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中华人民共和国国家标准煤炭工业矿井设计规范GB 50215-2005条文说明 3
摘自:龙房川
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发布时间:2010/5/25

 

中华人民共和国国家标准煤炭工业矿井设计规范GB 50215-2005条文说明     3

64 矿井车辆配备数量

641 原规范规定的井下运煤和辅助运输车辆的备用数量,分别为使用数量的20%和10%。调查资料显示,车辆的备用数量随井下生产环境的改善、管理水平的提高而减少,煤矿现代化和标准化建设,使矿车使用周期显著提高,更换率显著减小。故本条第4款将井下运煤和辅助运输车辆的备用数量,分别修订为使用量的10%~15%和5%~10%。需要说明的是,备用数量所以给出一个幅度,主要是考虑井下运输系统的复杂程度、道路环境、运送煤矸的外在水分、新建和改扩建矿井、新区和老区等因素不同,设计时可根据这些因素分析选取。

7 通风与安全

7.1 通 风

7.1.1 本条款对应于原规范条款作了两点修订:一是规定本条款为强制性条文,矿井通风设计必须执行;二是根据我国煤矿安全技术装备的发展,将原规范规定的井下环境及安全技术装备标准由"监测系统或检测措施"改为"安全监测监控系统"

7.1.2 矿井通风包括通风方式、通风方法、通风网络。合理可靠的通风系统是保证矿井安全生产的基础,由于通风系统设计涉及的因素较多,要确定合理可靠的通风系统方案,即必须对各影响因素进行分析论证,经技术经济比较。

对角式和分区式通风和中央式通风相比,具有漏风量少、负压较小、安全出口多、能将灾害控制在较小范围内等优点,因此高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险矿井、煤层易自燃矿井及有热害矿井,应采用对角式或分区式通风。为了减少矿井初期井巷工程量和投资,对于井田面积较大、开采深度深或特厚含水表土层条件下建井的矿井,初期可采用中央式通风,逐步过渡为对角式或分区式通风,但必须以确保矿井安全,兼顾中、后期生产需要为前题。

抽出式通风与压人式通风方式相比,具有漏风量小、管理简单、适应性广泛等优点,是矿井通风方式主要形式;压入式通风由于存在漏风量大、管理不便、风阻大、风量调节和水平过渡时通风系统调整较困难等缺点,故采用该通风方式较少;但压入式通风在特定地区,可以一部分回风将有害气体压到地面,故当地形复杂、露头发育、老窑多、用多风井通风有利时,可采用压人式通风方式。

7.1.3 根据现行《煤矿安全规程》第一百零三条规定,矿井需要的风量按井下同时工作最多人数所需要风量的总和分别进行计算,并选取其中最大值。

按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和作为矿井设计风量,能较好地适应各类生产能力、各种瓦斯等级矿井的通风要求,和类似条件生产矿井实际供风量很接近。

原规范规定矿井通风系数Kkt,宜取1.151.25,实践表明是比较合适的,故保持不变。

高瓦斯矿井、煤层瓦斯突出矿井、有热害的矿井,矿井风量分水平计算,可以既保证生产安全又避免风量浪费。

7.1.4 现行《煤矿安全规程》规定的井巷允许最高风速,是在井巷断面和通过风量不变条件下最高允许值。实际上,巷道在服务期内是有压缩变形和破坏的,另外,井巷通过风量也有可能因开采技术条件变化或产量增长而变动(增大),若设计风速采用规程规定的最大允许值,此时井巷风速无调整余量,满足不了安全生产要求。因此,本条文规定进、回风井、风硐、主要进回风巷的风速应小于现行《煤矿安全规程》规定的最高风速。

抽放瓦斯专用巷道中的抽放泵有可能因某种原因停泵,管道中瓦斯也有可能因某种原因泄出,从而增大巷道中的瓦斯浓度,此时抽放巷道必须要有足够的风量才能及时稀释和排走瓦斯,防止瓦斯积聚;据实测表明,当井巷中风速在0.5ms以下时,会出现瓦斯分层现象。故本条对抽放瓦斯专用巷道的最低风速作了规定。现行《煤矿安全规程》第一百三十七条()款也规定"专用排瓦斯巷内风速不得低于0.5ms"

