预防煤层自然发火措施Word下载.docx

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St.d（%）

水分

Mad%

灰分

Ad%

挥发分

Vdaf%

焦渣等征

真相对密度

煤的吸氧量

（cm3/g）干煤

自燃倾

向分类

4号

0.56

3.21

4.41

41.21

6

1.34

0.53

Ⅱ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）煤的自燃的预测

一）、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）的建设，气样的采集、分析、记录和火灾的判断，矿井应建立预防自燃发火观测系统，观测站（点）的布置如下图所示。

在采煤工作面设置共设5个观测点，其中：

固定观测点2个，设在W1141运输顺槽、回风顺槽测风站；

移动观测点3个，工作面上隅角支架后方和靠采煤工作面侧。

观测站（点）的布置与观测应符合下列求：

1、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站（点），进行系统的、定期的观测。

观测站（点）应设在矿压较小的地点，至少长10m的一段巷道支护规整、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

2、采区、工作面固定观测站（点）：

在采区、工作面的进回风流都必须各建立一个观测站（点），并符合井下测风站的要求。

其观测站（点）的位置应使进风观测点能控制全部进风流。

3、移动观测点：

工作面上顶端支架后与工作面上下10～20m处设置，并随工作面的推进而移动的观测点。

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的观测点。

5、各观测站每星期至少采取2次气进行分析。

6、一般防火监测探头的观测气样为：

一氧化碳、瓦斯、风速、风温等。

7、在KJ73N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的温度和CO浓度，一旦超限，及时采取相应的措施，防止煤层自燃。

（二）建立自燃发火束管监测系统

本矿采用重庆煤科分院生产的JSG-9型束管监测系统，该系统主要安装在采区，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燃发火预报。

该系统由采样分析柜、电源控制箱、4路采样管组成；

4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。

束管监测系统示意图

1—取样点；

2—粉尘过滤器；

3—水份过滤器；

4—抽气泵；

5—束管

（三）巷道布置与开采顺序方面措施

1、主要巷道布置在岩石中

准南东煤矿采用斜井开拓，主斜井、副斜井、回风斜井布置在煤层的顶板岩石中，后期开采下阶段的运输大巷、回风大巷及采区联络巷布置在煤层中，布置在有自燃、容易自燃煤层中的回采巷道，采用锚喷支护，煤壁采用喷浆隔绝空气。

（四）采煤工艺的措施

1、采煤方法

采煤工作面采用走向长壁式布置，采煤工作面采用综放式落煤，采面煤炭运输采用自溜，运输顺槽皮带机运输。

工作面采用掩护式支架支护。

采煤工作面采用后退式的采煤方法。

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的煤柱。

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的位置。

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

采煤工作面回采结束后，必须及时进行永久性封闭。

6、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的位置并建立监测系统、确定煤层自然发火的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的防火记录簿内，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。

（五）通风方面的措施

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，采煤工作面回风巷与集中回风上山相连，为独立全负压通风；

必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。

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

掘进工作面采用压入式通风，其掘进工作面回风流与回风上山相连，为独立通风。

2、控制风流的风门、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的增大。

4、加强对封闭墙的检修与维护。

5、矿井在开采过程中要注意观察，加强煤层自燃征兆的早期识别工作。

（六）防治巷道高冒区、煤柱破坏区自然发火的技术措施

1、对高冒区等其它可能发火地点可进行人工取样化验分析，顶板高冒处（高出所在巷道1.5米以上）要及时用不燃性材料充填、喷浆或喷凝胶阻化剂。

2、胶体泥浆快速灭火技术。

对破坏煤柱附近打钻注浆，此项技术主要是利用凝胶防灭火，以黄土（或粉煤灰）浆作为充填剂，增加胶体强度、耐温性能和延长有效期。

胶体泥浆热稳定性比胶体更好，在高温火炭中不易熔化，失水速度很慢。

通过灌浆管路系统，建立大流量连续注浆工艺，防火时，省时省力，简便易操作，比传统注浆工艺可提高工效20倍以上，有利于快速扑灭大面积火区。

（七）其它

1、人的感官可以察觉的自然征兆

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从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高；

