防煤层自燃安全技术措施.docx

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防煤层自燃安全技术措施

防止煤层自燃发火安全技术措施

打磨沟矿井C6、C12、C17煤层经云南煤矿安全计量监测站鉴定属于Ⅱ类自燃煤层，煤种为烟煤，自燃发火期为3～6个月，为了防止煤层自燃发火，杜绝井下发生自燃发火事故，特编制《防止煤层自燃发火安全技术措施》：

一、不同地点防火处理措施

（一）布置在煤层中的开拓巷道

 采用砌碹或锚喷，碹后的空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实，或用无腐蚀性、无毒性的材料（如凝胶）进行充填处理。

（二）掘进中的煤巷高冒处

 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。

（三）回采工作面采空区

 1、每天至少对回风隅角气体成分用束管色谱仪分析、人工取样色谱仪分析各一次，针对分析结果，采取相应措施。

 2、当回风隅角CO浓度超过24PPm时，要采取加快回采速度，提高回采率、加大注浆量和阻化剂配比量、建防火墙、回风隅角设风流引射器以及喷洒阻化剂等措施。

3、当工作面回风流气体中检测出C2H4，或CO浓度超过75PPm且CO浓度有持续升高趋势时，增加注氮防火措施。

 4、只有工作面回风流CO浓度降到24PPm以下时，方可恢复正常回采速度，按常规措施（以注粉煤灰为主，注复合胶体、堵漏、构筑拦浆防火墙、均压通风等为辅的综合防火技术）进行防火。

 5、工作面断层带

  若断层带煤炭在工作面底板，按照常规措施进行治理。

若断层带煤炭在工作满顶板，根据现场实际情况对断层带采取加大注浆量或注胶量，构筑防火墙、插入花管注水玻璃胶体、加快回采速度等措施进行治理。

（四）回撤面停采线附近采空区

  采煤工作面推至停采线时，要提前编制工作面停采回撤期间通防安全技术措施，根据现场情况，采取加强监测、构筑防火墙、封堵进风隅角、均压通风、面后注浆、面后注水玻璃胶体、加快回撤速度、及时封闭等综合进行治理。

（五）大面积连通采空区

 1、根据束管循环监测和人工取样分析，至少每旬对大面积连通采空区内的气体浓度进行取样分析，根据采空区内的气体浓度情况，采取合适的治理措施进行治理。

2、采空区密闭做到定期检查和维修。

3、在沿空送巷的采空区侧，进行喷浆堵漏等防火措施。

4、合理调整通风系统，尽量降低采空区两端的风压差，减少漏风量。

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7个观测点，其中：

固定观测点2个，设在靠近上山侧;移动观测点2个，设在靠采煤工作面侧，移动观测点3个，设在采煤工作面靠采空区侧。

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、移动观测点和临时观测点三种。

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，回风观测点能

控制全部回风流，即两个观测站（点）间不允许有其它的进风流和回风流。

3、移动观测点：

在工作面的进回风巷内距工作面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、二氧化碳、瓦斯、氧气、风量、风温及氮气等。

7、在KJ160N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）、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。

（二）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，采煤工作面采用综采放顶煤。

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。

（三）.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。

三、防火措施实施工艺

（一）注浆

 1、注浆地点：

生产工作面采空区、回撤面采空区、大面积采空区。

 2、注浆方式

（1）回采工作面采空区。

通过注浆管路对面后采空区进行随采随灌方式注浆。

（2）回撤面采空区。

工作面推进至停采线，在工作面上顺槽停采线处留设一路φ100（50）mm钢管，钢管外端与注浆管路主管路合茬，里端出口处要留设1个三通阀门，并用钢丝网等物挡好，防止顶板跨落堵管、压坏。

工作面密闭后，及时对工作面停采线进行注浆，当注到注浆管的浆液不流动时，停止注浆，打开放水管阀门放水，再进行注浆，这样多次注浆后，密闭内注浆以注不进为止。

（3）大面积采空区。

利用束管检测系统每旬对采空区气体进行分析，当采空区中氧气浓度高于7%，且存有一氧化碳时，对采空区进行注浆。

3、浆液制备。

主要以电厂粉煤灰为浆材，灰水比1:

1.5～2，注浆站设在风井地面，使用搅拌机制浆，同时在浆液中加入6‰～10‰阻化剂（卤盐），或者加入粘稠剂、悬浮剂等，确保注浆效果。

 4、注浆量:

回采工作面每生产万吨煤采空区注浆量不少于100m3。

 5、注意事项

（1）注浆站要保证浆池中浆液浸泡时间并搅拌均匀，浸泡搅拌时间应不低于15min，浆液要保证浓度。

（2）每次注浆前注浆工要检查管路，发现漏液、闸门失效等问题要及时处理。

 （3）要浆前必须明确注浆地点，然后将通往该地点的各级闸门打开，并根据实际情况要浆。

 （4）工作面溃浆、堵管、爆管、闸阀漏浆时，要首先通知井上停止下浆，并派人关闭上一级闸门，然后进行处理。

处理时严禁管口对人，处理不了时，要及时汇报，根据实际情况，采取其他措施进行处理。

 （5）中途堵管时，应先通知井上停止下浆，然后逐级打开卸浆阀，初步判定堵管的大概位置，将堵管附近闸阀打开放浆，此后拆开管路将堵塞物取出。

 （6）井上、井下注浆人员要密切配合，加强联系，严禁工作人员脱岗。

井下人员要不停的巡视管路，地面注浆站接到停止注浆的通知后，应立即停止注浆。

 （7）煤层变厚或过断层时，要根据实际情况，加大注浆量。

（二）喷洒阻化剂

  阻化剂防火就是使用卤盐、铵盐以及水玻璃等溶液喷洒在煤的表面，具有阻止煤炭氧化，防止自燃的作用。

 1、使用地点

  工作面开切眼、工作面两顺槽、工作面停采线。

2、喷洒氯化镁阻化剂使用材料

（1）材料：

氯化镁、水；

（2）配比：

氯化镁:

水＝1:

4（重量比）；

 （3）用量：

按5Kg/m2计算，确定喷洒量；

 （4）效果：

阻化率应大于75%，阻化衰退期应大于2个月。

3、工艺流程

  喷洒氯化镁阻化剂工艺流程是以氯化镁溶液配置开始到氯化镁溶液覆盖煤层的作业程序。

氯化镁溶液按配比要求在一个0.5m3的料箱内搅拌稀释均匀，再由一台WJ-24-2型阻化剂喷射泵对煤体进行喷洒。

4、施工技术及注意事项

（1）施工前，必须把巷道的浮煤进行清理。

（2）施工前要查看现场的支护情况，发现问题及时处理，确保现场支护完好的情况下方可施工。

 （3）喷洒阻化剂前，先检查各管路接口是否固定牢靠，发现问题及时解决。

 （4）喷洒凝胶时，严禁管口对人。

 （5）施工人员每次都要做好记录，包括施工日期、材料、用量、配比、喷洒范围、效果等。

 （6）施工地点的设备等金属构件要尽量进行刷漆等防腐处理。

施工时要避免喷洒到设备、支架等金属构件上，否则，马上用清水冲洗后并用干净棉纱擦净。

（三）水玻璃凝胶

   水玻璃凝胶是在一种封堵、充填材料，不同浓度的水玻璃和偏铝酸钠溶液由泥浆泵加压后，经混合器、花管注入到面后采空区、高冒区中，对采空区漏风通道进行封堵、充填，并对煤体进行降温。

 1、使用地点

  工作面面后采空区、局部高冒区。

2、喷洒凝胶阻化剂使用材料

  凝胶由水玻璃溶液和促凝剂溶液混合而成，其中水玻璃溶液配比（重量比）为水玻璃：

水=1：

1，促凝剂（碳酸氢氨或偏铝酸钠）溶液配比为碳酸氢氨：

水=2-10：

100。

成胶时两种溶液比例为水玻璃溶液：

促凝剂溶液=1：

2。

根据成胶时间和使用地点不同，可适当增加或减少基料和促凝剂的比数。

 3、工艺流程

  喷洒凝胶工艺流程是凝胶配制开始到凝胶喷到煤壁上的作业程序。

基料水玻璃和促凝剂水溶液按配比要求分别在两个0.5m3的料箱内搅拌稀释均匀，再由两台2ZB50/1.5－2.2泥浆泵按1∶2的体积比通过两趟输液管、一个三通混合器、花管压注到需要地点。

