煤矿矿井初步设计安全专篇.docx

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煤矿矿井初步设计安全专篇

（隶属关系及建设单位名称）

×××矿井初步设计

安全专篇

二〇××年×月

（隶属关系及建设单位名称）

×××矿井初步设计

安全专篇

工程编号：

工程规模：

院长：

副总工程师：

项目负责人：

编制单位：

二〇××年×月

审定人员名单

专业

姓名

职务或职称

签章

审核人员名单

专业

姓名

职务或职称

签章

参加设计人员名单

专业

姓名

职务或职称

签章

概况

一、矿区开发情况

二、项目设计依据

包括建设单位提出的要求和目标、提供的主要技术资料和审批文件，设计编制的主要原则和指导思想，国家有关安全法律法规、规范和标准等。

1、工作程度达到详终以上的地质报告；

2、地质报告评审意见书；

3、可行性研究报告（可行性方案）及主管部门的批复文件；

4、采矿许可证、煤炭生产证、安全生产证

5、水患分析报告及评审意见；

6、安全预评价报告

7、环保及水土保持

8、国家安全生产监督管理总局第28号令发布的《煤矿防治水规定》；

9、国家安全生产监督管理总局《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055-2008）

10、国家安全监管总局国家煤矿安监局安监总煤调〔2010〕121号《关于印发煤矿作业场所职业危害防治规定（试行）的通知》

11、现行的《煤矿安全规程》、《煤炭工业小型矿井设计规范》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设和压煤开采规程》规程、规范。

