禹举明防灭火设计Word文档格式.docx

1、2、环境状况矿区周围无大型污染企业，环境状况较好。3、主要自然灾害矿区主要自然灾害有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、冰雹、地表崩塌、滑坡、泥石流等。 4、水文地质本矿区地形高差较大，基岩裸露，面积较大，含水带与相对隔水带相间分布。大气降水是地下水的主要补给来源，地下水的排泄条件比补给好。煤层大部分赋存在当地侵蚀基准面以下，矿井直接充水含水段是龙潭煤组中的碎屑岩夹煤层及薄层碳酸盐岩地层，含水性质属层间裂隙水，富水性弱。断层带水文地质特征为上二叠统地层表现为富水性较弱，导水性差。因此，矿区水文地质类型是以裂隙充水为主。矿井水文地质条件为简单类型。矿区内地表水水系发育，地表水和大气降水是矿床充水的

2、主要因素。矿区内有仲河穿过，从北西流向南东，于2014年8月12日在地面S1点测得仲河最大流量约1584m3/h，正常流量为648 m3/h；其余地表水大多受季节性影响较大，旱季时干涸。矿井涌水量：根据本矿井及邻近矿井多年实测资料，矿井在+1333m水平标高以上矿井正常涌水量为58m3/h,最大涌水量为246m3/h（2014年8月12日）。5、矿井瓦斯根据黔能源发【2010】802号文件关于对六盘水市煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，禹举明煤矿为突出矿井。矿井开采和新系统建设及生产过程中未出现瓦斯动力现象。6、煤与瓦斯突出危险性2011年5月4日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点

3、实验室提供的禹举明煤矿C1、C5、C9、C12、C13、C18b煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告（其他煤层未作鉴定），鉴定结果为+1308m标高以上均有煤与瓦斯突出危险性，故矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井 7、煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性 根据贵州省煤田地质局实验室2010年8月14日提交的水城县禹举明矿业有限公司煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，禹举明煤矿C1、C12煤层煤尘均有爆炸性。所以本设计按所有可采煤层煤尘均有爆炸危险性进行设计和管理；C1、C12煤层煤炭自燃倾向均为二类，属自燃煤层。本设计C1、C12煤层按自燃倾向性按二类自燃煤层进行设计和管理，其它可采煤层按一类容易自燃煤层进行设计和管理。

4、8、地温区内未发现地温异常区，属地温正常矿井。9、地震根据国家地震局、建设部1992年颁发的中国地震烈度区划图（1990）及贵州省建设厅“黔城设通发1992230号”文件，场地地震基本烈度为度。据建设抗震设计规范（GB500112001）抗震设防烈度为6度。 10、主要可采煤层赋存及储量禹举明煤矿矿区内含煤地层为龙潭组，厚320-370m，一般为352m。含煤20-30层，可采、局部可采煤层9层，分别为C1、C5、C6、C7、C8、C9、C12、C13、C18b煤层，其平均厚度分别为2.8m、1.19m、0.9m、0.59m、0.7m、0.9m、4.0m、1.18m、1.25m，可采煤层总厚度

5、平均13.51m，煤层厚度变化不大，顶底板完整，属较稳定煤层。井田面积1.4768km2，矿产资源量759万t，可采储量498.1万t，矿井服务年限12.8a。设计生产能力30万t/a。 第二章 矿井防灭火第一节 煤层自然发火危险性及防灭火措施一、煤层自然发火危险性1、煤层自燃发火危险性参数从煤的氧化自燃过程可以看出，煤炭自燃必须具备以下三个条件：（1）煤炭具有自燃的倾向性，并呈破碎状态堆积存在；（2）连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展；（3）煤氧化生成的热量能大量蓄积，难以及时散失。第一条为煤的内部特性，它取决于成煤物质和成煤条件，表示煤与氧相互作用的能力；后两条为外因，决定于矿井的地