4、注意事项

（1）施工时严格掌握材料配方以控制成胶时间，促凝剂过多则成胶速度快，易发生堵管；促凝剂量少则成胶时间长，凝胶渗透流失。

因此，配料时必须用量筒量取水玻璃和促凝剂。

（2）喷洒凝胶时，严禁管口对人。

（3）施工人员要佩戴手套、防风眼罩，防止胶体腐蚀。

（四）注氮防火

  1、使用条件：

主要用于采空区气体置换和当面后采空区发生发火异常时进行注氮灭火。

 2、注氮工艺

   采用“动态监测、适时注氮”工艺。

即以工作面回风隅角检测出的CO及C2H4含量为依据，按照我矿煤自燃标志气体指标，当工作面回风隅角CO浓度达到75PPm或检测出C2H4时，说明煤温已超过134℃，需迅速进行注氮。

注氮时，在工作面的进风顺槽（进风隅角）用钻机直接打钻进入采空区氧化带，然后用直径42mm钻杆作注氮临时管路，与进风顺槽平时正常安装的注氮管路连接，开动制氮设备，对采空区进行注氮。

其间，要配合其它防火措施，并加强对采空区气体的检测分析，当乙烯消失后或CO浓度降至75PPm以下时，可停止注氮，撤出钻机、钻杆。

在工作面正常生产时，特别在月推进速度超过100m时，不需进行注氮。

 3、采用氮气防灭火时必须遵守下列规定：

（1）氮气源稳定可靠。

（2）氮气浓度不小于97%。

  （3）至少有1套专用的氮气输送管路系统及附属安全设施。

 （4）有能连续监测采空区气体成分变化的监测系统。

  （5）有固定或移动的温度观测站（点）和监测手段。

  （6）有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告处理等规章制度。

 4、注意事项

（1）在平常不需注氮时，必须保证每月至少开动两次制氮机，每次开动时间不少于3小时，每月取样分析氮气源，发现问题，及时采取措施进行处理，使制氮设备时刻保持氮气源稳定可靠，以便在出现灾情时能够迅速投入使用。

（2）根据作业规程要求，采煤工作面进风顺槽内要安设专用（或）的注氮管路，并定期检查管路的气密性，发现问题及时处理。

（五）构筑拦浆防火墙

  防火拦浆墙可起到堵截拦浆和减少采空区漏风的作用，以减少采空区氧化带的宽度。

1、使用条件

 需要注浆的回采工作面。

 拦浆防火墙位置：

2、工作面进风、回风隅角密集支柱（支架）后。

3、拦浆防火墙间距：

  正常情况下40～50m；当采煤工作面遇到地质构造等特殊情况时，拦浆防火墙间距调整到20～30m。

4、拦浆防火墙材料：

 粉煤灰或其它不燃性建筑材料。

5、构筑方法：

 用纤维编织袋盛装粉煤灰或碎煤炭加入FSA快砌料阻化剂后封口，在采煤工作面进、回隅角密集柱后垛放成墙。

（六）预测预报

  1、在采煤工作面回风隅角和回风顺槽、封闭后的采空区布置束管，每天至少对上述地点循环检测一次（采煤工作面密闭１年内有害气体控制在合理范围内且无异常变化的可不进行循环检测，但每10天必须人工取样一次），检测结果每日上报矿总工程师。

 2、每天一次对工作面回风隅角和刚建密闭进行人工取样化验分析。

 3、瓦斯检查员每班对回风隅角和回风流用CO检测仪至少检查一次CO浓度。

 4、每天利用束管监测装置对CO及其它有害气体浓度至少进行循环检测一次。

 5、对高冒区等其它可能发火地点可进行人工取样化验分析。

 6、采煤工作面回采结束后要每天对采空区进行人工检测分析，每周对回风侧密闭内的空气温度、出水温度进行检查。

当因采空区内注满浆液导致无法取出气样时，可不从密闭内取样分析。

 7、以下4项指标持续稳定的时间在1个月以上时，可每月从密闭内取样分析一次：

（1）密闭内空气温度下降到30℃以下；

（2）密闭内空气中的氧气浓度降到5%以下；

 （3）密闭内的空气不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间逐渐下降，并稳定在0.001%以下；