三、建设单位基本情况

四、设计概况

（一）地理概况：

（二）主要自然灾害：

（三）工程建设性质：

（四）井田开拓和开采：

（五）提升、排水、压缩空气系统：

（六）井上下主要运输设备。

（七）供电及通讯

（八）地面辅助生产系统：

（九）地面设施：

（十）技术经济：

第一章矿井开拓和开采

第一节煤层埋藏及开采条件

一、地质构造及特征：

（一）地层、煤系地层及含煤性。

（二）构造

二、煤层及煤质：

第二节矿井主要灾害因素及安全条件

一、瓦斯及其他有毒有害气体：

二、煤尘爆炸危险性：

三、煤层自燃倾向性：

四、地温：

五、煤层顶、底板情况

六、邻近矿井开采技术条件

第三节矿井开拓系统

一、井筒设置：

二、采区布置：

三、主要巷道布置：

四、竣工投产应具备标准条件

第四节采煤方法及采区巷道布置

一、采煤方法

二、采煤工艺及装备

三、采区巷道布置

第五节顶板管理及冲击地压

一、影响矿山压力显现基本因素分析

1.断层、褶曲、挤压带、破碎带、冲刷、节理、裂隙等对影响矿山压力显现基本因素分析

2.煤层顶底板岩性分析

3.煤层倾角、采高、开采深度等对矿山压力显现的影响

4、矿山压力测量类仪表

二、一般顶板冒落的防治措施及装备

（一）回采工作面顶板管理及安全技术措施

1、回采工作面支架选型

2、工作面支护安全技术措施

3、回柱放顶安全技术措施

（二）掘进巷道支护方式及安全技术措施

1、掘进工作面、交岔点及硐室支护的选择

2、掘进工作面顶板事故的防治措施

三、坚硬顶板垮落灾害防治措施

四、开采冲击地压煤层的措施

第六节井下主要硐室

第七节井上、下爆炸材料

一、地面爆炸材料库

二、井下爆炸材料库

三、井下运送爆炸材料安全措施

四、火工品现场使用和管理

第八节安全出口

矿井、采区、工作面安全出口设置及保证措施。

第九节矿山压力及地质测量类仪表、设备配置

第二章瓦斯灾害防治

第一节瓦斯灾害因素分析

一、瓦斯赋存状况及变化规律分析

二、瓦斯灾害治理措施选择

第二节防爆、隔爆措施

一、防止瓦斯积聚的措施

1、建立完善、合理的通风系统，加强通风设备管理

2、建立巡回检查和安全技术监控双重监测体系

3、加强瓦斯地质研究，总结瓦斯赋存规律。

二、防治瓦斯引燃措施

三、隔爆措施

第三节矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置

第三章矿井通风

第一节矿井通风系统

一、矿井通风方式和通风方法。

二、矿井风量、风压及等积孔

三、掘进通风

四、硐室通风

第二节井下通风设备

一、矿井主通风机

二、矿井反风方式及反风设施

三、投产前性能测试要求

第三节井下通风设施及构筑物

一、风门设置技术要求：

二、对密闭构筑设施的要求

三、对测风站设置要求

第四节矿井通风检测类设备配置

第四章粉尘灾害防治

第一节粉尘危害及防尘措施

一、粉尘种类和危害程度分析

二、防尘措施

第二节井下防尘洒水系统

第三节粉尘监测及个体防护设备

一、粉尘检测

二、个体防护

第四节防爆、隔爆措施

一、防爆措施

二、隔爆措施

第五节矿井地面生产系统防尘

一、防尘系统简介

（一）主井生产系统尘源及防尘系统简介

（二）矸石系统防尘简介

二、防尘措施及装备

（一）主井生产系统喷雾洒水除尘措施及装备

（二）矸石系统喷雾洒水除尘措施及装备

（三）绿化防尘

第六节矿井粉尘检测类仪器、设备配置

第五章防灭火

第一节煤层自然发火危险性及防灭火措施

一、煤层自然发火危险性

二、煤层的自燃预防措施

（一）开拓开采方面的措施

（二）通风方面的措施

第二节井下外因火灾防治

一、井下机电设备硐室防火措施

二、井下电气设备的防火措施

三、井下电缆

四、井下电气设备的各种保护

五、电气设备的各种安全防护

六、带式输送机着火的防治措施

七、其它火灾的防治措施

（一）防止地面明火引发井下火灾。

（二）井下放炮必须遵守井下爆破的有关规定。

（三）防止地面雷电波及井下，产生井下火灾。

（四）建立井上、下消防材料库，机电硐室配备消防器材。

第三节井下防火构筑物

第四节井下消防系统

一、井下消防用水量及火灾延续时间

二、灭火措施

第六章矿井防治水

第一节矿井水文地质

一、水文地质情况

二、水文地质分析

1、矿井水害类型

2、突水水源和地下水导水通道

3、可能发生突水的地点及突水量

第二节矿井防治水措施

一、矿井开拓开采的安全保证措施

1、矿井开拓工程位置及层位选择

2.采掘工程所采取的防治水措施

二、防治水煤（岩）柱的留设

本矿井需要留设的各类防治水煤（岩）柱的留设原则、计算依据、方法和结果如下：

（一）煤层露头及风氧化带煤柱

为防止地表水通过煤层露头或风氧化带进入井下而留设的煤柱。

设计按照露头被富水性强的含水层覆盖测算，留设原则为煤层露头防隔水煤（岩）柱的高度，必须大于导水裂隙带的高度加上保护带的高度，且不小于20m。

（二）断层防水煤（岩）柱

在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的煤柱；当断层使煤层和强含水层接触或接近时，为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。

断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。

断层的某一区段是否导水，导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。

煤层直接和富含水层、导水断层接触，煤柱主要是顺层受压，其含水或导水断层防隔水煤柱的留设，可参照下述公式计算煤柱宽度：

L＝0.5KM

式中：

L——顺层防水煤柱宽度（m）；

M——煤厚或采高（m），

KP——煤的抗张强度（kgf/cm2），

P——水头压力（kgf/cm2）

K——安全系数，一般取2～5。

本设计取5。

因矿井地质报告未提交煤的抗拉强度及导水断层的水头压力，无法详细计算煤柱宽度，设计暂时要求留设不小于50m的隔水煤柱。

并在其外围加设30米探水线。

对于其他不导水的断层留设10m隔离煤柱。

（三）导水钻孔防水煤柱

勘探阶段施工的钻孔，往往能贯穿若干含水层，若封孔质量不好，则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层，使煤层开采的充水条件复杂化，为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。

本矿井钻孔封孔情况说明。

若有封闭钻孔或封孔不良的，应该设置钻孔防水煤柱。

其设置原则为：

当导水钻孔的位置比较确切，有测量资料可以定位，但地面启封和井下探查处理都有困难时，按下述公式留设防水煤柱：

L＝0.5KB

式中：

L——防水煤柱宽度（m）；

B——巷道的跨度（宽或高取其大者）（m）；

KP——煤的抗张强度（kgf/cm2）；

P——水头压力（kgf/cm2）；

K——安全系数，一般取2～5。

本设计取4。

用上式计算后，再用下式计算结果进行校正。

取其大值为半径，以钻孔中心点为圆心，所得圆面积即为导水钻孔的防水煤柱。

L＝Hcosα+F

式中：

L——导水钻孔防水煤柱厚度（m）；

H——导水裂隙带高度（m）；

α——岩层塌陷角（°）；

F——钻孔偏离系数。

（四）相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱。

采区边界煤柱一般取20米，每个采区各留10m。

为了减少上水平的矿井水，下渗到下水平，造成下水平的涌水量增加，水平隔水煤柱一般留设8～10米，通常留设在水平标高以上，利用沿煤运输巷道的护巷煤柱，做为水平隔水煤柱。

