陈家山煤矿预防自燃发火措施及工作面防灭火设计本科论文Word格式.docx
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2、灌浆方法：
采用随采随灌和采后灌浆法。
采用随采随灌的方法，即随着采煤工作面推进，滞后工作面30～40m从423卸压抽采巷灌浆孔向采空区灌浆，钻孔间距15m。
3、灌浆量的确定：
（1）、钻孔灌浆量
QK=K×
L/×
H×
M×
C
=0.06×
15×
7.27×
165×
0.756
=816.2m3
式中：
QK——钻孔灌浆量，m3
L/——钻孔间距，15m
H——采高，7.27m
M——工作面斜长，165m
C——回采率，0.756
K——灌浆系数，0.06
（2）、工作面灌浆量
Q=QK×
L/L/=816.2×
1880/15=102297m3
式中：
QK——钻孔灌浆量，816.2m3
L——工作面走向长，1880m
L/——钻孔间距，15m
Q——工作面灌浆量
（3）、脱水系统：
在423运回顺排水点安设污水泵，将污水排至区段水仓。
二、注氮防灭火：
1、注氮系统：
（1）安子沟制氮站，一套KGZD97-1000和KGZD-1000制氮设备，其制氮量为均1000m3/h,
（2）注氮系统（管路ø
150mm钢管），安子沟制氮站→安子沟2#风井→东翼总回→东翼回风大巷→423反风道→423运顺→采空区。
2、注氮工艺：
回采工作面采空区采用埋管注氮，即：
工作面运顺铺设一趟Φ150注氮管路，当管路埋入采空区10m时开始注氮，当管路埋入40m时，开始埋设第二趟管路，当第二趟管路埋入10m时向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，这样循环往复，直至工作面采完为止。
3、注氮方式：
回采工作面注氮采用连续性注氮。
4、计算423工作面回采所需的注氮量：
①按产量计算：
QN=[A/（24pth1h2）]×
（c1/c2-1）
=[1500000/（24×
1.4×
330×
0.9×
0.8）]×
（0.2/0.07-1）
=348（m3/h）
QN——注氮流量，m3/h
A——年产量，t;
t——年工作日，取330d
p——煤的密度，t/m3;
h1——管路输氮效率，%
h2——采空区注氮效率，%
c1——空气中氧含量，一般取20%；
c2——采空区防火惰化指标，取7%。
②按吨煤注氮量计算
QN＝5×
Ak/330×
24
=5×
1500000×
0.756/330×
24
=715（m3/h）
QN——注氮流量，m3/h；
A——年产量，t；
k——工作面回采率，75.6%。
现矿井制氮装备能力为1700m3/h，
①注氮体积：
V=L×
H×
M×
K1×
K2=1880×
0.756×
0.8=1363917m3
V——423采空区注氮体积m3
L——采空区注氮走向长度1880m
H——采空区注氮倾斜长度165m
M——工作面采高7.27m
K1——工作面回采率75.6%
K2——采空区空间率80%
②注氮量
Q＝V（C1-C2）/C2
＝1363917（0.08-0.03）/0.03
＝2273195m3
Q——注氮量m3
C1——注氮前采空区氧气平均浓度8%
C2——注氮后火区熄灭氧气浓度指标3%
5、注氮监测：
（1）每日三班派人在回风巷进行检查，发现O2＜19%时，立即撤出人员，减小注氮量（或者停止注氮），待风量中O2＞19%时方可恢复工作。
（2）每天三班检查工作面、上隅角及回风流中的瓦斯情况，发现采空区内大量涌出瓦斯时，风流瓦斯超限，立即撤出人员、减小注氮量（或者停止注氮），待瓦斯降到1%以下时方可恢复工作。
三、汽雾阻化防灭火：
1、汽雾阻化系统：
在423工作面运顺安设汽雾阻化泵一台，2m3储液搅拌箱一个，沿运顺铺设汽雾管路至工作面喷雾点，在喷雾点安设汽雾发生器进行喷雾。
2、汽雾发生器安装数量及位置：
根据我矿实际，结合工作面漏风情况，在工作面前、后落山、20#、40#、60#架处各安装一个汽雾发生器，通过漏风将雾化液带到采空区，起到防灭火作用
3、汽雾阻化工艺过程：
将氯化镁按20%比例加入储液搅拌箱中溶解后，经过滤进入喷雾泵，加压后进入各喷雾点，经汽雾发生器将药液转化为汽雾，随漏风带入采空区。
4、每班喷药量计算（423工作面）
根据工作面煤的厚度、采煤高度，采空区遗煤量计算喷药量，每吨煤喷雾化液5-10kg，计按6kg，则每刀喷阻化液量为：
V＝MHBPCK/RD
＝165×
0.6×
0.25×
6/0.8×
1050
＝1.8m3
式中:
V——每刀割煤喷阻化液量；
M——工作面倾斜长度（165m）；
H——工作面平均煤厚（7.27m）；
B——每刀割煤宽度（0.6m）；
P——煤的容量（1.4T/m3）；
C——煤损失率（25%）；
R——雾化率（80%）；
K——吨煤吸药量（6kg/T）；
D——阻化液比重（1050kg/m3）；
每班喷阻化剂量
G=v×
D×
F×
L
=1.8×
1050×
20%×
2
=756（公斤）
V:
每刀割煤喷阻化液量；
