礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

1、礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)某某煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)目錄第一章 礦井概況 錯(cuò)誤! 未定義書簽。第二章 礦井火災(zāi)隱患性分析 . 3第三章 礦井煤層自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)體系 8第四章 礦井自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) . 14第五章 礦井防滅火系統(tǒng) 13第六章 礦井工作面重點(diǎn)區(qū)域防滅火技術(shù)方案 33第七章 礦井外因火災(zāi)防治措施及裝備 35第八章 礦井井下消防灑水系統(tǒng) . 40第九章 防火構(gòu)筑物及井上、下消防材料庫(kù) 42第十章 礦井火區(qū)管理 錯(cuò)誤! 未定義書簽。第十一章 礦井防滅火技術(shù)管理制度 51某某煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)為認(rèn)真貫徹國(guó)家的安全生產(chǎn)方針，進(jìn)一步加強(qiáng)礦井防滅火管理工作，有 效預(yù)防礦井火災(zāi)事故，保障煤礦職工

2、的安全和健康，保護(hù)國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn) 不受損失，保證礦井生產(chǎn)正常進(jìn)行。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第260條的規(guī) 定才結(jié)合我礦實(shí)際，編制了礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)。第一章礦井概況井田位置及交通某某井田位于國(guó)家規(guī)劃的的出部，地處m處，行政區(qū)劃2隸屬管轄。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)*井田交通十分便利，X碎盤碎對(duì)外交通和內(nèi)部運(yùn)輸條件均較便利。井田向東南距*好約32km,杠*城區(qū)距各大城市或火車站距離為;井田交通位置詳見(jiàn)圖1 l-b井田在礦區(qū)中的位置見(jiàn)圖1-1-2.二、地形地貌 井田地處希楓接壤地帶，井田東部地勢(shì)較平緩，多被沙漠覆蓋，分布沙丘、 沙梁，其余全部為第四系黃土覆蓋，呈現(xiàn)溝壑縱橫的黃土梁冊(cè)地貌景觀口 井田地勢(shì)總體南高北低，

3、一般標(biāo)高+1290-+1320m；黃土梁詼區(qū)地勢(shì)較高，般標(biāo)高+100 + 160m。井田內(nèi)最高點(diǎn)位于*，高程+*m ;最低點(diǎn)位于 井田北部的沖溝溝谷，高程 +*m ，相對(duì)高差 *m 。三、地表水系 井田地表無(wú)大的水系，但沖溝較發(fā)育，主要為禿尾河支流紅柳溝之上游支 溝，其中賀家溝沿井田中部自東南向西北流過(guò)，流水受降雨影響非常大， 雖流量有限 （常斷流 ），但下蝕作用強(qiáng)烈，切割深，造成地形破碎。四、地震情況根據(jù)國(guó)家地震局和建設(shè)部 2010年頒發(fā)的GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī) 范規(guī)定，本區(qū)地震烈度為W度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。圖 1-1-1 井田交通位置圖圖 1-1-2 井田在

4、礦區(qū)中的位置示意圖五、氣象特征 井田屬溫帶大陸性干旱、半干旱季風(fēng)氣候。天氣多變，春季干旱而多風(fēng)沙， 夏季炎熱多雷雨，秋季涼爽而短促，冬季干冷而漫長(zhǎng)，日照充足，雨熱同季。年平均氣溫8.1 C, 78月最高氣溫367C,元月份最低氣溫297C, 日溫差1520C。年平均降水量 414mm，年平均蒸發(fā)量1907.2mm。7-9 月份為雨季， 10月中旬降雪，翌年 2月解凍，無(wú)霜期 155天。冬季至春末 夏初多風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá)18.7m/s,風(fēng)向多為北西。最大凍土深度1460mm。六、礦井通風(fēng)概況1. 通風(fēng)方法 礦井通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。巷道掘進(jìn)采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)。每個(gè)掘進(jìn)工作面配備 2 臺(tái)局部

5、通風(fēng) 機(jī)，一用一備。其風(fēng)流直接進(jìn)入回風(fēng)巷。 井下爆破材料發(fā)放硐室及盤區(qū)變電所等采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。其它硐室采用 并聯(lián)或串聯(lián)通風(fēng)，風(fēng)流混入礦井進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，個(gè)別硐室深度不超過(guò) 6m、入 口寬度不小于 1.5m 而無(wú)瓦斯涌出，可采用擴(kuò)散通風(fēng)。2. 通風(fēng)方式礦井初期移交時(shí)通風(fēng)方式為中央并列式，共布置 3 個(gè)風(fēng)井，即主斜井、副 斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。主斜井及副斜井井筒位于礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，回 風(fēng)立井位于風(fēng)井場(chǎng)地內(nèi)，三條井筒服務(wù)全礦井。后期回采西部區(qū)域時(shí)利用 西部回風(fēng)立井進(jìn)行回風(fēng)，采用分區(qū)式通風(fēng)方式，前后均采用抽出式通風(fēng)方 法。3. 通風(fēng)系統(tǒng)投產(chǎn)時(shí)期礦井通風(fēng)主要線路為：主、副斜井t帶式輸送機(jī)大巷、輔助運(yùn)輸

6、大巷-工作面帶式輸送機(jī)巷、工作面輔助運(yùn)輸巷-回采工作面-工作面回 風(fēng)巷t回風(fēng)大巷t回風(fēng)立井排至地面?；仫L(fēng)立井回風(fēng)礦井通風(fēng)容易時(shí)期為礦井開(kāi)采 3 號(hào)煤移交時(shí)期，通風(fēng)方式為 中央并列式，共布置 3 個(gè)風(fēng)井，即主斜井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)； 回風(fēng)立井回風(fēng)礦井通風(fēng)困難時(shí)期為開(kāi)采 9號(hào)煤層 91 盤區(qū)西部邊界時(shí)， 通風(fēng) 方式為仍為中央并列式，共布置 3 個(gè)風(fēng)井，即主斜井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng) 立井回風(fēng)。第二章 礦井火災(zāi)隱患性分析一、礦井井下外因火災(zāi)隱患分析產(chǎn)生外因火災(zāi)的條件是：有易燃物存在、有足夠的氧氣和足以引起火 災(zāi)的熱源。（一）我礦井下易燃物有：坑木、竹笆；變壓器油、液壓油、潤(rùn)滑油 等液體燃料；膠帶

7、、膠質(zhì)風(fēng)筒等橡膠制品；棉紗、布頭、紙等擦試材料； 瓦斯、氫氣等可燃性氣體；煤和煤塵等。（二）易發(fā)生外因火災(zāi)的場(chǎng)所主要有：機(jī)電硐室、皮帶巷、檢修硐室、 單軌吊充電室、材料庫(kù)、工具房及存放膠帶的巷道、采掘工作面附近的巷 道內(nèi)等地點(diǎn)。機(jī)電硐室、充電硐室等地點(diǎn)要配備足夠數(shù)量的消防器材。（三）引起外因火災(zāi)的熱源有：機(jī)械能轉(zhuǎn)化的熱。如皮帶與托輥磨擦、 采掘機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊或磨擦產(chǎn)生的熱。電能轉(zhuǎn)化的熱。如電流短路、電氣設(shè) 備超載運(yùn)轉(zhuǎn)、靜電放電、電焊、燈泡和電爐放熱等。化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱。 如不合格的炸藥爆破，瓦斯、煤塵爆炸、煤炭自燃，氣焊，噴燈焊接和吸 煙等。二、提升機(jī)房及井口附近火災(zāi)隱患分析（一）人的不安全行為

