工作面防灭火设计.docx

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工作面防灭火设计

2021年工作面防灭火设计

Technicalsafetymeansthatthepursuitoftechnologyshouldalsoincludeensuringthatpeoplemakemistakes

（安全技术）

单位：

_________________________

姓名：

_________________________

日期：

_________________________

精品文档/Word文档/文字可改

2021年工作面防灭火设计

备注：

传统安全中认为技术只要能在人不犯错误时保证人安全就达到了技术的根本要求，但更进一步的技术安全观对技术的追求还应该包括保证防止人犯错，乃至在一定范围内缓冲、包容人的错误。

　　为了防止火灾事故的发生，落实防灭火责任，避免火灾造成资源的浪费及影响安全生产和人身安全根据我矿自然倾向性鉴定报告、防灭火专项设计编制内容，结合实际特编制4304综采工作面防灭火专项措施。

　　一、工作面概况

　　1、工作面位置及井上井下关系

　　本工作面东邻东翼北运输巷，南邻东翼回风巷，西为4303工作面，北为杏园煤场边界。

　　2、地质说明书

　　概

　　况

　　煤层

　　名称

　　4-1

　　煤

　　工作面名称

　　4304工作面

　　地面

　　标高

　　+1283～+1372

　　工作面标高

　　+1200～+1270

　　地面

　　位置

　　位于主斜井工业广场东北约1000m空地处,开采对其无影响。

　　井下位置及

　　相邻采掘关系

　　工作面范围坐标X：

19625469.506~19625624.266，Y：

4372888.682~4373475.284。

位于井田中部，西部为未采动块段，东部为采区三条上山，南部为东翼三条大巷，北部邻近原杏园煤矿采空区。

　　走向长（m）

　　580

　　倾向长（m）

　　150

　　煤

　　层

　　情

　　况

　　煤层厚度（m）

　　5.7—8.3m，平均7.26m

　　煤层结构

　　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

　　煤层倾角

　　2°～5°

　　煤

　　质

　　情

　　况

　　水分Mad

　　；

　　灰分Ad

　　；

　　挥发分Vdaf

　　发热量Qgr,d

　　全硫St,d

　　胶质层

　　煤种

　　3.08%

　　28.24%

　　39.03%

　　22.48MJ/kg

　　0.42%

　　Y值

　　3mm

　　主要为长焰煤，仅在井田南部101、102号钻孔附近为气煤

　　4-1

　　号煤作为炼焦配煤时属低灰—中灰、低硫分—中低硫、低热值——高热值煤

　　4-1

　　号煤作为动力用煤时属中灰—高灰、特低硫—低硫、低热值—高热值煤

　　3、瓦斯煤层情况

　　1、瓦斯涌出量：

依据＜2013年联合试运转期间瓦斯等级鉴定＞瓦斯绝对涌出量为0.55m3

　　/min，相对涌出量为1.13m3/t，二氧化碳绝对涌出量0.65m3

　　/min，相对涌出量1.33m3

　　/t

　　2、煤尘：

依据＜2014年煤尘爆炸性鉴定报告＞有爆炸性危险，在生产过程中要严格执行综合防尘管理制度并落实好各项综合防尘措施。

　　3、煤层自然发火倾向性：

依据＜2014年煤层自然倾向性鉴定报告＞本井田4号煤层自燃倾向性质为自燃等级Ⅱ级，在开采过程中应注意防范。

　　（四）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7.78m）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。

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2.8m，放煤高度为4.98m。

采放比为2.8：

4.98=1:

1.77

　　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MG/400/930-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。

　　（五）工作面通风方式

　　4301工作面采用U型通风、风巷均布置在4#煤层底板，沿煤层走向布置，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。

　　二、组织措施

　　1、成立防灭火领导小组

　　组长：

杨智（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宋克申等

　　领导小组下设办公室于通风科，由通风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。

　　三、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。

（一）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。

4301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）4301工作面的配风量严格按照《4301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4301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。

　　四、安全监测监控系统

　　1、说明：

　　4301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。

回风顺槽铺设三芯束管，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：

4301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。

　　⑸监测工作人员必须携带便携式甲烷报警仪，工作地点的瓦斯浓度不超过0.5%时方可施工。

　　⑹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。

　　⑺井下施工，严格按照《规程》施工，施工完毕后，检查传感器工作性能及断电功能，正常工作后，清理好施工现场，与施工单位交接完毕后，方可离开现场。

停电搭火过程中，要安排专人进行监护。

　　⑻人员在行进途中，要注意安全，防止滑倒。

　　⑼本措施未尽事宜按《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》及上级有关规定执行。

　　五、黄泥灌浆系统

　　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，确定4301回采工作面采用埋管灌浆、洒浆结合的灌浆方法。

