采區(qū)防滅火設(shè)計(jì).doc

采區(qū)防滅火設(shè)計(jì) 礦井火災(zāi)防治技術(shù)是安全技術(shù)中的一個(gè)分支，其主要內(nèi)容是，首先防止火災(zāi)發(fā)生，其次是防止火災(zāi)萬一發(fā)生后造成擴(kuò)大化，把火災(zāi)的損失降低到最低限度。因此對(duì)火災(zāi)不能只考慮發(fā)生后的對(duì)策，而更重要的是著眼于發(fā)生前的預(yù)防對(duì)策，預(yù)防火災(zāi)于未然，是我礦防治火災(zāi)的方針。煤層自然發(fā)火是許多因素綜合作用的結(jié)果，而自然保護(hù)傾向性起著重要的作用，是自然發(fā)火的主要原因，其主要取決于如下因素：1、煤化程度2、煤巖成分3、煤中含有的瓦斯4、水分5、煤中的硫及其他礦物質(zhì)事實(shí)證明，開采技術(shù)和管理水平是引起自燃火災(zāi)直接關(guān)鍵性的原因，它包括礦井的開拓方式、采區(qū)巷道布置、回采方法、和回采工藝、通風(fēng)系統(tǒng)和管理因素。即從開采設(shè)計(jì)到施工、生產(chǎn)和管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中人們的一系列行為都對(duì)自燃火災(zāi)的發(fā)生起決定性的影響。 采礦技術(shù)對(duì)自燃火災(zāi)的影響主要表現(xiàn)為下列四個(gè)方面： （一）礦井開拓準(zhǔn)備方式和采區(qū)巷道布置（二）回采方法和回采工藝（三）漏風(fēng)（四）地質(zhì)因素 利用我們擁有的開采技術(shù)知識(shí)，在礦井設(shè)計(jì)、建井施工和生產(chǎn)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，采取一系列的有效的技術(shù)措施，來控制自燃因素的產(chǎn)生和發(fā)展，借以達(dá)到增強(qiáng)礦井先天性的防火能力。 生產(chǎn)實(shí)踐也證明，合理的開拓開采系統(tǒng)和開采方法，對(duì)防止自燃火災(zāi)起著決定性的作用。 開拓開采技術(shù)防火 ，就是根據(jù)煤層的自燃傾向性、發(fā)火期的長短、地質(zhì)條件等客觀因素，因地制宜、因時(shí)制宜的來考慮礦井的開拓布局，采區(qū)尺寸和巷道布置，應(yīng)用合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝，提高回采率和工作面推進(jìn)速度，增強(qiáng)礦井的先天性的防火能力，減少甚至避免礦井自燃火源的產(chǎn)生，以保證安全生產(chǎn)。開拓開采防火，要從礦井設(shè)計(jì)著手，優(yōu)先考慮放火要求，在施工、生產(chǎn)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中采取各種技術(shù)措施來限制部分乃至全部自燃條件的產(chǎn)生和滋長。 一、生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生的，自燃的形成是伴隨著生產(chǎn)過程而發(fā)展的。因此只要我們?cè)谏a(chǎn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中，高度重視放火工作，并開拓開采技術(shù)防止自燃發(fā)火的機(jī)理在于，自燃的四個(gè)必要條件幾乎都是在采取綜合而有效的放火技術(shù)措施就可以防止自燃火源的產(chǎn)生。 提高開拓開采技術(shù)，可以達(dá)到以下目的： 1、提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質(zhì)基礎(chǔ)。2、限制和阻止空氣流入和滲透至疏松的煤體，消除自燃的供氧條件，防止空氣流入可燃物?？梢詮膬蓚€(gè)方面著手：（1）消除漏風(fēng)渠道，其方法是： 利用可靠的密閉隔絕漏風(fēng)渠道；改變巷道布置或通風(fēng)系統(tǒng)；從而改變可燃物與風(fēng)路之間的相對(duì)位置。（2）減少漏風(fēng)壓差。這以通過調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。而通風(fēng)系統(tǒng)又受開拓方式和采區(qū)巷道布置所決定。 3、使流向可燃物的漏風(fēng)，在數(shù)量上限制在不燃風(fēng)量之下，在時(shí)間上限制在自燃發(fā)火期以內(nèi)。二、合理地進(jìn)行巷道布置我礦是有自燃煤層的礦井，在進(jìn)行礦井和采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)煤層的賦存條件，選擇有利于防火的巷道布置方式。 （一）采用巖石巷道我礦開采的9#與10#煤都屬于二類自燃煤層，采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)將運(yùn)輸大巷和回風(fēng)巷道，采區(qū)上、下山、集中運(yùn)輸巷和集中回風(fēng)巷等的服務(wù)時(shí)間較長的巷道，布置在煤層中。巷道布置在煤層中時(shí)，對(duì)于服務(wù)年限較長的巷道，一方面要留足夠尺寸的煤柱，另一方面巷道要用砌碹或錨噴支護(hù)，且碹體內(nèi)的冒高和空隙處應(yīng)用不燃和難燃的矸石等材料充填，靠近碹體的四周最好再充填500毫米厚的黃土。 經(jīng)驗(yàn)證明，這樣做不僅有利于巷道的耐壓而且對(duì)堵漏防火大有好處。（二） 區(qū)段巷道分采分掘： 采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采取區(qū)段分采分掘的方法，即回采區(qū)段工作面的進(jìn)、回風(fēng)巷同時(shí)掘進(jìn)，取消聯(lián)絡(luò)短巷。 （三）分層區(qū)段平巷采用垂直式布置： 這樣設(shè)計(jì)煤柱小，還可以不留煤柱，提高回采率，有利于防火。三、推廣無煤柱開采技術(shù)： 實(shí)行無煤柱開采，是減少自燃發(fā)火的重要途徑之一。 1、無煤柱開采的方式有： （1） 跨上（下）山回采，消除上（下）山煤柱。 （2） 跨石門回采，取消石門煤柱。 （3） 沿空送巷。 2、防火安全措施。取消煤柱之后，雖然能夠消除因煤柱發(fā)生的火災(zāi)，但也能帶來其他問題，因此必須有效地解決采空區(qū)的隔離問題。具體措施有： （1）對(duì)于開采緩傾斜的厚煤層或頂板巖性比較堅(jiān)硬而不易冒落、在短期內(nèi)不易膠結(jié)的煤層，可以采用區(qū)段跳采。 （2）應(yīng)用充填、噴涂和堵掛等密封材料，形成巷旁隔離帶（層），是沿空掘進(jìn)和留巷時(shí)防止向采空區(qū)漏風(fēng)、發(fā)生自燃火災(zāi)的重要安全措施之一 （3）合理確定滯后時(shí)間。 （4）其他措施。如把無煤拄開采與風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施相結(jié)合，采用UU或D型布置，對(duì)于減少采空區(qū)漏風(fēng)，起到不可忽視的作用；另外，對(duì)采椌區(qū)進(jìn)行良好的預(yù)防性灌漿，對(duì)于加速冒落巖石的膠結(jié)和壓實(shí)防止漏風(fēng)，也起到很好的效果。 三、選擇合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝 合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝是減少采空區(qū)及其附近煤柱自燃發(fā)火的根本性措施之一。除此外，在有條件的情況下，應(yīng)盡量采用綜采和高檔普采等機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。這種工藝優(yōu)點(diǎn)是，生產(chǎn)集中、產(chǎn)量高，回采速度快，在相同的產(chǎn)量的情況下，煤柱受壓時(shí)間短，采空區(qū)自熱時(shí)間短，對(duì)于防止自燃發(fā)火極為有利。 從預(yù)防自燃發(fā)火的角度來說，對(duì)采煤方法和回采工藝的要求是：（1）回采率高，即不丟煤和少丟煤，尤其是不使采空區(qū)及其附近有成堆碎煤堆積；（2）有利于加快循環(huán)進(jìn)度；（3）有利于縮短采空區(qū)頂板冒落、充填、交接和壓實(shí)時(shí)間，減少漏風(fēng)；（4）控制礦山壓力，減少煤柱破壞（破碎）。 1、提高回采率 回采率的高低對(duì)發(fā)火頻率起決定性的影響作用，而采煤方法是決定回采率高低的關(guān)鍵。我礦開采緩傾斜煤層時(shí)，采用長壁式（走向式長壁和傾向長壁采煤方法回采率高）在回采的過程中，還應(yīng)注意將采空區(qū)，特別是上下風(fēng)巷的浮煤清凈，不在萬不得已的情況下，不要在采空區(qū)留煤柱。 2、加快循環(huán)進(jìn)度采用先進(jìn)的回采工藝，設(shè)計(jì)合適的采區(qū)尺寸，為加快循環(huán)進(jìn)度創(chuàng)造條件。工作面的傾斜長對(duì)循環(huán)進(jìn)度至關(guān)重要。工作面的長度一定要與運(yùn)輸能力、技術(shù)管理水平、地質(zhì)條件等主觀因素相適應(yīng)。