礦井防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)

1、新窯煤業(yè)防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)性及防滅火措施一、煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)性及預(yù)測(cè)根據(jù)資源儲(chǔ)量檢測(cè)說(shuō)明書(shū)，還原樣燃點(diǎn)與氧化樣燃點(diǎn)之差值T13及還原樣燃點(diǎn)判斷，井田內(nèi)各煤層均屬易自燃煤層。2011年12月，礦方委托陜西煤礦安全裝備檢測(cè)中心對(duì)本井田4-2、4-3號(hào)煤層爆炸危險(xiǎn)性、自燃傾向性等級(jí)進(jìn)行了鑒定，結(jié)論為I類(lèi)容易自燃煤層，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。2017年3月礦方委托陜西煤礦安全裝備檢測(cè)中心對(duì)本井田5-2號(hào)煤層爆炸危險(xiǎn)性、自燃傾向性等級(jí)進(jìn)行了鑒定，結(jié)論為I類(lèi)容易自燃煤層，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。二、煤層的自燃預(yù)防措施1. 開(kāi)拓開(kāi)采方面的措施（1）回采工作面采用后退式回采，減少采空區(qū)漏風(fēng)。（2）盡可

2、能提高盤(pán)區(qū)和工作面煤炭回收率，減少采空區(qū)丟煤。回采工作面發(fā)火的主要地點(diǎn)是采空區(qū)浮煤氧化自燃，因此，提高回收率，減少采空區(qū)丟煤量，對(duì)降低回采工作面采空區(qū)發(fā)火機(jī)率有較明顯的功效。（3）選擇合理的工作面推進(jìn)度，防止浮煤自燃采空區(qū)按煤層的自燃條件分為冷卻帶、氧化帶和窒息帶。一般來(lái)說(shuō)，在工作面外部條件不變的情況下，冷卻帶和氧化帶的寬度只在一個(gè)有限的范圍內(nèi)波動(dòng)，并隨工作面一起推進(jìn)。因此加快工作面的推進(jìn)度，可以縮短采空區(qū)浮煤在氧化帶內(nèi)的暴露時(shí)間，有效地防止煤層自燃。本設(shè)計(jì)綜采工作面日推進(jìn)度均達(dá)到3.3m，年推進(jìn)度可達(dá)1089m。設(shè)計(jì)推進(jìn)度有利于防止采空區(qū)浮煤氧化自燃。（4）回采巷道口處設(shè)防火門(mén)墻，儲(chǔ)備足夠數(shù)

3、量的封閉防火門(mén)材料，以防火災(zāi)擴(kuò)大。2. 通風(fēng)方面的措施（1）采用合理的工作面配風(fēng)量，減少采空區(qū)漏風(fēng)，縮短氧化帶寬度采空區(qū)氧化帶寬度在浮煤厚度和地溫一定的情況下，主要受采空區(qū)漏風(fēng)影響，而采空區(qū)漏風(fēng)量在特定工作面則主要取決于工作面供風(fēng)量。根據(jù)有關(guān)生產(chǎn)礦井和科研機(jī)構(gòu)提供的統(tǒng)計(jì)資料顯示，采空區(qū)漏風(fēng)量與工作面供風(fēng)量的平方成正比關(guān)系。因此，回采工作面合理的配風(fēng)量是有效減少采空區(qū)漏風(fēng)，縮短氧化帶寬度，防止采空區(qū)浮煤自然發(fā)火的主要措施之一。本設(shè)計(jì)綜采工作面配風(fēng)量為18m3/s，礦井在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工作面實(shí)際的瓦斯涌出量進(jìn)行合理調(diào)整，在保證安全生產(chǎn)的前提條件下，盡量減少工作面的配風(fēng)量，以降低工作面發(fā)火的

4、危險(xiǎn)性。（2）密閉堵漏和噴漿堵漏措施為了杜絕或減少工作面及采空區(qū)漏風(fēng)，工作面采完后及時(shí)在回采巷道設(shè)密閉墻對(duì)采空區(qū)進(jìn)行封閉。在煤柱產(chǎn)生裂隙的地方及時(shí)掛網(wǎng)噴漿，以防向采空區(qū)漏風(fēng)和煤層氧化。當(dāng)上層煤采完后，在廢棄巷道口設(shè)密閉墻，防止人員進(jìn)入。礦井絕大部分巷道布置在煤層中，如巷道產(chǎn)生裂隙或高冒頂時(shí)，易造成向巷道幫或頂內(nèi)漏風(fēng)，引起巷幫或巷頂內(nèi)煤層氧化自燃，因此必須采取掛網(wǎng)噴漿堵漏等有效措施防止巷道漏風(fēng)。（3）掛簾堵漏風(fēng)防滅火工作面采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)是采空區(qū)漏風(fēng)的主要通道，為減少此處漏風(fēng)，在工作面下隅角堅(jiān)持掛風(fēng)簾，以改變此處風(fēng)流方向和增加漏風(fēng)通道的風(fēng)阻。在工作面回采過(guò)程中，作業(yè)人員往往會(huì)覺(jué)得風(fēng)簾礙事，經(jīng)常將風(fēng)簾

