礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)說明

1、某某煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 第一章礦井概況1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)測預(yù)報(bào)指標(biāo)體系 9第四章礦井自燃火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)15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34第七章礦井外因火災(zāi)防治措施及裝備36第八章礦井井下消防灑水系統(tǒng)41第九章防火構(gòu)筑物及井上、下消防材料庫43第十章礦井火區(qū)管理錯誤!未定義書簽。第十一章礦井防滅火技術(shù)管理制度50某某煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)為認(rèn)真貫徹國家的安全生產(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，保障煤礦職工的安全和健康，保護(hù)國家資源和財(cái)產(chǎn) 不受損失，保證礦井生產(chǎn)正常

2、進(jìn)行。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第260條的規(guī) 定，結(jié)合我礦實(shí)際，編制了礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)。第一章礦井概況一、井田位置及交通某某井田位于國家規(guī)劃的“ *”的*部，地處*處，行政區(qū)劃隸屬個個個個個個個管轄。地理坐標(biāo)為:東經(jīng) *井田交通十分便利，*對外交通和部運(yùn)輸條件均較便利。井田向東南距*約32km，*城區(qū)距各大城市或火車站距離為:個個個個個個個O井田交通位置詳見圖1-1-1，井田在礦區(qū)中的位置見圖1-1-2o二、地形地貌井田地處*接壤地帶，井田東部地勢較平緩，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)溝壑縱橫的黃土梁峁地貌景觀。井田地勢總體南高北低，一般標(biāo)高+1290+1320m ；黃

3、土梁峁區(qū)地勢較高， 一般標(biāo)高+100+160m。井田最高點(diǎn)位于*，高程+*m ；最低點(diǎn)位于井 田北部的沖溝溝谷，高程+*m，相對高差*m。三、地表水系井田地表無大的水系，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，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) 規(guī)定，本區(qū)地震烈度為巧度，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)

4、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，日照充足，雨熱同 季。年平均氣溫8.1C，78月最高氣溫36.7C，元月份最低氣溫一29.7C， 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)。每個掘進(jìn)工作面配備2臺局部通風(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

5、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，個別硐室深度不超過6m、A 口寬度不小于1.5m而無瓦斯涌出，可采用擴(kuò)散通風(fēng)。通風(fēng)方式礦井初期移交時通風(fēng)方式為中央并列式，共布置3個風(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)場地，回風(fēng) 立井位于風(fēng)井場地，三條井筒服務(wù)全礦井。后期回采西部區(qū)域時利用西部 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。通風(fēng)系統(tǒng)投產(chǎn)時期礦井通風(fēng)主要線路為：主、副斜井一帶式輸送機(jī)大巷、輔助運(yùn)輸 大巷一工作面帶式輸送機(jī)巷、工作面輔助運(yùn)輸巷一回采工作面一工作面回 風(fēng)巷一回風(fēng)大巷一回風(fēng)立井排至地面。回風(fēng)立井回

6、風(fēng)礦井通風(fēng)容易時期為礦井開采3號煤移交時期，通風(fēng)方式為 中央并列式，共布置3個風(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)困難時期為開采9號煤層91盤區(qū)西部邊界時，通風(fēng) 方式為仍為中央并列式，共布置3個風(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、潤滑油 等液體燃料；膠帶、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)的場所主要有：機(jī)電硐室、皮

7、帶巷、檢修硐室、 單軌吊充電室、材料庫、工具房及存放膠帶的巷道、采掘工作面附近的巷 道等地點(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) 造成電纜發(fā)熱、短路，明火，

8、引燃可燃物，造成火災(zāi)。（二）檢修人員操作不規(guī)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。電氣故障引起火災(zāi)。主要有以下幾種：電氣設(shè)備電纜過負(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)。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)罩摩擦發(fā)熱，造成火災(zāi)。軸承或軸瓦 等轉(zhuǎn)動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。衛(wèi)生清理不徹底造成火災(zāi)。主要有以下幾種：升鋼絲

9、繩油泥，清理不及時，積聚發(fā)熱燃燒。 機(jī)械設(shè)備漏油（潤滑站、液壓站等）積聚，遇火燃燒。司機(jī)生活垃圾不 及時清理，積聚造成火災(zāi)。三、礦井井下因火災(zāi)隱患分析某某煤礦煤層自燃傾向等級為II類，煤層自燃傾向性為自燃煤層，針 對目前開采煤層特性、開采方法，對礦井開采過程中煤層自燃隱患分析如 下：（一）勘探報(bào)告對各煤層均采集測試了煤的著火點(diǎn)樣品，測試成果如 表 2-1。表2-1煤的自燃傾向測試成果表煤氧化還原原煤氧化程自燃傾向?qū)泳幪枠尤键c(diǎn)CT3樣燃點(diǎn)CT1樣燃點(diǎn)CT2度T2-3C等級3310320316(4)343349347(4)332343340(4)19-3324(7)24易自燃43103433352