6、质条件和开采技术条件。2、矿井的火灾特点井下空间小，工作场所窄；电气设备多，坑木等易燃物多，煤本身就可以引燃，再加上防火设施不健全，灭火器材不齐全，井下又有新鲜风流，一旦发生火灾，不像地面火灾那样容易扑救。而且各种火灾（如电气失火、油料起火、瓦斯爆炸形成的火灾及煤炭自燃等）都会发生，扑救方法也各不相同。如果灭火不及时或处理不当，就会蔓延发展，往往酿成大火，这就使得灭火工作更加困难。同时，井下工作人员集中，遇有火灾，不知道发生在何处，难于躲避和疏散，这都会加重火灾造成的损失。3、煤层自燃发火期和自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2010年8月14日提交的水城县阿戛乡禹举明煤矿煤层自燃倾向性鉴定

7、报告，禹举明煤矿C1、C12煤层煤炭自燃倾向均为二类，属自燃煤层。由于矿井部分煤层未鉴定，因此矿井按一类容易自燃设计和管理。煤碳自燃倾向等级鉴定结果详见表-1。煤碳自燃倾向等级鉴定结果表 表-1煤层编号水分Mad%灰分Ad%挥发分Vdaf%全硫St.d%煤吸氧量cm3/g干煤自燃倾向分类C10.5512.4624.571.950.62二类C120.725.7222.001.520.65本设计认为以上鉴定结果基本可靠，但鉴定结果中未确定自燃发火期，下一步矿井必须补作这方面的工作，由于多数可采煤层未进行相关鉴定，故本次设计按一类容易自燃矿井设计。二、煤的自燃分析预测1、煤的自燃分析见下表-2。表-

8、2 煤的自燃分析预测表自燃因素基本特征该矿条件分析及说明煤的炭化程度煤的自燃倾向性随煤炭的变质程度增高而降低。挥发分含量越高，煤层自燃倾向性越强。一般来说，褐煤易于自燃，烟煤中长烟煤危险最大，贫煤及挥发分含量在12%以下的无烟煤难以自燃。矿区可采煤层均属无烟煤，煤层挥发份在5.9215.91之间。煤层有自燃的可能煤岩成分煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤。煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自燃倾向性就大；而暗煤多的煤，一般不不易自燃。地质报告未提供煤的组分及各煤岩成分含量及比例建议补作。煤的含硫量含硫成分越多，吸氧能力越大，越易自燃；含黄铁矿、黄铜矿结构较多，也具有自燃危险性。

9、该矿区内可采煤层属低硫。硫含量比较低，自燃可能性相对较小。煤的破碎程度煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，煤的氧化速度加快，不易自燃。脆性与风化率大的煤易于自燃。地质报告未提供煤的破碎程度资料。煤的水分水分能加速煤的氧化过程，同时使煤体疏松，造成细微裂缝，加大吸氧能力，并降低着火温度，但过多水水分可抑制煤的氧化作用。各煤层原煤水分2.583.91%。各煤层水分含量较高，自燃可能性相对降低。温度随着温度的升高，氧化作用加剧。温度由30升高至60时，吸氧能力要增加310倍，如果温度升高到临界值（7080），则开始迅速氧化，并积极增高温度，导致燃烧。该井田属于正常地温。但要随时随地预测预报井下温度

10、变化情况。影响不大，但要控制作业、设备、环境等发热引起升温。地质构造煤层厚度与倾角较大，开采时煤炭损失、破碎程度大，以及围岩等受到破坏，形成裂隙，而煤层较厚还易于局部储热，矿井自燃危险性也愈大。煤层倾角一般36，属倾斜薄厚煤层。由于该矿煤层为倾斜薄厚煤层，地质构造简单，煤层自燃倾向性较小。开拓开采条件及通风方式矿井开拓方式和开采方法及通风方式选择不合理，往往造成丢煤多，煤柱破碎，漏风严重，增加自燃的可能性。该矿采用斜井开拓；采用走向长壁式采煤法，后退式回采，全部垮落法管理顶板；中央并列式通风。尽量少丢煤及破坏煤柱，并防止丢煤区及采空区等漏风。根据以上分析，可采煤层自燃的可能性较大，但煤层有无自

