煤矿防灭火设计Word文档格式.docx
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煤系地层为二迭系上统宣威煤组，属海陆交互相含煤建造煤系地层厚288—311m，含煤26层，共分为上中下三段，其中上段无可用煤层，中段08#、11#、13#为主采煤层，矿井仅开采这三层煤，三层煤的情况如下：
1、08#煤层：
为中煤组最上一层，无突出危险性，为不易自燃煤层，作为矿井保护开采，区域性防治突出措施效果显著。
煤层厚度1.0—1.3m结构单一，赋存稳定，全区可采。
煤层直接顶为泥岩，厚0.8—2.0m，煤层底板为砂质粘土岩，厚0.5—1.0m。
煤层瓦斯含量为6.83—10.54m3/t，一水平瓦斯压力0.74Mpa。
煤质情况为原煤灰分22%，视相对密度1.4，挥发份35.7%，粘结指数79—85，全硫产率1.4—2.4%，发热量26—28JM。
2、11#煤层：
与保护层08号煤层层间距18—27m，有煤与瓦斯突出危险，为自燃煤层，煤层结构复杂，含1—3层夹矸，煤层厚度一般为2—8m。
煤层赋存较稳定，全区可采，煤层直接顶板为泥岩、粉砂岩，厚1.0—3.0m，煤层底板为粘土岩、粉砂岩，厚0.4—3.0m。
煤层瓦斯含量为7.53—14.5m3/t，1550水平瓦斯压力为0.84Mpa。
煤质情况为原煤灰分20—34%，视相对密度1.45，挥发份36.56%，粘结指数78—85，全硫产率0.14—0.70%。
发热量22—26JM，煤种为1/3JM。
11#煤层采用分层开采。
一般回采2—3个分层。
自然发火期8—12个月。
3、13#煤层：
与上覆11#煤层间距3—12m，有煤与瓦斯突出危险，易自然煤层，煤层厚度5—15m，平均8m，煤层结构较复杂，含1—3层夹矸，赋存较稳定。
煤层顶板为泥岩、粉砂岩。
含菱铁矿结核，易垮落，厚度1—0.3m；
煤层底葩为粘土岩。
煤层瓦斯含量为15.35—17.45m3/t，瓦斯压力1.63Mpa。
煤质情况为原煤灰份11—17%，容重1.35%，全硫产率0.1—0.3%，挥发份38%，粘结指数79—85，发热量22—26MJ，煤种为1/3JM。
13#煤层采用分层开采，一般开采3—5个分层，自然发火期6—12个月。
三、自然发火及特点：
自建矿以来，主采煤层共发生煤层自燃30次，其中08#煤层未曾发生自燃，11#煤层自燃6次，13#煤层自燃24次。
煤层自燃的地点及次数：
（1）停采线附近自燃10次；
（2）有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区知燃11次；
（3）巷道两侧和遗留在采空区内受压、破坏的煤柱4次；
（4）巷道内堆积浮煤或巷道的冒顶、垮塌处5次。
虽然矿井自燃发火未造成人员伤亡，但给矿井造成重大的经济损失，必须对其高度重视。
分析上述发火有如下特点：
a、工作面停采线容易自燃：
一分层回采结束形成停采线后，以下各分层在回采过程中，停采线有充分的漏风空隙，有大量的松散遗煤，同时又是风压最大的漏风通道，具备良好的自燃条件，矿井的开采实践证明了这一点。
b、有假顶的回风巷和运输巷顶板周围容易自燃，分层巷道一般为内错式布置，分层巷道假顶上的裂隙与分层巷道形成了有漏风联系的并联山风路，告别是分层巷道2—4m范围为自燃圈。
c、分层巷道内、外错容易自燃，分层巷道形成了易燃隅角带，造成采空区内冒落的全为破碎煤炭，都是引起自燃的场所。
