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1、淄博矿业集团公司许厂煤矿4303孤岛综采面防灭火技术方案淄博矿业集团公司许厂煤矿2007年10月5日目 录1概述11.1工作面概况11.2工作面防灭火重点21）孤岛综放面邻近采空区自燃危险性加大22）煤柱断层带与连接工作面与采空区的巷道附近23）巷道周围煤体自燃24）采空区两道开切眼和停采线21.3 许厂煤矿现有的防火措施32煤层自燃监测方案42.1相邻采空区与巷道周围破碎煤体监测42.2工作面自然发火监测72.3工作面封闭期间和闭墙内火灾气体检测92.4 监测结果与采取的措施93 防灭火技术方案103.1胶体防灭火技术简介103.2掘进期间防灭火131）加强巷道支护，对巷道表面喷涂堵漏132
2、）对巷道高冒区及破碎带充填粉煤灰凝胶，相邻侧采空区充填复合胶体133）对相邻侧采空区充填复合胶体144）巷道过1311泄水巷及断层带的防火方案143.3生产期间防灭火151）切眼处注复合胶体防火152）正常生产期间本煤层工作面防灭火173）综放面临时停采的防火措施184）工作面停产撤架期间的防灭火184 应急防灭火方案204.1应急方案实施的技术条件204.2灭火救灾的基本要求204.3综放面CO气体超限应急方案204.4巷道自燃火灾应急方案204.5 采空区自燃火灾应急方案214.6旧巷自燃形成的火灾应急方案225注意事项232许厂煤矿1309孤岛综放面防灭火技术方案1概述1.1工作面概况许
3、厂煤矿是淄博矿务局在济（宁）北矿区建设的第一对矿井，设计生产能力为150万吨/年，服务年限86年。该矿位于济宁市市区东北角，西与岱庄矿井接壤，南与济宁二号井毗邻。井田南北长约10Km，东西宽约6Km，面积约60Km2。本井田含煤地层为下二迭统山西组和上石统太原组，平均总厚246.33m，共含煤25层，其中有三层可采煤层：3下、16上和17层煤，3下煤层为首采煤层。该煤为特低灰、低硫、低磷、高发热量、结焦性能好、成焦率较高，是优质炼配煤及动力燃料用煤，亦可作为气化液化气用煤，本井田各煤层均有自然发火倾向。据采样分析，本矿煤的原样着火温度在325349，还原样和氧化样的着火点之差（T）在241之间
4、。该煤层具有强爆炸性，煤层爆炸指数为39.44%，煤层瓦斯含量很低，属低瓦斯矿井。现矿井通风方式为中央并列式通风，风井按装两台GAF-21-13.3轴流式风机，前期配用电机为280KW，矿井需要风量为3200m3/min，矿井总回风量3713m3/min。矿井采用综采放顶煤开采，是现代化程度较高的大型矿井。图1 1309工作面平面示意图1309工作面开采煤层为3下煤，其厚度为5m左右，该煤层为易自燃煤层，煤层自然发火期为1个月左右。该工作面倾斜长度约80m，与之邻近的1307、1311工作面均已开采，使1309工作面成为一孤岛工作面，其顺槽与相邻工作面顺槽之间煤柱宽度均为20m。有一条泄水巷穿
5、过1309工作面与邻近的1307和1311采空区相连。在1309皮带巷发现一条断层，其落差为3m左右，已切穿煤柱与1311采空区沟通。工作面情况如图1所示。1.2工作面防灭火重点许厂矿各级领导对防灭火工作非常重视，在煤矿开采过程中采取了比较扎实的防灭火措施，因此投产以来还没有发生过煤层自燃。但是，随着工作面的延伸和通风系统更加复杂，自燃危险性加大。1309综放面在煤层自燃方面更具有以下特点：1） 孤岛综放面邻近采空区自燃危险性加大由于综放面两侧均为采空区，并且邻近采空区遗煤较多，老空区两道浮煤厚度可达1.5m左右，超过自燃的极限浮煤厚度。由于老空区遗煤在原工作面开采时已氧化，其温度可能比较高，