D--阻化液比重（1050kg/m3）；
F--阻化液浓度（20%）
L—每班平均割煤刀数
（2）
每刀割喷阻化剂时间：
T＝V/（m×
Q）＝1.8/（5×
0.25）＝1.44（小时）
T--每刀喷阻化剂时间（小时）；
m--汽雾发生器的个数（5个）；
Q--汽雾发生器的流量（0.25m3/h）；
V--每刀割煤喷阻化液量（1.8m3）；
四、观测预报：
1、423采面观测预报：
根据我矿现有装备和技术，在423工作面回采过程中火区观察员对423采面落山、回风及高位抽采巷口闭、卸压抽采巷正头闭的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、氧气等气体和温度进行观测预报，做到早发现、早预防、早处理，防患于未然。
每天四点班由救护队观察预报点进行采样。
采集的样本监测组必须及时进行分析，并将分析结果报矿长、总工及通防科。
采样观察预报点为：
采面上隅角、高抽巷闭里、卸压抽采巷卸压抽采孔、卸压抽采巷闭墙、采空区闭墙等地点。
2、监测监控
（1）束管监测分析
矿井安装KSS——200束管监测系统一套，束管监测系统中心机房设在平硐井口广场，该系统辅设12芯束管9270m至423回顺外段，3芯束管敷设2300m至423后落山，在后落山埋设1个采样头，后落山沿切眼方向50米埋设1个采样头，在距落山50米的回顺安设1个采样头，并随着工作面的推采而移动；
随着工作面的推采，每50米埋设1个。
通过采样头抽取气样，对采空区、落山及回顺的气体进行分析。
（2）传感器监测监控
在423工作面后落山，423回顺各安设CO传感器1个，对工作面及回顺风流CO进行连续监测监控；
423工作面回顺回风以里10－15m处，安设温度传感器1个，对工作面回顺风流温度进行连续监测监控；
风速传感器1个，对工作面回顺风流风速进行连续监测。
五、构筑防火门墙：
在423回顺、运顺、排水巷、卸压抽采巷口以里60m和1100m处各做防火门一道，用砖做防火门墙，墙厚不小于750mm，运顺防火门墙中间留2.7×
2m（宽×
高）的通道，回顺防火门墙中间留2×
2.2m（宽×
高）的通道，卸压抽采巷、排水巷防火门墙中间留2×
高）的通道。
墙5米范围内要备够的防火板及封口的材料，并码放整齐。
六、423采空区注三相泡沫防灭火
由423卸压抽采巷向采空区施工注三相泡沫钻孔，每间隔30米施工1个，向采空区30范围内注三相泡沫，。
终孔位置在回顺顶板3米利用灌浆注氮系统向采空区内注三相泡沫进行防灭火。
1）、每孔注三相泡沫量：
V=LHL1C=165×
30×
0.75×
0.3=8096.9m3
V——钻孔注三项泡沫量；
L——工作面倾斜长度：
165m；
L1——钻孔间距30m；
H——采煤高度：
7.27m；
C——回收率：
75%；
K——孔隙率：
30%。
2）、每孔注三相泡沫时间：
发泡系数为1500m3/h计算
（注氮管路流量300-1200m3/h，压力0.2-0.7MPa,灌浆浓度3:
1-6:
1，流量10-30m3/h）
我矿参数为：
注氮管路流量1000m3/h，压力0.9MPa,灌浆浓度4:
1，流量60m3/h、满足要求
T=V/δ=8096.9/1500=5.4（h）
T——每孔注三相泡沫时间，单位h；
V——每孔注三相泡沫体积：
单位m3；
δ——发泡系数：
单位m3/h；
3）、每孔注发泡剂量：
d=h·
q=5.4×
100=540Kg
h——每孔注三相泡沫时间，单位h；
q——每小时注三相泡沫剂量，取100Kg；
Ｂ、矿井防灭火措施
（一）、采区防灭火措施
1、采空区、上、下顺槽冒落空间、停采线等处必须有防止遗煤自燃的预防措施。
2、开采煤层的上方及邻近采空区和其它漏风源必须有处理措施。
3、防火队火区观察员每天必须对矿井所有闭墙进行一次全面检查，发现问题及时处理。
通防科每旬组织通维区、防火队、救护队对井下所有闭墙进行一次全面检查。
4、综放工作面尽可能地提高顶煤回收率，采面煤层回收率应大于80%，工作面上、下顺槽、开采线和停采线的浮煤必须清净。
5、回采工作面投产前必须有煤层注水设计，并严格执行，设计有完整的注氮、黄泥灌浆、注三相泡沫、注凝胶和疏水系统，坚持使用汽雾阻化。
6、回采工作面坚持正规循环作业，加快推进速度，尽快使老塘进入压实带，前后落山角及时放顶，不允许留长距离空间。
7、积极发挥束管监测系统作用，每天对采面采空区内3个采样点、后落山角采样点和其它采样点等处气体进行一次采样分析，分析结果分送有关领导和科室审阅，并保存备查。
8、综放工作面回采过程中,火区观察员每班对工作面上隅角、瓦斯抽放巷闭墙、灌抽巷闭墙及回风巷中的CH4、CO2、CO等气体浓度和温度观测一次。
每天救护队用气囊采集工作面上隅角和瓦斯抽放巷气样各一次,进行分析化验,分析结果分送有关领导和科室审阅，做到及时发现及时处理,防患于未然。
9、在综放面卸压抽采巷每隔30m向回顺打2个三相泡沫注浆孔，全长封孔，不用时堵严。
采面依次推过每个注浆孔20-30m时注一
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