防火设计文档格式.docx

1、（17）矿井必须建立自然发火预测预报制度，确定煤层的自燃发火预测预报指标气体；采取监控系统、人工日常巡检和定期取样分析“三位一体”的综合检测方法，及时检测和发现气体浓度、温度变化情况，发现异常立即发出自然发火预报。三、阻化剂防灭火系统及技术安全管理措施（一）、阻化剂防灭火1、阻化剂防灭火原理阻化剂防灭火是近年来逐渐推广并得到广泛应用的矿井防灭火技术。它是将阻止煤炭氧化自燃的化学药剂制成溶液喷洒在煤壁、采空区浮煤上或压注入煤体之内，吸收空气中的水分，在煤的表面形成含水液膜，从而阻止了煤与氧的接触，起到了隔氧阻化作用。同时，这些吸水性能很强的盐类能降低煤中水分的蒸发速度，使煤体长期处于含水潮湿状态

2、，当水在蒸发时的吸热降温作用使煤体在低温氧化过程中温度不能升高，起到了抑制煤炭自燃、延长自然发火期的作用。但当煤中水分蒸发减少到一定量后，阻化剂就无阻化作用，因为此时在煤上的液膜由于水的蒸发而破裂，起不到隔氧降温作用，唯有吸了一定量水的阻化剂溶液在煤体上形成液膜才是煤的阻化剂。阻化剂种类很多，根据我国其他矿区采用阻化剂经验，本矿设计采用氯化镁作为阻化剂。2、工艺及设备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0.5 m3的料箱内搅拌稀释均匀，再由风泵对煤体及采空区进行喷洒。3、阻化剂喷洒阻化剂喷洒地点主要为采空区遗煤、服务年限短的煤

3、巷（回风、尾排、运输巷）、综采工作面液压之间间隙、综采工作面上、下隅角，以及石门揭穿自燃煤层时，对煤壁进行喷洒。4、参数设计根据生产矿井使用效果，阻化剂溶液浓度在15-20%之间为宜。具体参数应在煤层开采时通过试验确定。本矿井阻化剂溶液浓度暂定为20%。（二）、向采空区喷洒阻化剂工作面合理的药液喷洒取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上转角回风巷内帮、巷道煤柱破碎堆积带等处，需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时要考虑一定的加量系数。1、工作面一次喷洒量可按下式计算：VK1 K2LBhA-1R-11.2*0.05*200*3.6*0.1*0.5/（1.1*0.8

4、）2.45m3式中：K1易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；K2采空区遗煤容重（按采区遗煤煤样实测），本矿暂定0.05t/m3；L工作面平均长度，200mB一次喷洒宽度，3.6mH采空区顶、底板总计遗煤厚度，0.1mA原煤（浮煤）的吸液量，t/t煤，本矿暂取0.5t/t；r阻化剂的容重1.10 t/m3。R雾化率 80%根据工作面实际生产情况，测定采空区遗煤情况，试验测得吨煤吸液量，进一步确定工作面一次喷洒量。2、喷洒方法（1）从上隅角靠近采空区，沿切顶线，利用移动式气雾喷洒系统向采空区喷洒；（2）在综采工作面液压支架之间，人工喷洒阻化剂。3、喷洒氯化镁阻化剂使用材料（1）材料：氯化镁、水；

5、（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。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）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。（5）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）、打钻注阻化剂1、

6、施工技术要求（1）阻化剂种类选择及比例根据我矿实际情况，阻化剂采用工业氯化镁，比例为氯化镁：水=1:20（2）钻机、钻杆及注浆泵选型 钻机采用ZSQJ140手持式钻机。 钻杆采用42低导叶螺旋钻杆注浆泵采用ZBQ27/1.5气动注浆泵（3）钻孔布置及封孔 钻孔垂直煤壁，采用3花式布置，孔深3米，孔间距为3米，排距为1.5米，最顶排局顶板0.5-0.8米。（4）封孔工艺及锚杆选型：使用聚氨酯胶进行封孔；采用矿用中空玻璃钢纤维锚杆。（5）注阻化剂标准：以煤体表面湿润为佳2、施工安全措施（1）所有施工人员必须经过专业的理论和操作技术培训，培训合格后方可持证上岗必须按操作规程作业操作。（2）钻孔施工前

