灌漿、阻化劑和注氮專項(xiàng)模版

煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院-PAGE71-第二章煤層自燃防滅火措施第一節(jié)概述一、煤層自燃傾向性補(bǔ)勘報(bào)告在LB8號孔中采取了4、7、9號煤層自燃樣進(jìn)行了自燃傾向性檢測，檢測情況見表2-1-1。表5-1-1可采煤層自燃傾向性檢測情況表孔號煤號吸氧量（cm3/g）自然傾向性等級自然傾向性LB840.65Ⅱ類自燃70.55Ⅱ類自燃90.73Ⅰ類容易自燃檢測結(jié)果表明，井田4、7號煤層自燃傾向性等級為Ⅱ類，屬自燃；9號煤層自燃傾向性等級為Ⅰ類，屬容易自燃。二、回采工作面采空區(qū)“三帶”劃分根據(jù)采煤工作面開采經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)將回采工作面采空區(qū)遺煤劃分為三種狀態(tài)：窒息帶、氧化帶和冷卻帶。窒息帶：該范圍內(nèi)的煤炭因缺少氧氣，不能進(jìn)行氧化反應(yīng)而處于窒息狀態(tài)。按經(jīng)驗(yàn)該范圍位于工作面支架后200m以外氧化帶：處于該帶內(nèi)的煤炭不斷氧化，而氧化產(chǎn)生的熱量又不易散發(fā)，溫度不斷升高，最終導(dǎo)致煤炭發(fā)生自燃。按經(jīng)驗(yàn)該帶位于工作面支架后25～200m范圍內(nèi)。是回采工作面煤炭自燃易發(fā)地點(diǎn)，也是礦井防治內(nèi)因火災(zāi)的重點(diǎn)部位。冷卻帶：處于該范圍內(nèi)的煤炭氧化產(chǎn)生的熱量因通風(fēng)原因而不能積聚，溫度不會(huì)升高，相對于氧化帶，該范圍內(nèi)的煤炭處于冷卻狀態(tài)，一般不會(huì)發(fā)生煤炭自燃發(fā)火。按經(jīng)驗(yàn)該帶位于工作面支架后25m范圍內(nèi)。二、容易著火地點(diǎn)分析一般在采煤工作面開采線，停采線處；采煤面采空區(qū)遺煤，上下隅角；掘進(jìn)巷道冒頂處、斷層附近等處煤炭易發(fā)火，應(yīng)引起注意。4號煤層采用綜放開采工藝，應(yīng)充分考慮采空區(qū)遺煤自燃情況，因此，設(shè)計(jì)認(rèn)為一般情況下，應(yīng)充分重視采空區(qū)發(fā)生煤層自燃。如：因工作面推進(jìn)度減慢、頂板冒落不充分等原因造成采空區(qū)遺煤處于工作面采空區(qū)氧化帶（工作面支架后25～200m的范圍）內(nèi)時(shí)間較長第二節(jié)開采煤層自燃機(jī)理及及自熱影響因素一、煤的自燃機(jī)理1、概述關(guān)于煤的自燃問題，長期以來，一般都認(rèn)為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因，由于黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時(shí)能放出熱量，在有水分參加的情況下，可以形成硫酸，它是很強(qiáng)的氧化劑，更加速煤的氧化，促進(jìn)煤的自燃。需要指出，有的含有黃鐵礦的煤，雖然經(jīng)過長斯放置，并不一定發(fā)生自燃，而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現(xiàn)象。因此，煤的自燃并非完全因含有黃鐵礦而引起。其主要原因是由于吸收了空氣中的氧氣，使煤的組成物質(zhì)氧化產(chǎn)生熱量，再被水濕潤，就放出更多的濕潤熱，也會(huì)加速煤的自燃。此外，煤的自燃還與煤本身的性質(zhì)有關(guān)。如煤的品級；煤的顯微組分、水分、礦物質(zhì)、節(jié)理和裂隙；煤層埋藏深度和煤層厚度；開采方法和通風(fēng)方式等。煤的自燃從本質(zhì)上來說是煤的氧化過程。2、煤自燃的不同階段（1）水吸附階段。與其他階段不同，這個(gè)階段只是個(gè)物理過程，煤與氧不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，煤吸附水雖不是煤自燃的根本原因，但他對煤自熱，特別是低品級的煤自熱有重要影響。當(dāng)水被煤吸附時(shí)會(huì)放出大量熱，即潤濕熱。所以，多數(shù)情況下該階段對煤的自燃都起著關(guān)鍵作用。（2）化學(xué)吸附階段。煤自燃過程首先在這個(gè)階段發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。該階段的反應(yīng)溫度為環(huán)境溫度至70℃。該過程中煤吸附氧氣會(huì)產(chǎn)生過氧化物，因而叫做化學(xué)吸附階段?；瘜W(xué)吸附階段煤重略有增加，并產(chǎn)生氣體，其中的CO可作為標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過監(jiān)測CO濃度可對煤的自燃進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，化學(xué)吸附階段需要少量水參加反應(yīng)。根據(jù)煤的品級和類型不同，化學(xué)吸附的放熱量在5.04～6.72J/g之間變化。若煤溫達(dá)到70℃時(shí)會(huì)分解，煤重隨之大幅度下降，甚至比原始煤重還要輕。煤中水分的蒸發(fā)可帶走一些熱量，該過程產(chǎn)熱量在16.8～75.6J/g間變化。若煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段，想使其不自燃是非常困難的。（3）煤氧復(fù)合物生成階段。該階段生成一種穩(wěn)定的化合物，即煤氧復(fù)合物。其反應(yīng)溫度范圍為150～230℃。產(chǎn)生的熱量25.2～003.4J/g。這個(gè)階段煤重又有所增加，煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段必然發(fā)生自燃。（4）燃燒初始階段。這是煤氧復(fù)合物生成階段到煤快速燃燒階段的過渡時(shí)期，煤溫達(dá)230℃時(shí)，煤的反應(yīng)熱為42～243.6J/g，這些熱量使煤迅速上升促進(jìn)了煤的快速燃燒。（5）快速燃燒階段。這是煤自熱的最后階段，它描述了煤的實(shí)際燃燒過程。依氧氣供應(yīng)充足與否，這個(gè)階段可能發(fā)生干餾、不完全燃燒或安全燃燒。如果燃燒充分，其反應(yīng)熱等于煤的發(fā)熱值。二、煤的自熱影響因素1、煤質(zhì)煤質(zhì)本身對煤自熱敏感性有顯著的影響。（1）煤的品級煤的品級表明了煤的變質(zhì)程度，常用揮發(fā)分含量和含煤量表示。品級低的純煤自熱熱敏感性高，而且，隨著煤的品能升高其自熱敏感性下降。（2）煤的水分含量煤中水分的含量對煤的自燃性有很大影響。水分含量達(dá)飽和的煤，特別是在水分含量高的褐煤和次煙煤被開采和干燥前，煤體不再吸附水分，因而不能放出潤濕熱。煤氧化放出的熱量通常使內(nèi)在水分溫度升高。另一方面，自熱時(shí)的化學(xué)反應(yīng)需要有少量的水分參加。低品級煤水分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)的需要量。因而，對低品級煤來說，水分實(shí)際上是煤自熱的阻化劑。（3）礦物質(zhì)煤中的礦物成分也叫灰分。它可與氧反應(yīng)放熱增加煤溫，而且使煤分解以增加煤與空氣接觸的表面積，如黃鐵礦，它可以吸收氧化反應(yīng)放出的部分熱量降低煤的氧化反應(yīng)進(jìn)程；煤的高灰分使單位質(zhì)量的氧化熱降低。2、開采和貯運(yùn)的環(huán)境因素環(huán)境因素對煤自熱的影響為：可使煤的水分含量發(fā)生變化；改變煤氧接觸條件：使生產(chǎn)成的熱量擴(kuò)散。可分為：（1）地質(zhì)因素?cái)鄬雍土严队欣诳諝夂退峙c煤接觸。因而散熱沒有明顯增加，卻增加了煤發(fā)生氧化的機(jī)會(huì)和水的吸附。也就是說斷層和裂隙增加了煤自燃的危險(xiǎn)性。埋藏深的煤層地面漏風(fēng)較少。采空區(qū)遺煤（特別對于厚煤層）因不能完全回采而增中了煤的自燃危險(xiǎn)性。（2）開采因素開采因素對煤自燃的影響主要有2個(gè)方面，即通風(fēng)和煤破碎，沒有通風(fēng)或通風(fēng)充分的地方，煤自燃的可能性較低。而通風(fēng)不充分地方煤自燃的可能性較大。裂隙漏風(fēng)是不充分漏分，它創(chuàng)造了煤進(jìn)一步氧化的條件，而散熱條件并未被改善。所以，任何漏風(fēng)對煤炭自燃來說都是很危險(xiǎn)的。（3）貯運(yùn)因素在貯存和運(yùn)輸過程中，影響煤自燃的因素要為通風(fēng)不充分和干燥的低品級煤因雨淋和噴灑水產(chǎn)生潤濕熱。第三節(jié)煤層自燃預(yù)防措施井田初期開采的4號煤層自燃傾向性等級為Ⅱ類，屬自燃煤層。一、開拓開采措施1、選擇合理的巷道布置與開采順序（1）嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，大巷采用“四巷”制，布置有兩條專用回風(fēng)巷，均沿4號煤層布置，大巷均采用錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，對巷道煤壁進(jìn)行了封閉，從而降低了主要巷道煤壁自燃的可能性。（2）開采順序：煤層開采順序先上后下、順序開采，先4號煤層、再7、9號煤層。（3）回采工作面采用后退式開采，利于防火。2、選擇合理的采煤方法4號煤層開采采用走向長壁綜采放頂煤的采煤方法，全部垮落法管理頂板，長壁式開采回采率高，巷道布置簡單，便于使用機(jī)械化裝備與加快回采速度，利于防火。設(shè)計(jì)采取黃泥灌漿和噴灑阻化劑的綜合防滅火措施來預(yù)防采空區(qū)煤層自燃。3、提高回采率，加快回采速度（1）采用綜合機(jī)械化開采，既可提高煤炭回采率，又可在空間上、時(shí)間上減少煤炭的氧化。（2）合理劃分采區(qū)，確定合理的回采速度，在采完后立即封閉采空區(qū)，加強(qiáng)對采空區(qū)的密閉管理，防止向采空區(qū)漏風(fēng)。（3）及時(shí)清理運(yùn)輸巷道中因運(yùn)輸過程的撒落的煤炭，工作面盡量不要留煤皮(頂煤或底煤)，清干凈回采下來的煤炭，不讓其留滯在采空區(qū)，提高回采率。二、通風(fēng)安全技術(shù)措施防火對通風(fēng)系統(tǒng)的要求是：風(fēng)流穩(wěn)定，漏風(fēng)量少，通風(fēng)網(wǎng)路中的有關(guān)區(qū)段易于隔絕。要減少漏風(fēng)，礦井采取以下措施。1、合理選擇通風(fēng)系統(tǒng)礦井初期采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，后期采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)有兩條專用回風(fēng)巷，這樣既可降低礦井通風(fēng)阻力，增大礦井通風(fēng)能力，減少漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量；且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。2、回采工作面采用后退式開采，雙“U”型通風(fēng)，隨著工作面的推進(jìn)，外側(cè)順槽繼續(xù)保留，用以采空區(qū)瓦斯抽采及排放。鑒于外側(cè)順槽煤壁暴露時(shí)間較長，受動(dòng)壓影響易產(chǎn)生裂隙，為防止巷道煤壁自燃及漏風(fēng)，采取向巷道煤壁及頂板噴灑阻化劑方式防止巷道煤壁自燃。橫貫采用密閉墻密閉，并用凝膠封堵，防止向采空區(qū)漏風(fēng)。對受動(dòng)壓影響變形的巷道應(yīng)及時(shí)維護(hù)，對產(chǎn)生的裂隙用凝膠及時(shí)進(jìn)行封堵。此外，應(yīng)加強(qiáng)對煤體溫度的監(jiān)測，設(shè)置煤體溫度傳感器，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施。凝膠材料：由基料、促凝劑和水按比例混合而成。材料配比：（重量比）基料：促凝劑：水=10：4：86。注膠設(shè)備：NJB-1-80型凝膠泵。注膠工藝：將基料放到基料儲(chǔ)存箱，將注膠管路連接好，注膠泵入口管路放入相應(yīng)的料箱，啟動(dòng)注膠泵壓注凝膠。