預(yù)防煤層自燃發(fā)火設(shè)計.

1、預(yù)防煤層自燃發(fā)火設(shè) 計六枝特區(qū)青菜塘煤礦2010年度預(yù)防煤層自燃發(fā)火設(shè)計一、概況1）礦井采掘生產(chǎn)情況青菜塘煤礦位于六枝特區(qū)郎岱鎮(zhèn)境內(nèi)，距貴昆線上的新窯火車站約33km，距水黃高等級公路2.5km，交通十分方便。礦區(qū)面積1.1379km2。該礦可采和局部可采煤層共七層，由上至下依次為1、2、3、7、17、18、19號煤層，煤層傾角60-70。1、2、3、17、19號煤層為瘦煤為主，有部份焦煤；7、18號煤層以主焦煤為主，有少許瘦煤。礦井改擴建30萬噸/年，儲量核實報告已批復(fù)，開采可行性方案設(shè)計已審批，開采設(shè)計方案及安全專篇等設(shè)計得到批復(fù)，老系統(tǒng)現(xiàn)已關(guān)閉，正在施工新系統(tǒng)建設(shè)，現(xiàn)在只有二個掘進工作面

2、，無采煤工作面。2）通風(fēng)狀況礦井采用中央并列抽出式通風(fēng)，風(fēng)井裝有兩臺礦用隔爆型軸流通風(fēng)機，型號為FBCDZ，功率237 Kw ，一臺工作，一臺備用。通風(fēng)機風(fēng)量為1680720m3/min,風(fēng)壓為11602500Pa。(由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)較好,通風(fēng)阻力小，風(fēng)井主扇只開一節(jié)，礦井進風(fēng)量可達1400 m3/min,礦進風(fēng)量有余)。3、根據(jù)六枝工礦(集團)恒達勘察設(shè)計有限公司2006年6月16日提交的井田內(nèi)7號煤層自燃傾向性鑒定報告，7號煤層自燃傾向為二類,屬自燃煤層。其他煤層暫未作鑒定。因此礦井必須采取預(yù)防自燃的措施。另外，礦井必須盡快對其它煤層進行煤層自燃發(fā)火傾向性鑒定，以便采取相應(yīng)的安全措施。二、

3、煤層自燃發(fā)火分析1、7#煤層經(jīng)鑒定為自燃煤層，尤其是工作面上方前部+1435水平為7#煤老窯破壞區(qū)，回采率低，遺留大量而集中的碎煤，并且應(yīng)力集中。在采動過程中，極易使7#煤層回風(fēng)巷巷局部地點受壓過大而造成頂板破碎或冒落。因該區(qū)段供氧條件較好，但散熱性能差，熱量積聚后易發(fā)生自燃。2、采空區(qū)區(qū)段在回采工作面壓力作用下，護巷煤柱破碎、破裂坍塌，并且在采煤過程中遺有大量浮煤，再加上放頂后采煤工作面上下兩巷冒落不實，留下了漏風(fēng)通道。在漏風(fēng)氧化儲熱的部位，易發(fā)生自燃。3、原7#煤層為長壁后退式柔性掩護支架開采，遺煤多，在空間中的氧與破碎煤體本身已進行緩慢氧化，并且熱量不易散發(fā)，空間溫度較高。在采動過程中，

4、與上部空間塌通，兩巷間存在溫度差，高溫與低溫之間的對流和擴散漏風(fēng)形成穩(wěn)定的持續(xù)的供氧條件和儲熱環(huán)境，從而引起采空區(qū)原7#刀柱遺留煤柱的自燃。三、防治自燃發(fā)火設(shè)計（一）通風(fēng)管理與預(yù)測預(yù)報方面1、采煤工作面采用U型通風(fēng)方式，為減少采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，盡量減小壓差，負壓不能超過25mmH2O?；夭善陂g必須加強工作面及周邊的通風(fēng)設(shè)施的管理，合理布置通風(fēng)系統(tǒng)，保證該面通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。2、為盡可能減小采空區(qū)氧化帶寬度及漏風(fēng)強度，進行安全配風(fēng)計算?；夭善陂g工作面的風(fēng)量保持在400m3/min左右，上下浮動不超過35m3/min，發(fā)現(xiàn)風(fēng)量變化超過規(guī)定時，必須立即查找原因，采取措施，進行處理。3、制定工作面專