8、造成的隱患：管理不嚴(yán)，提升機(jī)司機(jī)、維修工 或其他外來(lái)人員抽煙，亂仍煙頭造成火災(zāi)。提升機(jī)司機(jī)取暖或亂接線不規(guī) 范造成電纜發(fā)熱、短路，明火，引燃可燃物，造成火災(zāi)。（二）檢修人員操作不規(guī)范造成火災(zāi)。不使用絕緣用具操作電氣設(shè) 備。帶負(fù)荷拉刀閘，發(fā)生短路。帶接地線送電。不驗(yàn)電誤掛接地線或不驗(yàn)電放電接觸電氣設(shè)備。出現(xiàn)短路故障，不查明原因，強(qiáng)行送電。（三）物的不安全因素造成隱患。1電氣故障引起火災(zāi)。主要有以下幾種：電氣設(shè)備電纜過(guò)負(fù)荷發(fā)熱，引起短路，造成火災(zāi)。電氣設(shè)備電纜絕緣損壞漏電，且接地電阻大于2歐姆，造成火災(zāi)。電氣設(shè)備故障，引起短路、炸裂，造成火災(zāi)。2機(jī)械摩設(shè)備故障造成火災(zāi)。主要有以下幾種：滾筒和護(hù)罩摩

9、擦發(fā)熱，造成火災(zāi)。軸承或軸瓦 等轉(zhuǎn)動(dòng)部位損壞造成熱量積聚，產(chǎn)生火災(zāi)。機(jī)械設(shè)備漏油，遇熱著火。3衛(wèi)生清理不徹底造成火災(zāi)。主要有以下幾種：升鋼絲繩油泥，清理不及時(shí)，積聚發(fā)熱燃燒。 機(jī)械設(shè)備漏油（潤(rùn)滑站、液壓站等）積聚，遇火燃燒。司機(jī)生活垃圾不 及時(shí)清理，積聚造成火災(zāi)。三、礦井井下內(nèi)因火災(zāi)隱患分析某某煤礦煤層自燃傾向等級(jí)為H類，煤層自燃傾向性為自燃煤層，針 對(duì)目前開(kāi)采煤層特性、開(kāi)采方法，對(duì)礦井開(kāi)采過(guò)程中煤層自燃隱患分析如 下：（一）勘探報(bào)告對(duì)各煤層均采集測(cè)試了煤的著火點(diǎn)樣品，測(cè)試成果如表 2-1。表2-1煤的自燃傾向測(cè)試成果表煤氧化還原原煤氧化程自燃傾向?qū)訕狱c(diǎn)C燃T3樣點(diǎn)C燃T1樣度%T2-3 C等

10、級(jí)號(hào)編點(diǎn)C燃T2310-343-332-32034934319-33易自34)316(4)347(4)340(2424燃易自43103433352425燃290-340-332-31034834210-23易自64)299(4)344(4)337(23(4)38燃290-345-335-30034934210-23易自94)293(4)346(4)337(23(4)44燃煤質(zhì)分析結(jié)果表明，3號(hào)煤層為長(zhǎng)焰煤，4、6、9號(hào)煤層以長(zhǎng)焰煤為主，不粘煤次之。在煤質(zhì)分析中，利用原煤樣著火點(diǎn)和氧化樣著火點(diǎn)的差值來(lái)推測(cè)煤的自燃傾向，即 T2-3 C>40為易自燃煤， T2-3 Cv 20的煤 除褐煤和長(zhǎng)

11、焰煤外都是不易自燃的煤。由此可劃定各煤層均為易自燃煤。 另外，區(qū)域上的 3 號(hào)煤層露頭及井田東南部的 3 號(hào)煤層均已自燃，榆橫礦 區(qū)中的小煤礦堆煤及巷道中的煤柱也有自燃現(xiàn)象發(fā)生，亦能說(shuō)明該煤層易 自燃發(fā)火，故在煤層開(kāi)采和煤的長(zhǎng)時(shí)間堆放時(shí)應(yīng)注意防范。因此本礦井的各煤層自燃等級(jí)為I級(jí)，自燃傾向性為容易自燃。（二）井田 3 煤煤層厚度一般在 10.8 左右，采用綜采放頂煤采煤和一 次采全高方法，綜采放頂煤采高一般在 4.8m，放煤高度約6m，放頂煤工 藝造成采空區(qū)遺煤多，一旦有良好漏風(fēng)條件，會(huì)增加煤層自燃的可能性。（三）我礦采用區(qū)隊(duì)隔離煤柱工藝，煤體本身不漏風(fēng)，但各施工聯(lián)絡(luò) 巷密閉容易導(dǎo)通，造成采空

12、區(qū)漏風(fēng)聯(lián)系。四、礦井煤層自然發(fā)火階段煤炭的自燃過(guò)程按其溫度和物理化學(xué)變化特征，分為潛伏（或準(zhǔn)備） 、 自熱、自燃和熄滅四個(gè)階段，如圖 1 所示。圖中虛線為風(fēng)化進(jìn)程線。潛伏 期與自熱期之和為煤的自然發(fā)火期。（一）潛伏（自燃準(zhǔn)備）期自燃煤層被開(kāi)采、接觸空氣起至煤溫開(kāi)始升高止的時(shí)間區(qū)間稱之為潛伏 期。在潛伏期，煤與氧的作用是以物理吸附為主，放熱很小，無(wú)宏觀效應(yīng)； 經(jīng)過(guò)潛伏期后煤的燃點(diǎn)降低，表面的顏色變暗。潛伏期長(zhǎng)短取決于煤的分 子結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)。煤的破碎和堆積狀態(tài)、散熱和通風(fēng)供氧條件等對(duì)潛伏 期的長(zhǎng)短也有一定影響，改善這些條件可以延長(zhǎng)潛伏期。圖1 煙煤自燃過(guò)程溫度與時(shí)間關(guān)系（二）自熱階段溫度開(kāi)始升高

13、起至其溫度達(dá)到燃點(diǎn)的過(guò)程叫自熱階段。自熱過(guò)程是煤氧化反應(yīng)自動(dòng)加速、氧化生成熱量逐漸積累、溫度自動(dòng)升高的過(guò)程。其特點(diǎn) 是：1）氧化放熱較大，煤溫及其環(huán)境（風(fēng)、水、煤壁）溫度升高；2）產(chǎn) 生CO、CO2和碳?xì)洌–mHn）類氣體產(chǎn)物，并散發(fā)出煤油味和其它芳香氣 味；3）有水蒸水汽生成，火源附近出現(xiàn)霧氣，遇冷會(huì)在巷道壁面上凝結(jié) 成水珠，即出現(xiàn)所謂 掛汗”現(xiàn)象。4）微觀構(gòu)發(fā)生變化。在自熱階段，若 改變了散熱條件，使散熱大于生熱；或限制供風(fēng)，使氧濃度降低至不能滿 足氧化需要，則自熱的煤溫度降低到常溫，稱之為風(fēng)化。風(fēng)化后煤的物理 化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，失去活性，不會(huì)再發(fā)生自燃。（三）燃燒階段煤溫達(dá)到其自燃點(diǎn)后，

14、若能得到充分的供氧（風(fēng)） ，則發(fā)生燃燒，出現(xiàn) 明火。這時(shí)會(huì)生成大量的高溫?zé)熿F， 其中含有 CO、CO2 以及碳?xì)漕惢衔铩?若煤溫達(dá)到自燃點(diǎn)，但供風(fēng)不足，則只有煙霧而無(wú)明火，此即為干餾或陰 燃。煤炭干餾或陰燃與明火燃燒稍有不同， CO多于CO2，溫度也較明火 燃燒要低。（四）熄滅及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取有效的滅火措施，煤溫降至燃點(diǎn)以下，燃燒熄滅火。第三章 礦井煤層自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)體系一、火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)概述外因火災(zāi)預(yù)測(cè)可遵循如下程序：1）調(diào)查井下可能出現(xiàn)火源（包括潛 在火源）的類型及其分布；2）調(diào)查井下可燃物的類型及其分布；3）劃 分發(fā)火危險(xiǎn)區(qū) （井下可燃物和火源（包括潛在火源）同時(shí)存在的地區(qū)視為危 險(xiǎn)

