。

  三、压风自救装置

  设计选用ZYJ(A)型 压风自救装置,采用轻型呼吸面罩直接带在嘴上进行呼吸,还具有稳定调节压力、手动流量调节、三级消音、过滤、排水、防尘等六种功能,还能在弹簧管范围内自由活动。

  ZYJ(A)型自救装置技术参数:

  系统供气压力: 0.3-0.7MPa

  呼吸器调节压力范围: 0.0 5-0.1MPa(手动式调压)

  呼吸器供气量范围: 30-55L/min

  供气方式: 地面系统供气或单能泵站供气

  消音能力: ﹤85dB(A)

  操作方式: 手动

  重量: 13Kg

  防护方法: 自吸过滤式口罩

  输出压力: 有压力表显示

  结构: 挂钩式

  外形尺寸: 800×370×160 (单位:mm)

  矿井一旦发生矿难后,井下工人立即去到自救装置处,解开防护袋,打开通气开关,迅速钻进防护袋内。压气管路中的压缩空气经减压阀节流减压后充满防护袋,对袋外空气形成正压力,使其不能进入袋内。 通过压风自救装置输送新鲜空气,使避灾人员能长时间呼吸轻松,达到安全避灾,稳定工作情绪的目的。

  具体安装位置如下:

  1、在井下永久避难硐室和临时避难硐室共安装19组自救装置,每组6个,共114个自救袋。

  2、在各采掘工作面人员工作地点根据人数确定安装数量

  3、在井下主要设备硐室各安装一组自救装置,每组6个自救袋。

  压风自救系统示意见下图:
 

   四、防范压气设备事故的主要技术措施
   1、空气压缩机必须有压力表和安全阀。压力表必须定期校准。安全阀和压力调节器必须动作可靠,安全阀动作压力不得超过额定压力的1.1倍。使用油润滑的空气压缩机必须装设有保护装置或断油信号显示装置。
   2、空气压缩机的排气温度单缸不得超过190℃、双杠的超过160℃。必须装设温度保护装置,在超温时能自动切断电源。空气压缩机吸气口必须装设过滤装置,空气压缩机必须使用闪电不低于215℃的压缩机油。
   3、空气压缩机的风包,在地面应设在室外阴凉处,在井下应设在空气流畅的地方。
   新安装过检修后的风包,应在1.5倍空气压缩机工作压力作水压试验,在风包出口管路上必须加装释压阀,释压阀的口径不得小于风管的直径,释放压力应为空气压缩机最高工作压力的1.25~1.4倍。
第六章 矿井监控系统
第一节 矿井安全生产监控
原设计矿井井下安全监控系统采用KJ95N。根据井下工作面的布置井下设监测、监控分站7个。
   主变电所、主水泵房、大巷、煤流转载点和装煤点及进、回风巷传感器、机修车间布置同原设计。增加了永久和临时避难硐室传感器布置。
   永久和临时避难硐室传感器数量:
   永久和临时避难硐室各设瓦斯传感器3个、温度传感器3个、O2传感器3个、CO传感器3个、CO2传感器3个。
   本次根据原设计方案和调整后采掘工作面的位置,重新布置监控分站。为保证监控系统的可靠运行所有分站均具有瓦斯风电闭锁功能,并有后备电池保证分站在断电两小时内可靠工作。
   详见矿井安全生产监控平面图。
   第二节 KJ110N矿压监测系统
   原设计用KJ95N矿压监控系统。
   本次根据原设计方案和调整后采掘工作面的位置,重新布置矿压监控传感器位置,利用原监控系统。
    
    第七章 通信联络系统
   第一节 矿井通信设计
   一、矿井通信
   原设计采用行调合一的(SHY-80型)数字程控调度总机,容量为80门。矿井生产管理电话系统容量为50门,生产调度电话容量为30门。
   本次根据原设计方案和调整后采掘工作面的位置,重新布置矿井通信系统。增加了永久和临时避难硐室矿井通信系统。
   详见井上下通信系统平面布置图。
   二、应急移动通信
   应急移动无线通信系统具有两个功能:一是在紧急情况下提供备用信道,保证重要用户的通信畅通无阻;二是为移动场所及用户提供通信手段。为防止主信道故障,导致通信中断,并提供灵活、可靠、有效的生产管理、指挥调度手段,本设计拟建立应急移动无线通信系统作为有线通信网的补充。
   因榆阳区电信局移动通信网和无线寻呼网已经形成,本矿井在其覆盖范围内,故本设计不再设站。拟配置车载台2台,手持机4部。
   三、管理与维护
   本矿的通信设备精良,技术先进、功能齐全,为了确保通信有效的服务于煤矿生产及生产管理,在本矿应设立专职的运营管理机构及相应的管理人员。
   
