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1、同生树儿里煤业有限公司矿井防灭火措施第一部分煤层自燃发火危险性及防灭火措施一、煤层自燃发火危险性据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，3-1号煤吸氧量0.74cm3/g，自燃倾向性等级级，属易自燃煤层；3号煤吸氧量0.72cm3/g，自燃倾向性等级级，属易自燃煤层。煤层最短发火期为36个月。根据邻近矿井资料，3号煤层未发生自燃现象。本井田内煤层采空区范围较小，未发现火区和自燃现象。二、煤的自燃分析预测1、 煤岩特性分析1）从煤的炭化程度分析因煤层的自燃性随煤炭的变质程度的增高而降低；煤的炭化程度越低，挥发份含量越高，煤层自燃发火倾向越强。一般说来，褐煤易于自燃，烟煤中长焰煤危险性最大，贫煤及
2、挥发份含量在12%以下的无烟煤难以自燃。本井田3-1号煤原煤挥发分平均41.18%，3号煤原煤挥发分平均39.12%，据此分析，3号、3-1号煤层自燃倾向性较大。2）从煤岩成分分析因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，煤的自燃倾向就大；而暗煤多的煤，一般不易自燃。本井田各煤层均呈黑色亮黑色，玻璃光泽，各煤层均硬度小，比重中等，具条带状结构，断口为阶梯状或参差状。3、3-1号煤以半亮煤为主，3-1号煤镜质组平均为52.21，丝质组平均为35.84；3号煤镜质组平均为23.91，丝质组平均为65.76。据此分析3、3-1号煤层有自燃危险性。3）从煤的含
3、硫量分析煤的含硫分越多，吸氧能力愈大，越易自燃。3-1号煤层原煤硫分为2.41%，3号煤层硫分为2.02%，从硫分来看，两层煤自燃倾向性均较高。4）从煤的破碎程度分析由于煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，使煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性与风化率较大的煤就易于自燃。本井田3、3-1号煤层内生裂隙发育，据此分析两层煤自燃倾向性大。2、 煤的赋存条件分析矿井兼并整组整合后，主要开采3号煤层和东部3-1号煤层，3号煤层平均厚度15.18m，3-1号煤层平均厚度3.10m，煤层厚度较大，易于局部储热，故自燃发火倾向大。3、开采技术条件首采3号煤层采用分层综采放顶煤工艺，能加快工作面推进速度，以使采
4、空区迅速进入窒息带，以防止煤层自燃。根据煤矿安全规程结合当地开采技术条件，采用有效的防治自燃的技术措施及装备。三、煤层的自燃预防措施1、开拓开采方面的措施1）矿井开拓巷道布置胶带大巷、轨道大巷、回风大巷，盘区胶带巷、盘区轨道巷、盘区回风巷，均采用锚网喷支护，回风大巷为专用回风巷，对煤壁喷浆封闭。2）井下机电硐室采用不燃性材料支护。3）工作面选择合理的回采工艺，尽可能少留浮煤，提高资源回收率，并采取加速回采进度等措施，尽一切可能防止煤层自燃发火。4）井上、下设置消防材料库，并遵守下列规定：（1）井上消防材料库应设在井口附近，并有轨道直达井口，但不得设在井口房内。（2）井下消防材料库布置在轨道大巷
5、北侧，并装备消防列车。（3）消防材料库储存的材料、工具的品种和数量应符合有关规定，并定期检查和更换；材料、工具不得挪作他用。（4）机电硐室、井底车场、主水泵房、主变电所配备灭火器,完善灭火系统。5）矿井设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门。地面的消防水池必须保持不少于200m3的水量（本矿地面消防水池两座，一座500m3，一座200m3）。如果消防用水同生产、生活用水共用同一水池，应有确保消防用水的措施。6）井筒与各大巷的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电硐室，主要巷道内输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃性材
6、料支护，在井下和井口房，严禁采用可燃性材料搭建临时操作间、休息间。2、通风方面的措施1）回采工作面为后退式回采，全负压“U”型通风方式，不设增加风阻的通风设施。工作面反风风门设置于保护煤柱范围内的煤岩柱状况良好处。2）工作面回采至停采线后要及时撤出所有设备、设施并进行密闭，避免向采空区漏风。3）盘区巷道采用“三巷制”即盘区胶带巷、盘区轨道巷、盘区回风巷，其中盘区回风巷为专用回风巷。4）矿井通风方式是机械抽出式，此方式使井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可减少采空区瓦斯涌出量，对安全十分有利，漏风量小，通风管理简单，不利于煤的自燃。5）为使风流向指定方向流动，主
7、要进、回风巷道、风井安全出口等处设置双向风门或双向调节风门。6）生产过程中加强对通风设施的管理，定期进行检查和维修，保证通风设施处于正常使用状态，以便在井下发生事故时能迅速有效的进行反风。7）井下每个回采工作面、掘进工作面布置独立的进、回风道，保持进、回风巷道有足够的通风断面。主通风机设有反风装置，可满足全矿井的反风要求，工作面顺槽及相关巷道，均设有反风风门及通风巷道，可实现采区或工作面反风。8）每个采掘工作面必须有独立回风系统，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。9）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。10）井下风
8、门必须安装闭锁装置，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳定。井下各风门、风量调节设施等位置进行了合理设置，以尽量降低负压，防止漏风。3、监测方面的措施(1)矿井配备DMH型胶带机硐室自动灭火系统，系统通过地面总站，对接收到的井下数据进行处理，显示测点报警信息。从而对主要运输下山的带式输送机发火进行不同阶段监测预报。(2)回采工作面上隅角、掘进工作面、瓦斯检查员、班长配备便携式一氧化碳检测报警仪。第二部分 防灭火方法矿井开采的3、3-1号煤层均属类易自燃煤层，矿井必须有完善的自燃火灾防治系统及措施：主要配置KYSC-1型矿井移动式束管采样系统、GC950型火灾气体色谱分析系统以及注氮系统对煤层自然