15、區(qū)）。準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)煤炭自燃初始階段的特征， 對(duì)防止煤層自然發(fā)火十分重要， 人們利用自然發(fā)火形成過(guò)程中的特征可以早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)煤層自然發(fā)火， 識(shí)別方法為：人體感官的直接感覺(jué)；礦內(nèi)空氣成分的分析，測(cè)量井下發(fā)熱 體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火；利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或人工取樣對(duì)重點(diǎn)防火地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)二、常用火災(zāi)的預(yù)報(bào)方法 礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)的方法，按其原理可分為： （一）利用人體生理感覺(jué)預(yù)報(bào)自然發(fā)火 依靠人體生理感覺(jué)預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)的主要方法有：1. 嗅覺(jué)，可燃物受高溫或火源作用， 會(huì)分解生成一些正常時(shí)大氣中所沒(méi) 有的、異常氣味的火災(zāi)氣體。2. 視覺(jué)，人體視覺(jué)發(fā)現(xiàn)可燃物起火時(shí)產(chǎn)生的煙霧， 煤在氧化過(guò)程中產(chǎn)生 的水蒸汽，及其在附近煤

16、巖體表面凝結(jié)成水珠 （俗稱為 “掛汗”），進(jìn)行報(bào)警3. 感（觸）覺(jué)，煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會(huì)使環(huán)境溫度升高，并可 能使附近空氣中的氧濃度降低， CO2 等有害氣體增加，所以當(dāng)人們接近火 源時(shí)，會(huì)有頭痛、悶熱、精神疲乏等不適之感。（二）氣體成分分析法 用儀器分析和檢測(cè)煤在自燃和可燃物在燃燒過(guò)程中釋放出的煙氣或其 它氣體產(chǎn)物，預(yù)報(bào)火災(zāi)。1.指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo) 能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來(lái)作為火災(zāi)早 期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。指標(biāo)氣體必須具備如下條件：靈敏性，即正 常大氣中不含有，或雖含有但數(shù)量很少且比較穩(wěn)定，一旦發(fā)生煤炭自熱或 可燃物燃燒，則該種氣體濃度就會(huì)發(fā)生較明顯的變

17、化。規(guī)律性，即生成 量或變化趨勢(shì)與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對(duì)應(yīng)關(guān)系?？蓽y(cè)性，可利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢測(cè)。2常用的指標(biāo)氣體(1) 一氧化碳(CO)一氧化碳生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加，是預(yù)報(bào)煤炭自燃火災(zāi)的較靈敏的指標(biāo)之一。 在正常時(shí)若大氣中含有CO， 則采用CO作為指標(biāo)氣體時(shí)，要確定預(yù)報(bào)的臨界值。確定臨界值時(shí)一般要 考慮下列因素：各采樣地點(diǎn)在正常時(shí)風(fēng)流中CO的本底濃度；臨界值時(shí)所對(duì)應(yīng)的煤溫適當(dāng)，即留有充分的時(shí)間尋找和處理自熱源。應(yīng)該指出的是，應(yīng)用 CO作為指標(biāo)氣體預(yù)報(bào)自然發(fā)火時(shí)，要同時(shí)滿足 以下兩點(diǎn)：CO的濃度或絕對(duì)值要大于臨界值；CO的濃度或絕對(duì)值要有穩(wěn)定 增加的趨

18、勢(shì)。(2) Graham 系數(shù) I coJ.J Graham提出了用流經(jīng)火源或自熱源風(fēng)流中的 CO濃度增加量與氧 濃度減少量之比作為自然發(fā)火的早期預(yù)報(bào)指標(biāo)。其計(jì)算式如下：100CO100COI co O20.265N2 O2式中 CO , 02, N2-分別為回風(fēng)側(cè)采樣點(diǎn)氣樣中的一氧化碳，氧氣和 氮?dú)獾捏w積濃度，%。如果進(jìn)風(fēng)側(cè)氣樣中氧氮之比不是 0.265,則應(yīng)計(jì)算出 進(jìn)風(fēng)側(cè)氧氮濃度之比值代替 0.265。根據(jù)Graham指數(shù)預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)時(shí)，不同的礦井有不同的臨界指標(biāo)。撫順老虎臺(tái)礦（氣煤）總結(jié)多年的經(jīng)驗(yàn)，從7萬(wàn)多個(gè)氣樣中篩選出 431個(gè) 有發(fā)火隱患的氣樣， 得出煤在自燃的發(fā)生、 發(fā)展過(guò)程中不同

19、階段的 Graham 指數(shù)為：預(yù)警值：Ico =00.45;臨界值：Ico =0.464;報(bào)警值I co =4.1 9。（ 3）乙烯實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤溫升高到80C120C后，會(huì)解析出乙烯、丙烯等烯烴類氣體產(chǎn)物，而這些氣體的生成量與煤溫成指數(shù)關(guān)系。一般礦井的大氣中是 不含有乙烯的，因此，只要井下空氣中檢測(cè)出乙烯，則說(shuō)明已有煤炭在自 燃了。同時(shí)根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時(shí)間還可推測(cè)出煤的自熱溫度。（ 4）其它其它指標(biāo)氣體，國(guó)外有的煤礦采用烯炔比（乙烯和乙炔（C2H2）之比） 和鏈烷比（ c2H6/cH 4）來(lái)預(yù)測(cè)煤的自熱與自燃。3.測(cè)定煤的自燃傾向性及煤層自燃特性模擬實(shí)驗(yàn) 煤炭的自燃傾向性是煤炭自燃的固有特

20、性，是煤炭自燃的內(nèi)在因素。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：煤的自燃傾向性分為三類：1類為容易自燃，H 類為自燃，皿類為不易自燃。新建礦井的所有煤層的自燃傾向性由地質(zhì)勘 探部門提供煤樣和資料，送國(guó)家授權(quán)單位作出鑒定，生產(chǎn)礦井延深新水平 時(shí)，也必須對(duì)所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。一般是采用吸氧法測(cè)定煤 炭的自燃傾向性。但由于煤炭的自燃傾向性鑒定使用煤樣量小，且井下現(xiàn)場(chǎng)煤炭自燃受 多種因素影響，因此，近年來(lái)又開(kāi)始用煤層自燃特性的模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)反映煤 炭自燃過(guò)程，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的煤層自然發(fā)火早期預(yù)報(bào)工作。煤層自燃特性的 模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括煤層最短自然發(fā)火期的測(cè)試和煤層自燃的各階段的的測(cè) 試氧化升溫速度。模擬實(shí)驗(yàn)的目的，一是使

21、防止煤層自燃的技術(shù)措施在煤 層最短自然發(fā)火期內(nèi)完成；二是在由隱患發(fā)展到著火溫度最短需要的時(shí)間 內(nèi)完成治理措施，從而起到防患于未燃的目的。煤層自然發(fā)火模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)是模擬現(xiàn)場(chǎng)最佳的自然發(fā)火條件，測(cè)試出煤層 自燃的最短發(fā)火期和煤層自燃的各階段的的測(cè)試氧化升溫速度，從而為確 定防火措施的實(shí)施時(shí)間提供較科學(xué)的依據(jù)。4. 測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火 煤炭自燃的過(guò)程中，在自熱期后階段，由于氧化加劇，產(chǎn)生熱量增加， 使煤體及其周圍溫度升高。因此，測(cè)量發(fā)熱體及其周圍的溫度變化是確定 煤炭自燃狀態(tài)的重要參數(shù)。（1）直接測(cè)溫法就是在不破壞現(xiàn)有溫度場(chǎng)的情況下把溫度傳感器布置在煤炭的易自燃 區(qū)域，如兩道一線及采空區(qū)，

