隔爆煤层注水增强剂价格

『壹』 煤层注水的种类有哪些

煤层注水是通过钻孔，将压力水和水溶液注入煤体，增加水分，以改变煤的物理力学性质，可减少煤尘的产生，还可减少冲击地压，煤与煤层气突出和自燃发火。
煤层注水按钻孔深度分深孔注水和浅孔注水。
深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔，孔深一般为工作面斜长的2/3，孔径75～100mm。用水泥浆或橡胶封孔器封孔后，即可开始注水。与浅孔注水相比，深孔注水成本较高，打钻较困难，只适用于中厚与厚煤层。优点是预湿范围大，能充分湿润，而且不影响采煤工作。但在有些矿区，由于煤层没有受到破坏，注水较困难，注水量小。

『贰』 什么是臂式采煤

你是说壁式采煤法吧？
壁式采煤法回采工作面长度较长；工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道；回采工作面向前推进时，必须不断支护；采空区要随工作面推进按一定方法及时处理；回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。
特点是：回采工作面长度较长；工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道；回采工作面向前推进时，必须不断支护；采空区要随工作面推进按一定方法及时处理；回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。壁式采煤法有多种分类。①按煤层厚薄不同，薄及中厚煤层，通常按煤层全厚一次开采，称整层(单一)开采；厚煤层,一般分为若干中等厚度的分层进行开采,称分层开采。②按工作面推进方向不同，可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。在分层开采中，由于分层的回采顺序和顶板管理方法不同，可分为下行垮落法和上行充填法等。在中国，开采倾斜和缓倾斜煤层时常用单一（整层）走向长壁采煤法、单一(整层)倾斜长壁采煤法、倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法、倾斜分层走向长壁上行充填采煤法和倾斜分层V型倾斜长壁充填采煤法和开采坚硬顶板煤层的刀柱采煤法等。开采急倾斜煤层时，有水平分层采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法和掩护支架采煤法，这些都属于壁式采煤法。20世纪初，刮板输送机开始使用，壁式采煤法随之有很大发展，目前已成为各国的主要采煤方法。除美国和澳大利亚等国外，在苏联、英国、联邦德国、波兰等国壁式采煤法占矿井总产量的90％；中国煤矿自50年代开始采用壁式采煤法，1980年占统配煤矿总产量的90％左右，随着采煤机械化程度不断提高，壁式采煤法的使用范围将日益扩大。
单一走向长壁采煤法 也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进;工作面长度较长,一般为100～150m，短的有30～40m，长的超过200m。在回采工作面的上方和下方沿走向分别布置回风平巷和运输平巷，构成回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道。根据煤回采工艺不同，每一循环的推进度一般为0.6～1.2m（图1）。通常在回风平巷内铺设轨道，用矿车或平板车运送材料和设备；运输平巷内用带式输送机、刮板输送机或矿车运送煤炭。回风平巷和运输平巷采用单巷布置，也有采用双巷布置的。回采工作面的推进方向有两种：①后退式，由采区边界向采区上山（或石门）推进；②前进式，由采区上山（或石门）向采区边界推进。中国各矿区大都采用后退式回采。在综采采区，为减少综采设备的长距离搬移，有的采用混合式，即上区段回采工作面用前进式回采至采区边界后，将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中，用后退式回采。

壁式采煤法
目前，在走向长壁采煤法的回采工作面中，炮采、机采和综采均有使用。中国随着采煤机械化程度的提高，近期回采工作面的平均长度已在100m左右，工作面月平均产量炮采为1万吨左右，机采为1.5万吨左右，综采为3.5 万吨左右。此法主要适用于缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层。
倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法 开采缓倾斜厚煤层时，需将煤层按倾斜方向划分为若干分层，每个分层的厚度在炮采和普采工作面为1.8～2.4m,在综采工作面可达3.5m左右，各分层由上而下利用全部垮落法依次逐层开采。顶分层的回采与单一中厚煤层回采相同，回采以下各分层时，由于其顶板是上一分层回采时冒落的破碎岩块，管理上困难极大。过去曾采用分层间留煤皮的方法解决，但煤炭损失大，自燃发火严重，后来逐步改用木板、金属网、竹笆或荆笆等人工假顶。煤层顶板为页岩或含泥质成分较高的岩石时，向采空区注水或灌注泥浆，有的在冒落岩石中加固结剂，在上覆岩层的压力作用下，使其结合成一个整体，成为再生顶板，供下一分层使用。在铺设人工假顶时进行注水或注浆，效果更好。金属网分单层网和双层网两种。开采两个分层时铺荆笆、竹笆或单层网；开采三个以上分层时铺双层网。因金属网假顶成本高，中国现时采用荆笆、竹笆假顶较多。金属网假顶的铺设方法有底网和顶网两种。目前不少矿区已将铺底网改为铺顶网，分层顶板破碎或有伪顶难于管理时，铺顶网优点更多。
本法的巷道有分层布置和联合布置两种。分层布置是将每一个分层作为一个中厚煤层看待，各有独立的巷道系统，通常是分层分采。联合布置，除每分层都有为本层服务的分层平巷外，还有为各分层共用的平巷和上山、下山。在共用巷道与分层巷道之间用平巷、斜巷或立眼联系（见矿山井巷）。为便于维护，应将共用巷道布置在受采动影响较小的煤层底板岩石中（图2）。上下分层工作面可同时回采，其超前距离取决于上分层回采后顶板岩层垮落状况，一般为80～200m，但下分层工作面必须在上分层采空区岩层活动已经稳定后方可回采。为了提高厚煤层开采的经济效益，目前许多国家正在发展增大采高、减少分层数目的新工艺。设计和使用大采高的自移式液压支架和采煤机，煤层采高可达3.5～5.0m。此外,还有将特厚煤层分为两个分层：开采顶分层时，铺金属网假顶，开采底分层的同时回收网下顶煤。

壁式采煤法
倾斜分层走向长壁上行充填采煤法 各分层自底至顶用充填法依次逐层开采，上分层的回采工作在下分层的充填体上进行。如用水砂充填管理顶板，回采工艺复杂化，因为增加了充填工序；在巷道布置上增加了输砂、疏干系统和泥砂沉淀装置。因此，水砂充填工作面除落煤、装煤、运煤和支护等工序与一般垮落法相同外，还有疏导和沉淀充填废水等临时构筑物。充填采区的巷道布置，应合理解决运料与输砂、运煤与疏干的关系问题，方能保证正常生产。充填采煤法工序复杂，增加一套充填设备，成本高，投资大，效率低；但有利于防止井下自燃发火和煤尘爆炸，有效地减少围岩移动和地表沉陷，是建筑物下采煤、铁路下采煤和水体下采煤的有效方法之一。中国阜新、辽源、鹤岗等矿区曾广泛采用本法。近年来，由于扩大了垮落法的使用范围，充填法的百分比逐渐减少,但不能采用垮落法的倾角为5°～25°的厚煤层，仍多采用本法。
倾斜长壁采煤法 回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采工作面沿走向布置,沿倾斜推进。即在井田范围内，沿煤层走向布置主水平大巷，在大巷两侧沿倾斜向上山或下山方向掘进工作面的运输斜巷和回风斜巷,掘至采区边界后,掘进开切眼使两斜巷连通。在开切眼和巷道内安装设备，沿煤层倾斜方向，用仰斜或俯斜方式采煤。用本法开采单一薄层及中厚煤层，巷道布置十分简单（图3）。回采工作面有成对布置的，也有按单一工作面布置的。每个工作面长 150～200m或更长。工作面沿倾斜的推进长度即运输斜巷和回风斜巷长度,可达1000～1500m。在运输斜巷中铺设可伸缩带式输送机，回风斜巷中铺设轨道，用无极绳绞车或单轨吊车运送设备和材料。在厚煤层中采用本法时，由于掘进和维护长距离的分层回采斜巷比较困难，维护费用高，故需在煤层底板岩石中布置供各分层共用的集中巷，每隔150～200m开掘联络巷道,与分层回采斜巷相连接。各分层的回采斜巷可逐段超前于工作面掘进，并随采随废。各分层工作面回采顺序，可在保持一定错距的条件下，上下分层同时回采，也可在上分层工作面采至边界后再采下部分层，以利形成再生顶板。

壁式采煤法
倾斜长壁工作面按推进方向分仰斜开采和俯斜开采两种。如煤质较硬或顶板淋水较大，一般宜用仰斜开采；如煤层厚度大，煤质松软容易片帮，宜用俯斜开采。回采工作面一般应朝大巷方向推进，即水平大巷上方的煤层用俯斜方式开采，水平大巷下方的煤层用仰斜方式开采，以利于工作面通风和巷道维护。在地质条件适宜的矿井中，本法与走向长壁采煤法相比，优点是：①巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，投产快。据苏联矿井对比资料，在相同的矿山地质条件下，倾斜长壁开采比走向长壁开采的巷道长度减少10～20％，大型矿井的建设工期可缩短1～2年。②运输系统和通风系统均较简单，回采工作面技术经济效果好。③易于实现等长工作面，减少了由于工作面长度变化而增加拆装自移式液压支架和接长或缩短输送机的工序。本法的缺点是倾斜巷道距离长，使辅助运输和行人比较困难。中国自70年代开始推广使用。适用于倾角12°以下的煤层,机采和炮采可扩大应用于开采15°～18°的煤层。国外采用俯斜综采工作面开采倾角为33°的煤层已获成功。
倾斜分层倾斜长壁V型工作面上行充填采煤法 工作面沿走向布置，沿倾斜向上推进；为便于工作面的通风、运输和充填工作，自开切眼开始回采后，将工作面逐步调整成两端高、中间低的伪倾斜 (8°～12°)。整个工作面由两个伪倾斜工作面组成，形成V型。随着分层工作面沿倾斜向上推进，在充填体中逐渐维护出一条分层溜道，以便溜煤、进风和流水。为了不使工作面与溜煤道相交处顶板的悬露面积太大而难于维护，V型两侧工作面始终保持 5～6m的错距。回采工作面从运输水平向上推进直到回风水平为止(图4)。V型工作面目前仍用打眼放炮落煤,小型输送机运煤。落煤中的50％,自行装入输送机内,其余用人力装载。工作面支护用带帽木柱或棚子。采区走向长度通常为 320～400m。沿走向可布置4～5个V型工作面,每个长度为80～100m,每翼长40～50m。与走向长壁充填法相比，优点是：充填准备工作简单，工作量少，充填事故少，采区产量较高；缺点是：目前尚未实现机械化，工作面容易片帮，巷道系统复杂，通风路线曲折，容易聚集瓦斯。本法适用于倾角20°～45°的特厚煤层，或地质构造复杂，走向断层较多的煤层。

壁式采煤法
倒台阶采煤法 用于急倾斜薄煤层的一种走向长壁采煤法，其采区巷道布置与走向长壁采煤法基本相同。由于倾角大，为了安全，采区上山由3～4个上山眼组成，分别用于溜煤、溜矸石、运料、通风和行人。急倾斜工作面用风镐落煤时，为适应多台风镐同时安全作业而布置成倒台阶方式。倒台阶工作面全长通常为40～50m,有时可达100m。一个台阶长度为10～20m，台檐宽为2～3m。最下部的台阶溜放煤块，兼作通风及安全出口用。其台檐宽度应加大到 4～6m。工作面支架既用于维护顶底板，又作为工人操作的脚手架，必须牢固。为操作安全，还应设置护身板、脚手板及溜煤板。顶板管理一般用全部垮落法。为开采近距煤层，可用矸石充填，以消除上下层的采动影响。本法巷道布置简单，对地质变化适应性强，回采率较高；但回采工序多，劳动条件差，顶板管理困难，不安全，坑木消耗大，煤尘大。主要用于开采煤质松软的急倾斜较薄煤层，现正逐步被掩护支架采煤法代替。
仓贮采煤法 在区段（或阶段）内沿走向划分成若干个仓房，房内用爆破法回采。采落的煤大部分贮在仓内，临时支护顶底板。整个仓房采完后，再把贮存的煤全部放出(图5)。本法与留矿法相同（见空场采矿法）。为了平衡出煤，应同时配备工作仓、贮煤仓、放煤仓和准备仓。仓房的形状一般为倾斜条带和伪斜条带等。仓房内工作面沿走向布置，仰斜推进。仓房间多用煤柱隔离。为降低煤柱损失并减少掘进工作量，也可用密集支柱护仓。区段高度和仓房尺寸主要根据顶板稳定情况和工作面推进速度等因素确定。区段高度一般为40～60m，仓房宽度为15～30m。本法工序简单，易于操作，劳动强度较低，效率较高，坑木损耗少；但回采率低，煤质差，难于实现机械化。本法只适用于顶底板坚固，煤层倾角在45°以上,煤层厚4m以下，煤质坚硬，节理不发育，不易自燃,瓦斯含量低,淋水小等条件。