3、科學(xué)管理頂板和工作面，減少臨面采空區(qū)漏風(fēng)帶寬度，除了加快循環(huán)進(jìn)度之外，科學(xué)的頂板方法，可以改善采空區(qū)漏風(fēng)帶內(nèi)的空氣流動(dòng)阻力特性，縮小自熱帶或漏風(fēng)帶寬度，減少采空區(qū)漏風(fēng) 頂板管理要因巖性而異，并要特別注意采空區(qū)與煤柱交界處頂板的放落。對(duì)于頂板巖性松軟，易冒落，碎張比大的，采用陷落法管理頂板，再配合良好的預(yù)防性灌漿，就會(huì)使采空區(qū)充填密實(shí)，具有較好的防火效果。減少工作面的通風(fēng)阻力也是減少采空區(qū)漏風(fēng)量和漏風(fēng)帶寬度重要措施之一。減少工作面風(fēng)阻，可以通過加強(qiáng)工作面的質(zhì)量管理，使支架縱橫成排；條件允許時(shí)可以增加工作面的有效通風(fēng)斷面，即增加工作面的控頂距等。減少工作面的風(fēng)量，在保證工作面的瓦斯?jié)舛炔怀?，滿足改善氣候條件要求的前提下，把風(fēng)量降低到最低限度。四、控制礦山壓力，減少煤體破壞實(shí)踐證明，在巷道周邊壓力的集中與變化最易造成圍巖的破碎，尤其在工作面的前方往往形成密集的裂隙網(wǎng)?？刂频V山壓力集中，不僅有利于巷道的維護(hù)，而且可以減少煤體的破碎，減少粉、碎煤的存在，防止煤柱漏風(fēng)供氧引起煤的自燃。 五、合理的通風(fēng)系統(tǒng) 1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)與礦井自燃發(fā)火之關(guān)系密切。通風(fēng)系統(tǒng)的類型是影響采空區(qū)和煤柱漏風(fēng)多少及時(shí)間長短的重要因素之一。對(duì)開采有自燃傾向的煤層，從防火的角度來說，進(jìn)回風(fēng)井，進(jìn)回風(fēng)大巷等平行異向的新乏風(fēng)流的距離及風(fēng)阻越小，壓差越大，對(duì)防火越不利。在進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)和采區(qū)巷道布置應(yīng)記住這一點(diǎn)。開采有自燃危險(xiǎn)的煤層的礦井必須實(shí)行分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，并在一定范圍內(nèi)具有可調(diào)性。當(dāng)一個(gè)采區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠根據(jù)救災(zāi)的需要，做到隨時(shí)調(diào)風(fēng)、停風(fēng)、減風(fēng)或反風(fēng)。這樣一來，一旦一個(gè)采區(qū)發(fā)生火災(zāi)，就有條件防止火災(zāi)氣體侵入其他采區(qū)，避免擴(kuò)大事故范圍。在巷道布置上，要采取分區(qū)通風(fēng)或局部反風(fēng)創(chuàng)造條件。2、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)采區(qū)和工作面來說，選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則也是盡量減少采空區(qū)的漏風(fēng)范圍和漏風(fēng)大小，不要讓新乏風(fēng)從采空區(qū)邊緣流過。 3、工作面通風(fēng)系統(tǒng) 走向長壁式回采的工作面，最好選用“后U”型通風(fēng)系統(tǒng)。這種形式的風(fēng)流不流經(jīng)暴露的采空區(qū)。 4、通風(fēng)設(shè)施安設(shè)合適 在風(fēng)路中安設(shè)風(fēng)門、調(diào)節(jié)門或密閉墻等通風(fēng)設(shè)施后，會(huì)使其前（上風(fēng)側(cè)）后（下風(fēng)側(cè)）風(fēng)流的壓能分布改變，即其前方風(fēng)流的壓能比原來增加，后方比原來降低，風(fēng)路兩端壓差增大。因此，如在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路中安設(shè)調(diào)節(jié)門或風(fēng)門時(shí)，應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)，減少采空區(qū)或其他漏風(fēng)通道的壓差，預(yù)防自燃發(fā)火。 