深井煤矿

深井煤矿（精选五篇）

深井煤矿 篇1

我国是世界上第一产煤大国,煤炭在国民经济占有重要地位。随着矿井的开采深度不断增大,地温也随之升高。据我国煤田地温观测资料统计,地温梯度为2~4℃/100m。例如平顶山八矿平均地温梯度为3~4℃/100m,采掘工作面的气温在29~32℃,最高已达34℃[8]。矿井热害是客观存在的现象,据调查,山东省一些煤矿在夏季生产中,由于井下空气湿度大,温度过高,经常有工人在井下昏倒被人抬出井口,一些人身体某些部位出现了严重的腐烂,由此可见,矿井热害严重影响作业工人的效率以及他们的身心健康,甚至可能导致一些矿井恶性事故的发生,给矿井的安全生产及其日常管理带来了极大的威胁,创造一个清凉的劳动环境是国内外目前亟待解决的问题。

高温矿井的井下温度过高,其热量来源主要有:空气自压缩放热;围岩散热,原始岩温越高,围岩向风流中散发的热量就越大;运输过程中的煤炭放热,开采出来的矿物温度高,其在运输过程中对风流强烈加热[3];硫化矿、煤等碎石氧化热和炸药爆破热[1];机电设备散热[3]。

2、矿井降温技术

2.1 非制冷降温

非制冷降温主要措施包括:加大通风强度、选择合理的开拓布置和通风系统、改革通风方法、避开局部热源、遇冷进风风流、隔绝高温围岩、热水防治、改革采煤工艺以及煤壁注水预冷煤层等等。

目前在对高温矿井掘进工作面的降温、除湿及提高含氧量所采用的非人工制冷空调方法中,最常用的是通风降温技术。该技术主要是利用风机把低温低湿空气通过送风管压送到工作空间,由于有低温、低湿、含氧量高的新风不断送入,从而保证了工作空间所要求的温度、湿度及含氧量。这种通风技术对于水平长度短、岩温低的巷道降温,效果较好[6]。

但是常规通风技术对于深井长距离的掘进面很难达到满意的效果。当进风距离过长,围岩温度过高,有高温热水涌出或淋水时,增加风量的降温效果往往不佳。

2.2 制冷水降温

该种矿井降温技术主要有井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分散式。实践表明,在经济上,地面集中式和井上下联合集中式具有其优越性;而在技术上,井下集中式系统冷凝热排放困难,地面集中式和井上、下联合集中式系统必须使用高低压转换设备,而高低压转换设备在冷冻水转换过程中会产生3~4℃的温度损失[2]。

井下系统的冷凝热排放方式有井下回风流排热、井下回风流加喷淋水排热、地面制冷机组的冷冻水排热等方式。虽然人工制冷水降温技术存在一些有待进一步完善的问题,从20世纪70年代,人工制冷降温技术开始迅速发展,使用越来越广,已经成为矿井降温的主要手段。其它研究只是对该项降温技术的完善,不会使矿井降温成本有较大的降低,也不会使该项降温技术有质的飞跃[11]。

2.3 制冰降温

制冰降温技术就是利用地面制冰场制取的粒状冰或泥状冰,通过风力或水力输送至井下的融冰装置,与井下空调的回水进行直接热交换,使空调回水的温度降低[2]。制冰降温技术由于利用冰的溶解潜热进行降温,所以在同样冷负荷的条件下,向井下的输冰量仅为输水量的1/4~1/5[4],使管道投资费用和运行能耗降低,且不存在过高静水压力和冷凝热放困难等问题,主要电动设备均在井上,不需要防爆,能较好适应矿井的安全要求[10],但制冰降温系统在系统运行管理和控制方面有较高的要求。

2.4 压气节流降温技术

压气节流降温技术利用的是气体绝热节流产生冷效应原理,通过一级或多级压缩,把处于环境状态的湿空气压缩到高压状态,经冷却后通过节流元件将其绝热节流后释放到空调区域,让其定压吸热,以达到制冷效果[6]。

理论分析与计算表明节流后气体具有较小的相对湿度和较高的含氧量,因此,该技术在满足所需制冷量的同时,也能改善制冷空间的相对湿度和提高环境的含氧量。所以压缩气体绝热节流制冷技术对于高温、高湿、缺氧的矿井掘进巷道中工作空间环境的改善具有一定的实用价值。

2.5 空气压缩制冷降温技术

(1)空气压缩式制冷

空气压缩式制冷是利用压缩空气经过涡轮绝热膨胀做功,从而使空气制冷。矿井压气制冷在技术上具有显著的优点,运行经济合理,能够有效地解决我国当前矿井集中降温中存在的实际问题,使工作面上的冷量分布合理,降温效果好,而且系统简单,应用灵活,可应用于需冷量不太大的小型矿井降温系统,尤其对我国薄壁开采工作面具有很强的适用性。

