二矿1101回采工作面防灭火措施.docx
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二矿1101回采工作面防灭火措施
有煤层自燃危险的回采工作面
安全技术措施
本矿井所开采煤层属易自燃煤层，具有发火倾向，发火期为3～6个月。
遵照《煤矿安全规程》的要求本着预防为主的方针，根据矿井开拓、开采布置情况及井下综采工作面采煤方法，设计考虑对本矿井自燃发火措施采取综合防治措施。
采用以氮气防灭火为主，其它防灭火为辅的综合防灭火方法，为保证职工的人身安全和煤矿财产不受损失，特制定本安全技术措施。
第一节防止煤层自燃发火设计
1、防止煤层自燃方法的选择
本矿井以注氮防灭火为主要措施，采用埋管、托管和间歇式注氮方法，利用管路系统将氮气送入采煤工作面及采空区，组成本矿井氮气防灭火系统。
见附图：
注氮防灭火系统设计图。
2.注氮系统
根据注氮系统方案设计，选择的制氮设备产氮量应不低于m3/h，综合考虑本矿井防灭火要求，设计选用KGZD-600型制氮设备，制氮量为600m3/h，能满足我矿注氮需求。
采用地面固定式制氮设备，将制氮设备安装在地面的注氮车间内，制取的氮气通过管路输送至井下火区。
3.注氮量计算
确定注氮量主要是根据防灭火区的空间大小及自燃程度确定，我矿注氮量分别按产量、吨煤注氮量、采空区氧化带氧含量进行计算。
⑴按吨煤注氮量计算
工作面每采出1t煤所需的防火注氮量，根据国内外的经验，每吨煤需5m3氮气量。
计算公式如下：
QN=5AK/300×60×24
式中:
QN—注氮流量，m3/min；
A—年产量，K—工作面回采率，。
则:
QN=5×600000×0.75/300×60×24=5.21m3/min
⑵按年产量计算
在单位时间内注氮充满采煤所形成的空间，使氧气浓度降到防灭火惰化指标以下，计算公式如下：
式中:
QN—注氮流量，m3/min；
A—年产量，ρ—煤的密度，t—年工作日，300d；
n1—管路输氮效率，85%；
n2—采空区注氮效率，75%；
C1—空气中氧的含量，20.8%；
C2—注氮防火惰化指标，7%。
则：
QN=[600000/1440×1.33×300×0.85×0.75]×（0.208/0.07-1）=4.84m3/min
QN—注氮流量，m3/min；
C1—采空区氧化带内原始氧浓度，18%；
C2—注氮防火惰化指标，7%；
取以上计算的最大值，并考虑10%的安全备用系数，采空区防灭火的最大注氮量为343.86m3/h。
4.管路选型及铺设
我矿选用KGZD-600型地面固定式制氮设备，根据注氮量、流速、压降等因素，主管选用Φ159×4.5无缝钢管，分管选用Φ108×4无缝钢管。
全部采用法兰连接。
注氮管路敷设路线：
地面制氮站→地面管路→副井井筒→+2900m轨道运输石门→+2900m轨道上山→+3160m运输顺槽→采空区
5.注氮方式及方法
当采空区一氧化碳经连续观测持续升高并超过24ppm时，采用埋管式间断性注氮，当推进缓慢时改用连续性注氮。
6.注氮工艺
设计工作面采空区防火采用拖管注氮工艺。
当监测系统提供出有发火征兆时开始实施注氮。
在工作面进风侧（+3160m运输顺槽）沿采空区埋设一定长度的钢管作为注氮管，它的移动主要利用工作面端头液压支架牵引，注氮管路随工作面的推移而移动，使其始终埋入采空区一定深度。
注氮方法如下：
将5节10m长的D89×4.5mm的地质钻杆用丝扣连接，然后将钻杆管路沿运输顺槽铺设到工作面下隅角，当工作面推移时管路便逐渐埋入采空区，管路埋入采空区长度应始终保持在15m～35m之间，以便拉管。
为防止采空区碎矸堵塞出氮口，可预先将距出氮口2m内的钻杆上钻许多小孔，以使氮气流动畅通。
当工作面出现发火征兆时，将埋入采空区内的钻杆拉至距切顶线15m处，然后用20m长的橡胶软管将其与顺槽管路接通，此后即可注氮。
