安全系统工程课程设计(DOC)

《安全系统工程》课程设计

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专业：安全工程

班级：2014

学号：

目录

一、设计工作面概况简介 .............................................

二、粉尘浓度控制方案综述,粉尘的理化特性测定（接触角、界面张力）

三、煤体注水设计，钻孔开口位置、倾角、长度、间距、封孔方法、超前距离、注水时间等

四、喷雾方案设计：采煤机、液压支架顶梁及放煤口喷雾喷嘴布置

五、采煤机截割参数设计，截深、牵引速度

六、个体防护措施，个体防护措施内容和技术要求

七、通风排尘设计，最佳排尘风速设计，防止粉尘的管理措施。

一、设计工作面概况简介

1.1概述

平煤集团公司某煤矿11091工作面开采煤层厚度8米，煤炭产量100万吨/年。该工作面沿推进方向距切巷200m至450m范围内预计相对瓦斯涌出量最大值28.5m3/t，正常值为10.5m3/t。11091工作面参数见下表所示。工作面巷道布置及通风系统如图所示，该工作面为倾斜长壁开采，通风运输顺槽均布置在煤层底板，煤尘具有爆炸性，煤层自然发火期1-3个月。

工作面参数

单位最大值最小值平均值

表参数

煤厚M 22.5 3 13.2

倾角度16 3.3 8.4(实验区

内4.0度)

工作面长度M 130

推进长度M 830 728 779

普氏样硬度数系数0.5 0.3

可采储量万吨174

开采时间97.10.1

结束时间98.12.12

煤层埋藏深度M 250

2.1粉尘浓度控制方案综述

矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。大体上将综合防尘技术措施分为通风除尘、湿式作业、密闭抽尘、净化风流、个体防护及一些特殊的除、降尘措施。

一、通风除尘通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度，因此搞好矿井通风工作能有效地稀释和及时地排出矿尘。

二、湿式作业湿式作业是利用水或其它液体，使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法，它是矿井综合防尘的主要技术措施之一，具有所需设备简单、使用方便、费用较低和除尘效果较好等优点。缺点是增加了工作场所的湿度，恶化了工作环境，能影响煤矿产品的质量，我国煤矿较成熟的经验是采取以湿式凿岩为主，配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水等防尘技术措施。

三、净化风流净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备，将矿尘捕获的技术措施。目前使用较多的是水幕和湿式除尘装置。

四、个体防护个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘的一项补救措施。个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器等，其目的是使佩戴者呼吸净化后的清洁空气而不影响正常工作。

2.2 粉尘的理化特性测定

粉尘的理化性质是指粉尘本身固有的各种物理、化学性质。粉尘具有的与防尘技术关系密切的特性有：密度、粒径、分散度、接触角、安息角、湿润性、粘附性、爆炸性、荷(带)电性、比电阻、凝并等。

运用全自动界面张力仪，测定粉尘表面及界面张力值，并进行分析。

原理：铂金环浸入液体一定位置；被测液体玻璃器皿下降，铂金环与被测液体之间的膜被拉长，使铂金环受到一个向下的力，膜逐渐拉长，张力值逐渐增大，最大值就是液体的实测张力值P；通过传感器及电路处理自动显示出张力值P；张力值P 再乘以该液体的校正因子F（取决于实测张力值P，液体密度，铂金丝的半径及铂金环的半径），即是液体的实际张力值V,即V＝P×F。

步骤：仪器调水平；检查磁芯自由下垂、扭力丝张紧、杠秆臂水平；打开电源稳定15 分钟；对于测表面张力，把25 度的试样倒入玻璃杯中20～25 ㎜高，使铂金环深入5～ 7 ㎜处；使被测液体下降最终测出最大值就是液体的实测表面张力值P；计算出实际的张力值V=P×F；在该仪器中

r R d D C P F 679 .1) ( 01452 .004534 .07250 .02 )

运用接触角测定仪，测定出各种粉尘对固体的接触角，并进行计算与分析。

仪器的结构由三部分组成：1.显微镜及照明照相系统；2.仪器本体；3.电控箱。

仪器的工作原理：

测量方式：液滴法、转落法、插入法等。

液滴法: １.第一步先转动目镜中的两条十字线与液滴两侧相切；２.第二步使目镜的圆心与液滴的顶点A 重合；３.转动目镜的十字线，使其中一条线通过液滴和试样

接点Ｂ，此线和试样平面夹角为θ /2。

步骤：

1.试验准备：1) 仪器及试样工作台找水平； 2) 固体试样置于工作台上，用弹簧片压紧； 3)液体调整器抽取液体后装在支架上，旋转测微头在针头形成液滴； 4)上下移工作台使液滴留在试样上； 5) 水平移工作台使液滴在目镜中心； 6) 按工作原理的方法读取接触角θ。

2.试验测定：显微镜的目镜视场中有固定分化板及可转动的十字分化板。固定分化板用来读液滴的直径和高度，可转动的十字分化板用来测接触角；2. 取液滴圆弧的顶点A和B做连线，此线和试样平面的夹角为θ/2； 1) 先转动目镜中的两条十字线与液滴两侧相切； 2) 工作台上移，使目镜中的圆心与液滴的顶点A重合； 3) 转动目镜的十字线，使其中一条线通过液滴和试样节点B，此线和试样平面的夹角为θ/2。

三、煤体注水设计，钻孔开口位置、倾角、长度、间距、封孔方法、超前距离、注水时间等.

煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使水均匀地分布在煤体的无数细微裂隙和孔隙内达到预先湿润的目的，从而减少开采过程的煤尘生成量。这是回采工作面积极有效的防尘措施，降尘率一般在 60％～90％。按照注水钻孔的形式，可分为长孔、短孔和深孔三种。长孔一般平行于走向长壁工作面，由风巷或机巷沿煤层打俯斜或仰斜孔，孔深一般是工作面斜长的 1／3～2／3，钻孔走向间距在10～20m。短孔和深孔都垂直于工作面布置。短孔孔深 2m 左右，注一次水可供采一个循环。深孔孔深 10m 左右，注一次水可采一周。

3.1 注水方法

在这里，可以采用短孔煤壁注水方式，注水孔沿回采工作面煤壁布置，钻孔垂直于煤壁，等到全部工序在准备班完成，两个循环注一次。

3.2 注水参数

注水参数是指钻孔直径:d=42mm(等于炮眼直径，采用煤电钻打眼)，钻孔长度是

L=2.5m，注水压力和注水速度分别是 1.0～1.5Mpa 和 1.0～1.5m3/h，钻孔间

距:B=3m。在注水时间上，我们可以选取 0.2h 左右，这是在注水速度在 1.5m3/h情况下。

3.3注水设备

该矿的采煤工作面我们可选用 XRB40/200 型乳化液泵和 X4RX 乳化液箱，公称流量