第二节 矿井广播通讯系统
 
   一、系统概述
   KTK158煤矿网络扩播系统是一种及时有效的传输平台,既能让矿工在空余时间接受安全教育、接收调度指挥命令,也能通过轻松音乐缓解矿工的疲劳,如在煤矿井下候车室可以播放安全标语、新闻和轻松的音乐,丰富矿工业余文化生活。最主要是在矿井安全出现紧急情况时,可以在调度指挥中心,通过广播系统向井下最危险的地点下达安全指令,紧急避险,从而有效、快速的指导人员安全撤离。
   KTK158煤矿网络扩播系统采用数字播出、网络传输、设定区域广播、双向对讲方式,由数字节目源或模拟节目源输出单路或多路音频信号,直接送给广播控制计算机,由专门的控制平台软件控制声音文件,通过井下环网把声音文件传送到终端矿用本安型数字音箱,同时控制信号由主控计算机通过网络与井下的音箱进行通信,来操作打开声音或关闭声音或者可以控制井下音箱进行音量的调节。井下各个音箱的连接可以采用光缆、电缆,也可以采用铜线(工作面采用),还可以采用光电混合模式。
   二、系统组成
   系统主要设备包括系统主控计算机、地面数字扩播对讲终端、调度电话接入终端、矿用本安型数字音箱、12V本安电源、信号传输环网、系统管理软件平台等。
   KTK158煤矿网络扩播系统结构如下图所示。

  (一)系统功能

  KTK158煤矿网络扩播系统是专为煤矿开发的多功能、多用途,集丰富矿工日常生活及应急救援为一体的综合系统,具有以下突出的优点:

  1、IP网络广播功能:系统可以实现通过工业以太网来传输语音信号的功能,可以利用现有的井下的工业以太网交换机,不用再铺设传输线路。

  2、多路广播功能:系统可以实现多套节目同时传输。

  3、音源种类丰富:音源种类丰富,可以是麦克风、话筒、DVD/VCD等传统音响设备,也可以是电脑、MP3等现代数字设备;当使用电脑进行播放时,可以播放电脑支持的全部数字语音文件,另外可支持网络播放,矿领导可在本办公室内通过电脑对井下广播讲话。

  4、可分区功能:可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播(如办公区、井下候车室、食堂),做到单独控制,如单独对办公区播放通知;也可进行全矿广播。可以分多个物理分区,或者多个逻辑分区。

  5、远程控制功能:可以通过计算机进行单台音箱的开停控制,界面友好,操作方便,真正实现了可寻址到点控制。每一区域网络音箱都可以单独开停或者单独进行音量调节。

  6、日常安全宣传、教育:播放煤矿安全规章制度、安全措施、企业文化及其它注意事项等,增强职工的安全意识。

  7、与安全监控、综合自动化系统有机融合:共享安全监控、综合自动化系统有关数据,经过定制,当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时,系统自动在特定区域发出安全告警,指挥相关人员采取必要的措施。(注:本功能需额外要定制,系统已预留接口)。

  8、结合应急预案,进行自动或人工应急救援:当系统监测到安全监控系统告警,井下出现重大安全事故时,可以根据事先设定程序,调动相关应急预案,指挥现场人员撤离;也可以人工调用应急预案语音,播放给指定区域;还可以通过麦克风,直接指挥有关人员撤离。(注:本功能需要额外定制,系统已预留接口)

  9、传输距离长:可以采用全光缆方式传输,抗冲击、无干扰、高保真、传输距离可以达到60公里,特别适合煤矿井下恶劣环境。也可以采用电缆传输或者光缆电缆混合传输模式。

  10、自动定时播放功能:管理用上位机同时兼做数字节目源,通过系统上位机管理软件可实现手动、自动定时播放。煤矿可将安全教育、安全规章等常用语音文件,存储在硬盘上,实现全自动非线性播出。无需人工干预,即可自动播放,实现了真正无人值守。可按照周期制作不同的播放方案,实现按时循环播放。本系统可以按预定的方案时时开始广播或者定时关闭广播。

  11、高品质的语音:专业的语音芯片设计,独特的机械、工艺设计,做到声音洪亮,不失真,改变了过去煤矿井下扩音电话音质差的根本问题。

  12、音乐铃声、背景音乐功能:歌曲、音乐及安全教育口号、标语,悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声;背景音乐自动或手动播放到指定区域,使矿工不再承受噪音干扰。

  13、传统设备智能化管理:电脑软件统一管理设置,可以进行多台设备的自动开关,定时自动播放。

  14、良好的开放性与可扩展性:系统具有良好的开放性和可扩展性,可组成线状、树装网络,并可增设信号出口,根据具体的需求任意添加音箱。

  15、较高的稳定性与可靠性:采用RF弱信号传输方式,极大地提高了系统的可靠性,系统传输网络中无功率信号,单只音箱的故障不影响系统工作,整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态,待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动,无需人员的控制。

  16、数字指示牌联动:可以和数字指示系统相结合,达到数据、语音、逃生路线指示联动。(注:本功能需要额外定制,系统已预留接口。)

  17、录音接口功能:可以接入调度通讯录音系统,对喊话的内容进行录音(需要额外定制)。

  (二)数字扩播对讲终端

  数字扩播对讲终端是广播调度管理人员对扩播系统进行扩播的设备。

  通过数字扩播对讲终端可以对井下的网络本安音箱单独进行喊话,也可以对井下的本安音箱进行分区喊话或全区喊话。数字扩播对讲终端可以对井下的广播进行强插,即在喊话的时候,它所播放的音乐或其它内容即自动停止,而切换到喊话模式。

  1、主要功能:

  Ø 壁挂式或桌面,金属壳结构,红外接收遥控及按键操作;

  Ø 192*64点阵带背光LCD液晶显示屏;

  Ø 可网络接收音频节目内容;

  Ø 中文菜单界面,提示操作,可点播服务器节目内容;

  Ø 可拨号呼叫任意IP广播终端;

  Ø 可选择对其他任意组合区域的广播讲话、播放音乐;

  Ø IP广播、本地扩音、备份定压广播三合一共用音箱,实现声音的智能切换;

