許廠煤礦4303孤島綜采面防滅火技術(shù)方案07.10黃

1、PAGE PAGE 1淄博礦業(yè)集團公司許廠煤礦4303孤島綜采面防滅火技術(shù)方案淄博礦業(yè)集團公司許廠煤礦2007年10月5日目 錄 TOC o 13” h z u HYPERLINK l _Toc105389985” 1概述 PAGEREF _Toc105389985 h 1 HYPERLINK l _Toc105389986” 1。1工作面概況 PAGEREF _Toc105389986 h 1 HYPERLINK l ”_Toc105389987” 1。2工作面防滅火重點 PAGEREF _Toc105389987 h 2 HYPERLINK l _Toc105389988” 1）孤島綜放面

2、鄰近采空區(qū)自燃危險性加大 PAGEREF _Toc105389988 h 2 HYPERLINK l _Toc105389989 2）煤柱斷層帶與連接工作面與采空區(qū)的巷道附近 PAGEREF _Toc105389989 h 2 HYPERLINK l ”_Toc105389990 3）巷道周圍煤體自燃 PAGEREF _Toc105389990 h 2 HYPERLINK l _Toc105389991 4)采空區(qū)兩道開切眼和停采線 PAGEREF _Toc105389991 h 2 HYPERLINK l ”_Toc105389992 1.3 許廠煤礦現(xiàn)有的防火措施 PAGEREF _Toc

3、105389992 h 3 HYPERLINK l _Toc105389998 2煤層自燃監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc105389998 h 4 HYPERLINK l _Toc105389999 2。1相鄰采空區(qū)與巷道周圍破碎煤體監(jiān)測 PAGEREF _Toc105389999 h 4 HYPERLINK l _Toc105390000” 2.2工作面自然發(fā)火監(jiān)測 PAGEREF _Toc105390000 h 7 HYPERLINK l _Toc105390001” 2.3工作面封閉期間和閉墻內(nèi)火災(zāi)氣體檢測 PAGEREF _Toc105390001 h 9 HYPERLINK l

4、_Toc105390002 2.4 監(jiān)測結(jié)果與采取的措施 PAGEREF _Toc105390002 h 9 HYPERLINK l ”_Toc105390003” 3 防滅火技術(shù)方案 PAGEREF _Toc105390003 h 10 HYPERLINK l ”_Toc105390004 3.1膠體防滅火技術(shù)簡介 PAGEREF _Toc105390004 h 10 HYPERLINK l ”_Toc105390008 3.2掘進(jìn)期間防滅火 PAGEREF _Toc105390008 h 13 HYPERLINK l _Toc105390009 1）加強巷道支護(hù)，對巷道表面噴涂堵漏 PAG

5、EREF _Toc105390009 h 13 HYPERLINK l _Toc105390010 2)對巷道高冒區(qū)及破碎帶充填粉煤灰凝膠，相鄰側(cè)采空區(qū)充填復(fù)合膠體 PAGEREF _Toc105390010 h 13 HYPERLINK l ”_Toc105390011 3)對相鄰側(cè)采空區(qū)充填復(fù)合膠體 PAGEREF _Toc105390011 h 14 HYPERLINK l ”_Toc105390012 4）巷道過1311泄水巷及斷層帶的防火方案 PAGEREF _Toc105390012 h 14 HYPERLINK l ”_Toc105390013 3。3生產(chǎn)期間防滅火 PAGERE

6、F _Toc105390013 h 15 HYPERLINK l _Toc105390014” 1）切眼處注復(fù)合膠體防火 PAGEREF _Toc105390014 h 15 HYPERLINK l ”_Toc105390015” 2）正常生產(chǎn)期間本煤層工作面防滅火 PAGEREF _Toc105390015 h 17 HYPERLINK l _Toc105390016 3)綜放面臨時停采的防火措施 PAGEREF _Toc105390016 h 18 HYPERLINK l _Toc105390017” 4）工作面停產(chǎn)撤架期間的防滅火 PAGEREF _Toc105390017 h 18 H

7、YPERLINK l _Toc105390018 4 應(yīng)急防滅火方案 PAGEREF _Toc105390018 h 20 HYPERLINK l ”_Toc105390019 4。1應(yīng)急方案實施的技術(shù)條件 PAGEREF _Toc105390019 h 20 HYPERLINK l _Toc105390020” 4.2滅火救災(zāi)的基本要求 PAGEREF _Toc105390020 h 20 HYPERLINK l ”_Toc105390021 4。3綜放面CO氣體超限應(yīng)急方案 PAGEREF _Toc105390021 h 20 HYPERLINK l ”_Toc105390022 4.4巷

8、道自燃火災(zāi)應(yīng)急方案 PAGEREF _Toc105390022 h 20 HYPERLINK l _Toc105390023” 4。5 采空區(qū)自燃火災(zāi)應(yīng)急方案 PAGEREF _Toc105390023 h 21 HYPERLINK l _Toc105390024 4。6舊巷自燃形成的火災(zāi)應(yīng)急方案 PAGEREF _Toc105390024 h 22 HYPERLINK l ”_Toc105390025 5注意事項 PAGEREF _Toc105390025 h 23許廠煤礦1309孤島綜放面防滅火技術(shù)方案1概述1.1工作面概況許廠煤礦是淄博礦務(wù)局在濟（寧）北礦區(qū)建設(shè)的第一對礦井,設(shè)計生產(chǎn)能力

9、為150萬噸/年，服務(wù)年限86年。該礦位于濟寧市市區(qū)東北角，西與岱莊礦井接壤,南與濟寧二號井毗鄰。井田南北長約10Km，東西寬約6Km,面積約60Km2.本井田含煤地層為下二迭統(tǒng)山西組和上石統(tǒng)太原組，平均總厚246.33m，共含煤25層,其中有三層可采煤層：3下、16上和17層煤，3下煤層為首采煤層。該煤為特低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量、結(jié)焦性能好、成焦率較高，是優(yōu)質(zhì)煉配煤及動力燃料用煤，亦可作為氣化液化氣用煤，本井田各煤層均有自然發(fā)火傾向。據(jù)采樣分析，本礦煤的原樣著火溫度在325349，還原樣和氧化樣的著火點之差（T）在241之間.該煤層具有強爆炸性，煤層爆炸指數(shù)為39。44,煤層瓦斯含量很低