随着工作面的推进，当出氮口距工作面切顶线35m左右时，切断氮气，拔掉橡胶软管，用绞车将钻杆再拉至距切顶线15m处，连接好橡胶软管继续注氮，如此反复，直到把有发火征兆的范围甩入采空区窒息带为止。
7.注氮效果的评估
注氮期间，从地面束管监测监控站连续不断的对采空区进行气体采集分析（束管检测监控系统正在更换新设备，更换完毕后投入使用。
），当采空区氧气浓度低于7％时方可停止注氮。
8、注氮设备操作安全注意事项
（1）注氮前必须认真检查各项准备工作，确保氮气管路及其附属安全装置完好，检查各阀门开闭状况是否符合要求，制氮装置完好性。
（2）各项准备工作就绪后，制氮机操作人员应通知调度室。
（3）调度室同意后，通知回采工作面注氮人员打开注氮阀门，同时通知制氮机司机按规定时间及质量要求开机制氮、送氮。
（4）制氮机根据用气压力和用气量调节流量计前面的调压阀和流量计后的产氮阀,不要随意调大流量，以保证设备的正常运转。
（5）空气进气阀和氮气产气阀开度不宜过大，以保证纯度达到最佳。
（6）调试人员调节好的阀门不要随意转动，以免影响纯度。
（7）不要随意动制氮机电控柜内的电器件，不要随意拆动气动管道阀门。
（8）操作人员要定时察看制氮机上压力表，对其压力变化作一个日常纪录以备设备故障分析。
（9）注氮机操作人员做好注氮机运行记录。
9、注氮安全注意事项
（1）为确保安全，注氮前必须巡视管路的完好情况，确认完好汇报调度室。
由调度室通知工作面当班第一安全负责人和采面专职瓦检员后，方可进行注氮。
（2）注氮前管路队必须认真检查管路、注氮位置和各阀门开关状况是否符合要求。
（3）注氮初期，指定专人迅速巡视注氮管路系统检查有无漏气，发现漏气立即处理。
系统无问题后先进行排空，管路中O2低于3%时方可向采空区内注氮。
（4）定期对氮气出口的安全阀进行可靠性检测。
（5）为了防止氮气涌出造成人员窒息，在回采工作面安排专职瓦斯检查员，携带多功能气体测量仪随时进行检测瓦斯、CO、O2等气体浓度。
检查地点包括架间、上隅角、运输顺槽回风流，当检查发现CO浓度超过24ppm或氧气浓度小于18.5%时，必须立即撤离受威胁地点，并汇报调度室，根据现场情况采取措施、进行处理。
（6）巡视管路工要保证注氮管路三通阀门关闭，不被人打开，以免发生氮气泄露，造成人员伤害。
（7）为保证采空区氮气不泄露或少泄露，在下隅角和上隅角分别吊挂一组挡风帘。
（8）运输顺槽内工作人员一旦有呼吸急促等缺氧征兆时，要立即外撤到新鲜风流中。
（9）地面束管监测系统监控分析回采工作面上隅角、采空区等处的气体成分，监测采空区内氧气浓度是否控制在7％以下，以便验证注氮效果。
（10）在注氮过程中，如发生主扇停风，造成工作面停风，瓦斯检查员或采煤队值班队长应立即将人撤至进风巷的新鲜风流处，并通知制氮车间立即停止注氮。
（11）注氮结束后，继续检测工作面及回风流的各种气体浓度。
（12）所有参与注氮及相关的人员，必须由各有关部门（队组）组织学习，并严格按措施执行。
第二节煤的自燃发火预防措施
﹙一﹚开采方面的措施
1、采用柔性掩护支架采煤法，顶板管理采用全部垮落法，人工攉煤，清扫浮煤，尽量使工作面回采率提高，回采率高，,少丢煤；
2、控制矿山压力，减少煤柱破裂；
3、回采时应尽量避免过分破碎煤体；
4、加快工作面的回采速度，使采空区热源难于形成；
5、及时密闭采空区，采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭。
﹙二﹚通风方面的措施
1、工作面采用“U”型通风方式，一进一回。
新风和乏风均不通过采空区，漏风少；
2、调节风门、风门应设置在围岩坚固、地压稳定的地点，还应避免引起采空区或煤柱裂隙漏风量的增大；
3、采取措施，降低盘区进回风巷之间两端的负压差，以减少漏风；
4、风门、调节风门之间的距离留有较大的余地；
5、设置双向风门，矿井可实现反风，以防火灾事故扩大；
