综采工作面专项防灭火安全技术措施.docx
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综采工作面专项防灭火安全技术措施
大唐陇东能源有限公司刘园子煤矿 51511 综采工作面综合防灭火措施
刘园子煤矿
51511 综放工作面综合防灭火安全
技术措施
编制单位：
编 制 人：
通防工区：
批准：
编制日期：
2013 年 11 月 3 日
1
通防工区
年 月 日
煤质测量部
年 月 日
安全监察部
年 月 日
通防副总
年 月 日
机电物资部
年 月 日
安全矿长
年 月 日
生产技术部
年 月 日
总工程师
年 月 日
大唐陇东能源有限公司刘园子煤矿 51511 综采工作面综合防灭火措施
审 批 意 见
2
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51511 综采工作面综合防灭火安全
技术措施
一、工作面概况
51511 工作面采用综采放顶煤走向长壁采煤法，走向长
度 580 米，倾斜长度 106 米，补切眼工作面长度 30 米，平
均煤层厚度 6.98 米，采高 3 米，回采放顶煤高度 3.98 米
（初采期间不放顶煤，采高 2.8 米）。
经鉴定所采的 5-1 煤
层为 II 级自燃煤，自燃发火期最短为 46 天。
煤层原煤燃
点一般在 274℃～297℃，个别为 303℃，燃点较低，加上
煤的变质程度低，含硫高，易氧化而自燃。
工作面通风系统为：
51511 轨道顺槽进风→三个轨道顺
槽联络巷及补切眼→51511 工作面→51511 运输顺槽回风的
“U”型通风，系统简单，通风设施少，易于管理。
根据矿井开采现状实测，煤层温度 20℃左右，没有地
温危害。
二、外因火灾的防治
（一）51511 工作面两顺槽必须按照设计要求敷设消防
供水管路，并保障正常使用，巷道每隔 50m 设置一个防尘
供水“三通”及消防栓，地面消防水池必须经常保持不少
于 200m3 的用水量。
（二）加强井口管理，入井人员严禁携带烟草、点火
物品及易燃、易爆物品下井，严禁穿化纤衣服入井；各井
筒井口、井口房附近 20m 范围内严禁使用明火及非防暴电
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器设备。
（三）51511 工作面进行电、气焊工作时，必须编制专
项安全技术措施，并遵守《煤矿安全规程》中的有关规定。
1、指定专职瓦检员和安检员在场检查和监督。
2、电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各
10m 的井巷范围内，应用不燃性材料支护，并应有供水管路，
有专人负责洒水。
工作地点应至少备有２个 8Kg 干粉灭火
器，一个沙箱和一把消防锹。
工作地点的下方用不燃性材
料设施接受火星。
3、电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯
浓度不得超过 0.5%，只有在检查作业地点附近 20m 范围内
巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。
4、电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后，工作地点应
再次用水喷洒，作业区队带班人员及瓦检员在工作地点至
少检查 1h，只有在不出现任何隐患后方可撤离。
5、51511 工作面回风流巷道严禁使用电气焊作业。
6、综采队要加强油脂及相关物品的管理。
如机械油、
乳化油、棉纱、布头和纸张等必须存放在盖严的铁桶中，
定点存放。
严禁随意泼洒剩油、废油，每次使用过的油脂、
棉纱、布头和纸张等有专人收集并定期送到地面处理，不
得乱扔乱放。
7、51511 综采工作面机巷皮带输送机头、设备列车及
4
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油脂管理库等各处必须都至少配备 2 台灭火、一个沙箱、
两把消防锹、两只消防水桶等器材，工作面人员必须熟悉
灭火器材的使用方法及工作范围内灭火器材的存放地点。
8、综采队要定期检查 51511 工作面机巷胶带输送机的
托辊和机尾滚筒，发现托辊不转或者机尾滚筒不转必须及
时处理，防止胶带跑偏引起摩擦起火。
”
9、井下供电必须做到“三无、四有、两齐、三全、三
坚持 ，综采队要保证 51511 工作面轨、皮两巷电气设备的
完好。
严禁使用失爆电器和电缆，消灭电气火灾，机械设
备不得带病运转或者超负荷运转，严禁甩掉机电设备的保
护装置，防止产生电气火花或者引起电缆着火。
10、井下任何人员发现井下有着火迹象或发生火灾时，