7、，必须由工程技术人员给出打孔位置。施工过程中严格按设计施工，不经工程技术人员同意，不得擅自改动。（3）钻机开孔前施工人员必须熟知钻机的操作规程和钻孔的施工参数及钻孔目的，施工过程中严格按照设计打孔。（4）施工作业人员进入作业地点必须先进行敲邦问顶利用长把（不小于1.6m）工具起净邦顶浮石、探头确认安全后方可作业。钻孔开工前，必须将孔口周围的浮煤杂物等清理干净。（5）所有施工作业人员必须将工作服穿戴整齐，佩戴好护袖或将袖口扎牢，（6）施工作业人员每班必须佩带便携式瓦斯警报器并按规定挂设使用。（7）严格检查瓦斯，当作业地点及附近20m范围内风流中瓦斯浓度达到1%时严禁作业，超过1.5%时必须停电撤

8、人，并汇报调度。（8）无风微风严禁作业.撤出人员。（9）安装钻杆时，必须先检查钻杆是否堵塞、弯曲，发现不合格的钻杆严禁使用。（10）安卸钻头时，严防夹伤硬质合金片或夹偏钻头等情况发生。（11）禁止用手、脚直接制动机械运转部分，禁止将工具和其他物品放在钻机上。（12）打钻时严禁领钎工带手套，其他人员必须远离旋转钻杆及钻机传动装置。（13）在配比阻化液时，一定要按照规定比例进行配比，确保阻化率达到要求，从而起到抑制煤的氧化自热现象的发生。（14）输液管路与钻孔连接管路时，要求管路连接紧密不漏液。（15）在配比溶液时，要轻微进行搅拌，待阻化剂全部溶于水后，方可进行注阻化液工作。（16）每次注阻化液前

9、，先由专人检查管路完好性，确保管路完好不漏液。（17）注阻化液过程中，必须慢慢开动气泵的风阀，防止风压过大造成爆管伤人。（18）注阻化液过程中，必须避开机械金属、支架等构件，并对其采取保护措施，防止阻化剂腐蚀机械设备。（19）由于阻化剂具有侵蚀性，施工人员必须带橡胶手套、护目镜进行施工。（20）注阻化液结束后要求工作人员用净水对管路及注液泵进行清洗，防止被阻化液腐蚀。（21）其它未尽事项按煤矿安全规程规定执行。四、 束管防灭火系统矿井可采煤层均为易自燃煤层，根据煤矿安全规程规定，必须建立能连续监测采空区气体成分变化的监测系统。在地面联合建筑设置束管监测控制室，配置1套ZS32F型矿井火灾多参数

10、色谱束管监测系统，由工控机、地面抽气泵、气体采样控制柜、束管专用色谱仪、分析仪器柜、色谱数据处理器、路系统输出控制器、工业控制型微机等设备和井下束管、分路箱等组成，并配置系统分析控制软件，通过束管取样，分析采空区、密闭区及巷道中的气体成分和浓度，实现对矿井自燃发火情况的早期预测预报，为火区启封及确定综采工作面采空区的注氮数量和质量提供依据。工控机将采集到的数据分析处理后通过矿井综合自动化系统网络，将信息上传至矿调度中心。1、设备设置根据井下工作面、采空区发火观测点的设置情况和预留发火观测点的情况，主下井束管管缆选择为16芯，配套设备也按照16芯束管的配套能力选择。主束管管缆沿井筒下井，在工作面

11、的上下隅角内采用单芯束管。2、观测点设置1个综采工作面共设置3个束管测点，用于投产时工作面及采空区的火灾防治，设置地点为：布置在回风上隅角（即工作面测点）；布置在尾排巷距离回风口10m-20m处；布置在回风巷；其余地点根据实际情况临时设置。3、管路束管布置：（1）监测室面积与泵房面积要大于20平方米，监测室与泵房应并排布置或者布置成套间形式。监测室需要设置在靠近井口的一楼。（2）监测设备要求单独线路供电，需配备的配电盘一个： 配电盘需要1个380V/40A的空气开关做总开关，分开关共5个，其中3个380V/20A的，2个220V/10A。（3）地面监测内布置图 1氢气发生器 2空气发生器 3色