6、实现风门闭锁，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳定。
﹙三﹚、工作面自燃发火的征兆
1、巷道中出现雾汽或巷壁汗“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。
5、工作面及回风流中一氧化碳浓度增高。
﹙四﹚监测监控措施
在采煤工作面回风流和风井中安装一氧化碳和温度传感器实时监测各作业地点风流中及总回风流中的一氧化碳和温度变化情况，一旦一氧化碳浓度超限或温度超过规定，及时采取相应的措施防止煤层自燃的发生。
第三节防止火灾安全措施
1、在井下设置消防材料库等，并配足各种消防器材。
2、工作面运输巷照明设备必须采用矿用防爆型的照明设备。
3、工作面上下两巷要采用不燃性材料支护
4、机电硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设一个出口。
5、机电硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。
故应在硐室内设CO2灭火器2个，8kg干粉灭火器1个，并备有灭火沙箱及灭火沙袋。
6、在机电设备硐室内严禁设集油坑，严禁存放无关的设备和物件。
带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。
7、消防材料硐室设置进风巷内，规定配备如下：
井下消防设备配备表
序号
灭火器种类
单位
数量
序号
灭火器种类
单位
数量
1
CO2灭火器
个
18
16
8kg干粉灭火器
个
16
2
10L泡沫灭火器
个
10
17
50kg干粉灭火器
个
4
3
Φ75mm消火水龙带
M
200
18
风筒布
M
100
4
Φ52mm消火水龙带
M
300
19
水泥
T
0.5
5
Φ52mm普通消火水枪
支
4
20
石灰
T
0.5
6
Φ75/52mm变径管节
个
10
21
Φ75mm胶管
M
200
7
Φ52mm喷嘴
个
4
22
Φ52mm胶管
M
200
8
Φ52mm垫圈
套
4
23
安全带
条
4
9
管钳子
把
4
24
绳梯
副
2
10
救生绳（长20m）
根
4
25
麻袋或塑料编制袋
条
200
11
撬棍
根
2
26
砖
M3
3
12
木锯
把
2
27
砂子
M3
0.5
13
平板锹
把
2
28
方木
M3
0.5
14
灭火岩粉
Kg
200
29
木板
M3
2
15
石棉毯
块
2
30
铁钉（2#、3#、4#）
Kg
3
8、井下所有电气设备采用矿用隔爆型或本质安全型电气设备，并具有“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”。
9、井下电气设备有接地、短路、过流、过负荷、断相、漏电等保护。
所有防爆开关，均设有短路、过负荷、单相断线保护和漏电闭锁保护。
10、井下所有电气的金属外壳都必须进行接地。
11、必须使用阻燃输送带，带式输送机托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料，其阻燃性抗静电性必须符合有关规定。
12、必须装设驱动滚筒防滑保护、堆煤保护和防跑偏装置。
13、应设温度保护、烟雾保护和自动洒水装置。
14、输送带张紧力下降保护装置和防撕裂装置。
15、在皮带机头硐室，必须设置灭火撒砂装置及沙箱，消防水管及高倍泡沫灭火器等防火设施，同时设立火灾报警装置及监测装置。
16、地面必须设置消防水池，经常保持不少于800m3的水量；
17、严格实行明火管制，建立健全明火管理制度，切实做到：
（1）严禁携带明火下井。
（2）井下严禁使用电炉。
（3）井下严禁使用灯泡取暖。
（4）井口和井下电气设备必须有防雷击和防短路的保护装置。
（5）井下电焊、气焊作业必须按《规程》规定进行。