為了預(yù)防自然發(fā)火，在漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門或風(fēng)門時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則： 1）當(dāng)一個(gè)漏風(fēng)風(fēng)路與某一風(fēng)路并聯(lián)時(shí)，不要在漏風(fēng)的源與匯之間安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門或其他通風(fēng)設(shè)施。 2）如在漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路中設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)筑物時(shí)，則通風(fēng)設(shè)施應(yīng)在漏風(fēng)源的上風(fēng)側(cè)或漏風(fēng)匯的下風(fēng)側(cè)。 3）調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)設(shè)施設(shè)置后，應(yīng)使采空區(qū)或其他自熱區(qū)同處于進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)或回風(fēng)系統(tǒng)。 六、堅(jiān)持正常的開采順序 對(duì)于近距離煤層群來說，正常的層間開采順序，應(yīng)是由上而下進(jìn)行開采。七、合理確定近距離相鄰煤層兩工作面之間的距離 通過以上分析，開采技術(shù)與自燃發(fā)火的關(guān)系極為密切。因此從設(shè)計(jì)開始，到施工、生產(chǎn)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)都要有一個(gè)防火的觀點(diǎn)，考慮到防火的要求，為防火工作創(chuàng)造必要的前提條件，以期達(dá)到防患于未然，作到“預(yù)防為主”。 八、調(diào)節(jié)風(fēng)壓（均壓）防滅火 根據(jù)通風(fēng)阻力定律，漏風(fēng)的大小取決于漏風(fēng)通道風(fēng)阻及兩端風(fēng)流具有的能量差。因此，欲要減少漏風(fēng)只有兩個(gè)途徑：一是增加漏風(fēng)通道的風(fēng)阻，如砌筑高質(zhì)量的密閉墻；二是設(shè)法減少漏風(fēng)壓差。在煤礦井下，由于受客觀地質(zhì)條件和采動(dòng)礦山壓力影響，使密閉墻的風(fēng)阻變的無窮大，其密閉十分良好是很困難的。更何況有些漏風(fēng)通道是難以或不能達(dá)到的。實(shí)踐證明，只要存在較大的漏風(fēng)壓差，單純采用增阻堵漏的措施，采空區(qū)的漏風(fēng)往往難以控制到理想的程度，而采用通風(fēng)技術(shù)措施減少漏風(fēng)壓差，則是消除或減少漏風(fēng)加速火區(qū)熄滅，防止煤炭自燃的有效途徑，這就是風(fēng)壓調(diào)節(jié)技術(shù)。 調(diào)節(jié)風(fēng)壓法防滅火，俗稱均壓防火。其實(shí)質(zhì)就是利用風(fēng)墻、風(fēng)窒和風(fēng)機(jī)等調(diào)壓裝置、調(diào)整風(fēng)流系統(tǒng)或通風(fēng)設(shè)施的位置，改變局部通風(fēng)系統(tǒng)的壓力分布，降低采空區(qū)漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，惰化采空區(qū)，從而達(dá)到抑制煤炭自熱發(fā)生發(fā)展和火源的熄滅。 （一）開區(qū)均壓防滅火 在生產(chǎn)工作面采空區(qū) 即未封閉火源或自熱源實(shí)施的調(diào)壓技術(shù)叫開區(qū)均壓防火。其作法一般是在生產(chǎn)工作面建立均壓系統(tǒng)，以減少采空區(qū)漏風(fēng)，抑制遺煤自熱和自燃發(fā)展，防止CO等有害氣體超限聚集或向工作面涌出，從而保證工作面的正?；夭?。 開區(qū)均壓防火多種多樣，但其具體措施要根據(jù)工作面不同的漏風(fēng)形式而異，查清主要漏風(fēng)通道（漏風(fēng)量最適宜煤炭自燃的漏風(fēng)通道），漏風(fēng)范圍，千方百計(jì)降低或改變其漏風(fēng)壓差是實(shí)現(xiàn)開區(qū)均壓防火的關(guān)鍵。 開區(qū)調(diào)壓防火的特點(diǎn)是：被抑制的漏風(fēng)一般都與生產(chǎn)用風(fēng)發(fā)生緊密的聯(lián)系，而且調(diào)壓是在保證安全生產(chǎn)的前提之下進(jìn)行，這就要求調(diào)壓時(shí)，既要保證安全生產(chǎn)的用風(fēng)，又要減少漏風(fēng)范圍或消除漏風(fēng)。因此，這就對(duì)開區(qū)均壓防火，提出了更高的要求。 