7.1.5 矿井通风风压过大,将增大采空区与回采工作面的压力差而使采空区的瓦斯向回采工作面涌人量增加,也易造成矿井通风网路的漏风量增大而降低矿井的有效风量,同时给有自燃倾向的煤层提供了自燃所需的氧气量而促使煤层自燃;另外,风压过大能耗高,通风费用高,多风机通风系统的矿井风压过大,还会影响能力较小的通风机工作段的风流稳定性,风压过大,通风机的选型范围要狭窄一些。据此,原规范规定"矿井通风的设计负()压,不应超过2940Pa"

本规范认为,原规范鉴于上述因素对矿井设计通风风压予以限定是合适的,一般不应超过2940Pa风压值,但根据近些年来生产矿井通风实践和新井设计资料分析,某些表土层特厚、开采深度深、总进风量大、通风网路长的大深矿井,矿井后期通风负压难以受控于原规范限定的2940Pa负压值之内。例如淮南潘谢矿区的一些生产矿井,由于瓦斯和地温高、总进风量大,而同时又由于表土层厚、开采深度深,不利多打井筒,矿井通风网路长,其矿井实际通风负压已接近或突破了4000Pa;近几年来设计的一些条件类似的大型矿井,其矿井设计的后期通风负压也已大幅度突破了原规范限定的2940Pa风压值。据此,本条对原规范作了相应修订。

7.1.6 通过井巷的风流,在井巷突然扩大或缩小、转弯或交叉的局部地点或遇障碍物(如矿车)时,风流速度或方向会发生突然变化,产生自身冲击,形成紊乱的涡流,从而造成局部阻力和能量损失。为便于矿井通风设计的风压计算,原规范统一规定了新建矿井(包括扩建矿井独立通风扩建区)和扩建矿井的井巷局部阻力,分别按其井巷摩擦阻力的10%和15%计算取值。经多年来的设计使用表明,原规范规定的井巷局部阻力计算的取值是比较接近实际的,故本条文维持不变。

7.1.7 进出风井的标高差、温度差可造成进出风流的重率差而产生自然风压,无论矿井是否采用机械通风,自然风压都是存在的,且可成为矿井通风动力之一,进出风井井口标高差及矿井深度越大,产生的自然风压越大。较大的自然风压不但影响风压计算的正确性,而且对矿井通风还可能产生不利影响。据以往调查资料显示,有些矿井曾因自然风压较大,出现过进风井风量减小或风流停滞现象,甚至发生过进风井变为出风井。因此作本条规定。

7.1.8 多风机通风系统,在满足风量按需分配的原则下,如各台主通风机单独工作段的风压相等,则主通风机消耗在网路上的总功率最小,可达到通风网路风阻最小、分风合理、通风电耗省的目的。如各主通风机单独工作段的风压不相等,其风压差不宜过大,因为一台主通风机的能力若远大于另一台主通风机的能力,就会发生两台主通风机因争风而多消耗功率,还要影响到能力小的主通风机工作段的风流稳定性。

如果通风机之间的风压差较大,就应保持共用风路的风阻尽可能小,降低其风压,使各台主通风机的通风系统具有更大的独立性,并可实现早分风而有利于降低矿井的总风压和通风网路消耗的总功率。

7.2 防水、防尘、防火、防煤与瓦斯突出

7.2.1 煤矿井下防水、防尘、防火、防煤与瓦斯突出和预防冲击地压等,是关系到矿井安全生产的十分重要的设计内容,应严格执行现行《煤矿安全规程》的相关规定。

煤尘爆炸性、煤层的自燃倾向性和煤与瓦斯突出危险性是矿井设计的重要依据,它的可靠性如何,直接影响到设计质量及投资效益,影响到未来矿井生产安全。因此,本次修改对煤尘爆炸性、煤层的自燃倾向性和煤与瓦斯突出危险性鉴定意见的提出单位要求是"国家授权单位",比原条文的"主管部门指定的专业技术机构"要求更严格。

