4307综采工作面防灭火专项安全技术措施文档格式.docx
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在整个氧化升温过程中都未检测到C2H2气体，说明其出现的温度高于220℃，大量的分析和应用表明，C2H2是煤的氧化进入激烈氧化燃烧阶段的标志。
根据以上分析，我矿4号煤层煤自燃指标气体以CO为主，以H2、C2H4、C2H6、C2H2为辅。
CO的出现表明煤已经开始缓慢氧化，此时应加强对CO的检测和分析，绘制同一监测点CO变化曲线，如果发现CO浓度持续稳定上升，说明此时煤已经开始迅速氧化，应发出预警；
H2、C2H4、C2H6可以作为预测预报煤自然发火加速氧化阶段的标志气体，其预测的温度范围在100～120℃。
在有较高浓度CO存在的前提下，只要出现H2、C2H4或C2H6，可视为煤的氧化已进入自热加速阶段，即可做出煤已自然发火的预报，此时采取切实有效的防灭火措施已迫在眉睫，如果延误时机可能发展为重大火灾事故，给灭火工作增加难度；
由于在整个升温过程中没有检测到C2H2，但根据诸多煤层、煤矿的实验和应用经验，一般在矿井检测到C2H2时，可断定监测区内存在已经燃烧的明火，此时制定和采取防灭火措施时一定要谨慎，以免引燃引爆瓦斯、煤尘等使事故扩大。
煤样程序升温氧化实验过程中各气体最低产生温度/℃
煤层编号
CO
H2
C2H4
C2H6
C2H2
4
30
100
120
110
＞220
三、防灭火系统
1、我矿现有黄泥灌浆系统一套，型号为LJ-60C滤浆机（最大虑浆量：
60m3/h，转速：
9r/min，外形尺寸：
2000×
3000mm，功率：
7.5kw，重量：
4300kg，厂家:
抚顺正工矿业科技装备有限公司），并配有型号为ZLJ-60胶体制备机（流量：
9r/min，外形尺寸：
11kw重量：
4500kg，厂家:
抚顺正工矿业科技装备有限公司）。
2、我矿现有两台DM-600/10型井下移动式制氮装置（一用一备），布置在井下制氮硐室内。
3、安装了一套KJ95N型煤矿安全监控系统，地面监控室配置主机两台，对地面及井下生产环境以及各主要生产区域进行实时数据监测。
4、现有一套JSG-8（A）束管监测系统，并配有GC-7960气相色谱仪，在工作面进、回风顺槽及工作面布置束管采样器。
5、按照规定定期对采空区取样分析，并利用红外测温仪对采空区温度进行检测。
四、4307工作面正常回采期间防灭火措施
4307工作面回采期间，采空区特别是“两道两线”是煤自燃防治的重点，为保证工作面的正常生产，减少或消除煤自燃危险性，主要采取如下措施：
1、开采期尽可能优化劳动组织，加大设备的日常检修、维护，保证正常的推进速度。
2、严格按设计和工艺要求采煤，提高回采率，减少人为丢煤量，回采过程过程中不得任意留设设计外煤柱和顶煤。
3、回采过程中实施开放式间断性注氮为主的防灭火措施，并配以均压、堵漏等措施。
4、合理配备工作面供风量，在满足规程、规范和瓦斯防治相关规定的前提下，尽量减少工作面供风量，现4307工作面风量为1450m3/min。
5、在整个回采过程中，利用矿井安全监控系统、束管监测系统、人工检测对采空区实时监控，并派专人在各测点进行气体检测，定期采用气样袋取气样，送地面进行气相色谱分析采空区气体成分和浓度的变化规律，从而实现对矿井自燃火灾的早期预报。
6、在进回风隅角挂设风障或封堵墙，减少向采空区漏风。
7、加强对采空区遗煤的监督，防止遗煤增多，产生氧化发热现象。
8、按照采空区自然三带划分构筑黄土沙袋墙，墙体厚度1.5～3m，四周与顺槽顶、帮和冒落的矸石结实。
9、
降低地面漏风:
在工作面回采过程中及时封堵地面裂隙，减少地面漏风。
10、定期检查通风系统，保持道风系统的稳定性。
11、对高冒区、压裂煤柱，内存在高温点可施工钻孔，然后实施灌浆或者注凝胶等防灭火措施。
12、在进回风顺槽构筑防火门墙。
13、停采线附近，加快设备撤出的速度，设备的撤出和工作面的封闭应在一个月内完成。
五、根据采空区“三带”划分确定回采速度
