P41101上工作面防灭火设计.docx

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P41101上工作面防灭火设计

一、概况：

汪家寨煤矿平四采区P41101（上）综采工作面位于平四采区南翼，北至井筒保护煤柱线，南至切眼。

北部有平四采一片口轨道石门及P31110工作面采空区及P41102（里）工作面（正在回采）根据《P41101（上）工作面回采地质说明书》及《汪家寨煤矿斜井井上下对照图》，该工作面地表标高为2050~2140m，与地表最大高差为438ｍ，最小高差为325m。

工作面煤层平均厚度为2.8m，其倾斜面长67m，平均走向面长202.2m，煤的容重为1.4t/m3。

煤层平均倾角15°。

二、工作面自燃发火情况

该煤层为C409煤层，经煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定，煤层有自燃倾向性，自然倾向性等级为Ⅱ类，即自然煤层，煤层自燃发火期为4-6个月。

三、通风及瓦斯抽采情况

1、通风情况：

斜四采区通风方式为边界式通风方式，抽出式通风方法，工作面采用“U”型通风方式，进风线路为：

1700轨道巷（1700皮带巷）→平四采运输机下山（平四采轨道下山）→二片口车场→二片口进风通道→二片口运输石门→41102运煤通道→41102下水道→41101（上）运煤通道→41101（上）运巷→41101（上）工作面；回风线路为：

41101（上）回巷→41101（上）回风上山→41101（上）回风通道→二片口回风通道→平四采回风下山→平四采回风石门→平三采回风井→平三采地面根据计算，工作面最大配风量为548m3/min。

2、瓦斯抽采情况

①、高负压抽采情况

工作面有高、低负压瓦斯抽采系统，高负压瓦斯抽采系统主要抽采工作面本煤层、抽采泵型号为2BE3520—2BY4，41101（上）运输巷用12〞管从41101（上）运材料道门子口高负压抽采管路分岔，经41101（上）运巷材料道、41101（上）运煤通道、41101（上）运巷各个钻场。

41101（上）回风巷用12〞管从41101（上）回风上山门子口高负压抽采管路分岔，经41101（上）回风上山、41101（上）回巷、41101（上）回巷各个钻场。

②、低负压抽采情况：

低负压瓦斯抽采系统专为埋管抽采上隅角采空区，抽采泵型号为2BE3500—2BY4。

低负压瓦斯抽采管路敷设为：

用12〞管从41101（上）回风上山门子口低负压抽采管路分岔，经41101（上）回风上山、41101（上）回巷、41101（上）回巷接到41101（上）回巷上隅角采空区。

四、防灭火方案选择

（一）、防灭火方案选择

根据我矿实际情况，采用向采空区洒阻化剂（氯化钙）、向采空区注入氮气防灭火方法。

（二）、参数计算

1、撒阻化剂参数计算

（1）、洒阻化剂量的计算

V=K1K2dA/R

式中：

V：

日喷洒量m3/d

K1：

加量系数、取1.2

K2：

每吨煤喷洒气雾量，浓度为10%时，为0.02m3/t

d：

工作面丢煤率0.05

r：

煤的容重：

1.40t/m3

A:

日产量：

1500吨

R：

转化率90%

V=K1K2dA/R

=1.2×0.02×0.05×1500/0.9

=2（m3/d）

=2吨

氯化钙的用量为

G=Vnn

=2×10%

=0.2（吨）

=200（Kg）

通过计算，在正常推采情况下，每天应洒氯化钙200Kg，即在工作面推采一刀时，洒氯化钙25kg。

（2）、洒氯化钙工艺

P41101（上）工作面采用综采一次性采全高，沿底板开采，工作面遗留煤很少，采取用氯化钙溶液洒在上隅角采空区及上隅角往下20m的工作面及上出口往外10m的P41101（上）回巷。

2、注氮量的计算

（1）、注氮防灭火的要求：

①、氮气浓度不小于97%。

②、有源源不断的氮气源。

③、有连续监测注氮地点温度的装置。

④、有连续地监测采空区气体成分变化的检测系统。

⑤、有专人定期检测、分析和整理有关记录，发现问题及时报告处理等有关规定。

⑥、至少有一套输送氮气的管路系统及附属安全设施。

我矿有一套制氮系统，平四采区有专门的输送氮气管路系统、P41101（上）工作面安全监控系统安装温度传感器，监测工作面回风流温度情况，我矿有一套火灾束管监测系统，能连续对采空区气体情况进行监测。

有专职气体分析员，有专职技术员定期监测、分析、整理资料向有关领导汇报。

根据现有情况，我矿满足注氮防灭火要求。

（2）、注氮量计算

①、按吨煤注氮量计算

QN=5AK/300×60×24

式中：

QN：

注氮流量m3/min

A：

年产量t

K：

工作面回采率95%

QN=5AK/300×60×24

=5×450000×0.95/300×60×24

=4.95（m3/min）

我矿现有制氮机产氮量为600m3/h，为10m3/min，满足要求。

②、输氮压力计算

输氮管路安装线路为：

制氮机房→1700轨道巷→1700大巷→平四采总回风通道→平四采回风下山→二片口回风通道→二片口轨道石门→41102材料道→41102下水道→P41101（上）运煤通道→P41101（上）运巷→P41101（上）运巷下出口采空区，管路总长度3520m，管路直径200mm。