7.2.2 综合防治水措施包括排水、疏水、截水、堵水等。疏水降压的方法又有地表疏降、巷道疏降、开采疏降、联合疏降;当单纯用排水和疏降难以解决或经济不合理时,可采取截水,即阻截补给矿井的水流,达到减少向矿井补给水的目的;堵水是处理矿井局部突水或局部较大涌水的措施,一般采用注浆法。这些防治水措施如何选用,要根据矿井的具体条件。

留设各种防水煤()柱是预防矿井水患、保证安全生产的重要措施。矿井设计必须按现行《煤矿安全规程》的规定,对覆盖煤层露头的新生界含水层、相邻井田境界、井田内断层、陷落柱、煤层底部承压含水层、老窑采空区等,留设各种防水煤()柱;煤()柱留设尺寸和方法应按现行的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定计算确定。

在水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井的有关地点,设置防水闸门是实施积极救援、减少水患造成损失的重要措施。防水闸门的设置和设计应符合现行《煤矿安全规程》第二百七十三条、第二百七十四条规定。

7.2.3 掘进工作面与回采工作面是矿井的主要尘源,为有效防尘、保障矿井安全生产及矿工身体健康,矿井设计中必须采取以防为主的综合防尘措施。条文中所列的防尘措施可归纳为抑尘措施、降尘措施、除尘措施、个体防护措施,设计应根据矿井具体情况选择适用的综合防尘措施。

有煤尘爆炸危险的矿井,除采取防尘措施外,还必须根据现行,《煤矿安全规程》的规定设计完善的隔爆设施,以便将已发生的爆炸限制在最小范围内。设置岩粉棚是有效的隔爆设施之一,但岩粉易受潮固结,需要经常更换,因此很少采用。设置水棚(包括水袋棚),水的来源广泛,输送方便,不需经常更换,隔爆效果好,故在国内外广泛采用。

7.2.4 我国几十年的煤炭生产实践表明,要有效地安全开采自燃煤层,必须从开拓开采、通风等方面考虑综合防灭火措施,这些措施包括合理选择巷道布置及开采顺序、合理选择采煤方法、合理选择通风系统、选用不燃性支护材料、进行预防性灌浆、使用阻化剂、采用惰气灭火及均压技术等。

灌浆系统包括供料、供水、制浆、输浆和灌浆等环节,因此必须在设备类型和能力上实现配套。目前使用的灌浆系统有集中灌浆和分散灌浆,灌浆站布置相应地分为集中式布置和分区式布置,矿井设计中应根据具体条件选用。

采区是煤层自燃的主要地点,采区设计是落实综合防灭火的关键工作,因此本条文较原规范条文增加了采区设计中应明确规定有关综合防灭火的工程技术内容。

7.2.5 防治煤与瓦斯突出有区域性防突措施和局部防突措施。区域性防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯。开采保护层是迄今防突最有效、最经济的根本措施,这一措施目前几乎为所有发生煤与瓦斯突出的国家所普遍采用。故突出矿井开采煤层群体时,应首先开采保护层。

预抽煤层瓦斯防突措施可用于开采单一突出煤层和保护层开采后未保护区,但要求煤层的透气性系数不低于0.001mD(毫达西)。由于预抽的目的是防治突出,故当预抽煤层瓦斯钻孔沿煤或穿层布置时,必须采取预防突出措施。

7.2.6 本条是对开采有冲击地压煤层群的要求。

1 开采保护层是防治冲击地压最有效、最经济的措施,目前在我国应用广泛,故开采有冲击地压的煤层群时,应优先选择开采保护层。

2 未受保护的煤层和地区所采用的降压措施中,考虑到顶板注水措施影响因素较多,目前使用不多,故本条文未作规定。

3 采用切顶支架可减小冲出地压发生规模,但它应有足够的工作阻力。混凝土、金属等刚性支架,可让性差,压跨前无征兆,故本条规定严禁使用。

7.3 抽放瓦斯

7.3.1 本条标准制定的依据为现行《煤矿安全规程》第一百四十五条,是强制性条文,必须执行。"采用通风方式解决瓦斯问题不合理",是指矿井或采掘工作面瓦斯涌出量较大,风量大导致巷道或工作面风速超限,不能满足现行《煤矿安全规程》第一百零一条中有关风速的要求。

