煤矿预防煤层自然发火措施Word格式文档下载.docx

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******煤业有限责任公司

预防煤层自燃发火安全技术措施

一、煤自燃倾向性类别、煤自燃发火期

1、煤自燃倾向性及自燃发火期

根据本矿井4号煤层自燃倾向等级鉴定报告，4号煤层属自燃煤层（自燃倾向分类为Ⅰ级），其他煤层未作鉴定，矿井揭煤后立即采样送有资质单位补作鉴定。

在未作鉴定前，按容易自燃煤层进行管理。

煤炭自燃倾向等级鉴定结果表

煤层编号

全硫

St.d（%）

水分

Mad%

灰分

Ad%

挥发分

Vdaf%

焦渣等征

真相对密度

煤吸氧量

（cm3/g）干煤

自燃倾

向分类

10号

0.2

12.72

9.74

42.06

1.44

0.87

Ⅰ级

备注

一类：

容易自燃；

二类：

自燃；

三类：

不易自燃

二、煤层自燃预测及防治措施

（一）煤自燃预测

1、建立观测系统

为及时掌握自燃发火动向，必须做好观测站（点）建设，气样采集、分析、记录和火灾判断，矿井应建立预防自燃发火观测系统，观测站（点）布置如下图所示。

在采煤工作面设置共设7个观测点，其中：

固定观测点2个，设在靠近辅运大巷侧；

移动观测点2个，设在靠采煤工作面侧，临时移动观测点3个，设在采煤工作面靠采空区侧。

观测站（点）布置和观测应符合下列求：

（1）、在矿井自燃危险区建立自燃发火观测站（点），进行系统、定期观测。

观测站（点）应设在矿压较小地点，至少长10m一段巷道支护规整、断面不变，巷内无一切风阻物，以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。

井下观测站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。

（2）、采区、工作面固定观测站（点）：

在采区、工作面进回风流都必须各建立一个观测站（点），并符合井下测风站要求。

其观测站（点）位置应使进风观测点能控制全部进风流，回风观测点能控制全部回风流，即两个观测站（点）间不允许有其它进风流和回风流。

（3）、移动观测点：

在工作面进回风巷内距工作面10～20m处设置，并随工作面推进而移动观测点。

（4）、临时观测点：

发生有异常现象，为缩小火区范围以便准确查找火源点而增设观测点。

（5）、各观测站每星期至少采取2次气进行分析。

（6）、一般防火监测探头观测气样为：

一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、氧气、风量、风温及氮气等。

（7）、在KJ110N矿井安全监控系统中须配备温度传感器、CO传感器，随时监测采掘工作面风流中温度和CO浓度，一旦超限，及时采取相应措施，防止煤层自燃。

2、建立自燃发火束管监测系统

本矿采用淄博祥龙测控技术有限公司生产KSS-200型煤矿自燃火灾束管监测系统，该系统主要安装在采区，单独运行，监测采区或工作面气体成分和预报自燃发火；

可用于矿井高产高效工作面采空区气体监测或中小型矿井自然发火预报。

该系统由采样分析柜、电源控制箱、12路气体采样控制柜组成；

安装于地面束管监测室，12路采样管经顺槽敷设到工作面采空区，采集回风巷及气样进行分析。

该系统可联机运行，亦可单独运行。

单片机存贮15天分析数据。

3、其它

（1）、人感官可以察觉自然征兆

①巷道中出现雾汽或巷壁“挂汗；

②风流中出现火灾气味，如煤油味、松香味、臭味等；

③从煤炭自燃点流出水和空气较正常温度高；

④当空气中有毒有害气体浓度增加时，人们有不舒服感觉，如头痛、头晕、精神疲乏等。

（2）、仪表检测

（1）有下列情况之一者，定为自燃发火：

①煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等；

②煤炭自燃使环境空气、煤层围岩及其它介质温度升高并超过70℃；

③采空区或风流中出现一氧化碳（CO），其浓度已超过矿井实际统计临界指标，并有上升趋势。

（2）有下列情况之一者，定为自燃发火隐患：

①采空区或井巷风流中出现一氧化碳，其发生量呈上升趋势，但尚未达到矿井实际统计临界指标。

②风流中出现二氧化碳（CO），其发生量呈上升趋势，但尚未达到矿井实际统计临界指标。

③煤炭、围岩及空气和水温度升高，并超过正常温度，但尚未达到70℃；

④风流中氧（O2）浓度降低，其消耗量呈上升趋势。

（二）巷道布置和开采顺序方面措施

1、主要巷道布置在岩石中

燎原煤矿采用斜井开拓，主斜井、副斜井、回风斜井布置在煤层顶板岩石中，后期开采连接采区运输大巷、回风大巷、辅运大巷布置在煤层中，沿煤层走向布置采煤工作面形成系统后回采。