  Ø 自带功率输出,可接2*10W音箱;

  Ø 硬件音频解码;

  2、主要技术参数:

  Ø 接口:音频输入及控制RJ45网口2个,光纤接口2个;

  Ø 断电、断网自动重启恢复时间:小于1秒;

  Ø 网络协议:ARP、IP、UDP、TCP、ICMP、IGMP,支持组播接收音频数据,支持跨网段跨路由配置;

  Ø 网络延时:文件播放/实时采播< 150ms,双向对讲<80ms;

  Ø 音频位率:8-320Kbps;

  Ø 频率响应:20Hz-20KHz;

  Ø 信噪比:≥90dB;

  Ø 输出功率:15W*2(THD=10%)RMS。

  (三)调度电话接入终端

  调度电话接入终端是将煤矿调度电话与KTK158煤矿网络扩播系统联动的设备终端。调度电话可以通过扩播系统的音箱进行通知或广播。此设备可以在任意有电话的地方,即可拨打扩播系统的调度电话接入终端,在输入安全密码的情况下,对井下的广播音箱进行单独喊话,也可以对井下的音箱进行分区喊话或全区喊话。

  性能特点:

  1、自动方式

  当有调度电话呼叫时,设备会自动接通话路,由语音信号出口送出语音信号。

  2、手动方式

  按下面板上的手动按钮,手动接通调度电话。

  3、监听

  调节面板上的监听旋钮可以监听调度电话的音频信号。

  4、应答

  设备内设有内置麦克风,可把现场声音返送回调度电话打入端。通知调度员电话已接通。必要时可以外接麦克风。

  (四)矿用本安型数字音箱

  矿用本安型数字音箱是系统的关键设备,把功放、光电转换器、IP模块、融合在一起,采用进口大功率立体声高保真音频功放芯片,使声音、传输、控制一体化,音质优美动听、使用寿命长、安全可靠等优点,同时配接电缆接口或光纤接口,输出电信号或光信号。

  矿用本安型数字音箱该系统的语音扩播设备,用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。可以安装在井下大巷、工作面、井底候车室等场所,平常情况下可以实时广播背景音乐、新闻、通知,在危险的时候可以语音通知人员撤离;可以一键与调度室对讲,也可以一键区域对讲,还可发出报警提示。

  Ø 输出功率:10W*2(THD=10%)RMS;

  Ø 信噪比:≥90dB;

  Ø 频率响应:20Hz-20KHz;

  Ø 音频位率:8-320Kbps;

  Ø 接口:音频输入及控制RJ45网口2个,光纤接口2个;

  Ø 断电、断网自动重启恢复时间:小于1秒;

  Ø 网络延时:文件播放/实时采播<150ms;

  Ø 网络协议:ARP、IP、UDP、TCP、ICMP、IGMP,支持组播接收音频数据,支持跨网段跨路由配置。

  (五)矿用隔爆兼本质安全型不间断电源

  矿用隔爆兼本质安全型不间断电源是融合了隔爆技术、本安技术、开关电源技术和UPS技术的高科技产品,输出等级可供选择,适用范围较广。另外该电源具有启动快、保护功能齐全的特点,故障排除后能自动恢复工作。

  本电源箱适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下、露天煤矿、选煤厂等工作场所,用于向重要的现场本质安全型用电设备提供本安电源以及向通信分站等要求不间断供电的隔爆型设备提供不间断的直流稳压电源。

  防爆制式:

  防爆型式:矿用隔爆兼本安型;

  防爆标志:Exd[ib]I。

  主要技术参数:

  输入电压:AC660V/AC380V;

  额定输出电压:DC12V;

  输出电压偏离值:≤5%;

  额定输出电流:1000mA;

  备用电源功能:额定电流下大于2小时。

  三、系统管理软件

  系统服务器软件是网络音频广播系统的核心,可实时查看各终端的工作状态进行检测;可对终端远程控制其开关,且可对实现对系统的即时广播控制。并实现系统的数据处理和转换。

  系统服务器主要包括下面的模块:

  用户交互程序,提供系统配置和操作的用户界面。

  1、配置服务器

  点击菜单“系统配置→基本配置”,打开服务器配置视图。在该视图配置媒体服务器与广播网络音频适配器连接的网络接口地址,预开电源时间和基准音量。

  2、配置中继服务器

  3、配置广播网络音频适配器

  点击菜单“系统配置→网络音频适配器配置→新建”,打开广播网络音频适配器配置视图。在该视图中注册已安装的广播网络音频适配器。

  4、配置网络音频适配器分组(即分区)

  点击菜单“系统配置→分组配置”,打开网络音频适配器分组配置视图,可方便的对网络音频适配器按照年级、楼层等标准任意分组,提高对网络音频适配器的管理效率。上部的列表栏为分组列表栏,罗列已经配置的分组;下部的列表栏为成员列表栏,其中显示选中分组的网络音频适配器成员。

  5、用户配置

  点击菜单“系统配置→用户配置”,打开网络音频适配器用户配置视图。在该视图中管理系统使用用户,系统具有“管理员”和“一般用户”两种类型的用户,在下拉列表框中选择不同的用户类型,可分类型在列表栏中显示用户项目。

  6、网络音频适配器状态(即井下音箱的状态)