5、項防火管理制度。嚴格執(zhí)行自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報制度，防火監(jiān)測內(nèi)容為防火點的CH4、CO2、CO、氣溫、水溫等發(fā)火預(yù)兆項目。每班的檢查結(jié)果匯報通風(fēng)區(qū)調(diào)度，并記錄在專項防火記錄薄內(nèi)；另外通風(fēng)區(qū)還需設(shè)立專門的39713工作面防火臺賬，臺賬主要包括各地點CH4、CO2、CO、氣溫、水溫、氣樣分析、風(fēng)量、防火措施實施情況、工作面推進進度等內(nèi)容，以便進行防火分析。4、在工作面進風(fēng)巷、回風(fēng)巷、工作面上隅角及盤區(qū)風(fēng)道各設(shè)置一個防火觀測站，每班由瓦斯員負責掛牌檢查匯報。5、工作面所有工作人員必須了解掌握自燃發(fā)火預(yù)兆的相關(guān)知識，一旦發(fā)現(xiàn)有煤壁掛汗、發(fā)熱、空氣中有煤油、焦油味等自燃征兆時，必須做好標記，并及時匯報。6、由

6、煤礦技術(shù)主管負責放專人對工作面上下巷的頂板下沉及完整性進行觀察，發(fā)現(xiàn)巷道有頂板破碎或冒落，必須做好標記并匯報。7、如發(fā)現(xiàn)工作面上下巷道有破碎、冒落現(xiàn)象時，由通風(fēng)隊負責及時組織對破碎地點或冒落點進行打鉆、充填、封堵處理（具體辦法附后），同時通風(fēng)一隊及時將破碎、冒落點納入防火觀測點。8、通風(fēng)區(qū)技術(shù)組每周對防火點檢測記錄進行整理分析，發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標達到臨界值或超標等有異常變化時，由通風(fēng)區(qū)組織研究針對性措施，根據(jù)隱患狀況及時采取灑水、注漿、注阻化劑等防滅火措施，妥善處理，并立即發(fā)出自燃發(fā)火警報，告知有關(guān)單位及人員。建立防治自燃發(fā)火檔案，每月定期對防火觀察數(shù)據(jù)進行匯總、分析，繪制變化曲線，密切注視自燃

7、發(fā)火征兆的顯現(xiàn)及其變化趨勢，時刻掌握自燃發(fā)火動態(tài)，及時指導(dǎo)防火管理工作。9、每周由通風(fēng)隊負責使用紅外線溫度探測儀對采空區(qū)內(nèi)及巷道破碎地點進行溫度測定。每月對采空區(qū)上隅角及破碎、冒高等地點抽取氣樣送實驗室進行分析。每月對氣樣分析和溫度變化繪制曲線圖進行綜合分析，根據(jù)分析情況調(diào)整采樣和觀察周期。10、工作面按規(guī)定在回風(fēng)巷距工作面10m處設(shè)置CH4傳感器、CO傳感器、溫度傳感器各一個，實行防火監(jiān)測監(jiān)控。11、通風(fēng)二隊每周對工作面周邊的9道密閉完好情況進行定期檢查、維護，確保完好。通風(fēng)一隊測風(fēng)員每周對本礦范圍內(nèi)的漏風(fēng)情況進行一次全面檢查。12、地測中心定期對周邊小窯及地面蓋山裂隙進行查堵，檢查情況做專

8、項記錄，確保該面采空區(qū)的漏風(fēng)降低到最低限度。（二）回采期間防火工作要求與頂板管理1、采煤期間要減少采空區(qū)遺留煤量，盡量不丟煤。2、適當加寬支撐煤柱尺寸，防止壓力過于集中壓塌煤柱，產(chǎn)生漏風(fēng)。熟練掌握后掩護支架，嚴防過多遺煤。拉走矸石的同時，必須將浮煤清理干凈，使頂板充分冒落壓嚴采空區(qū)。3、減少最大控頂工序時間，加快回采進度，減少遺煤氧化發(fā)熱時間，在自熱發(fā)火期內(nèi)，使采空區(qū)中的氧化帶進入窒息帶。4、要及時回收木頭、棉紗等易燃物品，嚴防易燃物品進入采空區(qū)。5、超前支護段和上、下隅角以外巷道的頂幫由采煤隊負責利用液槍每8h進行充分灑水濕潤一次，杜絕高溫煤體進入采空區(qū)以及降低溫度延長自燃發(fā)火期。移架一次要