应视火灾性质、灾区通风、瓦斯情况，立即采取一切可能
的方法直接灭火，控制火势，并迅速报告矿调度室。
矿调
度室在接到井下火灾报告后，应立即按《矿井火灾应急救
援预案》通知有关人员组织抢救灾区人员和实施灭火工作。
三、工作面内因火灾防灭火措施
（一）通风防火
1、加强通风管理
1）通防工区要加强五一采区通风系统及通风设施的日
常管理，确保通风系统稳定。
各个单位必须加强本单位职
工的教育，教育职工爱护井下通风设施，确保通风设施完
好。
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2）51511 综采工作面初采期间采空区有悬顶面积超过
10m2（2×5）时，综采队必须采取措施，进行强制性放顶，
使采空区垮落严实，以减少进入采空区的漏风。
3）严格按照作业规程规定控制 51511 综采工作面风量，
防止风量过大向采空区供氧，同时加强工作面通风系统漏
风管理，减小 51511 工作面两顺槽的风压差。
2、加强 51511 工作面浮煤的管理
1）工作面开切眼范围内的所有硐室必须清理干净，无
用硐室及时进行封闭。
2）51511 综采工作面初采过程中不得任意留设设计外
的煤柱，严禁留顶煤，要及时清除液压支架间浮煤，采空
区不得遗留浮煤。
否则进行其它措施处理。
（二）利用人工检测、束管监测和安全监控系统进行监测
1、人工检测
1）加强 51511 综采工作面有害气体的检测，认真进行
火情预测预报。
通防工区指派瓦检员每三天对 51511 综采
工作面工作面上隅角、回风流各取气样一次。
利用地面色
谱仪进行分析，做好预测预报工作，发现异常情况，及时
采取措施进行处理。
2）通防工区要加强 51511 综采工作面的防灭火管理，
瓦检员必须严格按照制定的巡回路线进行检查。
每天分夜、
早、中三班，每班对 51511 综采工作面进、回风巷和上隅
角的有害气体进行检查。
检查路线为：
51511 综采工作面轨
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道巷→51511 综采工作面→51511 综采工作面上隅角
→51511 综采工作面回风流。
检查过程中必须对瓦斯、二氧
化碳、一氧化碳、氧气、温度等进行严格检查，若发现异
常情况时，立即汇报通防工区值班领导及矿调度室，由通
防工区分析原因，制定措施进行处理。
3）瓦斯检查员要严格履行岗位责任制及班中汇报制度，
必须严格执行井下现场交接班，杜绝空班、漏检、假检，
做到瓦检手册、瓦检牌版、瓦斯调度台帐“三对口”。
2、束管检测
51511 综采工作面发火情况的预测预报主要依 KSS-200
型矿井火灾预测预报束管监测系统完成。
每天一个循环，
每循环 2 小时对井下各路测点进行监测，其工作原理是利
用抽气泵将井下各个测点的空气通过气体采样器、束管抽
到地面监测室，然后对气体成分通过气相色谱仪加以分析
后，即得出各个测点的 CO、CO2、CH4、C2H6（乙烷）、
C2H4（乙烯）、C2H2（乙炔）、N2、O2 等气体的浓度，从而掌
握气体浓度及其变化规律并对井下自然发火起到预测、预
报作用。
51511 综采工作面束管监测系统设置及管理要求
1）监测点的布置
（1）分别在 51511 综采工作面回风隅角设置 1 个监测点，
随工作面推进向外移；在 51511 工作面沿回风隅角向采空
区埋设 5 个监测点，距工作面 30m 左右，测点间距 30 米，
观测采空区的气体情况（工作面推进期间保护好束管，使
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束管沿底板矸石缝隙埋放，防止移架冒落物砸断或压实）。
（2）51511 综采工作面进风巷监测点的采样器安设于距
51511 综采工作面轨道顺槽向里 10～15m 处，采样器悬挂位
置距帮≮200mm，距顶≯300mm；
（3） 51511 综采工作面回风隅角监测点采样器悬挂于悬
挂于距切顶线向外 1m 范围内，距帮≮200mm，距顶
≯300mm；
（4） 采空区监测点采取将采样器与束管直接装入岩芯
埋管并留入采空区的办法进行监测。
为方便采样器采样，
在埋管的顶端 2m 安装花管（打若干小孔，以利于采集气样）
。
（5） 由通防工区负责对进风巷、回风流、回风隅角和
采空区的束管探头按标准安设到位，并由综采队负责将其
随着 51511 综采工作面的推进及时移设。
通防工区负责每
天安排维修人员进行维修并监督综采队的移设工作，如移
设和维修不及时，对责任人按规定进行处罚。
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工作面束管监测点布置示意图
2）管缆系统
（1）束管管缆系统地面束管监测室接出一趟 16 芯 φ8 的
