防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計方案及措施

1、防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計方案及措施 一、采面生產(chǎn)接繼情況：        2021年度我礦正常生產(chǎn)時有一個回采工作面和2個掘進(jìn)工作面，1860水平南翼回采工作面三月正式開始回采，預(yù)計2021年4月份回采完畢，1860水平北翼運輸大巷掘進(jìn)工作面預(yù)計于2021年5月與二巷貫通，1860水平南翼掘進(jìn)工作面計劃于2021年4月下旬開始，于2021年7月份形成工作面。        二、采空區(qū)發(fā)火重點預(yù)防區(qū)域     

2、;        工作面和下列地段有煤層自燃發(fā)火的可能：        、1860水平南翼回采工作面2021年5月份投產(chǎn)，目前正在回采，計劃2021年4月份采完，如果采空區(qū)浮煤清理不干凈，再者工作面推進(jìn)速度緩慢，采空區(qū)封閉不嚴(yán)實，工作面采空區(qū)就有可能發(fā)生自燃發(fā)火。        、1860水平北翼首采面與現(xiàn)北翼二巷存在相同問題，也有自燃發(fā)火的可能性。   &

3、#160;    3、已封閉的老采空區(qū)由于漏風(fēng)通道存在有自燃發(fā)火的可能。               三、氮氣防滅火設(shè)計方        (一)、概況：        現(xiàn)我礦煤礦井田內(nèi)主采下10#煤層，屬自燃的特厚煤層，礦井采煤工作面采空區(qū)采用以注氮為主的防滅火系統(tǒng)。礦井已購置 一臺dq-

4、200的地面制氮設(shè)備，能滿足井下小時注氮200m3的要求。        (二)、氮氣防滅火工藝        1、我礦氮氣防滅火的氮氣源由井上制氮機經(jīng)已輔設(shè)好的100mm管道將純度97%以上氮氣注入到采空區(qū)以達(dá)到防滅火的目的。        此項措施作為采煤工作面采空區(qū)防治煤層自然發(fā)火的主要措施之一，礦井在工作面推進(jìn)速度慢，采空區(qū)自燃發(fā)火隱患大的前題下，則必須采取向采空區(qū)實施注氮。&#

5、160;       具體實施方案如下：在1003回采工作面上、下順槽埋設(shè)直徑為108mm（或70 mm）鋼管，每隔30米設(shè)置一個三通，注氮嚴(yán)格按照規(guī)定的操作規(guī)程執(zhí)行，一旦需要注氮則接通埋管與主管，對采空區(qū)實施注氮。埋管期間采煤隊要注意保護好注氮管，嚴(yán)禁注氮管被撞開，影響埋管質(zhì)量。        1003工作面通風(fēng)        通風(fēng)路線為：主斜井井底車場軌、皮下山1003進(jìn)風(fēng)順槽工作面1003回

6、風(fēng)順槽回風(fēng)下山總回斜井地面。        (三)、注氮氣可靠性計算：        1、制氮設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)        dq-200型        氮氣產(chǎn)量200m3/h        出口壓力 0.8mpa   

7、;     氮氣純度97%，        2、輸?shù)到y(tǒng)        從地面制氮機1003進(jìn)風(fēng)順槽，均采用直徑為 100mm的鋼管。        注氮管路能否滿足輸送氮氣要求通過下式計算        p21-p22=0.0056(qmax/1000)*l 

8、0;      式中:p1-管道始端的絕對壓力mpa        p2-管道末端的絕對壓力mpa        qmax-最大輸?shù)縨3/h        l-管路當(dāng)量長度 km        l計算式為：     &

9、#160;  l=(d0/di)5×(i/o )× li        式中:d0-基準(zhǔn)管徑(d0=100mm)        阻力損失系數(shù): o =0.026        li-相同直徑管路長度 km        di-實際輸?shù)苈穬?nèi)徑 mm   

10、60;    i-實際輸?shù)苈分睆降淖枇p失系數(shù)        di=99mm，i=0.0296將以上數(shù)據(jù)代入計算：        l=（100/95）5×（0.0296/0.026）×1.10=1.597km        假設(shè)管路未端絕對壓力0.2 mpa      

11、0; 將以上數(shù)據(jù)代入計算得:        p21= 0.0056(200/1000)2×1.597+p22        p1=0.21mpa        根據(jù)以上計算,從地面制氮機到1003采空區(qū)的輸?shù)苈烽L度為1100米的情況下,管路初端壓力只需0.21mpa，便可將200 m3/h的氮氣輸送到1003采空區(qū)內(nèi)，未端的絕對壓力還有0.2 mpa,因此制氮機氮氣出口壓力0

12、.8mpa完全能滿足要求。        3、注氮地點安全通風(fēng)量        在輸?shù)苈返难赝净蚬ぷ髅?，假設(shè)200m3/h的氮氣量全部泄漏到巷道里或工作面，是否漏氮的地區(qū)缺氧，其安全通風(fēng)量是多大可按下式計算：        qqn(cn+c2-100)/( c1- c2) m3/min        式中：q-安全通