12、谱工作站 4气相色谱仪束管监测系统管缆由地面监测室开始沿着副井井筒到井底铺设16芯主管缆，约1000米，在井底处安装8路储水器箱2个；从8路储水器箱处开始铺设500米8芯管缆至东主运大巷与南主运大巷交叉点，并在末端安装8路接管箱1个。从8路接管箱处沿中三采区回风巷铺设4芯管缆1000米至6AB左一工作面回风巷门口，在工作面内部采用单管铺设，采样点设置3个，一个是工作面上隅角，一个是工作面回风巷，一个是尾排巷。从8路接管箱处沿南主运大巷铺设4芯管缆到中二材料道约1300米，安装4路接管箱1个，用于监测7#、8#煤层密闭。监测室总管分开后将各单管插接到控制柜的各束管接头上并作好相应标识。束管管缆为

13、聚乙烯管，井下束管吊挂，束管吊挂高度距巷道底板1.8米，水平固定间距小于1.5米。采空区束管套地质钻管保护，每根束管负责一个测点的气样，为了防止采空区集水堵塞束管，每个探头抬高0.5米以上。五、注氮气防灭火技术应用氮气防灭火技术防治矿井自燃火灾，是世界主要产煤国家公认的行之有效的技术措施。氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。据有关资料介绍：当氧气含量低到510时，可抑制煤炭的氧化自燃；氧气含量降至3以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。基于上

14、述氮气的性质及煤的氧化机理，向采空区及遗煤带注入氮气，使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及遗煤带，降低这些区域的氧含量，形成氮气惰化带，可达到抑制采空区自燃，同时还能防止瓦斯爆炸事故的发生。1、氮气防灭火的作用和特点（1）氮气可以充满任何开形状的空间并将氧气排挤出去，使采空区深部及其顶板高冒处因氧气含量不足而使遗煤不能氧化自燃；（2）注氮过程中，采空区经常保持正压状态，致使新鲜空气难以漏入，有利于控制采空区遗煤自燃；（3）注入氮气后，可使采空区内和采空区周围介质的温度降低，起到冷却降温作用；（4）在瓦斯和火共存的爆炸危险区内注入氮气能抑制火区内可燃气体爆炸，提高灭火作业的安全性；（5）工艺简单，不

15、污染环境；（6）氮气防灭火存在的主要问题是在矿井负压作用下，如果采空区漏风严重，则注入的氮气不易留存，易随漏风流向采面或邻近采空区；加上氮气本身虽然无毒，但具有窒息性，对人体有害，因此需与均压和其他堵漏风措施配合应用，使氮气泄露量控制在最低限度。2、注氮的要求（1）氮气源稳定可靠；（2）注入的氮气浓度不小于97%；（3）至少有一套专用的氮气输送管路及其附属安全设施；（4）有能连续不断地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）有专人定期进行监测、分析和整理有关记录，发现问题及时报告处理等规章制度。3、氮气的制取氮气是空气中的主要成分，是一种取之不尽

16、、用之不竭的气体。加上它具有无毒、无臭和易于与空气相混和等优良特性，所以是一种理想的防灭火惰性气体。膜分离制氮是以空气为原料，在一定的压力下，利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快（3min以内）、增容更方便等特点。因此，本矿选取DM800膜分离制氮机。4、注氮系统及工艺注氮硐室设置在南主运大巷处，由硐室连接四寸管路经中三绞车道连接至6AB左一运输巷至工作面。中二采区6AB左一工作面采用预埋管注氮，在工作面的运输巷沿通往工作面方向埋设一定长度（其值由考察确定）的厚壁钢管作为注氮管路，工作面注氮管路靠近

17、进风侧侧与一水平运输大巷注氮硐室耐压橡胶软管相连接，另一端滞后采空区12米，耐压橡胶软管的移动随着液压支架的推进而移动，厚壁钢管的移动主要随着工作面推进，由专职人员进行拆卸缩短，直至工作面回采结束。回采期间发现工作面及采空区出现任何着火迹象及异常，立即接通工作面液压支架里的耐压橡胶软管，注氮硐室开启注氮模式，进行火区控制，消除火区灾害。5、注氮参数计算注氮防灭火惰化指标（1）注氮防火惰化，即注氮后采空区内氧气浓度不得大于7%；（2）注氮灭火惰化，即火区内氧气浓度不大于3%；（3）注氮抑制瓦斯爆炸，其采空区氧气浓度指标小于12%。由于开采煤层为容易自燃煤层，采空区防火惰化指标取7%，灭火惰化指标