（五）老窑积水或采空区防水煤柱

老窑积水或采空区防水煤柱主要是老窑或采空区的积水涌出开采区而留设的保护煤柱。

其留设原则为：

1、巷道在老窑积水区或采空区下掘进时，巷道和水体之间的最小距离不得小巷道高度的10倍。

2、在老窑积水区或采空区同一煤层中进行采掘活动时，先查明积水区边界，然后按下式计算防水煤柱：

L＝KM

式中：

L——顺层防水煤柱宽度（m）；

M——煤厚或采高（m）；

KP——煤的抗张强度（kgf/cm2）；

P——水头压力（kgf/cm2）；

K——安全系数，一般取2～5，本设计取5。

3、在老窑积水区或采空区下的煤层中进行回采时，防水煤（岩）柱的尺寸不得小于导水裂隙带最大高度和保护带厚度之和。

综合以上留设原则，结合我省实际，老窑积水区或有积水的采空区留设50m的禁采线，再留设30米探水线；无积水的采空区，留设30米探水线。

（六）矿井边界煤（岩）柱。

矿井边界防水煤（岩）柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。

相邻矿井人为边界的防隔水煤（岩）柱留设原则：

1）水文地质简单型～中等型的矿井，采用垂直法留设，总宽度不小于40m，煤矿各留设20m；

2）对水文地质复杂型～极复杂型的矿井，应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素确定。

以断层为界的防隔水煤（岩）柱留设原则，参照导水断层隔水煤柱留设原则，计算煤柱宽度：

L＝0.5KM

式中：

L——顺层防水煤柱宽度（m）；

M——煤厚或采高（m；

KP——煤的抗张强度（kgf/cm2）；

P——水头压力（kgf/cm2）；

K——安全系数，一般取2～5，本设计取5。

（七）地表水体防水煤柱

地表水体防水煤（岩）柱主要是防止地表江河、湖泊等大型水体的水进入本矿井而留设的保护煤柱。

其留设目的是不允许导水裂隙波及水体。

其留设高度应该大于或等于导水裂隙带高度加保护层厚度。

若上覆为中等～强含水层，还应加上基岩风化带深度。

本设计不考虑进行“三下”开采，对于地表水体平面方向的保护煤柱宽度的留设方法是沿水体周边留设20m的保护带，再按岩石移动角（因缺岩石力学性质试验数据，暂按75°估算），下切和各煤层相交，和分别确定各煤层护巷煤柱的宽度。