5、扯下，為此，必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)風(fēng)簾的完好。（4）對(duì)服務(wù)年限長(zhǎng)的巷道進(jìn)行錨噴支護(hù)，封閉巷道煤壁，防止巷道煤壁因與空氣接觸而氧化自燃。（5）本礦井工作面采用兩進(jìn)一回的通風(fēng)系統(tǒng)，上一個(gè)工作面的輔助運(yùn)輸巷兼做下一工作面的回風(fēng)巷。為了防止作面巷道之間聯(lián)絡(luò)巷向采空區(qū)進(jìn)風(fēng)，工作面回采結(jié)束后應(yīng)及時(shí)對(duì)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行密閉處理和對(duì)復(fù)用巷道因采動(dòng)影響產(chǎn)生的裂隙等進(jìn)行二次維護(hù)，確保工作面風(fēng)流與采空區(qū)的隔絕。（6）由于本區(qū)煤層埋藏較淺，工作面推進(jìn)過(guò)程中地面不可避免地會(huì)出現(xiàn)采動(dòng)裂縫，要求在地面采用推土機(jī)或人工及時(shí)進(jìn)行填埋，以減少漏風(fēng)。（7）各盤(pán)區(qū)設(shè)盤(pán)區(qū)專(zhuān)用回風(fēng)巷，回采巷道口處設(shè)防火門(mén)墻，儲(chǔ)備足夠數(shù)量的封閉防火門(mén)材料，以防火災(zāi)擴(kuò)大。

6、3. 監(jiān)測(cè)方面的措施本礦井設(shè)有安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控及火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)有發(fā)火征兆時(shí)，可及時(shí)采取相應(yīng)的措施，防止火災(zāi)發(fā)生或火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大。第二節(jié) 防滅火方法本礦井?dāng)M采用灌漿防滅火為主，注氮?dú)?、噴灑阻化劑、均壓通風(fēng)為輔的綜合防滅火措施；同時(shí)井上下建立相應(yīng)的防滅火系統(tǒng)和安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)。一、灌漿防滅火1、灌漿系統(tǒng)的選擇預(yù)防性灌漿是目前我國(guó)使用較廣泛的一種行之有效的預(yù)防煤炭自燃的方法。灌漿材料主要為黃土或電廠粉煤灰代用。灌漿系統(tǒng)基本上分為集中灌漿和分散灌漿。地面鉆孔灌漿和分區(qū)灌漿適用于煤層埋藏淺、灌漿區(qū)分散、土源豐富，可就地采土或運(yùn)距近；井下移動(dòng)灌漿適用于灌漿量小，輸漿困難的條件。集中灌漿適用于煤

7、層埋藏較深、礦井灌漿量大，且盤(pán)區(qū)生產(chǎn)集中、取土距離較遠(yuǎn)的條件。本井田煤層埋藏較淺、灌漿量較大，礦井生產(chǎn)集中，設(shè)計(jì)采用集中灌漿系統(tǒng)。根據(jù)灌漿注膠防滅火系統(tǒng)相關(guān)資料，灌漿中加入膠體，可對(duì)粉煤灰或黃土漿液進(jìn)行改性，提高其利用率，改善其防滅效能，避免“潰水、潰漿”等次生事故的發(fā)生。因此，設(shè)計(jì)推薦灌漿注膠系統(tǒng)。2、灌漿方式的選擇在工業(yè)場(chǎng)地場(chǎng)地建一座灌漿站，制成泥漿后經(jīng)濾漿機(jī)流如泥漿池，再通過(guò)D108×7的無(wú)縫鋼管沿主井送至井下回風(fēng)大巷（或盤(pán)區(qū)回風(fēng)巷），然后由支管接入工作面回風(fēng)順槽，根據(jù)工作面煤層發(fā)火征兆對(duì)采空區(qū)可進(jìn)行隨采隨灌或采后灌漿。灌漿方式為工作面灑漿或從回風(fēng)順槽向采空區(qū)打鉆灌漿。3、灌漿