主管路沿主井至皮带大巷经+1100m 轨道大巷 1#联络巷束管
分线箱，由分线箱接出一根 8 芯 φ8 管缆接至 51 采区轨道
上山，再接至 51511 工作面皮带顺槽，变为 6 根单芯管缆
敷设至 51511 工作面回风流、综采上隅角、采空区；在
+1100m 束管接线箱引出一根单芯 φ8 管路至 51511 工作面
轨道顺槽 1#联络巷测点。
（2）敷设要求
①束管管缆在皮带巷沿上帮敷设，轨道巷沿下帮敷设，
吊挂高度离底板 1.7m，管缆吊挂于电缆钩之上；
②管缆吊挂整齐、平行，不得与电缆、电话线等其它
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线路缠绕；
③管缆上各接头要严密，保证不漏气。
3）安全措施
（1）管线系统敷设完成后，必须做一次全面的通气实
验，达到气密要求后方可投入使用；
（2）上隅角测点的采样器悬挂时，人员不准进入未完
全冒落的采空区，动作要求迅速，不得在悬挂地点滞留过
长时间；
（3）内置束管及采样器的埋管随工作面的推进依次埋
入，谨防将束管拉断；可回撤的束管管缆须按要求盘圈，
整齐地挂于煤帮上，由通防工区定期回收；
（4）任何人不得随意扯拉、割破、割断束管管缆，发
现采样器与管缆脱离后不得随意丢弃，必须报告通防工区
进行处理。
3、安全监测监控
1）安全监测系统工作原理
51511 工作面采用 KJ95N 型安全监测系统进行 24 小时
不间断监测，主要监测 51511 综采工作面、回风隅角、回
风流的甲烷、一氧化碳、氧气、温度、以及环境参数等，
通过通讯电缆将数据传送到地面调度室主备机进行数据处
理及监控。
2）安全监测设备布置
（1）51511 综采工作面回风隅角按设 CH4 传感器；
51511 综采工作面回风隅角按设 CH4 传感器；51511 综采回
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风流中米按设 CH4 、CO、温度及风速传感器。
安全监测设备布置示意图
（2）51511 综采工作面上隅角的 CH4 传感器利用专用
吊架吊挂在切顶线向里 1m 的顶板上，综采工作面的 CH4 传
感器吊挂在距工作面上出口 5～10m 范围内的皮带顺槽内，
回风流的 CH4、CO、温度、风速传感器安设在距风巷口
10～15m 范围内。
（3）51511 综采工作面采煤机上必须安装机载式甲烷
断电仪，当工作面甲烷浓度超限时，控制切断采煤机、转
载机、工作面及机巷内所有非本质安全型电气设备控制电
源。
（4）传感器采用专用吊架吊挂在顶板上，CH4、CO、温
度传感器的吊挂位置：
距帮≮200mm，距顶≯300mm，并应
安装维护方便，不影响行人和行车。
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（5）各传感器工作参数
①甲烷传感器工作参数：
51511 综采工作面、回风隅角
报警浓度≥1％、断电浓度≥1.5％、复电浓度＜1％,断电
范围：
当甲烷气体超限时控制切断 51511 综采工作面及回
风流内的全部非本质安全型电气设备；51511 综采工作面回
风流报警浓度≥1％、断电浓度≥1.5％、复电浓度＜1％，
断电范围：
当甲烷气体超限时控制切断 51511 综采工作面
及回风流内的全部非本质安全型电气设备。
②CO 传感器工作参数：
报警浓度≥24ppm。
③温度传感器工作参数：
报警温度≥26 0C。
④便携式氧气 O2 报警仪工作参数：
报警浓度＜18%。
3）系统安装
（1）51511 综采工作面皮带巷监测线由 51511 皮带顺
槽 JCFZ15 分站扩展器接出至 51511 皮带巷、回风隅角和工
作面。
（2）51511 综采工作面机巷监测线由地面至+1100m 水
平轨道大巷 JCFZ7 分站接至 JCFZ6 分站接至 JCFZ3 分站接
至 JCFZ15 分站。
4）管理规定和要求
（1）由机电动力部信息班按规定每 7 天使用标准气样和
空气样对甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体
催化元件的甲烷检测设备进行 1 次调校，每 7 天对甲烷超
限断电功能进行测试，每月对 CO 传感器进行 1 次调校。
调
试、校正工作定期进行，确保监测数据传输准确、可靠。
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如发现监测数据出现异常情况，立即汇报通防工区及矿调
度室，由通防工区及调度室分析原因，制定措施进行处理。
（2）设置的各类传感器采用挂牌管理，内容包括监测地
点、传感器类型、传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓
度，断电范围，调校日期和管理人员，各类传感器发生故
障时，及时进行检修，检修后必须用标准气样进行校正。
（三）注氮防灭火
（一）51511 综采工作面注氮设备：
我矿五一采区现使用安装在井下+1100m 轨道石门 2 套
DT-1000/6 移动式制氮系统对 51511 综采工作面采空区进行
注氮，注氮设备型号及主要参数如下表所示。
型号DT-1000/6氮气流量1000m3/h
氮气出口压力0.6MPa产品氮气纯
＞97％
度
（二）51511 工作面注氮管路系统：
井下+1100m 轨道石门移动制氮站→+1100m 水平 51511
轨道顺槽联络巷→51511 轨道顺槽 3#联络巷→51511 轨道顺
槽→51511 工作面采空区。
（三）注氮管路安装：
（1）由通防工区负责监督中煤五建安装 51511 工作面
注氮管路。
注氮管路采用 φ108mm 钢管制作，氮管路在
51511 轨道顺槽 3#联络巷设压力表、泄水阀及流量计。
（2）注氮量的计算，根据《煤矿用氮气防灭火技术规
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范》（MT/T701-1997）第 7.1 条的规定:
制氮设备或装置的供
氮能力应按矿井注氮工作面防火需要选取，供氮能力（1 个
工作面注氮量）可按下式计算:
QN=60K*Q0*[（C1-C2）/（Cn+C2-1）]
式中:
QN--供氮能力，m3/h;
K--备用系数，取 1.2;
Q0--采空区氧化带内漏风量，m3/min;采空区氧化带
的范围受工作面的通风状况、采空区的冒落等诸多因素的
影响而在很大的范围内变化，因此采空区氧化带的漏风量
的变化范围也较大，此范围内的漏风量一般按工作面风量
的 1/60-1/100 选取;采取堵漏风措施后，采空区氧化带内
的漏风量取为 6m3/min;
C1--采空区氧化带内平均氧浓度，%;目前国内应用
较普遍的是将采空区氧浓度在 10~18%之间的区域视为氧化
带，因为氧化带的范围不同而平均氧浓度值也不同，一般
可选为 15%;
C2--采空区惰化防火指标，其值为煤自燃临界氧浓
度，%;煤的自燃临界氧浓度值随煤种、煤质、赋存条件等
因素的不同而变化，其具体数值应根据实验室试验而取得，
此值的范围一般为 7%~10%。
根据《煤矿安全规程》中的规
定:
采用氮气防火注入的氮气浓度不得低于 97%，注入后采
空区内氧气浓度不得大于 7%，所以此值取 7%;
CN--注入氮气的氮气浓度，%;根据《煤矿安全规程》
中的规定:
采用氮气防火注入的氮气浓度不得低于 97%，注
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入后采空区内氧气浓度不得大于 7%。
同时根据《煤矿用氮
气防灭火技术规范》（MT/T701-1977）第 7.2 条的关于氮纯
度的规定“向采空区注入氮气的纯度要视其能将采空区的
氧浓度降低到煤自燃临界氧浓度而定。
而向火区注入氮气
浓度应不低于 97%。
”因此取 97%，可计算注氮能力：
Qn=60*1.2*6*[（0.15-0.07）/（0.97+0.07-1）]=846m3/h
（3）采用埋管方式注氮，注氮管路由+1100m 轨道石门
注氮硐室至 51511 轨道顺槽联络巷至 51511 轨道顺槽 3#联
络巷至 51511 轨道顺槽至 51511 工作面下隅角。
根据根据
综采放顶煤的“三带”分布规律，注氮口氮气的扩散半径
取 15-20 m，为使氮气注入区域覆盖整个采空区“氧化带”
范围，考虑到氮气的泄漏，氮气释放口间距取 30m，氮气
释放口距工作面的最小距离为 30m，最大距离为 60
m，51511 工作面煤层平均厚度为 6.98m,氧化带距离较小，
因此选用 30m 的注氮口步距。
轨道顺槽随着工作面每推进
5 米打一道密闭墙，首注第一趟管路为顺槽主线管路，埋入
下隅角密闭墙内，随着工作面的推进，埋入距离在 10 米左
右开始注氮，工作面推进 30 米同时埋入第二趟注氮管路，
当第二趟注氮管口埋入采空区密闭 10m 左右后开始注氮，
同时停止第一趟管路注氮并拆除第一道管路可回收部分，
如此循环（循环周期为 30 米，主管路与支管路互相循环注
氮，即每 60 米按设一个三通阀，但首注管路第一个三通阀
距注氮口 90m）。
（4）在 51511 工作面初采期间，若发现采区内其他地
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点风流或采空区出现 CO 气体、或回风隅角 CO 浓度超过
24ppm 且有上升趋势时，由矿总工程师决定，对 51511 工作
面进行预防性开放式注氮防灭火工作。