壁式采煤法
水平分层采煤法 把急倾斜厚煤层沿水平方向分成若干2～3m厚的分层,由上而下依次开采。在每个分层内布置回采工作面和分层平巷，采区巷道可按双翼或单翼布置。区段高度一般为 15～30m。回采工作面长度就是煤层的水平厚度，工作面沿走向推进。煤层水平厚度小于8m时,仅需在分层底板掘一条分层平巷；大于8m时,应在顶板位置再掘一条分层平巷，两条分层平巷间，沿走向每隔 15～18m用煤门贯通。回采时要经常保持2～3个溜煤眼与分层工作面相通。上下分层工作面的超前距离应保持15～30m,同时生产的工作面可达5～7个。工作面用风镐或爆破法落煤,人力装煤,工作面较长时应安设刮板输送机。用木支架或金属支柱配合铰接顶梁支护。分层间可铺设假顶。用全部垮落法处理采空区。本法能适应煤层厚度和倾角的变化，回采率高；但巷道布置复杂，产量低，掘进量大，通风、运料困难，回采工序多，劳动强度大，机械化程度低。厚度大于4m的急倾斜煤层可用本法，但目前已逐步被其他方法代替。
斜切分层采煤法 巷道布置和回采工艺与水平分层采煤法基本相同，不同的是分层面与水平面成25°～30°交角。通常分层面向底板倾斜。本法简化了工作面的装煤和运煤工序，改善了劳动条件，在煤层倾角和厚度比较稳定的情况下，用本法比水平分层采煤法更有利。
掩护支架采煤法 在急倾斜煤层的回采工作面安装一种特殊支架（一般由钢梁和木料构成），把采空区与工作空间隔开，工人在支架掩护下进行回采。长期以来，中国使用平板型掩护支架采煤法。在区段内，沿走向划分成20～30m的条带，在每个条带内掘进4条相距6m的溜煤眼，将区段运输平巷和回风平巷贯通。在回风平巷内预先扩巷并安装一个长 24m、宽比煤层厚度小0.5m以内的掩护支架。采落的煤经溜煤眼自溜到运输平巷，随着回采，掩护支架靠自重和上部垮落岩石的推力，沿倾斜自动向下移动，直到采完全部条带为止。最后拆除支架。本法的主要优点是：消除了回采过程中架设支架的繁重劳动,坑木消耗少。但巷道掘进的工程量大，煤尘大,劳动条件差。近年来为扩大本法的使用范围，有的矿井对支架结构作了许多改进:如用于开采1.3～1.5m煤层的八字形钢梁；用于开采3.5m以上厚煤层的组合梁以及在倾角45°～65°，煤厚4m左右的条件下试验了“ㄑ”型掩护支架和带腿的“ㄑ”型掩护支架等，均取得了一定的效果。
70年代，中国淮南矿务局创造了伪倾斜柔性金属掩护支架采煤法(图6)。在距采区边界5m处掘两条上山眼，贯通平巷后，在回风平巷中扩巷并安装掩护支架。安装工作进行15m后,逐步调斜掩护支架,使其与水平面成25°～30°,然后在掩护支架下进行正常回采。随着工作面沿走向推进，要不断接长回风平巷中的掩护支架，同时在工作面下端的顺槽内拆除支架。采下的煤沿工作面铺设的搪瓷溜槽经溜煤眼溜到运输平巷。掩护支架下可用风镐或爆破法落煤。支架随着出煤而逐渐下降，生产时应注意调正支架，使之处于正常位置。

壁式采煤法
伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有以下优点：工艺简单；劳动强度低；工人在掩护支架下工作比较安全；材料消耗少；与水平分层采煤法相比，巷道掘进量可减少60～70％，工作面月产量提高46％。但由于支架结构还不完善，煤层厚度和倾角有变化时开采困难。本法的适用条件是：煤层赋存稳定,倾角大于60°,煤层厚度1.8～8.0m。中国开滦、淮南、通化等矿区,广泛使用本法。
刀柱采煤法 在采空区内沿走向每隔25～50m留宽5m左右、与工作面等长的煤柱，简称刀柱（见矿柱），用以支撑顶板，使其不致冒落。工作面至采后的最近刀柱间，用木支柱或金属支柱支护。工作面转入下两个刀柱之间后，即回收前两刀柱间的支柱。在顶板不易冒落的煤层，可只在近工作面支护。要在工作面回采到留刀柱前把下一工作面准备出来。本法的采区巷道布置见图 7，其落煤、装运、通风、下料等其他工艺与单一走向长壁采煤法相同。

壁式采煤法
本法用于不易冒落的坚硬顶板煤层,工作面长度60～120m。采高1～4m,最高可达6m。优点是:使用设备少,工序简单,适于炮采和机械装煤，工效和产量较高,坑木消耗少，吨煤直接成本较低。缺点是：①残留煤柱多、资源回收低；②采近距煤层时，上层刀柱对下层煤开采造成强大集中压力，用刀柱重叠开采下层时，刀柱越留越宽，在刀柱下开采困难大，往往会造成近距煤层整层丢失；③刀柱工作面较短，切割巷多，掘进率低；④丢煤多,通风不好，易造成自燃发火；⑤随采空区的增大,会造成大面积悬空顶板的隐患，一旦来压，就会大面积塌顶，产生井下暴风的严重事故（见长壁工作面地压）。
为了消除大面积顶板悬空的隐患，可在已采完煤的两刀柱间用深孔爆破法人工强迫放顶，使采空区顶板沿刀柱切断，以防止大面积冒顶造成的灾害，目前，大同矿区已采用强力支架、强制放顶等措施，逐步以长壁垮落采煤法代替本法。
参考书目
中国矿业学院等编：《采煤学》,煤炭工业出版社,北京，1979。
刘吉昌、王庆康、吕光华编：《倾斜长壁采煤法》，煤炭工业出版社，北京，1981。

『叁』 矿山粉尘治理哪个方法最有效

随着当今社会科技水平的进步，各行各业的机械化程度走在不断提高，在煤矿生产作业中也是如此，由于井下采煤的空间狭小，并且通风效果差，生产过程中不可避免的产生煤矿井下粉尘，严重污染井下环境，给作业环境带来一定程度的威胁。

从目标源上考虑，井下除尘主要可以分为“防”、“堵”、“消”三种类别。“防”就是从根源上防治，减少或阻止粉尘的生成，最常见的就是回采面的注水工艺；“堵”就是堵截粉尘的传播途径，阻止粉尘扩散，常见的有各类水喷雾除尘、泡沫除尘等；“消”就是消除工作面上已经生成的粉尘，降低粉尘的危害，常见的就是通风除尘、除尘器除尘等。

煤层注水除尘

井下回采工作面可以通过注入高压水的方式，预先对回采煤层进行浸润，以降低回采时浮游煤尘的产生率，并可以通过增加氯化钙等润滑剂来提高浸润程度，提升降尘效果，一般可降低粉尘浓度60%~90%。

水喷雾除尘

水喷雾除尘是最常见的除尘方式，通过水雾的附着、浸润增加粉尘的重量，以达到降尘的目的，具有低成本，效果明显等优点。。由于多数全岩巷道都是疏水性粉尘，水雾的附着性不强，加上井下的水质较差，喷嘴易堵塞、生锈，加大了维护的工作量，所以在岩石工况下使用效果并不理想。

通风除尘

通风除尘是国内煤矿生产中最早采用，技术最成熟，应用最广的除尘技术，通过“送风——循环——回风”的风流循环，将工作面中的大部分粉尘带走，起到降尘的目的。由于一些粉尘会在巷道内逐渐沉积，为尽量避免粉尘的二次飞扬，通风的速度不宜过高。

除尘器除尘

除尘器通过负压风筒将工作面的空气吸入，经洗涤或过滤装置将空气中的粉尘分离，达到净化空气的目的。除尘器从风机的角度可以分为旋流式和离心式，从有无水源上可以分为干式和湿式，从除尘原理上可以分为洗涤式和过滤式等。除尘器除尘最高可降尘约90%，具有除尘效率高、效果好等优点，但由于设备体积相对较大，较笨重，在工作面内不易调度。

泡沫除尘

泡沫除尘是以高压空气促使发泡剂产生无空隙湿润泡沫体覆盖尘源，使刚产生的粉尘得以浸润、附着、沉积，失去飞扬能力，整体除尘效果好，一般可达90%以上，尤其对5mm以下的呼吸性粉尘，除尘率可达80%以上。泡沫除尘能够无空隙地覆盖尘源，从根本上阻止粉尘向外扩散，液体形成泡沫后，总体积和表面积大幅度增大，增加了与粉尘的碰撞效率，泡沫的液膜中含有特制的发泡剂，能大幅度降低水的表面张力，迅速增加粉尘被湿润的速度。泡沫具有很好的粘性，粉尘和泡沫接触后会迅速被泡沫粘附，抑尘效果明显，比传统除尘方法有绝对优势。在现场利用原有的防尘系统和压风系统，安装工作量小，成本低，它将使煤矿现场环境质量得到根本性改变，在煤矿有良好的推广价值。

『肆』 关于煤矿煤尘治理措施

煤矿粉尘预防措施及条列
煤矿井下粉尘综合防治技术规范

党中央、国务院十分重视煤矿职工的生命安全和身体健康，建国以来出台了一系列防治职业危害的法律、法规，并采取有力措施，开展了职业危害防治工作，为了保护职工的生命安全和身体健康，促进了社会主义和谐社会的健康发展。但由于我国煤矿的生产作业条件普遍较差，粉尘浓度超标现象严重，接尘人员劳动防范意识不强，给国家、企业、职工及家庭生命财成非常严重的经济损失，使得煤炭行业职业病形势仍相当严峻。
⒈总体要求
一、采煤工作面应采取粉尘综合治理措施，落煤时产尘点下风侧10m—15m处总粉尘降尘效率应大于或等于85%；支护时产尘点下风侧10m—15m处总粉尘降尘效率应大于或等于75%；放顶煤时产尘点下风侧10m—15m处总粉尘降尘效率应大于或等于75%；回风巷距离工作面10m—15m处总粉尘降尘效率应大于或等于75%.
二、掘井工作面应采取综合治理措施，高瓦斯、突出矿井的掘进司机工作点和机组后回风侧产尘点下风侧总粉尘降尘效率应大于或等于85%；呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于70%；其他矿井的掘进司机工作点和机组后回风侧总粉尘降尘效率应大于或等于90%；呼吸性粉尘效率应大于或等于75%；钻眼工作地点的总粉尘降尘效率应大于或等于85%；呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于80%；放炮15min后工作地点的总粉尘降尘效率应大于或等于95%；呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于80%。
三、锚喷作业应采取粉尘综合治理，作业人员的工作点总粉尘降尘效率应大于或等于85%。
四、井下煤仓放煤口、溜媒眼放煤口、转载及运输环节应采取粉尘综合治理措施，总粉尘降尘效率应大于或等于85%。
五、煤矿井下所使用的防、降尘装置和设备必须符合国家及相关标准的要求，并保证其正常运行。
六、个体防护：作业人员必须佩戴个体防尘用具。
⒉粉尘治理
一、井下必须建立完善的符合要求的防尘供水系统：
①、永久性的防尘水池容量不小于200m3且贮水量不小于井下连续2h的用水量，并设有备用水池，其容量不得小于永久性防水池的一半。
②、防尘水管应铺设到所能产生粉尘和沉积的地点，并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内，每隔50m或100m安设一个三统及阀门
③、防尘用水系统中，选装水质过滤装置，悬浮物的含量不超过150mg\L粒径不大于0.3mm，水的PH值应在6.0-9.5范围内。
二、井下所有煤仓和溜煤眼都应保持一定的存煤，不得放空；有涌水的煤仓和溜煤眼可以放空，但放空后放媒口闸板必须关闭，并设置引水管。
三、对产生煤（岩）尘的地点应采取防尘措施
①、掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁和巷帮、水泡泥、爆破喷雾、装煤（岩）洒水和净化风流等综合防范措施，冻结法凿井和在遇水膨胀的岩层中不能采用湿式钻眼时，可采用干式钻眼，但必须采用捕尘措施。
②、采煤工作面应有由国家认定的机构提供的煤层可注性鉴定报告，并应对可注水煤层采取注水防尘措施。
③、炮采工作面应采取湿式钻研法，使用水泡泥；爆破前、后应冲洗煤避，爆破时应喷雾降尘，出煤时洒水。
④、液压支架和放顶煤采煤工作面的放煤口，必须安装喷雾装置，降柱、移架或者放煤时同步喷雾。破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置或降尘器。采煤机必须安装内外、喷雾装置。掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置和降尘器构成综合防尘系统。
⑤、采煤工作面回风巷应安设至少两道风流净化水幕，并宜采用自动控制风流净化水幕。
⑥、井下煤仓放煤口、溜媒眼放煤口、输送机转载点和卸载点，都必须安设喷雾装置或降尘器，作业时进行喷雾降尘或用降尘器降尘。
⑦、在煤、岩层中钻孔，应采取湿式钻孔。煤（岩）与瓦斯突出煤层或软煤层中瓦斯抽放钻孔难以采取湿式钻孔时，可采用干式钻孔，但必须采用捕尘、降尘措施，必要时必须采用降尘器降尘。
⑧、为提高防尘效果，可在水中添加降尘剂。降尘剂必须保证无毒、无腐蚀无污染环境，并不影响煤质。
四、预先湿润媒体：
①、煤层注水
a）注水过程中应进行流量及压力的计量。
b)单孔注水总量应使该钻孔预湿媒体的平均水分含量增量大于或等于1.5%
c)封孔深度应保证注水过程中煤壁及钻孔不渗水、漏水或跑水。
②、采空区注水：
当采用下行陷落法分层开采厚煤层时，可以采用在上一层的采空区内灌水，对下一层的媒体进行湿润，开采近距离煤层群时，在层间没有不透水岩层或夹矸的情况下也可以在上部煤层的采空区内灌水，对下部煤层进行湿润。
五 、煤矿防尘用喷嘴应符合MT/T240的规定，降尘器应符合MT159的规定。
六 采煤防尘
①、综采工作面防尘，采煤机割煤防尘
A、采煤机割煤必须进行喷雾并满足以下要求：
a）喷雾压力不得小于2.0MPa，外喷雾压力不得小于4.0MPa.如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于8.0MPa。喷雾系统应与采煤机联动，工作免得高压胶管应有安全防护措施。高压胶管得来压强度应大于喷雾泵站额定压力的1.5倍。
b)泵站应设置两台雾泵，一台使用，一台备用。
B、自移式液压支架和放顶煤防尘，
液压支架应自动喷雾降尘系统并满足以下要求：
a）喷雾系统各部件的设置应可靠的防止砸坏措施，并便于从工作面一侧进行安装和维护。
b)液压支架的喷雾系统，应安设向相邻支架之间进行喷雾的喷嘴；采用放顶煤工艺时应安设向落煤窗口方向喷雾的喷嘴；喷雾压力均不得小于1.5MPa
c)在静压供水的水压达不到喷雾要求时，必须设置喷雾泵站，其供水压力及流量必须与液压支架喷雾参数相匹配。泵站应设置两台雾泵，一台使用，一台备用。
②、炮采防尘
① 钻眼应采取湿式作业，供水压力为0.2MPa-1.0 MPa，耗水量为5Lmin-6Lmin，使排出的煤粉呈糊状。
② 炮眼内应填塞自封式水炮泥，水炮泥的充水荣容量应为200ML-250ML
③ 放炮时应采用高压喷雾等高效降尘措施，采用高压喷雾降尘措施时，喷雾压力不得小于8.0MPa
④ 在放炮前后宜冲洗煤壁、顶板并浇湿底板和落煤，在出煤过程中，宜边出煤边洒水。
七 掘进防尘
①、机掘作业的防尘
a）掘进机内喷雾装置的使用水压不得小于3.0MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于1.5MPa
b)掘进机上喷雾系统的降尘效果达不到本标准（总体要求第2点）的要求时应采用除尘器抽尘净化等高效防尘措施。
c)采用除尘器抽尘净化措施时，应对含尘气流进行有效控制，以阻止截割粉尘向外扩散。工作面所形成的混合式通风应符合MT/T441的规定
②、炮掘作业防尘
a）钻眼应采取湿式作业，供水压力以3.0MPa左右为宜，但应低于风压0.1MPa-0.2MPa,耗水量以2L/min-3L/min为宜，以钻孔流出的污水呈乳状岩浆为准。
b)炮眼内应填塞自封是的水泥炮，水泥炮的装填量应在一节级以上。
c)放炮前应对工作面30m范围内的巷道周边进行清洗。
d)放炮时必须在距离工作面10m-15m地点安装压气喷雾器或高压喷雾降尘系统实行放炮喷雾。雾幕应覆盖全断面并在放炮后连续喷雾5min以上。当采用高压喷雾降尘时，喷雾压力不得小于8.0MPa
e)放炮后，装煤（矸）前必需对距离工作面30m范围内的巷道周边和装煤（矸）对洒水。在装煤（矸）过程中，边装边洒水，采用铲斗装煤（矸）机时，装岩机应安装自动或人工控制水阀的喷雾系统，实行装煤（矸）喷雾。
③、通风防尘：掘进巷道排尘风速应符合《煤矿安全规程》规定。
④、其他防尘措施
a）、距离工作面50m内应设置一道自动通过控制风流净化水幕。
b）、距离工作面20m范围内的巷道，每班至少冲洗一次；20m以外的巷道每旬至少应冲洗一次，并清除堆积浮煤
八、锚喷支护的防尘
①、打锚杆眼宜实施湿式钻孔，采取有效防尘措施后可采用干式钻孔。
②、锚喷支护的防尘：
a）、打锚杆眼宜实施湿式钻孔，采取有效的防尘措施后可采用干式钻孔。
b）、喷射机上料口及排气口应配备捕尘除尘装置。
c）、采用低风压近距离的喷射工艺，其重点是控制一下参数：
输料管长度 小于或等于50m
工作风压 0.12—0.15MPa
喷射距离 0.4-0.8m
d）、距锚喷作业地点下风流方向100m内应设置两道义上的风流净化水幕，且喷射混泥土时工作地点应采用除尘器抽尘净化。
九、转载及运输防尘
① 转载点防尘
a）、转载点落差宜小于或等于0.5 m，如超过0.5m，则必须安装溜槽或导向板。
b）、各转载点应实施喷雾降尘，或采用除尘器除尘。
c）、在装煤点下风测20m内，必须设置一道风流净化水幕。
② 运输防尘
运输巷内应设置自动控制风流净化水幕。
3.粉尘检测
一、煤矿粉尘浓度和游离SiO2含量测定应按GB5748规定的方法进行，粉尘粒度分布测定应按MMT422规定的方法进行。
二、煤矿使用的粉尘检测仪器仪表，必须具有有效的计量检验合格证。
三、井下主要接尘人员应配戴个体粉尘采样器，并建立个人健康档案。
四、各矿测尘部门必须根据本矿的生产情况配备足够数量且经培训合格的测尘人员：每个采区至少一人。
五、煤矿井下粉尘测定时间
①、对井下每个测尘点的粉尘浓度每月测定两次。
②、采掘工作面每月应该进行一次全工作班连续粉尘测定。
③、粉尘粒度分布每半年测定一次，采掘工作面有变动时，应及时进行游离SiO2测定。
④、粉尘中游离的SiO2含量每半年测定一次。
⑤、煤矿粉尘浓度测定结果按季度综合上报主管部门。
⑥、采掘工作面回风应安设粉尘浓度传感器进行粉尘浓度连续监测。
六、矿井井上下作业场所测尘点的选择和布置
矿井上下作业场所测沉淀的选择和布置应符合表一1的规定。