布置在有自燃、容易自燃煤层中回采巷道，采用金属支护，煤壁采用锚喷隔绝空气。

2、开采顺序

根据划定井田范围，本矿共划分为二个采区（一采区、二采区）。

采区开采顺序为一采区→二采区，煤层开采顺序由上至下。

（三）采煤工艺措施

1、采煤方法

采煤工作面采用走向长壁式布置，采煤工作面采用综合机械化采煤，运输顺槽皮带运输。

工作面采用液压支架支护，全部陷落法管理顶板。

采煤工作面采用后退式采煤方法。

2、采煤工作面采用走向长壁后退式采煤法，在回采过程中应尽量加快推进度。

不丢失浮煤和顶煤，采煤工作面采到停采线时，必须密闭采空区，且尽量采取措施使顶板冒落严实。

回采过程中不得任意留设设计外煤柱。

3、在地质构造复杂、断层带、残留煤柱等区域开采时，应根据矿山地质和开采技术条件，在作业规程中另行确定采区开采方式和开采期限。

4、在煤巷掘进中出现冒顶区必须及时进行防火处理，并定期检查。

5、在采区开采设计中，必须预先选定构筑防火门位置。

当采煤工作面投产和通风系统形成后，必须按设计选定防火门位置构筑好防火门墙，并储备足够数量封闭防火门材料。

6、采煤工作面回采结束后，必须及时进行永久性封闭。

7、在采区开采设计中，必须明确选定自然发火观测站或观测点位置并建立监测系统、确定煤层自然发火标志气体和建立自然发火预测预报制度。

所有检测分析结果必须记录在专用防火记录簿内，并定期检查、分析整理，发现自然发火指标超过或达到临界值等异常变化时，立即发出自然发火预报，采取措施进行处理。

（四）通风方面措施

1、采掘工作面均采用独立通风

矿井采煤工作面采用独立通风，采煤工作面采用“U”通风方式，采煤工作面回风巷和回风上山相连，为独立全负压通风；

必须随采煤工作面推进逐个封闭通至采空区连通巷道。

采区开采结束后45天内，必须在所有和已采区相连通巷道中设置防火墙，全部封闭采区。

掘进工作面采用压入式通风，为独立通风。

2、控制风流风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。

3、通风设施应设置在围岩坚固、地压稳定地点。

还应避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量增大。

4、加强对封闭墙检修和维护。

5、矿井在开采过程中要注意观察，加强煤层自燃征兆早期识别工作。

三、防灭火系统

本矿所采煤层按容易自燃煤层进行管理。

采用以灌浆为主、以阻化剂为辅防灭火系统和预测预报系统，配备惰气灭火装置，并在采煤工作面回风巷和掘进工作面回风流中安设一氧化碳和温度传感器，防止煤层自燃发生。

（一）流动汽雾阻化剂

流动汽雾阻化剂防灭火技术，能充分地利用漏风通道裂隙微小漏风，使汽雾较均匀地进入釆空区，覆盖和湿润浮煤，阻止或减缓氧化。

成本低，操作简便。

对于缓及倾斜、缓-倾斜煤层均适用。

1．灭火原理

流动汽雾阻化剂防灭火技术是通过雾化器加速、加压使水溶液变为微小雾滴，雾滴以漏风风流为载体飘移到采空区，覆盖在残煤表面，对煤体产生物理和化学综合作用，减少煤体表面和空气接触面，抑制煤表面活化物氧化反应速度，达到防残煤自燃目。