d、巷道中设置通风设施容易自燃，分层巷道中设置通风设施加剧了假顶上漏风供氧，容易形成假顶内自燃。
四、防治措施：
1、简化巷道布置：
（1）尽量不打生产辅助措施巷道，如泄水巷、辅助运输巷等。
这些巷道往往穿层或跨越区段，破坏了煤层和相邻区段的完整性和相结独立性，形成了跨层位、跨区段的漏风联系，加大了采后封闭的工作量，对工作面通风防灭火不利，增加了漏风管理难度。
（2）尽量减少各类联络巷，使巷道布置简单化，一是尽量减少联络巷，避免外错布置联络巷；
多一条联络巷，就多了一条向采空区漏风的途径，使煤层自燃机率增加；
非布置不可时采用内错布置。
二是避免工作面切眼联络巷的布置。
从工作面开始到结束，切眼联络巷是一个长期的漏风通道，因此必须采取可靠的封堵措施，严密封堵。
（3）少打探巷及辅助巷道。
由于煤层地质条件复杂，布置的探巷成了一条向采空区漏风的直接通道，因此要及时采取措施充填堵漏封闭。
巷道掘出后，具备条件的立即喷浆封闭围岩或煤层，以减少漏风量。
2、掘进过程中的防火管理：
（1）把好分层巷道停采线喷堵关。
对分层的回采巷道，特别是采线附近实行喷浆封堵，以尽量减少分层假顶、停采线漏风。
（2）严格按设计掘进，把好施工质量关。
一是避免超掘乱透现象和独头盲巷出现；
二是分层巷道严禁外错布置，尽量垂直布置；
三是分层巷道掘进尽量一次掘透，严禁作为备用头停停打打，避免长期供氧和高温的形成。
3、采煤期间的防火管理：
（1）合理开采，提高回采率，减少人为丢煤量，避免采空区遗煤自然。
（2）加快工作面推进度，使漏风供氧带迅速变为缺氧窒息带，抑制自燃的发生。
（3）及时回撤封闭，临近停采线时，加强煤炭回收，回撤及时，并及时有效封闭。
4、均压防灭火措施：
对正在开采的工作面，在回风侧安设调节设施，减少风量，降低风阻，使工作面两端压差减少到最小；
对有发火征兆的工作面，采取先封闭火区，然后打钻至火点附近直接注浆灭火。
并将与封闭区并联的巷道打开，减少封闭区的压差，减少漏风供氧，加速火区的熄灭。
5、加强采空区注水、定期检查分析：
采用防灭火注水系统和防尘供水系统共用，工作面采用边采边注水、喷洒阻化剂（cacl）、黄泥封填、喷浆封闭、工作面回采结束后及时构筑防火密闭墙，对采空区采取注水，均压调节，定期检查，取样化验等防灭火措施。
机电峒室，皮带机巷及采掘工作面均备有干粉灭火器、砂箱。
6、注阻化剂防灭火：
采煤工作面回采至停采线回收前，首先在工作面上段、中段、下段注阻化剂。
具体方法为：
将（cacl）用水饱和溶化后，人工向回采空间全断面注洒，使之浸湿浮煤，防止氧化作用，达到采空区防灭火目的。
第二章采空区防灭火
一、注氮防灭火（该项设计待审批）
老鹰山矿八采区西翼8111
（1）回采面即将采开始回采，为加强采空区防灭火管理，确保安全生产，矿决定引进使用注氮防灭火设备及技术。
1、N2源选择
N2由BXND—600I型变压吸附制N2装置分离空气所得。
2、注N2方式：
埋管注N2。
3、N2释放口（孔）的布置：
在工作面运输巷、回风巷内的注N2管每隔30米设一个三通（作为N2释放口）作注N2时用。
4、注N2技术要求：
⑴、注N2时，N2浓度不小于97%，且要连续不间断地注N2，注N2后，工作面采空区的上、下隅角要及时封堵，保证采空区窒息带（采空区距工作面30米处）的氧气浓度不大于2%。
⑵、工作面距采空区30m～120m范围内，通过束管监测不间断地检测气体浓度，当发现氧气浓度大于10%或一氧化碳浓度大于50PPM时，立即向采空区注N2。
5、注N2量计算：
QN=[A/（1440ptn1n2）]×