(2)空气透平膨胀降温

气体等熵膨胀是获得低温的重要手段,也是对外做功的一个重要热力过程,透平膨胀机则是实现接近等熵膨胀过程的一种有效机械[9]。利用井下作业所用高压气体作为膨胀工质,通过透平膨胀机等熵膨胀降温,来达到矿井降温除湿的目的。

如果考虑高压气源的价格,这种系统运行费用偏高,但是考虑到传统方式大量释放高压气体所导致的浪费,以及降温后能够加快施工进度,采用空气膨胀制冷不失为一种好方法。

2.6 分离式热管降温技术

分离式热管可适于能量的远距离传输,热阻小,传热快,传热量大,传热方向可逆,热流密度可变。冷凝段的布置必须高于蒸发段,液体下降管与蒸发段液面形成一定的液位差用于平衡蒸汽流动和液体流动的压力损失,作为液体回流的驱动力,不需外加动力。

用分离热管技术输送冷媒的方法是将中央制冷站设在地表,热管的冷凝热由中央制冷机排除,而热管的蒸发器设于井下,用于制取井下降温用的冷媒水。它的特点是,制冷站设在地表,维护管理方便;冷媒水在井下循环利用,无需增加排水费用,利用制冷剂的相变特性输冷,其沿途冷损最小。

分离式热管用于矿井降温,有其独特的优势,但适用于特殊矿井环境的分离式热管,还需要大量的试验和研究工作。

2.7 采取个体防护

人体防护就是在矿内某些气候条件恶劣的地点,由于技术和经济上的原因,不宜采取风流冷却措施时,可让矿工穿上冷却服,以实现个体保护[5]。研究表明,穿着冷却服是保护个体免受恶劣气候环境危害的有效措施,当环境的温度较高时,冷却服可以防止其对身体的对流和辐射传热,使人体在体力劳动中所产生的新陈代谢热能,较容易地传给冷却服中的冷媒[7]。因而世界各国争相开展冷却服的研制[1]。

3、结语

每一种高温矿井的降温方法都有它独有的适用条件,本文将近年来常用的矿井降温方法做了综合评述,对实施降温的单位可以有较全面的参考作用。在实际工作中,还需要大量的实验和研究工作才能找到最适合的方法。

摘要：本文分析了煤矿深井高温的原因,总结了非制冷降温、人工制冷水降温、制冰降温、压气节流降温技术、空气压缩制冷降温技术、分离式热管降温和采取个体防护等不同矿井降温技术的适宜条件及存在的问题。针对高温矿井热害这一客观存在的现象,在实际应用中因地制宜,利用不同降温方式,均可取得较好的经济效益和社会效益。

深井煤矿档案资料的“六化”管理 篇2

关键词：数字档案 档案创新 档案利用

随着现代经济社会的发展，对档案利用的频繁和档案资源的急剧增长，使传统的档案利用方式和方法已越来越难以适应现代社会和档案信息现代化的利用需要。作为储存并提供利用的档案工作，特别是档案管理工作的现代化，其重要性日益显现出来。档案工作内部的重心也应从初级的档案存放利用，上升到适应新形势下得“档案现代化管理”上来。档案管理应作为档案工作的终极目的，档案工作重要性特征在得到进一步的强化。为此，孙村煤矿积极推进档案六化管理，提升档案工作水平。

一是管理网络化。为提高全矿档案管理工作，完善档案管理制度，成立档案领导小组，设立专职档案员1名，构建了上至矿长、党委书记、总工程师、总经济师，下至各单位兼职档案员、专职档案员的档案管理网络，并在全矿41个单位、部室设置41名兼职档案员，定期对兼职档案员的业务素质进行培训、考核，提高了档案业务管理水平。强化依附性企业档案管理，将档案网络延伸至所有非煤企业，定期考核、严格监管、深化落实，真正做到档案管理无漏洞、无死角。

二是运作流程化。根据矿制度化管理、程序化运作的总体思路，在不断健全完善各项档案管理制度的基础上，实行档案流行化管理，对档案的接收、整理、归档、查阅等工作绘制流程图，并标注“5W1H”等要素，实现档案管理的“可视化”，使复杂、难以理解的档案管理简单化。

三是资源集合化。随着现代信息技术的不断发展和企业管理制度的不断完善，照片、声像等各类档案资源也随之丰富起来，为及时有效地做好各类档案资料的存档工作，按照“集中统一管理”的原则，对各类档案资料分别存放、管理，并做到定期检查，确保档案资料的完整性。尤其是在孙村煤矿建成“数字矿井”后，我们对主运、副提、排水、压风、供电、副提等集成信息数据全部归档，使井下生产信息资源得到妥善保存。

