KJ379X安全监控系统在晋牛煤矿10111综采工作面的应用

＊常续峰

（山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司 山西 041000）

1.矿井概况

山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司（以下简称晋牛公司）成立于2009年6月18日，隶属于山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司。晋牛公司为独立法人企业，控股100%。保有资源储量11457万吨，设计可采储量为7601万吨，设计服务年限61年。矿井生产能力为90万吨/年。

2.交通位置及井田范围

矿井位于临汾市尧都区枕头乡后掌村附近，行政区域隶属尧都区枕头乡管辖。井田位于霍西煤田西南部，井田面积为15.0208平方公里，煤种以肥煤、焦煤为主，批准开采煤层为2-11号煤层，可采煤层有2层，为2号和9+10+11号（统称为10号煤层）煤层，10号煤层为主采煤层。2号煤层均厚1.1m，10号煤层均厚5.14m，保有资源储量11457万吨，设计可采储量为7601万吨，设计服务年限61年。

3.开拓方式

井田划分一个水平，为+1015m水平，开采10号煤层，开采2号煤层时布置一辅助水平。

矿井开拓方式为斜井开拓，建有三条井筒，三条集中大巷、一个回采工作面、三个掘进工作面。井筒为两条斜井，一条立井。主斜井装备有带式输送机，作为煤炭运输；同时布置一套架空乘人器，用于运输人员上下井；井筒内敷设消防洒水管路以及下井电缆，同时用于安全通道；副斜井用于矿井日常生产的材料和设备的升降任务兼进风。

全井田分为三个采区，目前开采一采区10111综采工作面，采用两巷布置，一进一回，10111胶带顺槽为进风巷、10111轨道顺槽为回风巷。施工队组为综采队。

(1)工作面位置及井上下关系

①工作面的位置。10111综采工作面位于9+10+11#煤层一采区，水平井底车场设在+1015m水平。地面标高+1180-+1345m，工作面标高+1036-+1060m。工作面设计走向长度1101m，倾斜长度97m-195m，工作面煤层平均厚度为4.2m。工作面采高为2.8m，放顶煤厚度为1.4m，采放比为1:0.5。10111综采工作面一切推进526m后开始缩短工作面（97m），缩短工作面推进174m后，工作面开始回撤设备二切安装，二切长195m。②地面相对位置。10111回采工作面对应上覆地表均为山地，无人居住。③回采对地面的影响。10111回采工作面距地面约120m-220m，距离地面较近，回采后可能对地面造成一定影响。预计工作面回采过程中地表会产生大量裂隙、路面出现错位影响正常行人等现象，因此工作面回采时需定期进行观测并制定相关措施进行加固，确保回采对其无影响。④地面需要保护的构筑物及设施，保护措施。10111回采工作面回采过程中会在相应地表生成裂缝和形成塌陷区域，尤其是对老窑庄河（包括两岸废旧房屋）以及5#和6#高压线塔影响较大。在回采到该区域附近时，加密观测，并通知相关部室对裂缝和河道及时进行治理，并对5#和6#高压线塔及时进行密切观察和采取基础加固等措施。⑤工作面四邻情况。工作面北邻10113工作面（未施工）；南部为10109综放工作面备采面；西部临近井田边界，东部临近集中回风大巷。

(2)煤层

①煤层厚度。煤层厚度为3.6～4.8m，平均4.2m。②煤层产状。煤层产状：NE30～45°（走向），煤层倾角0～8°，平均4°。③煤层特性。10111工作面9+10+11号煤赋存稳定，位于太原组下段顶部，厚度3.6-4.8m，平均约4.2m。含1-3层夹矸，层位稳定，煤层结构复杂，底部含一层厚约150mm的泥岩夹矸，厚度变化不大。煤层产状：NE30～45°（走向），煤层倾角0～8°，平均4°；局部9+10+11号煤层顶部与9号煤层分叉，分叉区内9号煤层零星可采。上部可采煤层为2号煤层，2号煤层距9+10+11号煤层79.06～99.60m，平均86.13m。④影响回采的其它地质情况。A.瓦斯与二氧化碳。根据[2020]447号文《集团关于2020年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》，该矿矿井绝对瓦斯涌出量为2.21m3/min，相对瓦斯涌出量为0.68m3/t，回采工作面最大绝对瓦斯涌出量1.07m3/min，掘进面最大绝对瓦斯涌出量0.23m3/min。矿井二氧化碳绝对涌出量为5.09m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.57m3/t，批复为低瓦斯矿井。B.煤尘爆炸指数。根据2020年山西省煤炭工业厅综合测试中心提供的煤尘爆炸性鉴定报告，9+10+11号煤层火焰长度70mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量70%，煤尘具有爆炸性。C.煤的自燃倾向性。根据2020年山西省煤炭工业厅综合测试中心提供的煤层自燃倾向性鉴定报告，该矿9+10+11号煤层灰分18.84%，挥发分21.98%，煤吸氧量0.66cm3/g，自燃倾向性等级Ⅱ类，属自燃煤层。D.地温危害。地温14.5℃，属正常区。E.冲击地压危害。未发现地压异常区。F.其它。回采中预计有有毒有害气体涌出。