10、，屬低瓦斯礦井?，F(xiàn)礦井通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，風(fēng)井按裝兩臺GAF2113.3軸流式風(fēng)機，前期配用電機為280KW，礦井需要風(fēng)量為3200m3/min，礦井總回風(fēng)量3713m3/min。礦井采用綜采放頂煤開采，是現(xiàn)代化程度較高的大型礦井。圖1 1309工作面平面示意圖1309工作面開采煤層為3下煤,其厚度為5m左右，該煤層為易自燃煤層，煤層自然發(fā)火期為1個月左右。該工作面傾斜長度約80m，與之鄰近的1307、1311工作面均已開采，使1309工作面成為一孤島工作面，其順槽與相鄰工作面順槽之間煤柱寬度均為20m。有一條泄水巷穿過1309工作面與鄰近的1307和1311采空區(qū)相連。在1309皮帶巷

11、發(fā)現(xiàn)一條斷層，其落差為3m左右，已切穿煤柱與1311采空區(qū)溝通。工作面情況如圖1所示。1。2工作面防滅火重點許廠礦各級領(lǐng)導(dǎo)對防滅火工作非常重視，在煤礦開采過程中采取了比較扎實的防滅火措施，因此投產(chǎn)以來還沒有發(fā)生過煤層自燃。但是，隨著工作面的延伸和通風(fēng)系統(tǒng)更加復(fù)雜，自燃危險性加大.1309綜放面在煤層自燃方面更具有以下特點：孤島綜放面鄰近采空區(qū)自燃危險性加大由于綜放面兩側(cè)均為采空區(qū)，并且鄰近采空區(qū)遺煤較多,老空區(qū)兩道浮煤厚度可達(dá)1.5m左右，超過自燃的極限浮煤厚度.由于老空區(qū)遺煤在原工作面開采時已氧化，其溫度可能比較高,如果1309工作面開采過程中煤柱壓裂并向老空區(qū)漏風(fēng)，極有可能發(fā)生相鄰采空區(qū)自

12、燃。兗州礦區(qū)就多次發(fā)生無煤柱開采鄰近采空區(qū)自燃。煤柱斷層帶與連接工作面與采空區(qū)的巷道附近1309工作面與鄰近采空區(qū)間煤柱為20m,一般情況下煤柱不易被完全壓裂而產(chǎn)生向鄰近采空區(qū)漏風(fēng)。但是，1309工作面順槽已揭露一些斷層，并已切空煤柱，這些部位可形成向鄰近采空區(qū)的漏風(fēng)，成為自燃危險性較強部位。并且,工作面泄水巷已穿過工作面，與1307和1311采空區(qū)連通。在1309順槽與泄水巷連通后,就有可能發(fā)生向鄰近采空區(qū)大量供氧，并且泄水巷等巷道周圍煤柱易破碎，可能會形成一些漏風(fēng)通道，因此連接工作面與采空區(qū)的巷道附近自燃危險性也較強。巷道周圍煤體自燃根據(jù)現(xiàn)場勘察，1309工作面皮帶順槽周圍煤體相對比較完整

13、。煤體壓碎情況較少，但斷層帶附近煤體相對破碎，破碎帶深度不詳,這些煤體破碎斷附近的煤體是防滅火的重點。此外,順槽即將與泄水巷溝通，這些巷道相連的部位容易發(fā)生煤層破碎,漏風(fēng)可能較嚴(yán)重，必須加強防火。采空區(qū)兩道開切眼和停采線采空區(qū)兩道、開切眼及停采線都不放頂煤，故這些部位遺煤較厚，是自燃危險區(qū)域。在工作面正常開采時，工作面平均日推進(jìn)度可達(dá)3m以上，在這樣條件下采空區(qū)一般不容易發(fā)生自燃，在以往的生產(chǎn)中也得到證實。但是,開切眼附近綜采設(shè)備布置需要較長時間，并且切眼附近有老巷道，可能煤體較破碎，自燃危險性很大。工作面過斷層時的推進(jìn)度會受影響使自燃危險增加。停采撤架周期較長,且停采線處遺煤多，自燃危險也加

14、大。1.3 許廠煤礦現(xiàn)有的防火措施該礦井配備了KSS200束管色譜微機監(jiān)測系統(tǒng)、安裝有KJ95安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了CO、CH4等傳感器,采用循環(huán)檢測和人工取樣相結(jié)合監(jiān)測井下氣體，為有效防止煤層自然發(fā)火事故提供科學(xué)依據(jù)；地面裝備了注漿站，具有較完善的注漿管路，全礦共敷設(shè)注漿管路12010米,曾對采空區(qū)和采煤工作面進(jìn)行注漿防火；安裝并使用了MD-400型注氮機，在每一工作面投產(chǎn)時同時鋪設(shè)注氮管路、注氮管路及其他配套設(shè)施;此外許廠礦還掌握了噴灑和壓注MgCl2阻化劑防火,壓注粉煤灰復(fù)合膠體防滅火，壓注羅克休堵漏材料等防滅火等技術(shù)。這些技術(shù)的防滅火應(yīng)用效果總結(jié)如下：灌漿：本礦井較早就在地面建立了灌

