90101回采工作面通风设计
一、通风方式及方法
90101回采工作面采用U型全负压独立通风方式，运输顺槽进风，轨道顺槽回风。
二、配风量计算 1.按瓦斯涌出量计算 Q 采＝100q瓦采 K采通
＝100×1.03×1.4 ＝144.2m/min 式中：
Q采—回采工作面实际需要的风量，m/min q
瓦采
3
3
—回采工作面的绝对瓦斯涌出量，根据矿井瓦斯
3
等级鉴定资料测算，回采工作面的绝对瓦斯涌出量1.03m/min
K采通—回采工作面通风系数，1.4 2.按工作面人员数量计算： Q 采 =4N=4×60=240m/min 式中：
N—回采工作面交接班的最多人数，60人 3.按气象条件计算 Q 采=Q基本 K采高 K采面长 K温度
1
3
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=847×1.2×1.1×0.9
3
=1006m/min 式中:
Q采—回采工作面实际需要风量，m/min
Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量，m/min Q
基本
3
3
=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适
宜风速（不小于1.0m/s）
=60×6.3×3.2×70%×1.0=847m/min
K采高—回采工作面采高调整系数，1.2 K采面长—回采工作面长度调整系数，1.1 K温—回采工作面温度调整系数，0.9 4.风速验算：
依照《煤矿安全规程》第101条规定，90101综采工作面在采取煤层注水、采煤机喷雾降尘等综合防尘措施后的最低风速为 0.25m/s，最高风速不得高于5 m/s，通过上面三种方法计算后，取最大值进行验算。
0.25×60×S≤Q采≤5×60×S 0.25×60×18.9≤1006≤5×60×18 284≤1006≤5670 式中：
S—工作面平均断面，取18.9m Q采=1006m/min，符合风速要求
2
3
2
3
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5.配风量的确定：
经以上计算，90101回采工作面需配风1006m/min。 二、防尘系统
1.粉尘监测:矿井配备防尘人员，配备粉尘采样器，呼吸性粉尘测定仪，对采面及转载点粉尘定期检测。
2.90101回采工作面防尘管路由9#集中轨道大巷D219×6管路接到工作面D114×4，为工作面及顺槽供防尘用水。
3.轨道顺槽的防尘水管上每隔100m安装一个三通阀门。胶运顺槽的防尘水管上每隔50m安装一个三通阀门，并用高压胶管将阀门引到行人侧。
4.定期对巷道洒水、灭尘。距工作面煤壁50m范围内每班冲洗一次，50m以外巷道每天冲洗一次。
5.综采工作面各转载点安设洒水降尘装置，每个转载点装置喷头个数不得少于2个，悬挂在转载点前上方600mm处，迎风流方向45，喷嘴直接对准落煤点。第一道水幕在进风巷口向里10—15m范围内；第二道在进风巷距工作面30m范围内安设一道全断面净化水幕。综采工作面回风巷第一道水幕距工作面30m范围内并加设一道捕尘网；第二道水幕与第一道水幕不得大于20m;第三道水幕在采煤工作面回风巷下风侧10—15m处；第四道安设在回风联巷口。 三、煤层注水
°
3
3
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（1）依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》(2011年版)第154条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。9号煤层原有自然水分含量为0.52%～3.87%，平均含量为2.01%，均小于4％，90101采煤工作面配备了煤层注水设备，对9号煤层进行采前预注水。
煤尘注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。通过煤尘注水一般除尘率可达60%～80%，煤尘注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中，使煤层得到预先湿润，增加煤体的水分，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。
9号煤层厚度为12.00m～18.04m，平均为14.95m，纯煤厚度为10.48m～16.12m，平均为13.11m。含夹石2～10层，一般为3～6层，夹石厚度一般在0.07m～0.52m左右，岩性以高岭岩为主，其次为粉砂岩和炭质泥岩，结构简单～极复杂。煤层顶板为中细粒砂岩，底板为细粒砂岩或砂质泥岩，为全区可采的稳定煤层。
（2）注水方式选择
根据9号煤层90101工作面的地质条件，回采工作面煤层注水选用长钻孔动压注水方式，即在轨道顺槽内超前工作面推进度1个月，垂直煤壁平行于工作面打长钻孔。 （3）注水参数的确定
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钻孔直径：钻机选用MYZ-200型液压钻机，开孔直径115～87mm，终孔直径65mm。