經(jīng)三個(gè)出液口輸送到用膠地點(diǎn)，根據(jù)各種材料的配比不同，凝膠混合液可在十幾秒至幾十分鐘內(nèi)形成固態(tài)膠體，用于煤礦直接滅火和堵漏。3、火災(zāi)風(fēng)流控制礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一般不能輕易停風(fēng)或減風(fēng)，往往會(huì)因風(fēng)流調(diào)度或滅火方法不當(dāng)，造成井下風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛仍黾?，?dǎo)致瓦斯爆炸，而且由于火風(fēng)壓的作用，易出現(xiàn)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成意想不到的事故。因此，火災(zāi)期間，必須加強(qiáng)對礦井主扇的管理，保持正常的通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在總回風(fēng)道、回風(fēng)井底及回風(fēng)井筒內(nèi)或較復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)路中時(shí)，必須維持主扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保持原風(fēng)流方向，使火煙迅速排出，并適當(dāng)減少風(fēng)量，以控制火勢，防止瓦斯爆炸，不得隨意改變風(fēng)流方向。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在進(jìn)風(fēng)井口、進(jìn)風(fēng)井筒內(nèi)、井底車場或總進(jìn)風(fēng)道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全礦性反風(fēng)以防止火煙流入井下各生產(chǎn)巷道和采區(qū)，造成全礦性災(zāi)害?！睹旱V安全規(guī)程》要求,生產(chǎn)礦井主要扇風(fēng)機(jī)必須建立反風(fēng)系統(tǒng),并能在十分鐘內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向,反風(fēng)后的風(fēng)量不得少于原來風(fēng)量的40％。采空區(qū)內(nèi)，如回采工作面的上下風(fēng)巷等地點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)盡快使風(fēng)流短路，讓火煙直接從回風(fēng)井排出。當(dāng)井下機(jī)電硐室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)首先切斷電源，同時(shí)迅速關(guān)閉防火門或修筑臨時(shí)密閉墻，以隔斷風(fēng)流。三、其他方面的措施1、工作面“進(jìn)回風(fēng)巷道”防滅火回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷一次性掘出，服務(wù)時(shí)間長，工作面回風(fēng)、運(yùn)輸巷頂煤受采動(dòng)壓力影響，易于離層、壓裂冒落，受采動(dòng)壓力影響，且經(jīng)長時(shí)間氧化蓄熱升溫，進(jìn)入采空區(qū)后，使采空區(qū)兩巷遺煤溫度相對其他地點(diǎn)更高，從而即便在較快的推進(jìn)速度下也可能發(fā)生采空區(qū)遺煤自燃。因此工作面“兩道”的防火問題應(yīng)予以高度重視。（1）“兩巷”掘進(jìn)應(yīng)盡量采用綜掘工藝，最大限度減少頂煤松動(dòng)下沉量，盡力減少破壞圍巖、煤體松動(dòng)圈。（2）加快掘進(jìn)面掘進(jìn)速度，盡早形成全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)，消除巷道頂煤聚熱現(xiàn)象。（3）穩(wěn)定巷道支護(hù)質(zhì)量，減弱頂幫煤體的位移量。巷道掘進(jìn)必須嚴(yán)格按照《掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程》規(guī)定的施工工藝進(jìn)行支護(hù)，確保支護(hù)質(zhì)量，最大限度地發(fā)揮支護(hù)體的綜合作用，使礦山壓力的高峰期遷移到煤層的深部而遠(yuǎn)離巷道，可有效減少頂幫煤體的破碎流變程度。（4）維持巷道幫頂?shù)钠秸?，減少局部擴(kuò)散漏風(fēng)供氧的可能性。對于頂幫平整、變坡轉(zhuǎn)向平緩的巷道，風(fēng)流的流暢均勻性隨較好的平整度而向周邊的漏風(fēng)深度、強(qiáng)度逐漸變小，慣性后擴(kuò)散漏風(fēng)強(qiáng)度將減弱。（5）掘進(jìn)期間應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)筒質(zhì)量的管理，減少風(fēng)筒漏風(fēng)。因風(fēng)筒沿巷頂敷設(shè)，由于管理上的原因，有時(shí)難免會(huì)使風(fēng)筒出現(xiàn)局部破口而向巷頂松散煤體的深部連續(xù)漏風(fēng)，一旦管理不到位，持續(xù)時(shí)間較長，氧化速度加快，生成熱量增加，容易造成巷頂破碎煤體自然發(fā)火。（6）“兩巷”掘進(jìn)期間發(fā)生冒頂，必須在采掘工程圖上標(biāo)注，并進(jìn)行充填處理，杜絕漏風(fēng)供氧現(xiàn)象，可采用壓注阻化劑、注漿或高分子凝膠材料進(jìn)行封堵處理。高冒處實(shí)行掛牌管理，并定期對高冒處的溫度及氣體成分進(jìn)行觀測分析。高冒處的溫度及氣體成分可在封閉高冒外口前，按照其大小和深度預(yù)先設(shè)置一路檢測管路并引出，采用球膽取氣分析相關(guān)的氣體組分，科學(xué)地判定自燃隱患程度和采取針對性防火措施。（7）如通過觀測孔監(jiān)測到出現(xiàn)自然發(fā)火標(biāo)志氣體，向頂煤實(shí)施與巷頂呈30°～35°仰角、深5米的滅火鉆孔，鉆孔中下入直徑40mm的花眼鋼管，即采取壓注阻化劑泥漿的措施。防火鉆孔采用“長短結(jié)合、交叉布置、排距適中、全面覆蓋”的方式，以使充填物堵漏層能覆蓋整個(gè)頂板。（8）巷道之間的隔離煤柱由于礦壓作用壓裂破碎出現(xiàn)自然發(fā)火跡象時(shí)，可采用壓注阻化泥漿的措施進(jìn)行處理。采用煤電鉆垂直煤壁打孔，孔深2-3米，間距5米。2、工作面安裝期間防滅火措施安裝期間工作面主要的發(fā)火隱患來自于開切眼周邊破碎煤體，尤其是開切眼頂板和采空區(qū)側(cè)煤壁交接區(qū)附近。綜放采煤法使得工作面的開切眼斷面都很大，受礦壓影響易壓裂破碎，存在漏風(fēng)供氧；支架設(shè)備安裝時(shí)，供風(fēng)量小，風(fēng)流溫度較高；安裝時(shí)間較長，初期工作面推進(jìn)速度一般相對較慢，開切眼松散煤體氧化升溫時(shí)間長，煤體溫度較高，因此開切眼附近采空區(qū)是自燃易發(fā)生地點(diǎn)，安裝期間主要采取噴灑阻化劑為主的措施進(jìn)行防治。（1）回采工作面安裝前對開切眼周邊煤壁及擴(kuò)切眼側(cè)頂煤破碎離層等自燃危險(xiǎn)區(qū)域采用直接噴灑阻化劑的措施；（2）在支架安裝過程中，受支架調(diào)整時(shí)反復(fù)升降擠壓的作用，頂幫煤體的疏松程度大增，原先做的防火工程會(huì)受到破壞，防火安全有效性隨之降低，因此安裝過程中應(yīng)加強(qiáng)自燃隱患的檢測，同時(shí)應(yīng)充分利用支架掩護(hù)梁與開切眼頂板之間的三角懸空帶，對支架掩護(hù)梁頂部和開切眼靠采空區(qū)側(cè)的破碎煤體噴灑阻化劑，對架頂存在的冒落孔洞進(jìn)行注漿或壓注高分子材料，進(jìn)行密實(shí)充填封堵。（3）優(yōu)化工作面設(shè)備選型、配套。設(shè)備入井正式安裝前，應(yīng)解決模擬運(yùn)行中所出現(xiàn)的問題，以提高其配套合理性。安裝時(shí)，應(yīng)加快其速度，盡可能地縮短開切眼頂幫破碎煤體的氧化時(shí)間，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的自燃隱患。（4）安裝期間應(yīng)合理調(diào)整供風(fēng)量，減小風(fēng)量，降低氧化危險(xiǎn)性。四、火區(qū)封閉、管理與啟封1、火區(qū)封閉煤礦發(fā)生火災(zāi)后，不能直接滅火時(shí)，必須封閉火區(qū)。封閉火區(qū)就是用防火墻把進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)所有通向火區(qū)的巷道以及巷道內(nèi)易向火源漏風(fēng)的區(qū)域封嚴(yán)?；饏^(qū)封閉后，切斷了外界的供氧，使得火區(qū)內(nèi)生熱和散熱平衡系統(tǒng)破壞，這種情況持續(xù)一定時(shí)間即能使火源徹底熄滅?；饏^(qū)封閉要盡可能地縮小范圍，并盡可能地減少防火墻的數(shù)量。開采自燃的煤層時(shí)，采煤工作面必須采用后退式開采，采空區(qū)必須及時(shí)封閉。采區(qū)開采結(jié)束后45天內(nèi)，必須在所有與已采區(qū)相連通的巷道中設(shè)置防火墻。（1）防火墻的構(gòu)筑=1\*GB3①防火墻要選用不燃性材料構(gòu)筑，如因時(shí)間緊迫無法構(gòu)筑不燃性防火墻時(shí)，可以采用木板等可燃性材料構(gòu)筑臨時(shí)防火墻，并在其表面噴涂水泥漿，聚氨脂等進(jìn)行密封，然后在臨時(shí)防火墻外再建立不燃性防火墻。=2\*GB3②低瓦斯火區(qū)的防火墻位置應(yīng)盡可能地接近火區(qū)，以縮小火區(qū)封閉范圍，高瓦斯火區(qū)應(yīng)根據(jù)具體情況而定，具有瓦斯爆炸危險(xiǎn)時(shí)，可適當(dāng)擴(kuò)大火區(qū)封閉范圍。=3\*GB3③構(gòu)筑防火墻的位置應(yīng)盡可能地設(shè)在堅(jiān)實(shí)的巖石巷道內(nèi)，當(dāng)巖石巷道離火區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，可將防火墻設(shè)在煤巷或無裂隙的礦體上，但要把防火墻周圍巷道壁加固、噴涂加以嚴(yán)密的封閉。=4\*GB3④防火墻應(yīng)構(gòu)筑在新鮮風(fēng)流能夠到達(dá)的地方，便于日后火區(qū)觀測，以免形成“盲巷”。防火墻距新鮮風(fēng)流的距離應(yīng)在5~6m之間。=5\*GB3⑤防火墻應(yīng)設(shè)立在運(yùn)輸巷附近，便于運(yùn)料施工，以免因運(yùn)輸不便而延誤時(shí)間，使火勢擴(kuò)大。=6\*GB3⑥在閉墻時(shí)必須保證閉墻期間通風(fēng)，并在閉墻上留設(shè)觀察孔和措施孔。（2）防火墻的布置及封閉順序用隔絕法撲滅火災(zāi)時(shí)，要求封閉的空間盡量縮小，防火墻的數(shù)量盡量少，構(gòu)筑密閉的時(shí)間則盡可能地快?；饏^(qū)封閉的順序，對于瓦斯?jié)舛容^低的火災(zāi)區(qū)域，應(yīng)首先封閉或關(guān)閉進(jìn)風(fēng)側(cè)的防火墻，然后再封閉回風(fēng)側(cè)，同時(shí)，還應(yīng)優(yōu)先封閉向火區(qū)供風(fēng)的主要通道（或主干風(fēng)流），然后再封閉那些向火區(qū)供風(fēng)的旁側(cè)風(fēng)道（或旁側(cè)風(fēng)流）。在進(jìn)風(fēng)側(cè)初步建成防火墻并留有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔的大小要既能保證火區(qū)上風(fēng)側(cè)不致發(fā)生瓦斯超限聚積，又能在一定程度上控制火勢發(fā)展，從而給回風(fēng)側(cè)防火墻的構(gòu)筑提供一個(gè)相對有利的條件。回風(fēng)側(cè)防火墻建至一定程度時(shí)，再約定好時(shí)間，同時(shí)封閉進(jìn)、回風(fēng)側(cè)的防火墻，封閉后工作人員必須立即撤到安全地點(diǎn)。