15、漿站，并完善注漿管路,采用埋管拖管灌漿的方法對采空區(qū)和采煤工作面進(jìn)行預(yù)防性灌漿，但因生產(chǎn)實際情況較復(fù)雜有時必須對采空區(qū)采用間歇式注漿,灌注的灰漿間歇脫水后，各采空區(qū)不可能注滿注實，因此仍存在不同程度的漏風(fēng)，防火效果不是十分的理想。注氮：本礦采用MD-400型注氮機，制氮機輸出N2濃度大于97,氮氣量平均為400立方米/小時。采用“動態(tài)監(jiān)測、適時注氮”的方法進(jìn)行注氮，在1315工作面生產(chǎn)期間使用過，效果良好。凝膠堵漏：在采煤工作面正常生產(chǎn)期間，當(dāng)遇到開幫情況，立即對鄰近采空區(qū)的開幫處采用注凝膠堵漏的方法，盡量減少采空區(qū)的漏風(fēng)渠道。設(shè)擋風(fēng)簾：在采煤工作面的進(jìn)風(fēng)隅角設(shè)置擋風(fēng)簾，風(fēng)簾隨著工作面的推進(jìn)向

16、前移動，其目的也是減少向采空區(qū)的漏風(fēng)量。噴漿堵漏：在臨近采空區(qū)的巷道，對靠采空區(qū)側(cè)的煤壁或者密閉附近的巷道壁采用噴漿堵漏的辦法，減少向采空區(qū)以及密閉內(nèi)的漏風(fēng)量。2煤層自燃監(jiān)測方案2。1相鄰采空區(qū)與巷道周圍破碎煤體監(jiān)測采用人工檢測、束管監(jiān)測、安全監(jiān)測和人工采樣分析的方法對工作面煤層發(fā)火情況進(jìn)行監(jiān)測，各種檢測應(yīng)定點、定時，以便于進(jìn)行分析。1)工作面安全監(jiān)測測點布置1#測點布置在4303軌道順槽距切眼1040米處，鉆孔伸入到4305采空區(qū)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器；2#測點布置在4303軌道順槽距切眼640米處，鉆孔伸入到4305采空區(qū)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器；3測點布置在4303皮帶順槽距切

17、眼380米處，鉆孔伸入到4301采空區(qū)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器;4#測點布置在4303皮帶順槽距切眼1010米處，鉆孔伸入到4301采空區(qū)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器；5#測點布置在4303皮帶順槽距切眼1410米處，鉆孔伸入到4301采空區(qū)，內(nèi)設(shè)6#測點布置在4303老軌道順槽被封閉段靠近切眼側(cè)的臨時密閉內(nèi)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器;7#測點布置在4305皮帶順槽永久密閉內(nèi)，內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器；8測點布置在4301皮帶順槽永久密閉內(nèi),內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度傳感器;圖2 防滅火技術(shù)措施平面示意圖按照測點布置原則在巷道內(nèi)設(shè)置觀測孔，并對鉆孔進(jìn)行編號、并掛牌，觀測鉆孔施工方式如圖3所示

18、。圖3 鉆孔施工示意圖鉆孔參數(shù)：巷道旁側(cè)孔深L 3m，傾角=5,開孔高度h=1。5m;巷道頂部，孔深L 3m，傾角=60;鉆孔內(nèi)下6分或1寸套管,并將測溫探頭和束管固定在一起放入套管的最里端.鉆孔封堵方式：鉆孔與套管之間用炮泥堵死，長度不小于1m，鉆孔端口用快凝水泥封孔。2)監(jiān)測數(shù)據(jù)及記錄通過測溫探頭和測溫儀進(jìn)行測溫，而氣體成分的分析主要通過現(xiàn)場用捏球和氣袋采集氣樣,通過便攜儀或送地面分析室做色譜分析。從而掌握巷道煤體中內(nèi)部溫度、氣體濃度及其隨工作面推進(jìn)、巷道風(fēng)量等參數(shù)的變化情況。測定周期、參數(shù)及要求如下：（1）正常情況下，使用便攜式CO和氧氣檢測儀、瓦檢儀和測溫儀表,每天檢測一次各測點的溫度

19、、CO、CO2、CH4和氧氣濃度，并記錄在巷道日常觀測記錄表中（表1）.（2）每5天用捏球和氣袋采集氣樣，送地面用氣相色譜儀進(jìn)行分析一次,分析結(jié)果記錄在氣相色譜分析結(jié)果表中（表2),并繪制成變化曲線。（3）若出現(xiàn)異常，每班至少觀測二次，每天采樣送地面進(jìn)行一次氣相色譜分析,并記錄分析結(jié)果，繪制出變化曲線。（4）觀測必須做到“四定,即：定人、定點、定時、定儀器。（5)如果鉆孔附近實施了噴漿、注水、注膠或其他處理要記錄時間及處理過程.表1 鉆孔日常觀測記錄表（4303皮順/軌順) 時間： 年 月 日 時測點編號風(fēng)流溫度()CO（ppm)CO2(%)O2（)CH4（%)t(）到掘進(jìn)頭的距離（m）巷道風(fēng)

20、量（m3/min）12345678表2 鉆孔氣體采樣色譜分析記錄表（4303皮順/軌順） 時間： 年 月 日 時測點編號O2（）N2（)CO(ppm）CO2（）CH4（）C2H6(ppm)C2H4（ppm）備注123456782.2工作面自然發(fā)火監(jiān)測采用人工檢測、束管監(jiān)測、安全監(jiān)測和人工采樣分析的方法對工作面煤層發(fā)火情況進(jìn)行監(jiān)測,各種檢測應(yīng)定點、定時，以便于進(jìn)行分析。1）人工檢測檢測地點：進(jìn)風(fēng)端頭風(fēng)簾后；20、40#、60、80#、100、120#支架后部；回風(fēng)隅角（支架后部)；工作面回風(fēng)順槽出口50m。檢測參數(shù):CO、O2、CO2、CH4和T(溫度）。檢測儀器：CO便攜儀、CO檢定管、瓦檢儀

