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1、江煤贵州矿业集团江煤贵州矿业集团水城县贵新煤业有限公司水城县贵新煤业有限公司防灭火专项设计防灭火专项设计编制单位：通防科编制单位：通防科二二 0 0 一五年一月一五年一月目目 录录第一章第一章 概况概况.3第二章第二章 煤层自燃发火采取的措施煤层自燃发火采取的措施 .5第三章第三章 防灭火方法防灭火方法.12第五章第五章 井下火灾防治井下火灾防治.24第七章第七章 井下防火构筑物井下防火构筑物.34第一章第一章 概况概况一、井田及交通位置水城县贵新煤业有限公司由由原挖炭坡煤矿、原马场煤矿，整合关闭的原八家寨煤矿资源后整合而成。整合后，贵州省国土资源厅给水城县贵新煤业有限公司颁发了采矿许可证 ，
2、证号：C5200002011041120110320。整合后的水城县贵新煤业有限公司，井田走向长 1.77km，倾斜平均宽 0.82km，面积 1.4484km2，开采深度+1450800m 标高，设计生产能力 0.45Mt/a。水城县贵新煤业有限公司位于水城县阿戛镇管辖。其地理坐标为东经10502511050344，北纬 262615262715。水城至米箩公路通过矿区，在法那与水黄公路相接，矿区至法那约 4km，经法那至水城约 37km，至贵阳约 297km，交通运输条件方便。二、地形地貌矿区属高原剥蚀侵蚀中山地貌，呈斜坡陡坡状，总体地形特征北东低、南西高。一般高程+1260+1660m，
3、最高点位于矿区南西无名山头，标高+2070.00m。最低点位于井田北东边界新寨冲沟，高程约+1195.00m，相对高差达 875.0m。三、地表水系矿区位于格目底向斜北翼东端，煤系地层出露于上覆飞仙关地层与下伏玄武岩组成的对峙高山所夹的谷地中。矿区地处乌江水系，小溪发育，以大老地-店子上为界，以西流入巴郎河，以东注入百车河，百车河由北西向南东流，流量变化迅速，雨季大，旱季小，枯水期流量 1020L/s，原马场井田内还有几十个泉点。当地侵蚀基准面为百车河，标高+1190m，降雨是地下水的主要补给来源。四、气候特征矿区属亚热带温湿季风气候区。据历年气象资料统计表明，年最高气温 31.5，最低气温-
4、2，年平均气温 12.3，年平均相对湿度 82%，11月至次年 2 月多雾及凌冻，雨季多集中在 6-9 月，年平均总降雨量大于1100mm。五、开拓开采情况贵新煤业有限公司下现有 12 采区 1254 回风联络巷；11 采区 11152 运输顺槽，11152 回风巷掘进工作面。矿井主要开采煤层为C2、C8、C12a、C15、C16、C17、C18b 煤层。六、矿井通风贵新煤业有限公司现有 11 采区地面主扇型号为：FBCDZNO.20，功率为：2X75KW,吸风量为：1920-4920m/min，一台使用，一台备用；12 采区地面主扇型号为：FBCDZNO.20，功率为：2X90KW,吸风量为
5、：1920-5120m/min，一台使用，一台备用。矿井总进风量 3868m/min，矿井总回风量 4226 m/min，矿井需风量 22460 m/min。七、矿井瓦斯根据黔煤监务办字（2007345 号）文件要求，水城地区为国家划定突出矿区，因此贵新煤矿（整合）按有煤与瓦斯突出危险矿井设计与管理。第二章第二章 煤层自燃发火采取的措施煤层自燃发火采取的措施一、煤层自燃倾向性及防灭火措施（一）煤层自燃倾向性 （1）煤层自燃倾向性参数 根据“资源储量核实报告” ，对 3 个煤层自燃倾向性等级鉴定结果， 煤层以三类（有可能自燃）为主，其中 C8煤层为二类（自燃） 。鉴定结果 见表 6-1-1。目前