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

2．仪表检测

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的临界指标，并有上升趋势。

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的临界指标。

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的临界指标。

③煤炭、围岩及空气和水的温度升高，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。

三、防灭火系统

本矿所采4号煤层按自燃煤层进行管理，其它未鉴定煤层按有容易煤层进行管理。

设计采用以灌浆为主、以阻化剂为辅的防灭火系统和预测预报系统（具体灌浆量见每日注浆记录与年度通风计划）。

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，防止煤层自燃的发生。

（一）灌浆

1．防火灌浆设计依据及基础资料

（1）灌浆材料的质量、数量

灌浆材料为粘土黄泥，颗粒小于2mm，而且细小颗粒要占大部分。

（2）灌浆站工作制度

地面灌浆站工作制度原则与矿井工作制度一致，为330天：

灌浆工作与回采工作面一致，回采工作面为边采边准，采用一班灌浆，每天灌浆时间为6小时，平均注浆量每日不得低于60m3。

（3）矿井开拓方式、矿井生产能力、日产量

本矿采用斜井开拓，矿井生产能力60万吨/年，日产量2273吨（按每月22日工作日计算）。

2．灭火原理

将水、浆材按适当比例制成一定浓度的泥浆，通过管路灌进采空区。

泥浆可包住碎煤，使之与空气隔绝，防止氧化；

泥浆可堵塞采空区中的空隙，减少漏风；

泥浆水可使密闭区内冷却、降温，从而达到阻止自燃发火的目的。

3．系统组成

（1）灌浆系统

因该矿井型小需要的泥浆量不大，设计采用从地面将泥浆通过管道注入采空区。

灌浆防灭火系统由制浆池、过滤器、泥浆泵、电器开关、钢管、高压胶管等组成。

见图。

灌浆系统所用设备型号参数

名称

型号

单位

数量

技术参数

泥浆泵

BQS100/20-15/N

台

2

压力1.6MPa，流量60m3/h

钢管

/

米

1200

Φ145、Φ108、Φ89

制浆池

套

1

1.8*1.3*2m

搅拌笼

5m3

（2）疏水系统

采煤工作面采用走向长壁式布置，灌浆管路布置在在采煤工作面的回风巷，灌浆产生水经采空区自流至采工作面运输巷经运巷自流至井底水仓排出地面，为了防止灌浆后溃浆、透水，应采取灌浆前疏水、灌浆后防溃浆、透水的措施。

1）、充填流量要均匀适度，切忌流量忽大忽小；

接近充满时要适当减少流量；

2）、充填灌浆时要设压力表并设专人观察，当现管路压力较大（如管路跳动或管路接头跑漏水、砂浆等现象）时，要及时打开安全阀，释放压力，停止充填注浆。

3）、充填时，在充填地点前后两端各50m范围内，除监护人员外其他人员一律禁止在充填区内逗留。

4）在灌浆前疏通采煤工作面运输巷的下出口的水沟，保证其畅通无阻，及时将灌浆时的采空区的积水疏导后通过巷道水沟排到水仓。

5）灌浆前要检修好排水泵，保证运输顺槽水沟正常排水及时将涌水排到地面。

6）灌浆后，要及时清理采空区出口水沟，不要堵塞排水沟，及时将积水疏放，以免造成采空区积水。

4．泥浆

利用注浆站后面的黄土，随地取土。

采取铲车送土后进行筛土，筛好的泥土采用电动皮带机送入搅拌罐笼，灌浆泥水比为1∶3，泥浆与粘性复合剂比例1:

1000。

5．预防性灌浆方法

本矿采用埋管方式随采随灌浆。

随着采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。

（三）氮气

1、氮气灭火的技术要求：

⑴、氮气源稳定可靠；

⑵、注入的气浓度不小于97%；

⑶、至少有一套专用的氮气输送管路系统及其安全附属设施；

⑷、有能连续不断地监测采空区气体成分变化的观测系统；

⑸、有固定或移动的温度观测站（点）和监测手段；

⑹、有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告和处理。

向已封闭的火区内灌注高浓度惰性气体氮气，排挤与置换火区的空气，降低火区内的氧含量，使燃烧的物体得以冷却，增加密闭区内气体压力，减少新鲜空气的漏入；

惰气被可燃物体吸附，能阻止其氧化和燃烧，起到抑制和扑灭火