應(yīng)預(yù)先估計(jì)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)和造成瓦斯爆炸的可能性，防止在建立防火墻的過程中發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)和瓦斯爆炸?；饏^(qū)封閉后，在一段時(shí)間內(nèi)（英國統(tǒng)計(jì)為1～24h，美國統(tǒng)計(jì)為4～6h，主要與火區(qū)情況和防火墻的位置有關(guān)）極有可能發(fā)生爆炸，因此火區(qū)封閉后應(yīng)立即撤出，24h以后才可以靠近封閉區(qū)進(jìn)行探測。如果由于某種原因必須大面積封閉時(shí)，防火墻內(nèi)的風(fēng)流不可避免地要發(fā)生逆轉(zhuǎn)，而且也有大量的瓦斯涌出，應(yīng)估計(jì)到發(fā)生瓦斯爆炸的可能性。在構(gòu)筑密閉墻上應(yīng)留有通風(fēng)孔，當(dāng)一切就緒時(shí)立即關(guān)閉，并迅速撤離。（3）火區(qū)快速封閉當(dāng)火災(zāi)火勢迅猛而無法采取直接滅火措施而必須封閉時(shí)，應(yīng)利用輕質(zhì)膨脹型封閉堵漏材料——聚氨脂是一種新型的具有獨(dú)特性能的快速封閉材料，配合其專用設(shè)備——泡沫塑料噴涂機(jī)建立火區(qū)快速封閉。聚氨脂的配置分A、B兩組藥劑。利用計(jì)量泵將兩組藥劑按一定比例混合，經(jīng)過高壓氣體的強(qiáng)力攪拌，通過噴槍均勻地噴涂在目標(biāo)物體表面上，即可在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，幾秒鐘后由液態(tài)變成固態(tài)成型，連續(xù)噴涂即可形成密封性能好的輕質(zhì)膨脹型噴層。（4）閉區(qū)均壓對于煤自燃發(fā)生征兆或已發(fā)生煤自燃的封閉區(qū)域，除了采取加固密閉墻，減少向封閉區(qū)域內(nèi)漏風(fēng)方法，同時(shí)有必要采取適應(yīng)的閉區(qū)均壓措施。這種方法多采用均壓壓式調(diào)壓氣室進(jìn)行調(diào)壓，通過氣室外墻安裝的連通調(diào)壓管上的閥門，利用風(fēng)網(wǎng)壓能或調(diào)壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)壓平衡，使調(diào)壓氣室壓能與采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)壓能差降到2mmH2O以下，使之成為均壓氣室。這樣杜絕了采空區(qū)或火區(qū)與氣室間的漏風(fēng)，不發(fā)生空氣交換而絕氧，從而達(dá)到防止采空區(qū)遺煤自燃或火區(qū)絕氧窒息。圖2-3-1調(diào)壓氣室結(jié)構(gòu)示意圖調(diào)壓氣室的結(jié)構(gòu)如圖2-3-1所示，密閉墻的實(shí)施工可參照《礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，調(diào)壓氣室長度（防火墻與輔助防火墻之間的距離）不應(yīng)小于2m，最大不應(yīng)超過10m，一般為5~6m。根據(jù)在火區(qū)的進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)一側(cè)，將聯(lián)通管5外部接到礦井風(fēng)網(wǎng)壓能相反的位置，其直接可參考表2-3-1。通過調(diào)節(jié)閥門，可以使U型壓差計(jì)顯示保持在2mmH2O以下，當(dāng)壓差為0時(shí)，氣室與采空區(qū)不存在漏風(fēng)，從而達(dá)到閉區(qū)均壓防滅火的目的。調(diào)壓氣室方法可分為聯(lián)通管均壓和風(fēng)機(jī)調(diào)壓。聯(lián)通管均壓可在火區(qū)防滅火密閉回風(fēng)側(cè)建立升壓氣室，或在進(jìn)風(fēng)側(cè)建立降壓氣室，或同時(shí)建立升、降壓氣室；風(fēng)機(jī)調(diào)壓設(shè)施與聯(lián)通管均壓設(shè)施基本相同。聯(lián)通管均壓的鋪設(shè)耗資較多，初始鋪設(shè)工作量較大，但服務(wù)時(shí)間長，均壓作用可靠穩(wěn)定。風(fēng)機(jī)調(diào)壓鋪設(shè)時(shí)間相對較短，起效快，但風(fēng)機(jī)需要不停運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)工作量較大。在井下采用閉區(qū)均壓措施時(shí)，應(yīng)結(jié)合礦井實(shí)際情況，嚴(yán)格按照《礦井防滅火規(guī)范》相關(guān)要求選用合理的閉區(qū)均壓措施。表2-3-1聯(lián)通管管徑常用經(jīng)驗(yàn)值聯(lián)通管長度m聯(lián)通管管徑mm<500300500~10004001000~1500500>15006002、火區(qū)管理火區(qū)封閉以后，雖然火勢已經(jīng)得到了控制，但是對礦井防滅火工作來說，這僅僅是個(gè)開始，在火區(qū)沒有徹底熄滅之前，應(yīng)加強(qiáng)火區(qū)的管理，待徹底熄滅后啟封?；饏^(qū)管理工作包括對火區(qū)所進(jìn)行的資料分析、整理以及對火區(qū)的觀測檢查等工作。（1）繪制火區(qū)位置關(guān)系圖、建立火區(qū)卡片火區(qū)位置關(guān)系圖應(yīng)表明所有火區(qū)和曾經(jīng)發(fā)火的地點(diǎn)，并注明火區(qū)編號、發(fā)火時(shí)間、地點(diǎn)、氣體組分、濃度等。對于每一個(gè)火區(qū)，都必須建立火區(qū)管理卡片?；饏^(qū)卡片包括以下內(nèi)容。=1\*GB3①火區(qū)管理卡片。火區(qū)管理卡片中應(yīng)詳細(xì)記錄火區(qū)名稱、火區(qū)編號、發(fā)火時(shí)間、發(fā)火原因、發(fā)火時(shí)的處理方法以及發(fā)火造成的損失，并繪制火區(qū)位置圖?；饏^(qū)管理卡片如表2-3-2所示。=2\*GB3②火區(qū)灌注滅火材料記錄表?；饏^(qū)灌注滅火材料記錄表用于詳細(xì)記錄向火區(qū)灌注黃泥漿、粉煤灰、凝膠、惰泡以及其它滅火材料的數(shù)量和日期，并說明施工位置、設(shè)備和施工過程等情況。火區(qū)灌注滅火材料記錄表樣式如表2-3-3所示。=3\*GB3③防火墻觀測記錄表。防火墻觀測記錄表用于說明防火墻設(shè)置地點(diǎn)、材料、尺寸以及封閉日期等情況，并詳細(xì)記錄按規(guī)定日期觀測到的防火墻內(nèi)氣體組份的濃度、防火墻內(nèi)溫度、防火墻出水溫度以及防火墻內(nèi)外壓差等數(shù)據(jù)。防火墻觀測記錄表樣式如表2-3-4所示。表2-3-2火區(qū)管理卡片火區(qū)名稱：火區(qū)編號：發(fā)火時(shí)間年月日時(shí)分發(fā)火地點(diǎn)與標(biāo)高（標(biāo)背面附火區(qū)位置圖）備注發(fā)火時(shí)的情況火災(zāi)處理方法及經(jīng)過處理延續(xù)時(shí)間/h火災(zāi)波及范圍封閉巷道總長度/m封閉工作面?zhèn)€數(shù)/個(gè)防火墻數(shù)量臨時(shí)密閉個(gè)數(shù)/個(gè)永久密閉個(gè)數(shù)/個(gè)注入水量/m3注入河砂、灰漿量/m3注入惰氣量/m3火災(zāi)造成的損失影響生產(chǎn)的時(shí)間/h影響生產(chǎn)/t凍結(jié)煤量/t設(shè)備損失封閉/臺(tái)、件燒毀/臺(tái)、件煤層性質(zhì)厚度/m傾角（°）煤層自燃參數(shù)自燃傾向性等級最短自然發(fā)火期/d采煤方法采掘起止時(shí)間表2-3-3火區(qū)灌注滅火材料記錄表火區(qū)名稱：火區(qū)編號：鉆孔編號鉆孔位置打鉆起至日期鉆孔參數(shù)套管滅火材料備注直徑/mm深度/m設(shè)計(jì)終孔位置鉆孔巖性回水溫度/℃表2-2-4防火墻觀測記錄表火區(qū)名稱：火區(qū)編號：防火墻基本情況地點(diǎn)封閉日期厚度/m斷面積/m2建筑材料施工負(fù)責(zé)人觀測日期防火墻內(nèi)氣體濃度/%密閉墻內(nèi)溫度/℃密閉墻出水溫度/℃密閉墻內(nèi)外壓差/Pa發(fā)現(xiàn)情況O2COC2H4C2H2CO2CH4N2H2火區(qū)管理卡片是火區(qū)管理的重要技術(shù)資料，對做好礦井防滅火工作意義重大?；饏^(qū)管理卡片由礦通風(fēng)管理部門負(fù)責(zé)填寫，并永久保存。（2）火區(qū)檢查觀測與日常管理在火區(qū)日常管理工作中，防火墻的管理占用重要的地位，因此必須遵循以下原則：=1\*GB3①每個(gè)防火墻附近必須設(shè)有柵欄、提示警標(biāo)，禁止人員入內(nèi)，并懸掛說明牌。說明牌上應(yīng)標(biāo)明防火墻內(nèi)外的氣體組分、溫度、氣壓差、測定日期和測定人員姓名等；=2\*GB3②定期測定和分析防火墻內(nèi)、外的氣體成分、溫度和壓差以及防火墻的破損變形情況等，應(yīng)每天至少檢查一次，發(fā)現(xiàn)防火墻內(nèi)外氣體成分、溫度、壓差有異常變化時(shí)，每班至少檢查一次；=3\*GB3③所有測定和檢查結(jié)果都必須記入防火記錄本中，并及時(shí)繪制隨時(shí)間變化的曲線圖。這些數(shù)據(jù)和圖表，礦通風(fēng)部門負(fù)責(zé)人要按時(shí)審閱，發(fā)現(xiàn)問題必須采取措施，及時(shí)處理，并報(bào)礦有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。3、火區(qū)啟封（1）判別火區(qū)火熄滅程度的標(biāo)志氣體關(guān)于火區(qū)啟封的條件，我國《煤礦安全規(guī)程》作了明確的規(guī)定。這一規(guī)定的主導(dǎo)思想是建立在以CO為主要?dú)怏w指標(biāo)的基礎(chǔ)之上的，盡管這種觀念和規(guī)定具有比較深厚的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，但在實(shí)踐中也常常會(huì)出現(xiàn)十分矛盾的現(xiàn)象和判斷失誤的情況。有的火區(qū)盡管較長時(shí)間CO已降至規(guī)定的程度，從現(xiàn)象上看已經(jīng)達(dá)到啟封的條件，可啟封后發(fā)現(xiàn)火源并沒有熄滅或仍在陰燃，另外一種情況則正好相反，盡管CO濃度尚未降至規(guī)定要求的程度，然而經(jīng)啟封后證實(shí)火源已經(jīng)熄滅。在實(shí)際應(yīng)用中，如果被檢測封閉火區(qū)內(nèi)氣樣中雖然沒有C2H2存在，但仍有C2H4和CO時(shí)，就意味著煤質(zhì)燃燒已經(jīng)停止，沒有明火存在，如果氣樣中沒有C2H2和C2H4，但仍有較高的CO存在時(shí)，則意味著煤的激烈氧化受到有效地抑制，處于緩慢氧化階段，熄滅程度高于前兩者。這樣，把這三種氣體指標(biāo)綜合應(yīng)用于判斷火區(qū)內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)或火區(qū)熄滅程度，無疑比單純使用CO唯一指標(biāo)具有更高的可靠性和適應(yīng)性，同時(shí)還可根據(jù)火區(qū)內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)，采取進(jìn)一步的加速火區(qū)熄滅的技術(shù)措施。（2）判別火區(qū)火熄滅的條件《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：封閉火區(qū)，只有經(jīng)取樣化驗(yàn)分析證實(shí)，同時(shí)具備下列條件時(shí)，方可認(rèn)為火區(qū)火已經(jīng)熄滅，方準(zhǔn)啟封火區(qū)：=1\*GB3①火區(qū)內(nèi)溫度下降到30℃以下，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的空氣日常溫度相同；=2\*GB3②火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度降到5％以下；=3\*GB3③火區(qū)內(nèi)空氣中不含有C2H2、C2H4、CO在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下；=4\*GB3④火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同；=5\*GB3⑤以上四項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間在1個(gè)月以上。