8、參數(shù)計(jì)算及選擇 灌漿工作制度：地面灌漿站一般與礦井工作制度一致，全年工作日330d，每日灌漿時(shí)間視煤層發(fā)火情況而定，本設(shè)計(jì)每日純灌漿時(shí)間暫按6h考慮。 灌漿參數(shù)選擇：灌漿系數(shù) 0.027m3/t；水土比 4：1； 礦井日灌漿所需黃土量：Q土1K·0.027×4545.45÷1.3292.98m3/d式中：Q土1灌漿所需土量，m3/dG 礦井日產(chǎn)量，1500000/330=4545.45 t/a煤的密度，4-2煤層為1.32t/m3；K 灌漿系數(shù)，取0.027m3/t 礦井日灌漿所需實(shí)際開(kāi)采土量Q土2·Q土11.1×92.98102.28m3/d

9、式中：Q土2日灌漿實(shí)際所需開(kāi)采土量，m3/d; 取土系數(shù)（土壤中雜質(zhì)和開(kāi)采運(yùn)輸中的損失）一般取1.1。 每日制泥漿用水量：QS1= Q土1·92.98×4371.92m3/d式中：泥水比的倒數(shù)，取4。 每日灌漿用水量：QS2KS·Q土1·1.1×92.98×4409.11m3/d式中：QS2灌漿用水量，m3/d； KS用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù)，一般取1.11.25，取1.1。 每日灌漿量：Qj1（Q土1QS1）·M（92.98371.92）×0.910423.06m3/d 式中：M泥漿制成率，取0.910

10、。4、灌漿材料煤礦井下常用的灌漿材料，一般多采用粘土、亞粘土、輕粘土等，在粘土缺乏的礦區(qū)，也可以采用粉煤灰代用。本礦井灌漿材料就地選用黃土。5、膠體材料膠體材料按照性能分類(lèi)有固水降穩(wěn)性、滲透和堵漏性、阻化性、熱穩(wěn)定性、充填性等，為了更好地發(fā)揮水、灌漿材料和膠體材料的防滅火性能，針對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、使用條件、應(yīng)用工藝和原料，應(yīng)進(jìn)行分析商榷，設(shè)計(jì)建議業(yè)主委托西安科技大學(xué)礦山應(yīng)用技術(shù)研究所研究的確定具體的膠體材料。6、地面灌漿站地面灌漿站布置在工業(yè)場(chǎng)地主斜井東部，灌漿站內(nèi)設(shè)有：制漿車(chē)間一座，L×B×H=32.0×20.0×10.0m。內(nèi)設(shè)：定量給料機(jī)一臺(tái)，型號(hào)

11、ZSL-40，N=15KW；皮帶輸送機(jī)一套，型號(hào)DT75，N=4KW；膠體制備機(jī)一臺(tái)，型號(hào)ZLJ-60，N=18.5KW；濾漿機(jī)一臺(tái)，型號(hào)LJ-60C，N=7.5KW；渣漿泵兩臺(tái)（一用一備），型號(hào)KZJ50-50，Q=57m3/h，H=110.7m，N=90KW。潛污泵一臺(tái)，型號(hào)WQ15-20-2.2，N=2.2kW。黃泥灌漿用水分別取自處理后的井下排水（273.6 m3/d）及生活污水（135.5m3/d），由黃泥灌漿供水泵分別從工業(yè)場(chǎng)地井下水處理站及生活污水處理站將水直接供至工業(yè)場(chǎng)地的黃泥灌漿站。井下黃泥灌漿取土方式采用機(jī)械取土。由取土場(chǎng)采土后，經(jīng)汽車(chē)運(yùn)至黃泥灌漿站的堆土場(chǎng)，并用皮帶輸送機(jī)

12、送至膠體制備機(jī)內(nèi)與水混合、攪拌，制成設(shè)計(jì)水土比后經(jīng)濾漿機(jī)流入泥漿池，再由渣漿泵通過(guò)D108×7無(wú)縫鋼管沿主斜井送至井下灌漿點(diǎn)，管路采用“L形”布置方式。制漿系統(tǒng)工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。圖1 黃泥制漿系統(tǒng)工藝流程示意圖二、氮?dú)夥罍缁鸬獨(dú)馐且环N穩(wěn)定的既不自燃，也不助燃的惰性氣體。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)制氮設(shè)備的不斷完善，氮?dú)饩C合防滅火技術(shù)得到了迅猛的發(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。本設(shè)計(jì)選擇氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)作為各煤層綜采工作面防滅火的主要措施。目前國(guó)內(nèi)煤礦所采用的氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)有以下四種方式：地面固定式制氮裝置防滅火系統(tǒng)、地面移動(dòng)式制氮裝置防滅火系統(tǒng)、井下固

