4、带式输送机巷必须有规范的行人道,避免造成运输伤人事故。在进行辅助运输时,要严格执行“行车不行人”的规定。
5、在带式输送机运转中,禁止在非人行道一侧及空间较小的输送带下清煤。
6、在巡视过程中,禁止用手触摸带式输送机转动部位。发现隐患,立即停车。
7、检修或司机离开时,必须切断电源,将隔离开关打到零位,并闭锁。
8、带式输送机机头、机尾设安全防护措施,行人跨越处设过桥。
9.3 压缩空气设备
9.3.1、压风设备及管路系统
矿井地面设空压机站用于矿井井下掘进设备用风和突发灾害防治时供氧。
1、按最大班下井人数计算
最大班下井人数75人,供气量依据《采矿工程设计手册》避灾硐室设计中急救袋供气量每人不得少于0.3m3/min计算,则总供气量:
2、按风动工具计算
用气类别 工作台数 同时工作系数 每台耗气量
(m3/min) 使用压力
(MPa)
风煤钻 2 0.9 2.5 0.5
ZQJ-150/2 1 1 6 0.5
式中:α1——管网全长的漏气系数,取1.1;
α2——考虑风动机械磨损,耗气量增加的系数,取1.1;
r——海拔高度修正系数,查表选1.0。
根据计算,压缩机必须的供气量为27m3/min。
3、压缩机必须的出口压力
(1)按自救系统计算
根据压风自救装置系统,压气源压力为0.3~0.7MPa,设计取0.4MPa计算
(2)按风动工具计算
式中:P——压缩机必须的出口压力,MPa;
Pp——所使用的各种风动工具中所需要的最大工作压力,MPa;
——最远一路管道各段损失之和,每km管长压力损失取
0.04MPa,最远一路管长取3227m。
0.1——考虑橡胶管、管子连接不良及旧管内粗糙度增加的压
力损失。
根据计算,压缩机出口压力取0.73MPa。
4、压缩机选型
设计选用现有两台LGF75型固定冷风式空压机,排气量13.6m3/min,排气压力0.8MPa,驱动电动机功率75kW,电压等级380V。正常生产时一台工作,一台备用,抢险救灾时两台同时工作。
空压机站空压机380V电源由矿井工业场地变电所直配,空压机房在安全出口斜井井口西40m处。
5、压气管路内径确定
(1)干管管径计算:
式中:L——干管管路计算长度,3227m;
G——通过该管段的空气重量流量,N/h,G=γ×Q;
γ——空气比重,γ=12N/m3;
Q——通过该管段的空气体积流量,27.2m3/min;
R——空气常数,R=287N•m/kg•K;
P——管内平均绝对压力,Pa;
T——管内平均绝对温度,一般为T=346K;
——自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失;
β——摩擦系数,β=2.86/G0.148。
根据计算,在地面、安全出口斜井、材料平巷、皮带下山巷、3500运输巷和五采区运输下山巷干管选取管径为Φ133×4的无缝钢管。
(2)干管压力损失计算
式中:l′——考虑局部损失在内的该管段折算长度,l′=1.15lm;
l——该管段的实际长度,3227m;
d——该管段的标准内径,0.125m;
Q——通过该管段的空气流量,27.2m3/min。
(3)支管管径计算:
①按急救风量计算:
根据作业工序,随着掘进铺设管路,掘进完成移交生产后,随着回采工作面的推进回收管路。因此掘进和回采工作面选取同样管径的无缝钢管,按回采工作面人数需风量计算管径:
式中:L——支管管路计算长度,340m;
Q——通过支管的空气体积流量,按30人计算,9m3/min;
P——管内平均绝对压力,7.45×105Pa;
T——管内平均绝对温度,一般为T=346K;
——自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失。
②按风动工具计算:
式中:L——支管管路计算长度,340m;
Q——通过支管的空气体积流量,一个掘进面的需风量按1台
风煤钻和一台ZQJ-150/2同时使用计算,取Q=8.5m3/min;
P——管内平均绝对压力,7.45×105Pa;
T——管内平均绝对温度,一般为T=346K;
——自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失。