現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)要注意以下幾個(gè)問題：a）火區(qū)內(nèi)空氣的溫度、氧氣濃度、CO濃度，都應(yīng)在大氣壓力穩(wěn)定或下降期間于回風(fēng)側(cè)防火墻內(nèi)或鉆孔中測取，并以最大值為準(zhǔn)；b）火區(qū)的出水溫度應(yīng)以火區(qū)所有出水的防火墻或鉆孔中出水的最大溫度為準(zhǔn)；c）在上述地點(diǎn)測得的指標(biāo)，應(yīng)保持連續(xù)測定時(shí)間不少于30天，每天不少于3次。判斷火區(qū)火是否熄滅的條件，要結(jié)合前面所述的火區(qū)熄滅程度的標(biāo)志氣體指標(biāo)綜合分析，也就是說在啟封前，火區(qū)內(nèi)不應(yīng)有C2H4和C2H2氣體。另外，由于受火區(qū)漏風(fēng)、火區(qū)內(nèi)瓦斯涌出等其他因素的影響，雖然火區(qū)熄滅的上述條件都滿足，但火卻未真正熄滅。因此，在火區(qū)啟封的過程中，要做好預(yù)防意外事故的措施，啟封后應(yīng)仔細(xì)巡查火情，只有在原火源點(diǎn)回風(fēng)側(cè)的氣溫、水溫、CO濃度連續(xù)3天以上無上升趨勢，方可認(rèn)定火區(qū)火已經(jīng)熄滅。（3）火區(qū)啟封經(jīng)過長期觀測和綜合分析，確認(rèn)火區(qū)已經(jīng)熄滅的情況下，可以正式啟封火區(qū)。啟封火區(qū)前，必須做好一切應(yīng)急準(zhǔn)備，做好啟封火區(qū)后火災(zāi)重新復(fù)燃而重新封閉的準(zhǔn)備工作。火區(qū)啟封可以采取鎖風(fēng)啟封和通風(fēng)啟封的方法。=1\*GB3①鎖風(fēng)啟封火區(qū)鎖風(fēng)啟封火區(qū)也稱分段啟封火區(qū)，適用于火區(qū)范圍較大、難以確認(rèn)火源是否徹底熄滅或火區(qū)內(nèi)存積有大量的爆炸性氣體的情況下。具體做法是：先在火區(qū)進(jìn)風(fēng)密閉墻外5～6m的地方構(gòu)筑一道帶風(fēng)門的臨時(shí)密閉，形成一個(gè)過渡空間，習(xí)慣上稱為“風(fēng)閘”，并在這兩道密閉之間儲(chǔ)備足夠的水泥、砂石和木板等材料，然后，救護(hù)隊(duì)員佩帶呼吸器進(jìn)入風(fēng)閘內(nèi)，將風(fēng)門關(guān)好，形成一個(gè)不通風(fēng)的封閉空間。這時(shí)，救護(hù)隊(duì)員可將原來的密閉打開，進(jìn)入火區(qū)探查。確認(rèn)在一定距離的范圍內(nèi)無火源后，再選擇適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)（一般可距原密閉100～150m，條件允許時(shí)也可到300m）構(gòu)筑新的帶風(fēng)門的密閉。新密閉建成后，就可將原來的密閉打開，恢復(fù)通風(fēng)、處理和恢復(fù)巷道。如此重復(fù)，一段一段地打開火區(qū)，逐步向火源逼近。鎖風(fēng)啟封火區(qū)時(shí)，一定要確?；饏^(qū)一直處于封閉、隔絕狀態(tài)。啟封的過程中，應(yīng)當(dāng)定時(shí)檢查火區(qū)氣體，測定火區(qū)氣溫，如發(fā)現(xiàn)有自燃征兆，要做出及時(shí)處理，必要時(shí)應(yīng)重新封閉火區(qū)。=2\*GB3②通風(fēng)啟封火區(qū)通風(fēng)啟封火區(qū)也稱為一次性打開火區(qū)，適用于火區(qū)范圍較小并確認(rèn)火源已經(jīng)完全熄滅的情況下。啟封前要事先確定好有害氣體的排放路線，撤出該路線上的所有人員，然后，選擇一個(gè)出風(fēng)側(cè)防火墻。首先打開一個(gè)小孔進(jìn)行觀察，無異常情況后再逐步擴(kuò)大，直至將其完全打開，但要嚴(yán)禁將防火墻一次性全部打開。打開進(jìn)、回風(fēng)側(cè)防火墻后，應(yīng)采用強(qiáng)風(fēng)流向火區(qū)通風(fēng)，以沖淡和稀釋火區(qū)積存的瓦斯。為確保安全，啟封火區(qū)時(shí)，應(yīng)將工作人員撤出，待1～2h后，若未發(fā)生爆炸和其他異常情況，準(zhǔn)備好直接滅火工具，選擇一條最短、維護(hù)良好的巷道進(jìn)入發(fā)火地點(diǎn)，進(jìn)行清理、噴水降溫、挖除發(fā)熱的煤炭等工作。通風(fēng)啟封火區(qū)的過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查火區(qū)氣體，如有異常情況應(yīng)及時(shí)處理。五、自燃發(fā)火觀測站設(shè)置對開采具有自燃傾向性的煤層時(shí)，應(yīng)及時(shí)掌握自燃發(fā)火動(dòng)向，必須作好觀測點(diǎn)的建設(shè)，氣樣采集、分析、記錄和火災(zāi)的判斷。主要有以下原則：1、在全礦井的自燃危險(xiǎn)區(qū)建立自燃發(fā)火觀測站(點(diǎn))，進(jìn)行系統(tǒng)定期的觀測。觀測站(點(diǎn))應(yīng)設(shè)在礦壓較小的地點(diǎn)，至少長10m一段支護(hù)規(guī)整、斷面不變，巷道內(nèi)無風(fēng)阻物。井下觀測站(點(diǎn))分為固定觀測點(diǎn)、移動(dòng)觀測點(diǎn)和臨時(shí)觀測點(diǎn)。2、采區(qū)、工作面固定觀測站(點(diǎn))：在采區(qū)、工作面的回風(fēng)流建立一個(gè)觀測站(點(diǎn))，并符合井下測風(fēng)站的要求。其觀測站的位置應(yīng)使回風(fēng)觀測點(diǎn)能控制全部回風(fēng)流。3、移動(dòng)觀測點(diǎn)：在工作面的進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)距工作面10～20m處設(shè)置，并隨工作面推動(dòng)而移動(dòng)的觀測點(diǎn)。4、臨時(shí)觀測點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，為縮小火區(qū)范圍以便準(zhǔn)確查找火源點(diǎn)而增設(shè)的觀測點(diǎn)。5、本礦井監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置：（1）本礦井自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置在工作面回風(fēng)順槽距20m處，采用CO檢知管監(jiān)測，工作面回風(fēng)順槽至少每天檢測一次。（2）當(dāng)?shù)V井有自燃發(fā)火區(qū)時(shí)，自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置于密閉墻側(cè)，每班至少檢測一次。另外必須對井下工人進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，加強(qiáng)預(yù)測預(yù)報(bào)工作，做到預(yù)防為主。第四節(jié)煤層自燃監(jiān)測措施為了對煤礦井下火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，在利用礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)，分別對井下不同區(qū)域可能出現(xiàn)的火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，具體監(jiān)測內(nèi)容如下：一、安全監(jiān)控系統(tǒng)利用煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，在采、掘工作面，采區(qū)回風(fēng)巷，總回風(fēng)巷，膠帶機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)，避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)外等地設(shè)置一氧化碳和溫度傳感器，預(yù)測火災(zāi)的發(fā)生。詳見初步設(shè)計(jì)內(nèi)容。二、束管監(jiān)測系統(tǒng)選用一套KSS-200火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由束管管纜、地面取樣控制裝置、氣體分析裝置、數(shù)據(jù)處理裝置等設(shè)備組成。KSS-200火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)通過束管采集井下采空區(qū)、采煤工作面及回風(fēng)巷等監(jiān)測點(diǎn)的氣體，用抽氣泵抽到地面監(jiān)測分析中心進(jìn)行成分分析，實(shí)現(xiàn)對C0（一氧化碳）、C02（二氧化碳）、CH4（甲烷）、C2H4（乙烯）、C2H2（乙炔）、C2H6（乙烷）、O2（氧氣）、N2（氮?dú)猓?、H2（氫氣）等氣體濃度的24小時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測。系統(tǒng)通過分析上述氣體濃度參數(shù)及其變化趨勢，計(jì)算火災(zāi)系數(shù)，提出礦井自然發(fā)火的可能性。（一）束管敷設(shè)1、束管監(jiān)測系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集設(shè)備放置在地面聯(lián)合建筑束管監(jiān)測機(jī)房內(nèi)，地面管路埋地敷設(shè)至副斜井井口，井下管路由副斜井引下至各監(jiān)測點(diǎn)。2、沿4201工作面回風(fēng)順槽鋪設(shè)一趟4芯束管，束管裝入2寸保護(hù)鋼管內(nèi)。具體安裝方法：1號、2號束管埋入切眼支架后輸送機(jī)后部，其中1號束管采樣口位置在距回風(fēng)巷50m處，2號束管采樣口距1號束管25m處，3號束管（上隅角束管）采樣口在切眼上隅角位置，并裝入2寸保護(hù)鋼管內(nèi)延回風(fēng)巷向外延伸；在回風(fēng)巷距開采線60m處布置4號束管采樣口并向外延伸，以后每隔60m布置一個(gè)采樣口，隨回采工作面的推進(jìn)，束管依次進(jìn)入“冷卻帶”、“氧化帶”與“窒息帶”。3、沿4201工作面進(jìn)風(fēng)順槽鋪設(shè)一躺4芯束管，束管裝入2寸保護(hù)鋼管內(nèi)，按采空區(qū)“冷卻帶”、“氧化帶”與“窒息帶”寬度依次進(jìn)行布設(shè)。4、束管布置具體見下圖：圖2-4-1龍泉礦井工作面束管監(jiān)測系統(tǒng)布置圖（二）束管安裝要求1、束管敷設(shè)在巷道內(nèi)的高度不低于1.8m，用掛鉤吊掛，敷設(shè)要平、直、穩(wěn)，并保證無打折、無劃傷、無堵塞、無斷裂；與動(dòng)力電纜之間的距離不應(yīng)小于0.5m，并要避免與其他管線交叉。束管入口處必須安設(shè)濾塵器。2、束管過風(fēng)門或墻壁時(shí)，穿內(nèi)徑大于束管外徑30mm的鋼管保護(hù)，用黃泥封堵；3、束管如需彎曲，彎曲最小半徑大于管纜直徑的6倍；4、束管裝入保護(hù)鋼管內(nèi)并沿底板水平布置，留設(shè)的各采樣口保護(hù)鋼管與沿地板保護(hù)鋼管焊接，并高于距底板0.5m，用不燃性材料如料石等加以保護(hù)各采樣口保護(hù)鋼管，避免高處墜落巖石砸壞采樣器。（三）束管分路箱的安裝1、分路箱應(yīng)設(shè)置在便于人員觀察、維護(hù)及支護(hù)良好、無滴水、無雜物的巷道或硐室中，安設(shè)時(shí)應(yīng)墊支架，或吊掛在巷道中，使其距巷道底板不小于300mm。2、每采區(qū)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置一個(gè)分路箱。