13、定式制氮裝置防滅火系統(tǒng)和井下移動(dòng)式制氮裝置防滅火系統(tǒng)。井下固定式或移動(dòng)式氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)與地面固定式或移動(dòng)式氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)相比，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、出氮快、自動(dòng)化程度高、不需要修建大型地面廠房、投資省、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。而井下移動(dòng)式與井下固定式相比，具有輸?shù)苈范獭⑿孤渡?、機(jī)動(dòng)靈活、可就近放置制氮設(shè)備、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)確定采用井下移動(dòng)式制氮裝置防滅火系統(tǒng)。1. 氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)主要技術(shù)參數(shù) 注氮防滅火惰化指標(biāo)根據(jù)煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定和我國(guó)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)內(nèi)氧氣濃度不得大于7%；注氮滅火惰化，

14、即火區(qū)內(nèi)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)小于12%；注入的氮?dú)鉂舛炔恍∮?7%，且氣源穩(wěn)定可靠。 注氮量計(jì)算礦井防滅火注氮量受多種因素制約，主要根據(jù)防滅火區(qū)的空間大小及自燃程度確定。目前尚無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算方法，本設(shè)計(jì)按綜采工作面的產(chǎn)量、噸煤注氮量、瓦斯量、氧化帶內(nèi)氧濃度進(jìn)行計(jì)算。1). 按產(chǎn)量計(jì)算防火注氮量按產(chǎn)量計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是在單位時(shí)間內(nèi)注氮充滿采煤所形成的空間，使氧氣濃度降到防火惰化指標(biāo)以下，可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Qn=A/(rt12×24)·(C1/C21)式中：Qn注氮量，m3/h；A年產(chǎn)量，取1500000 t；t年工作日，取330d；r煤的

15、容重，1.32t/m3；1管路輸?shù)剩?0%；2采空區(qū)注氮效率，取70%；C1空氣中的氧濃度，取20.9%；C2采空區(qū)防火惰化指標(biāo)，取7%。則Qn=1500000/(1.32×330×0.9×0.70×24) × (0.209/0.071)=452.2 m3/h。2). 按瓦斯量計(jì)算防火注氮量Qn= 60QcC /（1.0C）式中：Qc工作面通風(fēng)量，取1080m3/min；C工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，?%。則Qn=60×1080×0.01/（1.0-0.01）=655 m3/h。3). 按采空區(qū)氧化帶氧濃度計(jì)算防火注氮

16、量Qn=60Qv(C1-C2)/(Cn+C2-1.0)式中：Qv采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量，取12m3/min；C1采空區(qū)氧化帶內(nèi)平均原始氧濃度，取12%；C2注氮防火惰化指標(biāo)，取7%；Cn注入氮?dú)獾臐舛?，?7%。則Qn=60×12×(0.12-0.07)/(0.97+0.07-1.0)=900 m3/h。4). 滅火注氮量計(jì)算撲滅采空區(qū)火災(zāi)和巷道火災(zāi)所需氮?dú)饬康亩嗌?，主要取決于發(fā)火區(qū)域的幾何形狀、空間大小、漏風(fēng)量、火源范圍和燃燒時(shí)間的長(zhǎng)短等諸多因素。a. 撲滅巷道火災(zāi)巷道火災(zāi)絕大部分是外因火災(zāi)，火勢(shì)發(fā)展快，危險(xiǎn)性大，易釀成惡性事故，因此必須采取有效措施迅速撲滅。對(duì)于巷道火災(zāi)，

17、可按巷道空間量及漏風(fēng)量計(jì)算，根據(jù)國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，撲滅巷道火災(zāi)所需氮?dú)饬繛橄锏揽臻g量的1.333倍，用氮?dú)鉁缁鹨直膶?shí)際氮?dú)庥昧繛榛饏^(qū)封閉空間的3倍。本設(shè)計(jì)撲滅巷道火災(zāi)按巷道空間量的3倍計(jì)算注氮量。b. 撲滅采空區(qū)火災(zāi)撲滅采空區(qū)火災(zāi)在滅火工藝上要比撲滅巷道火災(zāi)復(fù)雜得多，且所需的氮?dú)饬恳草^大。如果按火區(qū)體積的3倍計(jì)算注氮量，則在短時(shí)間內(nèi)要向采空區(qū)注入大量的氮?dú)?，就目前我?guó)空分設(shè)備的制氮能力和經(jīng)濟(jì)承受能力是難以接受的。目前普遍采用的方法為:注氮的同時(shí)，必須加強(qiáng)均壓和堵漏，控制火區(qū)漏風(fēng)，并探明火源位置，向火源點(diǎn)范圍連續(xù)注入一定量的氮?dú)?，使氮?dú)忾L(zhǎng)時(shí)間流經(jīng)火源點(diǎn)，造成火源點(diǎn)缺氧而窒息。對(duì)于撲滅采空區(qū)火災(zāi)，注氮量