7.3.2 本条系强制性条文,抽放瓦斯必须符合现行《煤矿安全规程》第一百四十六条规定。

7.3.3 瓦斯抽放设计与矿井开采设计相互制约,相互依赖。瓦斯抽放巷道的布置、抽放方式、方法的选择应在矿井设计中统一考虑,尽可能利用开拓、准备、回采巷道来抽放瓦斯,确有必要再考虑专用瓦斯抽放巷道。反之,瓦斯抽放设计中抽放方式方法的选择和钻场、钻孔布置的间距,决定抽放率的高低和抽出量的大小,直接影响工作面的推进度和产量,因此,瓦斯抽放设计与矿井开采设计通常同步进行。

1 主要指煤层瓦斯含量、瓦斯压力和煤层透气性系数等基础参数。煤层瓦斯含量、瓦斯压力等决定可抽出瓦斯量的大小;煤层透气性系数决定瓦斯抽出的难易程度,在抽放设计中反映在预抽时间的长短、抽放半径的确定、钻场间距的选取以及抽放效率的大小等方面;

2 保持矿井掘、抽、采的平衡关系是提高抽放效果、保证矿井,产量的有效措施之一。开采保护层抽放卸压瓦斯时,抽放巷道、抽放钻场、抽放钻孔和抽放管路系统等,必须在保护层开采卸压范围到来前提前完成,通常应保护一个超前距离或超前时间,如重庆松藻煤电公司经常保持3个钻场的超前距离;如预抽本煤层瓦斯,掘进工作面应提前612个月完成,留出足够的时间来抽放瓦斯,以免影响工作面的生产接替;

3 "以面定产"是指依据工作面特征,如煤层厚度、倾角、工作面机械化程度等确定工作面进度和产量,依此预测工作面瓦斯涌出量,再确定是否需要抽放瓦斯和瓦斯抽放量的多少,风排瓦斯量的大小,计算工作面需风量。反之,"先抽后采,以风定产",则先根据抽放设计中抽放方法和钻场、钻孔布置,确定抽出量的大小,再考虑工作面通风方式所能排出的最大瓦斯涌出量反算工作面推进度和产量;

4 瓦斯抽放工程投资较大,为尽量减少投资,应尽可能利用现有巷道;

5 目前我国能源十分紧张,瓦斯是一种优质清洁能源,如加以利用,不仅可一定程度缓解我国能源紧的局面,带来一定的经济效益,同时还可减少瓦斯对大气的污染。但目前我国很多矿井,抽放瓦斯的目的主要是解决井下掘面、回风巷内瓦斯浓度超限问题,只把它作为保证矿井安全的一种措施,而没有把瓦斯当作一种宝贵的资源来开发。因此,在瓦斯抽放设计中,应进行矿井瓦斯资源利用的评价分析。

7.3.4 随着采煤技术的发展,采掘推进速度加快、开采强度增大,尤其是存在邻近层的工作面,其瓦斯涌出量的增幅更大,为解决多瓦斯涌出源、高瓦斯涌出量的问题,应结合矿井的地质条件,实施综合抽放,即对开采煤层瓦斯采取采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽放和采后对采空区抽放等多种方法在一个采区内综合应用,在空间和时间上为瓦斯抽放创造更多的有利条件。

1 综合抽放是瓦斯抽放技术的发展方向,我国抚顺、阳泉、松藻、淮北、天府、中梁山等矿区,自采用综合抽放方法以来,矿井的抽放率均有较大提高,其平均年抽放率在30%以上,抚顺、松藻最高可达到50%以上,凡有条件的矿井都应推行综合抽放方法;

2 在单一或透气性较差的煤层中采用如煤层高中压注水、水力压裂、水力割缝、松动爆破等人为强制性卸压措施,可以扩大钻孔的卸压范围、增加煤层透气性、提高瓦斯抽放率。钻孔直径和钻孔长度的加大可增加孔壁煤的暴露面积和瓦斯涌出量,提高抽放效果;