四是存档多向化。为填补我矿电子档案这一空白，积极推进纸质文档电子化，将我矿具有电子文档的纸质档案资料进行转换，以移动硬盘的形式与纸质材料一并存档，保证了档案资料的完整性。并拓展存档范围，在上级要求范围之外增设办公室岗位资料及员工个人档案，建立归档目录和查阅目录，为办公室内部制度化管理，程序化运作，提供了真实可靠的考核依据。同时对全矿的电子办公设备的随机资料进行存档，建立归档目录，充实了档案资料，而且为使用单位和个人对电子办公设备的维护和修理及时、迅速地提供真实、可靠的资料依据。对荣誉室改造装修，将建矿60周年来珍贵的矿井照片及劳模、先进职工、老矿领导的照片档案收集保管，形象逼真、鲜活生动而且真实再现历史原貌，为服务矿井提供了宝贵资料。

五是开发效益化。档案具有历史再现性、知识性、信息性、政治性、文化性、社会性、教育性、价值性等特点，在现代企业管理中，档案已成为科学决策的重要依据。为此，我矿积极开发利用档案信息资源，指导矿井生产经营，为矿井合理布局、开发新采区、矿井延深、技术创新等提供了第一手材料，为企业创造了极大的经济效益和社会效益，真正发挥了档案的宝贵价值。近年来，先后有205项档案信息成果获得山东省档案局奖励，其中一等奖12项，二等奖66项，三等奖127项，连续8年获得档案信息利用集体荣誉奖。

六是设备信息化。信息化已经成为当今社会和企业发展的重要方向。在矿井逐步走上信息化、自动化管理道路的同时，致力于建立省特级档案室，孙村煤矿档案室按照信息化、现代化的要求，对档案室进行了改造，投用综合档案管理系统网络技术，建立与集团公司信息互动的办公平台，消灭信息孤岛，实现了档案管理由手工记录到信息化管理的转变。

孙村煤矿的档案已经成为客观、真实记录孙煤变化的历史见证，为矿井的安全生产提供了宝贵的资料，赢得了省档案局、省煤炭局、集团公司档案馆的一致认可，连续多年获得山东省档案信息利用先进集体，省档案考核一级单位，以及泰安市档案系统先进集体的荣誉称号。

浅谈煤矿深井开采通风要点 篇3

查阅资料显示, 南非、加拿大等矿业发达国家, 矿井深度达到800~1 000m时称为深井开采。德国将埋深超过800~1 000m的矿井称为深井, 而将埋深超过1 200m的矿井开采称为超深井开采;日本则把深井的“临界深度”界定为600m, 而英国和波兰则将其界定为750m。考虑我国当前矿山开采的客观实际, 并结合未来的发展趋势, 大多数专家认为, 我国的深井开采深度可界定为:金属矿山1 000~2 000m, 煤矿800~1 500m。

2 尽可能降低煤矿通风阻力

2.1 尽量避免局部阻力

局部阻力是指由于巷道断面突然扩大或缩小、急转弯或巷道有物体阻碍等因素, 使风流速度和方向突然变化造成剧烈的冲击涡流现象而产生的额外阻力。要避免局部阻力, 必须做好矿井初步设计工作 (巷道布局) , 提高矿井建设施工标准和质量, 加强对建成后矿井的通风管理工作。《初步设计》中矿井巷道断面尽可能按规定最大化, 尽量减少弯道, 增大转弯角度, 杜绝转急弯;建设施工掘进巷道时采用光面爆破, 尽量保持巷道断面大小一致, 杜绝忽大忽小;矿井建成投产后, 要尽量避免长时间在主要通风巷道中存放体积、断面较大的物体, 以防增大矿井通风阻力, 影响通风畅通性。

2.2 减小摩擦阻力

摩擦阻力是指风流沿井巷或管道流动时, 由于空气与井巷间的摩擦以及空气分子间的相互摩擦而产生阻碍风流的力。摩擦阻力在矿井通风阻力中约占80%-90%, 因此解决好摩擦阻力对矿井通风工作至关重要, 减小矿井摩擦阻力应主要做好以下工作。①尽可能增强矿井巷道光滑度。采用光面爆破技术掘进岩石巷道, 使巷道成形尽量标准化, 采用喷浆等方式降低巷道凹凸面的深度;②采用阻力系数小的支护方式, 尽可能使巷道壁面光滑;③按设计尽量扩大巷道断面, 以减小通风阻力;④调配适度的风量, 避免巷道风量过大。

3 减少通风设施, 降低漏风率

矿井漏风是指矿井部分风流未按照预定路线进行流动, 通过岩层裂隙、采空区、通风设施等流动到其他非预定区域。通常情况下, 矿井通风设施、采空区密闭、岩层裂隙等都有可能造成矿井漏风, 其中通风设施繁多为主要因素。矿井漏风的危害较大, 它会减少作业点的有效风量, 造成有害气体积聚, 粉尘堆积, 气温升高, 形成不良的矿井气候;还会破坏通风系统的稳定性, 使用风地点的风量不可靠;适量的漏风量长期经过采空区时, 当氧气、温度达到一定程度时还会造成煤炭自然发火, 给煤矿安全生产造成巨大危害;其次, 大量漏风还会增加矿井主要通风机的运行负荷, 造成无形的负担。由于矿井的通风设施容易受到损坏或人为的开启、关闭等, 从而造成风流不稳定。因此, 通常情况下矿井内的通风设施越多, 漏风率就越大, 矿井通风稳定性也就越差。作为深井开采, 更应该注意在早期的设计中尽量避免或减少通风设施, 减小矿井漏风率, 增强矿井通风的稳定性。