11、燃倾向性主要以鉴定报告为准，因此，本专篇设计以贵州省煤田地质局实验室出具的煤炭自燃倾向性鉴定报告为依据。2、煤的自燃发火期分析该矿为整合矿井，根据调查，此前矿区范围内的小煤窑开采时以及整合前的生产矿井开采过程中未发生过煤层自燃发火现象。三、煤层的自燃预防措施1、开拓开采方面的措施（1）根据煤矿安全规程第二百二十九条“对开采容易自燃、自燃的单一厚煤层或煤层群的矿井，集中运输大巷和总回风巷布置在岩层内或不易自燃的煤层内；如果布置在容易自燃和自燃的煤层内，必须砌碹或锚喷，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、无毒性的材料进行处理”和第二百三十条“开采容易自燃和自燃煤层（薄煤层除外

12、）时，采煤工作面必须采用后退式开采，并根据采取措施后的煤层自燃发火期确定采区开采期限”之规定，本矿采用斜井开拓，主斜井、副斜井、回风斜井、石门等均采用砌碹或锚喷支护。（2）设计采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板，一次采全高。这种长壁式采煤法回采率高，巷道布置比较简单，便于加快回采速度，缩短采空区暴露时间。（3）减少丢煤措施：1）采煤工作面必须严格按照作业规程要求进行作业，不向采空区丢煤或少丢煤，采高必须严格控制，不留顶煤或底煤，端头及工作面的浮煤应清扫干净，不得遗留到采空区。2）加强巷道支护，尽量避免冒顶、漏顶事故发生。万一发生冒顶、漏顶事故，必须将冒顶、漏顶区域的浮煤、虚煤清

13、除干净，并采取措施将冒顶区接实、封严。2、通风方面措施在既定的生产条件下，矿井通风系统中漏风的数量与方向往往是煤炭自燃发展过程转化的决定性因素，防火对于通风的要求是：风流稳定，漏风量小和通风网络中的有关区段易于隔绝。采空区面积大，漏风量相当可观，但风速有限，散热作用低，在工作面的两巷（回采工作面的运输巷和回风巷）一线（停采线）过断层地带，煤层变薄跳面的地方有大量的浮煤堆积，最易发生自燃。所以每一煤层回采完毕即进行封闭，以减少浮煤堆积地点的漏风量，防止自燃。（1）开采方案设计中，工作面采用后退式回采，采用“U”型通风方式，一进一回。新风与污风均不通过采空区，漏风小。（2）每个采掘工作面均有独立回

14、风系统，它的优点是降低矿井总风阻，增大矿井通风能力，减少漏风，易于调节风量，在火灾时期便于控制风流，隔绝火区。（3）在合适地点设立双向风门或预设反风风门，既可全区实现反风，也可局部实现反风，以防火灾事故扩大。（4）井下风门均安装闭锁装置，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳定。（5）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，密闭墙两端必须伸入煤体200mm，墙厚不小于250mm，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。3、监测方面的措施（1）人的感官可以察觉的自燃征兆 巷

15、道中出现雾汽或巷壁汗“挂汗”；风流中出现火灾气味，如煤油味、松香味、臭味等；从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高；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1）有下列情况之一者，定为自燃发火：煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等；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；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。2）有下列情况之一者，定为自燃发火隐患：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；风流中出现二氧化碳（CO2），其发生量呈上升趋

16、势，但尚未达到矿井实际统计的临界指标；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；风流中氧（O2）浓度降低，其消耗量呈上升趋势。（3）安装束管监测监控系统。对井下环境监测安设一套束管监测系统，主要利用红外技术对井下气体成份的分析，实现CO、CO2、CH4、O2、N2（计算值）等气体含量的24小时在线连续监测，对其含量变化情况进行预测。束管安装位置：束管监测点设在回采工作面回风流、上隅角、采空区密闭内、总回风巷。每天必须预测一次束管负压采样、色谱分析，通过对气体的分析，及时准确的预测火源温度变化情况；人工检测：每天必须安排专人对采空区密闭、总回风巷、各采面回风巷进行人工检测一

17、氧化碳浓度，如发现一氧化碳上升或有其他煤油味、焦油味时必须及时汇报总工办或值班领导，以便及时采取措施进行处理。第二节 防灭火方法本矿2015年度计划回采30101、10902、11301、11801采面，掘进30101、11801、30901、11301等运输、回风煤巷，除C1和C12 号煤层鉴定为二类自燃煤层外，其余可采煤层未进行自然倾向性鉴定，本次设计矿井按二类自燃矿井进行设计与管理，因此矿井设计采用以流动汽雾阻化剂为主的防灭火措施。矿井应及时对所有可采煤层进行煤层自燃倾向性鉴定，根据鉴定结果及时调整相应的防灭火措施。流动汽雾阻化剂防灭火为了矿井的安全生产，建议采用流动汽雾阻化剂防灭火技术