21、、兩用儀和紅外測溫儀。檢測時間:夜班23：00和3：00；早班7:00和13：00；中班15：00和19：00；將檢測結(jié)果記錄在表3中。2)束管監(jiān)測檢測地點：回風(fēng)隅角支架后部；回風(fēng)流。檢測參數(shù)：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8。檢測設(shè)備：束管監(jiān)測系統(tǒng)。檢測時間：正常情況下，每天早班檢測兩次；工作面異常時，每班檢測兩次；將檢測結(jié)果記錄在表4和表5中.測點調(diào)整：每天早班，調(diào)整與工作面推進(jìn)相關(guān)的束管監(jiān)測點的位置。表3 工作面日常觀測記錄表日期 班次 時間地點CO(ppm）CO2（）O2()CH4（）t（）備注進(jìn)風(fēng)端頭風(fēng)簾后20架后40#架后60架后80架后100#架后1

22、20#架后回風(fēng)隅角面回順出口50m表4 4303綜采面回風(fēng)隅角束管監(jiān)測記錄表日期分析時間O2（）N2（）CO(ppm)CO2（%）CH4（%）C2H6(ppm）C2H4（ppm）備注表5 4303綜采面回風(fēng)流束管監(jiān)測記錄表日期分析時間O2（%）N2（%）CO(ppm）CO2（%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4（ppm）備注表6 4303綜采面回風(fēng)隅角氣體采樣色譜分析記錄表日期采樣時間O2（%）N2（%）CO（ppm）CO2(%）CH4()C2H6（ppm)C2H4(ppm)備注表7 4303綜采面回順出口50m氣體采樣色譜分析記錄表日期分析時間O2（)N2（）CO(ppm）CO2(）C

23、H4（）C2H6（ppm)C2H4(ppm）備注3）安全監(jiān)測檢測地點：工作面上口；回風(fēng)流。檢測參數(shù)：CO、CH4、T。檢測設(shè)備：安全監(jiān)控系統(tǒng).檢測時間：實時監(jiān)測。測點調(diào)整：每天早班，調(diào)整與工作面推進(jìn)相關(guān)的監(jiān)測探頭的位置.4)人工采樣分析采樣地點：回風(fēng)隅角(支架后部）和工作面回順出口50m。檢測參數(shù)：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4。檢測設(shè)備：氣相色譜儀。采樣時間：正常情況下，每天早班在人工檢測的同時，用氣囊采集氣樣兩個,送至地面進(jìn)行色譜分析;對人工檢測出現(xiàn)異常的地點,應(yīng)每班采樣兩次。將檢測結(jié)果記錄在表6和表7中。2.3工作面封閉期間和閉墻內(nèi)火災(zāi)氣體檢測1）測點布置方案工作面

24、非正常封閉時，在進(jìn)、回風(fēng)側(cè)密閉分別設(shè)觀測孔，并在密閉內(nèi)各布置一個測點，在密閉外出風(fēng)口各設(shè)一個測點，如圖4。圖4 工作面束管測點布置方案1測點布置在進(jìn)風(fēng)側(cè)密閉內(nèi);2#測點布置在回風(fēng)側(cè)密閉內(nèi)；3#測點布置在進(jìn)風(fēng)側(cè)密閉外回風(fēng)出口；4#測點布置在回風(fēng)側(cè)密閉外回出口。閉內(nèi)測點采用束管監(jiān)測系統(tǒng)及人工采樣定期進(jìn)行分析，閉外則采用人工檢測,并設(shè)置CO傳感器、CH4傳感器和溫度傳感器。測點氣體記錄同表2.2）氣體檢測時間(1）采用束管監(jiān)測系統(tǒng)每天至少一次監(jiān)測密閉內(nèi)氣體的變化情況.（2)正常條件下,利用束管監(jiān)測系統(tǒng),定時（每天至少兩次）對3#和4#測點氣體進(jìn)行檢測，對出現(xiàn)異常的測點，每班至少檢測二次.(3）通過C

25、O傳感器、CH4傳感器和溫度傳感器監(jiān)測3#和4#測點氣體和溫度變化情況，一旦超限(按煤礦安全規(guī)程的要求設(shè)定)，進(jìn)行聲光報警。2.4監(jiān)測結(jié)果與采取的措施如果發(fā)現(xiàn)CO超限或溫度異常應(yīng)及時采取注復(fù)合膠體等防滅火措施進(jìn)行處理.如果有其它自燃標(biāo)志氣體，可據(jù)之判斷自燃溫度較高，應(yīng)立即采取堵漏風(fēng)、注復(fù)合膠體的防滅火措施。如果閉內(nèi)氧濃度高于10%，則說明密閉存在漏風(fēng)，并且有較強的自燃危險，需向閉內(nèi)注復(fù)合膠體。如果閉墻內(nèi)O2濃度低于6%，并且無溫度異常，則自燃可能性不大。3 防滅火技術(shù)方案根據(jù)孤島綜放面煤層自然發(fā)火的特點，基于許廠煤礦現(xiàn)有防滅火技術(shù)及裝備情況，充分體現(xiàn)“以防為主，防治結(jié)合”的思想，提出自燃火災(zāi)防

26、治技術(shù)方案。本方案以膠體防滅火技術(shù)為主,其它防滅火技術(shù)為輔，適應(yīng)綜放面及相鄰采空區(qū)防火、大面積自燃火區(qū)快速滅火及應(yīng)急滅火需要,提出本方案。3.1膠體防滅火技術(shù)簡介近年來發(fā)展的膠體防滅火技術(shù)由于其良好的防滅火性能得到礦井廣泛應(yīng)用，膠體材料主要包括凝膠、高分子膠體稠化膠體和復(fù)合膠體。膠體防滅火技術(shù)集堵漏、降溫于一體,防滅火效果佳，已成為煤層自燃火災(zāi)治理的主要技術(shù)手段之一。膠體防滅火技術(shù)特點膠體防滅火技術(shù)特色（1)滅火速度快：由于膠體獨特的滅火性能，其滅火速度很快,通常巷道小范圍的火僅需幾小時即可撲滅，工作面后方大范圍的火也只需幾天即可撲滅。(2)安全性好：膠體在松散煤體內(nèi)膠凝固化、堵塞漏風(fēng)通道,故