6、矿井开拓巷道已掘进完成，建议矿方采用吸氧量法重新 取样鉴定各煤层的自燃倾向性。在鉴定前，矿井各煤层均按煤层容易自燃 设计和管理。图 1-1-1 交通位置图部分煤层自燃倾向性鉴定成果表部分煤层自燃倾向性鉴定成果表工业分析(%)着火温度(煤层 编号样品号工业 牌号WfAgVr原煤 样还原 样氧化样TO自燃 倾向 等级C8自 M-8K0.89-1.1826-3720-2137238134338二C12a自 M-12K22-3418-2136837434529三自 M-18 上K18-2418-2237537834434三C18b自 M-18 下K19.519.2536237233933三备注煤自燃倾
7、向等级一类:很易自燃;二类:自燃;三类:有可能自燃;四类:不自燃上表中煤层自燃倾向性分类是按老标准执行且煤层编号与实际不符， 根据煤矿安全规程 （2011 年版） ，设计建议业主采用吸氧量法重新取样 鉴定各煤层的自燃倾向性，矿井各煤层均按煤层容易自燃设计和管理。 （2）矿井的火灾特点 矿井火灾分为内因火灾和外因火灾，内因火灾是由煤层自燃引起的火 灾，发火期相对缓慢；外因火灾是由外部火源，如明火、电缆着火、电弧 火花、瓦斯或煤尘爆炸、放炮等引起的火灾，发火速度很快，若不及时采 取措施，会造成火灾迅速蔓延。矿井火灾的主要危害是产生大量的有毒有 害气体，产生高温，扩大火灾范围，引起瓦斯和煤尘爆炸、毁
8、坏设备和资 源，需要封闭火区并冻结大量可采煤量，严重污染环境，造成人员伤亡。 火灾特点主要有：（1）井下空间小，工作场所窄；电气设备多，坑木等易燃物多，煤 本身就可以自燃，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。 （2）自燃火灾多发生在煤柱或采空区中，没有明显火
9、焰，燃烧过程缓慢，不易被人们发现，也不容易找到火源的准确位置，一经察觉，已成 火灾，只好进行封闭。所以这种火灾延续时间长，可达几个月、几年甚至 几十年。自燃火灾还生成大量的一氧化碳，以致造成人员中毒伤亡。 （3）井下自燃火灾一般发生在通风不良的乱采乱掘或冒顶处；封闭 不及时或不严密的采空区；被压酥产生裂隙的煤柱；上述地点更要注意防 止煤的自燃。 （二）煤的自燃分析预测 1、煤炭自燃的条件 （1）有自燃倾向性的煤被开采破碎后，呈破碎状态； （2）有较好的蓄热条件； （3）有适量的通风供氧。 （4）上述三个条件共存的时间大于煤的自然发火期。 2、影响煤炭自燃的因素 煤的自燃过程划分为潜伏期、自热期
10、和自燃期。煤的自燃与煤的物理 特性、地质条件和开拓开采条件等很多因素有关，主要表现在以下几个方 面： （1）煤的化学成分及变质程度 本矿区内可采煤层 C2、C8、C12a、C15、C16、C17、C18b煤层均位于煤系 上部三、四煤段内，各煤层均属焦煤。C66煤层位于煤系地层下部一煤段内， 属贫煤。 根据有关资料，一般认为煤的自燃倾向性，是随炭化程度增高而减少的。事实上，同牌号的煤也有自燃难易之分，这是由煤的化学物理性质的 多样性所决定的。而煤的变质程度反映在煤的挥发分大小上，本矿井原煤 挥发份在 17.2517.82，挥发分较高，是造成本矿井煤层自燃的原因之 一。 （2）煤岩成分 在丝煤、暗
11、煤、亮煤、镜煤四种煤岩成分中，具有纤维构造而表面吸 附能力很高的丝煤在常温下吸氧能力特别强，着火点低，可以起着“引火 物”的作用，所以含丝煤愈多，自燃倾向愈大。根据贵新井田勘探地质报 告对取得的煤样进行组分分析，以矿化丝炭暗煤为主，次为半亮煤，煤层 存在自燃的可燃性。 （3）煤的含硫量 煤的含硫愈高，吸氧能力越大，越易自燃，煤中所含硫铁矿，低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁，使煤体膨胀而变得松散，增大氧化表面积。 硫铁矿氧化时放出的热量，也促进煤炭自燃。本矿井原煤含硫在 0.194.29，C8煤层含硫量较高，最易引起自燃，其它煤层局部块段含硫分较高，同时煤中均含较多的形状及大小不一的黄铁矿，亦是造