18、取3%。注氮量计算确定注氮量主要根据防灭火区的空间大小及自燃程度确定，目前尚无统一的计算方式，这里按产量进行计算，其实质是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，经验计算公式为：=10.339QN注氮流量，m3/min； A年产量，t； t年工作日，取300d； 煤的密度； n1管路输氮效率，%，一般取0.9； n2采空区注氮效率，%，一般在0.30.7之间； C1空气中的氧气浓度，取20.8%； C2采空区防火惰化指标，可取7%；K安全备用系数，1.21.5。6、制氮机操作规程开机前的检查工作：（水、电、油、阀、管）1.保证空压机的出气阀处于打开状态，注意管路

19、畅通。2.检查油气桶的油位是否满足正常开机条件。3.确认空压机的是“正转”运行。4.开机前空压机的操作面板上的手柄在“卸载”位置。5.确认矿方注氮管路正常，满足注氮条件。开机步骤：1.供水。打开空压机的3个冷却器顶部的放气阀，让气体排出，水充满冷却器，然后关闭。2.供电。空压机和红色电源箱的供电。3.按红色电源箱“开”按钮，启动检测仪表。4.按空压机操作面板上“启动”钮，待空压机排气压机达到0.3-0.4Mpa稳定后，再将手柄转至“加载”位置。操作说明：开机后继续观察空压机的排气压力，若超过1.25Mpa没有自动卸压，压力继续升高，则按操作面板上的“停止”钮实现紧急停止。保养说明：每隔十分钟对

20、四级精密过滤器的手动排污阀打开一次。停机步骤：1.按红色电源箱的“关”钮停止对检测仪表的供电。2.将空压机操作面板上的手柄转至“卸载”位置。待空压机的排气压力降到0.4Mpa以下时，再按“停止”钮正常停机。3.将放空阀稍打开，排尽积水后，关闭。4.将4个过滤器底部的手动排污阀打开，排尽水和油，然后关闭，完成一次排污操作。5.停止对空压机和电源箱的供电。6.停止供水。7、注氮方式和防灭火方法（1）注氮方式注氮方式分为开放式注氮和封闭式注氮。开放式注氮对正在开采的采空区进行注氮；封闭式注氮对已封闭的采空区或火区进行注氮。在不影响工作面的正常生产和人身安全时，可采用开放式注氮。火灾及其火灾隐患影响工

21、作面的正常生产，或突然性外因火灾，或瓦斯积聚区域达到爆炸界限时，可采用封闭式注氮。（2）注氮防灭火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。8、注氮设备选型根据该矿的具体情况选用井下移动式注氮设备，参数如下：氮气产量： 600m3/h（20, 101.325KPa）氮气纯度： 97%（无氧含量）氧 含 量： O23%起动时间： 30min氮气出口压力： 1.6MPa9、注意事项（1）在对采空区进行注氮防火前，要制定相应的安全技术措施，并经批准后，方可实施。（2）建立健全注氮设备

22、的操作规程、工种岗位责任制和注氮防火的各项规章制度，并做好日常管理、检查、维护等工作。（3）注入的氮气纯度不得低于97%。（4）注氮时要加强工作面及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。（5）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。（6）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。（7）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

23、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，需采取一定得封堵措施，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。六、矿井外因火灾预防及处理措施1、外因火灾预防措施（1）工作面内电器必须做到100%防爆，设备完好，清除一切明火。（2）需要使用炸药时，要使用国家允许的矿用乳化炸药，炮孔必须使用水炮泥，炮泥封实封严。（3）所有进入工作面的施工人员严禁穿化纤衣物，严禁携带易燃物品，烟、火等。（4）严格执行“一炮四检”和“三人联锁放炮制”严禁放明炮、糊炮。（5）机电检修时必须停电后再作业，严禁带电检修开关，严禁明火作业。（6）每天指派专人清扫煤尘及浮煤，