調(diào)壓方法的選擇，主要取決于漏風(fēng)的形式和現(xiàn)場的具體條件?，F(xiàn)根據(jù)漏風(fēng)形式對(duì)調(diào)節(jié)方法加以闡敘。 1、臨面采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)節(jié) 臨面采空區(qū)遺煤自燃與否主要取決于其并聯(lián)漏風(fēng)量和采空區(qū)漏風(fēng)寬度。漏風(fēng)量和漏風(fēng)帶寬度越大，越容易自燃。對(duì)于并聯(lián)漏風(fēng)，漏風(fēng)量和漏風(fēng)帶寬度主要取決于工作面上下的壓差（即工作面阻力）和采空區(qū)的空氣阻力。從調(diào)壓的角度出發(fā)，減少臨面采空區(qū)的并聯(lián)漏風(fēng)的唯一方法是減少工作面的壓差。屬于調(diào)壓方面常用的措施有： （1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓 當(dāng)工作面風(fēng)量允許減少時(shí)，在工作面的回風(fēng)巷內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢冒苍O(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，減少工作面風(fēng)量 ，降低工作面壓差是抑制采空區(qū)自燃簡單易行的均壓措施。 降低工作面的壓差，不僅可以減少采空區(qū)的漏風(fēng)量而且可以減少漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶前移，再加快推進(jìn)速度，則已發(fā)展起來的自熱現(xiàn)象就會(huì)因缺氧而窒息。 （2）改變工作面通風(fēng)系統(tǒng) 工作面的壓差與工作面傾斜長度成正比，故減少長度則可減少壓差。工作面采用W型通風(fēng)系統(tǒng)可以降低、減漏防火的道理就在于此。 （3）并聯(lián)風(fēng)路調(diào)節(jié) 當(dāng)工作面的并聯(lián)漏風(fēng)范圍內(nèi)存在有自燃火源，且工作面存在有可利用的并聯(lián)風(fēng)路時(shí)，可以利用并聯(lián)風(fēng)路進(jìn)行分風(fēng)降壓調(diào)節(jié)。 （4）減少采空區(qū)漏風(fēng)長度。這是現(xiàn)場廣泛采用的簡單而有效的方法。它是在工作面下部靠近采空區(qū)的外側(cè)設(shè)擋風(fēng)幛或擋風(fēng)簾。 （5）在工作面上安設(shè)風(fēng)機(jī)。 2、對(duì)角漏風(fēng)的調(diào)節(jié) 在角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)角巷道風(fēng)流的方向和風(fēng)量可以通過改變邊緣臨近分支的風(fēng)阻從而改變的特性，即對(duì)角巷道風(fēng)流的可變性，是調(diào)節(jié)對(duì)角漏風(fēng)的理論依據(jù)。為此可實(shí)施下列方案；（1）改變風(fēng)阻 （2）改變壓能 （3）風(fēng)窒風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓 3、大面積采空區(qū)的調(diào)壓防火技術(shù) 工作面回采結(jié)束后，由于風(fēng)門的降壓、專用調(diào)壓巷道的分風(fēng)和密閉的隔絕的綜合作用，使得停采線和采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)大大減少，再配合對(duì)重點(diǎn)得進(jìn)行灌漿，完全可以防止大面積的采空區(qū)自燃發(fā)火。這為無煤柱開采的安全生產(chǎn)，創(chuàng)造了有利條件。 4、改變通風(fēng)設(shè)施位置，進(jìn)行風(fēng)壓調(diào)節(jié)。通風(fēng)設(shè)施位置正確與否，對(duì)自燃發(fā)火的產(chǎn)生與發(fā)展，有時(shí)起著重要影響。 （二）閉區(qū)均壓防滅火 閉區(qū)均壓防滅火是在采空區(qū)和火區(qū)封閉的條件下進(jìn)行的。其實(shí)質(zhì)是，用通風(fēng)的方法平衡密閉空間漏風(fēng)的壓差，減少漏風(fēng)量，即降低火區(qū)內(nèi)氧的濃度，達(dá)到防止采空區(qū)發(fā)生煤炭自燃或加速火區(qū)內(nèi)或源熄滅之目的。其主要方法有： （一）、降低火區(qū)漏風(fēng)的壓差 火區(qū)漏風(fēng)的壓差，即是漏風(fēng)