3 在一些无解放层可采又有突出危险的煤层,采用穿层网格式密集布孔后,可取得较好的瓦斯抽放率,并且清除了突出危险。如芙蓉白皎矿采用网格式密集布孔,预抽一年左右,煤层瓦斯抽放率达到25%以上。

7.3.5 本条系强制性条文。井下建立临时抽放泵站或采用移动泵站进行局部瓦斯抽放时,应符合现行《煤矿安全规程》第一百四十七条规定。

7.3.6 瓦斯抽放率是衡量瓦斯抽放效果的重要指标之一。据目前不完全资料统计,我国重点抽放矿井随着抽放方法的改进和实施综合抽放方法,年平均抽放率多数在20%~40%之间。2003年松藻煤电公司抽放矿井的年抽放率达到52%,吨煤抽放纯瓦斯34m3;抚顺地区由于煤层透气性好,矿井瓦斯抽放率更高。总体而言,我国的瓦斯抽放指标与世界主要产煤国家相比,差距仍然很大,原因主要在综合抽放方法的应用上存在差距,致使抽放系统的作用发挥不好。考虑到建立抽放系统投资较大,《矿井瓦斯抽放管理规范》对瓦斯抽放率应达到的指标作出具体规定:"预抽煤层瓦斯时,矿井抽放率不小于20%,回采工作面抽放率不小于25%;邻近层卸压抽放时,矿井抽放率不小于35%,回采工作面抽放率不小于45%;采用混合抽放方法时,矿井抽放率不小于25%。"鉴于抽放效果主要取决于煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、瓦斯压力等有关参数,但是地质报告中一般都没有这些内容的描述,所以在进行瓦斯抽放工程设计时,可参考邻近生产煤矿或类似条件矿井的生产实测资料。同时需要以后在生产过程中进行适时检测,及时调整,使设计符合实际情况。

7.4 安全监测、监控

7.4.17.4.2 原规范受当时技术发展和设备制造水平的限制,只要求矿井装备安全监测系统。本次修订认为,根据矿井灾害种类及程度不同应装备既可测、又可控的安全监测监控系统。主要理由;一是监控系统具有就地监测甲烷、风速、压差、一氧化碳、温度、馈电状态、设备开停、烟雾等参数或状态外,还具有中心站遥控断电/复电功能、异地断电/复电功能、模拟量实时/历史数据/曲线显示打印功能及网络通信报警功能,使煤矿的安全生产监测监控更可靠,处理事故更及时,最大限度地提高安全生产管理水平;二是随着计算机产品价格的下降,监控系统的价格也下调不少,与断电仪相比,监控系统增加了地面中心站和电缆,投资增加不多,但功能大大增强。

根据现行《煤矿安全规程》的规定,高瓦斯、煤()与瓦斯突出矿井,必须装备矿井安全监控系统;《煤矿安全规程》虽没有对低瓦斯矿井是否装备安全监控系统作出规定,但根据我国煤矿安全生产的经验,低瓦斯矿井若疏于防治瓦斯,其安全隐患同样存在。故本条文对低瓦斯矿井作出"亦应装备矿井安全监控系统"的规定。

7.4.3 石门揭穿煤()与瓦斯突出煤层及突出煤层的掘进工作面,是煤()与瓦斯突出的易发点,现行《煤矿安全规程》规定必须采取综合防治突出措施,为此应设置连续监测的突出危险预测预报装置,以获得必要的信息。