4 保持适宜的矿井温度

科学研究发现, 25℃的环境温度最适宜人类生活。在这个温度下, 人体没有冷热感, 身体内的毛细血管舒张平衡, 感觉非常舒适。夏季, 人体最适宜的温度比25℃稍高, 是26~28℃。当气温上升超过32℃后, 人体就会开始发热, 致使情绪产生波动。

为确保煤矿从业人员安全高效地开展煤炭采掘及其他相关工作, 《煤矿安全规程》第102条对矿井温度也有明确规定, 要求进风井口以下的空气温度 (干球温度) 必须在2℃以上。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。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施。

4.1 矿井高温的主要来源

随着煤矿开采深度的增加和机械化程度的不断提高, 高温矿井数量不断增加, 矿井热害十分突出。据科学调研和行业统计发现, 矿井热源主要来源于以下几个方面:

4.1.1 地表大气产生的温度

煤矿井下的风流是由安装在地面的主要通风机, 强行将在地表大气压入煤矿井内而产生的风流。因此, 矿井内空气温度的高低, 湿度的大小都与地表大气的温度、湿度有一定的联系, 尤其对浅井, 影响更为显著。地表大气温度的日变化对矿井温度的变化影响不大, 但如果地表大气温度发生持续数日的日变化时, 就会对矿井温度有所影响。研究表明, 在给定风量的条件下, 无论是日变化还是季节性变化, 气候参量的变化率均和其流经的井巷距离成正比, 和井巷的截面积成反比。

4.1.2 流体压缩产生的温度

矿井深度的变化, 使空气受到的压力状态也随之而改变。当风流沿井巷流动时, 空气的压力值增大或减小。空气的压缩会放热, 从而使矿井温度升高。

(3) 煤岩层中产生的温度

煤岩层中产生的热源主要来源于两个方面。一是煤岩层深处所产生的热源;二是地下水所产生的热源。通常情况下, 井下煤岩层和地下水的温度会随着与地表距离的增加而增高, 煤岩层热源通过热传导方式将热量传给巷道壁, 地下水通过煤岩层裂隙流入井巷而将其热量带入。

(4) 机电设备产生的温度

近年来, 煤矿开采随着机械化程度的不断提高, 井下机电设备越来越多, 由机电设备产生的热量也越来越大。例如局部通风机, 综采设备、掘进机、耙岩机、电机车、液压泵、水泵、电缆、压风管、绞车、照明设备等都会产生不同的热量。

4.2 矿井高温对人体的危害

随着煤矿开采深度的增加, 矿井深部的温度也会逐渐升高。从业人员如果长期处在高温条件下工作, 人体会大量出汗, 排出氯化钠、水溶性维生素、矿物盐等, 正常的水盐代谢被破坏, 从而可能导致人体出现热痉挛, 发生中暑、昏倒、呕吐等疾病。当人体某些机能出现故障后, 就会导致意识下降, 行动迟缓, 增大了事故发生率。相反, 如果能很好地利用矿井通风带走部分矿井热量, 降低矿井温度, 给从业人员营造一个良好的工作环境, 就会大大地减少事故发生率, 保障从业人员的生命安全, 提高工作效率。目前矿井降温方法较多, 有通风降温、隔热疏导降温、人工制冷降温 (空调降温、板冰降温) 、个体防护降温等, 但最经济实用的还数通风降温。但如果能将通风降温与人工制冷降温等其他方法相互配合使用, 相信一定会取得更好的效果。

5 确保完成通风任务

煤矿通风任务就是向井下各工作场所连续不断地输送适量的新鲜空气用以冲淡并排出从井下煤岩层中涌出的有毒有害气体, 创造良好的生产环境, 保障井下作业人员身体健康和生命安全;防止有毒有害气体积聚, 发生爆炸、窒息、中毒等一系列安全事故。作为煤矿深井开采通风, 最基本必须要做到一通一适两防。

5.1 一通一适

一通就是要保证井下所有巷道及作业场所回风畅通, 确保有毒有害气体顺利排出;一适就是要确保井下所有巷道及作业场所调配的风量要适度, 严禁无风作业、微风作业等现象发生。

5.2 两防

一是防止局部通风机拉循环风。循环风是指局部通风机的回风风流部分或全部再次进入同一台局部通风机的进风风流。二是防止井下各用风点有毒有害气体积聚。井下用风点回风不畅、风量微弱或无风作业, 均无法将有毒有害气体排出, 都有可能造成有毒有害气体积聚。出现以上两现象, 当有毒有害达到一定浓度后均有可能发生爆炸、燃烧、中毒窒息等安全事故。轻者造成人员伤亡, 重者摧毁整个矿井。