18、可按下式進(jìn)行估算:Qm=Q0C1/C2-Q0式中：Qm注氮量，m3；Q0火區(qū)體積，m3；C1火區(qū)原始氧濃度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取7%；C2注氮后欲達(dá)到的氧氣濃度，取3%。Q0=工作面長(zhǎng)度×采高×火區(qū)沿煤層的走向長(zhǎng)度×回采率，而火區(qū)沿煤層走向長(zhǎng)度為工作面寬度、次氧化帶長(zhǎng)度、氧化帶長(zhǎng)度之和。設(shè)計(jì)取工作面寬度為5m，次氧化帶長(zhǎng)度為20m，氧化帶長(zhǎng)度為70m。則Q0=200×3.35×95×0.95=60467.5m3；Qn=60467.5×0.07/0.03-60467.5=80623 m3?；饏^(qū)惰化時(shí)間如取為7d(168h)，則撲滅采空區(qū)

19、火災(zāi)所需注氮量Qn=80623/168=480.0 m3/h。根據(jù)上述1)、2)、3)、4) 對(duì)防滅火注氮量的計(jì)算結(jié)果，按注氮量取最大值的原則，并考慮一定的安全備用系數(shù)，確定本礦井綜采工作面的防滅火注氮量為900m3/h，氮?dú)鉂舛炔恍∮?7%。2. 注氮工藝系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)綜采工作面正?；夭善陂g，防滅火采用拖管間歇注氮方式，根據(jù)發(fā)火征兆適時(shí)注氮。當(dāng)采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)或工作面回采完之后，利用密閉墻上預(yù)留的注氮管向火區(qū)或隱患區(qū)實(shí)施注氮?；夭晒ぷ髅鎰t在工作面進(jìn)風(fēng)巷一側(cè)設(shè)一定長(zhǎng)度的鋼管，注氮管路隨工作面推進(jìn)而移動(dòng)，根據(jù)采空區(qū)溫度及有害氣體濃度，連續(xù)或間斷地向采空區(qū)注入氮?dú)狻＿x用DMY-600型井下移動(dòng)式PS

20、A碳分子篩變壓吸附制氮裝置，設(shè)置兩套制氮機(jī)同時(shí)向工作面注氮。每套制氮裝置的主要技術(shù)參數(shù)為： 氮?dú)猱a(chǎn)量： 600Nm3/h氮?dú)饧兌龋?98輸出壓力： 0.6MPa裝機(jī)功率： （132+4）×2kW額定電壓： 660V冷卻方式： 風(fēng)冷制氮機(jī)組設(shè)置于綜采工作面運(yùn)輸巷入口處的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，輸?shù)苈费鼐C采工作面運(yùn)輸巷底板鋪設(shè)。通過(guò)輸?shù)苈穼⒌獨(dú)馑椭凉ぷ髅娌煽諈^(qū)。氮?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(guò)0.1MPa計(jì)算確定，計(jì)算氮?dú)廨斔凸苈穬?nèi)徑91.5mm，氮?dú)廨斔凸苈愤x用108×4無(wú)縫鋼管。工作面注氮系統(tǒng)見(jiàn)圖2。三、阻化劑防滅火阻化劑多為化學(xué)物質(zhì)，以CaCl2、MgCl2、Na

21、Cl等表面活性劑為主，歸類(lèi)為鹽類(lèi)，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與氧發(fā)生氧化反應(yīng)。阻化劑能粘附于煤的表面，阻止煤的氧化，降低煤的氧化能力，起到防止自燃作用。圖2 氮?dú)?、阻化劑防滅火系統(tǒng)布置圖1. 阻化劑選擇目前，用于煤礦防滅火的阻化劑主要為CaCl2、MgCl2、ZnCl2、AlCl3、P2O5、NaHPO4、NaCl、KCl、Ca(OH)2、H3BO3、水玻璃（Na2O.nSiO2），以及鋁廠的煉鎂槽渣、化工廠的硼酸廢液、造紙廠的氯化鋅廢液、釀酒廠的廢液等。其中以工業(yè)氯化鈣（CaCl2.5H2O）和鹵塊、片（MgCl2.6H2O）的阻化效果好，貨源充足，運(yùn)貯方便，使用較廣泛。經(jīng)試驗(yàn)，褐煤、煙煤最適宜的