钻孔长度：根据煤层节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定9号层单向钻孔长度为153m。
钻孔间距：钻孔间距根据煤层的湿润半径计算，孔深时孔距大，孔浅时孔距小。合理的钻孔间距一般通过实践来确定，根据经验一般按10～20m考虑，确定为20m。
钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内。生产中根据煤层节理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使节理面尽量与钻孔垂直。
封孔深度：封孔深度一般通过试验和生产实践确定，为2.5m～10m。确定为10m。
封孔方式：选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB-Ⅱ型水泥砂浆封孔泵，流量0.5m3/h，压力1.0MPa。 （4）注水系统的选择
注水系统分为静压注水系统和动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，设计选用动压注水系统，9号煤层注水泵选用矿方已有的BZW100/20型注水泵，注水泵流量10m3/h，压力15MPa。
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煤体注水后，煤体水分达到4%左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速水分测定仪进行测试。注水工作超前工作面回采1个月完成。
（5）注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定 注水压力：设计煤层注水采用动压注水，注水参数考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素,由注水泵站调整煤层注水压力。
单孔注水量：
单向钻孔注水时孔长的计算：
L=L1－M 式中:
L—钻孔长度，m；
L1—工作面长度 9号煤层173m；
M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。 9号煤层L=L1－M=173－20=153m 钻孔间距：
钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，按经验取20m。 单个钻孔注水量按下式计算： Q=BLMγ(W1－W2)K 式中：
Q—一个钻孔注水量，m3； B—孔间距20m；
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L—工作面长度， 9号煤层173m； M—煤层厚度9号煤层区平均为13.68m； γ—煤容重, 9号煤层为1.48t/m3； W1—注水后要求达到的水分取4%； W2—煤层原有水分, 9号煤层平均为2.01%；
K—考虑围岩吸收水分,水的漏失和注水不均匀系数,取1.5。 则:
9号煤层单个钻孔注水量：
Q=20×173×13.68×1.48×(4%-2.01%)×1.5=2091m3 注水流量(或注水速度)与注水时间：
9号煤层单孔注水流量按10m3/h考虑,注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止,注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水,注水时间通常为7～10d。
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（6）注水仪器、设备
9号煤层注水设备及仪器一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 设备名称 煤层注水钻机 煤层注水泵 等量分流器 夹布压力胶管 冷拨无缝钢管 高压钢丝编织胶管 弹簧式压力表 高压闸阀 快速接头 安全阀 水泥砂浆封孔泵 高压注水表 内螺纹升降止回阀 钢制三通 叶轮湿式水表 8
型号 MYZ-200 BZW100/20 DF-3 与泵配套 与泵配套 与泵配套 JBH-160III K SLB-Ⅱ DC-4.5/200 H41H-160 单位 台 台 个 m m m 个 个 个 个 台 个 个 个 个 数量 1 1 4 20 120 10 4 4 20 1 1 2 1 4 1 山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司90101回采工作面通风设计
16 便携式快速水分测定仪 （7）煤层注水水源
WM-A 个 1 煤层注水水源取自井下消防洒水系统，从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，将水注入2辆移动储水箱内，每个储水箱容积为3.0m3，由注水泵从移动储水箱吸入加压向煤层注水。
四、防灭火系统