根据2017年中国矿业大学对4302工作面采空区的自燃“三带”划分，具体为距工作面0-45m为散热带.45-162m为氧化带，162m以远为窒息带。
最低推进速度计算:
根据白芦煤矿4302工作面划分的自燃“三带”范围，计算出白芦煤矿4302工作面最低推进速度为86m/月。
4307综采放顶煤工作面，回采工作面长度为220m，从2017年9月开始回采，现已推进292米，平均推进速度为45m/月，未达到最低推进速度86m/月，不能有效的把氧化带甩入窒息带。
4307综采工作面概况
1、工作面位置及井上井下关系
本工作面在矿井井田东翼北中部，北邻4306工作面现还未开掘，南邻4308备用工作面，西为东翼北运输巷，东为圣厚源煤业边界。
2、地质说明书
煤
层
情
况
煤层厚度
（m）
5.7—8.3m，平均7.3
煤层结构（m）
煤层倾角
2°
～5°
开采煤层
4-1
1.28（0.21）1.36（0.8）10.02（0.24）1.53
平均倾角
3.5°
稳定程度
稳定
硬度系数
2.3
简单——极复杂，一般含夹矸0—9层，岩性多为高岭岩、炭质泥岩和砂质泥岩。
其顶板一般含砾粗砂岩，有时为泥岩、砂质泥岩，底板多为粉砂岩
煤质
情况
Mad
（水分）
Ad
（灰分）
Vdaf
（挥发分）
Qqr.vd
（发热量）
St.d
（硫）
Y
（胶质层）
煤种
3.08%
28.24%
39.03%
22.48
MJ/kg
0.42%
3mm
主要为长焰煤，仅在井田南部101、102号钻孔附近为气煤
3、瓦斯煤层情况
4、工作面采煤方法
（1）采煤方法：
走向长壁后退式综采放顶煤采煤方法。
（2）采高的确定：
根据工作面煤厚（平均7.3m）和地质条件以及现有设备的技术性能，确定工作面使用ZF9000/18/35型放顶煤液压支架，选用ZFG9000/20/37型过渡液压支架，选用ZFTZ12000/20/37端头支架，选用ZCZ1000/20/37B超前支架。
综合考虑煤厚、支架支护高度和采煤机的适应高度，工作面设计采高确定为煤机割煤高度为3m，放煤高度为4.3m。
采放比为1:
1.4（3）、回采工艺流程：
割煤—装煤—运煤—支护（移架）—推移前部运输机—放煤—拉后部运输机—放顶（4）、割煤方式：
工作面采用MGT400/930-WD型交流电牵引双滚筒采煤机，沿工作面单向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。
5、工作面通风方式
4307工作面采用U型通风，进、回风巷均布置在4#煤层底板，沿煤层倾向布置，采用上行通风；
进风巷和回风巷采用矩形断面，顶板锚网支护，开切眼沿煤层倾向布置。
六、组织措施
1、成立防灭火领导小组
组长：
杨继和（矿长）
副组长：
吴小明（总工）
成员：
崔继社、展成新、孙元成、吴大胜、苏举科郭步忠、梁立臣、段世文、曹国等
领导小组下设办公室于通风科，由通风科科长兼任办公室主任。
2、领导小组职责
（1）每月召开一次防灭火专题会，根据当前工作面推进进度及各项气体参数，研究、布置下一步防止煤层自燃方案和安全技术措施。
（2）每周对各项工作落实执行情况进行检查、监督。
（3）负责落实防止煤层自燃所需的人、财、物。
3、防灭火办公室职责
（1）随时对各项工作的落实情况进行检查，督促各项工作按时进行，负责防止煤层自燃工作现场业务指导。
（2）收集整理各种资料和报表，并进行认真分析，发现问题及时采取针对措施。
（3）随时向领导小组汇报相关工作落实、实施及进展情况，当出现问题及时向领导小组汇报。
七、白芦煤业矿井防灭火设计总体方案
1、采集开采煤层煤样进行煤自燃特性试验，优选出煤层自然发火的标志气体，并根据矿井不同自燃监测点要求建立和完善煤自燃监测方法和手段，强化煤自然发火的早期预测预报工作，及时测定气体、温度的变化情况，科学地对煤自然发火进行预测预报，防患于未“燃”。
2、工作面正常回采期间主要针对回采工作面采空区遗煤自燃为重点，采取间断性开放式注氮为主结合堵漏、均压的综合防灭火措施。