7.4.4 粉尘是矿井主要灾害因素之一。在矿井主要产尘地点设置粉尘监测装置能迅速直观地了解井下粉尘变化情况,分析其变化规律,以便采取有效的防尘措施。

7.4.5 在火灾易发地点,设置连续式火灾监测装置,并将其监测到的信号接人矿井安全监测监控系统,能有效地对发生的火灾早期进行预测预报并采取控制措施。

7.4.6 对多个冲击地压严重的矿井调查表明,在冲击地压严重的矿井使用地音监测装置和震源定位监测装置,能对冲击地压的预测和防治起到有效的作用。

7.4.7 矿井通风正常才能保障矿井安全生产,为保护通风系统的正常运行,应对采区进回风巷、矿井总回风巷及主通风机风硐等地点的风速进行连续监测监控。局部通风机是巷道掘进及其他需要单独通风地点的主要通风设备,为保障安全生产,需要为其设置开、停状态传感器,并接人矿井监测监控系统,以及时了解和掌握其状态。

7.4.8 抽放瓦斯监控系统,包括设于抽放站内对抽放站输入管道中瓦斯浓度、流量、负压、一氧化碳参量、抽放站内泄漏瓦斯浓度等进行连续监测的固定式监测仪,以及对井下抽放管道、抽放钻孔中瓦斯浓度、流量、负压、一氧化碳参量进行监测的便携式监测仪。固定式连续监测仪在抽放站内泄漏瓦斯浓度超限时,应能报警并切断站内全部非安全火花电源;应采用低限停泵和程控式自动排放装置。

7.4.9 气温超限矿井在井下主要作业点设置气象参数观测点,配备自动记录气象检测仪表,可及时掌握这些作业点的气象资料,通过监控系统实现控制,或采取必要的措施,保障井下降温设施正常运行。

7.5 矿井热害防治

7.5.1 现行《煤矿安全规程》第一百零二条规定,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26,机电设备硐室的空气温度不得超过30;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30、机电设备硐室的空气温度超过34时,必须停止作业。

7.5.2 现行《煤矿安全规程》第一百零二条规定,新建、改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。

要确定超温地点必须进行矿井风温预测计算。目前,理论预测计算方法很多,其预测的精度、适用范围和可靠性大部分未经验证,这样可能会造成矿井降温设计的不合理。一般预测的采掘工作面和机电设备硐室的温度不应超过5%。现已经有经过鉴定的计, 算方法和软件,达到上述要求,可查询有关矿井热害防治专业网站。进行矿井风温预测计算所依据的资料应准确可靠,所必需的资料主要有:恒温带深度、温度、平均地温梯度及其变化;地温剖面图;煤层底板地温等值线图,包括一、二级高温区的范围,各煤层及其上下主要岩层的热物理性参数,如导热系数、比热、密度等;煤层自燃情况;热水流人矿井的途径、水温、流量、水压、水质及超前疏放等治理热水的条件;矿区或本地区气象台站历年气象资料,包括年平均气温、各月平均气温、大气压力、相对湿度¨临近生产或在建矿井的地质资料和井下作业环境气象资料:矿井开拓、开采及通风资料;生产矿井、改扩建矿井和延伸矿井可采用实测统计资料。

预测内容应为矿井热害评价和热害治理提供基本资料和依据,主要内容有采煤工作面的下口、上口和掘进工作面迎头的最热月平均气象参数;主要机电设备硐室的最热月平均气象参数及机电设备硐室中设备同时运行台数最多时的月平均气象参数;采掘工作面和主要机电设备硐室气温超限的月份及矿井降温的年运行

时间;移交生产时和热害最严重时的采掘工作面和主要机电设备硐室的冷负荷计算等。

7.5.3 根据国内外矿井热害防治的经验,采用综合降温措施治理矿井热害既经济,又有效。有热害的矿井在矿井设计时,应当结合降温需要选择有利于矿井热害治理的矿井开拓方式、巷道布置、采煤方法和通风系统。根据我国国情及国内外生产实践经验,条文规定了优先采用非人工制冷降温措施,当此法不经济或不可能实现时才采用人工制冷降温措施。

在选择开拓方式、巷道布置、采煤方法和通风系统时可考虑的措施有:合理确定工作面的产量、工作面的长度和走向长度,优先采用后退式采煤方法,充填法管理顶板,工作面选用W型、Y型、双Z型通风方式等。