（6）严禁使用产生火焰的爆炸器材和爆破工艺。
（7）严格火区管理。
18、采空区的封闭防灭火措施：
采煤工作面回采结束后，必须在45天内采用密闭墙进行永久封闭，密闭墙必须使用砖或粗料石和水泥砂浆砌筑，密闭墙四周见硬底硬帮与煤岩接实，掏槽不小于200mm，墙厚不小于500mm，其抗压强度不小于0.3MP，密闭墙必须对表面用水泥砂浆抹平，并标明施工日期、负责人、施工材料。
对有水涌出的采空区，密闭墙必须设置反水槽。
19、井下和硐室内不得存放汽油，煤油和变压器油，井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存在盖严的铁桶内。
用过的棉纱、布头和纸等，必须存在盖严的铁桶内，由专人定期送地面处理；
20、所有井下工作人员都必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。
第四节井下消防、洒水系统及灭火装置
井下生产和消防用水为同一供水系统，地面上建设有一座800m3井上、下消防洒水水池，井下水处理站处理后的水进入300m3井下消防洒水水池，以静压方式向井下供水。
在井下消防洒水系统中每隔50m设置一个三通阀门，以供消防洒水用。
在井下各机电硐室，采煤工作面主要机电运输设备安装位置等处，设置消防洒水及防尘水管，同时设置灭火砂箱、高倍泡沫灭火装置。
第五节矿井发生火灾时的行动原则
1、任何发现火灾时，应视火灾性质、通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势，并迅速报告矿调度室。
2、在现场的区、队、班组长应依照灾害预防和处理计划的规定，将所有可能受火灾威协地区的人员撤离危险区域，并组织人员利用现场的一切工具和器材进行灭火。
3、电气设备着火时，应首先切断电源。
在切断电源前，只准使用不导电的灭火器材进行灭火。
4、回采工作面工作面一旦发生火灾，应立即组织人员进行灭火，在采取一切措施后不能扑灭火灾时，应立即在运输巷和回风巷出口构筑两道防火墙，防火墙四周伸入巷道壁不小于0.5m，防火墙厚度为0.5m，墙体之间用黄泥充填。
矿主要技术负责人负责封闭火区的工作。
5、回采工作面灭火原则：
（1）从进风侧进行灭火，要有效地利用灭火器和防尘水管；
（2）禁止在火源上方灭火，防止水蒸气伤人，也不能在火源下方灭火，防止火区塌落物伤人，要从侧面（即工作面或采空区方向）利用保护装置接近火源灭火；
（3）采煤工作面瓦斯燃烧时，要增大工作面风量，并利用干粉灭火器、砂子、岩粉等喷射灭火；
（4）在进风侧灭火难以取得效果时，可采取局部反风，从回风侧灭火，但进风侧要设置水幕，并将人员撤出；
（5）采煤工作面回风巷着火时，必须采取有效方法，防止采空区瓦斯涌出和积聚；
（6）用上述方法无效时，应采取隔绝的方法灭火。
第六节自救和互救
1、当井下发生火灾时，遇险人员必须及时打开自救器，正确佩戴好自救器，并帮助其他遇险人员佩戴好自救器，组织遇险人员迅速撤离灾区到安全地点的新鲜风流中。
2、发现火灾时，必须及时通知地面调度室，并通知其它地点可能受火灾威胁人员，撤离井下。
3、调度室接到火灾通知后，必须立即向矿长汇报，并通知矿山救护队组织营救遇险人员。
4、灾区受威胁人员，遇险不要惊慌，不要到处乱跑，要镇定自若，要有组织地逆风流方向，迎着新鲜风流撤退。
自救和互救工作参照1996年5月原煤炭工业部颁发的《一通三防安全知识》执行。
一旦发生事故或发现灾害预兆，必须尽快就地按避灾路线撤退到地面。
5、火灾避灾路线：
回采工作面→+3160m运输顺槽→+2900m轨道上山→+2900m轨道运输石门→副井→地面
青海西海煤电有限责任公司默勒二矿
有煤层自燃危险的回采工作面
安
全
技
术
措
施
默勒二矿
2015年9月20日
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