KJ379X安全監(jiān)控系統(tǒng)在晉牛煤礦10111綜采工作面的應用

＊常續(xù)峰

（山西晉煤集團臨汾晉牛煤礦投資有限責任公司 山西 041000）

1.礦井概況

山西晉煤集團臨汾晉牛煤礦投資有限責任公司（以下簡稱晉牛公司）成立于2009年6月18日，隸屬于山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司。晉牛公司為獨立法人企業(yè)，控股100%。保有資源儲量11457萬噸，設計可采儲量為7601萬噸，設計服務年限61年。礦井生產(chǎn)能力為90萬噸/年。

2.交通位置及井田范圍

礦井位于臨汾市堯都區(qū)枕頭鄉(xiāng)后掌村附近，行政區(qū)域隸屬堯都區(qū)枕頭鄉(xiāng)管轄。井田位于霍西煤田西南部，井田面積為15.0208平方公里，煤種以肥煤、焦煤為主，批準開采煤層為2-11號煤層，可采煤層有2層，為2號和9+10+11號（統(tǒng)稱為10號煤層）煤層，10號煤層為主采煤層。2號煤層均厚1.1m，10號煤層均厚5.14m，保有資源儲量11457萬噸，設計可采儲量為7601萬噸，設計服務年限61年。

3.開拓方式

井田劃分一個水平，為+1015m水平，開采10號煤層，開采2號煤層時布置一輔助水平。

礦井開拓方式為斜井開拓，建有三條井筒，三條集中大巷、一個回采工作面、三個掘進工作面。井筒為兩條斜井，一條立井。主斜井裝備有帶式輸送機，作為煤炭運輸；同時布置一套架空乘人器，用于運輸人員上下井；井筒內(nèi)敷設消防灑水管路以及下井電纜，同時用于安全通道；副斜井用于礦井日常生產(chǎn)的材料和設備的升降任務兼進風。

全井田分為三個采區(qū)，目前開采一采區(qū)10111綜采工作面，采用兩巷布置，一進一回，10111膠帶順槽為進風巷、10111軌道順槽為回風巷。施工隊組為綜采隊。

(1)工作面位置及井上下關系

①工作面的位置。10111綜采工作面位于9+10+11#煤層一采區(qū)，水平井底車場設在+1015m水平。地面標高+1180-+1345m，工作面標高+1036-+1060m。工作面設計走向長度1101m，傾斜長度97m-195m，工作面煤層平均厚度為4.2m。工作面采高為2.8m，放頂煤厚度為1.4m，采放比為1:0.5。10111綜采工作面一切推進526m后開始縮短工作面（97m），縮短工作面推進174m后，工作面開始回撤設備二切安裝，二切長195m。②地面相對位置。10111回采工作面對應上覆地表均為山地，無人居住。③回采對地面的影響。10111回采工作面距地面約120m-220m，距離地面較近，回采后可能對地面造成一定影響。預計工作面回采過程中地表會產(chǎn)生大量裂隙、路面出現(xiàn)錯位影響正常行人等現(xiàn)象，因此工作面回采時需定期進行觀測并制定相關措施進行加固，確?；夭蓪ζ錈o影響。④地面需要保護的構筑物及設施，保護措施。10111回采工作面回采過程中會在相應地表生成裂縫和形成塌陷區(qū)域，尤其是對老窯莊河（包括兩岸廢舊房屋）以及5#和6#高壓線塔影響較大。在回采到該區(qū)域附近時，加密觀測，并通知相關部室對裂縫和河道及時進行治理，并對5#和6#高壓線塔及時進行密切觀察和采取基礎加固等措施。⑤工作面四鄰情況。工作面北鄰10113工作面（未施工）；南部為10109綜放工作面?zhèn)洳擅?；西部臨近井田邊界，東部臨近集中回風大巷。

(2)煤層

①煤層厚度。煤層厚度為3.6～4.8m，平均4.2m。②煤層產(chǎn)狀。煤層產(chǎn)狀：NE30～45°（走向），煤層傾角0～8°，平均4°。③煤層特性。10111工作面9+10+11號煤賦存穩(wěn)定，位于太原組下段頂部，厚度3.6-4.8m，平均約4.2m。含1-3層夾矸，層位穩(wěn)定，煤層結構復雜，底部含一層厚約150mm的泥巖夾矸，厚度變化不大。煤層產(chǎn)狀：NE30～45°（走向），煤層傾角0～8°，平均4°；局部9+10+11號煤層頂部與9號煤層分叉，分叉區(qū)內(nèi)9號煤層零星可采。上部可采煤層為2號煤層，2號煤層距9+10+11號煤層79.06～99.60m，平均86.13m。④影響回采的其它地質情況。A.瓦斯與二氧化碳。根據(jù)[2020]447號文《集團關于2020年度礦井瓦斯等級鑒定結果的批復》，該礦礦井絕對瓦斯涌出量為2.21m3/min，相對瓦斯涌出量為0.68m3/t，回采工作面最大絕對瓦斯涌出量1.07m3/min，掘進面最大絕對瓦斯涌出量0.23m3/min。礦井二氧化碳絕對涌出量為5.09m3/min，二氧化碳相對涌出量為1.57m3/t，批復為低瓦斯礦井。B.煤塵爆炸指數(shù)。根據(jù)2020年山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心提供的煤塵爆炸性鑒定報告，9+10+11號煤層火焰長度70mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量70%，煤塵具有爆炸性。C.煤的自燃傾向性。根據(jù)2020年山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心提供的煤層自燃傾向性鑒定報告，該礦9+10+11號煤層灰分18.84%，揮發(fā)分21.98%，煤吸氧量0.66cm3/g，自燃傾向性等級Ⅱ類，屬自燃煤層。D.地溫危害。地溫14.5℃，屬正常區(qū)。E.沖擊地壓危害。未發(fā)現(xiàn)地壓異常區(qū)。F.其它?；夭芍蓄A計有有毒有害氣體涌出。