10、425易自燃6290310299(4)340348344(4)332342337(4)10-2323(4)38易自燃9290300293(4)345349346(4)335342337(4)10-2323(4)44易自燃煤質(zhì)分析結(jié)果表明，3號煤層為長焰煤，4、6、9號煤層以長焰煤為主，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 值來推測煤的自燃傾向，即 T2-3C40為易自燃煤，T2-3CV20的煤除褐煤和長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號煤層露頭及井田東南部的3號煤層均已自燃，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，

11、亦能說明該煤層易 自燃發(fā)火，故在煤層開采和煤的長時間堆放時應(yīng)注意防。因此本礦井的各煤層自燃等級為I級，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

12、發(fā)火期。（一）潛伏（自燃準(zhǔn)備）期自燃煤層被開采、接觸空氣起至煤溫開始升高止的時間區(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，無宏觀效應(yīng); 經(jīng)過潛伏期后煤的燃點(diǎn)降低，表面的顏色變暗。潛伏期長短取決于煤的分 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)供氧條件等對潛伏 期的長短也有一定影響，改善這些條件可以延長潛伏期。圖1 煙煤自燃過程溫度與時間關(guān)系（二）自熱階段溫度開始升高起至其溫度達(dá)到燃點(diǎn)的過程叫自熱階段。自熱過程是煤氧 化反應(yīng)自動加速、氧化生成熱量逐漸積累、溫度自動升高的過程。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、C

13、O2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，不會再發(fā)生自燃。（三）燃燒階段煤溫達(dá)到其自燃點(diǎn)后，若能得到充分的供氧（風(fēng)），則發(fā)生燃燒，出現(xiàn) 明火。這時會生成大量的高溫?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，則只有煙霧而無明火，此即為干餾或陰 燃。煤炭干餾或

14、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)測預(yù)報(bào)指標(biāo)體系一、火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(bào)概述外因火災(zāi)預(yù)測可遵循如下程序：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）同時存在的地區(qū)視為危 險(xiǎn)區(qū)）。準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)煤炭自燃初始階段的特征，對防止煤層自然發(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， 識別方法為：人體感官的直接感覺；礦空氣成分的分析，測量井下發(fā)熱體 溫度預(yù)測

15、自然發(fā)火；利用束管監(jiān)測系統(tǒng)或人工取樣對重點(diǎn)防火地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān) 測。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）利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火依靠人體生理感覺預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)的主要方法有：嗅覺，可燃物受高溫或火源作用，會分解生成一些正常時大氣中所沒 有的、異常氣味的火災(zāi)氣體。視覺，人體視覺發(fā)現(xiàn)可燃物起火時產(chǎn)生的煙霧，煤在氧化過程中產(chǎn)生 的水蒸汽，及其在附近煤巖體表面凝結(jié)成水珠（俗稱為“掛汗”），進(jìn)行報(bào)警。感（觸）覺，煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會使環(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，會有頭痛、悶熱、精神疲乏等不適之感。（二）氣體成

16、分分析法用儀器分析和檢測煤在自燃和可燃物在燃燒過程中釋放出的煙氣或其 它氣體產(chǎn)物，預(yù)報(bào)火災(zāi)。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發(fā)生較明顯的變化。規(guī)律性，即生成 量或變化趨勢與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對應(yīng)關(guān)系?？蓽y性，可 利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢測。常用的指標(biāo)氣體一氧化碳(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。在正常時若

17、大氣中含有CO, 則采用CO作為指標(biāo)氣體時，要確定預(yù)報(bào)的臨界值。確定臨界值時一般要考 慮下列因素：各采樣地點(diǎn)在正常時風(fēng)流中CO的本底濃度；臨界值時所 對應(yīng)的煤溫適當(dāng)，即留有充分的時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，要同時滿足以 下兩點(diǎn)：CO的濃度或絕對值要大于臨界值；CO的濃度或絕對值要有穩(wěn)定 增加的趨勢。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 =C。 AO20.265N2 -。2式中CO, O2, n2-分別為回風(fēng)側(cè)

