矿井防灭火专项设计说明Word下载.docx
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三、地表水系
井田地表无大的水系，但冲沟较发育，主要为秃尾河支流红柳沟之上游支沟，其中贺家沟沿井田中部自东南向西北流过，流水受降雨影响非常大，虽流量有限（常断流），但下蚀作用强烈，切割深，造成地形破碎。
四、地震情况
根据国家地震局和建设部2010年颁发的GB50011-2010《建筑抗震设计规》规定，本区地震烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g。
图1-1-1井田交通位置图
图1-1-2井田在矿区中的位置示意图
五、气象特征
井田属温带大陆性干旱、半干旱季风气候。
天气多变，春季干旱而多风沙，夏季炎热多雷雨，秋季凉爽而短促，冬季干冷而漫长，日照充足，雨热同季。
年平均气温8.1℃，7～8月最高气温36.7℃，元月份最低气温－29.7℃，日温差15～20℃。
年平均降水量414mm，年平均蒸发量1907.2mm。
7-9月份为雨季，10月中旬降雪，翌年2月解冻，无霜期155天。
冬季至春末夏初多风，最大风速可达18.7m/s，风向多为北西。
最大冻土深度1460mm。
六、矿井通风概况
1.通风方法
矿井通风方法为机械抽出式。
巷道掘进采用局部通风机压入式通风。
每个掘进工作面配备2台局部通风机，一用一备。
其风流直接进入回风巷。
井下爆破材料发放硐室及盘区变电所等采用独立通风系统。
其它硐室采用并联或串联通风，风流混入矿井进风风流中，个别硐室深度不超过6m、入口宽度不小于1.5m而无瓦斯涌出，可采用扩散通风。
2.通风方式
矿井初期移交时通风方式为中央并列式，共布置3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风立井回风。
主斜井及副斜井井筒位于矿井工业场地，回风立井位于风井场地，三条井筒服务全矿井。
后期回采西部区域时利用西部回风立井进行回风，采用分区式通风方式，前后均采用抽出式通风方法。
3.通风系统
投产时期矿井通风主要线路为：
主、副斜井→带式输送机大巷、辅助运输大巷→工作面带式输送机巷、工作面辅助运输巷→回采工作面→工作面回风巷→回风大巷→回风立井排至地面。
回风立井回风矿井通风容易时期为矿井开采3号煤移交时期，通风方式为中央并列式，共布置3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风立井回风；
回风立井回风矿井通风困难时期为开采9号煤层91盘区西部边界时，通风方式为仍为中央并列式，共布置3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风立井回风。
第二章矿井火灾隐患性分析
一、矿井井下外因火灾隐患分析
产生外因火灾的条件是：
有易燃物存在、有足够的氧气和足以引起火灾的热源。
（一）我矿井下易燃物有：
坑木、竹笆；
变压器油、液压油、润滑油等液体燃料；
胶带、胶质风筒等橡胶制品；
棉纱、布头、纸等擦试材料；
瓦斯、氢气等可燃性气体；
煤和煤尘等。
（二）易发生外因火灾的场所主要有：
机电硐室、皮带巷、检修硐室、单轨吊充电室、材料库、工具房及存放胶带的巷道、采掘工作面附近的巷道等地点。
机电硐室、充电硐室等地点要配备足够数量的消防器材。
（三）引起外因火灾的热源有：
机械能转化的热。
如皮带与托辊磨擦、采掘机械运转冲击或磨擦产生的热。
电能转化的热。
如电流短路、电气设备超载运转、静电放电、电焊、灯泡和电炉放热等。
化学反应产生的热。
如不合格的炸药爆破，瓦斯、煤尘爆炸、煤炭自燃，气焊，喷灯焊接和吸烟等。
二、提升机房及井口附近火灾隐患分析
（一）人的不安全行为造成的隐患：
管理不严，提升机司机、维修工或其他外来人员抽烟，乱仍烟头造成火灾。
提升机司机取暖或乱接线不规造成电缆发热、短路，明火，引燃可燃物，造成火灾。
（二）检修人员操作不规造成火灾。
①不使用绝缘用具操作电气设备。
②带负荷拉刀闸，发生短路。
③带接地线送电。
④不验电误挂接地线或不验电放电接触电气设备。
⑤出现短路故障，不查明原因，强行送电。
（三）物的不安全因素造成隐患。
1.电气故障引起火灾。
主要有以下几种：
①电气设备电缆过负荷发热，引起短路，造成火灾。
②电气设备电缆绝缘损坏漏电，且接地电阻大于2欧姆，造成火灾。
③电气设备故障，引起短路、炸裂，造成火灾。
2.机械摩设备故障造成火灾。
①滚筒和护罩摩擦发热，造成火灾。
②轴承或轴瓦等转动部位损坏造成热量积聚，产生火灾。
③机械设备漏油，遇热着火。
3.卫生清理不彻底造成火灾。
①升钢丝绳油泥，清理不及时，积聚发热燃烧。
②机械设备漏油（润滑站、液压站等）积聚，遇火燃烧。
③司机生活垃圾不及时清理，积聚造成火灾。
三、矿井井下因火灾隐患分析
某某煤矿煤层自燃倾向等级为Ⅱ类，煤层自燃倾向性为自燃煤层，针对目前开采煤层特性、开采方法，对矿井开采过程中煤层自燃隐患分析如下：
（一）勘探报告对各煤层均采集测试了煤的着火点样品，测试成果如表2-1。
表2-1煤的自燃倾向测试成果表
煤层
编号
氧化样
燃点℃
T3
还原样
T1
原煤样
T2
氧化程度%
自燃倾向
△T2-3℃
等级
3
310-320
316（4）
343-349
347（4）
332-343
340（4）
19-33
24（7）
24
易自燃
4
310
343
335
25
6
290-310
299（4）
340-348
344（4）
332-342
337（4）
10-23
23（4）
38
9
290-300