摘要：随着时间推移, 浅层煤炭资源逐渐枯竭, 大部分煤矿陆续进入深度开采。众所周知, 煤矿灾害事故的严重性与煤矿开采深度有着重要关联, 要减轻煤矿深度开采带来的危害和有效控制煤矿灾害事故, 做好深井通风工作就显得尤为重要。

关键词：深井开采,降阻,防漏,降温,排出有毒有害气体

参考文献

张辰煤矿深井开采热害治理方案探讨 篇4

1 矿井概况

鸡西矿业集团张辰煤矿前身为张新煤矿, 始建于1958年, 1964年投产, 是我国自行设计、自行施工的现代化矿井, 设计能力60万吨/年, 服务年限62年。2007年10月张新煤矿进行企业改制更名为张辰煤矿。

张辰煤矿位于鸡西市东南12公里, 恒山区东11.6公里, 西部与双河矿 (原二道河子矿) 相接, 东部与鸡东矿相邻, 南以8#层-700m标高投影为界, 北以平麻断层为界, 东西走向长6.4公里, 南北倾斜宽4公里, 井田面积25.6平方公里。

矿井开拓方式为立井多水平开拓, 一水平 (±0m标高) 以下为暗斜井开拓, 目前在二水平 (-300m标高) 下山生产, 现有西三、东二两个生产采区, 东三一个准备采区。队组方面现配备两采八掘, 采煤队为二个综采队, 掘进队为二个综掘队、六个普掘队。

2 工作面现状及存在问题

近三年来, 张辰煤矿大力发展机械化, 采煤工艺由高档普采更新为综合机械化开采, 掘进工作面也引进了2台综掘机, 机械化水平的提高使张辰煤矿生产效率大幅度增加, 但与此同时大功率设备的引进也促使井下空气温度随之升高。历经47年开采, 采煤工作面最深达到-580m标高, 地面标高+220m, 采深达到800m以上, 因地温等多方面因素影响, 采煤工作面上隅角温度有时达到30℃, 作业环境恶劣, 影响作业人员身心健康, 威胁安全生产。

3 热害产生原因分析

综合分析工作面温度过高的原因, 主要影响因素可概括为以下几方面:

一是地温因素。张辰煤矿现最大采深已达800米以上, 根据多年的统计资料, 我矿地温梯度平均为1.22℃/百米, 即垂直方向每延伸100米, 岩石温度将升高1.22℃。由此可见, 因地温影响使工作面温度提高了9℃左右, 是工作面热害的主要影响因素。

二是通风方式。张辰煤矿采煤工作面采用的是走向长壁后退式采煤法, U型上行通风方式, 这种通风方式会将部分采后热量随入风流带入工作面, 提高工作面温度。

三是设备因素。目前各矿井投用设备正朝着智能化、自动化、大功率、高效率方向发展, 大功率设备必然产生高温散热问题。因我矿开采年限较长, 井巷距离远、运输环节多, 这也造成了设备及电缆产生多余热量。

四是采后浮煤氧化生热。无论何种采煤工艺采后均会留有一定的浮煤, 这部分浮煤与巷道内的氧气发生氧化反应, 在氧化反应过程中放出大量热量。

4 热害防治方案

针对我矿热害产生因素, 有以下几种防治措施:

4.1 扩断面增风降温。

因我矿通风网络复杂, 通风线路长, 阻力大, 并因原主要入、回风道设计断面小, 欲增加工作面风量, 只能对主要入、回风道进行扩断面降阻, 从而增加风量。该方案可彻底解决我矿通风阻力大、风量不足等问题, 但工程量大、施工工期长、资金投入大, 若施工应分阶段逐步进行。

4.2 优化生产布局, 选取合理设计方案。

井巷施工方案设计在一定程度上也是影响工作面温度的主要因素之一。在设计巷道时, 应充分考虑热害因素影响, 吸收先进矿的热害防治经验, 从设计层面防治热害。优秀的设计方案可减少运输环节、降低设备占用、保证通风系统科学合理。我矿经过47年的开采后, 井巷长且系统复杂, 需要对系统进行不断地调整、改造, 方能使矿井系统简化、稳定、安全、高效。

另外, 新的设计思路的应用对防治热害也起到很大的作用。

a.我矿采煤工作面采用的是走向长壁后退式采煤法, U型上行通风, 原通风方式如图1所示。随采深不断加深, 瓦斯涌出量加大, 为解决上隅角瓦斯积聚问题, 深部开采时开始应用尾排巷, 其通风方式如图2所示。增加尾排巷后, 部分回风流进入尾排巷, 不但解决了上隅角瓦斯积聚问题, 同时也带走部分采空区热量, 降低了工作面温度。

b.除使用尾排巷外, 也可改变通风方式。鸡西矿业集团下属大部分矿井有较长的开采历史, 深部瓦斯涌出量大、地温高, 越来越多的矿开始推广Y型通风方式。Y型通风方式比U型通风方式具有一定的优越性:第一, 出面工程量少, 新工作面上巷可使用上部工作面的沿空留巷, 可少掘一条巷道;第二, 解决工作面上隅角瓦斯积聚和回风瓦斯超限问题, 工作面上下巷均为入风巷, 回风量大, 可有效降低回风瓦斯浓度;第三, 入风流可带走采空区更多热量, 比U型通风方式效果更好。为实现Y型通风方式, 我矿设计施工采区边界风道, 该风道与采区总回风道贯通, 作为工作面回风专用风道, 其形式如图3所示。

c.避免设备散热进入工作面入风巷。将设备放置在入、回风道间联络巷内, 并上通风设施, 可使流经乳化液泵站、移动变电车等设备的热风流直接进入回风道, 从而避免其进入工作面提高空气温度。