12、成煤炭 自燃的因素之一。 （4）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，但过多水分可抑制煤的氧化作用。但失去水分 后，其自燃危险性将会增大。 煤中所含水分对自燃倾向影响比较复杂，近年来研究表明，同一种煤 水份愈多，着火温度愈高，但当它干燥（如不发生氧化）后，着火温度又 变为最低，变质程度低而水分多的煤，水分蒸发后，煤的自燃危险性增加，这是因为水分蒸发使煤的粉碎性增加，从而增大其吸氧面积，变质程度高 而水分少的煤，水分蒸发对煤的自燃危险性影响不明显。 但“储量核实报告”煤的水分相关数据不全，在以后生产过程中应及 时开展该方面工作，为预防煤层
13、自燃提供依据。 （5）煤的破碎程度 煤的破碎程度越高，吸氧面积越大，自燃危险性越高。在煤层复杂构 造带附近（如断层破碎带、褶曲） ，煤的破碎度加大，以及围岩等受到破 坏，形成裂缝，煤层自燃发火频率较煤层赋存地段高，本井田内各可采煤层以矿化丝炭暗煤型为主，次为半亮型煤，变质阶段为焦煤变质阶段。 （6）煤的吸附特性 煤的吸附特性表现在煤对空气中氧的吸附性能，色谱分析表明，吸氧 量越大的煤越容易自燃。经研究表明，无烟煤的孔隙和纯表面积均大于烟 煤，吸附性能相对好，但“储量核实报告”未提供煤吸附特性的相关数据， 在以后生产过程中应及时开展该方面工作，为预防煤层自燃提供依据。 （7）煤的瓦斯含量、孔隙率
14、及导热能力等物理性质也是影响自燃倾 向的因素。 根据“储量核实报告” ，井田内各可采煤层的瓦斯含量较大，煤芯瓦 斯含量最高的 C15煤层，含量达 25.78 毫升/克。未提供煤层的孔隙度及导 热能力。 （8）煤层厚度、倾角、埋藏深度。 煤层越厚，倾角越大，埋藏越深，则煤的自然发火危险就越大。因为在厚煤层、急倾斜煤层中，回采率低、丢煤多；采区煤柱受压后容易破碎， 采空区封闭不严密、漏风量大，这就为煤炭自燃创造了条件。 （9）地质构造 煤层遭到地质作用（如褶曲、断层、破碎带及岩浆侵入等）破坏的地 点，自燃发火比较频繁。原因是地质构造破坏处，煤质较松软，有大量裂 隙，围岩裂隙渗水，都使煤的氧化能力提
15、高。本矿井地质构造中等，断层 发育一般，但断层附近围岩及煤层较为破碎带易引起煤层自燃。 （10）围岩性质 矿井共 8 层可采煤层，煤层顶板多为粉砂岩、粉砂质泥岩，岩土工程 地质条件较差；煤层底板多为粘土岩。各可采煤层的顶板稳定性较差，冒 落后块度相对较小，采空区漏风小，供氧条件差，不利于煤层自燃，如顶板松软，冒落后采空区充填较致密，且能很快压实，则采空区遗煤的自燃 危险性大大减少。 （11）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。本矿正常地温，影响不大，但要控制
16、作业、设备、环境等发热引起升温。 （12）开拓开采及通风方式 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，回采时间长，增加自燃的可能性。本矿采用平硐-斜井综合开拓，矿井主要开拓巷道均布置在岩层中。采用走向长壁采煤方 法，后退式回采，全部垮落法管理顶板。本矿井投产时布置了二个采区， 设计采用普采工艺，煤层属薄及中厚煤层，丢煤不多，采用全部垮落法管 理顶板较为合理，不易引起采空区自燃。矿井开拓方式、开采方法及通风 方式合理，煤层自燃的可能性减小。 综上所述，本矿井可采煤层属低中高灰、特低中高高硫、 中高热值焦煤，煤层瓦斯含量较高，井田内地质构造中等，可采煤层为 薄及中厚煤层，采用普通机械化采煤工艺，回收率高，丢煤较少，工作面 采用“U 型”通风方式，后退式开采，漏风少，通风方式较为合理，大大 降低了煤层自燃的机率。 （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 229 条“