3、工作面初采距开切眼30m、撤架期间距停采线30m、回采结束永久封闭后或当工作面无法正常推进及出现自燃征兆时，启动灌浆防灭火措施，并改间断性注氮为连续性注氮。
4、在掘进至旧采空区附近时，加强对有毒有害气体的监测，并将灌浆管路送至施工区域，做好应急准备。
5、加强对矿井外因火源的管理，机电设备、带式输送机、空压机等要满足相关规定，并完善各种保护措施，健全相应的防火构筑物和消防材料。
6、加强对矿井火灾防治的组织与管理，并编制火灾事故应急救援预案，最大可能减少火灾事故的发生和损失。
八、煤层发火原因及采取的技术措施
矿井火灾按引火热源的不同，可分为外因火灾和内因火灾。
（1）外因火灾
1、外因火灾的原因
外因火灾是由于外部热源如：
明火、瓦斯爆炸、爆破、机械冲击与摩擦、电流短路、静电、烧焊、吸烟等造成的火灾。
2、预防外因火灾采取的措施
（1）检身考勤员严格按照要求检身，严禁明火、烟火、穿化纤衣服入井等。
（2）安全科监督任何单位不得在作业面烧焊。
（3）工作面必须使用水钻打眼，由安监员和瓦检员负责监督。
（4）乳化泵站由专人看管，必须配备足够的防灭火器材。
（5）皮带机头处应至少配备两个灭火器、沙箱和铁铲。
（6）每月对工作面消防管路系统、消防器材的设置情况进行检查1次检查，发现问题，及时解决。
（二）内因火灾
1、内因火灾的原因
内因火灾是指煤炭接触空气后，因煤自身氧化产生热量，热量聚集使煤炭自燃发火而产生的火灾。
内因火灾有一个孕育的过程，火势发展缓慢，多发生在采空区、破裂的煤柱和煤壁以及集中堆积的浮煤等区域。
4307采煤工作面经鉴定自燃倾向等级鉴定为Ⅱ级自燃煤层。
2、预防内因火灾采取的措施
（1）4307工作面的配风量严格按照《4307采煤作业规程》中要求配风。
（2）回采时，要随时调整工作面推进速度，采取一切可能的措施提高采煤率，浮煤要回收干净。
（3）采煤队要在4307综采工作面沿采空区侧进风及隅角挂风障，减少向采空区漏风。
（4）综采队在进、回风巷保安煤柱范围内各预留一道防火墙位置，且备足随时封闭的材料。
（5）注浆管路、注氮管路埋入采空区，监测到有自燃征兆时，采取注氮、注浆进行灭火。
（6）工作面进回风顺槽敷设消防管路，定期冲洗煤壁、洒水，降低煤层温度，回风巷消防管路要求每隔50m设置支管和阀门.（7）采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭。
九、安全监测监控系统
1、说明：
4307综采工作面安装监测监控系统，其中工作面、上隅角、回风巷分别安装一个甲烷传感器，回风巷安装甲烷传感器、一氧化碳传感器，上隅角安装甲烷传感器、温度、一氧化碳传感器。
回风顺槽铺设十二芯束管，对工作面气体抽至地面束管检测室进行分析。
2、安装措施：
⑴所有下井设备必须在井上检查其防爆性、完好性，甲烷传感器必须通电48h以上进行试验，确保传感器的稳定性、灵敏度合格后方可下井使用。
⑵主要技术参数：
工作面报警浓度：
≥0.8%，断电浓度≥1.2%，复电浓度<
0.8%；
回风巷上隅角报警浓度≥0.8%，断电浓度≥1.2%。
⑶断电范围：
4307综放工作面及工作面回风巷道内所有非本质安全型电气设备电源。
⑷安装地点：
工作面上隅角，甲烷传感器吊挂在距回风隅角切顶线向外200mm，距顶板不大于300mm，距巷帮不小于200mm；
工作面甲烷传感器应垂直吊挂，距顶板（或顶梁）不大于300mm，距巷帮不小于200mm，距工作面10m范围内温度传感器和一氧化碳传感器吊挂在工作面回风巷甲烷传感器附近,井下分站安装在开关群附近。
（5）井下分站的接线符合《煤矿机电设备完好标准》的要求，各插头应插接牢稳，旋紧压帽，安装在便于人员观察支护良好，无淋水、无杂物的进风巷道中，电源必须接在被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。
井下分站吊挂或上架距底板不小于300mm，电缆吊挂整齐、规范。
3、自燃火灾气体分析：