掘进和回采工作面支管选取按计算最大管径选取,根据以上计算,掘进和回采工作面支管选取标准管径为Φ57×3.5的无缝钢管。随着掘进铺设管路,随着回采回收管路。
(4)支管压力损失计算:
式中:l′——考虑局部损失在内的该管段折算长度,l′=1.15 lm;
l——该管段的实际长度,340m;
d——该管段的标准内径,0.05m;
Q——通过该管段的空气流量,9m3/min。
6、验算管道压力损失
最远端管道压力损失为:
,满足设计要求。
7、压风自救器设置
压风自救器设置在井底车场、变电所、主水泵房配电点、主水泵房、采区水泵房、等候室、采、掘工作面放炮人员、警戒人员、撤离人员地点,装、卸载站,大巷及回风巷中等人员作业地点和巷道水平最高点等地点,每个地点设置压风自救装置供5~8人使用。
顺槽避难硐室内设压风自救器,数量不得少于工作面总人数的1.2倍,回采和掘进顺槽每50m、大巷每100m设三通和截止阀用于抢险救灾。
9.3.2、压风设备事故分析
压缩机事故:积炭和润滑油过热引起空气压缩机燃烧与爆炸;另外,操作、维修、装配时的失误,也会引起爆炸;空气压缩机排出的空气流不连贯,具有脉动性,会引起管道振动;噪音等。
9.3.3、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。压力表必须定期校验,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。使用润滑油的空压机要有断油保护装置(或断油信号装置)和超温保护装置(70℃)。空气压缩机必须使用闪点不低于215℃的压缩机油。
(2)空压机的排气口必须设置过滤装置。
(3)空压机的风包在地面应设在室外阴凉处,风包内的温度应保持在120℃以下,并装有超温保护装置,超温时可自动切断电源和报警。风包上必须装有动作可靠的安全阀和放水阀,并有排渣孔。必须定期清楚风包内的油垢,新安装或检修后的风包,应用1.5倍空气压缩机工作压力做水压试验。在风包的出口管路上必须加装释压阀,释压阀口径不得小于出风管的直径,释压阀释放压力应为空压机最高工作压力的1.25~1.4倍。释压阀外设防护栏,禁止人员靠近通行。
(4)空压机必须配备专职司机,司机必须经过培训,做到应知应会持证上岗。
(5)井下管道敷设原则上有人作业地点都应敷设,并备有三通阀门。井底运输大巷等每100m备一个三通阀门、回采工作面进风顺槽、开拓掘进巷道每50m设置一个三通阀门,在其作业点处急救点按作业人数设置急救袋或呼吸器。
(6)由于空压机出口气体中含有一定含油量,不能直接供人呼吸,为此在总出口管道上装设过滤净化装置。为避免平时风动机械用风时将过滤净化装置污染,故装置与总阀并联旁通连接上加控制阀。正常风动机械用风时将装置联管阀门关上,空气不经过净化器而直接下井。一旦发生灾变,将总阀关闭,打开空气过滤净化装置阀门,压缩空气可通过空气过滤净化装置送出,供人员呼吸用。
(7)机房要设置必要的电气绝缘用具和验电笔等,要配置合格的灭火器沙箱,防火箱等放灭火用具;
(8)消防管与压风管之间加联通管,并加止回阀和逆止阀,在灾变时利用压缩空气吹除井下防尘管内的积水;止回阀防止消防水倒流入压风管道。
(9)正确设置吸、排气管,在空气压缩机吸、排气管口装设柔性接管,切断及抑制向管路的振动传递。避免管道支架间距过长,减少弯头、急弯、异径的数量,在管路中安装缓冲器,合理设计总管直径,减少气流压力脉动和管路急振。设置弹性支吊架,吸、排气管不应与建筑物相连,防止建筑物的门窗、玻璃、墙壁振动。
(10)按规定牌号用油,正确选择供油量,油量和黏度不能太大,降低压缩空气中的润滑油浓度;保证设备良好冷却;避免高温和长时间空载运行,以减缓积炭的形成速度;严格和操作规程和技术要求使用和维护设备,使各部位始终清洁,无污垢、无积炭、无泄漏,保持完好状态;防止形成静电。
10.矿井安全监控系统
10.1 安全、生产监测监控系统及自动化系统方案
10.1.1 安全、生产监测监控系统及自动化系统方案
1、安全、生产监测监控系统设置要求
本矿井为高瓦斯矿井,3号煤层属不易自燃煤层,煤尘无爆炸危险性,矿井地温梯度正常。根据《煤矿安全规程》以及安监总局有关“煤矿井下六大避险系统”建设中煤矿应装设安全监测系统的要求,在煤矿井下配置安全监测系统。