3、分路箱設(shè)置位置應(yīng)避開運(yùn)輸路線，原則上安裝在岔道的鈍角側(cè)。4、分路單管接到分路箱內(nèi)濾水器上，將放水開關(guān)關(guān)閉(以免漏氣)，束管從主分路箱分流至各分支束管。（四）濾水器的安裝1、濾水器兩端要分別固定。2、分路箱中分路束管均有濾水器連接。3、單芯束管分隔1000米安裝濾水器一個(gè)，可根據(jù)測點(diǎn)濕度適當(dāng)加密。4、距離監(jiān)測點(diǎn)10米處安裝濾水器一個(gè)。（五）濾塵器的安裝1、回風(fēng)流中濾塵器要距離巷道上頂300mm，距巷幫200mm地點(diǎn)垂直吊掛。2、密閉區(qū)內(nèi)的濾塵器要通過觀察孔深入密閉內(nèi)，并在觀察孔外口加膠堵。3、其他監(jiān)測地點(diǎn)分別在束管末端安設(shè)濾塵器。（六）抽氣泵的安裝1、在地面聯(lián)合建筑內(nèi)設(shè)置束管監(jiān)測系統(tǒng)機(jī)房，機(jī)房分為監(jiān)測室、抽氣泵房、值班室三部分。抽氣泵安裝在地面抽氣泵房內(nèi)，選用2SK-1.5型抽氣泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。2、抽氣泵安裝基座尺寸為長1.1米、寬1.0米、高0.2-0.3米。3、抽氣泵安裝工程質(zhì)量要求：基座要平整,固定螺桿要按尺寸要求灌注,要垂直；抽氣管路要保持無漏氣，循環(huán)水管路要無漏水；泵房要保持整潔，無油污，無積水。（七）氣樣采集及分析通過氣體采樣控制柜控制抽氣泵分別抽取不同束管的檢測氣樣并進(jìn)行編號，抽至地面束管專用色譜儀進(jìn)行氣體組分分析。煤層自燃早期預(yù)測預(yù)報(bào)指標(biāo)氣體應(yīng)以CO作為指標(biāo)性氣體，并輔以C3H8、C2H4、C2H2來掌握煤炭自燃情況；CO的出現(xiàn)說明煤已經(jīng)發(fā)生氧化反應(yīng)。C3H8出現(xiàn)表明煤溫已經(jīng)達(dá)到40℃，C2H4出現(xiàn)表明煤溫已經(jīng)達(dá)到130℃，C2H2的出現(xiàn)說明煤溫已經(jīng)超過

第三章礦井防滅火系統(tǒng)《煤礦安全規(guī)程》第二百三十二條規(guī)定：“開采容易自燃和自燃的煤層時(shí)，必須對采空區(qū)、突出和冒落孔洞等空隙采取預(yù)防性灌漿或全部充填、噴灑阻化劑、注阻化泥漿、注凝膠、注惰性氣體、均壓等措施，編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計(jì)，防止自然發(fā)火。”根據(jù)《煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查和竣工驗(yàn)收規(guī)范》（AQ1055-2008）3.6.1.2條規(guī)定：開采容易自燃或采用放頂煤開采自燃煤層的礦井，必須以灌漿為主的兩種以上綜合防滅火措施。本礦4號煤層自燃等級為Ⅱ級，屬自燃煤層,本次設(shè)計(jì)采用以黃泥灌漿和噴灑阻化劑的綜合防滅火措施。第一節(jié)灌漿防滅火系統(tǒng)采用灌漿防滅火是將粘土或粉煤灰等灌漿材料和水按一定比例配成懸浮液，利用靜壓或動(dòng)壓，通過鉆孔或管路送入礦井防滅火區(qū)，經(jīng)過沉淀滲透后，泥漿將防滅火區(qū)域中的殘留碎煤包圍或覆蓋起來，隔絕其與空氣接觸，以實(shí)現(xiàn)阻止煤炭氧化自熱和自燃。由于泥漿滲透到煤和矸石的縫隙內(nèi)，能增強(qiáng)防滅火區(qū)域的碎煤和矸石的膠結(jié)性，提高了該區(qū)域的密閉性，減少了漏風(fēng)。另外，灌注泥漿增加了采空區(qū)內(nèi)的不燃物成分。同時(shí)，對于已經(jīng)自熱的煤炭還具有冷卻、散熱、降溫等作用。一、灌漿系統(tǒng)的選擇根據(jù)我國礦區(qū)使用的灌漿系統(tǒng)，大體可分兩大類：集中灌漿。集中灌漿即在地面工業(yè)場地或主要風(fēng)井煤柱內(nèi)設(shè)集中灌漿站，為全礦或一翼服務(wù)的灌漿系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有工作集中，便于管理，人員少，效率高，占地較少和便于掌握泥漿的濃度和質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。但是，初期投資大，建設(shè)時(shí)間長，采運(yùn)土工作比較復(fù)雜。一般煤層埋藏較深，礦井灌漿量大，且采區(qū)生產(chǎn)集中，取運(yùn)土距離較遠(yuǎn)的礦井采用這種灌漿系統(tǒng)好。分散灌漿。分散灌漿是在地面沿煤層走向打鉆孔網(wǎng)或分區(qū)打鉆灌漿，設(shè)多個(gè)灌漿站，分區(qū)灌注泥漿的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)又分為鉆孔灌漿、分區(qū)灌漿和井下移動(dòng)灌漿。鉆孔和分區(qū)灌漿系統(tǒng)設(shè)備簡單，投資少，建設(shè)速度快，制漿工藝簡單容易，可減少井下所需的干管。但是，由于灑漿站多，管理分散，所需人員也較多，用地較多。這種系統(tǒng)主要適用于煤層埋藏淺，灌漿采區(qū)分散，土源豐富可就地開采，且運(yùn)距較近的條件。井下移動(dòng)灌漿系統(tǒng)機(jī)動(dòng)靈活，灌漿距離短，管材消耗少，而且發(fā)生堵管的機(jī)會(huì)也少。但是，這種系統(tǒng)生產(chǎn)能力低，管理分散，效率低。因此僅適用灌漿量不大，輸漿困難或無法用鉆孔灌漿的條件。本次設(shè)計(jì)采取地面集中灌漿系統(tǒng)，在礦井風(fēng)井場地設(shè)集中灌漿站，為全礦灌漿服務(wù)，因?yàn)榈V井煤層埋藏較深，礦井屬于自然發(fā)火礦井，灌漿量大。這種系統(tǒng)工作集中，便于管理，效率高，占地較少，雖然初期投資較大，但能夠長期使用。灌漿方法采用隨采隨灌，即隨采煤工作面推進(jìn)的同時(shí)向采空區(qū)灌注泥漿。在灌漿工作中，灌漿與回采保持有適當(dāng)距離，以免灌漿影響回采工作。二、灌漿方法的選擇在放頂前沿回風(fēng)順槽在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管，預(yù)埋8m鋼管，預(yù)埋鋼管一端通往采空區(qū)，一端連接膠管，膠管長30m，放頂后立即開始灌漿，隨工作面推進(jìn)，按放頂步距用回柱絞車牽引灌漿管，牽引10m灌漿一次。工作面采完后，進(jìn)、回風(fēng)順槽打密閉墻并留設(shè)注漿孔，通過注漿孔向采空區(qū)巷道灌漿，密封采空區(qū)以達(dá)到防止煤層自燃的目的。如圖3-1-1。三、灌漿材料的選取井下防滅火注漿材料一般要具備5個(gè)性能：（1）不含可燃或助燃物質(zhì)；（2）易成漿，利于管道水利輸送；（3）具有必要的黏結(jié)性、穩(wěn)定性和脫水性；（4）制成的漿液具有較大的滲透力和較小的收縮率；（5）注漿材料堆成的實(shí)體具有足夠的密封性能；考慮到龍泉礦井風(fēng)井場地土源充足，因此灌漿材料暫確定采用黃土，可就近解決，從礦井工業(yè)場地外的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)取土。注漿材料成漿性能指標(biāo)（0.1mm以下級別的樣品）應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定：——沉降速度1～10mm／min；——臨界穩(wěn)定時(shí)間為20～60min；——塑性指數(shù)7～14(粉煤灰可小于7)；——粘度系數(shù)(1～2)×10-3Pa.S；——氧化鎂膠體混合物含量20％～35％；——含砂量10％～30％(粉煤灰可小于10％)。若采用矸石、粉煤灰、尾礦作注漿材料時(shí)，必須進(jìn)行氧化性能實(shí)驗(yàn)，達(dá)標(biāo)后方可采用。圖3-1-1灌漿方式示意圖四、灌漿參數(shù)計(jì)算和選擇1、灌漿站工作制度本設(shè)計(jì)采用隨采隨灌的方式，地面黃泥灌漿站原則上與礦井工作制度相一致，年工作日330d。灌漿工作與回采工作面緊密配合進(jìn)行的，黃泥灌漿站采用三班灌漿，一班準(zhǔn)備，日純灌漿時(shí)間為18h。2、灌漿泥水比的確定灌漿泥水比應(yīng)根據(jù)泥漿的輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料和季節(jié)等因素通過試驗(yàn)確定。本設(shè)計(jì)初選采用1：2.5黃土泥漿，泥漿密度為1.283t/m3、在生產(chǎn)中必須通過試驗(yàn)來確定更加合理的泥水比。3、灌漿工藝流程裝載機(jī)→泥漿攪拌池（攪拌機(jī)）→貯漿池（篩子）→泥漿泵→灌漿管（從回風(fēng)立井下井）。灌漿系統(tǒng)流程見圖3-1-2。圖3-1-2灌漿工藝流程圖3、主要注漿參數(shù)灌漿系數(shù)：防火灌漿系數(shù)為3％～12％，滅火灌漿系數(shù)相應(yīng)加大。土水比：礦井防滅火注漿漿液的土水比應(yīng)為1：2～1：5。在綜放回采工作面灑漿防火時(shí)，水土比應(yīng)為1：2～1：3，本礦防滅火注漿漿液的土水比設(shè)計(jì)采用為1：2.5。注漿量：（1）日灌漿所需土量：Qt=KGα/γ式中：Qt——日灌漿所需土量，m3/d；K——灌漿系數(shù)，為灌漿材料的固體體積與需要灌漿的采空區(qū)容積之比，一般取0.05～0.15，本礦設(shè)計(jì)取0.05；G——日產(chǎn)量，15152t；r——容重，本礦4號煤容重為1.47t/m3；α—取土系數(shù)，α=1.1。經(jīng)計(jì)算：4號煤采區(qū)日灌漿所需土量567m3/d；（2）日灌漿所需水量：Qs=Ks×Qt×￡其中：Qs——日灌漿所需水量，m3/d；Ks——備用系數(shù)，用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù)，一般取1.10～1.25，本礦取1.10；Qt——日灌漿所需土量，m3/d；￡——泥水比的倒數(shù)，泥水比取1：2.5；經(jīng)計(jì)算：4號煤采區(qū)日灌漿所需水量1560m3/d；（3）日灌漿量：Qj1=（Qs+Qt）MM——泥漿制成率，取0.93；經(jīng)計(jì)算：4號煤采區(qū)日灌漿量取1979m3/d；（4）小時(shí)灌漿量：Qj2=Qj1/（n×t）式中：n——每日灌漿班數(shù)，取3班/dt——每班灌漿時(shí)間，取6h/班經(jīng)計(jì)算：4號煤采區(qū)小時(shí)灌漿量110m3/h。五、灌漿設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)選擇一套FMH-120全自動(dòng)黃土注漿防滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)將水、黃土等材料按比例加入制漿機(jī)，經(jīng)制漿機(jī)攪拌混合后，流入注漿管，然后送入井下用漿點(diǎn)。本系統(tǒng)流量大，自動(dòng)化程度高，只需裝載機(jī)上料，可連續(xù)制漿，且未室內(nèi)作業(yè)，不受天氣影響，基建工程小，設(shè)備投資少。設(shè)備布置見圖3-1-3。1—定量給料機(jī)2—皮帶機(jī)3—上料架4—制漿機(jī)5—濾漿機(jī)6—排污泵7—渣漿泵8—浮分子添加機(jī)9—清水泵10—電控柜11—裝載機(jī)圖3-1-3灌漿設(shè)備布置圖其主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)為：（1）定量給料機(jī)型號：DLG-60數(shù)量：1臺(tái)送料量：60m3將黃土按設(shè)定的量添加給皮帶機(jī)。（2）皮帶機(jī)型號：TD-75數(shù)量：1臺(tái)輸送量：60m3將黃土輸送到上料架。（3）制漿機(jī)型號：FTZ-120數(shù)量：1臺(tái)制漿量：120m3將土與水混合，連續(xù)制備成漿液。（4）濾漿機(jī)型號：FTL-120數(shù)量：1臺(tái)濾漿量：120m3對漿液進(jìn)行過濾，去除漿液中的雜質(zhì)。