表1煤矿井上下作业场所测尘点的选择和布置要求
类别 生产工艺 测尘点布置
采掘工作面 1.采掘机割煤
2.移架
3.放顶煤
4.风镐落煤、手工落煤及人工攉煤
5.工作面巷道钻孔钻机
6.电煤钻钻眼
7.回柱放顶、移刮板运输机
8.落煤层工作面风镐和手工落煤
9.薄煤层刨煤机落煤
10.刨煤机司机操作刨煤机
11.倒台阶工作面风镐落煤
12.掩护支架工作面风镐落煤
13.工作面多工序同时作业
14.采煤工作面同时作业
15.带式运输机作业
16.工作面回风巷 采煤机回风侧10m—15m
司机工作地点
司机工作地点
司机工作地点
一人作业，在其回风巷3m处，多人作业，在最后一人会风侧3m出
打钻地点回风侧3m—5m处
操作人员回风侧3m—5m处
工作人员工作范围
作业人员回风侧3m—5m处
工作面作业人员回风侧3m—6m处
司机工作地回风侧3m—5m处
作业人员回风侧3m—5m处
作业人员回风侧3m—5m处
回风巷内距工作面端头10m—15m处
放炮后工人已经进入工作面开始作业前在工人作业的地点
转载点回风侧m—10m
距工面端头15m—20m
采掘工作面 1.掘进机作业
2.机械装岩
3.人工装岩
4风钻钻眼
5.电煤钻钻眼
6.钻眼与装岩机同时作业
7.砌碹
8.抽出式通风
9.切割联络眼作业
10.刷帮作业
11.挑顶作业
12.拉底作业
13.工作面放炮作业 机组后4m—5m处的回风侧
司机工作地点
在未安设风筒的巷道一侧，距装岩机4m—5m处的会风流中
在未安设风筒的巷道一侧，距矿车4m—5m处的会风流中
距作业点4m—5m巷道中部
距作业点4m—5m巷道中部
距装岩机回风侧3m—5m巷道中部
在作业人员的活动范围内
在距作业点回风侧4m—5m处
在距作业点回风侧4m—5m处
在距作业点回风侧4m—5m处
放炮工人在工作面开始作业前的地点
锚喷 ⒈钻眼作业
⒉打锚杆作业
⒊喷浆
⒋搅拌上料
⒌装卸料
⒍带式输送机 工人操作地点回风侧5m—10m处
工人操作地点回风侧5m—10m处
工人操作地点回风侧5m—10m处
工人操作地点回风侧5m—10m处
工人操作地点回风侧5m—10m处
转载地点回风侧5m—10m处

转载点 1. 刮板运输机
2. 带式运输机作业
3. 装煤岩点及翻罐笼
4. 翻罐笼及溜煤口司机进行翻罐笼和放煤作业
5. 人工装卸材料 1. 距两台输送机转载点回风侧5m—10m处
2. 距两台输送机转载点回风侧5m—10m处
3. 尘源回风侧5m—10m处
4. 司机工作地点
5. 作业人员工作地点
井下其他场所 1. 地质刻槽
2. 巷道内维修作业
3. 材料库、配电室、水泵房、机电硐室等处工人作业 1. 作业人员回风侧3m—5m处
2. 作业人员回风侧3m—5m处
3. 作业人员回和活动范围

4.预防和隔绝煤尘爆炸
一、新矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层煤尘爆炸性鉴定资料。生产矿井每延伸一个水平，应进行一次煤尘爆炸性鉴定工作。煤尘的爆炸性鉴定由国家授权单位为按MT78规定进行，鉴定结果必须报煤矿安全监察机构备案。
二、矿井每年应制定综合防治措施、预防和隔绝煤尘爆炸措施及管理制度，并组织实施。矿井应每周至少价差一次煤尘隔爆设施的安装地点、数量、水量或岩粉量及安装质量是否符合要求。
三、开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层、相邻的采煤工作面间，煤层掘进巷道同于相连的巷道间，必须用水棚或岩粉棚隔开。
必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉淀煤尘，每年应至少一次对主要进风大巷进行刷浆。
四、预防煤尘爆炸
①、井下运输机巷道、转载点附近、翻罐笼附近和装车站附近等地点的沉积煤尘应定期进行清扫，清扫周期有过矿总工制定，并将堆积的煤尘和浮煤清除。
②、对煤尘沉积强度较大的巷道，可采取水冲洗的方法、冲洗的周期应根据煤尘的沉积强度及煤尘的爆炸下限浓度确定，在距离尘源30m的范围内，沉积强度大的地点，应每班或每日冲洗一次；距离尘源较远的或沉积强度较小的巷道，可几天或一天冲洗一次；运输大巷可半月或一月冲洗一次；工作面巷道必须定期清扫或冲洗煤尘，并清除堆积的煤尘，清扫或具体冲洗周期有总工程师决定。
③、巷道内设置了隔爆棚，也应按下列规定撒岩粉：
a）、巷道的所有表面，包括顶、帮、底以及背板后暴露处都应岩粉覆盖；
b）、巷道内的煤尘和岩粉的混合粉尘中不燃物质组分不得低于60%，如果巷道中含有0.5%以上的甲烷，则混合尘中不燃物质组分不得低于90%；
c）、撒布岩粉巷道长度，不得小于300m，如果巷道长度低于300m时，全部巷道都应撒布岩粉；
d）、岩粉撒布周期按下式计算：
e）、岩粉（包括岩粉棚的岩粉）的质量，应符合以下规定：
1.)可燃物的含有度不超过5%；
2.)游离二氧化硅的含量不超过10%；
3.)不含有任何有害或有毒的混合物（如磷、砷等）；
4.)岩粉的粒度必须全部通过50目筛小于0.3mm),其中70%以上通过200目筛（小于0.075mm），一般采用石灰石岩粉；
f)撒布岩粉的巷道，应遵守下列规定定期进行检查：
1.)在距离采、掘工作面300mm以内的巷道每月取样一次；
2.)每隔300m为一个采样段，每段内设5个采样带，带间距约50m。每个采样带在巷道两帮顶底板周边采样，取样带宽0.2m；
3.)将每个取样带内的全部粉尘分别收集起来，除去大于1mm粒径的粉尘；
4.)化验室应及时将分析结果报告总工程师，如果不燃物组分低于规定，则该巷道应重新撒布岩粉。
五、隔绝煤尘爆炸
①、主要采用被动式隔爆水棚（或岩粉棚）也可采用自动隔爆装置隔绝煤尘爆炸的传播。隔爆棚分为主要隔爆棚和辅助隔爆棚，隔爆棚应符合下列规定。
主要隔爆棚应在下列巷道设置：
a）、矿井两翼与井筒向联通的主要大巷；
b）、相邻采区之间的集中运输巷和回风巷；
c）、相邻煤层之间的运输石门和回风石门。
辅助隔爆棚应在下列巷道中设置：
a）、采煤工作面进风、回风巷道；
b）、采区内的煤和半煤巷掘进巷道；
c）、采取独立通风并有煤尘爆炸危险的其它巷道。
②、水棚
a）、水棚包括水槽和水袋，水槽和水袋必须符合MT157的规定，水袋宜作为辅助隔爆水棚。
b）、水棚分为主要隔爆棚和辅助隔爆棚，各自的设置地点见4. 下五、下①、条，按布置方式又分为集中式和分散式，分散式水棚只能作为辅助水棚。
c）、水棚用水量
集中式水棚的用水量按巷道断面积计算：主要水棚不小于400L/m2,辅助水棚不小于200L/m2；分散式水棚的水量按棚区所占巷道的空间体积计算，不小于水棚不小于1.2L/m2
d）、水棚的巷道设置位置：
 水棚应设置在直线巷道内；
 水棚与巷道交叉口、转弯处的距离须保持50m—75m,与风门的距离应大于25m；
 第一排集中水棚与工作面的距离必须保持60m—200m,第一排分散式水棚与工作面的距离必须保持30m—60m；
 在应设辅助隔爆棚的巷道应设多组水棚，每组距离不大于200m
e）、水棚排间距离与水棚的棚间长度：
 集中式水棚排间距离为1.2m—3.0m,分散式水棚沿巷道分散布置，两个槽（袋）组的间距为10m—30。
 集中式主要水棚的棚间长度不小于30m,集中式辅助棚的棚区长度不小于20m，分散式水棚的棚区长度不得小于200m。
f）、水棚的安装方式：
 水棚的安装方式，即可采用掉挂式或上托式，也可采用混合式；
 水袋（棚）安装方式的原则是当受到爆炸冲击力时，水袋中的水容易泼出；
 水袋（棚）的必须之必须符合以下规定：
断面S＜10m2时，nB/L×100≥35%;
断面S＜12m2时，nB/L×100≥60%;
断面S＜12m2时，nB/L×100≥65%;
g）、水棚的管理：
 要经常保持水槽和水袋的完好和规定的水量
 每半个月检查一次。
③ 岩粉棚
a）、岩粉棚分为重型岩粉棚和轻型岩粉棚，重型岩粉棚作为主要岩粉棚，轻型岩粉棚作为辅助岩粉棚。
b）、岩粉棚的岩粉用量按巷道断面积计算，主要岩粉棚为400kg/m2, 辅助岩粉棚为200kg/m2,
c）、岩粉棚及岩粉棚架的结构及其参数：
 岩粉棚的宽度为100mm—150mm;岩粉棚长度：重型棚为350m—500mm，轻型棚为≤350mm
 堆积岩粉的板与两侧支柱（或两帮）之间的间隙不得小于50mm;
 岩粉板面距顶梁（或顶板）之间的距离为250mm—300mm,使堆积岩粉的顶部与顶梁（或顶板）之间的距离不得小于100mm
 岩粉棚的排间距离：重型棚1.2m--3.0m，轻型棚为1.0m--2.0m；
 岩粉棚与工作面之间的距离，必须保持在60m--300m之间；
 岩粉棚不得用铁丝或铁钉固定；
 岩粉棚上的岩粉，每月至少进行一次检查，如果岩粉受到潮湿、变硬则应立即及更换，如果岩粉的量减少，则应立即补充，如果在岩粉表面沉积有煤尘则应将加以清除。
六、在煤和半煤岩掘进巷道中，可采用自动隔爆装置，根据选用的自动隔爆装置性能进行布置原装。自动隔爆装置必须符合MT694的规定。