6、如果1309工作面开采过程中煤柱压裂并向老空区漏风，极有可能发生相邻采空区自燃。兖州矿区就多次发生无煤柱开采邻近采空区自燃。2） 煤柱断层带与连接工作面与采空区的巷道附近1309工作面与邻近采空区间煤柱为20m，一般情况下煤柱不易被完全压裂而产生向邻近采空区漏风。但是，1309工作面顺槽已揭露一些断层，并已切空煤柱，这些部位可形成向邻近采空区的漏风，成为自燃危险性较强部位。并且，工作面泄水巷已穿过工作面，与1307和1311采空区连通。在1309顺槽与泄水巷连通后，就有可能发生向邻近采空区大量供氧，并且泄水巷等巷道周围煤柱易破碎，可能会形成一些漏风通道，因此连接工作面与采空区的巷道附近自燃危险
7、性也较强。3） 巷道周围煤体自燃根据现场勘察，1309工作面皮带顺槽周围煤体相对比较完整。煤体压碎情况较少，但断层带附近煤体相对破碎，破碎带深度不详，这些煤体破碎断附近的煤体是防灭火的重点。此外，顺槽即将与泄水巷沟通，这些巷道相连的部位容易发生煤层破碎，漏风可能较严重，必须加强防火。4） 采空区两道开切眼和停采线采空区两道、开切眼及停采线都不放顶煤，故这些部位遗煤较厚，是自燃危险区域。在工作面正常开采时，工作面平均日推进度可达3m以上，在这样条件下采空区一般不容易发生自燃，在以往的生产中也得到证实。但是，开切眼附近综采设备布置需要较长时间，并且切眼附近有老巷道，可能煤体较破碎，自燃危险性很大。
8、工作面过断层时的推进度会受影响使自燃危险增加。停采撤架周期较长，且停采线处遗煤多，自燃危险也加大。1.3 许厂煤矿现有的防火措施该矿井配备了KSS-200束管色谱微机监测系统、安装有KJ95安全生产监控系统，装备了CO、CH4等传感器，采用循环检测和人工取样相结合监测井下气体，为有效防止煤层自然发火事故提供科学依据；地面装备了注浆站，具有较完善的注浆管路，全矿共敷设注浆管路12010米，曾对采空区和采煤工作面进行注浆防火；安装并使用了MD-400型注氮机，在每一工作面投产时同时铺设注氮管路、注氮管路及其他配套设施；此外许厂矿还掌握了喷洒和压注MgCl2阻化剂防火，压注粉煤灰复合胶体防灭火，压注
9、罗克休堵漏材料等防灭火等技术。这些技术的防灭火应用效果总结如下：1） 灌浆：本矿井较早就在地面建立了灌浆站，并完善注浆管路，采用埋管拖管灌浆的方法对采空区和采煤工作面进行预防性灌浆，但因生产实际情况较复杂有时必须对采空区采用间歇式注浆，灌注的灰浆间歇脱水后，各采空区不可能注满注实，因此仍存在不同程度的漏风，防火效果不是十分的理想。2） 注氮：本矿采用MD-400型注氮机，制氮机输出N2浓度大于97%，氮气量平均为400立方米/小时。采用“动态监测、适时注氮”的方法进行注氮，在1315工作面生产期间使用过，效果良好。3） 凝胶堵漏：在采煤工作面正常生产期间，当遇到开帮情况，立即对邻近采空区的开帮
10、处采用注凝胶堵漏的方法，尽量减少采空区的漏风渠道。4） 设挡风帘：在采煤工作面的进风隅角设置挡风帘，风帘随着工作面的推进向前移动，其目的也是减少向采空区的漏风量。5） 喷浆堵漏：在临近采空区的巷道，对靠采空区侧的煤壁或者密闭附近的巷道壁采用喷浆堵漏的办法，减少向采空区以及密闭内的漏风量。2煤层自燃监测方案2.1相邻采空区与巷道周围破碎煤体监测采用人工检测、束管监测、安全监测和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测，各种检测应定点、定时，以便于进行分析。1）工作面安全监测测点布置 1#测点布置在4303轨道顺槽距切眼1040米处，钻孔伸入到4305采空区，内设CO采样头、温度传感器； 2
