防止采空區(qū)自燃發(fā)火設計方案及技術措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-489編號：_防止采空區(qū)自燃發(fā)火設計方案及技術措施審核：_時間：_單位：_防止采空區(qū)自燃發(fā)火設計方案及技術措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。一、采面生產(chǎn)接繼情況：20xx年度我礦正常生產(chǎn)時有二個回采工作面和5個掘進工作面，42201回采工作面10月正式開始回采，預計20xx

2、年12月份底回采完畢，1005運輸巷掘進工作面預計于20xx年12月與回風巷貫通，8101-1掘進工作面計劃于20xx年4月下旬開始，于20xx年7月份形成工作面。二、采空區(qū)發(fā)火重點預防區(qū)域工作面和下列地段有煤層自燃發(fā)火的可能：、1003采煤面20xx年5月份投產(chǎn)，目前正在回采，計劃20xx年5月份采完，如果采空區(qū)浮煤清理不干凈，再者工作面推進速度緩慢，采空區(qū)封閉不嚴實，工作面采空區(qū)就有可能發(fā)生自燃發(fā)火。、8101首采面與現(xiàn)1003工作面存在相同問題，也有自燃發(fā)火的可能性。3、已封閉的老采空區(qū)由于漏風通道存在有自燃發(fā)火的可能。三、氮氣防滅火設計方案(一)、概況：現(xiàn)我礦煤礦井田內(nèi)主采下10#煤層

3、，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-200的地面制氮設備，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)已輔設好的100mm管道將純度97%以上氮氣注入到采空區(qū)以達到防滅火的目的。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。具體實施方案如下：在1003回采工作面上、下順槽埋設直徑為108mm（或70 mm）鋼管，每隔30米設置一個三通，注氮嚴格按照規(guī)定的操作規(guī)程執(zhí)行，一旦需要注氮則接通埋管與主

4、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，嚴禁注氮管被撞開，影響埋管質(zhì)量。1003工作面通風通風路線為：主斜井井底車場軌、皮下山1003進風順槽工作面1003回風順槽回風下山總回斜井地面。(三)、注氮氣可靠性計算：1、制氮設備主要技術指標DQ-200型氮氣產(chǎn)量200m3/h出口壓力 0.8MPa氮氣純度97%，2、輸?shù)到y(tǒng)從地面制氮機1003進風順槽，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式中:P1-管道始端的絕對壓力MPaP2-管道末端的絕對壓力MPaQmax-最大輸?shù)縨3/hL-管路當量

5、長度 kmL計算式為：L=(D0/Di)5×(i/o )× Li式中:D0-基準管徑(D0=100mm)阻力損失系數(shù): o =0.026Li-相同直徑管路長度 kmDi-實際輸?shù)苈穬?nèi)徑 mmi-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假設管路未端絕對壓力0.2 Mpa將以上數(shù)據(jù)代入計算得:P21= 0.0056(200/1000)2×1.597+P22P1=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

6、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0.8Mpa完全能滿足要求。3、注氮地點安全通風量在輸?shù)苈返难赝净蚬ぷ髅?，假設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，其安全通風量是多大可按下式計算：QQn(Cn+C2-100)/( C1- C2) m3/min式中：Q-安全通風量Qn-氮氣最大泄漏量 3.33 m3/minC1-工作面或進風巷中的氧含量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

7、=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式中Vk-火區(qū)空間體積 m3L-火區(qū)走向長度m 取L=15mI-火區(qū)傾斜長度m 取I=72ma-取冒落體碎裂系數(shù)取 a=1.3h-頂板冒落高度 取煤層厚的3倍（本地點為0）m-采高m 取m=6m所以Vk=LIh(1-a)+m=15×72×

8、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49小時。(四)、注氮操作辦法1、注氮前必須認真檢查各項準備工作，注氮埋管期間通風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、各項準備工作就緒后，制氮機組操作人員應通知調(diào)度室。3、調(diào)度室同意后，通知采面注氮人員打開注氮閥門，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、制氮機嚴格按

9、操作規(guī)程進行操作，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防和處理措施。1、為確保安全，注氮前通風部巡管路人員必須巡視管路的完好情況，確認完好匯報調(diào)度室。由調(diào)度室通知采煤隊工作面當班第一安全負責人和采面專職瓦檢員后，方可進行注氮。2、注氮前必須認真檢查管路、注氮位置和各閥門開關狀況是否符合要求。3、為防止注氮管路開關被隨意開和關應在閥門上掛上“注氮危險，勿動”文字警告牌，并對所