2．阻化剂

选用来源广泛，价格便宜、阻化率高、配制容易、对设备无腐蚀工业氯化钙（CaCl2•5H2O）和氯化镁（MgCl2•6H2O）作为阻化剂。

3．工艺系统

采用机动性电动喷洒装置系统。

4.参数计算

阻化剂浓度取20%；

CaCl2或MgCl2溶液平均密度为1.11t/m3；

原煤吸液量和煤粒度、阻化剂浓度、煤硬度及含矸率有关；

设计阻化剂防灭火措施仅是在特定时期对局部地点和注氮气系统尚未形成之前所采取防灭火措施，其喷洒量根据不同地点确定。

5．喷洒设备

井下综采工作面利用已有一套BZ-36-3型阻化多用泵。

主要技术指标：

（1）配套电机：

4kW（380/660V）防爆电机；

（2）外形尺寸：

1500×

490×

600mm（长×

宽×

高）；

（3）最高压力：

4Mpa；

（4）重量：

65kg；

（5）最大流量：

36-55L/min；

（6）最大射程：

28m（接20m管路，平射无风时）；

（7）吸液高度：

4m；

（8）喷枪：

孔径4mm、长度为350mm喷枪一根；

（9）四孔雾化喷头：

型式-切向离心式，孔径1.3mm，流量6.5L/min。

6．系统特点

机动灵活，防灭火范围大等特点。

和其它防灭火方法相比，流动汽雾阻化剂具有防灭火效果好，工人劳动强度小等特点。

7．阻化剂防灭火防腐措施

1）在喷洒阻化剂前，必须对机械设备用防水帆布进行遮挡。

2）在喷洒阻化剂时，不要对着机械设备及液压支架进行喷洒。

3）对洒落在机械设备表面阻化剂及时清除干净。

（二）灌浆

1、黄泥灌浆系统

（1）灌浆工艺系统及设备

矿井选用一套ZHJ系列矿用井下移动式防灭火注浆装置，该装置由煤炭科学研究总院沈阳分院生产，可在煤矿井下工作面及采空区具有煤炭自燃危险地点，作为喷注以水为输送介质泥浆、粉煤灰浆、阻化剂、石灰浆以及化学凝胶等浆液物质（或更高粘稠液体及含有机械杂质和固体颗粒浓缩粉）防灭火设备。

同时，若井下工作面及采空区有自燃发火迹象时，矿方可采用地面分散钻孔黄泥灌浆，进行防灭火工作。

本矿井利用该设备采用向采空区压注水配黄泥浆。

配套装备中主要包括：

自动搅拌制浆系统、加压输浆系统、压力及流量调节系统以及电力控制系统。

ZHJ-12/1.2型井下移动式防灭火注浆装置主要技术指标表

注浆装置型号

输入电压

（V）

主电机功率

（kW）

搅拌电

机功率

储液箱（m3）

注浆出口压力

（MPa）

注浆流量（m3/h）

ZHJ-12/1.2

380/660

5.5

2.2×

2

1×

1.2

12

（2）灌浆方法

根据本矿开拓布置特点，井下采用随采随灌、埋管灌浆，通过在回风顺槽内设ZHJ-12/1.2型井下移动式防灭火注浆装置，从回风顺槽向工作面采空区灌浆，同时，在回采工作面配胶管向采空区进行洒浆。

井下移动注浆系统灌浆工艺流程：

取土场人工取土后，通过井下防爆无轨胶轮车运送至回采工作面回风顺槽，采用人工上料方式；

设计井下移动式防灭火注浆装置制浆用水利用井下回风顺槽消防洒水管路接水，由高位储水池接管，经过主井、运输大巷、回风顺槽通过控制阀门及胶管，向注浆装置中搅拌机输送用水；

最后通过泥浆搅拌机机械搅拌方式进行制浆，并通过注浆管路向回采工作面注浆和洒浆。

根据本矿井土源、水源都比较紧张具体情况和煤层自燃一般特点，灌浆时应注意灌好两道、两线（即上、下顺槽、切割眼和停采线），在采空区周围密封泥浆带，以达到即保证灌浆效果，又减少水、土消耗目。

必要时，也可采用其它方法灌浆。

同时，为保证生产安全，采空区灌浆后必须脱水。

具体方法：

（1）埋管灌浆

在放顶前沿工作面回风顺槽在采空区预先铺好灌浆管（一般预埋5～8m钢管），预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长20～30m，放顶后立即开始灌浆。

随工作面推进，按放顶步距