18、，流动汽雾阻化剂灭火是目前国内外正在积极推广应用的一种防止自燃火灾的新方法。它具有工艺系统简单、投资少，且阻化剂来源广、阻化率高、价格低廉等优点。另外，此法还对缺水、少土地区煤矿的井下防灭火具有重大的现实意义。因此，问世以来取得了较好的社会效益和经济效益。流动汽雾阻化剂防灭火技术，能利用漏风通道裂隙微小漏风，使汽雾较均匀地进入采空区，覆盖和湿润浮煤，阻止或减缓氧化，操作简便，对于缓及倾斜、急倾斜煤均适用。1、灭火机理阻化剂（CaCl26H2O） 和（MgCl25H2O）灭火机理：它是一种吸水性很强的盐类，当它附着在煤的表面时，吸收空气中的水分，在煤的表面形成了含水液膜，从而阻止了煤与氧接触，起

19、到了隔氧阻化作用，同时这些吸水性很强的盐类能使煤体长期处于含水潮湿状态，水在蒸发时的吸热降温作用使煤体在自热氧化过程中温度不能升高，也起到了抑制煤炭自燃的发展。煤的发火期及发火特征：该项没有有测定和统计的资料。2、阻化剂选择选择阻化剂应注意的问题1 来源广泛，货源充足，购置方便，价格便宜；阻化率高，阻化寿命长；配制容易，井下使用操作方便，工艺过程简单；对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人体无害。根据煤层的水分、灰煤、硫分、挥发分、煤层块状、易破碎性。设计选用CaCl2、MgCl2或ZnCl2溶液作阻化剂来抑制煤炭自燃，主要对采空区、工作面底浮煤、老塘护顶煤以及煤柱进行喷洒，以达到预防火灾的目的；

20、选用WJ-24型阻化剂喷射泵二台，选用ZnCl2（即石灰粉）阻化剂对井下所有裸露的煤层进行喷洒。3、参数计算由于矿井为煤层群开采，目前只对C1、C12号煤层进行了自燃倾向性鉴定，结果为二类自燃煤层，其余未鉴定。矿井为煤层群开采，因此以下只列出计算公式，矿井在开采具体的煤层时再根据公式进行计算取值。阻化剂浓度和密度：根据经验确定选用的阻化剂为10%ZnCl2混合溶液，溶液的平均密度为1.05t/m3。原煤的吸液量和松散煤密度：按经验数据10% ZnCl2混合溶液平均吸液量为58kg/t。松散煤（浮煤）密度取1.0t/m3。采煤工作面一次喷洒量按下式计算： V1=KlK2ALHSr/R 式中： K

21、1易自燃部位药液量加量系数，一般取1.2。 K2采空区遗煤容重 1.0t/m,或取遗煤样实测。A吨煤吸液量 0.058t/t。r阻化剂溶液容重 1.05t/m3。L工作面长度 100m。H采空区底板遗煤走向长度。S采空区底板遗煤厚度 0.1m。R雾化率 取R=80。（2）工作面一次喷洒所需阻化剂用量V2= V1（3）工作面运输巷、回风巷煤壁一次喷洒量V0=KL0A0/RK喷洒量加量系数，取1.2； L0喷洒巷道长度，m，取2.0； A0单位长度吸液量，t/m，取0.01； R雾化率 取R=80。选用ZnCl2作为阻化剂，阻化剂溶液浓度为10%，阻化率为80%。实施时，每次2只喷枪对采空区喷雾，

22、喷雾工作时间为2小时/班。4喷洒压注设备喷洒压注工艺系统：设计采用电动喷洒压注装置，适合于小型煤矿机动灵活的特点。详见下图。喷洒压注设备：选用WJ-24型阻化剂喷射泵、泥浆泵TBW-50/15、32mm镀锌钢管、32mm高压胶管、闸阀、压力表（30MPa）设计一个采煤工作面选用WJ-24阻化剂喷射泵2台，ZSM-1.5型岩石电钻、配备QWF型喷洒器三个，见表6-2-1。表-1 阻化剂喷洒压注系统设备名称型号技术参数高压泵WJ-24二台压力23MPa，流量2.4m3/h储液箱一吨矿车改装 八台高压管200mm32压力表200mm30MPa泥浆泵TBW-50/15压力1.5MPa，流量3m3/h岩

