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1、蒋家河煤矿矿井防灭 火设计 论文题目：蒋家河煤矿矿井火灾防灭火研究 专业：安全工程 毕业生：张建峰（签名） 指导老师：陈晓坤（签名） 肖旸（签名） 摘要 通过对蒋家河煤矿矿井基本概况的认真分析与研究，认识到其各煤层均属 于自燃煤层，矿井火灾情况相当严重。再根据蒋家河煤矿矿井煤自然发火危险 性，并选择 ZF1406 综放工作面进行煤层自燃火灾防治研究。再对 ZF1406 综 放工作面进行现场勘查，了解其煤层自燃的影响因素，确定建立以黄泥灌浆防 灭火为主，阻化剂及凝胶防灭火技术为辅的防灭火系统,并从开拓开采、通风、 监测监控三个方面进行煤自燃防治。然后结合多年来蒋家河煤矿外因火灾发生 的具体资料分
2、析，找出本矿井外因火灾易发、多发地（井下电缆、带式输送机） ， 并针对其研究制定相应的技术措施与方案，进行本矿井外因火灾防治。最后制 定相应的火灾应急救援预案，并且针对性的设计 ZF1406 综放工作面的逃生路 线。 关键词：矿井防灭火煤层自燃黄泥灌浆防灭火外因火灾火灾应急救援 研究类型：应用型 Title:TheCoalFirePreventionAndDesignForJiangjiaRiverCoalMine Speciality:SafetyEngineering Name:ZhangJianfeng(Signature) Supervisor:ChenXiaokun(Signatur
3、e) XiaoYang(Signature) ABSTRACT AccordingtotheriskofspontaneouscombustionofJiangjiaRivercoalsea m，itstartsfromthethreenecessaryconditionsofspontaneouscombustiont odesignappropriatemeasuresandmethodstopreventspontaneouscombu stionofcoal.Andinaccordancewith theprovisionsandrequirementsofminefirepreven
4、tionnorms,combinedwit hthecurrentdevelopmentstatusofdomesticfireprevention,itdesignestous ethefireextinguishingSystemwiththemajormethodofclaygroutingfireprev entionandassistedwithfirepreventiontechnologyofgelandparalyst.Meanw hilesettingthefiredoorsatthestoplineoftransportationroadwayandreturna irwa
5、yofcoalface.Thenthroughthearragementfortherelevantdataaboutext ernalfireofJiangjiaRivercoalmineoccurredovertheyears,itanalysestheplace swheretheexternalfireaccidentsoccurredfrequentlyandlikelyandformulat esappropriatetechnologymeasuresandmethodsforthetheundergroundca ble,beltconveyorsandotherexterna
6、lfire- proneareas.Finally,combinedwithfirepreventionandcontroltechnologyof minefireitformulatescorrespondingfireemergencyrescueandescapeevacu ationmeasures. Keywords:MinefirepreventionandcontrolThespontaneouscombustionof coalseamFirepreventionbyclaygroutingTheexternalfireFireem ergencyrescue Thesis:
7、ApplicationResearch 目录 1 绪论 1 1.1 选题的目的及意义 1 1.1.1 选题的意义 1 1.1.2 选题的目的 1 1.2 国内外研究现状 2 1.2.1 煤炭自燃机理及预测理论研究进展 2 1.2.2 矿井外因火灾的发生机理 3 1.2.3 矿井防灭火技术研究现状 3 1.3 主要设计内容和技术路线 5 2 矿井基本概况 7 2.1 地理概况 7 2.1.1 交通位置 7 2.1.2 地形、地貌 7 2.1.3 河流及水系 7 2.1.4 气象及地震 8 2.2 井田开拓与开采 9 2.2.1 井田境界 9 2.2.2 井田开拓方式 9 2.2.3 采区布置及采
8、煤方法 10 2.3 煤层及煤质 10 2.3.1 煤层 10 2.3.2 煤质 11 2.3.3 煤的分类 14 2.4 主要灾害 15 2.4.1 煤层自然发火期及自燃倾向性 15 2.4.2 瓦斯 15 2.4.3 煤尘爆炸指数及爆炸危险性 15 2.4.4 其它灾害 15 2.5 本章小结 17 3 煤层自然发火及防灭火措施 18 3.1 ZF1406 综放工作面简介 18 3.2 煤层自燃相关理论 18 3.2.1 煤层自燃规律 18 3.2.2 煤的自燃机理 18 3.2.3 煤自燃的条件 19 3.2.4 煤自燃发火阶段 20 3.3 ZF1406 综放工作面煤层自燃隐患识别及其