发现传感器数值较大时，使用采样袋对采空区气体进行取样利用色谱仪对采集的气体进行分析，根据分析结果确定采空区气体是否正常并采区相应的措施。
十、灌浆防灭火系统
根据山西朔州平鲁区茂华白芦煤业有限公司《矿井防灭火专项设计说明书》、工作面风量、自然发火期、工作面推进度以及我矿实际情况等，根据白芦煤矿自然发火的实际情况，4307设计采用埋管灌浆、洒浆结合的采后灌浆方法。
1、4307工作面黄泥灌浆管路布置：
地面灌浆站→井底车场→回风上山→回风大巷→集中回风上山→东翼回风大巷→东翼北回风上山→4307回采工作面回风顺槽→工作面
2、灌浆方法
预防性灌浆方法有多种，根据采煤与灌浆先后顺序关系可分为：
采前预灌、随采随灌。
我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有：
采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。
采前预灌就是在煤未开采之前即对煤层进行灌浆，适用于老空区过多、自然发火严重的矿井；
随采随灌就是随着采煤工作面推进的同时向采空区灌浆，主要有钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆，能及时将顶板冒落后的采空区进行灌浆处理，防火效果较好；
采后灌浆是等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆。
工作面依据生产实际情况，当束管监测系统监测到矿井出现自燃发火征兆时，随即启动灌浆系统的方法。
3、灌浆时机
当4307工作面出现自然发火征兆，检测到自然发火的标志气体且呈持续上升趋势时，启动灌浆防灭火系统。
而当工作面恢复正常回采、自然发火征兆消失并持续稳定在3天以上后，则停止灌浆作业。
4、灌浆后防止溃浆、透水事故的措施
（1）严格控制灌浆比例和灌浆量。
灌浆材料应满足相关规定的要求，严格控制浆液泥水比，并控制灌浆量不使过大。
（2）设置滤浆密闭。
在灌浆区下部巷道中必须用滤浆密闭将灌浆区和工作区隔开，而且要求滤浆密闭有一定的强度，防止溃浆事故发生。
（3）加强水情观测，对采空区的灌浆量与排水量进行观测记录。
若排水量过少，灌浆区内可能有泥浆水积存，应停止灌浆，采取放水措施；
排水中含泥量增大，说明采空区中可能形成了泥浆通道，使泥浆不能均匀充填空隙，而直接流到采空区下部被排出，处理方法有：
a、采用间断灌浆；
b、在泥浆中加入砂子填塞通路；
c、提高泥浆浓度；
d、移动灌浆管口位置，改变浆液流动路线。
（4）灌浆区下部采掘前探放水。
在灌浆区下部进行采掘前，必须对灌浆区进行探放水，一旦发现有积水，必须打钻放水后，才能进行采掘工作。
十一、氮气防灭火系统
1、注氮机设置方式
注氮机设置方式有井上移动式、地面固定式和井下移动式。
井上固定式和地面移动式制氮设备生产的氮气，经井上、井下输氮管路送达采空区内，管理方便，产气量大，但需在地面建设制氮机房，并专门铺设一趟输氮管路，初期投资大、周期长。
井下移动式制氮设备安置于距需要防灭火区域的就近处，这样可以节省管路投资，又可以省去地面制氮气机房，设备移动方便、灵活，但需要建立专门的注氮硐室。
根据白芦矿井现场实际情况，采用井下移动式制氮设备。
管路从注氮硐室经4307运输顺槽铺设到4307采空区。
2、注氮方式及方法
注氮方式
注氮方式分为开放式注氮和封闭式注氮。
开放式注氮，即是在需要注氮的区域未封闭的情况下，进行的一种注氮方式。
一般在不影响工作面正常工作的情况下，利用大量的氮气使得采空区内氧化带的氧含量降低到能使浮煤发生自燃的浓度以下，从而达到防灭火的目的。
开放式注氮适用于推进中的工作面采空区早期自燃的防灭火工作。
封闭式注氮，为控制火情或防止瓦斯爆炸，将发生火灾或积聚瓦斯的区域先封闭后进行注氮。
当封闭的火区内漏风严重或者存在有大量高浓度瓦斯时，可采取封闭式注氮来降低氧含量并抑制瓦斯爆炸。
4307工作面正常回采期间采用开放式注氮方式，工作面回采完毕或火区封闭后采取封闭式注氮方式。
注氮方法