表1

(3)KJ379X安全監(jiān)控系統(tǒng)

10111工作面采用KJ379X型監(jiān)控系統(tǒng)，廠家為徐州江煤科技有限公司?，F(xiàn)對本次設計涉及的10111綜采工作面?zhèn)鞲衅鬟M行布置。10111綜采工作面按照設計共安裝KJ379X-F型監(jiān)控分站1臺，安裝2臺KDG0.09/24（X）礦用本安型遠程斷電器，5臺GJC4（X）型甲烷傳感器，2臺溫度傳感器，4臺GTH1000（X）型一氧化碳傳感器，1臺更GRG5H（X）型二氧化碳傳感器，2臺GQG5（X）型煙霧傳感器，1臺GCG1000（X）型粉塵傳感器，1臺GFCY25/999（X）型風速傳感器，1臺GYH25（X）礦用氧氣傳感器，1臺KXB24（X）礦用本安型語音聲光報警器。

①甲烷傳感器安裝位置和要求：甲烷傳感器按照標準需要安裝TO、T1、T2、1#絞車上風側甲烷、2#絞車上風側甲烷共5臺傳感器，10111軌道順槽長1101m，按照要求巷道中部還需要增加1臺甲烷傳感器，1個采煤機機載甲烷傳感器。②甲烷傳感器點掛應垂直懸掛，距頂板不得大于300mm，距巷道側壁不得小于200mm。懸掛點前后5m范圍內(nèi)支護良好，頂板、兩幫無片幫、淋水。③甲烷傳感器應掛牌管理，專人負責每天巡檢。按照山西省規(guī)定，報警值、斷電值、復電值全部下調20%。甲烷傳感器的報警濃度、斷電濃度、復電濃度、斷電范圍、安裝范圍應符合下表規(guī)定：④一氧化碳傳感器安裝4臺：一氧化碳傳感器應垂直懸掛，距頂板不得大于300mm，距巷道側壁不得小于200mm。一氧化碳傳感器報警濃度≥0.0024%。安裝位置：安設在10111工作面回風上隅角煤壁側距第一排切頂柱不大于0.6m處；10111軌道順槽巷口10m-15m處；10111膠帶順槽皮帶機頭滾筒下風側10m-15m處；10111膠帶順槽出煤橫川簡易皮帶機頭滾筒下風側10m-15m處。⑤溫度傳感器安裝2臺：溫度傳感器應垂直懸掛，距頂板不得大于300mm，距巷道側壁不得小于200mm。溫度傳感器報警值≥30℃。安裝位置：安設在10111工作面回風上隅角煤壁側距第一排切頂柱不大于0.6m處；10111軌道順槽巷內(nèi)距10111軌道順槽口10m-15m處；⑥煙霧傳感器安裝2臺：安設在10111膠帶順槽皮帶機頭滾筒下風側10-15m處；10111膠帶順槽出煤橫川簡易皮帶機頭滾筒下風側10-15m處。⑦二氧化碳傳感器安裝1臺：二氧化碳傳感器進氣口距底板不大于300mm，距幫不小于200mm。二氧化碳傳感器報警值≥1.5%。安裝位置：安設在10111軌道順槽巷內(nèi)距10111軌道順槽口10m-15m處。⑧粉塵傳感器安裝：粉塵傳感器安設在10111軌道順槽巷內(nèi)距工作面外10-15m處；粉塵報傳感器警值≥4mg/m3。⑨氧氣傳感器安裝1臺，安裝位置為10111工作面上隅角。⑩2臺饋電斷電器安設在一采區(qū)變電所，用于閉鎖工作面589#高開、596#高開。用以實現(xiàn)三閉鎖斷電。監(jiān)測分站電源取自一采區(qū)變電所監(jiān)測專用綜保D66。10111軌道順槽監(jiān)測電纜掛在電纜鉤的第一鉤，型號為MHYVP。?甲烷傳感器標校規(guī)定：每15天使用空氣樣和2.0%瓦斯氣樣在傳感器安裝現(xiàn)場進行標校和三閉鎖試驗。按照臨汾市規(guī)定每15天進行傳感器更換工作。?一氧化碳傳感器規(guī)定：因傳感器在臨汾市專業(yè)調校，所以每15天進行更換，在井下現(xiàn)場不進行標校。?其他類傳感器規(guī)定：每1個月更換1次，調校在臨汾市調校。?監(jiān)控系統(tǒng)的維護：監(jiān)測線路和傳感器由監(jiān)測隊安裝到位后移交綜采隊組進行日常管理，傳感器出現(xiàn)故障后由監(jiān)測隊派專人進行處理。監(jiān)測線路的回收和傳感器日常清潔由綜采隊組負責。采煤機上的甲烷傳感器由司機每班打掃，發(fā)現(xiàn)表面有煤塵及時清理。監(jiān)測隊每15天進行標校一回。?甲烷傳感器每15天做三閉鎖試驗后，由試驗人員填寫“三閉鎖”試驗臺賬、傳感器調校記錄。試驗期間由中心站值班人員查看標校記錄和曲線，看是否按規(guī)定調校。