根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，9#煤层煤样吸氧量为0.699cm3/g，自燃倾向为Ⅱ级，属自燃煤层。自燃发火期为4～6个月。因此特制定本工作面防治煤层自燃发火措施：本措施采用喷洒阻化剂和黄泥灌浆四种方法，具体施工时可根据现场情况确定。
（1）采用喷洒阻化剂防止煤层自燃措施：喷洒方式为向采空区和煤巷顶、壁同时喷洒阻化剂的阻化防火方法。喷洒阻化剂泵为WJ－24型阻化剂泵，阻化剂选用阻化效果较好的五水氯化钙[CaCL2（H2O）5]，阻化剂浓度为20％。喷射阻化剂时要求全面覆盖巷道顶部、煤壁。喷射周期为3个月，向采空区喷射阻化剂一次喷洒量为14.32（m3）。阻化剂喷洒随回采班进行，同时要求矿方在喷洒过程中，要经常性在采空区分段（10－20m）取遗煤样，每段至少取4个煤样，然后分选成小于0.6 mm、0.6－5 mm、5－15 mm、大于15 mm粒度煤样，分别送有关检测
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部门。检查其与10％和20％浓度阻化液的吸氧量，从而取得适宜的阻化剂浓度。另一方面要定期检测阻化剂阻化率，及时调整阻化剂配比及材料，以适应煤层阻燃要求。
（2）预防性灌浆：采用地面集中灌浆系统和随采随灌的方法。具体施工方式为：在放顶前沿回风巷在采空区预先埋好灌浆管（5－8 m钢管，孔径为75 mm或100 m m），预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长为20－30 m，放顶后立即开始灌浆。随工作面的推进，按放顶步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆。工作面停采前一般实行“多轮适量，间隔进行”停采后实行“连续足量，充分灌注”。灌浆材料选用含沙量不超过25～30％，颗粒小于2 mm的地表黄土。也可选用粉煤灰、沙土等。
（3）注氮防灭火采用地面固定式，当监测系统提供出有发火征兆时开始实施注氮。在工作面进风侧（运输顺槽）沿采空区埋设一定长度的钢管作为注氮管，注氮管路随工作面的推移而移动，使其始终埋入采空区一定深度。
注氮方法如下：
将5节10m长的Ф89mm×4.5mm的地质钻杆用丝扣连接，然后将钻杆管路沿运输顺槽铺设到工作面下隅角，当工作面推移时管路逐渐埋入采空区，管路埋入采空区长度应始终保持15m-35m之间以便拉管。 （4）束管监测系统
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JSG-8型矿井地面固定式火灾束管监测系统一次进样能分析CO、CO2、CH4、O2、C2H2、C2H4、C2H6、N2八组份气体,分析时间不大于15min，从而对煤炭自然发火标志气体C2H4、C2H2、C2H6及灭火标志气体N2提前进行预报，通过监测报表或趋势曲线及时准确进行自然火灾预测预报，并对发火危险进行判别。
束管的敷设及布点原则
束管敷设管道的吊挂高度不低于1.8m，用挂钩吊挂，敷设平直、稳，与动力电缆之间的距离不小于0.5m，并要避免与其他管线交叉。束管入口处必须安设滤尘器，整条束管至少安设3个滤水器。
监测点选在围岩稳定、前后5m范围内无分支巷道并靠近巷道末端，监测点设置在距巷道顶板0.5m处巷道中。采区内丢煤处，巷道内错、外错丢顶煤，留三角煤，盲巷及溜煤眼上方均设置测点，采掘工作面有明显升温征兆的区段必须设置监测点。
五、隔爆设施布置
1.隔爆设施采用水量为40L隔爆水袋，在距巷口60m安装一组，以后每隔200米安装一组，距工作面安装的距离不得大
于200米。
2.每排安装4个隔爆水袋，排间距为1.5米，共20排，棚区长度为30米。
3.水棚的安装方式采用吊挂式，并呈横向布置。
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4.在一组隔爆水袋棚中必须使用相同规格的水袋。 六、瓦斯管理
1.90101回采工作面设专职瓦斯检查员，每班检查三次。 2.综采工作面设三个点：工作面、回风隅角、回风流（回风斜巷口以里15m处）。
3.工作面及其它检查地点都要设瓦斯检查牌板。牌板设置的位置：工作面设在距工作面30～50m处，其它地点设在检查点处。
4.工作面电气设备安装瓦电闭锁装置。 七、安全监控系统
采用KJ78N煤矿安全监控系统，地面调度室已配备：监控主机2台，其中备机1台，5min内可以实现热机切换。显示器2台，打印机2台，传输接口2台，不间断备用电源(UPS）一组，并已接有效的防雷接地保护装置。分站型号为KJF83A， 瓦斯传感器型号为GJC4，温度传感器 KG3044，一氧化碳传感器型号为GTH500。
1.需要安装的设备和技术要求如下： ⑴甲烷传感器T0、T1、T2。
①上隅角瓦斯传感器T0报警值0.8%，断电值1.2%，复电值小于0.8%；
安装位置：工作面上隅角，距帮、顶和切顶单体各300mm. ②工作面瓦斯传感器T1报警值0.8%，断电值1.2%，复电值
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小于0.8%；
安装位置：距煤壁5～10m,距顶板不大于0.3m,距帮不小于0.2m.