22、阻化劑為工業(yè)氯化鈣和鹵塊、片；高硫煤最適宜的阻化劑為消石灰Ca (OH)2、水玻璃。本井田內(nèi)煤層以不粘煤為主，4-2煤層部分長(zhǎng)焰煤41號(hào)（CY41），工業(yè)氯化鈣和鹵塊、片對(duì)其阻化的效果相差不大，數(shù)值接近，故設(shè)計(jì)確定阻化劑采用工業(yè)氯化鈣或者鹵塊、片。2. 噴灑工藝系統(tǒng)根據(jù)本礦井煤層賦存條件及開(kāi)拓方案、雖然井田范圍不大，工作面采用條帶式布置、井下輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，設(shè)計(jì)選擇半永久性噴灑壓注系統(tǒng)，相對(duì)地面設(shè)置永久性噴灑壓注系統(tǒng)不僅管路短，且靈活。工作面采空區(qū)阻化劑溶液防滅火有兩種方式，一種是向采空區(qū)直接噴灑，另一種是采用高壓霧化器把溶液變成汽霧隨漏風(fēng)漂灑到采空區(qū)。采用溶液直接噴灑時(shí)，藥

23、液消耗量大，占用人力多，噴灑不均勻，效果較差，但對(duì)液壓支架立柱損害小，操作工藝簡(jiǎn)單，投資??；采用霧化時(shí)，藥液消耗量小，霧化采空區(qū)范圍大，噴灑均勻，效果較好，但阻化劑汽霧飄灑到液壓支架立柱上，對(duì)支架立柱有一定的腐蝕作用（操作時(shí)應(yīng)立即擦凈支柱），操作工藝復(fù)雜，投資大。經(jīng)過(guò)綜合考慮，設(shè)計(jì)確定采用阻化劑直接向采空區(qū)噴灑方式，防止對(duì)機(jī)械設(shè)備的腐蝕。系統(tǒng)由阻化液箱、阻化劑發(fā)射泵、高壓膠管、三通、閘閥、噴槍、壓力表、流量計(jì)等組成。3. 參數(shù)計(jì)算（1）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。一般濃度為1020%即能滿足防滅火的要求。超過(guò)20%，阻化效

24、果提高不大，而成本將大幅度增高。結(jié)合本礦井煤層特點(diǎn)和采煤方法等，設(shè)計(jì)確定阻化劑溶液濃度采用15%。礦井在生產(chǎn)過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際阻化效果，調(diào)整阻化劑溶液濃度，選擇經(jīng)濟(jì)合理的濃度。（2）阻化劑溶液用量阻化劑霧日噴灑量計(jì)算：V1=K1K2K3LHD/R（m3/d）式中：V1日噴灑量，m3/d；K1噴灑加量系數(shù)，K1=1.2；K2每噸遺煤噴灑汽霧量，阻化劑濃度為20%時(shí)，取0.02t/m3；K3工作面采空區(qū)丟煤率，綜采工作面按5%；L工作面長(zhǎng)度，綜采面長(zhǎng)200m；H工作面采高，綜采面采高平均3.35m；D工作面日進(jìn)度，綜采面日進(jìn)度5.3m；煤容重（4-2煤層）1.32t/m3；R汽霧轉(zhuǎn)化率，85%。則綜

25、采工作面阻化劑霧日噴灑量為：V1=1.2×0.02×0.05×200×3.35×5.3×1.32÷0.85=6.62 m3/d根據(jù)霧化（噴灑）工藝設(shè)計(jì)，全礦每天均在準(zhǔn)備班霧化（噴灑）一次，故全礦井一個(gè)綜采工作面每天合計(jì)消耗阻化劑溶液6.62 m3/d，約7.282t/d。（3）設(shè)備選擇根據(jù)礦井每天阻化劑溶液用量及開(kāi)采條件，阻化劑噴灑設(shè)備選型如下：貯液箱：由厚鋼板焊接成矩形箱體，容積5m3。阻化劑噴射泵：選用WJ-24型噴射泵，其壓力為23MPa，流量為2.4m3/h，最大射程15m，電機(jī)功率2.2kW。工作面阻化劑系統(tǒng)見(jiàn)圖2