18、采樣點(diǎn)氣樣中的一氧化碳，氧氣和氮 氣的體積濃度，。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，不同的礦井有不同的臨界指標(biāo)。老 虎臺礦(氣煤)總結(jié)多年的經(jīng)驗(yàn)，從7萬多個氣樣中篩選出431個有發(fā)火 隱患的氣樣，得出煤在自燃的發(fā)生、發(fā)展過程中不同階段的Graham指數(shù)為:預(yù)警值：ICO =00.45；臨界值：ICO =0.464；報(bào)警值ICO =4.19。（3）乙烯實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤溫升高到80C120C后，會解析出乙烯、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

19、下空氣中檢測出乙烯，則說明已有煤炭在自 燃了。同時根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時間還可推測出煤的自熱溫度。（4）其它其它指標(biāo)氣體，國外有的煤礦采用烯炔比（乙烯和乙炔（c2h2 ）之比） 和鏈烷比（c2h6/ch4）來預(yù)測煤的自熱與自燃。測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性，是煤炭自燃的在因素。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，11類為 自燃，III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，送國家授權(quán)單位作出鑒定，生產(chǎn)礦井延深新水平時， 也必須對所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。一般是采用吸氧法測定煤炭的 自

20、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)場煤炭自燃受 多種因素影響，因此，近年來又開始用煤層自燃特性的模擬實(shí)驗(yàn)來反映煤 炭自燃過程，以指導(dǎo)現(xiàn)場的煤層自然發(fā)火早期預(yù)報(bào)工作。煤層自燃特性的 模擬實(shí)驗(yàn)容包括煤層最短自然發(fā)火期的測試和煤層自燃的各階段的的測試 氧化升溫速度。模擬實(shí)驗(yàn)的目的，一是使防止煤層自燃的技術(shù)措施在煤層最短自然發(fā)火期完成；二是在由隱患發(fā)展到著火溫度最短需要的時間完成 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)臺是模擬現(xiàn)場最佳的自然發(fā)火條件，測試出煤層 自燃的最短發(fā)火期和煤層自燃的各階段的的測試氧化升溫速度，從而為確 定防火措施的實(shí)施時間提供較科學(xué)的依

21、據(jù)。測量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測自然發(fā)火煤炭自燃的過程中，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）直接測溫法就是在不破壞現(xiàn)有溫度場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)，觀測自燃溫度隨時間的變化趨勢，從而判斷 煤炭自燃的發(fā)展階段和發(fā)展趨勢。煤的自燃發(fā)火，一般經(jīng)過潛伏期、自熱 期和燃燒期。潛伏期煤的氧化過程發(fā)展緩慢，溫度一般不超過70C ；經(jīng)過 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

22、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 煙煤為400C、煙煤320380C、褐煤小于300C。而預(yù)測預(yù)報(bào)的關(guān)鍵是煤 的自燃不能超過自熱期，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)到測溫要求。目 前，用于煤炭自燃測溫的傳感器主要有熱電偶、鉑電阻、半導(dǎo)體傳感器等。紅外線探測火源紅外探測技術(shù)的原理：發(fā)光物體在發(fā)出可見光的同時，還發(fā)出一系列 不可見的其它電磁波，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，其紅外輻射場的強(qiáng)度也 在逐漸增大。自然界任何物體在處于絕對零

23、度以上時，都會產(chǎn)生分子振動和晶格振 動，向外發(fā)射紅外電磁波，形成紅外輻射場。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， 其輻射的能量會大輻度增加。煤層在向外輻射紅外電磁波的同時，就把隱 蔽煤體部自燃的信息以場的變化的形式告訴給我們，因此我們可以利用紅 外電磁波探測技術(shù)探測隱蔽火源。需要說明的是，紅外測溫技術(shù)與紅外探測技術(shù)有本質(zhì)的區(qū)別：紅外測 溫是測取某個物體或某個環(huán)境的表面溫度，是測量動溫、，是測量物體的動 熱密度，必須直接接觸才能測量；而紅外探測技術(shù)是根據(jù)場的變化規(guī)律， 以確定不可見物體或環(huán)境溫度的變化情況及密實(shí)情況，是非接觸性測量。依據(jù)紅外探測技術(shù)的原理研制出來的儀器不

