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1、XXX 煤矿B1003W01 采煤工作面防灭火方案及安全技术措施编制单位：通防队编 制 人：通 防 队：编制日期： 2014 年 月 日审批意见会审单位及人员签字通防队：年 月曰生产指挥中心：年 月曰安全环保部：年 月曰生产技术部：年 月曰安全副矿长：年 月曰总工程师：年 月曰B1003W01 采煤工作面防灭火方案及安全技术措施一、注氮防灭火（一）注氮防灭火设计依据1、煤矿安全规程第242 条相关规定2、煤矿氮气防灭火技术规范MT/T701-1997（二）采空区三带范围B1003W01 综采工作面是沙吉海煤矿首采工作面，周边矿井无可 参考数据，根据经验初步划定采空区三带，待工作面回采后通过束管
2、 监测分析结果然后重新划定采空区三带：工作面架后20m内为散热带；工作面架后20-70m为氧化带；工作面架后 70m为窒息带。（三）注氮参数确定注氮防灭火惰化指标：1、注氮防火惰化，即注氮后采空区内氧气浓度不得大于7%；2、注氮灭火惰化，即火区内氧气浓度不大于5%；3、注氮抑制瓦斯爆炸，其采空区氧气浓度指标小于12%。由于开采煤层为容易自燃煤层，采空区防火惰化指标取 7%，灭 火惰化指标取 5%。（四）氮气防灭火机理1、采空区内注入大量的高浓度的氮气后，氧气浓度相对减小， 氮气部分地替代氧气而进入到煤体裂隙表面，这样煤表面对氧气的吸 附量便降低，在很大程度上抑制或减缓了遗煤的氧化放热速度。2、
3、对于采空区注氮防灭火而言，采空区注入氮气后，提高了气体静压，降低了漏入采空区的风量，减少了空气与煤炭直接接触的机会。3、氮气在流经煤体时，吸收了煤氧化产生的热量，可以减缓煤 升温的速度和降低周围介质的温度，使煤的氧化因聚热条件的破坏而 延缓或终止。4、采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，随着惰性气体 浓度的增加，爆炸范围逐渐缩小(即下限升高、上限下降)。当惰性 气体与可燃性气体的混合物比例达到一定值时，混合物的爆炸上限于 下限重合，此时混合物失去爆炸能力。(五) 注氮量计算煤矿用氮气防灭火技术规范矿井设计生产能力0.90Mt/a。注氮量计算按以下三种方法计算，并取其中最大值：1、按产量计算
4、QN= A/(1440 p tnln2) x (C1/C21)式中 QN注氮流量，ms/min;A矿井日产量，取2727t;t矿井年工作日，330d;p煤的密度，1.32t/m3；n1管路输氮效率，取80%;n2采空区注氮效率，取90%;C1空气中的氧浓度，取20.8%;C2采空区防火惰化指标，取7%。QN = 2727 三(1440 x 1.32 x 0.8 x 0.9) x (20.8 三 7 1)=3.972m3/min2、按吨煤注氮量计算QN = 5AK/(60 x 24)式中 A矿井日产量，t;取2727;K工作面回采率，取K = 0.79。QN = 5 x 2727 x 0.79
5、- (60 x 24) = 7.480m3/min3、按瓦斯量计算QN = QcC/(10C)式中 QC工作面通风量，设计工作面配风量为 1467.65m3/min;C工作面回风流中的瓦斯浓度，1%。QN = 1467.65 x 0.01 - (10-0.01) = 1.17m3/min;三种方法计算后取大值：QN = 7.480m3/mino考虑 1.2 的安全备用系数注氮流量 7.480 x 1.2 = 8.976m3/min = 538.56m3/h(六) 注氮管路布置1、根据通风负压作用方向，工作面氮气管路铺设在工作面进风 巷行人侧，离底板0.3m，吊挂牢固，采用下端头埋管向采空区注氮