『伍』 煤矿的降尘方法

喷雾降尘雾化效果好，雾粒超细微，直径仅3-5um，呈烟雾状，快速融入空气之中.增湿量可以自由调节，短期内可以达到空气中的湿度，不滴水、不凝水、因此不会弄湿机台、地面。其原理是利用喷雾产生的微粒由于其及其细小，表面张力基本上为零，喷洒到空气中能迅速吸附空气中的各种大小灰尘颗粒，形成有效控尘。对大型开阔范围的控尘降尘有很好的效果。同时这种效果完全是一种雾化效果。

更主要的优点是:其雾化水颗粒粒径特别小，容易与粉尘颗粒结合而凝聚沉降下来，故其用水量比湿法除尘大大减小，只需传统湿式除尘用水量的千分之一，甚至更小；喷嘴每小时的耗电量为0.02度，电费支出只需0.015元。由此可见，高压喷雾的运行费用是相当低的。

希望能帮到你

『陆』 智慧矿山

智慧矿山GIS综合管理系统解决方案（请将pdf格式的智慧矿山综合奖城管理文件放在下面）7智慧矿山实时视频再现及广播系统 解决方案一、 智慧矿山感知以及终端的探讨对于矿山感知层以及终端的展望，目前的应用已经提出了很多，主要是集中在音视频和传感器方面，思路是，要依靠整体的链路传输平台，提供一个技术手段，将更多的数据（图像、照片、语音、控制量等），采集到地面以供分析和处理。WIFI无线移动模块1、综述WIFI无线移动模块可实现矿用设备（IP摄像机、传感器、IP广播或其他数据采集单元）由有线转换为无线，无线增加漫游移动切换的功能。该模块，主要解决了以下问题：有线的IP型设备，经过该模块后，可以讲数据透过wifi基站，以无线的方式传输；提供专有的移动数据算法，使得依靠wifi信号无线传输的数据，在不同的wifi基站移动（漫游）时，链路保持不间断，基站间切换速度少于1秒；2、应用领域在有wifi信号部署的区域内，通过集成WIFI无线移动模块，可实现以下用途：1) 移动目标（矿车、人员、罐笼、提升等）的视频采集回传：小型的IP摄像机（不受限制），通过网口与WIFI无线移动模块相连接，可以集成为无线移动摄像机。矿山工作人员通过无线移动摄像机实现井下视频图像实时回传，而且在井下WIFI基站/无线AP之间实现智能切换，视频图像传输不间断，切换时间<1s,监控中心随时都可观察到井下的实时运动情况。2) 无线移动传感器：传感器通过集成WIFI无线移动模块成为无线移动传感器，矿山监控监测系统可利用无线移动传感器实时获取井下各处的监测数据。3) 无线移动广播：矿山可以借助此模块，实现IP广播通信话站（内置WIFI无线移动模块的小型IP广播话站）的无线灵活位置部署，节约线缆成本、施工和维护线缆工作量，可随时接收调度室/调度员的广播指令和喊话。4) 无线移动数据接入模块等。3、模块组成：WIFI无线移动模块由IP端口、管理端口和WIFI天线组成。1） IP端口提供一个RJ45网口；2） 管理端口负责WIFI无线移动模块的IP地址注册、访问和管理；3） WIFI天线接口实现WIFI无线移动模块和WIFI基站/无线AP之间的漫游切换；规格：● 符合IEEE802.11n、IEEE 802.11g、IEEE 802.11b、IEEE802.3、IEEE802.3u
● 支持CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、PPPoE、DHCP、ICMP、NAT协议
● 提供1个WAN口、1个LAN口10/100M自适应，支持端口自动翻转
● 无线接入器、有线路由器合二为一
● 支持高达150Mbps的稳定传输
● 提供多种工作模式：桥接模式和网关模式
● 支持 NAT/NAPT IP 共享，广域网支持协议：PPPoE/Static IP /DHCP
● 支持虚拟服务器、DMZ主机功能
● 支持64/128位WEP及WPA-PSK, WPA2-PSK等最新无线安全标准
● 支持UPnP功能，DDNS功能
● 支持远程和Web管理，全中文配置界面
● 提供Web管理页面复位，恢复出厂设置 三、SIP广播话站设计说明1、综述新一代矿用SIP广播开发模块组基于SIP协议设计开发，可以直接通过IP网络接入IP调度系统。该模组由IP广播通信板、功放板、电源板、拨号盘等组成。2、应用领域矿山、铁路、石化、冶金等行业，需要电话联络、广播、喊话、紧急呼叫等实际调度联络业务。3、 设备特性1) 具备电话机的所有功能，可以和通信调度系统的有线调度电话、3G手机、无线WIFI手机、调度台等终端拨号互通，全双工。2) Rj45就近接入，或者无线接入以太网3) 具备一键呼叫调度台的紧急呼叫功能，全双工;4) 通过调度台，可向任何一部、一组、多部SIP广播话站播送广播、发起喊话；5) 任何一部SIP广播话站可以按照分组，进行组内通信，全双工；4、 模块组成：IP广播板：广播话站的控制核心模块；功放板：实现语音进行放大，在通过扬声器或喇叭放出;拨号按键定义板：实现0~9，#，*的拨号信号接入；电源板：负责给整个设备供电;5、技术参数：工作电压： AC 127V/220V工作电流：≤0.5A；功放板的输出功率 ：≥10W声音响度：90dB输入接口：标准RJ45接口输出接口：音频输出支持协议：SIP、TCP/IP、UDP支持音量平衡调节接入方式：就近接入工业以太网接口方式：rj45或者无线8智慧矿山二氧化碳防灭火系统解决方案一、目的及意义在煤化工过程中，有大量的二氧化碳产生，如果不对提炼过程中产生的二氧化碳进行回收利用，不仅造成经济损失，而且会严重污染大气环境。采用低温液化原理和净化流程。对煤化工过程中产生的二氧化碳进行回收，产出高纯度低压的二氧化碳，不仅可以保护大气环境，而且企业的经济效益也十分可观。同时煤矿井下发生高温火点或火区是极易导致火灾事故和瓦斯爆炸事故的重大危险源之一,也是造成开采压煤、威胁正常生产、影响经济效益提高的主要因素。许多煤矿属于容易自燃的煤层，工作面采高高、采面长、开采强度一般比较大， 一旦发生自然发火，实行封闭停产灭火，极易造成巨大经济损失。因此防火问题，始终是煤矿突出重点。为了预防煤矿工作面生产期间发生自然发火，以及一旦发火，实施快速灭火，各煤矿虽然矿采取一系列防灭火综合措施，包括灌浆、注泡、撒惰化剂等多重措施，起到了一定积极作用，也暴露了许多防灭火技术的局限性。如在日常生产中许多矿井采用上述技术，基本可以控制住自然发火。但对于在一些特殊情况下，如因异常情况影响开采正常推进，特别是开采到停采线，要进行机组支架大搬家，需要若干时间，发火期的三代难以正常实现更替，将会使自燃发火带停滞时间超过自燃发火期，引起自燃。如何保障煤矿能够实施快捷有效地防灭火，近几年来，国内外不少煤矿积极采用液态CO2实施防灭火，不仅从技术上或经济适用上均取得取得了比较明显效果。根据这样的信息，将大量回收液化煤化CO2副产品，变害为利，开展将其推广应用于矿井防灭火实践研究更是有重大现实意义。液态二氧化碳作为一种新型防灭火技术具有灭火迅速、降温效果显著、安全可靠、操作简单等优点，一直以来受到国内外的广泛关注。所以，开展液态二氧化碳灌注技术进行矿井防灭火，对于保障煤矿火灾防治、保证矿井安全生产具有极其重要的意义。液态二氧化碳灌注防灭火技术的关键是研发液态二氧化碳低温气化装置、研发液态二氧化碳直接注入火区技术保证液态二氧化碳降温效果，同时研发液态二氧化碳输送装置及配套管路设备，确定液态二氧化碳灌注系统工艺、技术参数，建设千万吨级矿井井下移动式液态二氧化碳输运及灌注防灭火系统，实现封闭矿井的大型火灾快速灭火技术，现已在全国范围具有广阔的前景。二 、重点内容1、回收液化煤化厂CO2副产品项目：本项技术整合了工业催化、化学工程、化工机械、化工工艺和化工自动化五个专业的技术优势，长期从事多种气体回收、分离、净化技术的科学研究和技术开发工作，已成功地开发出多种气源二氧化碳回收净化技术。尤其是开发成功吸附精馏法二氧化碳回收净化技术，通过研制选择吸附二氧化碳中微量杂质的高效吸附剂，结合特殊精馏技术，可以把多种高浓度气源中的二氧化碳提纯到99.99%以上，达到（GB10621—2006）国家食品添加剂和国际饮料协会标准。这一技术已经在2004年12月通过教育部级科技成果鉴定，被评为国际先进、国际首创的工业化生产技术，并获得两项国家专利授权（专利号ZL03238678.8）、（ZL200310105015.6，国际专利主分类号B01J20/18）和四项专利受理；2005年4月13号和12月21号的《中国化工报》科技创新版，两次大篇幅报道了该技术工业化成功的事例。2005年5月20号和2006年9月27号国家气体专业委员会两次在大连召开全国二氧化碳行业会议，重点推广该项技术，受到全国同行专家的好评。2005年9月和11月该技术同时被评为辽宁省和教育部重点科技成果，获得石油化工部和辽宁省政府两个科技进步奖、全国技术市场协会金桥奖。2、液态CO2防灭火技术项目：1）国内外常规防灭火技术分析和比较煤矿井下火灾发生离不开三要素:可燃物的存在、热源、具有一定浓度氧的空气供给。实践表明，只要能够消除至少其中一个因素就会防止火灾发生或者把火灾消灭。这是我们采取防灭火措施应考虑的基本理念。按照这个理念，国内外已研究探索形成了一系列成熟的煤矿矿井防灭火技术。1）.1灌浆技术在20世纪50年代，灌浆技术成为我国煤矿防灭火技术的主要手段，并且一直沿用到今天。灌浆技术是一项传统的、简单易行的、比较可靠的防灭火技术。在一些缺少灌浆材料的矿区，通常采用注水来代替灌浆，增加煤体的水分，也取得了较好的效果。灌浆防灭技术的原理是通过浆液包裹煤块保水增湿减缓煤体氧化速度、浆体固化沉淀物充填煤体缝隙隔绝漏风阻止氧化来达到防灭火的效果。1).2阻化剂技术阻化剂技术在美国、波兰、前苏联等国家得到了较好的应用；近些年来，阻化剂技术在我国也得到推广应用。该技术主要是让利用阻化原理将具有阻化性能的药剂送入拟处理区，利用阻化剂的负催化作用，煤炭经阻化处理后，在煤炭表面上形成一层能抑制氧与煤接触的保护膜，阻止了氧气和煤结构上的活动链环的羧基反应，使煤炭和氧的亲合力降低，阻化剂有一种主动排斥氧和煤化合的功能，但它并不和煤、氧等物质化合，从而达到防灭火的目的。目前常用的阻化剂主要是氯化物．阻化剂防灭火技术包括：①喷洒阻化剂防灭火技术，是将含有阻化剂的水溶液均匀喷洒到煤体表面，以达到防灭火的目的．②汽雾阻化防灭火技术，是将受一定压力下的阻化剂水溶液通过雾化器转化成为阻化剂汽雾，汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以漏风风流为载体飘移到采空区内，从而达到采空区防灭火的目的。1).3惰性气体技术惰性气体技术从20世纪70年代开始在德、法、英等发达国家煤矿中大量使用；从80年代起，我国开始了氮气防灭火技术的研究与推广。惰化技术是将惰性气体送入拟处理区，达到抑制煤自燃或扑灭已生火灾的技术。按惰性气体的种类可分为氮气防灭火技术、燃油惰气防灭火技术和CO2防灭火技术。氮气防灭火技术是集约化综采及综放开采条件下采空区防灭火的主要技术手段，但从目前看，氮气防灭火系统仍落后于综采、综放开采技术的发展，还需要进一步提高制氮装备的稳定性和可靠性。燃油惰气灭火技术主要用在当发生外因火灾或因自燃火灾而导致的封闭区，以民用煤油和空气为原料，经过急剧的化学反应，形成惰性气体产物（主要成分是CO2及少量的O2、微量CO、水蒸汽等)，然后将具有一定压力的惰气注入预处理区，达到防灭火的目的。CO2防灭火技术是利用液态CO2对预处理区进行防灭火的技术，利用CO2分子量比空气大、抑爆性强、吸附阻燃等特点，可在一定区域形成CO2惰化气层，对低位火源具有较好的控制作用，并能压挤出有害气体以控制灾区灾情。1).4堵漏技术堵漏风技术用于采空区密闭堵漏风、隔离煤柱裂隙堵漏风、无煤柱工作面巷道巷帮隔离带堵漏风等多个场合，初期的堵漏防灭火措施主要为灌注黄泥浆、砂浆等，近年来研究成功了各种性能优良的新型充填堵漏材料，如无机固化粉煤灰、轻质膨胀快速密闭堵漏材料等。1).5凝胶技术近年来，凝胶技术在我国得到较广泛应用，适用于处理巷道帮、顶、高温区域、撤面期间的自燃隐患以及火区治理。凝胶技术应用于防火时起到覆盖、堵漏、隔氧、阻化的作用，应用于灭火时起到降温、覆盖、堵漏、隔氧、防复燃的目的。凝胶主要由基料、促凝剂和水组成，把所选择的基料和促凝剂按一定比例配成水溶液，再按一定比例均匀混合后，发生“胶凝作用”化学反应，形成无流动性、半固体状的凝胶。凝胶分为无机凝胶和高分子凝胶两大类，其防灭火机理是凝胶通过钻孔或煤体裂隙进入高温区，其中一部分未成胶时在高温下水分迅速汽化，快速降低煤表面温度，残余固体形成隔离层，阻碍煤氧接触而进一步氧化自燃；而流动的部分混合液随着煤体的温度的升高，在不远处及煤体孔隙里形成胶体，包裹煤体，隔绝氧气，使煤氧化、放热反应终止；干涸的胶体还可以降低原煤体的孔隙率，使得通过的空气量大大减少，从而抑制复燃。1).6泡沫防灭火技术泡沫防灭火技术是以化学方法产生膨胀惰性泡沫，以进行防灭火处理的一种技术手段。常用的泡沫防灭火技术有化学惰气泡沫防灭火技术和三相泡沫防灭火技术。