24、同于一般的直讀式儀器， 它不能夠直接讀出某一測定的溫度，只能讀出該測點(diǎn)的紅外輻射場強(qiáng)度， 還必須對根據(jù)各探測點(diǎn)的位置和測得的紅外場強(qiáng)度畫出曲線，并對之進(jìn)行 分析和解釋?；馂?zāi)預(yù)報(bào)采樣點(diǎn)設(shè)置測點(diǎn)設(shè)置的總要，既要保證一切火災(zāi)隱患都要在控制圍之，并有利于準(zhǔn)確地判斷火源的位置，同時要求安裝傳感器少。測點(diǎn)布置一般原則是： 1）在已封閉火區(qū)的出風(fēng)側(cè)密閉墻設(shè)置測點(diǎn)，取樣管伸入墻1m以上；2） 有發(fā)火危險(xiǎn)的工作面的回風(fēng)巷設(shè)測點(diǎn)；3）潛在火源的下風(fēng)側(cè)，距火源的 距離應(yīng)適當(dāng)；4）溫度測點(diǎn)設(shè)置要保證在傳感器的有效控制圍之；5）測點(diǎn) 應(yīng)隨采場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

25、。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)超過臨界值：ICO 0.46時，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)測系統(tǒng)為做好礦井自然發(fā)火監(jiān)測監(jiān)控，某某煤礦建立束管監(jiān)測系統(tǒng)、礦井安 全監(jiān)控系統(tǒng)、人工監(jiān)測體系。一、束管監(jiān)測系統(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)測火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(bào)系 統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由粉塵過濾器、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， 對井下任意地點(diǎn)的O、N、CO、CH、CH . CH、CH等氣體含量實(shí)現(xiàn)2242 4262 2i

26、八/偵24小時連續(xù)監(jiān)測。利用該系統(tǒng)，對井下密閉、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)測預(yù)報(bào)。 另外，根據(jù)工作需要，對特殊地點(diǎn)設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)，也可實(shí)施人工取樣，利 用氣相色譜儀，把采集的樣品的氣體組分進(jìn)行分析。經(jīng)過對自然火災(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)測點(diǎn)的布置：束管敷設(shè)的要求主要有以下幾個方面：（1）巷道的束管敷設(shè)高度一般不低于1.8m，束管用吊臺掛鉤吊掛；（2）束管的敷設(shè)應(yīng)平、直、穩(wěn)；（3）束管管線與動力電纜線路之間的距離一般不小于0.5m，同時要避免同其他纜線交叉；（4）束管入口處必須安

27、設(shè)濾塵器；（5）整條束管一般至少安設(shè)3個貯/放水器。束管監(jiān)測點(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)測點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)選擇圍巖穩(wěn)定、 前后5m圍無分支巷道并靠近巷道末端的位置。監(jiān)測點(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）分層開采工作面的監(jiān)測點(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)過高溫點(diǎn)的地點(diǎn)，要靠頂板設(shè)監(jiān)測點(diǎn)；（3）采空區(qū)丟煤處，巷道錯、外錯處，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)測點(diǎn)；（5）火區(qū)密閉必須設(shè)

28、監(jiān)測點(diǎn)；（6）測點(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）測點(diǎn)處應(yīng)能夠有效排除炮煙的影響，井下放炮產(chǎn)生的炮煙含有大 量的CO,若其流經(jīng)測點(diǎn)，則會對監(jiān)測結(jié)果造成很大影響；（8）測點(diǎn)處應(yīng)具有恒定的漏風(fēng)量，防止風(fēng)流變化對氣體分析造成影響。束管監(jiān)測系統(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。（2）由于束管接頭和抽氣

29、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)氧樹脂封閉。此外，應(yīng)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)檢測儀器使用管理 規(guī)(AQ1029-2007)規(guī)定，設(shè)置甲烷、一氧化碳、溫度、局扇開停、風(fēng)門 開關(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

30、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)閉墻觀測孔、防火墻柵欄等處必須設(shè)置CO傳感器；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 1015m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)測監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。CO傳感器的 報(bào)警值為N24ppm，溫度傳感器的報(bào)警值為N30C。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)格按要求對安全監(jiān)測設(shè)備 進(jìn)行了調(diào)試、校正。安全監(jiān)測監(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

31、天對安全監(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)、調(diào)校記錄。人工檢測體系人工檢測是煤層自然發(fā)火的重要監(jiān)測手段，主要采用CO、O2、CO2、 ch4等便攜式檢測儀和溫度計(jì)，由人工直接在測點(diǎn)進(jìn)行氣體和溫度檢測，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， 簡單易行，但人工取樣工作量大，間隔時間長。人的感官可以察覺的自燃征兆（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

32、，人們有不舒服的感覺，如頭 痛、頭暈、精神疲乏等。儀表檢測檢測出的自燃征兆（1）有下列情況之一者，定為自然發(fā)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70C；采空區(qū)或風(fēng)流中出現(xiàn)一氧化碳（CO），其濃度已超過礦井實(shí)際統(tǒng)計(jì)的 臨界指標(biāo)，并有上升趨勢。（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，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，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，并超過正常溫度，但尚未達(dá)到70 C ；風(fēng)流中氧（O2 ）