  点击“网络音频适配器状态”弹出网络音频适配器状态设置对话框,查看所有网络音频适配器状态,查看网络音频适配器“连通性”、“工作状态”、“电源状态”及“会话状态”。由下图可以看到,三个网络音频适配器中有一个是连通的,其余两个是不连通的。当系统开始广播时,网络音频适配器状态可显示系统播放的曲目等情况。

  7、会话状态

  点击“网络音频适配器状态”弹出网络音频适配器状态设置对话框,查看网络音频适配器会话状态。如果需要监听,点击“监听”,即可以对该教室的播放情况进行监听,同时用户可根据自己需要选择用做监听的网络音频适配器。

  8、实时采播

  单击“实时采播”,弹出“实时采播”设置对话框,点击“声卡”选择进行采集的。

  9、文件播放

  单击“文件播放”按钮,弹出文件播放设置对话框,单击“新建”按钮,弹出新建播放文件对话框,点击“增加文件”,选择所需播放的歌曲,双击所选中的曲目,此时,所选曲目将在“节目列表”中体现。如需选择多曲歌曲,可重复上述操作。歌曲选择完成后,用户可根据需要选择需播放的广播网络音频适配器,单击“网络音频适配器选择”,出现网络音频适配器选择设置对话框,此时如用户选择的是全部网络音频适配器,则该电脑上所有网络音频适配器都将显示在待选框内,也可以选择已分好组的网络音频适配器。单击待选网络音频适配器框内所需的网络音频适配器,当所选网络音频适配器条为蓝色时,单击“↓”,则所选网络音频适配器被移进已选择网络音频适配器框内。如所选网络音频适配器已在播放内容,可根据用户需要选择是否继续使用该网络音频适配器播放,如继续使用该网络音频适配器播放,先前播放的内容将被暂停。确定播放网络音频适配器后,单击“确定”,回到新建文件播放框,此时用户可根据自己需要在“循环播放”或“随机播放”前的框内打“√”,来确定网络音频适配器播放的方式。当用户根据需要设置完成后,单击“确定”,网络音频适配器开始广播。

  当文件开始播放时,可在“名称”框内看到网络音频适配器播放的情况及播放时间,在网络音频适配器列表框内可看到所选的网络音频适配器,在播放列表中显示在进度条中可调整系统播放的进度,同时也可在该对话框内选择循环播放或随机播放的方式。

  10、节目库管理

  播控手机上查看的节目菜单存储在节目库中,只有将mp3文件加入到节目库后,才能够被播控手机点播。用户也可以通过教师工作站将音乐文件上传到节目库中,或者从节目库中下载节目文件。节目库采用树形结构组织,具有节目和目录,类似文件系统。节目分为公共节目和私有节目,公共节目存储在“public”目录中,所后的用户都可以访问,但只有管理员和节目所有者具有修改和删除的权限;私有节目存储在个人目录中,只有管理员和节目所有者具有访问权限。点击菜单“节目库→节目管理”或者点击“节目管理”超级链接,打开节目管理视图。

  设置节目文件存储目录

  所有的节目文件都存储在“媒体库路径”所示的目录下,点击浏览按钮(“…”),可以重新设置存储目录。需要注意的是:更换“媒体库路径”后,需要将原路径下的文件/目录手工复制(或者移动)到新路径下,否则现有节目将不能与相应的mp3文件关联。

  添加节目或者目录

  在视图中单击鼠标右键或者点击“操作”按钮,弹出操作菜单,点击“新建”菜单项,弹出节目创建对话框,添加节目或者子目录到当前目录下。可以选择添加节目或者目录,如果选择目录,只需要输入名称,点击“确定”按钮完成操作。如果选择节目,则需要设置节目文件路径。

  11、定时任务

  系统提供了按照预定时间自动创建会话的功能,我们将一项自动创建会话的设置称之“定时任务”,定时任务有三项参数:执行时间,播放节目和接收网络音频适配器。为方便管理,将定时任务分为两类:定时打铃任务和自动排课任务。定时打铃任务由系统管理员设置,可以设置作息铃声、广播体操和日常听力训练等等;自动排课任务由授课老师在教师工作站设置后上传到服务器或者通过播控手机设置,可以为授课班级设置定时执行的教学任务。TaskService(TaskSrv.exe)在后台负责定时任务的调度执行,可以在服务管理器中启动和停止该服务。

  12、定时打铃

  点击菜单“定时任务→定时打铃”,打开“定时打铃”视图。可以配置多套打铃方案,根据不同的条件(如:天气、季节、节假日等)配置一套方案执行。

  点击“时间设置”按钮,弹出任务执行时间设置对话框。任务分为四种类型:每天任务,每周任务,每月任务和一次性任务。

  每天任务按照设定的间隔天数重复执行;每周任务需要在星期一至星期日之间选择执行的日期,任务将按照设定的间隔周数重复执行;每月任务需要设置运行的月份和日期,点击“任务启动日期”按钮,弹出月份选择对话框。

  所有类型的任务都具有“启动日期”、“启动时间”、“终止日期”和“持续时间”四个属性,其中“终止日期”和“持续时间”可选。如果选择设置了“终止日期”,任务将在设定的终止日期之后标记为过期状态,不再执行;如果选择设置了“持续时间”属性,任务持续运行设定的时间,如果任务文件播放时间不够则要在“重复次数”选项中选择重复次数。运行时间设置完毕后,点击“确定”按钮回到创建任务对话框。