（c1/c2－1）
式中：
QN——注N2流量，m3/min
A——年产量，55万吨
t——年工作日，300d
p——煤的比重，1.4T/m3
n1——管路输氮效率，90%
n2——采空区注氮效率，80%
c1——空气中的氧含量，20.8%
c2——采空区防火惰化指标，7%
则QN=[550000/（1440×
1.4×
300×
0.9×
0.82）]×
（20.8/7－1）
=2.21m3/min
=132.6m3/h
经计算BXND—600I型制N2机（小时制N2量为600m3/h）可满足矿井生产要求。
6、注N2管路选择及管损计算：
⑴、管路选择：
副井筒、1550副石门、1550西大巷、1350副斜井采用6寸管。
1580西运巷、1580西二石门、1460东瓦斯巷、1420西瓦斯巷及工作面运输巷、回风巷采用4寸管。
6寸管管件当量为20m，4寸管管件当量为30m。
6寸管管路损失为：
△P1=β
ρV2×
0.1
=1.12×
10-7×
×
1.25×
9.4312×
=0.0245MPa
=0.2401kg/mm2
4寸管管路损失为：
△P2=β
21.222×
=0.1210MPa
=1.1858kg/mm2
管道总损失：
△P=△P1+△P2
=0.2401+1.1858
=1.4259kg/mm2
现BXND—600I型注氮机出口压力为6kg/cm2，除去管道损失，到末端出口压力为4.951kg/mm2＞3kg/mm2，所选管道合适。
⑵、管路布置如下：
工业广场注氮机φ150mm副井筒φ150mm副石门φ150mm1550西大巷
φ150mm1580西返坡φ150mm1580西运巷φ100mm1580西二石门φ100mm八采零分段上山φ100mm8111工作面运输巷φ100mm8111工作面回风巷1550西
大巷与剃头上车场交叉口分三通φ150mm1350副斜井φ150mm1460东瓦斯巷φ100mm1420西瓦斯巷φ100mm。
第三章巷道及硐室防灭火
巷道内发现煤层自燃征兆时，可采用现有井下注水管路系统进行注水，黄泥封堵、喷浆封闭、及时构筑防火密闭墙，均压调节，定期检查，取样化验气体温度、瓦斯、二氧化碳、一氧化碳等参数，也可以在就近地点接应急注氮管路注氮防灭火等综合防灭火措施。
硐室内必须严格按《煤矿安全规程》中的规定配足灭火器材及砂子、黄泥等防灭火器材。
第四章采区消防器材库的布置
采区内已在+1500水平副大巷布置一个消防器材库，库内消防器材、品种及数量如下表：
井下消防材料库消防器材明细表
序号
名称
单位
数量
1
红砖
块
4000
16
风筒
m
200
2
水泥
袋
20
17
大绳
个
50
3
砂子
m3
4
18
帘
100
板材
19
玻璃丝布（草袋）
5
方木
泡沫灭火器
6
坑木
21
管钳子
把
7
钢管（1″）
22
铁锹
8
钢管（2″）
23
木锯
9
钢管（3″4″）
24
铜顶斧
42
10
钢丝管（4″）
根
25
撬棍
11
胶管（1″或2″）
26
水桶
只
12
各种弯头
27
活搬子
13
各种螺丝
kg
30
28
钉子
14
各种阀门
29
尖镐
15
局扇
台
门扇
道
五、结语
对自燃煤层容易发火地点的防治，是防止自然发火的关键，必须简化巷道布置，加强掘进过程、采煤期间的防火管理，并尽可能采取均压防灭火措施，以达到有效防治自然发火的目的。
2006年元月18日
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