化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成，其原料皆为固态粉状，井下灭火时一般采用钻孔压注方法将其溶液注人自然发火的区域。发生化学反应生成的惰气泡沫可迅速向周围空间、漏风通道及煤壁裂隙扩展，充填火区空间，窒息火区，而且惰泡具有较好的稳定性，可以起隔绝空气的作用。目前国内外主要防灭火技术及优缺点见表1所示。表1 防灭火技术与材料优缺点比较防灭火技术主要材料优点缺点经济成本（元/m3）预防性灌浆技术黄泥、粉煤灰，矸石、砂子、水泥砂浆、石膏、高水材料等。1．包裹煤体，隔绝煤与氧气的接触；2．吸热降温；3．工艺简单；4．成本较低。1．只流向地势低的部位，不能向高处堆积，对中、高及顶板煤体起不到防治作用；2．浆体不能均匀覆盖浮煤；容易形成“拉沟”现象；覆盖面积小；3．易跑浆和溃浆，造成大量脱水，恶化井下工作环境，影响煤质。10～30注水技术矿井水或自来水1．吸热降温速度快，大量的水能迅速降低火源表面的温度；2．大量的水蒸气能降低空气中氧气的浓度，有利于惰化防灭火区域；3．成本低。1．流动性强，覆盖面积小，只流向地势低的部位，难以在高处停留；2．易出现“拉沟”现象而跑水，恶化井下环境；3．流过一些空隙，会把微小的煤尘冲刷走，增加煤体的空隙率，使漏风通道更加通畅；4．一旦水分挥发到一定程度后，容易放出润湿热，使煤层自燃的可能性增加。很少阻化剂技术MgCl：、水玻璃、NaCl、Ca(OH)2以及有机物质如甲基纤维素、离子型表面活性剂等1．惰化煤体表面活性结构，阻止煤炭的氧化；2．吸热降温，并使煤体长期处于潮湿状态。1．不容易均匀分散在煤体上，且喷洒工艺难实施；2．腐蚀井下设备，影响井下工人的身体健康。30～50惰性气体技术氮气、二氧化碳等惰性气体1．减少区域氧气浓度；2．可使火区内瓦斯等可燃性气体失去爆炸性；3．对井下设备无腐蚀，不影响工人身体健康。1．易随漏风扩散，不易滞留在注入的区域内；2．注氮机需要经常维护；3．降温灭火效果差。成本较低堵漏技术罗克休、马力散、高水速凝材料、堵漏凝胶、聚胺酯泡沫等1．聚胺酯泡沫抗压性好、堵漏效果好；2．隔绝氧气进入煤体，防止漏风效果较好。1．工作量大；2．成本高；3．聚胺酯泡沫在高温下分解放出有害气体；4．罗克休等泡沫材料高温下易燃烧。80～1000凝胶技术铵盐凝胶1．包裹煤体、封堵裂隙效果较好；2．耐高温；3．对局部火源效果明显。1．流量小，流动性差，较难大面积使用；2．时间长了胶体会龟裂；3．胺盐凝胶会产生有毒有害气体；4．成本较高。60～80高分子凝胶100～150惰性气体泡沫技术氮气泡沫、二氧化碳泡沫等1．避免“拉沟”现象；2．水能均匀分布；3．适于采空区或煤堆深都的煤炭自燃。1．泡沫很容易破灭；2．只有液相水，一旦水分挥发，防灭火性能就消失。成本较低2）液态CO2防灭火的机理及效果分析2).1 CO2的物理性质1．CO2常温、常压下是无色略带酸味的窒息气体。CO2不可燃，正常情况下也不助燃。2．CO2在大气中的体积分数仅为0.037%。它在不同的压力、温度条件下有三种形态，即在低温加压下（-20℃、2MPa）或高压常温（约8MPa、30℃）下气体可变为液态，液体气化过程中，当温度降到-78.5℃后将形成雪花状的固态干冰（固体碳酸）。3．CO2熔点为-56.6℃(0.52MPa)，临界温度为31.3℃，临界压力7.28 MPa， CO2具有升华特性，升华点为-78.5℃(0.1 MPa)。4．CO2相对空气密度为1.529，密度为1.976kg/m3(0℃、0.1 MPa)，液态CO2的密度随温度的变化而变化较大，-20℃时，其密度是1.01kg/L，在温度为15℃、0.1 MPa下，1t液态CO2体积膨胀约640倍。2).2液态CO2防灭火机理分析1．窒息氧作用煤的自然发火是煤与氧的氧化反应过程，氧气是氧化反应的必要条件，没有氧气，氧化反应就无法进行。试验结果证明，氧浓度低于8%时失燃,低于3%时，氧化反应彻底被中止，燃烧现象不能持续进行。向发火或具有高温火点的采空区内注入液态CO2立即会形成大量的高浓度CO2，会使采空区内原有O2浓度相对减小，并且由于CO2比空气密度大，重于空气，以及煤体对CO2具有较强吸附作用（吸附量为48L/kg，而煤对氮气的吸附量为8 L/kg，前者是后者的6倍）等特点 ，很容易替代O2而覆盖煤体燃烧点表面，减少煤体燃烧体表面O2浓度，使O2浓度低于自然发火的临界O2浓度，从而防止煤的氧化自燃，或使已形成的火灾因缺O2而窒息灭火。与此同时，大量的高浓度CO2的扩散会必然会提高采空区内气体静压，进而会降低采空区的漏风量，造成氧化自燃带供氧不足，进而阻止氧化反应的进程。2．冷却降温作用煤的燃烧过程实际就是煤的氧化过程，其氧化速度与供氧有关系，也与温度有关系。煤炭自燃往往经历三个阶段:升温氧化阶段(110-130℃)，加速升温阶段(140-190℃)，急速升温阶段(200℃以上)。如直接喷注液态CO2时，可使火源明显降温，加速熄灭火源。液态CO2喷入火区空间会瞬间气化，体积将膨胀640倍左右，需要吸收大量热，温度急剧下降到-78.5℃。1KG液态CO2蒸发气化需要吸收577.8×103焦耳／KG的热量。加之煤对 CO2极易吸附特点，在吸附过程中将吸附热转移给CO2气体，从而会遏止燃烧的链锁反应。同时扩散采空区内的CO2气体也会吸收氧化反应过程中所产生的热量，降低周围介质的温度，以减缓煤的升温速度，促使煤的氧化反应由于聚热条件的破坏而延缓或终止。3. 惰化抑爆作用气化后的CO2在冲淡可燃气与氧的含量过程中，也使火区空间气体惰化程度不断增大，从而使混合气失去可爆性。CO2 的惰化作用优于其他惰性气体。在以氮气注入的火区阻爆临界氧浓度为12%，火区内明火被熄灭的临界氧浓度为9.5%；而以CO2注入的火区阻爆临界氧浓度为14.6%，火区内明火被熄灭的临界氧浓度为11.5%。经两者比较，CO2惰气的阻燃、阻爆性能明显优于氮气，两者相差2个百分点以上。2).3研制液态CO2防灭火工艺系统装备的实际意义通过表1对国内外常规防灭火技术和材料的优缺点比较，以及结合国内个别煤矿试验将液态CO2用于煤矿矿井防灭火的应用实践，如兖州南屯矿2003年11月曾利用在地面将液态CO2气化成气态CO2通过管路输入井下火区实施灭火，取得明显灭火效果；鹤岗矿区在去年曾经试验过将液态CO2直接从地面利用通往井下火区管道向火区灌注，也取得灭火明显效果。我们总结分析，相比其它常规防灭火技术，液态CO2防灭火技术存在以下优点：（1）液态CO2灌注入火区空间会瞬间体积膨胀气化，并吸收大量热，使得火区温度和氧气浓度降低加快，降温效果明显。（2）适用范围广，液态CO2经过吸收热量气化后，可充扩散充满任何形状的燃烧空间，因而便于对矿井采空区深部、高冒窝等人们不便接近的地点进行灭火。（3）液态CO2灌注火区后，能有效降低煤氧复合速度，迅速抑制燃烧，更有利于防止瓦斯、煤尘爆炸。（4）负面损失少，不会损坏设备和井巷设施，因而灭火后恢复工作量少且容易。（5）输送便利。（6）灭火用材成本低于其他灭火成本。通过对液态CO2防灭火作用和机理研究，以及国内外防灭火技术比较分析，我们认为利用液态CO2防灭火技术思路是没问题的，正好充分体现通过控制煤矿矿井火灾三要素（可燃物的存在、热源、具有一定浓度氧的空气供给）之一的防灭火理念，而且利用其防灭火与其他防灭火技术方法比较具有速度快，操作简单，成本低，防灭火效果显著可靠等特点，是一项先进的防灭火技术，甚至可能将不失为当前煤矿井下防灭火最佳技术措施。但是要想将这项技术措施推开，必须解决高压低温下防止管道爆裂及保障CO2以液态形式注入火区等工艺安全问题，研究开发出适宜于液态CO2特性及煤矿井下特点的液态CO2防灭火工艺系统装备，并制订和落实相关安全保障措施。3)各种有关装备的安全可靠性论证；质量保证体系液态二氧化碳灭火装置的主机部件是低温压力容器。为保证中华人民共和国国务院令第373号发布的《特种设备安全监察条例》和国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》及有关技术法规的全面贯彻执行，保证产品质量，确保压力容器在煤矿井下安全运行，特制定本质量保证体系。3).1.1 质量目标质量目标是：生产符合《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、GB150-2011、GB151-1999等有关标准和规范要求的合格产品、优质产品、名牌产品。3).1.2 质量保证体系公司对压力容器质量保证体系作了明文规定，并设置了压力容器质量控制系统、控制环节和控制点，以保证压力容器产品质量目标的实现。我公司压力容器制造质量保证体系中设置了设计、工艺准备、材料、制造检验（含探伤）四大控制系统。 以《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》等法规为准则，国家标准，专业标准及有关规范为基础，制定了我公司压力容器质保体系，它是压力容器设计、工艺准备、材料、制造和检验必须遵循的法规性文件。1）设计、工艺质控系统压力容器设计图纸必须由压力容器设计资格的单位提供。压力容器的图样必须由总经理任命的承接设计工艺责任人员负责。设计零件图、测绘、工艺性工作均应符合《容规》现行标准、规范、图样要求。2）材料质控系统公司对压力容器所需的原材料（包括焊接材料、外协件、外购件），从材料计划、订货、采购、验收到保管发放，均由压力容器材料质控系统保证。3）焊接质控系统公司对压力容器焊接材料、焊工、焊接工艺评定，焊缝返修，产品焊接试板的质量控制提出了具体要求和规定。压力容器焊接工艺评定应符合国家标准《钢制压力容器焊接工艺评定》的规定。4）检测质控系统公司对压力容器检测的管理，人员资格、职责、设备、条件，工艺流程和探伤程序做出规定，以保证无损检测结果正确可靠。所有压力容器的X射线探伤，必须经过初评和复评，并按“无损检测管理制度”执行。压力容器产品最终无损检测结果，由探伤室负责出具报告，并按“无损检测管理制度”进行审批。3).1.3 产品检验公司对压力容器产品的检验人员、检验程序以及“停点”的检查内容做出规定，以保证压力容器的检验符合《规程》、GB150—2011、GB151—1999标准的要求。产品检验包括原材料复验，生产工序检验和成品检验，统一由检验科负责。产品及其主要零部件和关键工序检验应按标准、规范和产品图样文字的规定进行。检验科应编制检查工艺，并有检查记录。转运储罐须经耐压试验和气密性试验并合格后方能出厂。3).1.4 质量保证体系与组织机构质量保证体系是制造压力容器的法规性文件。质量管理制度和各质控系统责任人员的职责权限，是实施质量保证体系正常运行的管理基础,全厂各类质控系统责任人员必须认真贯彻执行。质量保证体系由总经理批准后生效，并由质量保证体系中各类质控系统责任人贯彻执行。全厂质量保证体系机构由质保责任人员组成，在总经理的领导下由质保工程师直接主持和担负质量保证法规的实施和质量控制，监督活动。质量保证工程师及各类质控系统责任人员，由总经理任命，报上级监督机构和主管部门备案。3、项目主要技术难点及重点目前对于液态二氧化碳在采空区内与环境的热交换机理有待进一步明确，液态二氧化碳防灭火工艺有待进一步成熟与完善。现有的注液态二氧化碳技术与传统的二氧化碳防灭火技术类似，并没有充分发挥液态二氧化碳临界状态对采空区火灾的降温惰化作用，因此需要保障液态二氧化碳可控温的调节，这也是本研究的难点。此外由于液态二氧化碳温度低，一般为-56.6℃，低温液态二氧化碳的井下罐装及运输，特别是在井下条件复杂，大量液态二氧化碳源井下供给难度非常大，同时管路受压、受砸特别严重，对低温液态二氧化碳输送管道的要求也很高，如何科学有效的解决这系列关键性技术难题成为技术成败的关键。因此，项目实施过程要重点解决以下问题：（1）输送液态二氧化碳的管路低温绝热输送的关键技术与温度的可控式调节；（2）液态二氧化碳在采空区内的运移规律及热交换过程；（3）如何对二氧化碳废气进行液化回收。鉴于以上三方面的原因，多年防灭火技术仅限于现场试验及井下局部应用阶段。通过本项目的研究和实施，研究建立液态二氧化碳防灭火技术及成套装备、实现极复杂条件下矿井大型火灾快速治理、解决煤层自然发火的有效防治，并大规模推广应用到矿井的高效安全生产具有重要意义。成果表述1）二氧化碳液化回收及防治煤矿火灾的液态二氧化碳灌注技术以火区的降温惰化为主，集二氧化碳回收利用＋“降温+抑爆+惰化+淹没覆盖”的作用机理，构建矿用井下移动式液态二氧化碳输送及灌注系统，构建地面液态二氧化碳输送及灌注系统，构建一套完整的液态二氧化碳防灭火装备；2）通过地面钻孔和管路液态二氧化碳灌注直接灭火、井下钻孔和埋管移动式液态二氧化碳灌注防治自燃火灾等在现场的实施，形成一套完善的液态二氧化碳防灭火工艺技术：①确定注液态二氧化碳参数。鉴于液态二氧化碳在采空区内的扩散半径，为防止低温二氧化碳大量涌出到工作面，冻坏工作面支架液压部件造成不必要的损失，合理优化并确定注液态二氧化碳口位置、孔间距、注二氧化碳量、注二氧化碳压力等注二氧化碳技术参数，并制定井下不确定环境下，液态二氧化碳释放口及输送管路的保护措施；