4.3 降低采空区浮煤氧化热量。

一是减少浮煤量, 即做好浮煤清扫工作, 煤层采全高, 不留多余浮煤;二是工作面上喷雾、采空区洒水, 降低环境温度, 湿润浮煤, 减缓氧化反应。该方案简单、易操作, 可在正常生产时进行, 不影响生产。

4.4 井下局部降温系统。

井下局部降温设备是近几年兴起的专用设备, 从现使用矿井实际应用效果看, 其降温效果不佳。

结束语

深井煤矿 篇5

1) 位置-1 196m水平西翼煤仓与西翼运输下山和-1 196m水平西翼运输巷均垂直, 从-1 196m水平西翼运输巷开门, 向下与西翼运输下山贯通, 煤仓总长度25.2m (垂距) ;

2) 地质及水文煤仓的地层层位为上、下石盒子组分界面附近的地层, 自上而下要穿过或揭露6个岩石层位, 它们分别为二叠系上统上石盒子组的砂质泥岩 (1) 、粉砂岩 (2) 、细砂岩 (3) 和二叠系下统下石盒子组的粉砂岩 (4) 、中细砂岩 (5) 、粉砂岩 (6) , 根据煤仓所揭露的岩层分析, 均为弱含水层, 不会对施工造成太大影响。

2 支护设计及要求

2.1 煤仓断面设计

煤仓断面形状为圆形, 上口圈梁处荒径为10m, 净径为9m, 浇注混凝土厚度为500mm, 断面积:S荒=81.7m2, S净=63.6m2, 上口施工范围为煤仓上口向下1 200mm;煤仓仓身荒径为9.52m, 净径为9m, 浇注混凝土厚度为500mm, 断面积:S荒=72.3m2, S净=63.6m2, 施工范围为煤仓上口向下1 200mm至煤仓下口向上1000mm处;煤仓下口圈梁处荒径为10m, 净径为9m, 浇注混凝土厚度为500mm, 断面积:S荒=81.7m2, S净=63.6m2。上口施工范围为煤仓下口向上1 000mm。

2.2 支护方式

1) 临时支护:形式为初喷, 初喷混凝土的强度不得小于C20 (重量配比为水泥:石屑:沙=1:2.52:2.52) , 初喷以封闭围岩为准;

2) 永久支护:煤仓仓身永久支护为两次锚网喷+锚索联合支护;煤仓上锁口及下锁口初喷支护临时后, 永久支护为一次锚网喷+钢筋混凝土支护;煤仓底座为钢筋混凝土支护。

2.3 锚网喷永久支护参数

1) 锚杆:采用螺纹式树脂锚杆, 煤仓仓身锚杆规格型号为KMG500-20-2400, 煤仓上锁口及下锁口处锚杆规格型号为KMG500-20-2000。每根锚杆使用1根MSCK2535 (里) 、1根MSK2550 (外) 树脂锚固剂, 锚固力不得小于120kN/根;托盘规格为150×150×10mm, 孔直径为21mm~22mm。锚杆均采用矩形布置, 间排距为1 000×1 000mm, 允许误差±100mm;

2) 金属网:两次锚网支护均使用6#钢筋网, 规格长×宽=2.0×0.9m (网孔100×100mm) 或2.5×1.4m (网孔100×100mm) , 压茬不少于一个网格;

3) 煤仓仓身喷射混凝土厚度260mm, 喷体强度C20。煤仓上锁口及下锁口喷浆厚度以封闭围岩为准。喷射混凝土使用标号42.5R水泥, 沙为纯净的河沙, 石子粒直径小于20mm, 混凝土配比为水泥:沙:石子=1:2.52:2.52 (重量比) ;速凝剂型号为J-85、掺入量一般为水泥重量的3%~4%;

4) 锚索支护参数:锚索型号SK18/6.0-1700Q, 锚索间排距为2 400×2 400mm, 允许误差为±150mm, 钻孔方向与仓身不小于60°。二次支护锚索时, 与一次支护锚索必须采用插花布置, 与一次支护锚索的间距为1 200mm, 排距为1 200mm, 误差为±150mm。每根锚索使用1根MSCK2535 (里) 、3根MSK2550树脂锚固剂;每根锚索的锚固长度不得小于1 500mm, 锚固力不得小于200kN/根。锚索托盘为圆形, 直径为250mm;