  第八章 井下人员定位系统

  第一节:系统概述

  煤矿井下作业人员流动性大,在事故发生后没有可靠的手段能及时统计井下人员的数量和所在位置,浪费的大量的救援时间和救援资源。KJ280煤矿人员管理系统采用ZigBee2.4GHz无线通讯、无线组网、CAN总线、以太网等技术,结合数据库技术、软件技术、图形处理技术,实现井下人员考勤管理、实时移动定位、安全警示报警监测、应急快速搜寻、瓦斯巡检移动立体化监测等功能于一体,为用户提供了丰富的数据、图表、打印信息,让用户迅速了解井下人员的当前位置分布情况、行走路径,提高对井下人员的监测和调度,增强发生事故时井下人员的快速反应能力,以改善煤矿的安全生产管理有着重要的现实意义。

  一、实时了解井下人员动态

  系统通过读卡器采集识别卡的信息,把井下人员、设备信息及时传送到监控主机,实时、动态地显示出来,同时,系统具有丰富的统计、查询功能,一旦发生灾变可以根据人员分布情况,提供最佳救援路线。

  二、准确的人员考勤功能

  系统记录每个下井人员的下井时间和升井时间,根据不同工种的时间规定判断是否足班,从而确定该次下井是否有效。同时,可形成多种灵活的考勤统计报表,可以导出excel报表,供财务软件直接调用,减少抄报劳资部门人员的劳动强度,大大提高工作效率。

  三、特殊工种的定位跟踪

  系统可定义特殊工种的行走路线,如果特殊工种人员不按预定好的路线行走系统会进行提示报警。

  四、提高设备管理水平

  系统实时显示井下设备的位置、使用单位等情况,为有效避免设备丢失,提供可靠的技术保障,及时统计设备数量、使用情况,为供应部门拟定采购计划提供第一手可靠的信息。

  五、无线瓦斯巡检功能

  实时数据记录,保证安检数据的真实性。减少了安检员的工作量,省去了抄表和录入的工作,保证了安全巡检的规范化和数据采集自动化。实现信息传送和统计查询的自动化,减轻管理者的工作量;提高信息化管理水平和工作效率。使管理者能够适时、准确地了解一线巡检人员的检查信息,责任到人,便于员工考核,提高了工作效率和监督考核的准确性。

  六、加强领导干部带班下井管理功能

  使用该功能可以核查相关领导是否进行了跟班作业,显示当前带班下井的领导干部信息,并且可以查询其考勤情况。

  干部日考勤查询:对当天所有干部的出勤情况进行查询显示;干部月考勤查询:查询某个级别的干部一个月的出勤详细情况;便于对干部进行单独考核,并且根据对应权限管理,只有特定人员才能使用本功能。

  第二节:系统组成

  KJ280煤矿人员管理系统由监控软件、监控主机、打印机、UPS、多功能传输接口、避雷器、光纤环网交换机、监控分站、无线读卡器、无线识别卡、移到读卡器等组成,根据煤矿具体需求可以组成电缆网、光纤与电缆混合组网,及光纤环网传输方式,便于安装维护。

  

 

  第三节:系统功能

  一、 丰富的考勤功能:可具体显示每个下井人员的下井时间和升井时间,并根据工种的时间规定判断不同工种的人员是否足班,从而确定该次下井是否有效。能实时对带班下井领导干部,各单位人员下井班数、班次、迟到、早退等情况进行监测和分类统计;能实时对井下各监测区域工作人员的数量和分布情况进行分类统计;能自动汇总、存储、实时查询、分类统计并自动生成工资报表和打印以上信息报表,各种报表可导出excel报表,并且考勤数据可供财物部门直接调用,同时可根据煤矿工资科、调度室等单位提出的软件需求,进行软件设计并按期完成。

  二、 信息录入功能:系统具有单位部门和人员信息的录入、修改、删除,以及煤矿班次定义、班次灵活分配等功能。

  三、 人员轨迹和信息查询功能:可查询当前人员的数量及分布情况。查找任一指定人员在某个时间段内的活动,并在图中画出实际的行走轨迹。

  四、 丰富的地图功能:具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、图层控制、地图打印等功能。具有矢量图管理功能,能够对工程图进行矢量化和矢量图属性编辑功能,具有放大、缩小和移动功能,并能在矢量图上定位并显示人员的准确位置和基本信息(姓名、性别、年龄、单位、职务、通讯电话…)。

  五、 图形绘制功能:系统提供的图形编辑软件能制作矢量图形,并且可导入AutoCAD格式的图形;绘制的图形在配套的监测的B/S终端上可实时刷新显示,图形具有放大、缩小、移动等功能。

  六、 报警功能:对于指定的禁区,如果有人员进入,实时报警,并将报警信息以语音提示、弹出窗口、图形闪烁等多种方式展现。通过设定相应工种的下井时间,对超过时间的人员发出报警,并给出相关人员的信息。可以接收识别卡的报警信号,同时可以向识别卡发出报警信号。