27、有害氣體消失快；在高溫下，膠體不會產(chǎn)生大量水蒸汽，不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人危險。（3）火區(qū)啟封時間短：注膠滅火工程實施完，不需等待(煤礦安全規(guī)程規(guī)定各項指標(biāo)達(dá)到啟封條件后還需觀察穩(wěn)定一個月才能啟封）,即可啟封火區(qū).（4）火區(qū)復(fù)燃性低：高溫區(qū)內(nèi)只要有膠體滲透到的地點都不會復(fù)燃。膠體具滅火性能：（1）固水性：純膠體中90%以上是水,易于流動的水被固結(jié)起來，使水的滅火作用得以充分發(fā)揮.（2）吸熱降溫性：成膠過程是吸熱反應(yīng),煤溫上升使膠體中的水汽化,也將吸收大量的熱。（3)滲透和堵漏性:成膠材料是易于流動的液體,滲透到煤層縫隙中后形成膠體,堵住漏風(fēng)通道。（4）阻化性:促凝劑和基料本身都是阻化劑,兩

28、者反應(yīng)生成的材料也是阻化劑，膠體具有通用阻化劑的性能，對高硫礦仍有良好的防滅火性能.(5）熱穩(wěn)定性:在1000多度的高溫下膠體不熔化、不破裂,仍能保持完好，只是慢失水干裂,但殘渣（增強劑和SiO2）仍充填著煤體孔隙。(6）充填性能:增強劑用量增加， 膠體耐壓性增強,高濃度的膠體泥漿和粉煤灰凝膠可充填高冒空頂區(qū)。（7）在井下正常情況下（T28,濕度90）,膠體可長期保存在煤層中（現(xiàn)場實測十三個月仍完好），防止煤層自然發(fā)火或火區(qū)復(fù)燃。（8)成膠時間可以控制,便于針對不同發(fā)火情況和現(xiàn)場使用工藝對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),最短成膠時間25秒,慢的可控制在數(shù)十小時。(9）材料來源廣泛,成本低廉，工藝簡單.與灌漿系

29、統(tǒng)相配合的大流量壓注膠體泥漿工藝可用于撲滅大面積煤層自燃火災(zāi)。以粉煤灰為主要固體原料的復(fù)合膠體除具有上述膠體特性外，還有如下特性：(1)添加劑用量極少,僅為千分之幾或萬分之幾,在滅火中使用，可使固體滅火材料在井下的運輸量大幅度減少。(2)膠體有粘彈性，它能緊密充填于煤層間隙，即使煤層壓裂破碎也不會產(chǎn)生漏風(fēng)裂隙,可對移架、礦壓等造成的新裂隙進(jìn)行二次封堵。(3）膠體具有觸變性且受熱粘度降低。在進(jìn)行輸送時，其粘度較低，運輸阻力不大，而進(jìn)入煤層靜止后，其粘度增大，可滯留在煤層中，吸熱堵漏；材料受熱粘度降低，使其在煤層中向高溫點的流動變得容易，而從高溫點向外流相對較困難,有利于滅火。膠體防滅火材料配比膠

30、體防滅火材料主要包括硅酸凝膠為主體的“凝膠系列材料、以高分子材料為主要添加材料的系列高分子膠體、和由有機高分子材料、水和粉煤灰(或黃土）構(gòu)成的復(fù)合膠體。其材料構(gòu)成如下：凝膠系列材料水： 100份水玻璃 820份碳酸氫銨（或小蘇打） 35份粉煤灰或黃土等 適量高分子膠體系列材料水： 100份高分子添加劑 0.52份復(fù)合膠體材料水: 100份粉煤灰或黃土等 50120份高分子添加劑 0。050.1份灌注凝膠或粉煤灰凝膠工藝圖5 井上、井下配合的管路大量流注膠工藝圖采用井下移動式注膠防滅火系統(tǒng)時,設(shè)備安裝運行及材料運輸均不能迅速實施，且注膠流量小,材料運輸量大,使得滅火效率降低。為了對礦井火災(zāi)進(jìn)行有

31、效地預(yù)防和在緊急情況下快速反應(yīng)，迅速控制火災(zāi)，減少災(zāi)害損失,有必要利用許廠煤礦現(xiàn)有的粉煤灰灌漿系統(tǒng)，實現(xiàn)大流量壓注高濃度泥漿(稠化膠體）、凝膠或粉煤灰凝膠、復(fù)合膠體，有針對性地處理各種不同情況下的浮煤自燃。利用許廠煤礦現(xiàn)有的灌漿防滅火系統(tǒng)，將粉煤灰倒入漿池內(nèi)，與水混合后,在漿池內(nèi)制成漿液,通過灌漿管網(wǎng)輸送至井下用漿地點。適當(dāng)提高水灰比，使提在3：21：1左右.為解決粉煤灰容易在管路中沉降出現(xiàn)堵塞管路的問題,可在制漿池中加入少量懸浮劑JXF1930.在井下用漿地點附近通過ZM-5/1.8D煤礦用注漿機，將高分子膠凝劑FCJ12按比例加入灌漿管網(wǎng)內(nèi)，并將混合物壓入用膠地點,即可實現(xiàn)大流量的壓注粉煤

32、灰復(fù)合膠體。如果地面灌漿也中加入水玻玻,而井下按比例加入的是碳酸氫氨或小蘇打等促凝劑，則可實現(xiàn)大流量壓注凝膠.系統(tǒng)工藝流程見圖5。3.2掘進(jìn)期間防滅火加強巷道支護(hù),對巷道表面噴涂堵漏噴涂時間：巷道冒頂后20天以內(nèi)；噴涂厚度:50100mm；噴涂范圍：冒頂區(qū)域及其前后各10m，頂板需全部噴嚴(yán),并噴至頂板以下0.51。0m；斷層破碎帶及其它煤體較破碎部位，斷層帶前后各5m巷道周圍；永久性密密墻兩側(cè)各3m的煤壁及其頂板.噴涂材料：噴涂材料為水泥砂漿；噴涂要求:噴射均勻、平整，不留孔洞及縫隙。對巷道高冒區(qū)及破碎帶充填粉煤灰凝膠，相鄰側(cè)采空區(qū)充填復(fù)合膠體向巷道頂部和沿空側(cè)施工2寸注膠鉆孔,鉆孔傾角:60