P1={0.0065（Qmax/1000）2∑（D0/Di）5（λI/λ0）×Li+P22}1/2

式中：

Qmax：

最大输氮量m3/min

D0：

基准管径200mm

Di：

相同管径的输氮管径

λI：

基准管径的阻力损失系数0.026

λ0：

实际输氮管径的阻力损失系数0.026

Li：

同管径输氮管路长度m

P2：

出口端压力MPa

={0.0065（10/1000）2（200/300）5（0.026/0.026）×3520+52}1/2

=（0.0065×0.012×2286+25）1/2

=5（MPa）

根据计算管路初端的压力不小于5MPa。

我矿制氮机的压力为6MPa，管路输出端的压力为6MPa，制氮机满足要求。

根据计算，输氮管路满足要求，最大输氮量不小于4.95m3/min，输氮压力不小于5MPa。

（三）、保证防灭火系统运行的安全措施

1、保障正常注洒氯化钙的安全措施

（1）、通风工区必须保证工作面回风巷有3天的用量，即回风巷附近有不少于0.6吨的氯化钙，当氯化钙少于0.6吨时，通风工区必须及时进行补充，不得影响工作面正常推采。

（2）、当工作面回风巷氯化钙备用量少于0.6吨时，工作面必须停采，经补充达到要求后方可回采。

（3）、工作面洒氯化钙时，洒氯化钙的范围为上隅角往工作面煤壁往北方向不大于4m，每天注洒量不少于0.2吨。

（4）、洒氯化钙前，必须用铁桶将氯化钙融化成氯化钙溶液，浓度按照20%配兑，即1Kg氯化钙兑水4Kg。

（5）、氯化钙溶液配好后，用喷雾泵喷洒于整过工作面支架之间。

2、工作面注氮安全措施

（1）、注氮机及P41101（上）运巷、P41101（上）运煤通道以外的注氮管路由机电工区维护，注氮机及注氮管路必须保持完好，保证需要向采空区注入氮气时，注氮机及注氮管路能随时投入使用。

（2）、由通风工区每天安排人员对P41101（上）工作面回风流一氧化碳进行检测，每周取样进行分析，当工作面回风流中监测出一氧化碳或有自燃征兆时，立即将运输巷注氮管路埋入采空区，当埋管深度达到25m时，开始向采空区注入氮气；风流中监测不出一氧化碳，但上隅角低负压瓦斯抽采管路内一氧化碳浓度达到10PPm时，立即停止低负压抽放管抽放并向采空区注入氮气。

（3）、注氮方式采用开放式注氮方式，注氮方法采用不间断注氮方法。

（4）、向采空区注入氮气后，通风工区每天安排人员对输氮管路氮气进、出气端的氮气浓度、流量及压力进行检测，氮气浓度不得低于97%，氮气出口端压力不得低于5MPa。

（5）、注氮期间，由通风工区安排人员每天对工作面回风巷的气体情况进行检查，检查内容为CH4、CO2、CO、空气温度、氧气浓度及氮气浓度。

回风流中的一氧化碳浓度不得大于24ppm，回风流中的温度不得超过26℃，氧气浓度不得低于20%。

（6）、当风流中一氧化碳浓度、温度超过规定，氧气浓度小于20%时，现场人员必须立即向矿调度及通风工区汇报，通风工区立即采取措施进行处理，保证安全。

（7）、注氮后，只有回风流中监测无一氧化炭浓度，其他气体浓度、温度恢复到出现自然防火征兆前的状况，且观察时间不得小于30天，方可认为火已熄灭，认为注氮防灭火有效，经矿有关部门及关领导同意后，方可停止注氮。

如果注氮后，自燃征兆无变化或自燃情况恶化，认为注氮无效，重新采取其他防灭火措施，措施另行编制。

（8）、工作面在推采过程中，回采单位必须采取保护注氮管路的安全措施，防止注氮管路损坏，造成氮气进入工作面，造成工作面局部地点氧气降低。

（9）、在P41101（上）运材料道与P41101（上）运煤通道交岔点，注氮管路必须安装阀门，当工作面附近注氮管损坏时，工作面必须立即停止工作，现场人员必须向班长及矿调度汇报，由班长安排人员立即关闭阀门，并对损坏的注氮管进行处理，只有恢复正常注氮后，方可恢复工作。