7.5.4 本条列述了非人工制冷降温的主要措施,设计应用时应根据矿井的具体条件,采用其中一种或几种措施的综合。

天然冷源包括冷水、雪、冰等。

增加供风量的方式有:提高通风设备的能力、降低通风阻力等措施。

提高局部风速可采用压力或水力引射器、涡流器、小型通风机等措施。

有利于降温的通风形式有:下行通风、同流通风、分区通风、W型或Y型通风、均压通风、机电设备硐室独立通风等措施。

回避井下热源、隔绝或减少热源向进风流散热的主要措施有:将主要进风巷道布置在导热系数、氧化散热系数均小的岩层中,并避开局部地热异常和热水涌出的高温带;机电设备散发的热量用专用地沟排放、采用水冷电机;将压风管等产生热量的管线隔热或沿回风巷道布置;条件允许时,将机电设备布置在回风巷道中;采用隔热型支护材料等。

有热水的矿井采取超前疏放或封堵热水是治理矿井热害的有效措施之一,如平顶山八矿经疏放热水后,矿井气温明显下降。

在热害严重的区段,短时作业人员可采用冷却服等个体防护措施。

7.5.5 本条说明了采用人工制冷降温方式应考虑的主要内容。设计应根据矿井的具体条件,计算采掘工作面和机电设备硐室的最小冷负荷和矿井降温系统的年运行时间等,再结合其他有关条件进行技术经济比较后确定矿井降温方式。

7.5.6 本条明确了井下空气处理设备或设施选择的依据和条件。一般空气冷却设备处理的风量和冷负荷会受到一定的限制,喷淋硐室能够处理的风量和冷负荷较大,但其能量损失较大、效率较低、工程量较大。需要处理的风量是根据冷负荷和送风温度差确定的,送风温度不能太低,否则会造成环境温度与送风温度相差太大,对人体健康不利,这时可以考虑采用综合的空气处理方式,具体处理方式需结合矿井的实际条件进行多方案比较论证后确定。

7.5.7 地面集中空调降温系统利用温度较低的天然水体和井下声调系统利用条件合适的矿井涌水来排除制冷设备的冷凝热可以有效的节能。根据热害防治经验,当矿井回风风流的湿球温度超过29时,利用回风风流排除冷凝热一般都比较困难。

7.5.8 制冷剂的选择原则是从确保运行安全和提高运行经济性两点要求提出来的。

制冷剂的使用,应优先选用R22,亦可选用其他符合防火、不爆炸、无毒、冷凝温度高、冷凝压力低、价廉、环保等要求的制冷剂。

严禁选用R717()作为井下使用的制冷剂。

7.5.9 制冷设备的负荷备用系数,主要考虑由于井下需降温地点为不固定、不确定和预测误差、输冷系统保温达不到设计效果等因素,可能会引起设备能力的不足。当空调降温系统终端较多,制冷站制冷机数量少时,系数取大值,反之取小值。

制冷站的冷负荷包括采掘工作面和机电设备硐室的冷负荷、输冷管路的冷损、输冷泵对载冷剂的加热量、载冷剂高低压耦合装置的冷损(采用该设备)、作业用水的(采用该方案时)其他冷量损失。

制冷设备选型时,应考虑冷量的调节及设备的检修,制冷机的设计工况的制冷量应大于等于制冷站的冷负荷。根据计算的冷负荷尽量选大型制冷机,其效率和能效比均较高,设备容量大,需要的台数少,管理比较简单,占地面积和投资少。同一制冷站的制冷机,其型号宜相同。

7.5.10 制冷机房位置在距进风井口50m以外,方位处于夏季主导风向下方,以防止制冷机房泄漏的制冷剂气体随风流进入井筒。

7.5.11 制冷硐室的位置要有利于供冷和排除制冷设备的冷凝热,使其系统的动力消耗最低。制冷设备硐室宜采用独立通风,以使设备检修和事故时,制冷剂气体能直接排至回风巷道中,另外还可减少进入进风风流的机电设备散热量。

7.5.12 井深大于600m时,静水压力较高,必须通过耦合释压,否则全部空调终端设备和管路均处于高压工作状态,既不安全,又不经济;另外,由于自身压缩而升温,使能损增大。因此,必须采用耦合装置,使系统运行安全、节能、高效,维护管理方便。