13、風(fēng)量        qn-氮氣最大泄漏量 3.33 m3/min        c1-工作面或進(jìn)風(fēng)巷中的氧含量20.8%        c2-注氮時采掘工作面安全氧含量18.5%        cn-氮氣純度 99.95%        計算得: q

14、=3.33×(99.95+18.5-100)/(20.8-18.5)=26.7m3/min        根據(jù)計算工作面或巷道風(fēng)量只要是大于26.7 m3/min便是安全的，同時可算出3.33m3/min的氮氣量全部泄漏到巷道里或工作面中，則氧氣含量只降到20.44%也是安全的。        井下日注氮量計算：        （1）火區(qū)空間體積計算：vk=lih(1-a)+m

15、        式中vk-火區(qū)空間體積 m3        l-火區(qū)走向長度m 取l=15m        i-火區(qū)傾斜長度m 取i=72m        a-取冒落體碎裂系數(shù)取 a=1.3        h-頂板冒落高度 取煤層厚的3倍（本地點為0

16、）        m-采高m 取m=6m        所以vk=lih(1-a)+m=15×72×3×6×0+6=6480 m3        根據(jù)防火空間的大小及燃燒程度，注氮量應(yīng)按防火空間的0.37-2.5倍計算,我礦暫定注氮量為防火空間體積的1.5倍。q=kvk=1.5×6480=9720m3  采空區(qū)注氮量為注氮機工作

17、49小時。       (四)、注氮操作辦法        1、注氮前必須認(rèn)真檢查各項準(zhǔn)備工作，注氮埋管期間通風(fēng)部要與采煤隊密切配合好，確保氮氣管路及其附屬安全裝置完好，檢查各閥門開閉狀況是否符合要求，制氮裝置完好性。        2、各項準(zhǔn)備工作就緒后，制氮機組操作人員應(yīng)通知調(diào)度室。        3、調(diào)度室同意后，通知采面注氮人員打

18、開注氮閥門，同時通知制氮機司機按規(guī)定時間及質(zhì)量要求開機制氮、送氮。        4、制氮機嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作，制氮過程中要司機必須監(jiān)守        崗位，隨時注意觀查氮氣的壓力、濃度和機組各處的閥門等，保證機組的正常運行及氮氣質(zhì)量。        (五)、注氮安全措施：        氮氣（窒息性氣體）雖無毒無

19、害，但是井下狹窄的巷道或工作面內(nèi)大量泄漏會降低空氣中的氧氣濃度，使人窒息死亡。因此，必須做好注氮期間的預(yù)防和處理措施。        1、為確保安全，注氮前通風(fēng)部巡管路人員必須巡視管路的完好情況，確認(rèn)完好匯報調(diào)度室。由調(diào)度室通知采煤隊工作面當(dāng)班第一安全負(fù)責(zé)人和采面專職瓦檢員后，方可進(jìn)行注氮。        2、注氮前必須認(rèn)真檢查管路、注氮位置和各閥門開關(guān)狀況是否符合要求。       

20、3、為防止注氮管路開關(guān)被隨意開和關(guān)應(yīng)在閥門上掛上“注氮危險，勿動”文字警告牌，并對所有開關(guān)加鎖。        4、定期對氮氣出口的安全閥進(jìn)行可靠性檢測。        5、采空區(qū)防火注氮時，應(yīng)在進(jìn)風(fēng)順槽掛上“工作面正在注氮”的文字警告牌，并通知三班作業(yè)工人。專職瓦檢員進(jìn)行工作面上隅角、工作面回風(fēng)順槽的氧氣濃度，一旦氧濃度降到18.5%時，立即通知制氮機司機停止注氮，及時尋找原因和撤離人員。     

21、60;  6、同時測定好工作面、回風(fēng)流及采面上隅角一氧化碳、二氧化碳、沼氣以及氣溫。一旦發(fā)現(xiàn)異常立即匯報調(diào)度室、通風(fēng)部。        7、注氮期間，通風(fēng)部安排專人攜帶測氧儀全面檢查輸?shù)苈返膰?yán)密性，每次開始注氮后，必須有兩人一起沿管路仔細(xì)進(jìn)行管路與閥門的檢漏，在注氮期間，每人巡視一遍管路，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氮氣泄漏時，應(yīng)立即組織人員及時排除故障，漏氣嚴(yán)重時，應(yīng)立即停止注氮并關(guān)閉最近閥門，防止氮氣大量泄漏。同時通調(diào)度室停止注氮，處理時嚴(yán)禁人員口鼻正對漏氣點。     

22、0;  8、在注氮過程中，如發(fā)生主扇停風(fēng)，造成工作面停風(fēng)，瓦斯檢查員或采一隊值班隊長應(yīng)立即將人撤至進(jìn)風(fēng)巷，并通知制氮車間立即停止注氮。        9、注氮結(jié)束后，繼續(xù)檢測工作面及回風(fēng)流的各種氣體濃度。        10、采煤工作面大面積垮落可能造成工作面采空區(qū)注入的氮氣大量涌出，給采面工作人員帶來危害，為此要做好采面頂板垮落的預(yù)測預(yù)報工作，在頂板大面積夸落前，要加強氣體監(jiān)測，頂板大面積夸落時工作面及回風(fēng)巷人員可由工作面撤到采面進(jìn)風(fēng)巷安全處。