24、工作面作业人员在放炮前、放炮后、出货时必须撒水降尘。（7）运输系统各转载喷雾、放炮喷雾、回风水幕必须有水且喷雾设施灵敏可靠。（8）风机头必须设有喷雾，净化风流设施。（9）隔爆水袋齐全，并装满水，距工作面的距离保持在60m-200m之间。（10）严禁施工设计以外的小川，严禁留有独头，加强顶板的管理，易抽漏处刹实刹严，以清除瓦斯积聚。（11）风机必须保证正常运转，严禁任何人随意停开风机。（12）加强通风管理，防止瓦斯积聚，做好瓦斯检查工作，加强瓦斯监测。（13）工作面必须备有足够的沙子或泥土，防灭火器材充足到位，且保证使用时灵敏可靠。（14）工作面运件过程中，严防两件铁器撞击产生火花。2、外因火灾

25、事故处理（1）首先切断火区电源，及时向区矿调度室汇报。（2）任何人发现井下火灾时，现场人员首先设法切断火区电源。应视火灾情况采取对策，如火灾处于初始壮态、火势较小、烟流温度、浓度不高，火源位于人员较近区域，火区内无瓦斯积聚、无瓦斯煤尘爆炸危险时，现场领导负责积极组织人力、物力控制火势，直接灭火，力争在火灾初期把火扑灭。灭火时采取与火灾类型相应的消防灭火器材进行灭火。对因油料和带电设备引起的火灾，应立即切断电源，使用砂石、岩粉、灭火器等灭火物资和器材直接灭火；对煤、木材等固体材料引起的火灾应立即切断电源，使用砂石、岩粉、灭火器、高压水等灭火物资和器材直接灭火。（3）直接灭火无效时，带班领导及瓦检

26、员应迅速组织撤出灾区和受威胁区域的人员，同时探明火区地点、范围和发火原因，并采取措施，防止火灾、瓦 斯向有人员的巷道蔓延。（4）在矿山救护队及医护人员未到现场之前，组织职工自救和互救，要迅速佩带自救器，按照本区域的火灾事故避灾路线，撤至新鲜风流中直到地面。（5）无论是正常通风或增减风量、反风、风流短路、隔绝风流及停止主要通风运转等，都必须做到以下几点：、不致使瓦斯积聚，煤尘飞扬，造成爆炸事故。、不导危及井下人员的安全。、不要使超限的瓦斯风流通过火源或不使火源蔓延到瓦斯积聚的地方。、有助于阻止火灾扩大，控制火势，创造接近火源的条件。七、矿井内因火灾发火征兆及处理措施1、矿井自燃发火征兆（1）巷道

27、出现雾气，棚子或煤壁出现水珠；（2）可闻到煤油、汽油或松树油味；（3）人体有不舒服感觉（如头痛、闷热、精神疲乏）；（4）氧气浓度减低，二氧气浓度增加；（5）空气和围岩的温度高，灾区流水出现高温。2、内因火灾处理措施（1）首先立即切断电源通往灾区及灾区回风侧的电源。（2）立即向区矿调度室汇报，撤出灾区所有的人员，同时探明火区地点、范围。（3）采取风流短路措施时，必须将受影响区域内人员全部撤出。（4）处理火灾事故过程中，必须指定专人检查瓦斯和观测灾区气体和风流变化，当瓦斯浓度达到2%以上，并继续增加有爆炸危险时，所有救灾人员必须立即撤到安全地点，然后采取有效措施，排除爆炸危险。（5）对该区封闭。在保证安全的情况下尽量缩小封闭范围。需要封闭多条巷道时，应根据具体情况确定封闭顺序。火区临时封闭后人员应立即撤出危险区，进入检查或加固密闭墙时，要在确保安全的情况下进行。火区封闭后进行灌浆冲砂八、防火门设计煤矿安全规程第二百四十条规定：开采容易自燃和自燃的煤层时，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。根据以上规定结合我矿实际特编制本设计。一、防火门施工要求：（1）采煤工作面形成生产和通风系统后，根据现场情况确定防火门位置和规格，构筑好防火门墙（套）。（2）防火门墙