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1、 贵州黔越矿业有限公司贵州黔越矿业有限公司贞丰县挽澜乡正大煤矿贞丰县挽澜乡正大煤矿矿井防灭火设计及措施矿井防灭火设计及措施矿 长:总工程师：生产矿长：安全矿长：机电矿长：二二一七年一月一七年一月1前前 言言 贞丰县挽澜乡正大煤矿地处黔西南州贞丰贞丰县挽澜乡纳坎村采矿许可证号：C5200002011051120112985；工商营业执照证号：5200002930953（1-1）；安全生产许可证证号：（黔）MK 安许证字2047号；矿区面积：2.645 平方公里；设计开采标高 1500 米至 800 米。可采储量（万吨）168.29 万 t；服务年限 8.01 年;可采煤层 K3、K4 两层 。现
2、采煤层K4 。现采煤层倾角 24；顶板主要类型：泥质粉沙岩。开拓方式:平硐开拓；矿井于 2011 年 2 月正式投产；矿井主要通风机型号FBCDZNO-16/2x55。矿井设计能力（15 万吨/年）；采煤方法：走向长壁后退式；采煤方式:炮采; 工作面支护形式: Dw2530/100 单体支柱。矿井通风方式：中央分列式。通风核定能力（15 万吨/年）矿井无突出危险性；属低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量 7.43m/t,绝对瓦斯涌出量2.43m/min；K4、K3 煤层的煤尘有爆炸性，煤层自燃倾向性鉴定为不易自燃煤层。运输系统主要采用皮带运输机，刮板运输机运输。供电系统采用双回路供电；矿井水文地质条件类
3、型属中等，矿井水主要为裂隙水。开采区域地表无积水塘，河流，附近原小窑采用平硐开拓，积水威胁较小。六大系统建设情况：矿井瓦斯监控系统（KJ101N），人员定位系统（KJ353),通讯系统（SH-3000),压风系统，供水系统，紧急避险系统都已经正常运行。第一章第一章 矿井防灭火措施矿井防灭火措施第一节第一节 开拓开采措施开拓开采措施一、选择合理的巷道布置与开采程序一、选择合理的巷道布置与开采程序21、水平运输大巷布置在煤层中时，采用锚喷支护或工字钢架棚支护，支架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。2、采区绞车房等硐室必须采用不燃性材料支护，设计采用砌碹或
4、锚喷支护。 3、开采顺序：根据矿区范围和矿井的开拓方式，全矿区为二个采区开采，采区的开采顺序：先开采一采区，其次开采二采区；煤层间的开采顺序：先开采 K4 煤层、其次开采 K3 煤层。二、选择合理的采煤方法二、选择合理的采煤方法1、本矿采用长壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置简单，回采速度较快，有较好的防火性。煤层倾角平均在 24，布置为走向长壁工作面，有利于提高工作面生产能力；全部垮落法管理顶板，回采中若采空区遗煤较多，不利于防止采空区煤炭自燃。开采时，要注意观察，加强自燃征兆的早期识别工作，发现可疑情况及时采取措施，每个工作面回采结束后及时进行采空区及巷道密闭。2、回采后顶板容易冒落，回采
5、工作面采用全部冒落法管理顶板，单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护控制顶板。本矿 K3、K4 煤层自燃倾向为级，即不易自燃煤层。按类自燃煤层进行管理。在回采过程中，应加强管理，尽量一次采全高，不留或少留顶底煤，减少采空区遗煤。3、控制矿山压力，减少煤柱破裂。三、提高回采率，加快回采进度三、提高回采率，加快回采进度1、工作面采用采煤机落煤、装煤，工作面可用刮板输送机运煤，生产中需加强管理，确保适宜的回采进度，可在空间上、时间上减少煤炭的氧化。2、急时清理运输巷道中因运输过程的撒落的煤炭，工作面尽量不要留煤皮(顶煤或底煤)，清干净回采下来的煤炭，不让其留滞在采空区，提高回采率。3总之，合理的采煤方法能