6、。2、矿井地面安装 4 台 LU-250A (Q=42 ms/min，Pg=0.85MPa )螺 杆压缩机，2套制氮设备，主管路采用159x4.5无缝钢管由压风制 氮车间沿综合管沟至主斜井井口，由主斜井经清理撒煤斜巷、检修平 巷后到运输石门，支管采用108x6无缝钢管由运输石门到运输顺 槽，安装控制阀门以便使预埋管进入预定地点时开闭。3、注氮口距底板巷道高度应在300mm以上，90弯拐向采空区 全长度敷设并在采空区内打花眼，便于氮气释放，用煤块或木垛妥善 加以保护并采用过滤网缠绕出气口，防止堵塞。距离工作面下端头转 载机 50m 处注氮管路设置四通连接接头，管路连接采用迈步式，管路 搭接长度3
7、0m。即第一趟氮气管路埋入采空区30m后，开始注氮。同 时，预埋第二趟管路。当第二趟氮气管路埋入采空区30m后，预埋第 三趟管路，当第二趟氮气管路埋入采空区30m后，断开第一趟管路后 连接第四趟管路对采空区实施注氮；以此类推，分别埋设第五趟、第 六趟、第七趟，直到不注氮为止。在具体实施过程中，应根据对采 空区“三带”的动态变化规律及采空区气体分布规律的实时观测分析 做出合理调整。（七）注氮时机选择1、工作面上隅角CO浓度超过0.0024%，且连续一周CO浓度呈 持续上升趋势，为防止架后遗煤自燃，即对架后采取保护性注氮措施。2、工作面采空区水温度达到20 C且连续三天出现增高趋势时。3、工作面采
8、空区内温度或顶煤温度超过25 C或每天上升1 C 时。4、工作面距过断层30m时，在工作面下端头敷设好注氮管路， 在工作面上端头预埋好束管探头。当工作面月推进度不足80m，回风 隅角 CO 浓度达到 0.0024%且每天在上升时，通过预埋注氮管路向采 空区连续注氮，通过束管对采空区一氧化碳浓度、氧气浓度、瓦斯浓 度进行连续监测，及时掌握遗煤发火各项指标的变化。工作面通过断 层正常推进，且回风隅角和架后的气体恢复正常值后，停止注氮。5、工作面初采、末采、过地质构造带、生产推进不正常等特殊 时期。（八）注氮安全技术措施1 、氮气源必须稳定可靠。2、注入的氮气浓度不小于 97。3 、铺设一条专用的氮
9、气输送管路系统及其附属安全设施。定期 对输氮管路进行试压检漏。4 、利用束管监测系统和安全监控系统监测采空区及工作面上隅 角气体成分变化情况。5 、在注氮过程中，瓦斯检查员要时刻检查工作面上隅角和回风 巷瓦斯和其它气体浓度情况，当浓度不符合规定时，必须撤出工作面 和回风巷内所有工作人员，待气体浓度降至安全浓度以下且稳定 30min 后，人员方可再次进入上述地点进行工作。6、注氮工作完成后，作业人员必须将注氮管路阀门闭。7、注氮管路必须有明显、醒目的标志，防止其他人员误做它用8、注氮管路使用前，必须进行压力试验，确保密封不漏气；9、制氮设备使用前必须进行全面检查，设备运行时出现异常时， 要立即进
10、行处理，必要时要停机；10、注氮期间必须有专人定期进行检测、分析和整理有关注氮车 间、井下情况的记录、发现问题及时报告处理。11、注氮时必须有专用记录本和台帐，记录开关机时间、注氮量、 压力等，以便对注氮情况进行分析；12、注氮工必须携带便携式瓦斯检测报警仪，进入工作地点，应 首先检查瓦斯等气体以及巷道顶帮的情况，确认安全后，方可正常操 作；13、注氮工要随身携带气体检测仪器，进入工作场所前检查附近 巷道顶帮完好情况并随时检查上隅角及工作面 CO、CH 、O 等气体的浓度，若 CO 浓度大于 24ppm、CH 浓度大于 0.5%、O 浓度低于 20%以42 上三种情况有一种出现时必须及时关闭阀