五、消防系统的防灭火设计

1、消防管路系统

①防灭火消防管路系统与防尘管路系统共用，主管路用6吋管从净化站清水池经1700轨道巷、1700大巷、平四采总回风通道、平四采回风下山。

各片口用4吋管从轨道下山分岔经回风通道接到各片口轨道石门，运回巷防尘管用2吋管从轨道石门分岔接到工作面上、下出口。

用净化站清水池进行静压供水。

管路每隔50m安设一个“三通”阀门便于灭火工作。

②、斜四采区井下消防材料库存放的材料品种、规格、数量必须符合要求，当发生火灾时，能立即启用。

③、各皮带机头安设2个灭火器，一个灭火砂箱，灭火砂箱的储砂量不得小于0.2m3；工作面上下出口30m的运、回巷各安设5个灭火器。

④、工作面运回巷的消防管路的维护由回采单位负责，其他消防管路系统管路由机电工区负责，消防管路必须保证完好，不间断供水，水量、水压、水质必须符合要求。

⑤、各皮带机头的灭火器、灭火砂箱的完好、使用及看管由皮带机司机负责。

灭火器失效或灭火砂箱储砂量不足时，由皮带机司机向所属单位汇报，由所属单位进行补充、更换。

⑥、任何单位发现火灾，根据现场具体情况，立即采取一切尽可能的办法灭火，并向矿调度汇报，矿调度按照《汪家寨煤矿灾害预防与处理计划》立即组织抢险救灾，抢救灾区人员。

2、灭火措施

①任何单位发现火灾，根据现场具体情况，立即采取一切尽可能的办法灭火，并向矿调度汇报，矿调度按照《汪家寨煤矿灾害预防与处理计划》立即组织抢险救灾，抢救灾区人员。

②、当井下出现明火，用水进行灭火时，必须沿着火点边缘向着火点中央逐渐灭火，不得将水直接射向着火点中央。

③、井下发生油类火灾时，不得用水进行灭火，只能用沙子或干粉灭火器进行灭火。

④、电气设备发生火灾时，在灭火前，必须先切断电源，然后再灭火。

六、火灾束管监测：

1、束管监测系统终端安装在通风工区，束管监测系统管路敷设为：

通风工区束管监测室→1700轨道巷→1700皮带巷→平四采总回风通道→平四采回风下山→一片口回风通道片→一口轨道石门→P41101（上）回风上山→P41101（上）回巷→P41101（上）工作面上隅角。

2、在工作面上隅角采空区、上隅角、回风流中各安设一个气体采样头，每周一次用束管监测系统对工作面上隅角及回风流中的有害气体进行分析。

3、用束管检测系统对采空区进行火灾监测前，必须开启抽气泵1小时以上，方可进行气样分析。

4、进行气样分析时，必须按照气样分析操作方法、步骤进行。

5、气样分析报告单及时送有关领导审核签字。

七、安全监控系统

在距P41101（上）回风通道与P41101（上）回风上山交岔处往东10-15m的回风流中安装一氧化碳传感器，一氧化碳传感器的报警值为≥24PPm。

一氧化碳传感器与瓦斯传感器共用一个分站。

八、组织措施

1、矿成立P41101（上）工作面防灭火工作领导小组

组长：

矿长

副组长：

安全矿长机电矿长总工程师

成员：

通风副总机电副总采掘副总通风工区区长机电工区区长运输工区区长安检科科长机电科科长综采一工区区长矿调度主任经营管理科

领导下组下设办公室，办公室设在通风工区，通风工区区长兼任办公室主任，负责矿井井下防灭火日常管理工作。

2、领导小组跟成员分工如下：

矿长：

负责地面防灭火措施的落实，配齐防灭火所需的人、物。

对防灭火工作负全面责任。

安全矿长：

负责地面防灭火工作的监督检查，指导防灭火工作的实施，对地面火灾的预防及发生火灾时的安全工作负责，对违反《消防条例》的行为进行纠正或追查处理。

机电矿长：

负责监督、检查、指导各工业场所的电气设备安装，对违反有关规定私自安装电气设备的单位及个人进行追查处理。

总工程师：

负责组织地面防灭火工作技术方案、技术措施的编制、审查，负责指导、监督、检查防灭火措施的落实，对防灭火技术方案、防灭火安全技术措施负责。

各副总工程师：

协助总工程师负责抓好分管范围内防灭火技术方案、安全技术组织措施措施的审查或落实，对分管范围内的防灭火技术工作负责。

通风工区：

负责P41101（上）工作面的自然发火检查并建立台账；编制相关防灭火措施及计划；防灭火的日常管理工作，；负责对采掘机运通防灭火日常管理监督检查。

机电科：

负责各单位用电设备安装、用电的审批，负责安装过程的技术指导，保证安装的电气设备完好、供电合理，防止因供电设备不完好、供电线路不合理引起电气火灾。

经营管理科：

负责防灭火、消防器材的供应、及防灭火资金的落实，对消防器材、防灭火资金，负责。

矿调度：

对防灭火材料的供应、运输，防灭火过程进行调度指挥。

安检科：

负责组织防灭火工作的指导、监督、检查，对违反防灭火有关规定的单位及个人责令其按照有关规定进行整改，对矿井防灭火工作进行日常检查、监督。

综采一工区区长：

对所管辖范围内的防灭火工作负责。

、

汪家寨煤矿

平四采P41101（上）工作面综合防灭火设计

编制单位：

　通风工区　

单位负责：

　张正权　

编制人：

　王关亮

编制日期：

2011、7、5　

审批：

通风工区：

技术科：

机电科：

安检科：

采煤副总：

通风副总：

总工程师：