（5）清水泵型號：80ZX50-32數(shù)量：1臺(tái)流量：>60m3/h；功率：7.5kw；揚(yáng)程：32m給制漿機(jī)供水。（6）渣漿泵型號：4/3C-AH數(shù)量：1臺(tái)流量：80-120m3/h；功率：22kw；揚(yáng)程：30m加壓輸送漿液。（7）排污泵型號：WQ15-30-3數(shù)量：1臺(tái)流量：15m3/h；功率：3kw；揚(yáng)程：30m清理污水坑內(nèi)的污水和反漿。（8）添加機(jī)型號：FFT-60數(shù)量：1臺(tái)添加量：60Kg/h；功率：1.1kw；電壓：380V。將浮分子添加到滾筒式制漿機(jī)。（9）控制監(jiān)控系統(tǒng)型號：ZK-60T數(shù)量：1套監(jiān)控防滅火系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行；電氣控制和電氣保護(hù)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)操作和主要注漿參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和顯示。（10）裝載機(jī)數(shù)量：2臺(tái)將黃土添加到定量給料機(jī)。六、泥漿輸送路徑地面制漿站→回風(fēng)立井井筒→回風(fēng)石門→北一回風(fēng)大巷→工作面輔運(yùn)順槽→采空區(qū)。七、輸漿管路主要灌漿管直徑是根據(jù)管內(nèi)泥漿的流速來選擇。在設(shè)計(jì)中，泥漿給定后，先確定泥漿在管道中流動(dòng)的臨界流速，再求出泥漿的實(shí)際工作流速，使之大于臨界流速即可。本礦注漿管道臨界流速為1.41m/s。實(shí)際工作流速為：式中v——管內(nèi)泥漿的實(shí)際工作流速，m/s；——小時(shí)的灌漿量，m3/h；d——管道內(nèi)徑，m。井下灌漿干管選用直徑D=159mm、壁厚15mm無縫鋼管，回采工作面管道直徑選用直徑D=89mm、壁厚7mm無縫鋼管。實(shí)際工作流速為：，大于臨界流速，滿足要求。灌漿井下灌漿管道系統(tǒng)布置詳見圖3-1-4。八、輸漿倍線輸漿倍線的實(shí)質(zhì)是表示泥漿在輸送過程中的能量損失關(guān)系。漿液的輸送倍線是指從地面灌漿口至工作面灌漿管出口間管路總長度∑L與管路首末兩端高差∑H之比，即：漿液的輸送倍線值最好在4-6范圍內(nèi)，當(dāng)自然壓力不夠或倍線不能滿足要求時(shí)，可用泥漿泵加壓輸送。根據(jù)龍泉礦井4號煤開拓巷道布置方式，計(jì)算輸漿倍線，得到倍線值為4.5-6.5，在礦井后期開采時(shí)倍線增大。九、防治潰漿及灌漿疏水措施1、防止?jié){的措施（1）要使用滲（透）水性強(qiáng)的材料做圍堰壁；如果使用木板做圍堰壁時(shí)，必須預(yù)留泄水孔。（2）圍堰四周要同巷幫壁接實(shí)打牢。（3）圍堰做好后，備好套棚，打齊、打牢中心頂子。（4）充填流量均勻適度，切忌流量忽大忽?。唤咏錆M時(shí)，要適當(dāng)減少流量。（5）充填灌漿時(shí)應(yīng)設(shè)壓力表設(shè)專人觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管路壓力較大時(shí)，要及時(shí)打開閥門，釋放壓力，停止充填注漿。（6）充填時(shí)，在充填地點(diǎn)前后兩端各50m范圍內(nèi)，除監(jiān)護(hù)人員外其他人員一律禁止在充填區(qū)域內(nèi)逗留。2、灌漿疏水由于煤層有傾角，灌漿從上順槽灌入，經(jīng)過采空區(qū)掛漿，在下順槽將析出部分泥水，排出方法在下順槽每隔50m沿底板設(shè)一水窩，設(shè)置一臺(tái)80WG型污水泵，流量80m3在灌漿區(qū)下部進(jìn)行采掘前，必須查明灌漿區(qū)內(nèi)的漿水積存情況，發(fā)現(xiàn)積存漿水，必須在采掘前放出；在未放出前，嚴(yán)禁在灌漿區(qū)下部進(jìn)行采掘工作。十、灌漿考查1、加強(qiáng)對注漿后注漿區(qū)溫度和氣體成分的檢測。（1）應(yīng)派專人定期檢測注漿滅火區(qū)、注漿防火工作面及其采空區(qū)內(nèi)的氣溫、煤溫和出水溫度。（2）進(jìn)一步加強(qiáng)火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)或地面氣體分析實(shí)驗(yàn)室檢查和管理。在生產(chǎn)前建立了火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)或地面氣體分析實(shí)驗(yàn)室，在生產(chǎn)時(shí)直接就采用原火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)或地面氣體分析實(shí)驗(yàn)室即可，氣體分析成份主要有：氧氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳。2、采集氣體的地點(diǎn)為：（1）回采工作面的回風(fēng)巷、上隅角、采空區(qū)氧化帶回風(fēng)側(cè)；（2）通向火區(qū)的密閉墻內(nèi)側(cè)或鉆孔內(nèi)；（3）其他需要的地點(diǎn)。采用人工取樣在地面進(jìn)行氣體分析時(shí)，應(yīng)符合以下要求（1）取樣必須使用專用取樣袋或取樣器，取樣后應(yīng)在5h內(nèi)送到地面實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析；（2）注漿防火區(qū)域應(yīng)定期對各取樣點(diǎn)取一次樣；（3）注漿滅火封閉區(qū)域內(nèi)每天取一次樣；（4）回采工作面或其他地點(diǎn)在發(fā)火期間(未封閉的情況下)每班取一次樣。3、加強(qiáng)注漿防滅火區(qū)的管理（1）建立健全防滅火注漿臺(tái)帳，主要內(nèi)容應(yīng)包括：①注漿區(qū)位置；②鉆孔工程；③注漿工程；④防滅火密閉墻工程；⑤氣體分析及溫度記錄；⑥泥漿分布狀況等。（2）火區(qū)熄滅標(biāo)準(zhǔn)、注銷和啟封要求以及防火墻的管理，均應(yīng)遵循《煤礦安全規(guī)程》和《礦井防滅火規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。灌漿過程中應(yīng)時(shí)刻觀測火災(zāi)標(biāo)志氣體的變化規(guī)律，考查灌漿防滅火的效果，同時(shí)建立防滅火灌漿臺(tái)帳，主要內(nèi)容應(yīng)包括灌漿區(qū)位置、鉆孔工程、灌漿工程、防滅火密閉墻工程、氣體分析及溫度記錄、灌漿量等。防滅火灌漿記錄表格見表3-1-表3-注漿記錄年月日灌漿地點(diǎn)開始時(shí)間時(shí)分結(jié)束時(shí)間時(shí)分漿材用量漿液濃度記錄:負(fù)責(zé)人簽字：灌漿地點(diǎn)示意圖第二節(jié)阻化劑防滅火系統(tǒng)一、阻化劑防滅火原理阻化劑防火是近年來逐漸推廣并得到廣泛應(yīng)用的煤礦井下防滅火新技術(shù)。它是將一種或幾種介質(zhì)的溶液或乳濁液噴灑在煤柱、煤堆上或灌注到采空區(qū)等易于自燃的地點(diǎn)，降低煤的氧化能力，阻止氧化過程，最終達(dá)到抑制煤炭自燃的目的。其作用原理可分四個(gè)方面：1、阻化劑吸附于煤的表面形成穩(wěn)定的抗氧化物保護(hù)膜，降低煤的吸氧能力。2、溶液蒸發(fā)吸熱降溫。3、降低煤在低溫時(shí)的氧化活性。4、某些阻化劑與煤內(nèi)一些容易自燃的成分化合，生成不易自燃的物質(zhì)。二、阻化劑選擇選擇阻化劑，應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面：1、來源廣泛，貨源充足，購置方便、價(jià)格價(jià)宜；2、阻化率高，阻化壽命長；3、配制容易，井下使用操作方便，工藝過程簡單；4、對井下設(shè)備和金屬構(gòu)件腐蝕性小，對人體無害。本礦井阻化劑選用阻化效果好、貨源充足、運(yùn)貯方便的工業(yè)氯化鈣(CaCl2)。三、阻化劑防火系統(tǒng)選擇目前我國煤礦常用機(jī)動(dòng)性、半永久和永久性三種噴灑壓注系統(tǒng)。1、機(jī)動(dòng)性噴灑壓注系統(tǒng)：將噴灑壓注設(shè)備和阻化劑溶液池安裝在礦用平板車上，采用電動(dòng)或氣動(dòng)方式噴灑壓注阻化劑。2、半永久性噴灑壓注系統(tǒng)：在盤區(qū)巷或硐室內(nèi)設(shè)置貯液池和注液泵通過管道輸送到噴灑地點(diǎn)進(jìn)行噴灑。3、永久性噴灑壓注系統(tǒng)：地面設(shè)置永久性貯液池通過管道輸送到噴灑地點(diǎn)進(jìn)行噴灑。本次設(shè)計(jì)考慮到半永久和永久性噴灑壓注系統(tǒng)需建貯液池且需要鋪設(shè)較長的噴灑管路，且阻化劑防滅火屬于輔助性防滅火，設(shè)計(jì)選用電動(dòng)方式的機(jī)動(dòng)性噴灑壓注系統(tǒng)，該系統(tǒng)工藝簡單，施工快，投資小，機(jī)動(dòng)性大。四、阻化劑參數(shù)確定1、阻化劑溶液的濃度和密度a、阻化劑溶液的濃度本礦井4號煤層屬氣煤，根據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)，本礦井選用20%濃度的工業(yè)氯化鈣(CaCl2)作為阻化劑，其阻化率在60%左右，最高可達(dá)80%以上，阻化效果較好。b、阻化劑溶液的密度此參數(shù)由實(shí)測取得，一般1.05t/m3。2、原煤的吸藥液量和松散煤（浮煤）的密度a、原煤的吸藥液量此參數(shù)由實(shí)測取得，一般47Kg/t。b、松散煤（浮煤）的密度一般取1.0t/m3。3、工作面一次噴灑量G1=K1K2LBhA式中:G1——按重量計(jì)算一次噴灑,Kg；K1——一次噴灑加量系數(shù)，取1.2；K2——松散煤（浮煤）的密度，t/m3，取1.0t/m3；L——工作面長度，250mB——一次噴灑寬度，m；工作面日循環(huán)進(jìn)度為7.2mh——底板浮煤厚度，取0.02m；A——原煤(浮煤)的吸藥液量，Kg/t；則工作面底板浮煤一次噴灑量為：G1=K1K2LBhA=1.2×1.0×250×7.2×0.02×47=2030.4工作面底板浮煤一次噴灑所需阻化劑用量為：G阻1=G1×ρ=2030.4×20%=406.08五、噴灑壓注設(shè)備及管路布置噴射泵選用WJ－24型往復(fù)式拉桿泵，兩用一備，WJ-24阻化泵參數(shù)：外形尺寸（長×寬×高）1500×360×450mm；轉(zhuǎn)速700-800r／min；額定流量40L／min；工作壓力1-2.5MPa。（1）在工作面進(jìn)、回順槽距工作面50m處各安裝一臺(tái)阻化泵及阻化劑溶液配備箱，利用高壓膠管分別接至工作面，阻化泵隨工作面推進(jìn)及時(shí)外移。（2）在工作面進(jìn)風(fēng)巷下隅角采空區(qū)側(cè)安裝一組霧化器（5個(gè)噴頭），與工作面進(jìn)風(fēng)巷阻化泵所引出的高壓膠管聯(lián)通，由阻化泵加壓送到工作面進(jìn)風(fēng)巷的氣霧發(fā)生器，霧化后由漏風(fēng)風(fēng)流帶入采空區(qū)。（3）從工作面回風(fēng)巷阻化泵引出一趟高壓膠管接至工作面，每隔五組支架留一個(gè)高壓三通接頭，并分別引出10m長的高壓軟管，設(shè)置截止閥門控制。操作人員利用軟管在推溜后向采空區(qū)遺煤進(jìn)行噴灑。（4）從工作面回風(fēng)巷阻化泵引出一趟高壓膠管接至回風(fēng)巷上隅角，對上隅角空間利用插管的方式進(jìn)行阻化劑噴灑。設(shè)計(jì)插管長度為8m，在拉架前預(yù)埋，插管鉆桿終孔位置應(yīng)盡量靠近冒落空區(qū)上部，端頭2m范圍內(nèi)打花眼并封閉端口，利用高壓擴(kuò)大噴灑半徑并適當(dāng)控制流量。六、阻化劑防火工藝工作面噴灑阻化劑采用連續(xù)性方式進(jìn)行噴灑，即在每個(gè)循環(huán)完成拉過后溜后實(shí)施阻化劑噴灑工作；下隅角噴灑阻化劑采用連續(xù)性方式進(jìn)行噴灑，即除拉架移溜外，其它時(shí)間處于不間斷噴灑狀態(tài)。上隅角插管噴灑阻化劑采用間歇性方式進(jìn)行噴灑，以工作面上隅角后部空間不出水為宜。噴灑阻化劑的工序每班由專人完成。在回采工作面進(jìn)風(fēng)（回風(fēng)）順槽適當(dāng)位置（盡量靠近工作面）停放兩個(gè)罐車用作配液容器。