11、门通知制氮工停机，并向跟 班领导汇报；14、在注氮期间安排专人携带甲烷氧气检测报警仪巡查管路， 发现问题时必须向通防队、生产指挥中心汇报；15、处理漏气管路时，要有 3 人以上且有1人监护作业并检查氧 气浓度，如果低于 20，不得操作；16、井下注氮操作场所附近必须安设电话，能与生产指挥中心保 持联系；17、注氮人员发现现场不适合注氮时，要立即打电话通知注氮机 组操作人员进行停机，并向生产指挥中心和通防部门汇报；18、工作面回风隅角设置氧气传感器，实时监测隅角氧气浓度， 防止缺氧。19、停止注氮时，先通知生产指挥中心、注氮机组值班人员后， 再关闭阀门。二、注浆防灭火（一）注浆机理预防性注浆，就
12、是将水、浆材（粘土、粉煤灰等）按照适当比例， 制成一定浓度的浆液，借助输浆管路送往可能发生自燃的采空区以防 止自燃火灾的发生。预防性注浆的作用，一是隔绝氧气，二是散热。 浆液进入采空区之后，固体物沉淀下来，充填于煤壁裂隙中间，能够 有效的封堵裂缝漏风；沉淀物包裹遗煤，隔绝了遗煤与氧气的接触， 切断了遗煤氧化的反应过程；而浆水能增加遗煤的外在水分，抑制氧 化过程的放热。（二）注浆系统的选择随着采煤工作面向前推进，在采空区随采随注浆。在立风井设有 制浆站及储灰场，通过自卸汽车将粉煤灰送储灰场备用，采用制浆机 制浆，制成的泥浆自流到泥浆池搅拌，再自流到井下进行注浆作业。（三）注浆方法1、由于B100
13、3W01工作面回采的时间较长，为防止煤的氧化发火， 宜采用随采随灌的工作模式。埋管注浆的方法，注浆管路用 90弯 拐向采空区全长度敷设并在采空区侧打花眼，放在后部溜子里侧，用 煤块或木垛妥善加以保护。管路连接采用迈步式，管路搭接长度 15m。 即第一趟注浆管路埋入采空区 15m 后，开始注浆。同时，预埋第二趟 管路。当第二趟注浆管路埋入采空区15m后，断开第一趟管路后连接 第二趟管路对采空区实施注浆；以此类推，分别埋设第三趟、第四趟、 第五趟。在具体实施过程中，应根据对采空区“三带”的动态变化 规律及采空区气体分布规律的实时观测分析做出合理调整，要求工作 面采空区能灌到足够的泥浆。注浆时应注意
14、灌好上、下顺槽、切眼和 停采线，在采空区周围封闭的泥浆带，以达到保证注浆效果。在注浆 前应将注浆区域积水排出，以保证泥浆有很好的附着力，并保留足够 的隔离煤柱以防止溃浆、透水。2、根据工作面回采条件，当工作面进入仰采时，开始注浆。（四）注浆管路布置制浆站f立风井f回风石门f回风上山f B1003W01工作面轨道 顺槽f B1003W01工作面（五）注浆量计算。B10 煤层有自然发火倾向，为预防采空区自然发火，确保矿井安 全生产，设计采用预防性注浆，注浆采用随采随灌的方式。1、注浆所需粉煤灰量Qt = KxG/r = 0.08 x 2727/1.32 = 165.27m3/d式中K注浆系数，取0
15、.08;G矿井日产量，2727t;r煤的容重，1.32t/m3。2、日注浆所需实际用粉煤灰量Qt1 = axQ 土 = 1.1 x 165.27 = 181.8m3/d式中 a系数，取1.1。3、日注浆所用水量Qs = Qt1 x g = 181.8 x 8 = 1454.4m3/d式中 Qs日制泥浆用水量，m3/d;g灰水比的倒数，5。Qs1 =Qs xKS = 909 x 1.25 = 1136.25m3/d式中 Qs1日注浆所用水量，m3/d;KS冲洗管道防止堵塞的水量备用系数，设计取最大值 1.25。4、日注浆量Qj1=(Qt1 + Qs1)xM=( 181 + 1136.25 )x 0.93 = 1225m3/d式中 Qs1日注浆量，m3/d;M浆制成率，0.93;根据以上计算得出，工作面日注浆所需的注浆量为 1225m3。(六) 、浆材要求注浆系统所用固体浆材必须满足以下要求：1、不含助燃和可燃、易燃材料；不含催化物质2、粒度直径不大于2