9、對上下隅角塌落的碎煤體灑水及噴灑MEA阻化溶液，全面徹底覆蓋、灑透。6、回采期間采煤隊要加強對上下巷支護，嚴防塌透上部煤層從而引起上部未采煤層過早地氧化發(fā)熱，蓄溫自熱，如有空洞巷道要及時封堵充填、進行處理。（三） 防火技術(shù)及方法1、巷道頂板破碎煤體可能自燃地點的防治1）、根據(jù)巷頂煤體破碎不同，對頂煤破碎深度在5001000mm巷段，沿巷道走向在巷頂間隔3m布置一排2個與巷頂呈3035的仰角，深3m、直徑20mm的測溫、灑水鉆孔。該孔一般僅用于測溫，一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過危險臨界值（35）后，即對破碎的頂煤注水或壓注阻化液、粉煤灰。2）、對破碎頂煤深度超過1000mm的破碎煤體段布置深鉆孔，沿巷道走向

10、預(yù)先在巷頂間隔5m布置一排2個與巷頂呈4045的仰角，深68m、直徑40mm的注漿或充填孔。主要用于向巷頂破碎煤“多輪多次適量”注水，以濕潤、降溫、阻燃。在觀察過程中發(fā)現(xiàn)CO有上升趨勢或溫度達到臨界值，并伴有CH化合物出現(xiàn)時立即采取壓注MEA或粉煤灰漿進行阻化防滅火。 鉆孔打好后及時下入前端有1m花眼的40mm的鋼管。下管深度不小于孔深，封孔采用土灰比3：1的黃泥灰。封孔深度不小于0.5m，孔封好后即連接注水、注漿支管進行注水、注漿，未連接支管的管孔，必須堵嚴。2、巷頂高冒區(qū)的防治對于巷頂出現(xiàn)的高冒區(qū)，進行表面封閉。封閉時，木板要卡緊，封閉嚴實，并用灰土1：3的泥漿抹嚴，封閉前應(yīng)根據(jù)冒落高度及

11、范圍，先下入40mm的防火管，下管密度為1個/2，下管深度根據(jù)冒高確定。下管前端必須下至冒落頂板處，且前端1m必須是花眼鋼管。24h后對其充填粉煤灰進行封閉，具體充填時要分組進行，充填時先連接鉆孔個數(shù)的1/2，其余鉆孔備用，充填量以填滿實為止。3、采空區(qū)防治（1）封堵采空區(qū)的主要進、出口漏風(fēng)，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。第一，采空區(qū)氧化帶的寬度與單位時間的供氧量與漏風(fēng)量的大小成正比關(guān)系，采空區(qū)漏風(fēng)量大小除與工作面上下隅角的風(fēng)壓差和塌落后的空隙率相關(guān)聯(lián)外，還與采空區(qū)主要進、出口的漏風(fēng)的通過能力有很大關(guān)系，所以隨著工作面的推進，及時封堵采空區(qū)的主要漏風(fēng)通道，最大限度的減少采空區(qū)漏風(fēng)量，是一項重要的措施之一。

12、為此，采煤工作面在正常回采中每隔20m由采煤隊負責用編織袋裝填不燃性材料，沿巷道走向分層垂直壘砌，封堵漏風(fēng)通道。封堵的兩側(cè)必須與相鄰的支架尾梁和巷道煤壁接嚴，且其頂端必須與巷頂接實，能夠全斷面封堵漏風(fēng)通道。在正常開采過程中，如果發(fā)現(xiàn)采空區(qū)溫度、CO呈上升趨勢，并伴隨有CH化合物的出現(xiàn)時，及時放專人對工作面、采空區(qū)的各項自燃指標進行逐段全面檢測分析，準確掌握采空區(qū)的隱患范圍、地段，并采取如下措施：A、及時在進、回風(fēng)巷的上、下隅角建墻，并在墻體內(nèi)向采空區(qū)方向呈扇形人工下設(shè)5個注阻化劑鉆孔。技術(shù)參數(shù)：鉆孔底部距工作面的垂直距離氧化帶寬度，鉆孔打好后及時下入前端布設(shè)有花眼40mm的套管，花眼長度為：鉆