11、#测点布置在4303轨道顺槽距切眼640米处，钻孔伸入到4305采空区，内设CO采样头、温度传感器； 3#测点布置在4303皮带顺槽距切眼380米处，钻孔伸入到4301采空区，内设CO采样头、温度传感器； 4#测点布置在4303皮带顺槽距切眼1010米处，钻孔伸入到4301采空区，内设CO采样头、温度传感器； 5#测点布置在4303皮带顺槽距切眼1410米处，钻孔伸入到4301采空区，内设 6#测点布置在4303老轨道顺槽被封闭段靠近切眼侧的临时密闭内，内设CO采样头、温度传感器； 7#测点布置在4305皮带顺槽永久密闭内，内设CO采样头、温度传感器； 8#测点布置在4301皮带顺槽永久密闭内
12、，内设CO采样头、温度传感器；图2 防灭火技术措施平面示意图按照测点布置原则在巷道内设置观测孔，并对钻孔进行编号、并挂牌，观测钻孔施工方式如图3所示。图3 钻孔施工示意图钻孔参数：巷道旁侧孔深L 3m，倾角a=5，开孔高度h=1.5m；巷道顶部，孔深L 3m，倾角a=60；钻孔内下6分或1寸套管，并将测温探头和束管固定在一起放入套管的最里端。钻孔封堵方式：钻孔与套管之间用炮泥堵死，长度不小于1m，钻孔端口用快凝水泥封孔。2）监测数据及记录通过测温探头和测温仪进行测温，而气体成分的分析主要通过现场用捏球和气袋采集气样，通过便携仪或送地面分析室做色谱分析。从而掌握巷道煤体中内部温度、气体浓度及其随
13、工作面推进、巷道风量等参数的变化情况。测定周期、参数及要求如下：（1）正常情况下，使用便携式CO和氧气检测仪、瓦检仪和测温仪表，每天检测一次各测点的温度、CO、CO2、CH4和氧气浓度，并记录在巷道日常观测记录表中（表1）。（2）每5天用捏球和气袋采集气样，送地面用气相色谱仪进行分析一次，分析结果记录在气相色谱分析结果表中（表2），并绘制成变化曲线。（3）若出现异常，每班至少观测二次，每天采样送地面进行一次气相色谱分析，并记录分析结果，绘制出变化曲线。（4）观测必须做到“四定”，即：定人、定点、定时、定仪器。（5）如果钻孔附近实施了喷浆、注水、注胶或其他处理要记录时间及处理过程。表1 钻孔日常
14、观测记录表（4303皮顺/轨顺） 时间： 年 月 日 时测点编号风流温度()CO(ppm)CO2(%)O2(%)CH4(%)t()到掘进头的距离(m)巷道风量（m3/min）12345678表2 钻孔气体采样色谱分析记录表（4303皮顺/轨顺） 时间： 年 月 日 时测点编号O2（%）N2（%）CO(ppm)CO2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)备注123456782.2工作面自然发火监测采用人工检测、束管监测、安全监测和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测，各种检测应定点、定时，以便于进行分析。1）人工检测检测地点：进风端头风帘后；20#、40#、60#、80#、100#、120#支架后部；回风隅角（支架后部）；工作面回风顺槽出口50m。检测参数：CO、O2、CO2、CH4和T（温度）。检测仪器：CO便携仪、CO检定管、瓦检仪、两用仪和红