23、石电钻ZSM-1.51.5kW阻化剂防火气雾枪QWF-1压力2.5MPa，流量0.3m3/h5、工作面日喷洒次数由于没有掌握自燃发火期，本次设计从本矿采煤工作面作业方式考虑，设计作业方式为：边采边准，昼夜三个循环，循环进度0.8米，故设计日喷洒三次，喷洒工作安排在调架放顶前进行，在工作面上下出口均进行喷洒，每次喷洒阻化剂不得少于200kg。第三节 井下外因火灾防治外因火灾的主要特点是突然发生，来势迅猛，发生的时间和地点出人意料之外。由于这种突发性、意外性，常使人们惊慌失措而造成恶性事故。矿井中一切能够产生高温、明火、火花的以及由于可燃材料制成的器材和设备，如使用不当都可能会引起外因火灾。绝大多

24、数外因火灾是由于机电设备质量不高，安装不良，又缺乏严格的检修、维护制度，长期带病运行而引起的。对于小型煤矿，由于机械化程度较低，其中爆破和明火是造成外因火灾的主要原因。外因火灾的防治主要应从两个方面着手，一是防止失控的高温热源；其次是在井下尽量采用不燃或耐燃的材料和制品。一、电气事故引发的火灾防治措施1.井下机电硐室防火措施禹举明煤矿将在井下设置水泵房、消防材料硐室和变电所等，对水泵房、消防材料硐室和变电所采取以下防灭火措施：1）硐室必须装设向外开的防火铁门，铁门全部敞开时不妨碍运输，严禁存放无关的设备和物件，并采用防爆型的照明设备。2）从硐室出口防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材

25、料支护。3）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，灭火沙袋2个。4）硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设一个出口。5）在机电设备硐室内严禁设集油坑。硐室不应有滴水，硐室的过道应保特畅通，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。6）消防材料硐室设置在井底车场的一侧，参照煤矿建设工程安全监察手册规定，井下消防设备配备详见表1。2、井下电气设备的防火措施1）矿井采用双回路供电，双电源已经形成并投入使用。设计在地面负荷集中地点布置变电所，井下供电由地面变电所引双回10KV入井至井下变电所，再由井下变电所以6

26、60V向各配电点供电。2）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”、 “煤矿矿用产品安全标志”。3）向井下供电的变压器中性点严禁直接接地。4）井下低压动力为660V，照明为127V。5）低压馈电开关选用KBD系列并配合JY823型检漏继电器，以保证安全用电。6）向井下配电的低压配电屏设有过载、短路、漏电保护。7）井下局部通风机与掘进设备实现风电、瓦斯闭锁.8）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。9）井下所有电气的金属外壳都进行接地。10）井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：（1）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必

27、须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。（2）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。3、井下电缆1）电缆选择（1）在水平巷道或倾角在45以下巷道内，采用矿用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆，交联聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。（2）固定敷设的低压电缆，应采用MVV铠装或非铠装电缆，或者为对应电压等级的移动橡套软电缆。 （3）非固定敷设的高低压电缆，必须使用符合MT818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备使用专用橡套电缆。（4）照明、通信、信号和控制用的电缆采用铠装或非铠装通信电缆，橡套电缆或MVV型塑力电缆。（5） 低压电缆不应采用铝芯

28、，采区低压电缆严禁采用铝芯。2）电缆悬挂根据煤矿安全规程（2012）第四百六十八条的规定，敷设电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）应遵守下列规定：（1）电缆必须悬挂：在水平巷道或倾角在30以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；在立井井筒或倾角在30及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。（2）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。（3）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m。（4）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。3）电缆连接（1）电缆与电气设备的连接，用与电气设备性能相符的接线盒；（2）电缆线芯使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接；（3）不同型电缆之间严禁直接连接，采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接；（4）同型电缆之