22、觀測(cè)自燃溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，從而判斷 煤炭自燃的發(fā)展階段和發(fā)展趨勢(shì)。煤的自燃發(fā)火，一般經(jīng)過(guò)潛伏期、自熱 期和燃燒期。潛伏期煤的氧化過(guò)程發(fā)展緩慢，溫度一般不超過(guò)70 C ;經(jīng)過(guò)潛伏期之后，煤的氧化速度增加，氧化產(chǎn)主的熱量使煤溫升高，氧化產(chǎn)生 的熱量使溫上升急劇加速，即自熱期，煤溫可達(dá)到120-150C ；自熱期的發(fā)展使煤溫上升到著火溫度而導(dǎo)致自燃。煤的著火溫度因煤種不同而異，無(wú) 煙煤為400C、煙煤320380C、褐煤小于300C。而預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵是煤 的自燃不能超過(guò)自熱期，因此，溫度傳感器應(yīng)根據(jù)這一要求選擇，即在 0-150C之間，溫度傳感器的精度要高，并且穩(wěn)定可靠，達(dá)到測(cè)溫要求。目 前，用

23、于煤炭自燃測(cè)溫的傳感器主要有熱電偶、鉑電阻、半導(dǎo)體傳感器等。（2）紅外線探測(cè)火源紅外探測(cè)技術(shù)的原理：發(fā)光物體在發(fā)出可見(jiàn)光的同時(shí)，還發(fā)出一系列 不可見(jiàn)的其它電磁波，如紅外電磁波等，火源也是如此，在隱蔽地點(diǎn)，當(dāng) 煤自燃的條件形成后，煤層溫度逐漸增高的同時(shí)，其紅外輻射場(chǎng)的強(qiáng)度也 在逐漸增大。自然界任何物體在處于絕對(duì)零度以上時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生分子振動(dòng)和晶格振 動(dòng)，向外發(fā)射紅外電磁波，形成紅外輻射場(chǎng)。物體的輻射能量與其溫度的四次方成正比； 自燃的煤體的溫度升高時(shí)， 其輻射的能量會(huì)大輻度增加。煤層在向外輻射紅外電磁波的同時(shí)，就把隱 蔽煤體內(nèi)部自燃的信息以場(chǎng)的變化的形式告訴給我們，因此我們可以利用 紅外電磁波探測(cè)

24、技術(shù)探測(cè)隱蔽火源。需要說(shuō)明的是，紅外測(cè)溫技術(shù)與紅外探測(cè)技術(shù)有本質(zhì)的區(qū)別：紅外測(cè) 溫是測(cè)取某個(gè)物體或某個(gè)環(huán)境的表面溫度，是測(cè)量動(dòng)溫、 ，是測(cè)量物體的動(dòng) 熱密度，必須直接接觸才能測(cè)量；而紅外探測(cè)技術(shù)是根據(jù)場(chǎng)的變化規(guī)律， 以確定不可見(jiàn)物體或環(huán)境溫度的變化情況及密實(shí)情況，是非接觸性測(cè)量。依據(jù)紅外探測(cè)技術(shù)的原理研制出來(lái)的儀器不同于一般的直讀式儀器， 它不能夠直接讀出某一測(cè)定的溫度，只能讀出該測(cè)點(diǎn)的紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)度， 還必須對(duì)根據(jù)各探測(cè)點(diǎn)的位置和測(cè)得的紅外場(chǎng)強(qiáng)度畫出曲線，并對(duì)之進(jìn)行分析和解釋。（三）火災(zāi)預(yù)報(bào)采樣點(diǎn)設(shè)置 測(cè)點(diǎn)設(shè)置的總要求是，既要保證一切火災(zāi)隱患都要在控制范圍之內(nèi)， 并有利于準(zhǔn)確地判斷火源的位置

25、，同時(shí)要求安裝傳感器少。測(cè)點(diǎn)布置一般 原則是：1）在已封閉火區(qū)的出風(fēng)側(cè)密閉墻內(nèi)設(shè)置測(cè)點(diǎn)，取樣管伸入墻內(nèi)1 m以上；2）有發(fā)火危險(xiǎn)的工作面的回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)測(cè)點(diǎn)；3）潛在火源的下風(fēng) 側(cè)，距火源的距離應(yīng)適當(dāng)； 4）溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置要保證在傳感器的有效控制范 圍之內(nèi)； 5）測(cè)點(diǎn)應(yīng)隨采場(chǎng)變化和火情的變化而調(diào)整。某某煤礦選擇 305工作面作為采樣地點(diǎn)。自然傾向性為I類。根據(jù) Graham 指數(shù)預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)，采用 CO 作為指標(biāo)氣體，濃度大于 30ppm 且 Graham 指數(shù)超過(guò)臨界值： ICO >0.46 時(shí)，作為礦井自然發(fā)火的臨界預(yù)警指 標(biāo)。第四章 礦井自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為做好礦井自然發(fā)火監(jiān)測(cè)監(jiān)控，某某煤

26、礦建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦井安 全監(jiān)控系統(tǒng)、人工監(jiān)測(cè)體系。一、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（一）系統(tǒng)概述礦井設(shè)立專門的氣體分析室，裝備 JSG8 型束管監(jiān)測(cè)火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由粉塵過(guò)濾器、氣纜、束管、分路箱、抽氣泵、氣體采樣 控制柜、監(jiān)控微機(jī)、束管專用色譜儀、打印輸出設(shè)備、系統(tǒng)軟件等組成， 對(duì)井下任意地點(diǎn)的 O2、N2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2 等氣體含量實(shí) 現(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。利用該系統(tǒng)，對(duì)井下密閉、回采工作面隅角、自然發(fā) 火隱患點(diǎn)等處的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、乙烷、乙烯等進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。另外，根據(jù)工作需要，對(duì)特殊地點(diǎn)設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，也可實(shí)施人工取樣，利 用氣相色譜儀，把采集的樣品

27、的氣體組分進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)對(duì)自然火災(zāi)標(biāo)志 氣體的分析和確定， 為礦井自然火災(zāi)和瓦斯事故的防治工作提供科學(xué)依據(jù)。(二) 束管敷設(shè)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置：1. 束管敷設(shè)的要求主要有以下幾個(gè)方面：(1) 巷道內(nèi)的束管敷設(shè)高度一般不低于 1.8m，束管用吊臺(tái)掛鉤吊掛；( 2)束管的敷設(shè)應(yīng)平、直、穩(wěn)；(3) 束管管線與動(dòng)力電纜線路之間的距離一般不小于0.5m，同時(shí)要避免同其他纜線交叉；( 4)束管入口處必須安設(shè)濾塵器；( 5)整條束管一般至少安設(shè) 3 個(gè)貯 /放水器。2. 束管監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)滿足以下原則：( 1 )總回風(fēng)道和集中回風(fēng)巷應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇圍巖穩(wěn)定、 前后 5m 范圍內(nèi)無(wú)分支巷道并靠近巷道末端

28、的位置。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在距巷 道頂板 0.5m 處的巷道中心線上；采煤工作面回采結(jié)束后進(jìn)行永久性封閉，每周 1 次抽取封閉采空區(qū)氣 樣進(jìn)行分析2）分層開(kāi)采工作面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在上分層回風(fēng)側(cè)的停采線處；回采巷道的上分層出現(xiàn)過(guò)高溫點(diǎn)的地點(diǎn)，要靠頂板設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（3）采空區(qū)內(nèi)丟煤處，巷道內(nèi)錯(cuò)、外錯(cuò)處，丟頂煤處，留三角煤處， 分層巷道的盲巷及溜煤眼上方均應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（4）采掘工作面有明顯升溫征兆的區(qū)域必須設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（5）火區(qū)密閉必須設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（6）測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在高負(fù)壓區(qū)，從全負(fù)壓角度考慮，只要漏風(fēng)風(fēng)流，經(jīng) 過(guò)易自然發(fā)火處，則負(fù)壓最高處最容易反映煤自然發(fā)火隱患處的的真實(shí)情 況；（7）測(cè)點(diǎn)處應(yīng)能夠有效排除炮煙