6、够提高矿井先天的抗自燃发火能力，多年来的实践表明，降低煤层自燃发火的可能性要从以下几个方面着手：（1）少丢煤或不丢煤；（2）控制矿山压力，减少煤柱破裂；（3）合理布置采区；（4）回采时应尽量避免过分破碎煤体； （5）加快工作面的回采速度，使采空区自热源难于形成；（6）及时密闭已采区和废弃的旧巷；（7）注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。第二节第二节 通风系统措施通风系统措施一、选择合理的通风系统、通风方法一、选择合理的通风系统、通风方法煤层自燃发火期是指在开采过程中暴露的煤炭，从接触空气到发生自通风因素的影响主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂缝漏风。自发火期，是自燃发火危
7、险程度在时间上的量度，发火期愈短的煤层自燃发火危险程度愈大。统计确定煤层最短自燃发火期，对矿井开拓开采以及生产管理都有重要意义。1、实行独立通风。这样可降低矿井总风阻，增大矿井通风能力，减少漏风，易于调节风量；且在发生火灾时便于控制风流，隔绝火区。2、本矿采用中央并列式通风方式，各采掘面有独立的进、回风系统。3、矿井采用抽出式通风方法，工作面采用长壁后退式回采“U”形通风方式，采空区漏风小，有利于防止煤层自燃。4、准备采区时，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。二、正确选择通风构筑物的设置地点二、正确选择通风构筑物的设置地点1、
8、调节风门、风门、风墙等通风设施，应设置在围岩坚固、地压稳4定的地点，还应避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。2、回风巷中的调节风门应尽量设置在离回风侧较近的一端，进风巷中的调节风门应尽量安设在离进风侧较近的一端。第三节第三节 监测监控措施监测监控措施1、在工作面设自燃发火观测点，并建立监测系统，建立自燃发火预测预报制度。2、在井下设置 KYSC-1 型井下移动式火灾气体束管采样监测系统在进、回风顺槽按一定间距布置束管采样器，采空区气体成份测定范围大约距工作面 150m 左右，约 50m 设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测。图图 6 6- -1 1- -1 1
9、 采采空空区区束束管管布布置置图图（3）地面色谱分析井下通过束管采样仪采样并送至地面色谱分析，分析参数主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8，正常情况下，每天早班检测一次，工作面异常时，每班检测二次。第二章第二章 矿井防灭火系统矿井防灭火系统第一节移动式阻化剂防灭火系统第一节移动式阻化剂防灭火系统采空区开 切 眼停 采 线采空区束管采样泵 束管采样点运输顺槽回风顺槽运 输 大 巷51、防灭火系统的选取根据煤矿安全规程规定：开采有自燃倾向性煤层的矿井，要采取预防煤层自燃发火措施，该矿井K4煤层属自燃煤层，依据煤层物理、化学性质及顶底板岩石力学参数和煤的自燃火期、发火
10、特征等因素，要对K4煤层采空区和冒落孔洞等空隙采取相应灭火措施，防止煤自燃发火，确保矿井安全生产，综合分析现场的实际情况，选取移动式喷洒阻化剂灭火系统是简便可行的。2、阻化剂选择阻化剂的选取要不污染井下空气，不腐蚀井下机械、设备。材料的选取要来源广泛，货源充足，购买方便，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。选取工业氯化钙（CaCl2H2O）为阻燃剂，浓度20%，阻化率70%。3、喷洒或雾化工艺采用井下移动式喷洒雾化系统，该系统应设有专用溶液箱（一般为3-5m3）和注液泵，溶液箱内阻化剂溶液由注液泵压至运输、回风顺槽、开采线和停采线煤柱，向回采工作面进行喷洒