每回采100m进行一次灌浆，待回采结束后再进行封闭灌浆。

推采进度减慢时每10天进行一次灌浆。

　　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→4301回采工作面回风顺槽→工作面

　　灌浆管理：

　　⑴灌浆区温度检测

　　派专人定期检测灌浆灭火区、灌浆防火工作面及其采空区的气温、煤温和出水温度。

　　⑵灌浆区气体检测

　　利用火灾束管监测系统和地面气体分析实验室定期对灌浆防火区域进行气体成分的监测。

气体分析成分主要有：

氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯。

　　采集气体的地点为：

4301回采工作面的采空区束管监测点、回风巷、上隅角；通向火区的密闭墙内侧或钻孔内；其他需要的地点。

　　采集气体的时间为：

灌浆防火期间每天取一次样；回采工作面或其他地点在发火期间（未封闭的情况下）每班取一次样；灭火封闭区域内每班取一次样。

　　灌浆安全技术措施

　　1、沿线管路注入清水前，必须将各支管阀门关闭，确保管路内存有水，巡检人员能真实查出管路状况。

　　2、灌浆前，必须确保地面灌浆站设备运行及沿线管路完好。

　　3、注入清水及注入黄泥浆体量必须符合设计要求，如有变动按照指挥部命令进行。

　　4、灌浆期间，巡检人员与指挥部保持联系，确保工作有序进行。

　　5、灌浆期间发现漏水、跑浆，巡检人员及时联系指挥部，确保灌浆工作正常开展。

　　6、灌浆完毕后，巡检人员方可撤离。

灌浆站注入适量清水将管路冲洗干净。

　　7、灌浆完毕后，将回风巷灌浆管断开并进行封堵。

　　8、灌浆完毕后，由地面指挥部组织召开总结会，对此次灌浆进行效果评价和安排，进一步完善灌浆系统。

　　六、注氮系统

　　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》注氮方式和注氮强度、氮气有效扩散半径、工作面风量、氮气泄漏量、自然发火期、工作面推荐度以及采空区冒落情况和我矿实际回采等因素综合考虑确定每回采50m进行一次注氮。

　　注氮管路布置：

　　制氮硐室→东翼轨道大巷→4301回采工作面运输顺槽→工作面

　　注氮安全技术措施

　　⑴注氮的氮气浓度不得低于97%，低于97%立即停止注氮。

　　⑵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。

　　⑶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。

　　⑷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。

　　⑸注氮时撤出所有闲杂人员，每班技术员现场跟班，技术指导。

　　⑹注氮时必须有专用记录本和台帐，记录开关机时间、注氮量、压力、开关司机等，以便对注氮情况进行分析。

　　⑺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，先排出管内气体，避免将空气注入采空区中去。

　　⑻注氮管路的铺设：

管路的铺设应尽量减少拐弯，要求平、直、稳，接头不漏气。

每节钢管的支点不少于两点，每节软管的吊挂不少于4点，不允许在管路上堆放他物。

低洼处可设置放水阀；输氮的管路在分岔处应设置三通和截止阀及压力表；输氮管应进行防锈处理。

定期对输氮管进行试压检漏。

　　⑼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。

　　⑽每次注氮必须有三人检查管路漏气现象，处理漏气管路时，要有3人以上。

　　⑾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，加强工作面与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。

　　⑿注氮期间，通风科派专人检查注氮灭火区及工作面气体、气温、煤温、出水温度、钻孔气体等情况，并按规定进行采气样化验。

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。

　　⒀注氮期间加强采面的防尘管理工作，工作面采煤机、运输机、运输顺槽、轨道顺槽各种防尘、降尘设施完好，不得拆除损坏。

　　⒁加强通风管理：

确保工作区域空气满足要求，正常情况下氧气浓度不得低于18%，二氧化碳浓度不得超过0.5%，其它气体须符合规程规定。

　　七、注凝胶防灭火系统

　　凝胶防灭火技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的水泄漏流失问题，并与井下有限作业空间相适应，具有灭火速度快、安全性好等特点，因此，装备凝胶防灭火系统，及时处理发现的火灾隐患。

注凝胶作为辅助防灭火措施，具体实施细则参照《矿井防灭火专项设计》。

　　注凝胶操作注意事项：

　　1、严格按配比进行配制基料和促凝剂溶液；

　　2、倒入的料必须由专人负责搅拌均匀，并严禁杂物进入泵内，根据情况在泵内的入口处加滤网；

　　3、注胶前先接清水管冲洗每个钻孔3-5分钟；

　　4、随时检查各钻孔的进胶情况，如发现有不进胶的钻孔及时通知关闭注胶泵并用清水冲洗注胶管路

　　5、停止注胶后，用静压管清水冲洗注胶管路，防止注胶管堵塞；

　　6、注胶顺序为先注终孔的位置较低的钻孔，再注终孔位置较高的钻孔，防止因注高位孔，堵塞低位孔；

　　7、注胶时应随时观察压力表变化情况，如压力过高或过低时应及时分析原因，并确定每孔的注胶时间；

　　8、当每孔注胶完毕后，混合器另一输胶管路连接灌浆口继续注胶，并关闭注完的管路阀门，要迅速接入另一注胶孔，开启阀门，严禁注胶泵运行时关闭混合器上所有阀门，必须保证有一个阀门开启注胶，如要关闭所有阀门应及时通知关机；

　　9、注胶过程中严禁人员对着灌浆孔口，以防钻杆冲出伤人；

　　10、注胶完毕后，清洗混合器，确保畅通。

　　八、发生火灾采取的措施

　　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）回风流人员：

（及时正确戴好自救器）工作面及回风巷人员：

4301工作面→4301回风巷（或至移动救生舱）→轨道大巷→井底车场→副斜井→地面

（2）进风流人员：

4301运输巷→运输大巷（或至移动救生舱）→井底车场→副斜井→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》、《4301工作面作业规程》《矿井防灭火专项设计》中相关规定执行。

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