13、孔深度減6m（冷卻帶寬度），花眼孔徑18mm，花眼間距1m。B、通過支架前梁架沿工作面走向，向架后采空區(qū)重點地段打75mm鉆孔進行壓注MEA防火材料。鉆孔的參數(shù)為：角度=15，L（孔深）=氧化帶寬度/cos15；布置間距：重點范圍內(nèi)每架一個，成孔后，下入花眼鋼管（參數(shù)同前），及時連接壓注泵對采空區(qū)及上、下隅角壓注MEA高分子防火材料。采空區(qū)氧化帶寬度計算公式：X=4（Qh-Qj）O20ZL（Qh+Qj）2v0ln（O20O2min）Q （Qh Qj）式中 Qh工作面實測回風(fēng)量，m3/min；Qj工作面實測進風(fēng)量，m3/min；Z工作面采高，m；L工作面斜長，m；X采空區(qū)氧化帶寬度，m；O20風(fēng)

14、流中的氧含量，取20.96%；O2min煤氧化下限氧濃度（取值為5.74%）v0煤耗氧速度， m3/min；Q1工作面的供風(fēng)量，m3/min。上式可簡化如下：X=a Q （2）工作面停采，撤除支架期間的防治撤除期間由于工作面停滯不前，氧化帶長時間停留在同一區(qū)段內(nèi)，采空區(qū)浮煤發(fā)火的可能性最大，所以撤除支架期間防火的重點主要是采空區(qū)防火。防治措施如下：第一，在距停采線30m時，必須在工作面的上、下隅角相距10m依次壓入3趟75mm的鋼管進行足量注漿（采空區(qū)注漿管埋設(shè)見圖（5），注漿時每推進10m注漿一次，壓漿管隨著工作面的推進，不斷向外接續(xù)，直至停采。停采后及時在上、下隅角建墻進行封堵。第二，在停

15、采線上、下隅角主要漏風(fēng)封堵后，其周邊次漏風(fēng)帶的漏風(fēng)強度會有所增強。因此為減少次漏風(fēng)通道，從工作面停采前15m開始，在架頂隨頂網(wǎng)同步鋪設(shè)具有“雙抗性”的彩條布，彩條布沿工作面走向壓入采空區(qū)，壓掩長度不小于1.5m，沿傾向與工作面的斜長相同，接口邊長度300500mm，壓口方式為順風(fēng)流方向，其前部必須鋪至煤壁處。該方法與封堵采空區(qū)漏風(fēng)通道和采空區(qū)注漿等措施同時實施。（四）防火設(shè)備技術(shù)參數(shù)及工藝流程1、注漿孔鉆探設(shè)備技術(shù)參數(shù)和配備情況（1）、鉆機：型號KHYD75DIA，功率：3KW，電壓：380/660主軸轉(zhuǎn)速：240r/min，鉆進速度：320mm/min，主機重量：75kg，鉆孔直徑：3645

16、mm（巖石），6090mm（煤層），鉆空深度：8m（巖石），80m（煤層），配備：上下巷各一臺，要求鉆機性能完好，能夠正常使用。（2）、鉆桿的參數(shù)選擇和配備情況在施打過程中，實體煤或破碎程度較輕的煤層比較好打。但在破碎煤體中施打時，由于煤體破碎疏松，施工鉆孔時，鉆頭穿過后破碎煤體結(jié)合在一起，即不能成型，很難成孔，且無法下如套管，甚至鉆頭、鉆桿退不出。因此，選用一次性鉆頭打孔，鉆進后不在復(fù)用，并且直接用兩端車絲的鉆孔套管代替鉆桿，鉆頭與套管或套管之間必須用耐扭強度較大的加厚剛性接箍連接，不僅能解決破碎煤體注漿孔的施打問題，而且可以提高施工效率（一次性鉆頭及首根套管的結(jié)構(gòu)見配備：鉆頭20個；套管正

17、、副巷各50m。2、MEA壓注或填灑工藝流程步驟及設(shè)備參數(shù)（1）、MEA的壓注、噴灑步驟、配料箱選用1.5m3，確定每箱的MEA加入量為0.045 m3；、向配料箱加水過程中，同步將MEA料劑均勻地灑入配料箱中；、加到預(yù)定位置后，不要急于攪拌，而讓其自行吸水變成膠體后，可適當進行攪拌，保證其均勻性；、壓注或噴灑過程中，掌握好水和料劑的同步添加速度，保證配比穩(wěn)定；、配比水源應(yīng)具有一定的水壓，加料時應(yīng)將其向水流與水面的交匯處均勻添加，充分利用交匯接觸面往上翻起的水浪將材料帶走并均勻混合。（2）、壓注、噴灑設(shè)備采用TBW50/15型高壓泥漿泵TBW50/15型高壓泥漿泵技術(shù)參數(shù)功率：2KW；流量：5