33、濃度降低，其消耗量呈上升趨勢。檢測方法（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，增加檢測頻次，并及時匯報(bào)。（2）閉墻觀測孔和防火墻外，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）其他臨時觀測地點(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

34、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)設(shè)計(jì)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，工藝簡單，在我國土源豐富、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)境污染等問題。頁巖漿液、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。灌漿系統(tǒng)的選擇根據(jù)本礦井情況，設(shè)計(jì)對傳統(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

35、液濃度較低，一般土 水比為1:31:8,致使灌漿需用水量大，漿液流失量大，灌漿效率低，而且， 灌注漿時還存在“拉溝”現(xiàn)象，在較大空間不易有效地堆積，下部煤層開 采時容易發(fā)生“潰漿”事故。在注漿過程中，有時會出現(xiàn)漏、跑漿情況， 一般情況下漏漿、跑漿問題要靠工人巡視灌漿管線來檢查，勞動強(qiáng)度很大， 發(fā)現(xiàn)漏漿、跑漿時也很難及時通知井上的灌漿站，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

36、”等次 生事故的發(fā)生。灌漿注膠的膠體防滅火技術(shù)具有：滅火速度快，安全性好， 火區(qū)啟封時間短，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)。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)

37、埋管一端通向采空區(qū)，一端接80m長的膠管， 工作面采空區(qū)放頂后立即開始灌漿，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。灌漿參數(shù)的計(jì)算根據(jù)最新的煤礦防滅火規(guī)，本礦井井下灌漿量可采用以下公式進(jìn)行 計(jì)算：cGWh (6 + 1)MQ wipCHLNt式中：Qwi第i個工作面日灌漿量，m3/d；G一工作面日產(chǎn)煤量，取3636t/d；W沿工作面布置方向灌漿寬度，取140m；h一漿液覆蓋厚度，取0.25m；6土水比，根據(jù)本礦井開拓、開采系統(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一漿液制成率，0.9；Pc一煤的密度，取1.32t/m3；

38、H一工作面回采高度，取10.0m；L一工作面長度，200m；N一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灌注時間，單位(h/d),設(shè)計(jì)每天灌漿8小時。Q _ 3636x 140 x0.25x(4 + 1)x0.9貝上Qf 1.32 x 10.0 x 200 x 1.0 x 8 =27.1 m 3/d本礦井井下共布置一個綜放工作面，按照每天灌漿8小時計(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。灌漿工藝打開供水閥門，開啟清水泵，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)通水一段時間；使用裝載機(jī)(推土機(jī))把黃土從堆場加入到定量送料機(jī)料

39、箱；定量送料機(jī)會按已設(shè)定的輸送量把黃土均勻送上帶式輸送機(jī)；帶式輸送機(jī)把粉煤灰轉(zhuǎn)運(yùn)至膠體制備機(jī)上料架；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，并將漿液于15mm的顆粒通過刮渣板 刮出(顆粒落入接渣池，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加入懸浮劑，漿液與懸浮劑通過出漿管自流 進(jìn)入濾漿機(jī)；濾漿機(jī)將漿液與懸浮劑攪拌混合形成稠化膠體漿液，并將漿液于 8mm的顆粒過濾后通過刮渣板刮出(顆粒落入接渣池，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；其余合格漿液通過出漿管 自流進(jìn)入緩沖池；緩沖池稠化膠體漿

40、液由渣漿泵送至井下注膠地點(diǎn)。灌漿注膠防滅火系統(tǒng)工藝詳見圖6-2-1。圖6-2-1灌漿注膠防滅火系統(tǒng)工藝系統(tǒng)圖灌漿主要設(shè)備根據(jù)礦井小時灌漿量，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，與來土在膠體制備機(jī)混合，經(jīng)過混合 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。灌漿站設(shè)有灌漿車間一座，矩形，尺寸為 L X B X H=24mX 18.0mX灌漿儲料場擋雨棚一座，矩形，尺寸為LXBXH=27mX1

41、8.0mX5.0m, 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：GD65 X 300 數(shù)量：1臺最大送料量40m3/h 功率5.5kW電壓380V(2)皮帶輸送機(jī)(配電子皮帶秤)型號：DT75數(shù)量：1套功率N5.5kW膠體制備機(jī)型號：ZLJ-30/60數(shù)量：1臺功率18.5kW濾漿機(jī)型號：LJ-30-60C數(shù)量：1臺功率8.5kW排污泵型號：WQ15-30-3輸送量30-60m3/h電壓380V制膠量30-60 m3/h電壓380V濾漿量60m3/h電壓380V數(shù)量：2臺流量15m3/h功率3.0kW揚(yáng)程30m電壓380V。礦用移動式防滅火注漿裝置(井下使用)型號：ZHJ-5/1.8