293（4）
345-349
346（4）
335-342
44
煤质分析结果表明，3号煤层为长焰煤，4、6、9号煤层以长焰煤为主，不粘煤次之。
在煤质分析中，利用原煤样着火点和氧化样着火点的差值来推测煤的自燃倾向，即ΔT2-3℃＞40为易自燃煤，ΔT2-3℃＜20的煤除褐煤和长焰煤外都是不易自燃的煤。
由此可划定各煤层均为易自燃煤。
另外，区域上的3号煤层露头及井田东南部的3号煤层均已自燃，榆横矿区中的小煤矿堆煤及巷道中的煤柱也有自燃现象发生，亦能说明该煤层易自燃发火，故在煤层开采和煤的长时间堆放时应注意防。
因此本矿井的各煤层自燃等级为Ⅰ级，自燃倾向性为容易自燃。
（二）井田3煤煤层厚度一般在10.8左右，采用综采放顶煤采煤和一次采全高方法，综采放顶煤采高一般在4.8m，放煤高度约6m，放顶煤工艺造成采空区遗煤多，一旦有良好漏风条件，会增加煤层自燃的可能性。
（三）我矿采用区队隔离煤柱工艺，煤体本身不漏风，但各施工联络巷密闭容易导通，造成采空区漏风联系。
四、矿井煤层自然发火阶段
煤炭的自燃过程按其温度和物理化学变化特征，分为潜伏（或准备）、自热、自燃和熄灭四个阶段，如图1所示。
图中虚线为风化进程线。
潜伏期与自热期之和为煤的自然发火期。
（一）潜伏（自燃准备）期
自燃煤层被开采、接触空气起至煤温开始升高止的时间区间称之为潜伏期。
在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应；
经过潜伏期后煤的燃点降低，表面的颜色变暗。
潜伏期长短取决于煤的分子结构、物化性质。
煤的破碎和堆积状态、散热和通风供氧条件等对潜伏期的长短也有一定影响，改善这些条件可以延长潜伏期。
图1烟煤自燃过程温度与时间关系
（二）自热阶段
温度开始升高起至其温度达到燃点的过程叫自热阶段。
自热过程是煤氧化反应自动加速、氧化生成热量逐渐积累、温度自动升高的过程。
其特点是：
1）氧化放热较大，煤温及其环境（风、水、煤壁）温度升高；
２）产生CO、CO2和碳氢（CmHn）类气体产物，并散发出煤油味和其它芳香气味；
３）有水蒸水汽生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁面上凝结成水珠，即出现所谓“挂汗”现象。
４）微观构发生变化。
在自热阶段，若改变了散热条件，使散热大于生热；
或限制供风，使氧浓度降低至不能满足氧化需要，则自热的煤温度降低到常温，称之为风化。
风化后煤的物理化学性质发生变化，失去活性，不会再发生自燃。
（三）燃烧阶段
煤温达到其自燃点后，若能得到充分的供氧（风），则发生燃烧，出现明火。
这时会生成大量的高温烟雾，其中含有CO、CO2以及碳氢类化合物。
若煤温达到自燃点，但供风不足，则只有烟雾而无明火，此即为干馏或阴燃。
煤炭干馏或阴燃与明火燃烧稍有不同，CO多于CO2，温度也较明火燃烧要低。
（四）熄灭
及时发现，采取有效的灭火措施，煤温降至燃点以下，燃烧熄灭火。
第三章矿井煤层自然发火预测预报指标体系
一、火灾预测预报概述
外因火灾预测可遵循如下程序：
１）调查井下可能出现火源（包括潜在火源）的类型及其分布；
２）调查井下可燃物的类型及其分布；
３）划分发火危险区（井下可燃物和火源（包括潜在火源）同时存在的地区视为危险区）。
准确地发现煤炭自燃初始阶段的特征，对防止煤层自然发火十分重要，人们利用自然发火形成过程中的特征可以早期发现和预报煤层自然发火，识别方法为：
人体感官的直接感觉；
矿空气成分的分析，测量井下发热体温度预测自然发火；
利用束管监测系统或人工取样对重点防火地点进行监测。
二、常用火灾的预报方法
矿井火灾预报的方法，按其原理可分为：
（一）利用人体生理感觉预报自然发火
依靠人体生理感觉预报矿井火灾的主要方法有：
1.嗅觉，可燃物受高温或火源作用，会分解生成一些正常时大气中所没有的、异常气味的火灾气体。
2.视觉，人体视觉发现可燃物起火时产生的烟雾，煤在氧化过程中产生的水蒸汽，及其在附近煤岩体表面凝结成水珠（俗称为“挂汗”），进行报警。
3.感（触）觉，煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温度升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，CO2等有害气体增加，所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感。
（二）气体成分分析法
用仪器分析和检测煤在自燃和可燃物在燃烧过程中释放出的烟气或其它气体产物，预报火灾。
1.指标气体及其临界指标
能反映煤炭自热或可燃物燃烧初期阶段特征的、并可用来作为火灾早期预报的气体叫指标气体。
指标气体必须具备如下条件：
①灵敏性，即正常大气中不含有，或虽含有但数量很少且比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会发生较明显的变化。
②规律性，即生成量或变化趋势与自热温度之间呈现一定的规律和对应关系。
③可测性，可利用现有的仪器进行检测。
2.常用的指标气体
（1）一氧化碳（CO）
一氧化碳生成温度低，生成量大，其生成量随温度升高按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾的较灵敏的指标之一。
在正常时若大气中含有CO，则采用CO作为指标气体时，要确定预报的临界值。
确定临界值时一般要考虑下列因素：
①各采样地点在正常时
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