（四）黄泥灌浆防灭火
（1）FMH-60T 黄泥灌浆系统，在风井附近地面工业场
地设有制浆站，制浆站为单层厂房，平面尺寸
41m×15.4m，内设制浆池 1 座，
L×B×H=2.1m×2.5m×1.35m，每池均分两格。
制浆站内配
备 2 台 GTZ-60 型滚筒式制浆机。
为全矿黄泥灌浆服务，
51511 工作面灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进
的同时向采空区灌注泥浆。
在灌浆工作中，灌浆与回采保
持有 20 距离，以免灌浆影响回采工作。
（2）灌浆方法，采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷
于采空区预先铺好灌浆管（预埋 15m 钢管），预埋管一端通
采空区，一端接胶管，胶管长一般为 25m，灌浆随工作面的
推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次
浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。
（3）灌浆参数的选择
①工作制度:
与矿井工作制度相匹配，但需注意以下
原则:
灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。
设计灌浆为
三班灌浆，每天灌浆时间为 10h，若工作面自燃发火严重，
每天灌浆时间为 15h。
②灌浆所需土量日灌浆所需土量按下式计算:
Q 土 =K·G/V 煤
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式中:
Q 土 -日灌浆所需土量，m3 /d;
G-矿井日产量，根据设计，51511 工作面日产量
为 2727t;
V 煤 -煤的容重，5-1 煤层容重分别为 1.36t/m3
和 1.35t/m3 ;
K-灌浆系数，为灌浆材料的固体体积与需要灌浆
的采空区容积之比，参照经验，取 0.05。
则:
Q 土 =0.05×2727/1.27=107.36（t）
③日灌浆所需实际开采土量:
Q=αQ 土
式中:
Q-日灌浆所需实际开采土量，m3/d; α-取土系数
（考虑土壤含一定杂质和开采，运输过程中的损失）;取
1.1。
Q=αQ 土 =1.1×107.36=118（t）
④灌浆泥水比的确定，灌浆水土比应根据泥浆的输送
距离，煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过
试验确定，参照经验，一般情况下为 4:
1，冬季时为 5:
1。
⑤每日制泥浆用水量每日泥浆用水量按下式计算:
Q 水 1 =Q·δ
式中:
Q 水 1 -制备泥浆用水量，m3/d:
δ-泥水比的倒
数，取 5。
则:
Q 水 1 =107.36×5=536.8（m3 /d）
⑥每日灌浆用水量，每日泥浆用水量按下式计算:
Q 水 2 =K 水 ·Q 水 l
式中:
Q 水 2 -灌浆用水量，m3/d； K 水 -用于冲洗管
路防止堵塞的水量备用系数，取 1.1。
则:
Q 水 2 =1.1×536.8=591（m3 /d）
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⑦每日灌浆量:
Q 浆 1 =（Q 水 1 +Q 土 ）M
式中:
Q 浆 1 -日灌浆量，m 3 /d:
M-泥浆制成率，取
0.93 其余符号同前。
则:
Q 浆 1 =（536.8+107.36）×0.93=600（m3/d）
（4）灌浆材料的要求
①颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土:
≤0.005mm
者应占 60-70%）要占大部分。
②主要物理性能指标 比重为:
2.4-2.8t/m3 塑性指数
为 9-11（亚粘土）胶体混合物（按 MgO 含量计）为 25-30%:
含
砂量为 25-30%，（颗粒为 0.5-0.25mm 以下） 容易脱水和具
有一定的稳定性。
③不含有可燃物
（五）加快回采速度防止自然发火
遵循矿井防灭火管理“快掘、快安、快采、快撤、快
闭”原则，使氧化带供氧时间缩短，将氧化带甩在采空区
窒息带内，有效防止采空区浮煤自燃。
（六）工作面喷洒阻化剂防止自燃发火
（1）采用移动式阻化剂喷洒系统，阻化剂总站设在工
作面乳化泵站处，阻化剂码放整齐，综采队每班随着工作
面的推进，及时给工作面、液压支架间、及架后上下隅角
遗煤喷洒阻化剂，抑制煤的自热现象发生。
喷洒方法：
工
作面回采后，在移架前安
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