42、G數(shù)量：2臺 供水量5m3/h功率7.5kW壓力1.8Mpa電壓380V/660V注膠量5m3/h。渣漿泵：2臺(一用一備)流量 30-60m3/h功率 55kW揚(yáng)程120-210m電壓380V灌漿管路選擇井下灌漿取土方式采用機(jī)械取土。由取土場采土后，經(jīng)汽車運(yùn)至灌漿 站的儲料場，并用鏟土車送至膠體制備機(jī)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D159X8無縫鋼管沿回風(fēng)立井送 至井下灌漿點(diǎn)，管路采用形”布置方式。灌漿管采用無縫鋼管，卡箍式 柔性管接頭連接方式。安全措施生產(chǎn)過程中，在灌漿前疏水和灌漿后防治潰漿、透水時，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

43、，及時探放水，防止突水傷人。灌漿時，都會有部分水脫出，可能會出現(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)。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)象可及時排水。做好大量突水時人員安全撤離和堵水等應(yīng)急措施，做到防患未然， 萬無一失。俯采灌漿時要做好防止灌漿淅出水量涌入回采工作面的措施。為配合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?；夭晒ぷ髅鎽?yīng)設(shè)置灌漿輸水系統(tǒng)，灌漿析出水不能通過自流至井下 主水倉時，應(yīng)通過設(shè)置的排水泵及時排至井下主水倉，確保施

44、工和生產(chǎn)安 全。設(shè)計(jì)在回采工作面停采線布置了預(yù)筑防火墻，同時設(shè)有工作面防火 門等相關(guān)設(shè)置。二、注氮防滅火系統(tǒng)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，隨著國產(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 滅火系統(tǒng)。氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)防滅火惰化指標(biāo)根據(jù)煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定和我國制氮設(shè)備能力及其它礦井氮?dú)夥罍缁鸬某晒?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)氧氣濃度不得大于7%；注氮滅火惰化，即火區(qū)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

45、于12%；注入的氮?dú)鉂舛炔恍∮?7%，且氣源穩(wěn)定可靠。防火注氮流量計(jì)算設(shè)計(jì)采用礦井防滅火規(guī)(GB510782015)中回采工作面注氮量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。公式如下：q = 60Q Ci - C2N0 CN + C2 1式中：Qn注氮流量，m3/min；Q0 一采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量，取5m3/min 20m3/min，設(shè)計(jì)取值5m3/min；C1一采空區(qū)氧化帶的原始氧濃度，可取10%15%，設(shè)計(jì)取值15%；C2一采空區(qū)防火惰化指標(biāo)，可取7%；CN一注入氮?dú)庵械牡獨(dú)饧兌龋?7%。m Q = 60 x 5.0 x 0,15 - 0,07 = 600則：N0.97 + 0.071 m3/h防滅火注氮流量

46、的選擇根據(jù)礦井防滅火規(guī)（GB510782015）,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?度為97%。（三）氮?dú)夥罍缁鸱绞絾渭儨缁鹱⒌V井發(fā)生火災(zāi)后，將火區(qū)迅速封閉，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。以防火為主的連續(xù)注氮這種方式以注氮防火為主，平常需對工作面進(jìn)行連續(xù)注氮。當(dāng)工作面 發(fā)生火災(zāi)時，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)

47、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。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)火征兆時才開始 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)火征兆時的間歇注氮方式。（四）氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)目前國煤礦氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)主要有三種方式：地面集中式、地面移動 式和井下移動式。井下移動式具有機(jī)動靈活、投資少等優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)計(jì)采用 井下移動式氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)。（五）制氮設(shè)備目前國生產(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 面移動式）和井下移動式兩大類。按其空氣分離工作原理可分為碳分子

48、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)場地制氮站時，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，相對于放置在井下來 說，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，對工作環(huán)境要求較為寬松，相對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

49、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 動式PSA碳分子篩變壓吸附制氮裝置，兩臺工作，一臺備用。每套制氮裝 置技術(shù)參數(shù)：氮?dú)猱a(chǎn)量：600Nm3/h氮?dú)饧兌龋篘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：（4.0 X 4） X 1.4 X 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，通過輸