设计在本矿井装备一套KJ83N型安全生产监控系统,主机设在地面调度监控中心,采用工业控制计算机双机热备。在井下采煤工作面、掘进工作面、回风大巷、胶带输送机滚筒处、机电硐室、避难硐室等处设置各种传感器,监测甲烷、温度、烟雾、风速、一氧化碳、二氧化碳、氧气、负压、风筒风量、风机开停、压力等各类环境参数,由各传感器采集的监测信息,通过分站传送到地面调度监控中心。当出现超限情况时,地面调度监控中心及现场均应有声、光报警,通过远程断电器实现瓦斯风电闭锁、瓦斯断电、故障闭锁及其它必要的控制。
2、安全、生产监测监控系统及自动化系统主要设备选型
1)监控主机的设备选型、工作方式及主要参数
一般情况下将数据库和WEB服务器一起安装在同一台计算机上,所以对计算机的要求较高,安装数据库的硬盘空间有10G以上的空闲空间。
2)安全、生产监控及自动化系统软件及主要参数
①操作系统使用Microsoft Windows2003中文操作系统,将补丁安装完整。
②数据库使用Microsoft SQL server 2000,将补丁安装完整。
③WEB服务器使用IIS5.0以上。
主机的最低配置:
CPU主频: 3.0GHZ或以上
显示器: 29英寸或以上
内存: 4G或以上
硬盘: 500G或以上
显卡: 256M显存
3)监控中心站主要技术参数
①系统容量: 64个监控分站
②系统传输速率:4800bps
③系统巡检周期:不大于30S
④传输电缆芯线:2芯
⑤中心站到分站之间的最大传输距离不小于10km
⑥分站到传感器之间信号的最大传输距离不小于2km
⑦分站到被控设备之间的最大距离不小于2km
⑧模拟量传感器信号:200~1000Hz或其它信号
⑨开停传感器信号: 0、5mA或无电位触点
3、安全监测监控系统
1)网络结构
地面中心站设在调度楼内,站内装备2台原有的监控主机(一主一备,设置防火墙),显示器两台、服务器一台、网络交换机(18端口以上)、不间断电源一台、雷击保护装置一台、系统软件一套、录音电话、打印机两台、传真机、消防设施和声光报警箱。
监控主机通过网络交换机接入广域网与上一级监控中心连接。
传输干线选择矿用屏蔽四芯阻燃通信电缆,数字传输信号通过分站接到各传感器上,井下系统干线分别由地面中心站经主、副斜井井筒敷设至井下各分站,地面、井筒以及井下巷道中干线电缆选型:MHYVP-1×4×7/0.43型,支线选用MHYVP-1×4×7/0.37型矿用阻燃通信电缆。
2)系统构成
矿井设计了1套KJ83N型安全生产监测监控系统,以防止井下瓦斯等灾害危害人身安全和设备安全。安全生产监测监控系统由地面安全监控中心站、现场数据采集分站、安全生产参数传感器、执行器以及信息传输介质、网络通讯接口等组成。
系统对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检测和闭锁控制,并在调度中心站上显示、记录、报警并自动生成报表和趋势曲线等。系统具有自动、手动断电,可实现本地、异地、区域断电,系统主站可以实现远程遥控。监控主机选用高性能、高稳定的工控机2台,当主机发生故障时,备机热切换控制器自动投入运行。
配置KJ83N-J型传输接口一台,打印机2台,KDW660/21B型不间断电源1台(保证不小于2h在线式不间断电源),中心站配备录音电话。
4、分站的布置
本次设计五采区分别在布置采煤工作面、综掘工作面、五采区变电所、采区避难硐室等处设置监控分站,并与全矿安全监控系统相连接。
1)采煤工作面传感器的设置
采煤工作面上隅角、采煤工作面回风顺槽距离工作面小于等于10m处以及采煤工作面回风顺槽距离回风大巷口下风侧10~15m分别设置甲烷传感器;
采煤工作面胶带输送机传动滚筒下风侧10~15m处分别设置一氧化碳传感器和烟雾传感器;
五采区回风下山大巷与五采区运输下山大巷第一、二道联络风门处分别设置风门开闭状态传感器;
采煤工作面馈电开关负荷侧和采煤工作面采煤机馈电开关负荷侧分别设置馈电断电传感器。
此外,采煤机设置机载式甲烷断电仪,报警浓度值≥0.8%,断电浓度值≥1.2%,复电浓度值<0.8%。
2)掘进工作面传感器的设置