『柒』 煤矿设计的安全专篇

安全专篇是指在煤矿初步设计的基础上对煤矿安全设施和条件的设计，包括煤矿初步设计安全专篇说明书和附图两部分。
3 基本规定
3.1 矿井初步设计安全专篇必须在以下资料基础上编制：
a） 经国土资源部门评审备案的相应级别的井田勘查地质报告；
b） 省级及以上政府有关主管部门项目核准（审批）的批复文件；
c） 国土资源部门划定井田范围批复文件或颁发的采矿许可证；
d） 安全预评价报告。
3.2 矿井初步设计安全专篇编制必须符合《煤炭产业政策》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿安全规程》等政策、法规、标准要求。
3.3 矿井初步设计安全专篇必须在初步设计的基础上进行编制，矿井初步设计及其安全专篇应由同一个设计单位进行编制，编制单位必须具有相应设计资质。
4 编制内容
4.1 概况
4.1.1 矿区开发情况。包括矿区总体规划，现有生产、在建矿井的分布和开采情况，小窑分布及开采情况；属于非新建项目的，要介绍其建设、安全生产情况。
4.1.2 项目设计依据。包括建设单位提出的要求和目标、提供的主要技术资料与审批文件，设计编制的主要原则和指导思想，国家有关安全法律法规、规范和标准等。
4.1.3 建设单位基本情况。项目建设单位的组成、主营业务、煤炭建设与生产业绩、近年安全生产状况。
4.1.4 设计概况
4.1.5.1 地理概况。矿区、矿井所在地理位置、交通情况、地形地貌、水系河流、气象与地震、环境状况等情况。附：交通位置图。
4.1.5.2 主要自然灾害。井田所在区域洪水、泥石流、滑坡、岩崩、不良工程地质、灾害性天气等方面。
4.1.5.2 工程建设性质，新建、改建、扩建。
4.1.5.3 井田开拓与开采。井田境界、储量、设计能力及服务年限；井田开拓方式、采区布置、采煤工艺及主要设备，建设工期等。
附：井筒特征表。
附插图：开拓方式平、剖面图。
4.1.5.4 提升、排水、压缩空气系统。主要设备型号和主要技术参数。
4.1.5.5 井上下主要运输设备。地面铁路、公路及其它运输方式，井下主要、辅助运输方式及设备。
4.1.5.6 供电及通讯。供电电源、电压、电力负荷、送变电方式、地面供配电、井下供配电、安全监控与计算机管理，通讯及铁路信号等。
4.1.5.7 地面辅助生产系统。包括原煤进仓装车、洗选加工、矸石排放，以及供排水、污水处理、井口降温采暖等系统。
4.1.5.8 地面设施。工业场地及周边用于生产生活的重要建筑物与构筑物。
附：工业场地总平面布置图。
4.1.5.9 技术经济。劳动定员汇总表，主要技术经济指标。
4.2 矿井开拓与开采
4.2.1 煤层埋藏及开采条件
4.2.1.1 地质构造及特征。地层、煤系地层及含煤性。煤系地层走向、倾向、倾角及其变化规律；断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；火成岩侵入情况及对煤层和煤层顶底板的影响；构造类型。
附表：主要断层特征表
4.2.1.2 煤层及煤质。煤层赋存情况（包括可采煤层层数、厚度、倾角、结构、节理、层理发育情况等）、煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律；煤层露头（含隐露头）及风化带情况；煤质及煤种。
附：可采煤层特征表。煤质特征表。
附：煤层柱状图。
4.2.2 矿井主要灾害因素及安全条件。
煤层瓦斯赋存及规律，煤层瓦斯含量、压力，矿井瓦斯等级，矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性，其它有毒有害气体情况；各煤层煤尘爆炸指数及爆炸危险性；煤层自燃发火期和自燃倾向性；煤层顶、底板情况；冲击地压危险性；地温情况。
邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出、地温等实际情况及鉴定研究成果。
4.2.3 矿井开拓系统
4.2.3.1 井筒
井筒的设置及功能。井筒和工业场地工程地质条件、防洪设计标准、保护煤柱的留设等；进、回风井口的安全性。
4.2.3.2 采区（或盘区、下同）划分、采区及煤层开采顺序、采区接替关系，划分依据及其合理性分析；煤层下行开采的顺序确定；煤层上行开采的分析论证。
4.2.3.3 主要巷道
主要巷道布置层位、安全煤柱、安全间隙、支护方式、安全风速、其它安全措施等。
插图：井筒、开拓、采区主要巷道断面图。
附：开拓方式平、剖面图。
4.2.3.4 竣工投产应具备标准条件，采区包括盘区大巷应贯穿整个采（盘）区。
4.2.4 采煤方法及采区巷道布置
4.2.4.1 采煤方法的合理性分析。
应对综合机械化采煤、放顶煤采煤法、水文地质条件复杂、煤层自燃、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯突出矿井、冲击地压矿井、薄煤层、大倾角煤层和特厚煤层等难采煤层的适应性和安全性进行分析。
4.2.4.2 采掘设备的安全性
液压支架的支护强度、防倒、防滑措施；倾斜和急倾斜煤层开采时的防飞矸措施等。
4.2.4.3 采区巷道布置。
采区上、下山、采煤工作面顺槽等巷道布置方式。
对有冲击地压、煤层自燃和煤与瓦斯突出等条件下巷道层位的选择与分析。
高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险矿井采区和开采容易自燃煤层的采区以及低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，其专用回风巷的设置情况。
采区及工作面加强支护的要求等。
附：采（盘）区巷道布置及机械配备平、剖面图；井下运输系统图。
4.2.5 顶板管理及冲击地压
4.2.5.1 顶板灾害防治及装备
影响矿山压力显现基本因素分析：煤层顶板岩性、顶底板类别、物理力学性质对可能产生顶板事故的影响分析；断层与褶曲、挤压带与破碎带、冲刷、节理、裂隙、煤层倾角、开采深度、采高、控顶距对矿山压力显现的影响。
一般顶板冒落灾害的防治措施及装备：回采工作面顶板管理方式的选择，回采工作面支架的选择论证，采区顺槽巷道支护的选择论证；沿空掘（留）巷的安全措施。掘进工作面支护选择论证、交叉点支护的选择论证。
矿山压力观测设备：综采工作面、高档普采工作面、其它采煤工作面及掘进工作面各种矿山压力观测设备。
坚硬顶板跨落灾害的防治措施：顶板岩石特性、物理力学性质、顶板岩层厚度、临近矿井顶板冒落情况等。
预防措施及装备：顶板高压注水、强制放顶等措施分析。岩石钻机、高压注水泵、矿山压力观测设备（如：微震仪、地音仪、超声波地层应力仪等）。
4.2.5.2 冲击地压
矿区或邻近矿井或本矿冲击地压发生的历史资料；影响本矿冲击地压发生的因素分析（地质因素、开拓开采因素）；冲击地压预测（冲击地压预测方法、预测仪器仪表和设备选型）；冲击地压防治措施（设计原则、防治措施等）。
附：上下煤层对照图、冲击地压的预测和防治工程图（必要时附）。
4.2.6 井下主要硐室
井下架线式电机车修理间及变流室、井下蓄电池式电机车修理间及充电变流室、井下防爆柴油机车修理间及加油(水)站、井下换装硐室、井下消防材料库、防水闸门硐室、井下急救站、避灾硐室、井下降温系统硐室等的规格、要求（装备）、服务范围、层位位置选择、支护形式、通风方式等。
4.2.7 井上、下爆炸材料库
位置、库房型式、支护、通风、照明、通讯；距主要井巷（建构筑物）距离；爆炸材料库采取的安全防范措施。
4.2.8 安全出口
矿井、采区、工作面安全出口设置及保证措施。
4.2.9 矿山压力及地质测量类仪表、设备配置
4.3 瓦斯灾害防治
4.3.1 瓦斯灾害因素分析
4.3.1.1 瓦斯赋存状况
瓦斯成分、瓦斯参数（瓦斯风化带、瓦斯压力、各煤层瓦斯含量及梯度等）、煤层逶气性系数、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性、其它有毒有害气体情况。
4.3.1.2 瓦斯涌出量预测及变化规律分析
根据不同水平的瓦斯参数预测矿井不同水平或开采区域的瓦斯涌出量、矿井瓦斯等级，从不同区域不同埋深分析研究矿井瓦斯涌出的变化规律等。
4.3.1.3 瓦斯灾害治理措施选择
研究确定降低矿井瓦斯浓度的可能途径，对风排、抽排比例关系进行定性、定量分析。
4.3.2 防爆措施
4.3.2.1 防止瓦斯积存的措施。健全稳定、合理、可靠的通风系统；保证工作面有充足的风量和合理的风速；确定瓦斯异常区装备、管理标准。
4.3.2.2 控制和消除引爆火源。防止爆破引燃瓦斯；防治自燃措施；电气防爆措施；防止撞击产生火花的措施；防止产生引燃（爆）火源（明火）的措施。
4.3.2.3 地面储、装、运等辅助生产系统防爆措施
4.3.3 隔爆措施（见4.5.5）
4.3.4 瓦斯抽采
4.3.4.1 矿井瓦斯储量
瓦斯储量、可抽量及瓦斯涌出量计算。
4.3.4.2 抽采系统和方法
瓦斯抽采系统的选择及合理性分析；地面集中抽采（预抽）的预抽量、预抽时间、预抽效果分析。
本煤层瓦斯抽采方法；临近层抽采方法；采空区抽采方法；抽采巷道的选择和布置；钻场布置和钻孔参数。
4.3.4.3 抽采管路及其设备
抽放系统的主、干、支管管径、材质、连接方式，主管路的趟数；抽放管路的布设和敷设方式，安全间距；管路的附属设施（如阀门、计量装置、放水器、除渣装置、管路瓦斯参数测定孔等）及其布设原则；井下管路的阻燃性和防砸、防静电、防腐、防漏气、防下滑措施，地面管路的防冻和防雷电、静电措施；
矿井不同时期的抽放流量、负压及时间界限；瓦斯储存、利用方式及所需正压，抽放设备选型及工况点（应考虑抽放设备实际工况与标准工况的换算），设备富裕能力（≮15%）校验，设备工作及备用台数；
瓦斯抽放站的辅助设施（起重、冷却、采暖、通风、测量及计量）、安全设施（防爆器、防回火装置、放空管、避雷、灭火器具），安装布置方式，防火间距，机房安全出口；抽放设备及设施选型合理性和运行安全、可靠性分析；
附：抽放管路系统图、抽放泵特性曲线图。
4.3.4.4 安全保障措施
抽放系统及抽放泵站安全措施：抽放站场、钻孔施工防治瓦斯措施；管路及抽放瓦斯站防雷电、防火灾、防洪涝、防冻措施；抽放瓦斯浓度规定；安全管理措施。
监测监控子系统的组成、功能及设置。
4.3.5 防突措施
4.3.5.1 煤与瓦斯突出的危险性分析
煤层赋存、顶底板等情况；瓦斯特征；煤层的物理力学性质；矿井或邻近矿井煤与瓦斯突出情况；各煤层瓦斯突出危险性鉴定结果。
4.3.5.2 综合防突措施（开拓方式和开采顺序；采煤方法和巷道布置；采区巷道和顶板管理；通风等）。
4.3.5.3 煤层注水防突（煤层注水的布孔形式、位置、长度、注水量等参数结合防尘、防突等因素综合考虑，详见4.5.2）。
4.3.5.4 开采保护层：保护层的确定；保护层作用有效范围的圈定；开采保护层的几个技术问题—主要巷道布置、井巷揭突出煤层地点的选择、预抽被保护层的瓦斯、保护层的有效保护范围及有关参数确定、保护层的回采工作面与被保护层的掘进工作面超前距离的确定、防止应力集中的影响、留煤柱时采取的措施、掘进通风和局部扇风的选择、井巷揭煤前通风系统和通风设施及采区上山布置方式、其它应注意的问题。
4.3.5.5 预抽煤层瓦斯；石门和井巷揭煤的防突措施；煤巷掘进防突措施；回采工作面防突措施。
4.3.5.6 预测预报措施，煤与瓦斯突出预测仪器。
4.3.5.7 安全防护措施
井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业时的安全防护措施；压风自救系统（压风自救硐室；压风自救点；自救系统需风量校验，管路设施）；个人防护措施等。
附：压风自救系统图。
4.3.6 矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置