33、90；鉆孔長度：終孔到實頂；封孔質(zhì)量：密實、牢固。鉆孔布置：每排布置鉆孔4個，頂部1個，巷道兩側(cè)肩窩各一個，相鄰采空區(qū)1個（伸入采空區(qū)內(nèi)1m），排距23m；見圖6。鉆孔施工技術(shù)采用灌漿注膠滅火鉆孔一次成孔技術(shù)（見附錄二)。粉煤灰凝膠充填量（高寬長孔隙率備用系數(shù)）為：巷道頂部：3m5m3m0。51。2=25m3; 煤柱頂部：3m5m3m0。31。2=16。2m3；則頂部和肩窩鉆孔平均每孔注膠量約為:16 m3；巷頂充填凝膠材料的配比為：膠體基料濃度大于10，粉煤灰量不低于30,促凝劑用量以控制材料成膠時間為30s1分鐘確定。圖6 巷道頂部注膠充填防火工藝示意圖對相鄰側(cè)采空區(qū)充填復(fù)合膠體相鄰采空區(qū)

34、注膠鉆孔主要布置在破碎帶、斷層帶等構(gòu)造帶處.巷道比較完整處每隔50m施工一個鉆孔，注粉煤復(fù)合膠充填采空區(qū)松散煤體.順槽掘進(jìn)撤除后，在原巷道噴漿堵漏防火的基礎(chǔ)上，采取向相鄰采空區(qū)施工鉆孔壓注復(fù)合膠體方法建立復(fù)合膠體隔離段，降低相鄰采空區(qū)的漏風(fēng)量和漏風(fēng)深度，防止相鄰采空區(qū)大范圍的松散煤體連成一片，隔離段的長度為10m。在需建隔離段的地點向相鄰側(cè)采空區(qū)垂直施工2寸鉆孔2個,鉆孔間距為5m，終孔位于煤層頂板高度，伸入采空區(qū)內(nèi)1m,并用水泥將孔口封牢。通過灌漿管路向相鄰采空區(qū)充填復(fù)合膠體,膠體充填量為：Qj= hwlnk=6m5m10m0。6/0。7=260m3。相鄰采空區(qū)原1307軌順和1311運順內(nèi)

35、硐室的地點,以及1309綜放面順槽外側(cè)有硐室的地點，也需采取同樣的方法進(jìn)行處理。巷道過1311泄水巷及斷層帶的防火方案1309工作面在巷道掘進(jìn)期間，運順和軌順都會穿過1311泄水巷,與1307面和1311面的采空區(qū)溝通,為防止采空區(qū)氣體涌入1309工作面，在建密閉墻的同時要充填廢巷和相鄰側(cè)采空區(qū)。1）在1311泄水巷與順槽之間建立防火閉墻，閉墻厚度不小于1m，并在閉墻頂部預(yù)埋2寸灌漿管路；在順槽與老巷道相連處的沿空側(cè)打磚混密閉墻，并在墻體兩側(cè)至少3m范圍內(nèi)噴漿，噴漿厚度一般為510cm。2)在巷道交叉點靠實體煤一側(cè)，如果巷道完整且無大量遺煤，可打臨時閉墻,否則與沿空側(cè)同樣處理;3）通過灌漿管路

36、向密閉內(nèi)充填復(fù)合膠體，在閉墻上預(yù)埋觀測管和注膠管，沿注膠管向采空區(qū)注復(fù)合膠體,注膠量為每個閉墻內(nèi)50100m3，切眼附近的沿空閉墻內(nèi)注膠量應(yīng)較多。膠體充填量計算依據(jù)為：Qj=SL/K=105/0。7=70m3式中，Qj為注膠量m3;S為需充填巷道斷面;L為需充填巷道長度，K為膠體收縮系數(shù).4）在閉墻頂部向相鄰側(cè)采空區(qū)施工2寸注膠鉆孔兩個，終孔位于煤層頂板，伸入采空區(qū)內(nèi)1m，終孔間距5m；膠體充填量為：Qj= hwln/K=6m5m10m0。6/0.7=260m3；式中，Qj為注膠量m3;h為注膠高度；w為延伸至相鄰采空區(qū)的寬度；l為注膠段沿走向的長度；n為空隙率。5）斷層帶附近加強巷道支護(hù)，對

37、巷道表面噴涂堵漏。在順槽過斷層處,視斷層破碎帶寬度，應(yīng)在斷層前后各510m范圍內(nèi)水泥噴漿，防止漏風(fēng),并且向破碎帶附近頂部、沿空側(cè)及工作面一側(cè)施工鉆孔，注羅克休或凝膠等材料堵漏。噴漿厚度一般為510cm。3.3生產(chǎn)期間防滅火切眼處注復(fù)合膠體防火根據(jù)兩道、端頭支架及過渡支架頂煤的垮落情況，為了防止相鄰采空區(qū)對采空區(qū)遺煤自燃，通過鉆孔向鄰近采空區(qū)兩道壓注粉煤灰膠體以減少漏風(fēng)、防止自燃。（1）注膠范圍圖7 切眼處注膠防火在工作面推過切眼后,強制放下工作面兩道頂煤,并向碎煤里壓注復(fù)合膠體,使工作面回風(fēng)順槽和運輸順槽兩側(cè)形成兩段長約15m,寬約10m，高為8m的膠體隔離帶，在不易冒實的切眼和順槽之間形成一