26、。四、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)考慮到本礦井開(kāi)采的煤層為易自燃煤層，設(shè)計(jì)配備KSS-200型礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由安裝在井下的管纜及接管箱、儲(chǔ)水器、粉塵過(guò)濾器等附件以及安裝在地面的抽氣泵、監(jiān)控設(shè)備組成，共設(shè)16個(gè)檢測(cè)通道。計(jì)劃用12個(gè)通道通過(guò)束管取樣，分析礦井采空區(qū)（回風(fēng)隅角）、密閉區(qū)的一氧化碳、氧氣、二氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷等氣體濃度，早期預(yù)報(bào)煤礦自燃火災(zāi)的裝置。 第三節(jié) 井下外因火災(zāi)的防治一、電氣事故引發(fā)的火災(zāi)防治措施1井下機(jī)電設(shè)備硐室防火措施主要機(jī)電設(shè)備硐室有中央變電所、主排水泵房，防火措施如下： 硐室應(yīng)砌碹或用其他不燃材料支護(hù)。 硐室兩頭設(shè)向外開(kāi)的防火門(mén)，防火門(mén)外5米內(nèi)巷道用不燃

27、材料支護(hù)。 每一硐室配備2臺(tái)滅火器及一個(gè)0.2立方米的砂箱。 硐室內(nèi)嚴(yán)禁設(shè)集油坑，帶油電器設(shè)備漏油，必須立即處理。 硐室內(nèi)嚴(yán)禁堆放易燃易爆物器。2井下電氣設(shè)備的防火措施 井下電氣設(shè)備防爆等級(jí)，按規(guī)程第444條規(guī)定執(zhí)行。 井下中央變電所應(yīng)有兩回路供電，其中一路工作，一路帶電備用。每一路應(yīng)能承受該區(qū)域最大負(fù)荷電流。 井下變壓器禁止中性點(diǎn)接地。 電壓等級(jí)選擇符合下列要求：高壓不超過(guò)10000V；低壓不超過(guò)1140V；照明、信號(hào)、電話、手持式電器不超過(guò)127V；遠(yuǎn)控線路額定電壓不超過(guò)36V；3井下電纜 按長(zhǎng)期允許電流選擇電纜截面，按三相短路電流校電纜熱穩(wěn)定性。 電纜敷設(shè)按規(guī)程第467-471條規(guī)定執(zhí)行

28、。 電纜連接按規(guī)程第472條規(guī)定執(zhí)行。 所有電纜不準(zhǔn)帶電盤(pán)放，嚴(yán)禁出現(xiàn)“雞爪子”、“羊尾巴”、“明接頭”等現(xiàn)象。4井下電氣設(shè)備的各種保護(hù) 36V以上電氣設(shè)備的外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶、鎧皮，橡膠電纜的接地芯線或屏蔽套均必須接地。 高壓電氣設(shè)備應(yīng)具有短路、過(guò)負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。 低壓電機(jī)控制設(shè)備應(yīng)具備短路，過(guò)負(fù)荷、單相斷線，漏電閉鎖及遠(yuǎn)程控制裝置。 各變電所、配電點(diǎn)饋出線上應(yīng)裝設(shè)短路過(guò)負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置。 必須用最遠(yuǎn)點(diǎn)兩相短路電流校驗(yàn)保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù)。5井下電氣設(shè)備的檢修、維護(hù)和調(diào)整 高壓電器設(shè)備的修理和調(diào)整工作，應(yīng)有工作票及施工措施。 防爆電氣設(shè)備防爆性能必須良好，不符合要求的嚴(yán)

29、禁繼續(xù)使用。 電氣設(shè)備和電纜的檢查周期，依照規(guī)程第490條規(guī)定執(zhí)行。 電氣設(shè)備絕緣油物理、化學(xué)電氣性能每年測(cè)試一次，操作頻繁的每半年一次，分?jǐn)嗳味搪冯娏鞯挠烷_(kāi)關(guān)加試一次。二、帶式輸送機(jī)著火的防治措施1使用阻燃皮帶。2巷道照明及信號(hào)使用綜合保護(hù)裝置。3膠帶運(yùn)輸機(jī)巷電纜使用阻燃電纜。4膠帶電控使用真空磁力起動(dòng)器，短路、過(guò)載、漏電、斷相保護(hù)裝置必須齊全。5堅(jiān)持使用皮帶綜合保護(hù)裝置。6在機(jī)頭、機(jī)尾裝設(shè)自動(dòng)灑水裝置。7在機(jī)頭配備兩臺(tái)滅火器及一個(gè)0.2立方米的砂箱。8膠帶運(yùn)輸機(jī)要安設(shè)火災(zāi)報(bào)警和溫度傳感器。三、其它火災(zāi)的防治措施1防止地面明火引發(fā)井下火災(zāi)的措施 井口20m內(nèi)禁止明火，嚴(yán)禁攜帶打火機(jī)、火柴、