  七、 紧急求救功能:发生紧急事件时,矿工通过配带的识别卡可主动发出求救信号,系统可以及时、准确地发现紧急情况,最大程度上保证救援工作的及时性。

  八、 紧急广播功能:紧急情况发生时,调度室能够对相关区域或者整个矿井发出广播报警信号,将信息快速地传达到现场,有效地保证指挥的统一性和行动的一致性。

  九、 语音播放功能:读卡器具有语言播放功能,可以针对个人或者全体人员播放语言信息,如通知、找人、派工等,及时传达指令。

  十、 系统具有双机热备功能:系统采用先进的实时唤醒技术,主机故障时,备机自动转换成主机,继续工作,保证系统可靠、稳定地运行。

  十一、 组网扩展功能:系统能够与煤矿管理网互联互通,实现信息的分级上报或远程查询和管理;提供标准OPC接口,便于与其它应用系统交换数据。

  十二、 大屏幕显示:系统支持大屏幕显示,实时显示监控软件定制的矢量图形、数据、表格以及煤矿的其它文字、图表信息。

  十三、 “三防”功能:识别卡具有“防尘、防水、防撞击”的特性,能够适应恶劣的井下环境,保证识别卡的正常使用,减少维护。

  十四、 系统具有备用电源功能:传输分站具有备用电池,停电后传输分站和读卡器可连续工作4小时以上,保证存储数据不丢失。

  十五、 系统具有电压不足提示功能:当识别卡的电池电压不足时,系统发出报警信息,指示出识别卡的编号、姓名等信息,提醒更换电池。当识别卡的电池电压不足时,可以继续工作7天以上。

  十六、 读卡器的存储功能:当传输系统或者主机发生故障时,读卡器可以存储1000个识别卡的信息。

  十七、 无线瓦斯巡检:系统可以读取无线甲烷便携仪及无线多参数便携仪的数据,可以动态了解井下多种气体的分布数据,确保瓦检员按照指定路线监测井下有害气体。

  十八、 加强领导干部带班下井管理功能:使用该功能可以核查相关领导是否进行了跟班作业,显示当前带班下井的领导干部信息,并且可以查询其考勤情况。

  干部日考勤查询:对当天所有干部的出勤情况进行查询显示;干部月考勤查询:查询某个级别的干部一个月的出勤详细情况;便于对干部进行单独考核,并且根据对应权限管理,只有特定人员才能使用本功能。

  第四节 主要设备描述

  一、地面中心站

  地面中心站配置两台服务器,互为备用。当一台服务器发生故障时,可以自动切换到另一台,双机自动切换,防止数据丢失,确保数据安全。

  地面中心站负责监测煤矿井下作业人员管理系统的运行情况及信息的录入管理、定义配置、实时数据采集、存储统计、分析处理、屏幕显示、查询打印、远程传输、画面编辑等任务。

  二、KJ280-F矿用传输分站

  KJ280-F矿用传输分站具有抗干扰能力强,传输距离远,传输速度快,连接灵活方便。

  具有RJ45以太网接口、CAN总线接口。

  可同时连接4-8台读卡器,与读卡器之间采用CAN总线进行数据传输,传输速率5000bps。

  具有备用电池,保证在网电停电时,系统还能正常工作4小时以上。

  提供4路本安电源。

  KJ280-F矿用传输分站为矿用隔爆兼本质安全型,防爆标志为Exd[ib]I,适用于含煤尘和瓦斯等爆炸型气体环境中。

  工作电压:127/380/660V AC。

  工作条件:环境温度-5℃-40℃。

  相对湿度:≤95%,环境压力:80-106kPa。

  外观尺寸:380(长)3264(宽)3160(高)mm。

  三、KJ280-D矿用本安型读卡器

  读卡器安装于地面或者井下巷道,读卡器连接在矿用传输分站上,与矿用传输分站之间采用CAN总线进行数据传输,传输速率5000bps,最大距离不小于2Km。读卡器不影响人员的正常通行方式,有效接收距离不小于60m,被测目标运动速度不大于10m/s,可同时识别200个以上的识别卡。当读卡器与主机通讯故障时,读卡器能够存储2小时以上的数据或者1000个识别卡的信息。通讯恢复正常后,将存储的数据传送给主机。

  读卡器具有无线通讯、无线路由、无线自组网的功能,符合ZigBee协议标准,抗干扰能力强,传输距离远,传输速度快,灵活方便,可以任意组成星型网、树状网、网状网。

  具有语音播放功能,可通过上位机下发文字,并由本读卡机自动转换成语音进行播放,声音大小不低于80分贝。

  KJ280-D矿用本安型读卡器为本质安全型,其防爆标志为[Exib]I。

  防护等级:不低于IP54。

  读卡器漏读率不大于10-8。

  工作电压:18V DC,最大工作电流:<65mA。

  工作条件:环境温度-5℃-40℃。

  相对湿度:≤95%,环境压力80-106kPa。

  外观尺寸:210(长)3163(宽)351(高)mm。

  四、KJ280-K识别卡

  KJ236-K1识别卡采用ZigBee2.4GHz直序扩频无线通讯技术,抗干扰能力强,识别速度快,漏卡率低,没有对人体伤害的电磁污染,卡的正常工作不受环境变化的影响,可以全方位识别,被测目标无负担。

  KJ280-K1识别卡采用纽扣式电池供电,可以更换。

  KJ236-K1识别卡具备多种携带形式:车载式携带、矿灯灯绳式携带、腰带携带等方式,其中矿灯灯绳式携带方式具有防私自拆卸设计,需用专业工具方可拆卸。

  KJ280-K1识别卡具有具有上发报警功能,可实现双向通讯。

  识别距离:开放空间不小于60m。

  KJ280-K1识别卡为本质安全型,其防爆标志为[Exib]I。

  防护等级:不低于IP54。

  工作电压:DC 2.0V-3.0 V

  使用寿命:不小于5年。

  工作条件:环境温度-5℃-40℃。

  相对湿度≤95%,环境压力80-106kPa。

  五、JCB4F(A)甲烷检测报警仪

  JCB4F(A)型无线甲烷检测报警仪主要适用于煤矿有瓦斯爆炸危险的场所,如煤矿井巷、采掘工作面、采空区、回风巷道、皮带运输巷道、机电峒室等处,连续监测甲烷浓度,通过读卡器把监测数据发送至监控主机,当甲烷浓度超限时,检测仪立即发出声、光报警。