4.4 矿井通风
4.4.1 通风系统
矿井通风方式和通风方法。
矿井初、后期进回风井数目及位置、功能、服务的范围及时间；改扩建矿井增加和弃用的井筒情况。
附插图：通风系统图（初、后期）、通风网络图（初、后期）。
4.4.2 矿井风量、风压及等积孔
矿井不同时期的需风量计算及风量分配、风压、等积孔计算及通风难易程度评价，应考虑自然风压及海拔高度影响。
附表：初、后期风压计算表。
4.4.3 掘进通风
掘进通风方法、通风设备、防止产生循环风的安全措施。
4.4.4 硐室通风
井下独立通风硐室的通风系统及安全措施，采用扩散通风的硐室及通风要求。
4.4.5 井下通风设施及构筑物
井下各种风门、挡风墙、风帘和风桥、调节风门、测风站的设置及技术要求。
4.4.6 矿井主通风机及矿井反风
矿井通风设备选型及正常、反风工况点（应考虑自然风压影响及海拔高度对特性曲线的修正），通风设备的余量及电机功率（包括反风功率）校验；工况调节方式，辅助设施（防爆门、风硐、风门、起重、润滑、液压、冷却散热、消音、测压、灭火器具），安装布置方式，机房安全出口，风门防冻措施，性能测试方式；反风方式、反风系统及设施；多风机联合运转时的性能匹配及工况点稳定性；通风设备及设施选型合理性和运行安全、可靠性分析。
多风井实施反风的技术措施和方法。
附：初、后期风机工作和反风特性曲线图。
4.4.7 井筒防冻
井筒防冻方式、计算参数、设备选型及相应的安全措施。
4.4.8 降温措施及设备选型
4.4.8.1 矿井致热因素
热害种类、热害程度及致热因素分析。
4.4.8.2 矿井地热、热水分布状况及岩石热物理性质
可采煤层上下主要层段岩石热物理性质及参数；热水型矿井的热水形成、运移、水温及水量等主要参数；地热型矿井的原始岩温、干湿球温度等主要参数。
4.4.8.3 矿井热源散热量计算
地温情况及热害对职工的影响；风温预测计算及采取的降温措施。
4.4.8.4 降温措施及设备选型
开拓、采掘布置措施；通风系统及通风管理措施；地热及热水型矿井封堵、疏干措施；人工制冷、降温等措施；降温设备选型；采用各种措施的经济技术比较；降温措施及预期效果。
4.4.9 矿井通风检测类设备配置

4.5 粉尘灾害防治
4.5.1 粉尘危害及防尘措施
4.5.1.1 粉尘种类和危害程度分析
粉尘的种类、游离二氧化硅含量、煤尘的爆炸性、粉（煤）尘的危害性等。
4.5.1.2 防尘措施的确定
各采掘工作面、装载点、卸载点、运输、仓储．．．．．．等产生粉尘的尘源地点，采用的降尘、除尘、捕尘以及对沉淀在巷道中的煤尘所采取的综合防尘措施。
回采、掘进工作面除尘。
4.5.2 煤层注水
4.5.2.1 煤层注水设计依据
煤层的物理特性、煤层顶底板的物理特性、煤层的结构特征等；论述煤层注水的必要性。
4.5.2.2 注水工艺、参数及设备
注水方式的选择、注水参数及水质的确定；注水系统的选择、注水设备和仪表的选择。
4.5.3 井下消防、洒水（给水）系统
井下消防洒水系统：水源及水处理、水量、水压、水质、给水系统（系统选择、水池、蓄水仓、加压、减压、管网）、用水点装置（灭火装置、给水栓、喷雾装置）、管道、加压泵站、自动控制。
4.5.4 粉尘监测及个体防护设备
4.5.4.1 粉尘检测
主要检测方法及频率，粉尘传感器布置及检测仪表。
4.5.4.1 个体防护设备
个体防护设备的选择及配置。
4.5.5 防爆措施（有煤尘爆炸危险矿井）
防尘降尘措施、电气设备及保护、撒布岩粉、防止火源引起煤尘爆炸的措施等。
4.5.6 隔爆措施（有煤尘爆炸危险或有瓦斯涌出矿井）
防止爆炸由局部扩大为全矿性的灾难所采取的措施。
4.5.6.1 隔爆水棚（水槽、水袋）
水棚的结构、选型、计算与布置以及水棚给水系统。
4.5.6.2 隔爆岩粉棚
粉棚的结构、布置、计算，对岩粉的要求与岩粉原料。
附：隔爆水棚、岩粉棚布置图。
4.5.7 矿井地面生产系统防尘
地面生产系统防尘；排矸系统防尘；喷雾洒水除尘措施及装备。
4.5.8 矿井总粉尘、呼吸性粉尘检查、检测类仪器仪表配置

4.6 防灭火
4.6.1 煤层自然发火危险性及防灭火措施
4.6.1.1 煤层自然发火危险性
煤层自燃发火危险性参数及矿井的火灾特点。邻近矿井煤层自燃发火的特点和规律、煤层的发火期。
4.6.1.2 煤的自燃分析预测
从煤的化学成分及变质程度、孔隙率、地质构造和内生裂隙、水分、炭化程度、煤岩组分、硫磷含量、瓦斯含量、吸氧速度、温度及开拓方式、采煤方法、通风方式等等方面分析。
4.6.1.3 煤层的自燃预防措施
应根据矿井煤层自然发火的特点、开拓开采方式、先进适用的科技成果，选择适宜的开拓开采和通风方式，确定预测预报自然发火的方法，火灾监测系统设置等。
4.6.2 防灭火方法
4.6.2.1 灌浆防灭火：设计依据及主要技术资料、灌浆系统的选择、灌浆方法的选择、灌浆参数的计算及选择、灌浆材料的选择、泥浆制备、注浆管道和泥浆泵选择。
附：灌浆系统图。
4.6.2.2 氮气防灭火：设计依据及主要技术要求、注氮工艺系统及设备、注氮参数。
附：注氮工艺系统图。
4.6.2.3 阻化剂防灭火：设计依据、阻化剂的选择、喷洒压注工艺系统、参数计算、喷洒压注设备。
4.6.2.4 凝胶防灭火：主料、基料及促凝剂的选择、参数计算、压注、喷洒设备选择等。
4.6.2.5 其它防灭火方法：泡沫灭火技术、均压通风等。
4.6.3 井下外因火灾防治
4.6.3.1 电气事故引发的火灾防治措施
井下机电设备硐室防火措施、井下电气设备的防火措施、井下电缆、井下电气设备的各种保护。
4.6.3.2 带式输送机着火的防治措施
井下阻燃输送带选择、巷道照明、驱动轮防滑保护、烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置，自动洒水装置和防胶带跑偏装置，机头机尾硐室自动灭火系统、火灾报警装置以及监测监控装置。
4.6.3.3 其它火灾的防治措施
防止地面明火引发井下火灾的措施；防止地面雷电波及井下、防止井下爆破引发火灾的措施；空压机的防火与防爆措施；防止机械摩擦、撞击等引燃可燃物的措施等。
4.6.4 井下防火构筑物
井下防火门硐室、消防材料库、防火墙、采区和工作面密闭等。

4.7 矿井防治水
4.7.1 矿井水文地质
4.7.1.1 水文地质情况
井田水文地质条件，主要含（隔）水层类型，矿井水文地质条件、水文地质类型；井田临近矿井和小（古）窑涌水及积水情况以及地表水体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况、地质构造的导水性；第四系含（隔）水层特征及积水情况；封闭不良钻孔情况；矿井主要含水层或积水区与主要开采煤层之间的关系；矿井正常涌水量和最大涌水量。
4.7.1.2 矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能发生突水的地点和突水量预计。
4.7.2 矿井防治水措施的确定
4.7.2.1 矿井开拓开采所采取的安全保证措施。矿井开拓工程位置及层位选择、采掘工程所采取的防治水措施。
4.7.2.2 防治水煤（岩）柱的留设。防治水煤（岩）柱的种类、防治水煤（岩）柱的留设原则、计算依据、方法与结果。
4.7.2.3 区域、局部探放水措施及设备。探放水原则、探放水方法的确定、探放水设备的选择、探放水时的安全措施。
4.7.2.4 疏水降压。根据矿井具体水文地质条件确定：疏水降压地点、方法和降低水头值的确定，疏水工程设计，疏水降压设备选择。
4.7.2.5 防水闸门。分析设置防水闸门的必要性，防水闸门规格，防水闸门硐室位置及设计计算结果，施工及管理要求。
4.7.2.6 井下排水。矿井不同时期井下正常、最大涌水量；排高及时间界限，地面所需附加扬程，排水方式；排水设备选型及管路淤积前、后的工况点（应考虑海拔高度对参数进行修正，以及并联运行）；排水泵的工作、备用、检修台数，预留预设情况，排水能力校验，电机功率和吸上真空高度校验，泵与管路的运行组合，水泵的充水方式和起动、调节方式；排水管路管径、材质、连接方式和壁厚校验，阀门，管路趟数及敷设井巷和方式；水质pH＜5时的防酸措施，管路的防腐，排水系统防水力冲击措施，管路预留位置；泵房附属设施[引水、起重、运输、配水井/阀及硐室，大功率泵房的通风散热和降噪措施；配水井、联轴器的安全防护；排水设备及设施选型合理性和运行安全、稳定性分析。
水泵房位置及通道，水仓布置及容量。
附：水泵特性曲线图、排水系统图。
4.7.2.7 地表水防治。设计依据、地面水防治、地面水防治工程及装备。
4.7.2.8 小窑、老窑水防治。小窑、老窑分布范围、积水情况，与矿井的开拓开采之间的关系、影响程度，提出其积水区域实现安全开采的防治水技术途径和安全技术措施。
4.8 电气安全
4.9 提升、运输、空气压缩设备
4.10 矿井监控系统
4.11 矿井救护、应急救援与保健
4.12 安全管理机构与安全定员、培训
4.13 待解决的主要问题及建议
施工图阶段和施工中应注意和解决的问题。
对于改扩建矿井，改扩建期间的安全措施和新老系统转换的说明。
对需要进行专项安全设计的说明。

『捌』 煤层注水的作用机理效果是什么

煤层注水是通过钻孔，将压力水和水溶液注入煤体，增加水分，以改变煤的物理力学性质，可减少煤尘的产生，还可减少冲击地压，煤与煤层气突出和自燃发火。
防尘
煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施。水的除尘机理包括以下3个方面：
（1）湿润煤体内的原生煤尘，使其失去飞扬的能力；
（2）有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，避免细粒煤尘的飞扬；
（3）水的湿润作用使煤体塑性增强，脆性减弱。当煤体受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。
预防煤与瓦斯突出
研究和试验考察表明，注水湿润煤体，可使煤的力学性质发生明显变化，煤的弹性和强度减小，塑性增大，从而使巷道前方的压力分布发生变化，即高压力向煤体深部转移，压力集中系数减小。煤体湿润后，其透气性也将成百上千倍的降低，水对瓦斯的运动起到明显的阻碍效应，煤中瓦斯涌出量和涌出速度都在大幅度下降。上述的各种变化，都表明注水湿润煤体，可以消除或降低煤层的突出危险。
减小工作面回风流中的瓦斯浓度
煤层注水对治理瓦斯的作用，不仅表现在预防煤与瓦斯突出，而且也表现在减小工作面生产时回风流中瓦斯浓度，其原因有2个。
（1）湿润煤体中的水分对瓦斯的运动起阻碍作用，使一部分瓦斯在煤体破坏后不涌入采掘空间而是随煤体被运出工作面。
（2）打孔破坏了煤体内原有的煤－瓦斯体系的平衡，注水前后则形成了新的煤－瓦斯－水三相体系，体系的这些变化都会导致瓦斯的涌出。
防治冲击地压
煤层注水的卸压原理是在高压水流的冲击作用下，使高压水冲击入煤体的层理、节理中，使煤体逐渐龟裂，产生较大裂隙，破坏煤体的整体性，使煤体脆性减弱，塑性增强，从而改变了煤体的物理力学性质，使煤体失去了冲击倾向性。煤体内部结构中注入大量水之后，煤体在水的浸泡作用下，促使煤体塑性变形区增加，实现高应力区向未注水软化的煤体侧转移，降低了煤体的应力集中程度，从而起到较好的防冲效果。
防火与降温
分层法开采厚或特厚易燃煤层时，在放顶后，向采空区注水，或在放顶前用水遍洒放顶步距条带，能起到防火作用。因为注水后煤体的导热系数和热容量增大，使煤体的温度不易升高，如果顶板为泥质岩石，则此法效果更佳，注水（或洒水）后，冒落的矸石湿润，膨胀成再生顶板，覆盖浮煤，减少漏风，从而抑制了采空区的浮煤氧化。陕西崔家沟矿和徐州大黄山矿采用此法防火均取得了良好效果。温度较低的冷水注入煤体后，由于水有较大的比热容和汽化潜热，对高温工作面的降温也是有利的。