9、影响因素 21 3.3.1 煤层自然发火危险性 21 3.3.2 ZF1406 综放工作面现场勘查情况 21 3.3.3 影响煤炭自然发火的因素 22 3.4 煤层自燃的防灭火系统 23 3.4.1 黄泥灌浆防灭火系统 23 3.4.2 阻化剂防火技术 30 3.4.3 凝胶防灭火 32 3.5 煤自燃防治措施 38 3.5.1 开拓开采方面的措施 38 3.5.2 通风方面的措施 39 3.5.3 监测方面措施 40 3.6 本章小结 45 4 井下外因火灾防治 46 4.1 电气火灾防治措施 46 4.1.1 井下电缆 46 4.1.2 井下各种电气设备的保护 47 4.2 带式输送机着火
10、的防治措施 48 4.3 其它火灾的防治措施 49 4.4 本章小结 52 5 矿井火灾事故应急救援 53 5.1 指挥部组织机构及其职责 53 5.1.1 救灾指挥部组织机构 53 5.1.2 指挥部职责 53 5.1.3 指挥部行动原则 54 5.1.4 各岗位职责 54 5.2 应急响应 57 5.2.1 预警 57 5.2.2 现场应急 57 5.2.3 全面应急 58 5.3 避灾与逃生 58 5.3.1 发生火灾时逃生路线 58 5.3.2 隔离、疏散 58 5.3.3 搜寻和营救 58 5.4 火灾事故应急技术预案 59 5.4.1 火灾遇险人员紧急逃生与救助 59 5.4.2
11、CO 超限或小范围自燃火灾的防灭火技术预案 61 5.5 本章小结 63 6 结论 64 致谢 65 参考文献 66 1 绪论 1.1 选题的目的及意义 1.1.1 选题的意义 矿井火灾是直接威胁矿井安全生产的主要灾害之一。我国煤矿自然发火情 况十分严重，有 56%的煤矿存在自然发火问题，而我国统配和重点煤矿中具有 自然发火危险矿井约占 47%，矿井自然发火又占总发火次数的 94%，其中采空 区自燃占内因火灾的 60%。1984 年前的 32 年，我国煤矿矿井共发火 10296 次，19851990 年间百万吨发火率为 0.76 次。我国在 80 年代仅统配煤矿就 发生 10 多起重大胶带输送
12、机火灾，造成 200 多人死亡和上亿元的经济损失。 进入 90 年代后，矿井生产逐步向高产高效集约化发展，其中火灾发生的严重 性和危险性也随之升级。1990 年小恒山矿因胶带火灾死亡 80 人，伤 23 人， 直接经济损失 567 万元。1995 年 12 月，大屯煤电公司姚桥矿-400m 水平东 翼胶带输送机大巷发生特大胶带输送机火灾事故，烧毁胶带 8500m,造成 27 人 死亡，事故波及-400m 大巷及三个采区，并引燃煤仓及巷道顶部煤体多处，直 接经济损失达到 130 余万元。在矿井救灾过程中，因密闭不及时、密闭范围过 大，控制火势时间较长，以及快速密闭无法实现延迟自动密闭，引发二次事
13、故 发生的事例也不胜枚举，造成这些事故及损失的主要原因是我国煤矿整体防灭 火技术水平和装备能力与生产发展不相适应。 为了加强煤矿火灾防灭火安全技术与措施，我国从 50 年代起就已经开始 在煤矿推广了黄泥浆灌浆防灭火技术，而 60 年代至 70 年代又相继研究出了阻 化剂防火，均压防火以及高倍数泡沫灭火等技术，直至 80 年代至 90 年代则继 而又研究了矿井自然发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵风、带式输送机 火灾防治等一系列的技术与措施，并针对性逐步形成适应于普通采煤法和高效 高产采煤法的综合性的防灭火技术与措施。由于我国火灾基础理论起步比较晚， 防灭火关键设备和技术又有待进一步完善和配套
14、，更有一批急需解决的相关技 术问题。因此，矿井火灾防治工作仍然是矿井安全生产所面临的一项艰巨任务。 1.1.2 选题的目的 （1）通晓矿井防灭火技术与措施，了解井巷开拓和布置的方式、方法，掌 握矿井防灭火技术对矿井火灾进行治理的相关内容； （2）在专业教师的指导下，通过查阅大量的相关资料、书籍，综合运用和 深化所学的专业知识，结合 CAD 制图，进行矿井储量计算，开拓布置、完成 防灭火专题设计，为今后的工作和学习打下坚实的基础； （3）找出煤矿火灾事故的发生规律，发生原因，有针对性的提出预防对策； （4）在总结我国煤矿火灾事故及其防治技术的基础上，深入分析得出煤矿 火灾事故频发的宏观原因和深层
15、次的原因，提出煤矿火灾事故防治的国家保障 措施和政策建议； （5）使企业清楚煤矿生产中火灾事故的直接原因，为企业发现事故隐患， 并为其找到预防火灾事故的对策，是企业有针对性的的采取预防措施。在全面 总结我国煤矿火灾事故及其防治技术的基础上，深入分析得出煤矿火灾事故频 发的宏观原因和深层次的原因，提出煤矿火灾事故防治的国家保障措施和政策 建议。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 煤炭自燃机理及预测理论研究进展 自 17 世纪英国人 Dr.Plot 提出黄铁矿导因学说以来，煤自燃机理研究取得 了很大程度上的的进展，出现了许多种学说，而在这些理论中比较有影响力的 包括细菌导因学说、黄铁矿导因学说、
16、煤氧复合综合作用学说以及酚基导因学 说等。其中煤氧复合作用学说更是得到很多学者的赞同，但煤氧复合反应发生 的机理至今却是仍未真正意义的了解。在步入 20 世纪 90 年代，很多的国内外 学者又进一步提出了一些更具体更完善的学说，其中就包括：李增华于 1996 年提出了煤自燃的自由基作用学说；wangH.H.等学者于 1999 年提出了基团 作用理论；Lopez.D.等国外学者于 1998 年提出了氢原作用学说； pxmm 等一些学者于 1990 年提出了电化学作用学说。并且在最近这十多 年来，一些国际和国内学者又从不同的角度、采用不同的手段对煤自燃的机理 进行了研究与探讨，并取得一些新的进展，主要体现在以下几个方面：利用 热分析技术研究煤自燃机理；从煤氧化学反应和表面反应热两个角度研究煤 自燃机理；从煤分子结构模型入手对煤自燃机理进行研究；从煤的活化能 入手对煤自燃机理进行研究；从煤岩相学角度研究煤自燃机理。综上所述， 经过国内外学者对煤层自燃理论进行了大量的、不懈的研究，现在已经基本上