9、发火进行采样监测；建立阻化剂防灭火、采空区灌浆防灭火、凝胶防灭火系统。一、煤层自燃检测方面的措施1、监测设备主要配置KYSC-1型矿井移动式束管采样系统、GC950型火灾气体色谱分析系统对煤层自然发火进行采样监测；1）KYSC-1型束管采样系统技术参数如下：供电电压：660V380V；功率：4kW；供水量：1m3/h；抽气量：1.35m3/min；负压：0.087MPa；抽气距离：5000m。2）GC950型煤矿专用色谱分析系统技术参数最小检测浓度：H25ppm；CO、CO22ppm；烃类0.1ppm尺寸：宽606mm高450mm深450mm重量：42 Kg电源：200V、50HZ、2100W
10、热导检测器(TCD)结构：半扩散式、四臂铼钨丝；电源：恒流控制方式；灵敏度：1500mVml/mg(正十六烷)；噪声：0.03mV；飘移：0.1mV/30min火焰离子化检测器(FID)结构：圆筒形收集极、石英喷口；检测限：110-11g/s(正十六烷)；噪声：510-13A；飘移：510-12A/30min柱箱温度范围：10399(增量为1)；控温精度：0.1；可由键盘设定过热保护值检测器温度范围：10399(增量为1)；控温精度：0.01(TCD)和0.1(其它)；可由键盘设定过热保护值工作站高精度：USB接口，24位的高精度A/D，分辨率1uv 输入通道电平范围：外置数据采集盒，输入通道
11、2个。-1v至+1v(可扩展2V) 采样频率：6、12、25、50次/秒动态范围：106(1v为最小单位)积分灵敏度：1vsec(即面积的个位数)。线性度：0.1%重现性：0.062、井下监测方案1）测点布置方案（1）选定一工作面在进回风顺槽按一定间距布置束管采样器，测定采空区范围大约距工作面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，待距工作面最远测点进入采空区150m后，即可结束观测，测点布置如图6-2-1所示。采空区开切眼停采线采空区束管采样泵束管采样点图6-2-1 单巷布置工作面测点布置图工作面正常封闭后，在进、回风侧密闭分别设观测孔，并在密
12、闭内各布置一个测点，测点布置如图6-2-2所示，对于与采空区相连(尤其是与火区相通)的闭墙内也应设置测点进行监测。采空区开切眼停采线采样束管采样泵图6-2-2 工作面封闭后测点布置图2）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、H2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。二、防灭火方法1、对采空区进行预防性灌浆煤矿安全规程规定，开采容易自燃煤层时，必须对采空区、突出和冒落空洞等孔隙采取预防性灌浆等防灭火措施。预防性灌浆就是将水、浆材按适当比例混合，配制成一定浓度的浆液，借助输浆管路输送到
13、可能发生自燃的区域，用以防止煤炭自燃。1）灌浆系统矿井在工业场地设KDZS-1型多功能煤矿防灭火灌浆系统一套，为全矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进的同时向采空区灌注浆液。在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。灌浆站建设：工业场地建2个搅拌池和1个注浆池(注浆池设在较低的水平)，池深和直径均为2m，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口，在浆液流入注浆池前设双层过滤筛子(孔径为10mm)，搅拌池及注浆池侧面设800mm800mm2000mm下液泵坑两个，各安设离心式液下泥砂泵2台。灌浆站布置如图6-2-3所示。图6-2-
14、3 灌浆站布置示意图2）灌浆方法预防性灌浆方法有多种，根据采煤与灌浆先后顺序关系可分为：采前预灌、随采随灌和采后灌浆。采前预灌就是在煤未开采之前即对煤层进行灌浆，适用于老空区过多、自然发火严重的矿井；随采随灌就是随着采煤工作面推进的同时向采空区灌浆，主要有钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆，能及时将顶板冒落后的采空区进行灌浆处理；采后灌浆就等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆。为了保证及时、简便处理处理自燃隐患，设计采用埋管灌浆法。详见图6-2-4。采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管(一般预埋1020m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为2030m，灌浆随工作
15、面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。图6-2-4 埋管灌浆示意图1-预埋注浆管；2-高压胶管；3-灌浆管；4-回柱绞车；5-钢丝绳；6-采空区3）灌浆参数的选择（1）浆液的水固比选择泥浆的水固比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中水与固体浆材的体积之比。水固比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的水固比越小，则泥浆浓度越大，其粘度、稳定性和致密性也越大，包裹遗煤隔离氧气的效果也越好，但同时流散范围也越小，输浆管路容易堵塞；水固比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好，矿井涌水量增加，在工作面后方采空区灌浆时容易流出而恶化工作面环境。浆液的水固比应根据泥浆的输送距离、煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过试验确定，一般情况下为4:1，冬季为5:1。（2）日灌浆所需浆材量式中 Q材日灌浆所需浆材量，m3/d； m煤层采高，7.0m；L工作面日推进度，3.6m；H灌浆区倾斜长度，110m；C回采率，75%；