③回风流瓦斯传感器T2报警值0.8%，断电值0.8%，复电值小于0.8%；
安装位置：回风口10～15m,距顶板不大于0.3m,距帮不小于0.2m
断电范围：工作面及进回风巷道内全部非本质安全型电气设备。
⑵2台一氧化碳传感器； 一氧化碳传感器报警值24ppm.
安装位置：分别安装在工作面上隅角和距回风口10～15m，距顶不大于0.3m，距帮不小于0.2m。 ⑶2台温度传感器； 温度报警值为30℃
安装位置：工作面和距回风口10～15m，距顶不大于0.3m，距帮不小于0.2m。
⑷1台监控分站及电源箱,电源箱备用电源可在断电情况下支持使用2小时供电。安装在轨道巷口向里50m，设置有统一管理箱，离地高度大于0.3m。
⑸根据综采工作面供电设计，需要安装一台瓦斯断电器，方能实现瓦斯报警后工作面及进回风巷内全部非本质安全型电气设
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备按系统设置自动断电。
采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。 2.人员定位系统
采用KJ69J人员定位系统，可实现对矿井入井人员实时监测、跟踪定位、轨迹回放、考勤统计、报表查询的功能。使管理更加科学化、规范化、数字化，能锁定人员在井下位置，使发生危险时，救援更高效。分站型号：KJF80.1，接受器型号：KJF80.2A，识别卡型号：KGE37B。
⑴进回风巷各安装2台读卡器：一台距工作面100米，随着工作面的回采不断地想回退；一台距进回风口100米，固定在不影响行人，无滴水能正确监测人员进出的位置。
⑵一台人员定位分站和电源箱，电源箱备用电源可在断电情况下支持使用2小时供电。安装在轨道巷口向里50m，设置统一的管理箱，离地高度大于0.3m。 3.通讯系统
分为KTJ103调度通讯系统、KT162无线通讯系统和KTK113数字广播系统。
⑴调度通讯共设计安装4部直通矿调度室本安型按键电话。 进回风巷各安装2台：2台距工作面进回巷口20m范围内，随着工作面的回采不断地想回退；1台设在皮带机头，1台设在距回风巷口20～30m。 ⑵无线通讯共设6套
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进回风巷各安装3台：一套距工作面100m；一套距进回风巷口100米，中部安装一套。
使井下与井上通讯一体化、有线与无线一体化、调度通讯一体化，配置KT162-S本质安全型小灵通手机，真正建立健全了公司通讯系统。
⑶数字广播分站设计安装10套
进回风巷各安装5套，每套相距100m，分站之间采用双绞线通信电缆连接。系统采用阻抗匹配技术，使其具有狂干扰能力。广播分站之间通过CAN通信电缆连接，接入使用127V不间断电源。电源箱备用电源可在断电情况下支持使用2小时供电。系统与调度电话系统互联，能将有线电话和无线小灵通手机的声音实时传播到井下广播分站，实现了广播远程调度功能。确保遭突发性事件时，能够最简捷、最快速的途径通知井下作业员工，并能指挥紧急疏散、应急救援。
八、避灾线路
1.正常通风时避灾线路：
⑴90101回采工作面→90101运输顺槽→集中轨道巷→行人斜井→地面
⑵90101回采工作面→90101轨道顺槽→集中轨道巷→行人斜井→地面
2.避水灾路线：
90101工作面→90101轨道顺槽→回风绕道→集中回风巷→
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北集中回风巷→9#总回风巷→回风立井→地面。
3.避火灾、瓦斯、煤尘爆炸路线：
当工作面发生瓦斯、煤尘爆炸时，人员迅速戴好自救器，就地卧倒，待冲击波过后，按下列路线撤退：
90101工作面→90101胶运顺槽→集中轨道巷→行人斜井→地面
若人员无法撤离升井，则逃往永久避难硐室避难，等待救援。逃生路线为：
处于事故地点进风侧人员（佩戴自救器）由工作面→90101胶运顺槽→集中轨 道大巷→永久避难硐室
4.反风时避灾线路：90101回采工作面→90101轨道巷→90101回风联巷→集中回风巷→北集中回风巷→回风立井→地面 5.安装压风自救、供水施救装置标准
⑴综采工作面距工作面25—40m范围内安装两组，向外每200m安装两组，回风联巷口10m范围内安装两组。
⑵压风自救、供水施救装置要安装在地点宽敞、支护良好、没有杂物堆积的人行侧。
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