23、        11、所有參與注氮及相關(guān)的人員，必須由各有關(guān)部（隊）組織學(xué)習(xí)，并嚴(yán)格按措施執(zhí)行。        四、1003工作面防治煤層自燃發(fā)火的措施        1、工作面采取快速推進(jìn)的方式杜絕采空區(qū)浮煤自然。        在工作面月推進(jìn)速度不低于25米/月前提下，此項措施作1003回采工作面防治煤層自燃發(fā)火的

24、主要措施之一。        2、采取采空區(qū)埋管注氮（注漿或注水）的防滅火措施。        此項措施作為1003回采工作面防治煤層自燃發(fā)火的主要措施之一，在受煤炭減產(chǎn)或其它因素的影響下，工作面推進(jìn)速度達(dá)不到25米/月的前題下，則必須采取向采空區(qū)實施注氮（注漿或注水）的防滅火措施，在1003順槽埋設(shè)直徑為50mm鋼管，每隔30米設(shè)置一個三通，注氮嚴(yán)格按照規(guī)定的操作規(guī)程執(zhí)行，制氮濃度必須達(dá)到規(guī)程要求。一旦需要注氮（注漿或注水）則接通埋管與主管，對采空區(qū)實施

25、注氮（注漿或注水）。埋管期間綜采隊要注意保護好注氮管，嚴(yán)禁注氮管被撞開，影響埋管質(zhì)量。        3、工作面回采期間，加強對采空區(qū)遺煤管理，盡量少向采空區(qū)丟煤。        為此采面放頂煤時必須保證打眼深度及爆破的裝藥量，采空區(qū)、支架之間的浮煤做到班班清掃干凈。此項措施必須由采煤隊制定嚴(yán)格的考核制度進(jìn)行落實。        4、減少采空區(qū)漏風(fēng)。在工作面采完后，及時封閉采空區(qū)，封閉必

26、須符合要求，減少向采空區(qū)的漏風(fēng)。        5、工作面推進(jìn)緩慢，如采空區(qū)或工作面煤層頂板發(fā)生自燃發(fā)火，則及時采取如下防滅火應(yīng)急措施：        1）、嚴(yán)格執(zhí)行礦井災(zāi)害預(yù)防處理計劃所規(guī)定的災(zāi)害預(yù)防處理措施，迅速組織好搶險救災(zāi)人員和物資供應(yīng)，以及組織好工作面人員和受co波及范圍內(nèi)人員的安全撤離，并迅速向集團公司調(diào)度室匯報。        2）、成立防滅火特別領(lǐng)導(dǎo)小組組織搶險救災(zāi)。&#

27、160;       3）、采取如下技術(shù)措施迅速滅火：        a、當(dāng)工作面頂?shù)装寤虿煽諈^(qū)局部發(fā)生火災(zāi)時，可采取注氮或灌漿直接滅火方法。        b、當(dāng)工作面火勢太大，其它滅火方法無效的情況下，采取在1003進(jìn)、回風(fēng)順槽迅速打防火墻的辦法，切斷工作面的供風(fēng)，封閉采面。利用1003進(jìn)風(fēng)順槽的氮氣管路與密閉上預(yù)埋管接通向工作面、采空區(qū)實施注氮。封閉采面注氮滅火技術(shù)安全措施如下：在工作面發(fā)火

28、的情況下砌筑上下密閉工作必須由礦山救護隊隊員負(fù)責(zé)。通風(fēng)部門及礦其它單位做好配合工作，嚴(yán)禁人員在有co氣體超限的地點作業(yè)。        6、采煤工作面防治自然發(fā)火其它措施        、加強采面檢測、匯報記錄工作（特別是采面過斷層或遇煤體破碎時），現(xiàn)有的各類通風(fēng)安全儀器儀表必須保證完好，測量數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確可靠。認(rèn)真填寫自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報記錄，做好匯報。下隅角co氣體超過0.0024%必須立即向調(diào)度室、總工匯報。    &

29、#160;   、加強采面上隅角氣體管理，瓦斯檢查員執(zhí)行24小時現(xiàn)場盯崗制度，連續(xù)不斷地檢測氣體，每次檢查結(jié)果必須立即向調(diào)度室匯報，氣體一旦超限立即停止人員作業(yè)。        、使用和維護好kj73n系統(tǒng)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障要立即進(jìn)行處理。調(diào)度員要密切注意觀察采面氣體變化情況，探頭報警要通知總工及礦通風(fēng)科，以便采取措施進(jìn)行處理。        、做好風(fēng)量測定調(diào)節(jié)工作，除保證每旬一次的風(fēng)量測定外，還必須根據(jù)實際需要，隨時對采面的風(fēng)量進(jìn)行測定和調(diào)節(jié)。確保工作面風(fēng)量的穩(wěn)定、可靠。