三、探放水措施及设备

（一）探、放水原则

（二）探放水注意事项

（三）探、放水设备选型

四、疏水降压

五、防水闸门设置

六、井下排水

1、排水方案

2、涌水量及排水垂高

3、排水设备选型

4、排水管路选型

5、排水设备校验

6、水仓及泵房布置

1）水仓容积

2）水仓断面及支护型式

3）水仓长度

4）泵房

七、地表水防治

（一）地表水防治设计依据

（二）地表水防治

八、小窑、老窑水防治

（一）小窑、老窑分布

（二）防治措施：

第七章电气安全

第一节矿井电源及送电线路

一、矿井供电电源及可靠性分析

二、供电线路可靠性及保证措施

第二节矿井主变电所

一、主变电所负荷

二、主变压器选择

三、电气主接线及主要电气设备

四、接地方式和接地网设置

五、防止矿井突然停电的措施

六、地面主变电所事故及防治措施

第三节地面供电系统

一、负荷分级及各分级负荷的供电方式、供电安全性分析

1、供电方式

2、供电安全性分析

二、地面供配电系统概况

三、主通风机房

第四节地面建（构）筑物防雷及防雷电波侵入井下

一、建（构）筑物的防雷分级

二、各级建（构）筑物的主要防雷措施

三、防地面雷电波及井下的措施

第五节应急照明设施

第六节井下供电系统

一、井下电力负荷和电压等级

二、井下电缆

三、井下电气设备及变电所

（一）电气设备防爆等级：

（二）电气设备的继电保护

（三）井下变电所

（四）局部通风机的供电方式及风电瓦斯闭锁。

第七节井下电气设备保护接地

第八节井下照明、信号

一、井下固定照明

二、矿灯

第九节井下电气事故原因分析及其防范技术措施

一、可能产生的事故分析

二、防治措施

1、井下供电线路事故防治措施

2、防止矿井突然停电的措施

3、防止电火花事故的措施

4、防止井下电气着火的措施

5、防止触电事故的措施

6、煤矿主要机电设备“四大运转”安装要求

第十节矿井通信

一、地面通信设备

二、井下通信

第八章提升、运输、空气压缩设备

第一节提升设备

一、提升装置

二、运行参数

三、提升机安全制动

四、提升机机电保护装置及电气保护

五、斜井跑车防护装置及车场信号装置

六、采区辅助绞车运输事故及防治措施

第二节胶带运输设备

一、胶带运输设备

二、运行参数

三、胶带运输机供电及传动

四、带式输送机的电气保护

第三节机车运输

一、机车运输设备

二、运行参数

三、机车运输事故分析

四、防范机车运输事故的主要技术措施

五、人力推车安全措施

第四节井下其他辅助运输设备

一、架空乘人装置

第五节压缩空气设备

一、压气设备及管路系统

二、压气设备事故分析

三、防范压气设备事故的主要技术措施

第九章矿井安全避险“六大系统”建设

根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知（安监总煤装〔2011〕33号），2011年底前，所有煤矿都要完成监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统的建设完善工作；2013年6月底前，所有煤矿全部完成包括紧急避险系统在内的“六大系统”的建设完善工作。

煤矿企业应当建设完善“六大系统”，煤矿企业主要负责人是建设完善“六大系统”的第一责任人。

煤矿企业要落实建设完善“六大系统”分管负责人和具体分管部门，明确工作职责，完善工作制度，组织做好“六大系统”的建设完善工作。

第一节安全监测监控系统

一、矿井安全监控系统建设方案

二、监测内容地点及参数

1、监测内容

2、模拟量监测地点及参数

3、开关量监测地点及参数

三、井下各类传感器装备量

1、井下各类传感器装备量的确定

2、井下各类传感器装备总量

四、安全监控设备选择

1、安全监控设备选型原则

2、监控中心站设备

3、传输装置

五、安全监控系统维护和管理

第二节井下人员定位系统

一、人员定位系统建设方案

矿井必须按照《煤矿井下作业人员管理系统使用和管理规范》（AQ1048-2007）的要求，建设完善井下人员定位系统。

矿井人员定位系统必须满足《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》（AQ6210-2007）的要求，并取得煤矿矿用产品安全标志，由有设计和安装资质的设备供应商负责提供方案设计并安装，系统的方案设计、系统结构、建设等应符合国家和省有关标准和规定

矿井人员定位系统的工作原理是使用射频识别技术及计算机通讯技术，能成功识别煤矿井下人员及动态目标，及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

当事故发生时，救援人员也可根据系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

系统主要由监控计算机、系统软件、数据传输接口、人员定位分站、读卡器、人员标识卡、电源避雷器、信号避雷器和传输平台等组成。

矿井调度室应设人员定位系统地面中心站，配备显示设备，执行24小时值班制度，所有入井人员必须携带识别卡。

矿井各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域等地点均应设置分站，并能满足监测携卡人员出入井、出入重点区域、出入限制区域的要求；巷道分支处应设置分站，并能满足监测携卡人员出入方向的要求。

有设矿井紧急避险设施入口和出口应分别设置人员定位系统分站，对出、入紧急避险设施的人员进行实时监测。

二、人员定位系统维护和管理

1、应指定人员负责人员定位系统的日常检查和维护工作。

识别卡发放及信息变更应由专人负责管理。

2、应定期对人员定位系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。

在故障期间，若影响到对井下人员情况的监控，应采用人工监测，并做好记录。

3、应建立设备、仪表台账、设备故障登记表、检修记录、巡检记录等帐卡及报表：

4、应绘制人员定位系统布置图，并根据实际情况的变化及时更新。

布置图应标明分站（读卡器）等设备的位置、信号线缆和供电电缆走向等。

5、应每3个月对人员定位系统信息资料、数据进行备份，备份数据应保存6个月以上。

第三节紧急避险系统

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

根据福建煤监局、省经贸委、省安监局2011年1月28日以闽煤安监综合〔2011〕4号发布的《关于建设完善全省煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》，全省各煤矿企业必须按照《煤矿安全规程》等要求，为入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器。

按照国家相关要求，我省所有煤矿生产矿井，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1000米范围内建设避难硐室或救生舱。