29、的影響，井下放炮產(chǎn)生的炮煙含有大量的CO,若其流經(jīng)測(cè)點(diǎn)，則會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果造成很大影響；（8）測(cè)點(diǎn)處應(yīng)具有恒定的漏風(fēng)量， 防止風(fēng)流變化對(duì)氣體分析造成影響3. 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理（1）束管堵塞的主要原因是礦塵和冷凝水的積聚,為防止堵管情況的 發(fā)生,應(yīng)在井下取樣點(diǎn)進(jìn)氣口、傳感器或分析器氣樣入口等處安設(shè)過(guò)濾器。 從吸氣口至井底的束管管路中還需設(shè)置吸濕器,安裝數(shù)量應(yīng)根據(jù)吸氣口和 束管沿途的溫度差而定,一般不能少于 3 個(gè)。（2）由于束管接頭和抽氣負(fù)壓的影響, 束管系統(tǒng)往往存在漏氣的隱患 為防止束管與束管或束管與分束管連接處漏氣,束管與束管間可用直徑為 10mm 的銅管連接,所有接口均用環(huán)氧樹(shù)脂封閉。此外,應(yīng)

30、采取措施防止 從井口 （或鉆孔 ）到分析室的束管因冬季地面氣溫低造成結(jié)露凍結(jié)。二、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)(一)系統(tǒng)概述* 煤礦配備 KJ95N 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，按照煤礦安全監(jiān)控系 統(tǒng)通用技術(shù)要求(AQ6201-2006 )和煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)儀器使用管 理規(guī)范( AQ1029-2007) 規(guī)定，設(shè)置甲烷、一氧化碳、溫度、局扇開(kāi)停、 風(fēng)門開(kāi)關(guān)、負(fù)壓、風(fēng)速、饋電狀態(tài)等傳感器。其中礦井在總回風(fēng)巷，采區(qū) 回風(fēng)巷，采煤工作面回風(fēng)巷回風(fēng)口 1015m處，采煤工作面進(jìn)回風(fēng)隅角， 掘進(jìn)中的煤巷回風(fēng)口 1015m處，帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)1015m處，封 閉火區(qū)閉墻觀測(cè)孔、防火墻柵欄等處必須設(shè)置 CO 傳感器；

31、采煤工作面回 風(fēng)巷回風(fēng)口 1015m 處，掘進(jìn)中的煤巷回風(fēng)口 10 15m 處，必須設(shè)置溫度 傳感器。 CO 傳感器和溫度傳感器必須與礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 CO 傳感器的報(bào)警值為24ppm，溫度傳感器的報(bào)警值為30C。傳感器應(yīng)垂 直懸掛在巷道上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置，距頂板不得大于300mm，距壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。此外嚴(yán)格按要求對(duì)安 全監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試、校正。安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行劃分區(qū)域巡查，實(shí) 行承包管理。安全監(jiān)控人員每天對(duì)安全監(jiān)控設(shè)備及線路進(jìn)行巡查維修，發(fā) 現(xiàn)隱患立即匯報(bào)并進(jìn)行處理；對(duì)礦井甲烷傳感器標(biāo)校周期規(guī)定 15 天一次， 并建立了系統(tǒng)檢查、維護(hù)

32、、調(diào)校記錄。(三) 人工檢測(cè)體系人工檢測(cè)是煤層自然發(fā)火的重要監(jiān)測(cè)手段，主要采用CO、O2、CO2、CH 4 等便攜式檢測(cè)儀和溫度計(jì)，由人工直接在測(cè)點(diǎn)進(jìn)行氣體和溫度檢測(cè)，并定期采集氣樣送地面進(jìn)行氣相色譜分析。此方法實(shí)用性較強(qiáng)，投入設(shè)備 少，簡(jiǎn)單易行，但人工取樣工作量大，間隔時(shí)間長(zhǎng)。1. 人的感官可以察覺(jué)的自燃征兆（1）巷道中出現(xiàn)霧汽或巷壁“掛汗” ；（2）風(fēng)流中出現(xiàn)火災(zāi)氣味，如煤油味、松香味、臭味等；（3）從煤炭自燃點(diǎn)流出的水和空氣較正常的溫度高；（4）當(dāng)空氣中有毒有害氣體濃度增加時(shí)，人們有不舒服的感覺(jué)，如頭 痛、頭暈、精神疲乏等。2. 儀表檢測(cè)檢測(cè)出的自燃征兆（1）有下列情況之一者，定為自然發(fā)

33、火 煤炭自燃出現(xiàn)明火、火災(zāi)煙霧、煤油味等； 煤炭自燃使環(huán)境空氣、煤層圍巖及其它介質(zhì)溫度升高并超過(guò)70C; 采空區(qū)或風(fēng)流中出現(xiàn)一氧化碳（CO），其濃度已超過(guò)礦井實(shí)際統(tǒng)計(jì)的 臨界指標(biāo)，并有上升趨勢(shì)。（ 2）有下列情況之一者，定為自然發(fā)火隱患： 采空區(qū)或巷道風(fēng)流中出現(xiàn)一氧化碳，其發(fā)生量呈上升趨勢(shì)，但尚未 達(dá)到礦井實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)； 風(fēng)流中出現(xiàn)二氧化碳（CO2），其發(fā)生量呈上升趨勢(shì)，但尚未達(dá)到礦井 實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)； 煤炭、圍巖及空氣和水的溫度升高，并超過(guò)正常溫度，但尚未達(dá)到 70C;風(fēng)流中氧（02）濃度降低，其消耗量呈上升趨勢(shì)。3. 檢測(cè)方法（1）采煤工作面進(jìn)回風(fēng)隅角、 進(jìn)回風(fēng)順槽、 支架間和煤

34、巷掘進(jìn)工作面， 瓦檢員每班兩次檢查氣體情況，發(fā)現(xiàn) CO 、O2、CO2 或溫度出現(xiàn)異常，增 加檢測(cè)頻次，并及時(shí)匯報(bào)。（2）閉墻觀測(cè)孔和防火墻外，瓦檢員每周檢查一次氣體情況，并采集 氣樣送地面進(jìn)行化驗(yàn)分析。（3）采區(qū)回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷，瓦檢員每周檢查一次，若發(fā)現(xiàn)異常，采 集氣樣送地面進(jìn)行化驗(yàn)分析。（4）沿空巷道觀測(cè)孔，嚴(yán)格按專項(xiàng)防滅火技術(shù)措施執(zhí)行，但至少每周 檢查一次。（5）其他臨時(shí)觀測(cè)地點(diǎn)，如巷道高冒區(qū)、斷層帶附近等，嚴(yán)格按專項(xiàng) 防滅火技術(shù)措施執(zhí)行。第五章 礦井防滅火系統(tǒng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求，結(jié)合我礦生產(chǎn)實(shí)際，我礦防滅火系統(tǒng)主 要包括：注漿系統(tǒng)、注氮系統(tǒng)、壓注阻化劑。一、灌漿防滅火系統(tǒng)1. 設(shè)計(jì)

35、依據(jù)及主要技術(shù)資料 預(yù)防性灌漿是一種行之有效的預(yù)防煤炭自燃的方法，其灌漿材料主要 為黃土（粘土、砂質(zhì)粘土） ，其成本低，工藝簡(jiǎn)單，在我國(guó)土源豐富、水源 充足的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先使用黃泥灌漿，但黃泥灌漿的黃土耗量大，且存在破環(huán) 耕地和環(huán)境污染等問(wèn)題。頁(yè)巖漿液、矸石漿液、尾礦漿液、粉煤灰漿液等 其灌漿效果不亞于粘土，可作為灌漿的代用材料，但成本相對(duì)較高。本礦 井周邊有大量的黃土，故設(shè)計(jì)灌漿材料為黃土。2. 灌漿系統(tǒng)的選擇根據(jù)本礦井情況， 設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)灌漿與多功能灌漿注膠等方案進(jìn)行比較： 方案一：傳統(tǒng)灌漿系統(tǒng) 傳統(tǒng)灌漿初期投入較低，但是其水土比較大，漿液濃度較低，一般土 水比為1:31:8,致使灌漿需用水量大