5) 初喷后, 按照由上向下的顺序分段布置锚杆, 铺设金属网, 与上部网子用铁丝连接固定。一次永久支护完毕后, 锚杆的锚固力为120kN, 力矩不得小于280N·m (由力矩扳手进行测定) 。在支护一次锚网锚索支护时, 锚杆和锚索均为矩形布置, 前后左右成一条线, 并留出标记, 以便于喷浆后二次支护时布置锚杆和锚索。

2.4 钢筋混凝土支护

1) 钢筋:型号有φ8mm的圆筋, φ12mm、φ14mm、φ20mm及φ22mm为螺纹钢筋, 长度根据钢筋图表中截取;2) 混凝土强度为C40, 水泥:沙:石子:添加剂 (木钙) :水=1:1:53:2.39:0.11:0.375 (重量比) ;3) 使用标号42.5R水泥, 沙为纯净的河沙;4) 钢砂:在煤仓底座漏斗口表面, 使用钢砂抹面, 厚度为100mm。钢砂:水泥=1:3 (重量) , 适量的水。

3 煤仓施工方法

1) 为简化煤仓施工期间的提升、排矸、通风、排水等系统应加强施工前准备工作;施工前, 首先应根据施工要求及进度, 安装好局部通风机、提升绞车、吊桶、混凝土搅拌机、上下人员爬梯、耙装机、输送泵等设备, 方可下一步施工。附平面施工大样图和施工设施立面图 (见图1) ;

2) 煤仓施工工序:施工反井钻孔→煤仓上口硐室扩刷→煤仓上锁口1 200mm段的掘进、绑扎圈梁钢筋、支模及浇注混凝土→煤仓下口给煤机硐室的扩刷→煤仓仓身掘进至贯通→给煤机硐室卧底、打反拱、两墙砌墙 (绑扎钢筋、浇注混凝土) →煤仓底座、漏斗进行绑扎钢筋、浇注混凝土等工作→其它剩余工程;

3) 先采用反井钻机根据测量部门给定的点, 自上而下按由下向上的顺序施工直径为1 200mm的钻孔, 对煤仓上口硐室进行扩刷, 再对煤仓上锁口进行掘进、锚网喷支护、绑钢筋、支模及浇注混凝土工作。等煤仓上锁口钢筋混凝土凝固期间, 再对煤仓下口给煤机硐室进行扩刷工作, 扩刷工作结束后。再按照由上向下的顺序进行掘进及支护等工作, 待煤仓贯通后。再对给煤机硐室进行卧底、打反拱、煤仓底座、漏斗进行绑扎钢筋、浇注混凝土等工作。煤仓下口施工完毕后, 再处理其它剩余工程;

4) 煤仓掘进采用钻爆法施工, 反向装药结构, 全断面一次爆破或分次起爆的方式, 每茬炮的循环进尺约1.6m;

5) 煤仓采用光爆锚喷向下掘进, 根据围岩硬度周边眼距定为350mm~400mm, 周边眼全部预留爆层, 光爆层厚度300mm, 眼痕率达到60%以上;

6) 爆破施工工序:

(1) 全断面一次爆破施工工序:打眼→装药爆破→查瞎炮→→找危矸活岩出矸→临时支护→倒矸→帮部锚网支护;

(2) 全断面分次爆破施工工序:内圈打眼→装药爆破→查瞎炮→出矸→外圈打眼→装药爆破→查瞎炮→找危矸活岩→出矸→临时支护→倒矸→帮部锚网支护;

7) 出矸及运输:

在钻中心导孔前, 应在煤仓下口适当位置安装耙装机, 作为煤仓中心孔扩孔及刷大是装矸用, 扩孔、刷大溜下后的矸石经耙装机装入矿车后运走。爆破后, 煤仓内矸石除由中心导空溜到下口外, 剩余部分矸石可采用人工耙入中心导孔内, 直到工作面矸石出净方可进入下一工序;

8) 物料的提升:

必须利用吊桶提升物料。预留出1 000*1 000mm左右的提升口, 煤仓上口用长度不小于3.5m, 厚度不小于50mm的木板封口, 以防矸石落入井内伤人, 木板间用耙钉联接牢固。在煤仓上口靠-1196m水平运输巷方向安设一部JD-1.6绞车。在煤仓正上方顶板固定一根长度为2m的12#矿工钢作为起吊梁, 在起吊梁缠绕。再将5吨的封闭滑轮固定用直径为15.5mm钢丝绳 (不少于3道) , 卡接起吊梁上。绞车通过该滑轮提升吊桶。煤仓内安设一套声光俱全的信号, 提升或下放吊桶由信号指示;

9) 给煤机硐室:

煤仓上口浇注混凝土后, 先对给煤机硐室左帮进行扩刷, 扩刷后巷道净宽为6 200mm, 高度为4 700mm, 长度为13 600mm。煤仓中心线至左帮为3 200mm, 至右帮为3 000mm。扩刷后及时进行支护。再对给煤机硐室进行卧底、打反拱、砌两墙。等煤仓贯通后, 再进行给煤机硐室的铺底、砌水沟等工作。