啟動(dòng)阻化劑泵后，人工手持噴頭從支架間隙向采空區(qū)內(nèi)噴射，每間隔5組支架噴一次，每次噴灑至少6min，流量不小于35L/min。正常回采期間每班噴灑一次，安排在檢修班工作面放頂后進(jìn)行，如遇停產(chǎn)、過斷層、收尾等情況時(shí)，必須對采空區(qū)加大噴灑頻率。噴射順序?yàn)閺幕夭晒ぷ髅娴幕仫L(fēng)順槽側(cè)向進(jìn)風(fēng)順槽側(cè)。噴射工作由兩人完成，其中一人主噴，另一人做輔助工作。噴灑系統(tǒng)工藝圖如圖3-2-1所示。1—儲(chǔ)液箱2—高壓泵3—高壓膠管4—霧化器5—進(jìn)風(fēng)巷6—回風(fēng)巷圖3-2-1噴灑系統(tǒng)工藝圖七、噴灑阻化劑注意事項(xiàng)（1）每天工作結(jié)束前，必須用清水繼續(xù)噴灑數(shù)分鐘，以便對阻化泵和管路進(jìn)行清洗。（2）阻化泵運(yùn)行中不可脫水空轉(zhuǎn)。（3）每天工作結(jié)束后，必須關(guān)閉開關(guān)、切斷電源。煤噴灑過程中，由于阻化劑有一定的腐蝕性，阻化液盡量不要噴灑出支架上面。7.注氮防滅火設(shè)計(jì)7.1礦井火災(zāi)礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井地面或井下、威脅礦井安全生產(chǎn)、形成災(zāi)害的一切非控制燃燒。是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅礦工的生命安全和煤礦的安全生產(chǎn)。輕則影響生產(chǎn)，重則造成人員傷亡，價(jià)值幾千萬元的設(shè)備有的也被迫封閉在火區(qū)內(nèi)，必然給煤礦造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失?；馂?zāi)的發(fā)生必須同時(shí)具備三個(gè)方面的條件：可燃物、熱源、空氣的供給。滅火就要消除其中一個(gè)、兩個(gè)、或者全部。因此，滅火的方法大體可以對應(yīng)地區(qū)分別為：消除助燃物，降低燃燒溫度，斷絕空氣供給三個(gè)方面。當(dāng)這三種方法無法實(shí)施時(shí)，必須使用封閉火區(qū)與聯(lián)合滅火法。《規(guī)程》規(guī)定“不能直接滅火時(shí)必須封閉火區(qū)”。向封閉火區(qū)注入大量惰性氣體，使火區(qū)空氣中氧濃度較之爆炸氣體地聚集能夠更快的在更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到失爆界限。氮?dú)獾男再|(zhì)決定了它是較好的滅火材料。7.2注氮防滅火系統(tǒng)氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)的實(shí)質(zhì)是將氮?dú)馑偷讲煽諈^(qū)，使該區(qū)域空氣惰化，氧氣濃度降低到煤自然發(fā)火的臨界濃度以下，以抑制煤的氧化自燃，直到火區(qū)窒息的防滅火技術(shù)。氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理主要有惰化、抑爆、減小漏風(fēng)和吸熱等應(yīng)用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)防治礦井火災(zāi)，是世界主要產(chǎn)煤國家所公認(rèn)的行之有效的方法。自上世紀(jì)70年代以來，國外煤礦普遍采用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)，取得了很大的成就，并都將該項(xiàng)技術(shù)作為常規(guī)的防滅火手段。我國從1980年起，通過10余年的試驗(yàn)研究，為我國煤礦推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)和積累了經(jīng)驗(yàn)，1992年氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)納入了《煤礦安全規(guī)程》，并于1997年制定和頒布了《煤礦用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)規(guī)范》。從此，氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)走上了法制化、科學(xué)化和規(guī)范化的軌道。7.3氮?dú)獾男再|(zhì)眾所周知，氮?dú)獾脑鲜强諝?。氮?dú)馐且环N無色無味無毒無腐蝕，不自燃，也不參與燃燒的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（21℃，101.325kPa），氣體密度為0.461，液體密度為80.8，氮?dú)庠?01.325Kpa，－195.8℃時(shí)變成無色的液體，在－209.9℃時(shí)，變成霧狀的固體。氮?dú)庠谒腥芙舛群苄?，很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在震動(dòng)、熱和電火花作用下都較穩(wěn)定。氮?dú)夥罍缁鹱饔迷碜⒌罍缁鸺夹g(shù)是防治工作面采空區(qū)自然發(fā)火的有效方法之一。由于氮?dú)獗瓤諝廨p，所以當(dāng)?shù)獨(dú)庾⑷氩煽諈^(qū)后，不但可以向上浮動(dòng)而且可以向四周擴(kuò)散并充滿整個(gè)采空區(qū)，降低采空區(qū)的氧氣濃度，從而達(dá)到抑制采空區(qū)自然發(fā)火的目的。另外，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)采空區(qū)自燃火災(zāi)往往發(fā)生在頂板或冒落區(qū)內(nèi)較高的位置，而采用注漿、注阻化劑等常規(guī)防滅火手段，防滅火材料往往不能到達(dá)發(fā)火的區(qū)域，起不到有效的防滅火作用。而向采空區(qū)內(nèi)注入氮?dú)馇∏∧軌蛴行У爻涮畹竭@一區(qū)域，起到惰化防滅火的作用。注氮防滅火的實(shí)質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮?dú)猓蛊溲鹾拷档?0%或3%以下，達(dá)到防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的。其作用有：1）消除瓦斯爆炸的危險(xiǎn)在煤礦當(dāng)采空區(qū)一旦出現(xiàn)火災(zāi)，危害最大的是導(dǎo)致其內(nèi)混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低于12%時(shí)就有減小爆炸的可能性。但是，混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比，還部份地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個(gè)界限擴(kuò)大，反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%時(shí)就能發(fā)生爆炸。因而國內(nèi)的研究表明，將氧氣的臨界含量控制在5%以下時(shí)幾乎能防止任何爆炸，否則爆炸還有可能發(fā)生。而氧氣的含量低于10%時(shí)混合氣體的爆炸有顯著的降低。正是從這一理論出發(fā)，向火區(qū)注入氮?dú)夂笫蛊溲鹾拷档?，而且只要氧含量低?0%時(shí)就能大大地減少爆炸的可能性。2）減少漏風(fēng)的作用采空區(qū)漏風(fēng)是造成自然發(fā)火的主要原因之一。對于封閉或半封閉的采空區(qū)而言，從理論上講，注入氮?dú)夂笤黾恿似渥⑷肟臻g內(nèi)混合氣體的總量，能夠減少封閉區(qū)內(nèi)外之間的壓力差，從而起到減少封閉區(qū)外部向內(nèi)部漏風(fēng)的作用。如果巷道里的密閉墻有裂縫或密閉強(qiáng)有裂縫，當(dāng)密閉區(qū)內(nèi)為負(fù)壓時(shí)，空氣可以通過墻縫或繞過密閉墻而進(jìn)入密閉區(qū)。為了防止密閉漏風(fēng)，可向密閉前后墻之間的空間連續(xù)不斷地注入必要流量的氮?dú)?，使該空間形成正壓，阻止新鮮空氣進(jìn)入密閉區(qū)內(nèi)。3）降溫作用對于有內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)來說，其溫度大于外界溫度。當(dāng)采用氮?dú)鉁缁饡r(shí)，無論是采用液氮還是氮?dú)?，其氮?dú)獾臏囟染陀诨饏^(qū)的氣體溫度，加之氮?dú)庠谧⑷牖饏^(qū)后的流動(dòng)范圍大，對采空區(qū)來說都有顯的降溫作用。4）防止煤的自燃發(fā)熱和自燃煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏入風(fēng)量不足以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，則煤溫就逐漸升高，這時(shí)煤處于自燃發(fā)熱。當(dāng)溫度達(dá)到煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產(chǎn)生熱量，又使煤溫迅速升高，達(dá)到煤的著火溫度時(shí)便著火燃燒起來，即進(jìn)入自燃狀態(tài)?；诖嗣貉鯊?fù)合學(xué)說，采取向工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)注入一定流量的氮?dú)猓档驮搸?nèi)的氧氣含量，達(dá)到破壞煤炭自燃的一個(gè)要素，使其氧含量降到煤自燃臨界值以下，就達(dá)到了防止煤自燃的目的。

5）降低燃燒強(qiáng)度

無論是外因火災(zāi)還是內(nèi)因火災(zāi)，當(dāng)火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，向火區(qū)內(nèi)注入一定流量（大于漏風(fēng)量）的氮?dú)猓乖搮^(qū)內(nèi)的氧含量由21%逐漸降低到10%以下，大火就逐漸處于自熄。優(yōu)缺點(diǎn)：國內(nèi)外煤礦應(yīng)用氮?dú)夥罍缁鸬膶?shí)踐表明，氮?dú)饩哂袦缁鹚俣瓤?，既能防火，也能滅火，還能抑制瓦斯爆炸，無污染環(huán)境和機(jī)電設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是氮?dú)獾拿芏缺瓤諝廨p，容易流失。因此，在注氮的同時(shí)，必須采用堵漏措施相配合，才能取得滿意的效果。7.4采空區(qū)“三帶”分布規(guī)律7.4.1采空區(qū)“三帶”概述采空區(qū)“三帶”分布規(guī)律采用注氮防滅火技術(shù)防治綜放工作面采空區(qū)自然發(fā)火，首先要掌握采空區(qū)的“三帶”分布狀況，它對于選擇合理的注氮防滅火工藝是至關(guān)重要的。因此要求我們在實(shí)施注氮防滅火工作之前，首先要觀測分析出綜采放頂煤工作面開采區(qū)域的采空區(qū)“三帶”分布規(guī)律，從而相應(yīng)地做出注氮防滅火工藝設(shè)計(jì)，使氮?dú)庾⑷氲讲煽諈^(qū)最容易自然發(fā)火的區(qū)域，并且形成合理的氮?dú)舛杌瘞В_(dá)到抑制采空區(qū)自然發(fā)火的目的。對于非充填采空區(qū)的回采工作面來說，隨著工作面向前推移，切頂線之后附近的采空區(qū)頂板逐漸開始垮落，在這一范圍內(nèi)形成比較松散的冒落區(qū)，因而漏風(fēng)比較嚴(yán)重。這一區(qū)域內(nèi)的浮煤在氧氣的作用下開始發(fā)生氧化反應(yīng)，并釋放出微量的熱量。但由于該區(qū)域漏風(fēng)量較大，氧化所產(chǎn)生熱量的絕大部分被風(fēng)流帶走，因此無法積聚，從而不能發(fā)生自然發(fā)火。這一區(qū)域就是通常所說的“散熱帶”。隨著工作面的繼續(xù)推移，這些松散的冒落區(qū)也逐漸被壓實(shí),其間的漏風(fēng)通道減小，漏風(fēng)量亦隨之減小。此時(shí)的漏風(fēng)，一方面攜帶著足夠的氧氣供給浮煤，保證浮煤氧化的繼續(xù)進(jìn)行，另一方面適量的微風(fēng)已不能過多地帶走氧化所生成的熱量。