36、，漿液流失量大，灌漿效率低，而 且，灌注漿時(shí)還存在“拉溝”現(xiàn)象，在較大空間內(nèi)不易有效地堆積，下部 煤層開(kāi)采時(shí)容易發(fā)生“潰漿”事故。在注漿過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏、跑漿 情況,一般情況下漏漿、跑漿問(wèn)題要靠工人巡視灌漿管線來(lái)檢查,勞動(dòng)強(qiáng) 度很大,發(fā)現(xiàn)漏漿、跑漿時(shí)也很難及時(shí)通知井上的灌漿站,至于井下的漏 漿、跑漿更不易被發(fā)現(xiàn),影響工作生產(chǎn)。方案二：灌漿注膠系統(tǒng) 灌漿注膠系統(tǒng)是在漿液中加入膠體添加劑,可對(duì)粉煤灰或細(xì)砂土漿液 進(jìn)行改性,提高漿液濃度,一般可使土水比為 1:11:4,改善了傳統(tǒng)灌漿 不足,提高漿液的利用率,并改善其防滅火效能,避免“潰水、潰漿”等 次生事故的發(fā)生。灌漿注膠的膠體防滅火技術(shù)具有：

37、滅火速度快,安全性 好,火區(qū)啟封時(shí)間短,火區(qū)復(fù)燃性低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)上述方案比選,設(shè)計(jì)選用泥水比相對(duì)較小,灌漿效果好,防滅火性能可靠，可有效避免“潰水、潰漿”等次生事故發(fā)生的方案二(灌漿注膠 系統(tǒng))作為本礦井的灌漿防滅火方案。為了便于調(diào)用大量漿液對(duì)有發(fā)火危 險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行高強(qiáng)度灌注，將自然發(fā)火危險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)，并方便管理， 提高自動(dòng)化程度，本礦井設(shè)計(jì)選用地面固定集中式多功能灌漿注膠防滅火 系統(tǒng)。3. 灌漿方法結(jié)合本礦井實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用埋管灌漿，進(jìn)行隨采隨灌注的方法。 這種方法具有簡(jiǎn)便、省管材等優(yōu)點(diǎn)。具體操作為：沿回風(fēng)順槽在采空區(qū)預(yù) 先鋪好約8m的灌漿管，預(yù)埋管一端通向采空區(qū)，一端接80m長(zhǎng)的膠管,工

38、作面采空區(qū)放頂后立即開(kāi)始灌漿，隨著工作面的推進(jìn)，用回柱絞車逐漸 牽引灌漿管進(jìn)行下一次灌漿。另外，在采空區(qū)封閉前，應(yīng)進(jìn)行封閉灌漿。4. 灌漿參數(shù)的計(jì)算根據(jù)最新的煤礦防滅火規(guī)范，本礦井井下灌漿量可采用以下公式進(jìn) 行計(jì)算：小 GWh( S 1)MQwipHLNt式中：Qwi 第i個(gè)工作面日灌漿量，m3/d;G工作面日產(chǎn)煤量，取 3636t/d;W 沿工作面布置方向灌漿寬度，取 140m;h 漿液覆蓋厚度，取0.25m;土水比，根據(jù)本礦井開(kāi)拓、開(kāi)采系統(tǒng)、地理?xiàng)l件、運(yùn)輸距離等因素，灌漿水土比確定為4:1;M 漿液制成率，0.9;P c煤的密度，取1.32t/m3;H 工作面回采高度，取 10.0m;L

39、工作面長(zhǎng)度，200m;N 灌漿添加劑防滅火效率因子的數(shù)值，一般取12,設(shè)計(jì)取1.0;t 灌注時(shí)間，單位(h/d),設(shè)計(jì)每天灌漿8小時(shí)。Q 3636 140 0.25(4 1)0.9QWi貝y：1.32 10.0 200 1.0 8 =27.1 m 3/d本礦井井下共布置一個(gè)綜放工作面，按照每天灌漿8小時(shí)計(jì)算，礦井計(jì)算灌漿量為214.7m3/d，設(shè)計(jì)灌漿量按240m3/d考慮。5. 灌漿工藝(1) 打開(kāi)供水閥門，開(kāi)啟清水泵，根據(jù)計(jì)劃注漿的流量和濃度調(diào)整水量 給膠體制備機(jī)與濾漿機(jī)通水一段時(shí)間；(2) 使用裝載機(jī)(推土機(jī))把黃土從堆場(chǎng)加入到定量送料機(jī)料箱內(nèi)；(3) 定量送料機(jī)會(huì)按已設(shè)定的輸送量把黃土

40、均勻送上帶式輸送機(jī)；(4) 帶式輸送機(jī)把粉煤灰轉(zhuǎn)運(yùn)至膠體制備機(jī)上料架；(5) 水與黃土均由上料架的導(dǎo)料漏斗處進(jìn)入膠體制備機(jī)， 膠體制備機(jī)把 水與黃土混合、攪拌均勻制成漿液，并將漿液中大于 15mm的顆粒通過(guò)刮 渣板刮出(顆粒落入接渣池內(nèi)，積攢一定程度后由人工統(tǒng)一清運(yùn)) ，在膠體 制備機(jī)出口管上方的懸浮劑添加裝置內(nèi)加入懸浮劑，漿液與懸浮劑通過(guò)出漿管自流進(jìn)入濾漿機(jī);(6) 濾漿機(jī)將漿液與懸浮劑攪拌混合形成稠化膠體漿液，并將漿液中大 于8mm的顆粒過(guò)濾后通過(guò)刮渣板刮出(顆粒落入接渣池內(nèi)，積攢一定程度 后由人工統(tǒng)一清運(yùn))，以免其在輸漿管路中沉淀堵塞；其余合格漿液通過(guò)出 漿管自流進(jìn)入緩沖池；(7) 緩沖

41、池內(nèi)稠化膠體漿液由渣漿泵送至井下注膠地點(diǎn)灌漿注膠防滅火系統(tǒng)工藝詳見(jiàn)圖6-2-12JL井下圖6-2-1灌漿注膠防滅火系統(tǒng)工藝系統(tǒng)圖6. 灌漿主要設(shè)備根據(jù)礦井小時(shí)灌漿量，及現(xiàn)有成熟的灌漿設(shè)備，設(shè)計(jì)選用1套MDC-30-60地面固動(dòng)式灌漿注膠防滅火系統(tǒng)，每套制備及灌漿能力為3060m3/h。在風(fēng)井場(chǎng)地設(shè)有灌漿站，處理后的井下排水由加壓泵自井下水處理站調(diào)節(jié)沉淀間集水池壓力供至灌漿站，與來(lái)土在膠體制備機(jī)內(nèi)混合，經(jīng)過(guò)混 合攪拌的泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)水土比后，經(jīng)灌漿管道由回風(fēng)立井加壓供至井下進(jìn) 行灌漿滅火。灌漿站內(nèi)設(shè)有灌漿車間一座，矩形，尺寸為 L x B x H=24m x 18.0m X 7.0m，地上布置。灌

42、漿儲(chǔ)料場(chǎng)擋雨棚一座， 矩形，尺寸為 Lx Bx H=27m x 18.0mx 5.0m， 地上布置。主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)：(1) 定量送料機(jī)型號(hào)： GD65x 300數(shù)量：1 臺(tái)最大送料量 40m3/h 功率 5.5kW電壓 380V(2)皮帶輸送機(jī)(配電子皮帶秤)數(shù)量： 1 套功率5.5kW(3) 膠體制備機(jī) 型號(hào)： ZLJ-30/60 數(shù)量： 1 臺(tái)功率 18.5kW型號(hào)： DT75輸送量 30-60m3/h電壓 380V制膠量 30-60 m3/h電壓 380V(4) 濾漿機(jī)型號(hào)： LJ-30-60C數(shù)量： 1 臺(tái)濾漿量 60m3/h功率 8.5kW電壓 380V(5) 排污泵型號(hào)： WQ