结合我省煤矿实际，2013年6月底前，全省所有生产煤矿必须完成井下紧急避险系统的建设完善工作。

第四节压风自救系统

一、压风自救系统建设方案

压风自救系统是指在矿山发生灾变时，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、三通及阀门、油水分离器、压风自救装置等。

本矿井压风自救系统按照《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的要求，采用和矿井压风系统公用一套管路系统。

设计分别按照风动工具所需风量和按压风自救系统需风量计算供气量。

所选的压缩空气设备供气量满足矿井正常生产用风和灾变时期的人员自救的需求。

设计采用压风自救系统和矿井压风系统公用一套管路系统，并对压风自救系统的管路规格按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定。

但主管路直径不小于100毫米，采掘工作面管路直径不小于50毫米。

设计在主送气管路上应装集水放水器，所有矿井采区避灾路线上均应敷设有压风管路，并设置供气阀门，间隔不大于200米。

同时在，采区和上山巷道最高处敷设压风管路，并设置供气阀门。

配备自救装置的，在供气管路和自救装置连接处，要加装开关和汽水分离器（也可由自救装置自带）。

压风自救系统阀门应安装齐全，阀门扳手要在同一方向，以保证系统正常使用。

选用压风自救装置应符合《矿井压风自救装置技术条件》（MT390-1995）的要求，并取得煤矿矿用产品安全标志。

压风自救装置安装在采掘工作面巷道内的压缩空气管道上，设置在宽敞、支护良好、水沟盖板齐全、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.5米以上，管路敷设高度应便于现场人员自救使用。

井下压风管路应敷设牢固平直，采取保护措施，防止灾变破坏。

二、压风自救系统维护和管理

1、矿井压风自救系统形成后，应指定人员负责压风自救系统的日常检查和维护工作。

及时绘制压风自救系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。

2、应定期对压风自救系统进行巡视和检查，发现故障及时处理；应配备足够的备件，确保压风自救系统正常使用。

3、应根据各类事故灾害特点，将压风自救系统的使用纳入相应事故应急预案中，并对入井人员进行压风自救系统使用的培训，确保每位入井人员都能正确使用。

第五节供水施救系统

一、供水施救系统建设方案

供水施救系统是指在矿山发生灾变时，为井下提供生活饮用水的系统，包括水源、过滤装置、供水管路、三通及阀门等。

本矿井压风自救系统按照《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的要求，采用和矿井井下消防洒水系统公用一套管路系统。

设计供水水源应引自地面××m3高位水池。

设计在所有矿井采区避灾路线上均敷设了供水管路，并结合压风自救系统的布置，在供压气阀门附近亦安装了供水阀门。

为紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。

二、供水施救系统维护和管理

1、矿井供水施救系统形成后，应指定人员负责供水施救系统的日常检查和维护工作。

2、应绘制供水施救系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。

布置图应标明三通及阀门的位置，以及供水管道的走向等。

3、应定期对供水施救系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。

配备足够的备件，确保供水施救系统正常使用。

4、应根据各类事故灾害特点，将供水施救系统的使用纳入相应事故应急预案中，并对入井人员进行供水施救系统使用的培训，确保每位入井人员都能正确使用。

第六节通讯联络系统

一、通信联络系统建设方案

通信联络系统是指在生产、调度、管理、救援等各环节中，通过发送和接收通信信号实现通信及联络的系统，包括有线通信联络系统和无线通信联络系统。

设计在井口工业广场配备了矿用数字程控交换机，供矿井生产调度及行政管理通讯联络使用。

设计在矿井主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、水泵房等主要机电设备硐室以及采掘工作面和采区、水平最高点，均安设电话。

在井下主要水泵房、井下中央变电所、爆破时撤离人员集中地点等地方，设置了直通矿井调度室的电话。

在距掘进工作面30～50米范围内，安设了电话；距采煤工作面两端10～20米范围内，应分别安设电话；采掘工作面的巷道长度大于1000米时，在巷道中部应安设电话。

二、通信联络系统维护和管理

1、应指定人员负责通信联络系统的日常检查和维护工作。

系统维护人员经培训合格后方可上岗。

2、应绘制通信联络系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。

布置图应标明终端设备的位置、通信线缆走向等。

3、应定期对通信联络系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。

4、系统控制中心应有人值班，值班人员应认真填写设备运行和使用记录。

并建立设备、仪器台账、设备故障登记、检修表、巡检记录、报警、求救信息报表等帐卡及报表。

第十章矿井救护、应急救援和保健

第一节矿井安全标识设置

第二节灾变逃生路径

一、火灾（或瓦斯爆炸）避险