11、或向采空区送入雾化阻化剂，工艺流程框图如下：4、设备选型见表 6-2-2。5、阻化气雾日喷洒量阻化剂 贮液箱 工作面 运输顺槽钢管 胶管、喷 板 注液泵 雾化器 喷枪采空区 喷枪 钢管、胶 管 喷雾泵 工作面 运输、回风顺槽口煤壁6K4 煤层：Vk1k2drLhl/R1.20.020.201.4(1000.803.6)/0.852.27m3/d式中：V日喷雾量，m3/d；k1喷雾加量系数，k11.2；k2每吨遗煤喷洒气雾量，阻化剂浓度为 20%时，k2为0.02m3/t；d工作面采空区丢煤率，%；一般取 0.20； r煤的实体容重，1.4t/m3；L工作面长度，L100m；h工作面采高，0.8
12、0m；l工作面日进度，l3.6m；R气雾转化率，85%；采空区喷雾阻化剂日用量为 20.2m3/d。阻化剂喷洒压注雾化配套设备表阻化剂喷洒压注雾化配套设备表 表 6-2-2 序号设备、配件名称技术特征及型号单位 数量备 注1阻化剂喷射泵WJ-24，压力 2-3Mpa 2.2KW台2工作面运输回风顺槽喷雾用 2无缝钢管与泵配套 50mmm503胶管与喷枪配套 37mmm804闸阀JBH-160个45高压泵XRB-50/125 压力12.5Mpa 10KW台2采空区喷雾用6雾化器单系统型个47过滤器GL-1 型 50 目个48高压干管25mmm1509高压支管13mmm1010储液箱2m3个211
13、压力表15Mpa个612流量仪1m3/h个676、阻化剂喷洒方法喷洒阻化剂在准备班进行，主要是在运输和回风顺槽煤柱侧喷洒，同时在每次移架前对支架和运输机之间进行喷洒。工作面底板如有底煤工作面应喷洒阻化剂。如底板没有底煤，工作面浮煤应在回收之前全部清理干净，这样可以不喷洒。7、阻化剂防污染措施(1)配制及喷洒阻化剂人员应采取个体防护，应配戴胶质手套。(2)喷洒阻化剂要避开机械设备。(3)选用的阻化剂不得污染井下空气和危害人体健康。预先对机械设备、支架等金属构件做防腐处理，在支架等金属构件表面喷上防腐涂层，防止阻化剂腐蚀机械设备、支架等金属构件。喷洒时应注意尽量不要喷漆到支架等金属构件上，严格控制
14、喷洒范围和喷洒量。8、阻化剂防灭火方法的阻化效果(1)阻化剂吸附在煤的表面，形成稳定的抗氧化物保护膜，从而降低煤的吸氧能力，防止煤炭自燃。(2)阻化剂溶液蒸发可以起到吸热降温的作用。(3)阻化剂可以降低煤在低温时的氧化活性，从而降低煤的自燃倾向。(4)阻化剂中成分(消石灰)可以与煤内的植酸化合，生成不易自燃物质，从而阻止煤炭自燃。第二节第二节 自燃煤层的防灭火措施自燃煤层的防灭火措施一、对出现煤层自燃火灾的巷道采取对灾区封闭隔绝灭火措施。一、对出现煤层自燃火灾的巷道采取对灾区封闭隔绝灭火措施。1、对有自燃发火隐患的高冒区 ,透老空地点采取封堵严实后注入罗克修泡沫进行充填密闭 ,隔绝自燃发火点氧
15、气的供给，使煤层自燃发火点窒息熄灭。2、采区生产过程中，必须建立火区管理卡片，绘制火区位置图，建立火区密闭墙、防火隔爆墙管理制度，定期对火区内气体取样化验，只有火区内氧浓度小于 5%，不含 CO，或 CO 浓度稳定在 0.001%以下，火区内温8度小于 30 度，出水温度小于 25 度或与火灾发生前的水温相同，且以上指标稳定一个月以上时，方可对火区进行启封。3、掘进过程中还必须加强对小窑的探查工作，严禁误穿小窑。若误穿小窑发现 CO 气体，必须立即进行封闭，然后施工钻孔进行注马丽散，为了灭火工作可靠，同时采取在密闭周边进行注浆，施工的密闭必须预留观察孔时刻取样分析。二、密闭防灭火技术措施。二、
16、密闭防灭火技术措施。密闭防灭火技术主要适用于采煤工作面回采结束后的采空区、报废的煤巷、煤巷高冒或空洞的自燃火灾防治和直接灭火缺乏条件或有危险或不奏效的外源火灾灭火。1、密闭防灭火技术的使用：（1）必须对发火地点、发火原因及漏风状况进行详尽的分析，使密闭防灭火技术做到有的放矢、因地制宜。（2）必须正确选择密闭的位置、结构的施工方法，尽可能缩小封闭范围，减少密闭数量，控制漏风，保证密闭的施工安全和工程质量，提高密闭防灭火的窒息效果。（3）必须加强对封闭区的管理，加强对密闭的维护和检修，严格限制其邻近区域生产活动情况对封闭区的采动影响，以保证封闭区良好的封闭状态。 （4）必须选定可靠的观测地点，建立完善
