防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計(jì)方案及措施

PAGEPAGE6防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計(jì)方案及措施一、采面生產(chǎn)接繼情況：2022年度我礦正常生產(chǎn)時(shí)有一個(gè)回采工作面和2個(gè)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(jì)2022年4月份回采完畢，1860水平北翼運(yùn)輸大巷掘進(jìn)工作面預(yù)計(jì)于2022年5月與二巷貫穿，1860水平南翼掘進(jìn)工作面方案于2022年4月下旬開始，于2022年7月份形成工作面。二、采空區(qū)發(fā)火重點(diǎn)預(yù)防區(qū)域工作面和以下地段有煤層自燃發(fā)火的可能：１、1860水平南翼回采工作面2022年5月份投產(chǎn)，目前正在回采，方案2022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(shí)，工作面采空區(qū)就有可能發(fā)生自燃發(fā)火。２、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、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?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)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(gòu)置一臺(tái)DQ-200的地面制氮設(shè)備，能滿足井下小時(shí)注氮200m3的要求。(二)、氮?dú)夥罍缁鸸に?、我礦氮?dú)夥罍缁鸬牡獨(dú)庠从删现频獧C(jī)經(jīng)已輔設(shè)好的φ100mm管道將純度97%以上氮?dú)庾⑷氲讲煽諈^(qū)以到達(dá)防滅火的目的。此項(xiàng)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，那么必須采取向采空區(qū)實(shí)施注氮。具體實(shí)施方案如下：在1003回采工作面上、下順槽埋設(shè)直徑為108mm〔或70mm〕鋼管，每隔30米設(shè)置一個(gè)三通，注氮嚴(yán)格按照規(guī)定的操作規(guī)程執(zhí)行，一旦需要注氮那么接通埋管與主管，對(duì)采空區(qū)實(shí)施注氮。埋管期間采煤隊(duì)要注意保護(hù)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(chǎng)→軌、皮下山→1003進(jìn)風(fēng)順槽→工作面→1003回風(fēng)順槽→回風(fēng)下山→總回斜井→地面。(三)、注氮?dú)饪煽啃杂?jì)算：1、制氮設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)DQ-200型氮?dú)猱a(chǎn)量200m3/h出口壓力0.8MPa氮?dú)饧兌取?7%，2、輸?shù)到y(tǒng)從地面制氮機(jī)→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?dú)庖笸ㄟ^下式計(jì)算P21-P22=0.0056(Qmax/1000)*L………………①式中:P1-管道始端的絕對(duì)壓力MPaP2-管道末端的絕對(duì)壓力MPaQmax-最大輸?shù)縨3/hL-管路當(dāng)量長(zhǎng)度kmL計(jì)算式為：L=∑(D0/Di)5×(λi/λo)×Li……………②式中:D0基準(zhǔn)管徑(D0=100mm)阻力損失系數(shù):λo=0.026Li相同直徑管路長(zhǎng)度kmDi實(shí)際輸?shù)苈穬?nèi)徑mmλi實(shí)際輸?shù)苈分睆降淖枇p失系數(shù)Di=99mm，λi=0.0296將以上數(shù)據(jù)代入②計(jì)算：L=〔100/95〕5×〔0.0296/0.026〕×1.10=1.597km假設(shè)管路未端絕對(duì)壓力0.2Mpa將以上數(shù)據(jù)代入①計(jì)算得:P21=0.0056(200/1000)2×1.597+P22P1=0.21Mpa根據(jù)以上計(jì)算,從地面制氮機(jī)到1003采空區(qū)的輸?shù)苈烽L(zhǎng)度為1100米的情況下,管路初端壓力只需0.21Mpa，便可將200m3/h的氮?dú)廨斔偷?003采空區(qū)內(nèi)，未端的絕對(duì)壓力還有0.2Mpa,因此制氮機(jī)氮?dú)獬隹趬毫?.8Mpa完全能滿足要求。3、注氮地點(diǎn)平安通風(fēng)量在輸?shù)苈返难赝净蚬ぷ髅?，假設(shè)200m3/h的氮?dú)饬咳啃孤┑较锏览锘蚬ぷ髅妫欠衤┑牡貐^(qū)缺氧，其平安通風(fēng)量是多大可按下式計(jì)算：Q≧Qn(Cn+C2-100)/(C1-C2)m3/min式中：Q平安通風(fēng)量Qn氮?dú)庾畲笮孤┝?.33m3/minC1工作面或進(jìn)風(fēng)巷中的氧含量20.8%C2注氮時(shí)采掘工作面平安氧含量18.5%Cn氮?dú)饧兌?9.95%計(jì)算得:Q=3.33×(99.95+18.5-100)/(20.8-18.5)=26.7m3/min根據(jù)計(jì)算工作面或巷道風(fēng)量只要是大于26.7m3/min便是平安的，同時(shí)可算出3.33m3/min的氮?dú)饬咳啃孤┑较锏览锘蚬ぷ髅嬷?，那么氧氣含量只降?0.44%也是平安的。井下日注氮量計(jì)算：〔1〕火區(qū)空間體積計(jì)算：Vk=LI[h(1-a)+m]式中Vk火區(qū)空間體積m3L火區(qū)走向長(zhǎng)度m取L=15mI火區(qū)傾斜長(zhǎng)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(diǎn)為0〕m采高m取m=6m所以Vk=LI[h(1-a)+m]=15×72×[3×6×0+6]=6480m3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(jì)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(jī)工作49小時(shí)。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計(jì)方案及措施

一、采面生產(chǎn)接繼情況：

2022年度我礦正常生產(chǎn)時(shí)有一個(gè)回采工作面和2個(gè)掘進(jìn)工作面，1860