43、15-30-3數(shù)量： 2 臺(tái) 流量 15m3/h功率 3.0kW 揚(yáng)程 30m電壓 380V。(6) 礦用移動(dòng)式防滅火注漿裝置(井下使用)型號(hào)： ZHJ-5/1.8G數(shù)量： 2 臺(tái)供水量 5m3/h功率 7.5kW 壓力 1.8Mpa電壓 380V/660V注膠量 5m3/h。(7) 渣漿泵： 2 臺(tái)(一用一備)流量 30-60m3/h功率 55kW揚(yáng)程 120-210m 電壓 380V7. 灌漿管路選擇 井下灌漿取土方式采用機(jī)械取土。由取土場(chǎng)采土后，經(jīng)汽車運(yùn)至灌漿 站的儲(chǔ)料場(chǎng)，并用鏟土車送至膠體制備機(jī)內(nèi)與水混合、攪拌，制成設(shè)計(jì)水 土比后經(jīng)濾漿機(jī)流入緩漿池，由渣漿泵通過(guò)D159X 8無(wú)縫鋼管沿

44、回風(fēng)立井 送至井下灌漿點(diǎn)，管路采用“ L 形”布置方式。灌漿管采用無(wú)縫鋼管，卡箍式柔性管接頭連接方式。8. 安全措施生產(chǎn)過(guò)程中，在灌漿前疏水和灌漿后防治潰漿、透水時(shí)，應(yīng)采取以下 措施：(1) 灌漿前應(yīng)查明可能積水的地質(zhì)構(gòu)造，及時(shí)探放水，防止突水傷人。(2) 灌漿時(shí)，都會(huì)有部分水脫出，可能會(huì)出現(xiàn)潰水、潰漿現(xiàn)象。應(yīng)預(yù)留 水或漿流淌的通道，防止采空區(qū)等部位大量積水，危及工作面安全生產(chǎn)。(3) 灌漿地點(diǎn)應(yīng)預(yù)備好排水設(shè)施，一旦有大量涌水現(xiàn)象可及時(shí)排水。(4) 做好大量突水時(shí)人員安全撤離和堵水等應(yīng)急措施，做到防患未然， 萬(wàn)無(wú)一失。(5) 俯采灌漿時(shí)要做好防止灌漿淅出水量涌入回采工作面的措施。(6) 為配合

45、井下灌漿防滅火的具體實(shí)施，在井下大巷兩側(cè)各留設(shè)了100m的隔離煤柱，在回采工作面巷道之間留設(shè)了15-20m的隔離煤柱，保證灌漿系統(tǒng)的順利實(shí)施。(7) 回采工作面應(yīng)設(shè)置灌漿輸水系統(tǒng)， 灌漿析出水不能通過(guò)自流至井下 主水倉(cāng)時(shí)，應(yīng)通過(guò)設(shè)置的排水泵及時(shí)排至井下主水倉(cāng)內(nèi)，確保施工和生產(chǎn) 安全。(8) 設(shè)計(jì)在回采工作面停采線內(nèi)布置了預(yù)筑防火墻， 同時(shí)設(shè)有工作面防 火門等相關(guān)設(shè)置。二、注氮防滅火系統(tǒng)26（一）氮?dú)夥罍缁鸬獨(dú)馐且环N既不自燃，也不助燃的惰性氣體。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)制氮 設(shè)備的不斷完善，氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)得到了迅猛發(fā)展，逐漸成為大型現(xiàn)代化 礦井的主要防滅火措施，并取得了良好的防滅火效果，故設(shè)計(jì)配備注氮防

46、 滅火系統(tǒng)。（二）氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)1. 防滅火惰化指標(biāo)根據(jù)煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定和我國(guó)制氮設(shè)備能力及其它礦井氮 氣防滅火的成功經(jīng)驗(yàn)，本礦井注氮防滅火惰化指標(biāo)選取為：注氮防火惰化，即注氮后采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度不得大于7% ；注氮滅火惰化，即火區(qū)內(nèi)氧氣濃度不大于3%；注氮抑制瓦斯爆炸，其采空區(qū)氧氣濃度指標(biāo)小于12% ；注入的氮?dú)鉂舛炔恍∮?7%，且氣源穩(wěn)定可靠。2. 防火注氮流量計(jì)算設(shè)計(jì)采用礦井防滅火規(guī)范（GB51078 2015）中回采工作面注氮量計(jì) 算公式進(jìn)行計(jì)算。公式如下：Qn 60Qj c1 c2Cn C2-1式中：Qn 注氮流量，m3/min ;Q0采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏風(fēng)量，取5m3

47、/min 20m3/min，設(shè)計(jì)取值25m3/min ;C1 采空區(qū)氧化帶內(nèi)的原始氧濃度，可取10%15%，設(shè)計(jì)取值15% ;C2 采空區(qū)防火惰化指標(biāo)，可取7% ;CN 注入氮?dú)庵械牡獨(dú)饧兌龋?7%。則:60 5.00.15 0.070.97 0.07-1600m3/h3. 防滅火注氮流量的選擇根據(jù)礦井防滅火規(guī)范(GB51078 2015)，制氮設(shè)備的選擇宜按制氮 總量乘以1.21.5的富裕系數(shù)。本礦井井田內(nèi)煤層均為容易自燃煤層，因 此富裕系數(shù)按1.5考慮，則綜放工作面的防滅火注氮流量為900.0m3/h，氮?dú)饧兌葹?7%。(三) 氮?dú)夥罍缁鸱绞?. 單純滅火注氮礦井發(fā)生火災(zāi)后，將火區(qū)迅速封閉

48、，再進(jìn)行注氮滅火。這種方式由于 平常不注氮，可節(jié)約大量氮?dú)?。這種方式僅適用于發(fā)火次數(shù)少的礦井。本 礦井不宜采用這種方式。2. 以防火為主的連續(xù)注氮這種方式以注氮防火為主，平常需對(duì)工作面進(jìn)行連續(xù)注氮。當(dāng)工作面 發(fā)生火災(zāi)時(shí)，還可將工作面進(jìn)行封閉，然后注氮滅火，這種方式防火可靠 性大，適用于火區(qū)下采煤或發(fā)火特別嚴(yán)重的工作面。采用連續(xù)注氮，將大 大提高注氮成本，本礦井不宜采用連續(xù)注氮方式。3. 有發(fā)火征兆間歇注氮這種方式防、滅火兼顧，平常不注氮，當(dāng)工作面有發(fā)火征兆時(shí)才開(kāi)始 注氮。采用間歇方式注氮，既可保證工作面安全回采，又可降低注氮成本， 減少投資。根據(jù)本礦井的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)選用有發(fā)火征兆時(shí)的間歇注氮方式

49、。（四）氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)目前國(guó)內(nèi)煤礦氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)主要有三種方式：地面集中式、地面移 動(dòng)式和井下移動(dòng)式。井下移動(dòng)式具有機(jī)動(dòng)靈活、投資少等優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)計(jì)采 用井下移動(dòng)式氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)。（五） 制氮設(shè)備目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的制氮設(shè)備，按其配置方式可分為地面固定式（或 地面移動(dòng)式）和井下移動(dòng)式兩大類。按其空氣分離工作原理可分為碳分子 篩變壓吸附和膜分離兩種形式。按照制氮機(jī)組空氣壓縮機(jī)的冷卻方式又可 分為水冷式和風(fēng)冷式。制氮設(shè)備設(shè)置在礦井工業(yè)場(chǎng)地制氮站內(nèi)時(shí)，由于制氮設(shè)備工作環(huán)境空 氣比較潔凈，冷卻方式即可采用水冷，也可采用風(fēng)冷，相對(duì)于放置在井下 來(lái)說(shuō)，散熱條件好，維護(hù)檢修方便，有利于設(shè)備的使用壽命。碳分子篩變