50、氮管路將氮?dú)馑椭敛擅汗ぷ髅?。制氮設(shè)備按每服務(wù)3 個工作面后移動一次考慮。（六）氮?dú)廨斔凸苈坊夭晒ぷ髅娴獨(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 0.1MPa計(jì)算確定，計(jì)算氮?dú)廨斔凸苈窂?3.56mm,氮?dú)廨斔凸苈愤x用 108 X4無縫鋼管，沿工作面輔助運(yùn)輸巷底板鋪設(shè)一趟。氮?dú)廨斔凸苈芳肮芗?應(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)測采空區(qū)氣體 成分變化的監(jiān)測系統(tǒng)；采用氮?dú)夥罍缁饡r，必須有固定或移動的溫度觀測 站（點(diǎn)）和檢測手段。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CaCI

51、2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，通常分為移動式、半永久式和永久式設(shè)計(jì)根據(jù)井下輔助運(yùn)輸方式、回采工藝等，采用移動式系統(tǒng)，將藥液 箱與發(fā)射泵放在平板車上與工作面移動變電站、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

52、足防滅火的要 求。超過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)采用礦井防滅火規(guī)（GB510782015）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綜

53、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，藥劑量4.0t/d，當(dāng)采用MgC 12時，鹵塊（鹵液）中結(jié)晶水含量達(dá)到 50%以上時，需藥劑原料8t/d。（三）設(shè)備選擇根據(jù)阻化劑用量及開采條件，每個回采工作面設(shè)備選型如下：貯液箱：選用1個5.0m3貯液箱。發(fā)射泵：選用1臺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

54、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。閥門開關(guān)：設(shè)計(jì)在干管與支管中分別配置閥門開關(guān)控制系統(tǒng)中的每個 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)防措施服務(wù)年限長的煤巷均采用噴砼、鋪底全封閉支護(hù)。工作面采完后立即進(jìn)行封閉。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。巷道布置考慮了全礦井反風(fēng)及局部反風(fēng)。井下按有關(guān)規(guī)定設(shè)置溫度和CO探頭，對火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測。第六章礦井工作面重點(diǎn)區(qū)域防滅火技術(shù)方案一、工作面開切眼防滅火方案（一）對切眼附近煤壁壓注阻化劑。（二）

55、加快工作面設(shè)備安裝速度和工作面初始推進(jìn)速度。（三）開切眼埋管注氮?dú)?。（四）開切眼埋管采后注漿。（五）在工作面回風(fēng)順槽預(yù)埋束管取樣分析采空區(qū)的氣體變化和采空 區(qū)浮煤自燃性預(yù)測。二、工作面推進(jìn)速度減慢時的防滅火方案（一）在工作面進(jìn)回風(fēng)隅角掛設(shè)風(fēng)簾，減少采空區(qū)漏風(fēng)。（二）在順槽隅角堆積砂袋，建立防火隔離墻，間距應(yīng)小于100m。（三）在工作面噴灑汽霧阻化劑。（四）采空區(qū)埋管注氮?dú)狻＃ㄎ澹┯袟l件時，可從相鄰巷道向采空區(qū)打鉆注漿處理。三、工作面停采前、撤架期間及封閉后的防滅火方案（一）工作面離設(shè)計(jì)停采線60m時，即開始在工作面噴灑汽霧阻化劑。（二）工作面離設(shè)計(jì)停采線40m時，沿順槽在采空區(qū)中預(yù)埋注氮?dú)夤?

56、路。（三）工作面停采時，對采空區(qū)實(shí)施注氮防火。（四）工作面停采期間，降低工作面風(fēng)量（約正常風(fēng)量的一半）。（五）加快工作面設(shè)備撤出速度，應(yīng)在停采后一個半月工作面設(shè)備全 部撤完，并完成封閉。（六）在撤架的過程中，加強(qiáng)停采線回風(fēng)流氣體、溫度監(jiān)測和自燃危 險(xiǎn)性預(yù)測。（七）經(jīng)檢查或預(yù)測，確有自燃危險(xiǎn)性時，在危險(xiǎn)區(qū)域架間布置鉆孔， 注膠防火處理。（八）工作面停采設(shè)備全部撤出后，在停采線以外的順槽合適位置建 立主密閉，并留設(shè)觀測孔和注漿管路。（九）對封閉區(qū)進(jìn)行注漿處理。（十）定期檢測密閉的氣體、溫度狀況，至少每周檢測一次密閉的氣 體情況，發(fā)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w時，要取樣進(jìn)行色譜分析。（十一）采取均壓措施，減少停采