30、香煙等入井，井下嚴(yán)禁明火；井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖和使用電爐。 副斜井應(yīng)裝設(shè)防火鐵門(mén)，防火鐵門(mén)必須嚴(yán)密并易于關(guān)閉，打開(kāi)時(shí)不妨礙提升、運(yùn)輸和人員通行，并應(yīng)定期維修。 井下和井口房嚴(yán)禁采用可燃性材料搭設(shè)臨時(shí)操作間、休息間。 井下和井口房不得從事電焊、氣焊和噴燈焊接等工作。如果必須進(jìn)行此項(xiàng)工作，每次必須制定安全措施，并遵守規(guī)程223條規(guī)定。2防止地面雷電波及井下 入井的地面架空線在入井處要設(shè)避雷裝置。 入井的各種管路在入井處裝設(shè)不少于兩處的集中接地極。3其它措施 布置在煤層中的主要巷道及硐室、機(jī)電設(shè)備附近，采用砌碹、錨網(wǎng)噴等不燃性材料支護(hù)。 按煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定設(shè)置了井下消防材料庫(kù)，按規(guī)定配備了滅火材

31、料與器材。 井下爆炸材料發(fā)放硐室采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)并安設(shè)隔爆設(shè)施。 禁止一切人員攜帶煙草和點(diǎn)火工具下井，井下及井口房?jī)?nèi)一般不準(zhǔn)進(jìn)行焊接作業(yè)，如必須進(jìn)行，應(yīng)按煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 采用阻燃和防靜電膠帶、不延燃電纜、風(fēng)筒和不燃液。在膠帶輸送機(jī)頭和主要機(jī)電硐室設(shè)火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置。各膠帶輸送機(jī)巷均敷設(shè)消防管路，每隔一定距離設(shè)有消防水龍頭。 井下不存放汽油、煤油和變壓器油。井下擦抹機(jī)械用過(guò)的棉紗和布頭等必須放在蓋嚴(yán)的桶內(nèi)，定期送往地面處理。第四節(jié) 井下防火構(gòu)筑物在井下主變電所、主排水泵房、爆破材料發(fā)放硐室等硐室兩端、副井井口及回采巷道口均設(shè)防火門(mén)，防火構(gòu)筑物布置及數(shù)量詳見(jiàn)表1。在井下兩水平均設(shè)消

32、防材料庫(kù)。表1防火設(shè)施及構(gòu)筑物一覽表序號(hào)名 稱(chēng)單位數(shù)量使 用 地 點(diǎn)1防火鐵門(mén)座7用于副斜井井口及回采巷道口2防火柵欄兩用門(mén)個(gè)5用于主排水泵房、主變電所、爆炸材料發(fā)放硐室通道井下設(shè)有自動(dòng)灑水裝置，按照規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，在井下中央水泵房、中央變電所和其它機(jī)電設(shè)備硐室等處，均配有一定數(shù)量的滅火器材，以便及時(shí)處理發(fā)生的火災(zāi)。井下滅火器材配備見(jiàn)表2。表2 井下滅火器材配備表序號(hào)滅 火 器 種 類(lèi)單位數(shù)量配 備 地 點(diǎn)備 注1CO2滅火器（MT5）臺(tái)2井下主排水泵房8kg干粉滅火器（MF8）臺(tái)12CO2滅火器（MT5）臺(tái)2井下主變電所8kg干粉滅火器（MF8）臺(tái)2310L泡沫滅火器（MP65）臺(tái)1井下爆破材料發(fā)放硐室8kg干粉滅火器（MF8）臺(tái)1450kg干粉滅火器（MFT50）臺(tái)2井下消防器材庫(kù)續(xù)表2 井下滅火器材配備表序號(hào)滅 火 器 種 類(lèi)單位數(shù)量配 備 地 點(diǎn)備 注4CO2滅火器（MT5）臺(tái)12510L泡沫滅火器（MP65）臺(tái)4井底車(chē)場(chǎng)CO2滅火器（MT5）臺(tái)26CO2滅火器（MT5）臺(tái)1井下調(diào)