连续性注氮——工作面开采初期和停采撤架期间，或因地质原因，或因机电设备原因造成工作面推进缓慢，宜采用连续性注氮。
间断性注氮——工作面正常回采期间，可采用间断性注氮。
工作面正常回采期间注氮方式采用间断性注氮；
在开采初期、停采撤架期间、推进速度缓慢或出现自燃隐患时改用连续性注氮。
3、注氮防灭火注意事项
（1）在采空区进行注氮防火或在火区进行注氮灭火时，必须编制相应的安全技术措施，并经矿总工程师审批后，方可实施。
每班的氮气注入量不得随意调整；
需要调整时由通风科根据推进度、配风量等因素进行计算，经矿总工程师同意后进行调整。
（2）制氮设备的管理人员和操作人员，必须经培训，考试合格，并取得结业证和上岗证后，方可上岗。
（3）必须建立制氮设备的操作规程、工种岗位责任制、机电设备维护检修规程、注氮防灭火管理暂行规定等规章制度和建立注氮防灭火台帐，做好日常管理、检查、维护等工作。
输氮管路系统必须固定专人进行检查与维修，保持管路、阀门良好，不发生漏气。
注氮巷内的输氮管路的严密性必须每天检查一次，主输氮管路必须每五天检查一次。
（4）注入的氮气纯度不得低于97%。
（5）使用注氮防灭火系统前，必须建立完善的束管监测系统和矿井安全监测系统，并保证其连续正常工作。
并设置专职瓦检员，加强工作面和进回风顺槽的氧气监测，发现氧气浓度低于18%时立即停止工作，撤出人员，减少注氮量，待风流中氧气浓度大于18%时，方能恢复工作。
（6）注意检查工作面及回风巷道风流中瓦斯涌出情况，若发现采空区大量涌出瓦斯，风流中瓦斯超限时，可适当降低注氮强度。
（7）注氮管第一次向采空区注氮，或停止注氮后再次注氮时，应利用工作面附近的三通阀门，先排出管内空气，避免将空气注入采空区中去。
（8）采空区受工作面通风负压的作用，从进风顺槽至回风顺槽必然形成漏风通道。
向采空区注入氮气，必然沿着漏风通道而大量泄露，将使采空区内冷却氧化带加宽，影响惰化效果，因此，注氮前对上下隅角采取打设风障、封堵墙等封堵措施，减少漏风量，才能以较少的注氮量达到较好的惰化效果，达到防火的目的。
（9）操作过程中要经常注意制氮机运行状态，检查制氮机各部位接头、管路的密封情况，加强维护。
任何人员不得私自拆移、破坏注氮设施。
认真作好制氮装置的运行记录，每小时记录一次制氮机的压力和温度，每两小时记录一次制氮机出口氮气压力、流量和浓度。
发现异常及时处理，当发生故障又无法处理时应先停机。
注氮系统、设施的拆移必须由通风科注氮组进行作业。
（10）注氮期间，通风科派专人检查注氮灭火区及工作面的气体、气温、煤温、出水温度、钻孔气体等情况，并进行每周采气样化验。
分析注氮防灭火效果，包括注氮前、后的采空区的三带变化情况、注氮量、注氮扩散半径、注氮口移动步距等，定期提出分析报告。
十二、4307工作面自燃发火标志性气体
4307工作面标志性气体以CO为主，以H2、C2H4、C2H6、C2H2为辅。
十三、发生火灾采取的措施
4307工作面一旦发生火灾，最先发觉火灾的人员，一定要根据火灾性质采用一切可能的方法，力争在火灾初起之时就把它扑灭，同时迅速向调度室报告火情。
调度室接到报告后，应立即采取以下措施：
1、通知我矿救护队；
2、组织临时救灾指挥部；
3、通知所有井下受火灾威胁的人员撤离危险区，撤离路线为：
（1）4307回风流人员：
（及时正确戴好自救器）工作面及回风巷人员：
4307工作面→4307回风巷→东翼北轨道大巷→东翼轨道大巷→轨道大巷→井底车场→副斜井→地面
（2）4307进风流人员：
4307运输巷→东翼北运输大巷→运输大巷→井底车场→主斜井→地面
4、现场指挥人员要参照《矿井灾害应急救援和处理计划》确定火源和火灾性质与规模，组织力量救人灭火。
即使是一次微小的火灾也不能麻痹大意。
只有确信火已经完全扑灭，才能解除报警。
未尽事宜，按照《煤矿安全规程》、《4307工作面作业规程》《生产矿井防灭火专项设计》中相关规定执行。
十四、存在的问题及建议
1、黄泥灌浆设备齐全，但
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