18、0L/min；工作壓力：1.5MPa；輸送介質(zhì)料徑3mm除此工藝外，也可用兩個配料箱并聯(lián)后再與壓注泵串聯(lián)形成系統(tǒng)，交替進行單個配制MEA膠體壓注或噴灑。3、粉煤灰壓注流程：阻化粉煤灰工藝要求及技術(shù)參數(shù)（1）、水與粉煤灰之比為1：1.5（2）、粉煤灰粒徑8mm（3）、充填泵選用KLB100/5型，其參數(shù)為：工作壓力P=5MPa；流量Q=6m3/h；輸送介質(zhì)濃度為60%；介質(zhì)粒徑8mm（五）其它方面的防火要求1、投產(chǎn)前正、副巷停采線20m范圍內(nèi)必須各設(shè)置一道防火門，并儲備足夠數(shù)量的封閉防火門的材料。2、回采結(jié)束后，對停采線以外巷道必須進行回收放頂，使頂板冒落嚴實，并在45天內(nèi)進行永久性封閉。3、要

19、完善防塵供水管路系統(tǒng)，及時清理浮煤和煤塵堆集，嚴格按規(guī)定使用好各項防塵設(shè)施，執(zhí)行好各項沖刷洗塵制度。正、副巷巷頂、煤壁、工作面煤壁和上、下隅角必須每班用高壓槍頭進行沖洗濕潤。4、加大該工作面的煤層注水力度，注水孔內(nèi)添加MEA高分子防火材料，水分增加率必須在3%以上，遺留到采空區(qū)的煤必須再次灑水澆濕，進行防火預(yù)處理。5、工作面必須吊掛避火災(zāi)路線標識，以便發(fā)生火災(zāi)時保證工作面人員按避災(zāi)路線緊急撤離。所有職工必須掌握正確使用自救器的方法，坑口負責保證所佩帶自救器全部符合要求。6、南坑所屬各隊組技術(shù)隊長負責對本隊職工要進行防火、自救器的使用以及如何避災(zāi)等知識的培訓(xùn)，增強職工的安全意識。7、該面使用阻燃

20、皮帶、阻燃電纜、皮帶機頭20m范圍內(nèi)必須采用不燃性支護。8、油脂庫、皮帶機頭均應(yīng)采用不然性材料支護并配備2個滅火器和0.5m3的滅火砂箱，移變處、材料庫、泵站各配備1個滅火器。煤層自燃預(yù)測預(yù)報制度1、采煤工作面采用U型通風(fēng)方式，為減少采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，盡量減小壓差，負壓不能超過25mmH2O。回采期間必須加強工作面及周邊的通風(fēng)設(shè)施的管理，合理布置通風(fēng)系統(tǒng)，保證該面通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。2、為盡可能減小采空區(qū)氧化帶寬度及漏風(fēng)強度，進行安全配風(fēng)計算?；夭善陂g工作面的風(fēng)量保持在400m3/min左右，上下浮動不超過35m3/min，發(fā)現(xiàn)風(fēng)量變化超過規(guī)定時，必須立即查找原因，采取措施，進行處理。3、制定工作面專項防火管理制度。嚴格執(zhí)行防火監(jiān)測制度，防火監(jiān)測內(nèi)容為防火點的CH4、CO2、CO、氣溫、水溫等發(fā)火預(yù)兆項目。每班的檢查結(jié)果匯報通風(fēng)區(qū)調(diào)度，并記錄在專項防火記錄薄內(nèi)；另外通風(fēng)區(qū)還需設(shè)立專門的39713工作面防火臺賬，臺賬主要包括各地點CH4、CO2、CO、氣溫、水溫、氣樣分析、風(fēng)量、防火措施實施情況、工作面推進進度等內(nèi)容，以便進行防火分析。4、在工作面進風(fēng)巷、回風(fēng)巷、工作面上隅角及盤區(qū)風(fēng)道各設(shè)置一個防火觀測站，每班由瓦斯員負責掛牌檢查匯報。5、工