表1

(3)KJ379X安全监控系统

10111工作面采用KJ379X型监控系统，厂家为徐州江煤科技有限公司。现对本次设计涉及的10111综采工作面传感器进行布置。10111综采工作面按照设计共安装KJ379X-F型监控分站1台，安装2台KDG0.09/24（X）矿用本安型远程断电器，5台GJC4（X）型甲烷传感器，2台温度传感器，4台GTH1000（X）型一氧化碳传感器，1台更GRG5H（X）型二氧化碳传感器，2台GQG5（X）型烟雾传感器，1台GCG1000（X）型粉尘传感器，1台GFCY25/999（X）型风速传感器，1台GYH25（X）矿用氧气传感器，1台KXB24（X）矿用本安型语音声光报警器。

①甲烷传感器安装位置和要求：甲烷传感器按照标准需要安装TO、T1、T2、1#绞车上风侧甲烷、2#绞车上风侧甲烷共5台传感器，10111轨道顺槽长1101m，按照要求巷道中部还需要增加1台甲烷传感器，1个采煤机机载甲烷传感器。②甲烷传感器点挂应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。悬挂点前后5m范围内支护良好，顶板、两帮无片帮、淋水。③甲烷传感器应挂牌管理，专人负责每天巡检。按照山西省规定，报警值、断电值、复电值全部下调20%。甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度、断电范围、安装范围应符合下表规定：④一氧化碳传感器安装4台：一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。一氧化碳传感器报警浓度≥0.0024%。安装位置：安设在10111工作面回风上隅角煤壁侧距第一排切顶柱不大于0.6m处；10111轨道顺槽巷口10m-15m处；10111胶带顺槽皮带机头滚筒下风侧10m-15m处；10111胶带顺槽出煤横川简易皮带机头滚筒下风侧10m-15m处。⑤温度传感器安装2台：温度传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。温度传感器报警值≥30℃。安装位置：安设在10111工作面回风上隅角煤壁侧距第一排切顶柱不大于0.6m处；10111轨道顺槽巷内距10111轨道顺槽口10m-15m处；⑥烟雾传感器安装2台：安设在10111胶带顺槽皮带机头滚筒下风侧10-15m处；10111胶带顺槽出煤横川简易皮带机头滚筒下风侧10-15m处。⑦二氧化碳传感器安装1台：二氧化碳传感器进气口距底板不大于300mm，距帮不小于200mm。二氧化碳传感器报警值≥1.5%。安装位置：安设在10111轨道顺槽巷内距10111轨道顺槽口10m-15m处。⑧粉尘传感器安装：粉尘传感器安设在10111轨道顺槽巷内距工作面外10-15m处；粉尘报传感器警值≥4mg/m3。⑨氧气传感器安装1台，安装位置为10111工作面上隅角。⑩2台馈电断电器安设在一采区变电所，用于闭锁工作面589#高开、596#高开。用以实现三闭锁断电。监测分站电源取自一采区变电所监测专用综保D66。10111轨道顺槽监测电缆挂在电缆钩的第一钩，型号为MHYVP。⑪甲烷传感器标校规定：每15天使用空气样和2.0%瓦斯气样在传感器安装现场进行标校和三闭锁试验。按照临汾市规定每15天进行传感器更换工作。⑫一氧化碳传感器规定：因传感器在临汾市专业调校，所以每15天进行更换，在井下现场不进行标校。⑬其他类传感器规定：每1个月更换1次，调校在临汾市调校。⑭监控系统的维护：监测线路和传感器由监测队安装到位后移交综采队组进行日常管理，传感器出现故障后由监测队派专人进行处理。监测线路的回收和传感器日常清洁由综采队组负责。采煤机上的甲烷传感器由司机每班打扫，发现表面有煤尘及时清理。监测队每15天进行标校一回。⑮甲烷传感器每15天做三闭锁试验后，由试验人员填写“三闭锁”试验台账、传感器调校记录。试验期间由中心站值班人员查看标校记录和曲线，看是否按规定调校。