  主要技术指标:

  测量范围: 0-4.00% CH4;

  测量误差: 0.00-1.00 % CH4,∂≤±0.10 % CH4;

  1.00-2.00 % CH4,∂≤±0.20 % CH4;

  2.00-4.00 % CH4,∂≤±0.30 % CH4;

  响应时间: 不大于20s;

  报 警 点: 0.00-4.00% CH4可调;

  报警方式: 红色LED灯闪烁、喇叭断续报警声;

  电源: U= 3.6 VDC;I=120mA;

  工作时间: 不小于12小时;

  元件寿命: ≥1年;

  时间: 内置时钟芯片,可以显示时间;

  温度: 内置温度传感器,可以显示现场的温度值;

  外形尺寸: 106(长)×58(宽)×34(高)(mm)。

  第五节 系统特点

  一、 系统容量:可配接64台传输分站,每台传输分站可连接4-8台无线读卡器,最多可连接512台无线读卡器,可以识别65535个识别卡。

  二、 信息传输:传输接口与分站之间采用光纤或者CAN总线传输,最大通讯距离不小于10km,传输速率5000bps,误码率≤10-9,巡检时间≤30s;分站与读卡器之间采用CAN总线传输,最大通讯距离不小于2km,传输速率5000bps,误码率≤10-9。

  三、 传输介质:传输接口与分站之间采用光纤或者电缆,分站与读卡器采用电缆传输。

  四、 并发识别数量:并发识数量不少于300张。

  五、 抗干扰性:系统采用ZigBee2.4GHz直接序列扩频通讯技术,抗干扰能力强,识别速度快,无漏卡现象。

  六、 唯一性:在入井验身处安装检卡设备,可以检测识别卡是否正常工作,可以检测一人是否携带多个识别卡,确保员工的利益。

  七、 无线距离:无线读卡器与识别卡的通讯距离(空间无障碍)≤60 m。

  八、 识别卡电池寿命:识别卡功耗低,采用纽扣式电池供电,可以更换。一般情况下,识别卡电池使用寿命不少于1年。

  九、 识别卡安装形式:一种是人员配备,一种是车辆配备。

  十、 被测目标无负担:系统能够自动识别携带识别卡的人员,而携带识别卡的人员无需任何操作。

  十一、 有效监管:合理布置读卡器,系统能够确定携带识别卡人员的流向及位置,实现对重要监控地点和区域人员的有效监督和管理。

  十二、 无线自组网:读卡器及传输分站具有无线通讯、无线路由、无线自组网的功能,抗干扰能力强,安全、可靠,传输速度快。

  十三、 画面响应时间:调出整幅画面85%的响应时间不大于2s,其余画面不大于5s。

  十四、 系统备份与恢复:系统能够对数据进行实时备份和具备灾难恢复功能,备份保存至少24个月历史资料。

  十五、 C/S和B/S相结合的结构:系统结合C/S和B/S,便于用户使用。

  十六、 安全性:系统采用SQL Server2000数据库,确保数据安全、准确,系统具有权限管理功能,不同的用户具有不同的权限,访问不同的资源,系统具有完善的日志功能,可以追踪恶意操作。

  十七、 共缆:系统可以和KJ83煤矿安全生产监控系统、KJ29顶板动态监测系统使用同一条电缆进行数据传输,同一个平台进行管理,便于安装维护,节约成本。

  第六节 系统设计方案

  一、地面中心站设备配置

  地面中心站配置两台工控机,互为备用。当一台工控机发生故障时,可以自动切换到另一台,双机自动切换,防止数据丢失,确保数据安全。

  工控机安装操作系统Windows2003、数据库、KJ280管理软件,其它辅助设备(打印机、UPS电源)等。地面中心站负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。系统软件负责完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、查询和报表打印。

  二、系统连接方式

  本系统利用工业以太环网平台进行系统信号传输。读卡器到分站采用信号电缆进行传输。分站将按就近原则接入工业以太环网交换机进行数据传输。

  1、硬件接入

  KJ280系统的KJ280-F型系列分站直接进入井下环网交换机,地面监控分站通过现有交换机(将总线信号转换为标准的TCP/IP信号)转换后就近直接接入地面工业以太网平台,地面监测主机通过RJ45口直接接入核心交换机。

  2、软件接入

  系统上位机提供1000M以太网卡及数据交换接口,数据交换优先采用数据库共享方式,共享数据库由系统上位监控软件提供,并向自动化平台提供数据存取调用的接口程序清单及数据格式清单。

  三、出入井考勤

  通过在有源识别卡的基础上增加无源射频卡,实现对入井人员的精确考勤。同时利用检卡子系统和LED大屏幕显示系统可显示入井人员的照片和相关信息。

  子系统具有检卡功能,检测识别卡的工作状态,防止作弊行为,确保下井人员的利益。子系统由计算机、读卡器、检测通道等组成,主要功能如下:

  ① 检卡功能:能够检测携卡人员所带识别卡的状态,如欠压、携带多个识别卡、识别卡不能正常工作,同时发出语音提示。

  ② 显示功能:通过网络和KJ236(A)煤矿人员管理系统相连接,在计算机上实时显示携卡人员的各项信息,如姓名、年龄、照片、所属部门等。

  ③ 大屏显示:能够把在计算机上显示的信息显示到LED大屏上,直观、清晰,方便携卡人员核对。

  四、 井下设备布置

  1、布置原则

  按照《AQ1048-2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》规定对矿井人员管理系统进行设计,其读卡器布点原则如下:

  采煤工作面进风巷道和回风巷道各设置一台读卡器,用于监测该工作面内人员情况;

  掘进巷道一般设置一台读卡器,对于超过1000 m巷道增加一台读卡器,用于监测各掘进巷道内人员情况;

  各出入井口各设置一台读卡器用于监测出入井人员情况,主要入井口增加一台,并对主要人员入井口增加一台显示牌,用于直观显示人员编码信息。对于采用非机车载人出入井中部增加一台读卡器,用于监测人员是真正入井;

  对于特殊区域入口设置一台读卡器,如、炸药库入口、变电所、重点危险巷道等,用于检测是否有人员进入;

  对于采取多煤层开采、多采区或者两翼开采的矿井,在每一个大的区域进出口设置一台读卡器,用于检测某一人员进入了那一个大的区域。

  2、识别卡配备

  KJ280-K1识别卡具备多种携带形式:车载式携带、矿灯灯绳式携带、腰带携带等方式,其中矿灯灯绳式携带方式具有防私自拆卸设计,需用专业工具方可拆卸。

  根据煤矿作业人员实际情况,配备相应数量张识别卡。

  3、线缆敷设

  传输分站与井下交换机之间连接使用矿用阻燃网线,传输分站供电使用MVV3*2.5矿用阻燃电缆,传输分站与本安读卡器连接通讯及本安电源共同使用MHYV1*4*7/0.43矿用阻燃通讯电缆,电缆的敷设应满足国家、行业、管理部门及企业的相关规定。

  敷设电缆至少应遵守下列规定:

  1、 在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。

  2、 电缆必须悬挂,在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中,电缆应用吊钩悬挂;在立井井筒或倾角在30°及其以上的井巷中,电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量,并不得损伤电缆。

  3、 沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上,钻孔必须加装套管。

  4、 电缆不应悬挂在风管或水管上,不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。

  5、 通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧。如果受条件所限,在井筒内应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方;在巷道内,应敷设在电力电缆上方0.1 m以上的地方。

  6、 高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时,高、低压电缆之间的距离应大于0.1 m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。

  五、管理与维护

  本矿的通信设备精良,技术先进、功能齐全,为了确保通信有效的服务于煤矿生产及生产管理,在本矿应设立专职的运营管理机构及相应的管理人员。

  目 录

  前 言 前-1

  第一章 设计概况 1-1

  第一节 环境条件 1-1

  第二节 安全条件 1-3

  第二章 矿井开拓 2-1

  第一节 井田境界及储量 2-1

  第二节 开拓方式 2-3

  第三章 矿井安全出口及紧急避险系统 3-1

  第一节 矿井安全出口 3-1

  第二节 紧急避险系统 3-2

  第四章 井下消防防尘洒水、供水施救系统 4-错误!未定义书签。

  第五章 压风自救系统 5-1

  第六章 监测、监控、计算机管理与通信系统 6-错误!未定义书签。

  第一节 矿井安全生产监控 6-错误!未定义书签。

  第二节 KJ110N矿压监测系统 6-错误!未定义书签。

  第三节 矿井工业电视监控系统 6-错误!未定义书签。

  第四节 井下人员定位跟踪系统 6-错误!未定义书签。

  第五节 计算机管理系统 6-错误!未定义书签。

  第六节 通信 6-错误!未定义书签。

  附录:

  器材目录及概算书

  附件:

  1、《设计委托书》;

  2、采矿许可证;

  3、陕煤局发[2006]76号文—陕西省煤炭工业局关于《榆阳区XX煤矿技术改造初步设计》的批复;

  4、陕煤安局发[2006]137号文—陕西煤炭安全监察局关于《榆林市榆阳区XX煤矿安全设施设计》的批复;

  5、陕煤局发[2011]4号文《陕西省煤炭生产安全监督管理局关于2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的通知》。

  序 号名 称比 例

  1矿井井上、下对照平面图1:2000

  2采掘工程平面图1:2000

  3紧急避灾路线平面图1:2000

  4永久避难硐室布置平、断面图1:50

  5临时避难硐室布置平、断面图1:50

  6井下压风自救系统平面图1:2000

  7井上下通讯系统图示 意

  8矿井安全生产监测系统图示 意

  9矿井安全生产监测井下传感器平面布置图示 意

  10井下人员定位跟踪系统平面布置图1:2000

  11井下供水施救系统布置平面图1:2000

  附 图 目 录

  委 托 书

  榆林市XX有限公司

  为全面贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)、《国家安全监管总局 国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装〔2010〕146号)和《关于认真贯彻落实国务院(通知)精神,认真落实全国煤矿坚决遏制重特大事故、推广建设井下避难硐室等避险设施的各项要求,确保我矿井建立完善井下安全避险六大系统设施的设计,特委托你公司编制我矿井下安全避险六大系统设计方案。

  榆林市XX煤矿

  二○一一年七月

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