38、個隔離帶,大幅度降低采空區(qū)周邊的漏風(fēng)量,如圖7。在3#觀測點處的閉墻后應(yīng)注膠防止相鄰采空區(qū)自燃，該點注膠量150m3以上.（2)注膠鉆孔布置在綜放面推過切眼后,在工作面進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)向采空區(qū)切眼頂部施工2個注膠鉆孔，鉆孔終孔位于切眼中間,距切眼底板6m，1#鉆孔位于軌順頂部中間，2#鉆孔距軌順外邦10m，見圖8.圖8 開切眼處的鉆孔布置示意圖(3）注膠前的準(zhǔn)備工作由于綜放面回采初期切眼和兩巷冒落不實，為減少膠體泄漏，首先用沙土袋（或碎煤袋）封堵端頭支架（或過渡支架）后部末冒落實的空洞，如圖9，充填厚度(沿走向）為2m左右，高度接頂，然后再通過注膠鉆孔壓注復(fù)合膠體。圖9 采空區(qū)兩道沙袋充填示意圖（4

39、）注膠量及膠體材料用量注膠量大小主要取決于膠體隔離帶的寬度、長度、高度和頂板的垮落狀況等因素,按下式進(jìn)行注膠量的計算:Qj=khlwn式中，Qj為注膠量m3；h為注膠高度，取8m；l為膠體隔離帶長度,取15m；n為空隙率，取0。5;w為膠體隔離帶的寬度，取10m；k為注膠有效系數(shù)，考慮到膠體的滲流等特性,取1。2。因此，切眼處膠體隔離帶所需注膠量為：Qj=1.2108150.5=720m3所需的懸浮劑（JXF1930)用量按下式計算：Wf= Qj式中，Wf為懸浮劑用量，kg;Qj為注漿量；為配比率，取1故：W=72011000=720 kg。所需的膠凝劑（FCJ12）用量按下式計算：Wz=Qj

40、式中，Wz為膠凝劑用量，kg;Qj為注漿量;為配比率，取0.6故：W=7200。61000=432kg。（5）其它措施在工作面回風(fēng)順槽預(yù)埋束管取樣分析采空區(qū)內(nèi)的氣體變化和采空區(qū)浮煤自燃性預(yù)測。正常生產(chǎn)期間本煤層工作面防滅火工作面正常推進(jìn)階段,在工作面進(jìn)風(fēng)隅角掛設(shè)風(fēng)簾，減少采空區(qū)漏風(fēng)。每隔5060m左右（切眼推過20m或回風(fēng)流氣體超限或工作面推進(jìn)困難時）在順槽隅角堆積土袋（或碎煤）形成一道厚度約為2m的砂袋墻（同時在頂部壓入2寸的灌漿注膠管）,墻以減少向采空區(qū)的漏風(fēng)，并為采空區(qū)注膠創(chuàng)造條件.待工作面推過砂袋墻一段距離，工作面上端頭跨落帶與砂袋墻結(jié)合充分后，通過砂袋墻頂部壓入的注膠管，壓注一定量的

41、復(fù)合膠體。通過注膠，最終沿回風(fēng)順槽和運輸順槽形成一定數(shù)量的膠體隔離段.膠體隔離段進(jìn)風(fēng)順槽沿傾向注膠8m,沿工作面方向確定為6m,注膠高度切頂；回風(fēng)順槽沿傾向注膠6m，沿走向確定為6m，注膠高度為3m，最終沿采空區(qū)兩道形成間斷隔離帶,如圖10。進(jìn)風(fēng)側(cè)壓注量：8631.2=180m3?；仫L(fēng)側(cè)壓注量：6631.2=140m3。懸浮劑平均（JXF1930)用量為：W=16011000=160kg。膠凝劑平均（FCJ12）用量為：W=1600.61000=96kg。圖10 工作面注膠防滅火綜放面臨時停采的防火措施綜放面需臨時停采時,為使綜放面臨時停采后不出現(xiàn)煤層自然事故，應(yīng)采取如下技術(shù)措施：（1）工作面

42、臨時停采前三天，在工作面上順槽施工一道砂袋墻，封堵采空區(qū)未跨落的巷道，并向砂袋墻內(nèi)壓注復(fù)合膠體120m3；（2)工作面臨時停采前，下順槽施工兩個鉆孔壓注復(fù)合膠體150m3；（3）降低工作面風(fēng)量（約為正常風(fēng)量的一半）；（4）綜放面停采期間要派專職瓦檢員,進(jìn)行綜放面正常的人工檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報，并立即處理。（5）綜放面停采期間,測風(fēng)員要每天去12人檢查通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時檢查綜放面所有風(fēng)門的狀況,測定工作面風(fēng)量,發(fā)現(xiàn)問題及時匯報并立即處理。（6)工作面因假期或難以控制的自燃火災(zāi)等原因，停采時間較長時，應(yīng)對工作面采取封閉注氮措施，并采用束管監(jiān)測（或人工檢測)對封閉區(qū)內(nèi)氣體進(jìn)行定期檢測。工作面停

43、產(chǎn)撤架期間的防滅火當(dāng)工作面完成回采準(zhǔn)備撤架時，頂煤不放并且回采速度較慢,使停采線附近堆積了大量浮煤，超過了煤自燃的極限浮煤厚度.工作面開始停采后，還要準(zhǔn)備撤離支架,其周期也很長。因此，停采線自燃危險性較大，停采撤架期間的防滅火措施如下：（1）距停采線附近100米的在皮帶順槽向采空區(qū)埋設(shè)束管，共埋設(shè)4個，分別距停采線100米、70米、50米、30米,束管和采樣頭要用2寸鐵管保護(hù)好，并定期通過束管取樣，上井取樣分析.（2）工作面停采期間，降低工作面風(fēng)量（約為正常風(fēng)量的一半），采取均壓措施，減少停采線漏風(fēng)，防止停采線浮煤自燃；（3）加快工作面設(shè)備撤出速度，應(yīng)在1。5個月內(nèi)工作面設(shè)備全部撤完,并完成封