50、 壓吸附型制氮設(shè)備由于作為空氣分離材料的碳分子篩價(jià)格比較便宜，制氮 設(shè)備價(jià)格較低，對(duì)工作環(huán)境要求較為寬松，相對(duì)于膜分離而言較為適于井 下條件；碳分子篩分離裝置壓力損失小，耗電量較低，但占地面積較大。 膜分離制氮裝置，分離膜價(jià)格貴，制氮設(shè)備價(jià)格較高，對(duì)工作環(huán)境要求比 較嚴(yán)格；耗電量較碳分子篩裝置大，但占地面積較小?？紤]到本礦井實(shí)際條件，為減少輸送氮?dú)夤苈仿鈸p失和管路沿程阻 力損失，設(shè)計(jì)確定選用井下移動(dòng)式碳分子篩變壓吸附制氮設(shè)備，并且為不 增加井下供水量，節(jié)省制氮機(jī)組冷卻用水的供給費(fèi)用，冷卻方式選用風(fēng)冷 式。根據(jù)計(jì)算所需制氮設(shè)備氮?dú)猱a(chǎn)量，井下共選用3套DT-600/6型井下移動(dòng)式 PSA 碳分子

51、篩變壓吸附制氮裝置，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。每套制氮裝 置技術(shù)參數(shù)：氮?dú)猱a(chǎn)量：600Nm3/h氮?dú)饧兌龋?gt; 97%輸出壓力：0.6Mpa裝機(jī)功率：185kW額定電壓：660V冷卻方式：風(fēng)冷機(jī)組外型尺寸：（4.0X 4）x 1.4X 1.95m制氮設(shè)備放置于靠近回采工作面運(yùn)輸巷道口的帶式輸送機(jī)大巷和回風(fēng) 大巷的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，通過(guò)輸?shù)苈穼⒌獨(dú)馑椭敛擅汗ぷ髅?。制氮設(shè)備按每服 務(wù) 3 個(gè)工作面后移動(dòng)一次考慮。（六）氮?dú)廨斔凸苈?回采工作面氮?dú)廨斔凸苈饭軓桨凑掌漭斔途嚯x最遠(yuǎn)點(diǎn)壓力損失不超過(guò)O.IMPa計(jì)算確定，計(jì)算氮?dú)廨斔凸苈穬?nèi)徑93.56mm,氮?dú)廨斔凸苈愤x用© 108X 4無(wú)縫鋼管，沿工作

52、面輔助運(yùn)輸巷底板鋪設(shè)一趟。氮?dú)廨斔凸苈芳肮芗鶓?yīng)做防腐處理（七）其它注意事項(xiàng)根據(jù)現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程第 271 條規(guī)定，有能連續(xù)監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體 成分變化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；采用氮?dú)夥罍缁饡r(shí)，必須有固定或移動(dòng)的溫度觀測(cè) 站（點(diǎn)）和檢測(cè)手段。三、阻化劑防滅火 設(shè)計(jì)綜合考慮，確定采用阻化劑霧化方式。根據(jù)目前一些生產(chǎn)礦井的 試驗(yàn)分析及實(shí)際使用情況， MgCI2 和 CaCI2 阻化的效果相差不大， 數(shù)值接 近，故設(shè)計(jì)確定藥劑采用 MgCI2 或者 CaCI2 。阻化劑滅火的霧化系統(tǒng)，根 據(jù)其貯液形式與阻化劑發(fā)射泵位置，通常分為移動(dòng)式、半永久式和永久式 三種。設(shè)計(jì)根據(jù)井下輔助運(yùn)輸方式、回采工藝等，采用移動(dòng)式系統(tǒng)，將

53、藥液 箱與發(fā)射泵放在平板車上與工作面移動(dòng)變電站、泵站一塊布置，排液干管 采用高壓膠管到工作面，然后接三通和高壓軟膠管與霧化器相聯(lián)接。該系 統(tǒng)由貯液箱、吸液管、發(fā)射泵、排液管（輸液干管和毛細(xì)支管） 、壓力表、 閥門開(kāi)關(guān)、三通及霧化器和噴嘴組成。（一）阻化劑溶液濃度 根據(jù)目前一些礦井調(diào)研及實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，藥劑濃度越大，防滅火效果 越好，但噸煤成本也將提高。一般使用濃度為 1020%能滿足防滅火的要 求。超過(guò) 20% ，阻化效果提高不大，而成本將大幅度增高。設(shè)計(jì)綜合本礦 井煤層特點(diǎn)和開(kāi)采方法等，初始選用 15%的濃度，根據(jù)使用實(shí)際效果，最后選定經(jīng)濟(jì)合理的濃度參數(shù)。（二）阻化劑溶液用量設(shè)計(jì)采用礦井防滅火

54、規(guī)范（GB51078 2015）中阻化劑噴施量計(jì)算公 式進(jìn)行計(jì)算。公式如下：V=Qy nP c L H S式中：V日噴霧量，m3/d ;Qy噸煤用液量，可取 0.04 m30.06 m3,設(shè)計(jì)取值0.05 m3;n工作面丟煤率（%）；S工作面日進(jìn)度（m）,取值2.4m;L工作面長(zhǎng)度（m）,取值200m;H工作面采高（m）,取值3.5m。經(jīng)計(jì)算得：工作面 V=8.4m3/d。本礦井井下布置一個(gè)綜采放頂煤工作面，井下阻化劑溶液用量計(jì)算為 8.4m3/d。根據(jù)霧化（噴灑）工藝設(shè)計(jì)，全礦每天均在檢修班霧化（噴灑） 一次，故礦井每天消耗阻化劑溶液 18.9m3,約19.8t;當(dāng)采用濃度為15% 溶液時(shí)，

55、藥劑量4.0t/d，當(dāng)采用MgCl2時(shí)，鹵塊（鹵液）中結(jié)晶水含量達(dá) 到 50%以上時(shí),需藥劑原料 8t/d。（三）設(shè)備選擇根據(jù)阻化劑用量及開(kāi)采條件，每個(gè)回采工作面設(shè)備選型如下：貯液箱：選用1個(gè)5.0m3貯液箱。發(fā)射泵：選用 1 臺(tái) XRB-50/12.5 型高壓泵。流量為 50L/min ，工作壓 力 12.5MPa 。排液管：干管設(shè)計(jì)選用© 50mm高壓膠管，毛細(xì)支管設(shè)計(jì)選用© 25mm 高壓軟膠管連接干管和霧化器或噴嘴。膠管耐壓要求不小于 7MPa 。三通：設(shè)計(jì)選用 K 型三通，分別與干管和支管相配套。 閥門開(kāi)關(guān)：設(shè)計(jì)在干管與支管中分別配置閥門開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)中的每個(gè) 霧化器和噴嘴。壓力表：設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中安裝壓力表，壓力范圍 0100kg/m3。 霧化噴嘴：設(shè)計(jì)選用 III 型霧化噴嘴。四、其它預(yù)防措施1. 服務(wù)年限長(zhǎng)的煤巷均采用噴砼、鋪底全封閉支護(hù)。2. 工作面采完后立即進(jìn)行封閉。3. 在井下所有進(jìn)回風(fēng)相交處均設(shè)有雙向雙道風(fēng)門，在需調(diào)節(jié)風(fēng)量處設(shè) 有調(diào)節(jié)風(fēng)門。4. 巷道布置考慮了全礦井反風(fēng)及局部反風(fēng)。5. 井下按有關(guān)規(guī)定設(shè)置溫度和 CO 探頭，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測(cè)。第六章