7.5.13 要提高能量输送系统的输送效率,既要注意隔热材料的合理选择,也不能忽视隔热结构的合理设计。隔热材料的选取必须考虑无毒、防火、防潮、隔气等要求。

可供选择的低温冷媒,目前只有下列四种:食盐水溶液、氯化钙溶液、乙二醇水溶液和丙三醇水溶液。食盐价格虽最为低廉,但腐蚀性较强,不宜采用。氯化钙的价格低于乙二醇和丙三醇,但尚有一定的腐蚀性,可用于输冷管道敷设在地面、平硐或斜井等易于检修的场合。乙二醇和丙三醇对金属无腐蚀作用。当输冷管道需通过立井井筒或其他不便检修的地方时,必须选用对管道无腐蚀作用的冷媒。

7.5.14 供冷系统和冷却水系统一般均为水或水溶液,系统管网进行水力计算后,才能维持系统的水力平衡。管网的流速、管径、循环泵的选取等均可参照现行有关设计规范进行计算后确定。

8 提升、通风、排水和压缩空气设备

8.1 提升设备

8.1.1 本规范增加了选择提升设备类型及套数的影响因素:井深和同时生产水平数。并以"一般应遵照1个井筒能设1套就不装备2套的原则"代替原规范"一般情况下宜设一套主井提升设备提煤、一套副井提升设备提升矸石及完成其他辅助作业"条文。

本规范为确保升降人员安全,不推荐:"斜井带式输送机有条件时兼作升降人员"。故将原规范条文规定取消。

需要说明的是:主、副井提升是矿井生产咽喉,设计新选择的设备首先是确保生产安全可靠;其次是力求节能、机械结构简单、电气传感元件灵敏、控制准确、操作简便、故障检修快捷、技术先进和价格适中的产品,经多方案比较后确定。

经我们已往调查,国内大量的年产1.5Mt及以下的矿井的主、副井提升绝大多数为各设1套双钩提升设备,实践证明是可行的,仅个别矿井主井为提升不同煤种需要,设置了2套单钩提升设备,如淮北矿区的海孜煤矿主井提升。

另由于近年来大型矿井的立井,设计生产能力已发展到3.O6.OMta1983年前后主井设计一般装备2套国产提升设备。但也有开滦矿区的钱家营、东欢坨等矿井选用了一套大型国外引进提升设备。应该说当时国产提升设备与国外相比存在相当大的差距,但近年来,如张集4.OMta矿井提升设计也采用了15.7m×4的提升机,这充分说明国产提升设备已向世界先进方向发展。当然也说明:"1个井筒能设1套就不装备2"的技术原则,在技术经济效益方面是显著的,也是客观公认的。

3.OMta以上的矿井根据生产需要,副井一般装备2套提升设备,多数为1套双钩双层窄罐和1套单钩带平衡锤双层宽罐。如果这类矿井为深井或采用多水平生产作业提升,也可以装备2套单钩带平衡锤四层(或三层)宽罐笼提升设备,以提高井筒断面利用率,且生产使用十分灵活。类似情况,均需通过方案比较后确定。

8.1.2 多绳摩擦式提升机主要用于较深立井或载重量大的矿井;当然,对二者兼备的矿井尤为适宜。

关于塔式落地式多绳摩擦式提升机的选择问题,影响因素较多,条件复杂,需因地制宜择优确定。

塔式提升机设备布置集中、生产使用方便、维护方便、节省占地和广场煤柱、节省钢材、适用范围较广,我国已有成熟的设计和使用经验。

落地式多绳提升机选择,根据近年来的设计经验,应考虑使用场所地处严寒、地震烈度在7度以上、地基承载力低的地区,尤其应着重考虑施工少占用井口建设时间,有利矿井早投产早收益的,因素。对此设计应进行生产、安全、技术、经济综合比较后确定。

当然,由于矿井储量丰富,但又限于预期投资不足设计规模受限,预计将来改扩建可能性较大时,采用落地式也是留有余地的有利措施。

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