『玖』 油水井增产增注措施是什么

采油井或注水井，由于某些因素，使井底附近的油层堵塞，结果使油井产量降低，甚至不出油，或注水井注不进水，影响油层压力和水驱油效果，降低油层采收率。在这种情况下，人们提出了改造油层的两项技术措施：压裂和酸化。

一、压裂

压裂，也称水力压裂，是利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量将高黏液体（压裂液）泵入井内，在井底产生高压。当该压力超过地层破裂压力时，就在井底产生一条或数条裂缝。然后将带有支撑剂的压裂液注入裂缝中，停泵后，就可在地层中形成具有足够长度、一定宽度和高度的不再闭合的裂缝。这种填砂裂缝具有很高的导流能力，从而大为改善近井地带油气的渗流条件，达到油井增产或水井增注的目的。

近年来，随着技术水平不断提高，水力压裂已成为低渗透储集层改造和增产、增注的重要手段。

（一）压裂液

压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用。压裂液及其性能与造缝尺寸的大小和裂缝的导流能力有着密切的关系，所以，压裂液是影响压裂效果的重要因素。

压裂液是压裂施工液的总称。根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为：

清孔液——5%HCl和0.2%的表面活性剂水溶液与堵球配合，疏通压裂井段射孔孔眼。

前垫液——对水敏、结垢或含蜡量高的地层进行压裂时，需要提前泵注黏土稳定剂、除垢剂或清蜡剂；同时，这段液体还可以对高温、深井地层起到降低地层温度的作用。

前置液——一般用不含支撑剂的压裂液作前置液，用以压开地层，降低地层温度和延伸裂缝，为携砂液进入裂缝准备空间。

携砂液——用来进一步扩伸裂缝，携带支撑剂进入裂缝，填铺高导流能力的砂床。携砂液是完成压裂作业、评价压裂液性能的主体液。

顶替液——用来将携砂液全部顶入地层裂缝，以免沉砂井底。顶替液量为井筒容积，不能过量顶替。

随着压裂工艺水平的不断提高，性能优越的压裂液也不断涌现。现在经常使用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液等。尤其近十几年发展起来的水基冻胶压裂液具有黏度高、摩擦阻力低及悬砂性能好的优点，现已成为国内外使用最广泛的压裂液。

（1）活性水压裂液（水基）：在水溶液中加入表面活性剂的低黏压裂液。此压裂液配制简单、成本低廉、黏度低、滤失量大、携砂能力弱，适用于浅井低砂量、低砂比小型解堵压裂和煤层气井压裂。

（2）稠化水压裂液（水基）：以稠化剂及表面活性剂配制的黏稠水溶液。稠化水压裂液比活性水压裂液黏度有所提高，携砂能力稍强，降滤失性能稍好，主要用于低温（小于60℃）、浅井（小于1000m）和低砂比（小于15%）的小型压裂。

（3）水基冻胶压裂液（水基）：这是一种有弹性、不黏手和容器的胶冻状压裂液。水基冻胶压裂液携砂能力很强，摩擦阻力极小，是一种较理想的压裂液。

（4）稠化油压裂液（油基）：是高分子聚合物溶于油中配成的压裂液。其基液为原油、汽油、柴油、煤油、凝析油。其优点是黏度高、悬砂能力强、滤失量小、不伤害油层；缺点是成本高、流动时摩擦阻力高，且黏度随温度升高降低很快，因此只适用于低压、亲油、强水敏地层。

（5）乳化压裂液：为一种液体分散于另一种与它不相混溶的液体中形成的多相分散体系。以液珠形式存在的一相称为分散质（或称内相、不连续相）；起分散作用的一相称为分散介质（或称外相、连续相）。用作压裂液的乳状液中，一相是水或盐水溶液、聚合物稠化水溶液、水冻胶溶液、酸液以及醇液；另一相则是原油、成品油、凝析油或液化石油气。此外，体系中还须加入有利于形成稳定乳状液的表面活性剂。乳化压裂液的特点是：具有一定的黏度，滤失量低，对地层伤害小，但其摩擦阻力一般高于水或油，适用于水敏、低压地层。

（6）泡沫压裂液：是气体分散于液体中的分散体系。为了使泡沫稳定，通常加入起泡剂。体系中气相为CO2、N2、空气；液相为稠化水、水冻胶、酸液、醇或油；起泡剂多为非离子型表面活性剂。这种压裂液的特点是：摩擦阻力损失小，滤失量少，返排速度快，携砂能力强，对地层伤害小，适用于含气砂岩或页岩地层，低渗、低压、水敏性地层。

（二）支撑剂

在水力压裂中，支撑剂的作用在于充填压裂产生的水力裂缝，使之在岩石应力作用下不再重新闭合，且形成具有一定导流能力的流动通道。显然，被支撑裂缝的长度、宽度越大，裂缝的导流能力越强，裂缝的增产效果越好。

压裂用的支撑剂可大致分为天然、人造和天然改性三大类型。天然的以石英砂为代表，人造的以陶粒为代表，天然改性的以树脂包层砂为代表。

1．石英砂

石英是一种分布广、硬度大的稳定性矿物，也是首先得到广泛应用的支撑剂，至今在国内外的用量仍然居于首位。石英砂硬度大，性脆，遇硬地层破碎后将大大降低裂缝的导流能力，遇软地层又容易嵌入裂缝里面。但石英密度低，便于施工泵送；价格便宜，容易获得；圆球度好，导流能力强，仍为目前国内外最常用的支撑剂。

2．人造陶粒

自20世纪70年代末以来，随着向深层、致密层的勘探开发的需要，我国先后研制出喷吹的铝矾土高强度支撑剂、中高密度高强度烧结铝矾土陶粒和低密度中等强度烧结铝矾土陶粒。我国将这些烧结或喷吹形成的人造支撑剂统称为陶粒，其主要特点是：具有很高的强度，具有抗盐、耐温性能，破碎率低；但其相对密度较高，对压裂液的性能及泵送条件都提出了更高的要求，且加工工艺复杂，成本较高。

3．树脂包层砂

树脂包层砂是采用一种特殊工艺，将改性酚醛树脂包裹在石英砂的表面，并经热固处理制成的一种支撑剂。按树脂的包裹方法，可分为预固化和（可）固化两种包层砂，它们在压裂中承担着不同的任务。前者是在石英砂的表面包了一层树脂，即使压碎了包层内的砂子，外面的树脂仍可以将碎块、微粒包裹在一起，从而保持裂缝有较高的导流能力；后者是在石英砂表面上事先包裹一层与压裂层温度相匹配的树脂，并作为尾随支撑剂置于水力裂缝的近井缝段，当裂缝闭合且地层温度恢复后，这种（可）固化的树脂包层砂先在地层温度下软化成玻璃球状，然后由软至硬地将周围相同的（可）固化的树脂包层砂胶结起来，这样在裂缝深处与井筒地带形成一道“屏障”，起到防止缝内支撑剂反吐回流的作用。

除上述类型外，20世纪50～60年代曾使用过的金属铝球、塑料球、核桃壳与玻璃球等支撑剂，由于受自身的缺点所限制，已被更好的支撑剂替代，现已不再使用。

（三）压裂工艺

压裂工艺包括压裂井（层）的选择、压裂工艺方式的选择、压裂施工参数的优化设计等一系列工作。在压裂液、支撑剂及压裂设备都已确定的情况下，压裂效果的好坏取决于压裂工艺。

各地区的油层性质、压力、温度等条件不同，完井方法、技术设备条件也有差异，因此，压裂工艺方式也不同。下面介绍几种较为常用的压裂工艺方法。

1．合层压裂技术

油气井的生产层往往是一个层组，压裂时对这个层组的各个小层同时进行施工，就叫做合层压裂，也叫笼统压裂。对于裸眼完成的井，其裸眼段由于难以分小层，常用此方法压裂。具体施工时又分为油管压裂、套管压裂和油套管同时压裂三种情况。油管压裂是将压裂液由油管挤入井底，并采取了带水力锚和套管加平衡压力等保护措施；套管压裂是井内不下油管，装好井口直接压裂；油套管同时压裂是将油管和套管出口各接一些压裂车，同时向井内注入压裂液，从套管加砂。

2．分层压裂技术

压裂施工中，当目的层有多层时，为了达到彻底改造的目的，要采用分层压裂技术。

目前国内外应用较为广泛的一种压裂技术是封隔器分层压裂。它是通过封隔器分层管柱来实现的。封隔器是分层压裂管柱的关键，它的作用是将目的层与上、下油层隔离开来，阻止压裂液进入上、下油层，使目的层独立地与压裂管柱内压力系统连接起来。对最下面一层，可以用单封隔器进行压裂；对射开多层的井，可用双封隔器对其中任意层进行压裂；对射开多层的深井，也可以用“桥塞+封隔器”分层压裂。

二、酸化

酸化是将按要求配制的酸液从地面经井注入到地层中，以用于除去近井地带的堵塞物，恢复地层的渗透率，或通过酸、岩的化学反应，腐蚀油层中的某些成分，恢复或提高油层的渗透能力的一种化学增产增注措施。

（一）酸液类型

酸化时采用何种酸液，必须根据酸化井地层和堵塞物的特点、措施目的和施工要求进行选择。

1．盐酸

酸化时，盐酸的浓度一般在6%～15%，但随着高效缓蚀剂的出现，可直接使用工业盐酸（浓度约30%）酸化。使用浓盐酸可以酸化深层，减少地层水的稀释，生成较多的CO2，利于残酸的排出。

盐酸可溶解堵塞水井的腐蚀产物，从而恢复地层的渗透率，例如：

根据地层条件、现场施工的实际情况，以及酸化目的的不同，可采用不同的酸化液进行酸化，如多组分酸、乳化酸、稠化酸、甲酸和乙酸等，都能起到不同的酸化效果。

（二）酸液添加剂

酸化用的酸液中，为了实现某一特定的目的所加入的化学物质称为酸液添加剂。常用的酸液添加剂主要有缓速剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂。

1．缓速剂

用来降低酸、岩反应速度，提高酸化半径的物质称缓速剂。加有缓速剂的酸液称为缓速酸。常用的缓速剂有表面活性剂和增稠剂。

表面活性剂如十二烷基磺酸钠等，它们吸附于岩石表面上，疏水基团向外阻止了酸液与岩石的接触反应，降低了反应速度。另外，表面活性剂在井底附近地层吸附量大，酸、岩反应速度小；当酸液进入到地层深部，表面活性剂浓度减小，吸附量小，酸、岩反应速度大。表面活性剂的加入也有利于残酸返排。表面活性剂加量在1%左右。

增稠剂常用黄原胶、聚乙二醇（低温时用）、高分子聚合物（如聚阳离子化合物）。增稠剂的加入，使酸液黏度提高，降低了酸液中H+向岩石表面的扩散速度，从而降低了酸、岩反应速度。

2．缓蚀剂

用来降低酸液对井下金属设备（如油管、套管）的腐蚀速度的化学物质称为缓蚀剂。缓蚀剂分有无机缓蚀剂、有机缓蚀剂。油田常用的是含有O、S、N杂原子的有机缓蚀剂，如7701、咪唑啉等。

3．铁离子稳定剂

当酸、岩反应后，酸液pH值降低，酸液中铁盐（尤其是Fe3+）水解析出沉淀，造成二次堵塞地层孔隙，因此常在酸液中加入铁离子稳定剂。常用的铁离子稳定剂有两类：一类是络合剂，如柠檬酸、EDTA钠盐等；一类是还原剂，如异抗坏血酸、亚硫酸等。

（三）酸处理方式和酸化技术

常用的酸处理方式有常规酸化和压裂酸化两种。

常规酸化是注酸压力小于地层的破裂压力的酸化，以解除井底附近地层的堵塞作用，所以也称为解堵酸化。

压裂酸化是注酸压力大于岩石破裂压力的酸化，即在压裂的基础上进行酸化，一方面靠水力作用形成裂缝，另一方面靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面。停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能力。

近些年来，随着石油工业的发展，酸化技术也越来越先进。除普通盐酸、土酸酸化外，还出现了泡沫酸酸化、胶束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化学缓速酸酸化等技术。

（四）残酸液返排

酸化施工结束后，停留在地层中的残酸水活性已基本消失，不能继续溶蚀岩石，而且随着其pH值的升高，原来不会沉淀的金属会相继产生金属氢氧化物沉淀。为了防止生成沉淀二次堵塞地层孔隙，影响酸化效果，一般说来，应尽快把残酸尽可能排出。为此，应在酸化前就做好排液和投产的准备工作，酸化施工结束后立即排液。

残酸流到井底后，如果剩余压力（井底压力）大于井筒液柱回压，可依靠地层能量进行放喷排液；如果剩余压力低于井筒液柱回压，就需要用人工方法将残液从井筒排至地面。目前，常用的人工排液法有：一是降低液柱压力或降低液体密度，如抽汲法、气举法；二是增注液体助喷，如增注液体二氧化碳法和液氮法等。