顺槽掘进工作面距离迎头小于等于5m处以及顺槽综掘工作面回风流距回风巷口10-15m处分别设置甲烷传感器;
顺槽掘进工作面主、备局部通风机一、二级分别设置开停传感器;
顺槽掘进工作面局部通风机末端设置风筒风量传感器;
顺槽掘进工作面带式输送机滚筒下风侧10-15m处设置一氧化碳传感器和烟雾传感器;
顺槽掘进工作面动力总开关负荷侧设置馈电状态传感器;
综掘机设置机载式甲烷断电仪,报警浓度值≥0.8%,断电浓度值≥1.2%,复电浓度值<0.8%。
3)避难硐室和救生舱中安全监控系统的设置
在紧急避险设施出入口两侧过渡室(舱)内分别设氧气传感器、一氧化碳传感器各1个;生存室(舱)内设甲烷传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、氧气传感器、湿度便携仪各1个;出入口两侧紧急避险设施外设甲烷传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器各1个。
4)其他地点传感器选型及配置附表
附表10-1-1:传感器分布情况表。
附表10-1-2:各分站各类传感器数量统计表。
附表10-1-3:各测点传感器的报警、断电、复电值表。
10.1.2 调度监控中心建设
调度监控中心设在矿井办公楼二层,调度监控中心建设应满足以下要求:
1、环境要求
调度监控中心设备机房环境要求为:
机房温度:18~28℃,机房相对湿度30~75%。
2、电源要求
调度监控中心用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》GB50052-2009规范要求,其供配电系统应采用电压等级220V/380V,电源系统按设备的要求确定。供配电系统应考虑系统扩展、升级的可能,并应预留备用容量。
为保证设备的供配电系统可靠性,选用交流不间断电源UPS,以满足设备对供电连续性的要求。UPS容量按正常电源故障时,保证系统设备不小于4小时供电设计。
3、防雷、接地及防电磁辐射要求
系统接地和屏蔽接地宜共用一组接地装置,其接地电阻按照其中最小值确定。
主机房内所有防静电地板必须进行静电接地,不得有对地绝缘的孤立导体。
活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆,电源线应尽可能地远离计算机信号线,避免并排敷设,否则应采取相应的屏蔽措施。
4、机房消防
机房的耐火等级不应低于建筑主体的耐火等级,机房消防设施按现行国家消防规范执行。
10.2 其他安全生产监控系统
1、产量监控系统
本矿设置一套KJ219型产量监控系统,在井下转载皮带上安装电子皮带秤计量设备及视频监控用摄像机;并且把皮带秤及视频信号接入矿井工业以太网。
在矿井调度监控中心设置产量监控系统上位机,供产量监控及与上级产量监控系统联网。
2、矿井视频监控系统
为能实时、直观地了解矿井各主要环节的生产、运行情况,便于调度,矿井设置1套数字工业电视监视系统,电视监视墙设在矿井调度监控中心,由30台LED无缝拼接墙组成,可通过电视墙对井下及地面重要的生产和运输系统进行实时监视。
电视监视墙与调度监控中心大屏幕显示系统合建,监视器在大屏两侧均匀布置。
1)矿井视频监控系统方案
井下本安网络摄像仪通过内置的摄像机获取视频图像,并把模拟视频信号实时转换成基于IP网络的数字信号,经井下工业以太网传输到地面,在地面监控终端可通过B/S方式浏览图像。
地面摄像机采用固定彩色摄像机或带云台彩色摄像机,通过视频编码器就近接入工业以太网交换机,通过工业以太网将信息传至矿井调度监控中心。
监控中心调度人员可以将任意一副画面切换到电视墙上,而且所有有权限的客户端通过浏览器浏览各路图像,实时监控现场生产情况和记录事件事实,及时发现并避免可能发生的突发性事件。
本矿工业电视系统通过矿区SDH传输网络与集团公司工业电视系统联网,向集团公司安全监控网络中心实时上传生产监控图像。
2)矿井视频监视点的设置
矿井工业电视系统监视点摄像机设置详见表10-2-1。
表10-2-1 矿井视频监控系统监视点摄像机设置表
序
号 视频监视摄像机配置地点 摄像机配备数量
矿用防爆
摄像仪 彩色
摄像机 带云台
彩色摄像机
井
下 1 中央变电所 2