這樣氧化熱可以不斷積聚，反過來又為浮煤的氧化提供了能量，加速浮煤的氧化，使煤的氧化反應(yīng)不斷地加速，最終發(fā)展到加速氧化和激烈氧化階段，直到出現(xiàn)明火燃燒現(xiàn)象，這一區(qū)域就是“氧化帶”?！把趸瘞А痹偻镅由?，冒落區(qū)已基本壓實(shí)，漏風(fēng)也基本消失。漏風(fēng)流經(jīng)“氧化帶”時(shí)，其中所含的氧氣已大大消耗再加之只有很少一部分漏風(fēng)能抵達(dá)這一壓實(shí)區(qū)域。因此，這一區(qū)域內(nèi)的遺煤由于漏風(fēng)供氧不足而處于窒息狀態(tài)。為此這一區(qū)域被稱為“窒息帶”。注氮前后，采空區(qū)的“三帶”會(huì)發(fā)生一定的變化，見圖7-1。圖7-1注氮前后“三帶”的位置關(guān)系[17]Fig.6nitrogeninjectionof3-band7.4.2采場自燃發(fā)火范圍的確定依據(jù)采空區(qū)的漏風(fēng)狀態(tài)不同，可以把采空區(qū)劃分成不同的區(qū)域?？拷ぷ髅骈_采空間的采空區(qū)內(nèi)，頂板冒落的巖石松散堆積，孔隙大，漏風(fēng)強(qiáng)度大，浮煤與空氣的接觸時(shí)間短不具備聚熱條件，自燃的可能性很小，稱該區(qū)域?yàn)槔鋮s帶。在遠(yuǎn)離工作面開采空間的采空區(qū)，冒落的巖塊逐漸壓實(shí)，漏風(fēng)很小，而且漏風(fēng)中的氧氣濃度受浮煤氧化影響或物理吸附而降低到不足以支持燃燒的程度，在該區(qū)域不具備氧化積熱條件，即使有浮煤自燃也會(huì)因缺氧窒息，巖石導(dǎo)熱會(huì)分散因自燃而聚集起來的熱量，故稱該區(qū)域?yàn)橹舷?。在冷卻帶和窒息之間的區(qū)域，稱為自燃帶。該區(qū)域冒落巖石逐漸壓實(shí)，漏風(fēng)孔隙適中，漏風(fēng)即具備向氧化區(qū)域的供氧條件，同時(shí)風(fēng)阻較大，風(fēng)流滿足采空區(qū)的氧化積熱升溫條件。遺煤可以在氧化自燃帶區(qū)域內(nèi)氧化生熱導(dǎo)致自燃。注氮方式的選擇采空區(qū)注氮地點(diǎn)應(yīng)使氮?dú)庾⑷说讲煽諈^(qū)氧化帶范圍之內(nèi)，注氮方式可以采用尾巷注氮、拖管注氮等方式。注氮地點(diǎn)及與其相通的巷道必須有保證人員安全的通風(fēng)量，避免出現(xiàn)窒息事故。7.4.3采空區(qū)“三帶”劃分“散熱帶”與“氧化帶”之間的主要區(qū)別主要是看漏風(fēng)量的大小能否形成聚熱條件，如果漏風(fēng)量過大破壞了聚熱條件，則處于“散熱帶”范圍。如果漏風(fēng)量適中，具備了聚熱條件，則處于“氧化帶”范圍。因此“散熱帶”與“氧化帶”之間的界線應(yīng)以漏風(fēng)量作為主要指標(biāo)來劃分。在實(shí)踐中我們通常選取濃度>18%作為“散熱帶”的劃分范圍?！把趸瘞А迸c“窒息帶”之間的主要區(qū)別是看浮煤周圍的氧氣濃度能夠否滿足采空區(qū)浮煤氧化的需要，這就有一個(gè)臨界氧濃度的概念，(即能夠使浮煤氧化自燃的最低氧濃度值)。如果浮煤周圍的氧氣濃度高于臨界氧濃度，浮煤的氧化就能夠持續(xù)進(jìn)行，此時(shí)則處于“氧化帶”范圍。反之，如果浮煤周圍的濃度低于臨界濃度，浮煤的氧化就會(huì)因缺氧而停止，此時(shí)則處于“窒息帶”范圍。因此，確定“氧化帶”與“窒息帶”的劃分范圍應(yīng)以臨界氧濃度為主要指標(biāo)進(jìn)行劃分為宜。在實(shí)踐中我們通常選取18%≥濃度≥10%作為“氧化帶”的劃分范圍。以濃度10%作為“窒息帶”的劃分范圍。7.4.4采空區(qū)“氧化帶”自燃危險(xiǎn)分析眾所周知，采空區(qū)浮煤氧化自燃必須同時(shí)具備以下4個(gè)條件：①煤層具有自燃傾向性；②具有連續(xù)不斷的供氧條件；③具有持續(xù)的蓄熱環(huán)境；④氧化時(shí)間超過自然發(fā)火期。而采空區(qū)“氧化帶”則存在自然發(fā)火的危險(xiǎn)性。采空區(qū)“氧化帶”是指具有一定量的浮煤、氧氣濃度大于臨界氧濃度的區(qū)域。我們也可以這樣理解“氧化帶”的含義：“氧化帶”區(qū)域具有浮煤氧化自燃的條件，但并不一定會(huì)自然發(fā)火。因?yàn)槊旱淖匀歼€需要經(jīng)歷一個(gè)緩慢氧化蓄熱和氧化加速發(fā)展的過程，也就是說還需要一定的時(shí)間，這就是通常所說的自然發(fā)火期。當(dāng)工作面以推進(jìn)速度V向前推進(jìn)時(shí)，工作面后部采空區(qū)中某一點(diǎn)也以相同的速度遠(yuǎn)離工作面，這個(gè)固定點(diǎn)要在一定的時(shí)間內(nèi)依次經(jīng)過采空區(qū)“散熱帶”和“氧化帶”進(jìn)入“窒息帶”。如果開采煤層的最短自然發(fā)火期為，則當(dāng)時(shí)，則時(shí)間超過了自然發(fā)火期，采空區(qū)中這個(gè)固定點(diǎn)仍位于“氧化帶”內(nèi)，因此采空區(qū)自然發(fā)火的危險(xiǎn)性較大；當(dāng)時(shí)，則在自然發(fā)火期內(nèi)工作面后部采空區(qū)中這個(gè)固定點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)入“窒息帶”，所以采空區(qū)自然發(fā)火危險(xiǎn)性較小。因此加快綜放面的推進(jìn)度，使工作面后部采空區(qū)原“氧化帶”在自然發(fā)火期內(nèi)進(jìn)入新形成的“窒息帶”內(nèi)，同樣也是防治綜放面采空區(qū)自然發(fā)火的有效方法。7.5注氮方法及注氮方式的選擇7.5.1注氮方式的選擇注氮方式可分為埋管式注氮方法、拖管式注氮方法以及其它的注氮方法。目前我國煤礦大多采用埋管式注氮方法。注氮方式可分為連續(xù)式和間歇式兩種。采用哪一種方式，主要取決于氮?dú)庠诓煽諈^(qū)內(nèi)的滯留時(shí)間和惰化效果。間歇式注氮方式即在采空區(qū)“氧化帶”區(qū)域注入氮?dú)?，考察氮?dú)庠谠搮^(qū)域內(nèi)的滯留時(shí)間和惰化效果，當(dāng)該區(qū)域濃度降低至自然發(fā)火臨界濃度之下時(shí)停止注氮；隨著氮?dú)獾男孤煽諈^(qū)內(nèi)的濃度會(huì)逐漸回升，當(dāng)濃度回升至自然發(fā)火臨界濃度之上時(shí)，重新開始新一輪的注氮。當(dāng)注氮口推移至“氧化帶”以外而進(jìn)入“窒息帶”時(shí)停止注氮。7.5.2注氮工藝一般采取埋管方式進(jìn)行注氮防火，可在井下巷道敷設(shè)注氮管路，埋入或通過鉆孔注入采空區(qū)內(nèi)或火區(qū)采空區(qū)埋管，管路每隔一定距離預(yù)設(shè)氮?dú)忉尫趴冢湮恢脩?yīng)高于煤層底板30cm～50cm，并采用石塊或木垛加以妥善保護(hù)，以免堵塞孔口。為控制注氮地點(diǎn)提高注氮效果，可采用“拉管移動(dòng)式”注氮方式，即采用回柱絞車將埋管向外牽引，埋管移動(dòng)周期與工作面推進(jìn)速度保持同步，使注氮孔始終在采空區(qū)氧化自燃帶內(nèi)，注入的氮?dú)飧鶕?jù)確定采空區(qū)氧化、自燃、窒息帶3寬度，用埋管或打鉆向采空區(qū)自燃帶連續(xù)注氮，惰化自燃帶以達(dá)到防火的目的。在撲滅巷道火災(zāi)中，建臨時(shí)密閉后向封閉區(qū)注氮?dú)?，使火區(qū)氣體氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)降10%至以下可滅明火、抑制火區(qū)瓦斯爆炸，降至1%-2%可快速滅火燃燒深度大的火源，注氮量應(yīng)達(dá)到火區(qū)體積的2～3倍，應(yīng)該持續(xù)注入惰性氣體直至火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度降低到2%以下為止。為更好地開展氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)提供全煤炭行業(yè)的統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)，中華人民共和國煤炭工業(yè)部于1997年月7日1批準(zhǔn)實(shí)施《煤礦用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)規(guī)范》(MT/T710-1997)該標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中查閱了大量國內(nèi)外的有關(guān)資料，特別是德國和法國的氮?dú)夥罍缁鹳Y料和使用氮?dú)獾挠嘘P(guān)規(guī)定，以及我國有關(guān)科研和應(yīng)用報(bào)告等，并對其內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真研究分析后按照《煤礦安全規(guī)程》和《礦井防滅火規(guī)范》試行的相關(guān)內(nèi)容一致的原則，同時(shí)結(jié)合我國煤礦應(yīng)用氮?dú)夥罍缁鹚〉玫某晒?jīng)驗(yàn)，確定了本標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容。7.6制氮設(shè)備及注氮參數(shù)7.6.1制氮設(shè)備我國煤礦防滅火目前所選用的制氮設(shè)備有：地面固定式深冷制氮?dú)庠O(shè)備；礦用地面固定式、地面移動(dòng)式和井下移動(dòng)式變壓吸附制氮設(shè)備，以及礦用地面固定式、地面移動(dòng)式和井下移動(dòng)式膜分離制氮設(shè)備。按空分原理可分為深冷式、變壓吸附式和膜分離式。近幾年來，是以變壓吸附和膜分離制氮設(shè)備在煤礦現(xiàn)場應(yīng)用得最多。

為滿足煤礦選擇氮?dú)庠丛O(shè)備的需要，本次設(shè)計(jì)選用由煤炭科學(xué)研究總院重慶分院與溫州瑞氣空分設(shè)備有限公司合作，共同研制開發(fā)出JXZD系列（氮?dú)饧兌葹?8%，產(chǎn)氣量為200—800）礦用井下移動(dòng)式制氮設(shè)備兩臺(tái)，一臺(tái)備用。北京中才華源技術(shù)有限公司生產(chǎn)的JSG6礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)一套。輸?shù)苈罚褐频獜S房——副井——運(yùn)輸石門——軌道大巷——軌道上山——區(qū)段運(yùn)輸順槽、區(qū)段回風(fēng)順槽7.6.2主要技術(shù)參數(shù)1）供氮能力a制氮設(shè)備或裝置的供氮能力應(yīng)按礦井注氮工作面防火注氮需要選取，供氮能力可按式1計(jì)算(1個(gè)工作面注氮量)：（7-1）=1440式中——注氮量；——采空區(qū)氧化帶內(nèi)漏風(fēng)量，，取10；——采空區(qū)內(nèi)氧化帶平均含量，10%～20%，取15%；——采空區(qū)氧化帶防火惰化指標(biāo)，取7%；——注氮防火時(shí)氮?dú)饧兌?，?7%；K——備用系數(shù)，為1.2～1.5，取1.2。b按產(chǎn)量所形成的空間計(jì)算：（7-2）561式中：——煤的密度，，取1.4；——管路輸?shù)?，?.9；——采空區(qū)注氮效率，一般取0.3—0.7，設(shè)計(jì)取0.7；——空氣中的氧含量，取20.9%；——采區(qū)防火惰化指標(biāo)，規(guī)定為97%；K——備用系數(shù)，1.3～1.5，取1.5；t——一年300工作日。結(jié)合本采區(qū)實(shí)際情況綜合考慮注氮量按700。2）氮?dú)饧兌认蚍阑饏^(qū)注入氮?dú)獾募兌纫暺淠軐⒉煽諈^(qū)的氧濃度降低到煤自燃臨界氧濃度而定。而向火區(qū)注入氮?dú)饧兌葢?yīng)不低于97％。3）供氮壓力地面、井下制氮設(shè)備的供氮壓力，可按供氮壓力公式計(jì)算，其管路末端的絕對壓力應(yīng)不低于0.2MPa。4）輸?shù)苈窂木鹿┑獣r(shí)，除應(yīng)采用鋼管外，在滿足輸?shù)獕毫Φ那闆r下，可選用耐壓橡膠軟管。但進(jìn)人采空區(qū)或火區(qū)的管路必須采用無縫鋼管。輸?shù)苈返闹睆綉?yīng)滿足最大輸?shù)髁亢蛪毫Φ囊?。輸?shù)苈分睆降V用輸?shù)苈分睆桨?-3式計(jì)算（7—3）式中：Q———最大輸?shù)髁?，；D———注氮