10、有開關加鎖。4、定期對氮氣出口的安全閥進行可靠性檢測。5、采空區(qū)防火注氮時，應在進風順槽掛上“工作面正在注氮”的文字警告牌，并通知三班作業(yè)工人。專職瓦檢員進行工作面上隅角、工作面回風順槽的氧氣濃度，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。6、同時測定好工作面、回風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、通風部。7、注氮期間，通風部安排專人攜帶測氧儀全面檢查輸?shù)苈返膰烂苄裕看伍_始注氮后，必須有兩人一起沿管路仔細進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，應立即組織人員及時排除故障，漏氣嚴重

11、時，應立即停止注氮并關閉最近閥門，防止氮氣大量泄漏。同時通調(diào)度室停止注氮，處理時嚴禁人員口鼻正對漏氣點。8、在注氮過程中，如發(fā)生主扇停風，造成工作面停風，瓦斯檢查員或采一隊值班隊長應立即將人撤至進風巷，并通知制氮車間立即停止注氮。9、注氮結束后，繼續(xù)檢測工作面及回風流的各種氣體濃度。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測預報工作，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巷人員可由工作面撤到采面進風巷安全處。11、所有參與注氮及相關的人員，必須由各有關部（隊）組織學習，并嚴格按措施執(zhí)行。四、1

12、003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的方式杜絕采空區(qū)浮煤自然。在工作面月推進速度不低于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，工作面推進速度達不到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順槽埋設直徑為50mm鋼管，每隔30米設置一個三通，注氮嚴格按照規(guī)定的操作規(guī)程執(zhí)行，制氮濃度必須達到規(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)實施注

13、氮（注漿或注水）。埋管期間綜采隊要注意保護好注氮管，嚴禁注氮管被撞開，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格的考核制度進行落實。4、減少采空區(qū)漏風。在工作面采完后，及時封閉采空區(qū)，封閉必須符合要求，減少向采空區(qū)的漏風。5、工作面推進緩慢，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急措施：1）、嚴格執(zhí)行礦井災害預防處理計劃所規(guī)定的災害預防處理措施，迅速組織好搶險救災人員和物資供應，以及組織好工作面人員和受CO波及范圍內(nèi)人員的安

14、全撤離，并迅速向集團公司調(diào)度室匯報。2）、成立防滅火特別領導小組組織搶險救災。3）、采取如下技術措施迅速滅火：a、當工作面頂?shù)装寤虿煽諈^(qū)局部發(fā)生火災時，可采取注氮或灌漿直接滅火方法。b、當工作面火勢太大，其它滅火方法無效的情況下，采取在1003進、回風順槽迅速打防火墻的辦法，切斷工作面的供風，封閉采面。利用1003進風順槽的氮氣管路與密閉上預埋管接通向工作面、采空區(qū)實施注氮。封閉采面注氮滅火技術安全措施如下：在工作面發(fā)火的情況下砌筑上下密閉工作必須由礦山救護隊隊員負責。通風部門及礦其它單位做好配合工作，嚴禁人員在有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

15、錄工作（特別是采面過斷層或遇煤體破碎時），現(xiàn)有的各類通風安全儀器儀表必須保證完好，測量數(shù)據(jù)要準確可靠。認真填寫自燃發(fā)火預測預報記錄，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。、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科，以便采取措施進行處理。、做好風量測定調(diào)節(jié)工作，除保證每旬一次的風量測定外，還必須根據(jù)實際需要，隨時對采面的風量進行測定和調(diào)節(jié)。確保工作面風量的穩(wěn)定、可靠。五、其它防治煤層自燃發(fā)火措施1、認真宣傳安全生產(chǎn)方針，加強安全教育工作，使全礦員工樹立“安全第一”的思想，使每個下井員工都掌握煤層自燃發(fā)火的早期識別方法和預防發(fā)火的措施。、1003回采工作面上隅角及回風巷、井下高溫，氣體異常密閉，其它發(fā)熱地點均要進行自燃火災預測預報工作，并嚴格按照自燃發(fā)火預測預報制度組織實施。、回采工作面的進、回風側必須預先選定適宜的防火墻位置或構筑防火門，并儲備足夠的構筑材料，以便隨時封閉。4、加強老采區(qū)地表塌陷區(qū)裂縫的填堵勾縫工作。5、搞好防滅火檢查工作，每周至少檢查一次已采區(qū)密閉情況，測定采區(qū)回風巷和可能發(fā)熱地點的溫度、氣體和風量，