57、線漏風(fēng)，防止停采線浮煤自燃。第七章礦井外因火災(zāi)防治措施及裝備煤礦外因火災(zāi)主要包括明火火災(zāi)、電氣火災(zāi)、爆破火災(zāi)、瓦斯、煤塵燃 燒或爆炸引起的火災(zāi)以及摩擦火災(zāi)等幾種，且尤以電氣火災(zāi)和帶式輸送機(jī) 火災(zāi)更為嚴(yán)重。一、電氣事故引發(fā)的火災(zāi)防治措施及裝備電氣火災(zāi)是指由于電火花、電弧以及異常高溫的導(dǎo)電部分所引起的可 燃物的燃燒。（一）電氣火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因?qū)Ь€灼熱，其溫度超過允許值，致使引燃電纜，發(fā)生火災(zāi)。電網(wǎng)中導(dǎo)電部分各元件接觸不良，引起接觸電阻增大，當(dāng)電流通過 時，接觸點(diǎn)會產(chǎn)生很高溫度而導(dǎo)致火災(zāi)。變壓器油吸水，使其絕緣水平下降，易使一些電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧和 相間短路，引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。井下電氣設(shè)備上覆蓋物品

58、，使設(shè)備散熱不良，溫度升高易引發(fā)火災(zāi)。保護(hù)裝置失靈，起不到應(yīng)有保護(hù)作用，也會引發(fā)電氣火災(zāi)。設(shè)備、電纜等阻燃性差。（二）電氣火災(zāi)的防治措施及裝置設(shè)置專職技術(shù)人員，檢驗(yàn)和整定供電系統(tǒng)中的各級繼電保護(hù)，使之 靈敏、快速、可靠。裝設(shè)完善的各種保護(hù)裝置。電氣設(shè)備防爆性能必須達(dá)到煤礦安全 規(guī)程要求，過電流、漏電、過負(fù)荷和欠壓釋放等保護(hù)裝置齊全，靈敏可 靠；井口和井下電氣設(shè)備必須有防雷擊和防短路的保護(hù)裝置。井下合理正確使用、選擇和安裝電氣設(shè)備及電纜。所有電氣設(shè)備保 護(hù)必須定期校驗(yàn)，定期檢查接地極、接地線和接地母排，搖測接地電阻， 確保靈敏可靠。井下照明燈必須有保護(hù)罩。電氣設(shè)備與電纜連接處接觸良好，并經(jīng)常檢查

59、和修理。操作電氣設(shè) 備要一人操作，一人監(jiān)護(hù)，操作者要穿絕緣靴或站在絕緣臺上，并戴上絕 緣手套。在電氣設(shè)備運(yùn)行時，操作高壓柜嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉刀閘或人力搖出開 關(guān)柜隔離小車。保證變壓器油的絕緣性能和耐壓性。井下嚴(yán)禁存放汽油、煤油和變 壓器油，使用過的棉紗、布頭、紙和潤滑油等必須存放在蓋嚴(yán)的鐵桶，并 由專人定期送地面處理。嚴(yán)禁將剩油、廢油潑灑在井巷或硐室。利用礦井監(jiān)測裝置，加強(qiáng)礦井火災(zāi)的實(shí)時監(jiān)測。機(jī)電硐室及機(jī)電設(shè)備安裝地點(diǎn)應(yīng)備有滅火器材，其數(shù)量、規(guī)格和存 放地點(diǎn)見附表二；所有機(jī)電硐室、火藥庫都必須至少存放0.2m3的滅火砂; 必須定期檢查滅火器材，并及時更換。所有井下工作人員都必須熟悉滅火 器材的使用方

60、法，并熟悉本職工作區(qū)域滅火器材的存放地點(diǎn)二、帶式輸送機(jī)火災(zāi)防治措施及裝備（一）礦井帶式輸送機(jī)選用的阻燃輸送帶、托輥及滾筒的非金屬材料零部件應(yīng)滿足MT668-2008標(biāo)準(zhǔn)要求。（二）井下帶式輸送機(jī)電動機(jī)、制動器、拉緊裝置等膠帶機(jī)電器元部 件均為防爆型。液壓油采用阻燃介質(zhì)。（三）礦井帶式輸送機(jī)必須設(shè)有自動灑水滅火裝置，水源應(yīng)取自井下 消防灑水系統(tǒng)，防滑、防跑偏等防護(hù)設(shè)施和煙霧報(bào)警、自動灑水等安全設(shè) 施必須齊全、靈敏可靠。（四）帶式輸送機(jī)按要求配備滅火器材，其數(shù)量、規(guī)格和存放地點(diǎn)見 附表二（五）帶式輸送機(jī)維護(hù)保養(yǎng)等，嚴(yán)格按操作規(guī)程工作，并做好記錄， 事故處理按緊急預(yù)案處理。三、礦井提升機(jī)房火災(zāi)防治措