西翼煤仓平面图及给煤机硐室剖面图见附图2。

4 必须注意的几个问题

1) 煤仓上口封口:封口使用永久封口盘中的22#及28#工字钢。下层为28#工字钢, 下层工字钢垂直于煤仓上口硐室两帮布置, 间距为2 000mm。上层为22#工字钢, 上层工字钢顺着煤仓上口巷道方向布置, 间距为1 000mm。钢梁要求放置平稳, 两端平均压搭在浇注砼体上, 长度不得小于300mm;

2) 钢筋的绑扎在煤仓各部位进行绑扎钢筋前, 先按照图纸核对钢筋型号、长度及数量, 保证与设计配钢筋图一致, 钢筋时必须严格按要求布置。在两墙、大梁、漏口等绑扎钢筋时, 按先布置竖筋、再布置横筋、后布置加固筋, 先稀布置再按图纸加密布置的顺序。在煤仓上锁口及煤仓下口圈梁等绑扎钢筋时, 按先布置方口筋, 再使用专用工具弯制圈筋, 后布置加固筋;

3) 搭设脚手架:在煤仓底座及下锁口进行支模、绑钢筋、浇注混凝土等工作, 需搭设脚手架。脚手架搭设必须牢固可靠, 钢管之间必须用各扣件联接牢靠;

4) 支设及拆除模板:模板支设由技术员现场指导, 掘进区队共同完成。模板及其支撑结构必须具有足够的强度, 刚度和稳定性。模板的接缝严密, 不得漏浆。模板上的预埋件和预留洞均不得遗漏, 安装必须准确。拆除模板时, 必须用力均匀, 不得蛮横敲砸, 统一放置。拆除模板的顺序:应遵循先支后拆, 后支先拆;先拆不承重, 后拆承重部分的模板;自上而下;支架先拆斜支撑, 后拆竖向支撑等原则;

5) 混凝土浇注:煤仓上锁口浇注混凝土:煤仓上锁口模板和钢圈固定后, 钢筋绑扎分段施工, 分段绑扎后, 即可进行浇注混凝土工作。混凝土标号为C40, 严格按标准进行配比。煤仓下锁口、两墙、底座及漏斗等部位浇注混凝土使用输送泵 (HBTS30-10-45) 进行浇注。输送泵与搅拌机布置在煤仓、顶板稳定处, 靠帮布置, 必须便于运料、添料、输送、混凝土泵与管路的维护等。工作时, 必须及时使用风动振动棒进行振捣, 保证混凝土密实饱满, 严禁出现蜂窝、麻面、空洞等现象。在浇注混凝土期间, 必须检查、校验模板角度、尺寸, 保证浇注后符合设计要求。

砼浇注完12小时内, 待砼表面收水后, 即用手指划不现明显的刻痕时, 开始洒水。要每天洒水养护, 煤仓上锁口拆模时间不少于3天。煤仓下锁口、底座、两墙处在7天后拆模;以后每天洒水一次, 连续养护28天。

5 结论

1) 由于采用反井钻施工一个1 200mm直径的导硐孔与大巷贯通, 从而减少了煤仓施工中排水、排矸、通风等设施和环节, 加快了煤仓的施工速度, 降低了工程成本;

2) 煤仓施工中使用了混凝土搅拌机和输送泵等设备, 提高了混凝土的搅拌质量, 减少了人工运送的强度;

3) 通过该支护设计实践和观察, 完全满足超千米深井煤仓支护的需要, 安全技术上是可行的;

4) 通过本次施工, 认识到利用反井钻施工煤仓具有机器化程度高、劳动强度低、经济上合理、安全技术上可行等优点, 在同等条件下可以大量使用该技术施工。

摘要：星村煤矿西翼采区煤仓直径9m, 深度25m, 施工难度大。采用混凝土搅拌机、混凝土输送泵、仓体二次锚网喷+锚索联合支护、反井钻孔出矸和通风、进行刷大至设计断面等先进工艺, 该种施工方法减少了以往从下部向上施工而造成的危险性, 避免了因通风不畅而造成危险性, 降低了劳动强度, 提高了施工安全性, 是目前国内较先进的煤仓施工方法, 实现了超千米深井煤仓快速施工, 比传统施工节约工期20天, 为今后施工积累了经验。

关键词：支护设计,反井钻机,煤仓施工,掘进经验

参考文献

[1]张国荣, 何国纬, 李铎.采矿工程设计手册[M].煤炭工业出版社, 2003, 5.

[2]吕建青, 耿东锋, 孙建波.井巷工程[M].2版.中国矿业大学出版社, 2009, 5.

[3]徐永圻, 姜志方.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社, 2009, 7.

[4]肖汉甫, 吴立, 陈刚, 李春军, 袁兆龙编著.实用爆破技术[M].中国地质大学出版社, 2009, 7.