 （4）出水温度低于25℃；

 8、井下进风侧密闭前的气体浓度，每月至少检查一次，回风侧密闭前的气体浓度，每周至少检查一次，检查结果要放在密闭前的检查箱内。

（七）堵漏防火

 1、新建防火密闭的夹层内要注入罗克休、封堵剂等堵漏材料，减少密闭漏风。

2、压碎的密闭采用修复方法或使用罗克休等新型材料进行复建密闭，减少或杜绝向空区漏风。

3、沿空掘进或回采巷道要在沿空侧煤柱内注马丽散，或向沿空侧煤壁喷浆堵漏。

（八）注胶防火

 1、使用条件：

回采工作面出现断层后，回风隅角一氧化碳浓度持续升高时；工作面停采后，对采空区进行注胶。

 2、注胶工艺

   在地面浆池内配好浆，并按比例加入稠化剂（JXF1930），在井下用浆地点附近通过ZM-5/1.8D煤矿用注浆机将胶凝剂（FCJ12）按比例加入注浆管道内，与浆液混合形成胶体后注入采空区。

 3、材料配比

   灰∶水＝1∶1～1.5，稠化悬浮剂用量0.2％，凝胶剂用量0.2％。

 4、注胶步骤

 ⑴先在地面浆池内将粉煤灰浆液和成胶材料按比例配好并搅拌均匀（每池均匀洒入1袋JXF1930悬浮剂）。

 ⑵把配制好的浆液沿管路系统输送至注胶地点。

⑶在顺槽后部采空区堆积土袋（或煤袋），建立堵漏隔离墙，把灌浆管预设在隔离墙顶部（伸入墙内5m以上）。

 ⑷井下见浆后启动ZM－5/1.8D煤矿用注浆机，把胶凝剂（注复合胶体）按比例通过混合三通（三通距出浆口不超过100m）加入灌浆管道内，与浆液混合形成胶体后注入采空区。

（九）均压防火

 1、使用地点：

  停采工作面采空区和大面积采空区

2、实施技术

  通过调整停优化采工作面和大面积采空区通风系统，降低采空区两端的压差，降低采空区的漏风量。

3、采用均压技术防灭火时，应遵守下列规定：

（1）应有完整的区域风压和风阻资料以及完善的检测手段。

（2）必须有专人定期观测与分析采空区和火区的漏风量、漏风方向、空气温度、防火墙内外空气压差等的状况，并记录在专用的防火记录簿内。

 （3）改变矿井通风方式、主要通风机工况以及通风系统时，对均压地点的均压状况必须及时进行调整，保证均压状态的稳定。

 （4）应经常检查均压区域内的巷道中风流流动状态，应有防止瓦斯积聚的安全措施。

四、其它防火要求

1、针对不同地点、不同情况选择适宜的防火措施。

2、提高回采率，减少采空区丢煤，工作面采完后抓紧工作面的撤出工作，保证在45天之内封闭。

残采面应分段封闭，回采工作面结束后，7日内进行永久封闭。

3、工作面在停采期间，根据现场实际情况，工作面的风量应按照巷道的最低风速进行配备。

4、工作面密闭后，及时调整轨道、皮带道的通风系统，实现均压通风，并及时进行注浆，同时加强监测。

5、对于多种防止煤层自然发火的措施，可根据现场实际灵活运用和及时补充。

6、回采工作面的进回风巷道内构筑防火门，防火门附近20m内，储备足够的数量的封闭防火门的材料。

7、在采区设计、采掘作业规程中，要有相应的防灭火设计、采煤面停采前、有其它特殊情况等要编制专项措施。

8、加强对井下所有巷道和作业点的检查，发现有温度异常和异味时必须检查该处的CO浓度和温度，并及时向调度室汇报。

9、井下存在安全威胁或自行处理有困难时必须及时请救护队进行处理，严禁冒险蛮干。

后所煤矿打磨沟矿井

2015年1月1日