44、閉，若不能在規(guī)定時間內(nèi)全部撤完，必須做好應(yīng)急準(zhǔn)備工作（注膠管路、設(shè)備、注膠材料、打鉆機具和套管必須準(zhǔn)備到位）；（4）在撤架過程中，加強停采線氣體、溫度監(jiān)測和自燃危險性預(yù)測；經(jīng)檢查或預(yù)測，確有自燃危險性時,在危險區(qū)域支架間布置鉆孔，進(jìn)行注膠防滅火處理；（5)對“兩道冒落不實的大空洞進(jìn)行沙袋（或碎煤袋）充填堵漏,降低工作面風(fēng)量，在滿足工作面防瓦斯及防塵要求前提下,準(zhǔn)備停采階段盡量將工作面風(fēng)量減少（可減少到500600m3左右），以減少向采空區(qū)漏風(fēng)。圖11 工作面停采撤架前注膠區(qū)域平剖示圖(6）工作面停采時，向兩道采空區(qū)壓注粉煤灰復(fù)合膠體，形成防火隔離帶，隔離帶長12m,寬7m，高5m。（7）在工作

45、面進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)之間的中部分別施工二個鉆機窩。鉆機窩大小以能夠自鉆窩向支架頂部打鉆為宜。由鉆機窩向采空區(qū)打鉆,鉆孔終孔位置以水平方向與支架尾部水平距離約為6m，垂直方向高出支架頂部3m,相鄰終孔點間距為68m（如圖11）.沿鉆孔向采空區(qū)注膠，每個鉆孔，注膠量約為30m3，累計注膠300m3。通過注復(fù)合膠體,在工作面進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)側(cè)形成防火隔離帶，能夠有效地降低通往采空區(qū)的漏風(fēng),還可防止注膠部位煤溫升高。（8）工作面停采設(shè)備全部撤出以后,在適當(dāng)位置近防火閉要求建立密閉,并留設(shè)觀測孔和注漿管路。4 應(yīng)急防滅火方案礦上備一定量的水玻璃和復(fù)合膠體添加劑，一旦發(fā)生自燃跡象,可迅速連接好注漿管路，大流量壓注復(fù)合膠

46、體。如果不能在短時間內(nèi)接好注膠管路,可采用井下移動式注膠滅火.4.1應(yīng)急方案實施的技術(shù)條件1）建立注膠防滅火系統(tǒng)：將灌漿注膠管路輔設(shè)到進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)，準(zhǔn)備應(yīng)急用注膠設(shè)備和材料。2)建立井下快速打鉆下套管系統(tǒng)：準(zhǔn)備好滅火鉆機（改進(jìn)型巖石電鉆）、煤電鉆、可作為套管的50mm鉆桿、相配套的鉆頭、以及高壓膠管等.4。2滅火救災(zāi)的基本要求1)了解煤礦安全規(guī)程滅火救災(zāi)的有關(guān)規(guī)定。2）掌握膠體防滅火系統(tǒng)的使用方法。3）掌握井下快速打鉆下套管技術(shù)。4）編制火災(zāi)氣體檢測操作規(guī)程。5）校準(zhǔn)現(xiàn)有儀器、儀表，保證火區(qū)檢測儀器儀表合格、可靠。6)注意資料收集和匯總分析。4。3綜放面CO氣體超限應(yīng)急方案1)采取措施(如不放頂

47、煤），加快工作面推進(jìn)速度;2）采用沙袋（碎煤袋)充填上順槽采空區(qū)巷道，減少向采空區(qū)的漏風(fēng)；3）對采空區(qū)兩道進(jìn)行封堵和注膠;4）控制工作面風(fēng)量，減小向采空區(qū)漏風(fēng)；5)采取系統(tǒng)均壓措施,升高工作面壓力，減少采空區(qū)有害氣體的涌出。4.4巷道自燃火災(zāi)應(yīng)急方案一旦發(fā)現(xiàn)巷道自燃火災(zāi)，必須按照煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，立即采取措施控制火勢的發(fā)展,并上報礦調(diào)度室，成立滅火救災(zāi)指揮部,組織制定滅火方案，指揮井下滅火救災(zāi)工作。1）控制火勢（a)用水直接撲滅巷道表面明火，打鉆注水、灌漿,并應(yīng)用火區(qū)快速控制系統(tǒng)注膠控制火勢發(fā)展；（b）設(shè)專人檢測火區(qū)及其下風(fēng)側(cè)CO、CH4和O2等氣體變化情況，并隨時匯報；（c）根據(jù)氣體變

48、化情況,確定是否撤出火區(qū)下風(fēng)側(cè)人員和設(shè)置警戒.2)判定巷道自燃火區(qū)范圍及嚴(yán)重程度(a）根據(jù)巷道氣體監(jiān)測數(shù)據(jù),判定火勢；（b）采用紅外測溫儀測定巷道表面溫度，推斷高溫區(qū)范圍;（c）在可自燃區(qū)域打鉆探測，確定火區(qū)范圍和嚴(yán)重程度.3）確定注膠滅火范圍及注膠量根據(jù)判定出的巷道火區(qū)范圍和嚴(yán)重程度，確定注膠滅火范圍,并初步估計總的滅火注膠量.4）布置注膠鉆孔注凝膠根據(jù)確定的注膠范圍，從火區(qū)上風(fēng)側(cè)開始布置注膠鉆孔，鉆孔間距為23m，長度為46m,傾角60度，下2寸套管，并用水泥和海帶封孔.注膠材料選用水玻璃凝膠，其材料及配方如為:基料（水玻璃）10;促凝劑(碳酸氫氨或碳酸氫鈉）3%.5)氣體檢測采用色譜和現(xiàn)場觀測定期檢測火區(qū)氣體變化情況.4。5 采空區(qū)自燃火災(zāi)應(yīng)急方案綜放面推進(jìn)速度較慢時，可能出現(xiàn)采空區(qū)自燃火災(zāi)。一旦出現(xiàn)