某礦防治采空區(qū)自燃發(fā)火的設(shè)計(jì)方案及措施

1、某礦防治采空區(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：2010 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，1003回采工作面三月正式開始回采，預(yù)計(jì)2010年5 月份回采完畢，1005運(yùn)輸巷掘進(jìn)工作面預(yù)計(jì)于 2010 年 12 月與回風(fēng)巷貫通， 8101-1 掘進(jìn)工作面計(jì)劃于 2010 年 4 月下旬開始，于 2010 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)域工作面和下列地段有煤層自燃發(fā)火的可能：、 1003 采煤面 2009 年 5 月份投產(chǎn)，目前正在回采，計(jì)劃2010 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(jìn)速度緩慢，采空區(qū)封閉不嚴(yán)實(shí)，工作面采空區(qū)

2、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(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)方案(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 100mm管道將純度 97%以上氮?dú)庾⑷氲讲煽諈^(qū)以達(dá)到防滅火的目的。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

3、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(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?jiǎng)t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?97%，2、輸

4、氮系統(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)?m3/hl管路當(dāng)量長(zhǎng)度 kml 計(jì)算式為：l= (d0/di)5× ( i/ o) × li 式中 :d0-基準(zhǔn)管徑 (d0=100mm)阻力損失系數(shù) : o=0.026li-相同直徑管路長(zhǎng)度kmdi-實(shí)際輸?shù)苈穬?nèi)徑mmi-實(shí)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(jì)算：l=（100/95

5、）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 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)安全通風(fēng)量在輸?shù)苈返难赝净蚬ぷ髅妫僭O(shè)200m3/h 的氮?dú)饬咳啃孤┑较锏览锘蚬ぷ髅妫?/p>

6、是否漏氮的地區(qū)缺氧，其安全通風(fēng)量是多大可按下式計(jì)算：q?rqn(cn+c2-100)/(c1-c2)m3/min式中： q-安全通風(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)采掘工作面安全氧含量>18.5%cn-氮?dú)饧兌?99.95%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 便是安全的， 同時(shí)可算出 3.33m3/min 的氮?dú)饬咳啃孤┑较锏览锘蚬ぷ髅嬷校?則氧氣含量只降到 20.44%也是安全的。井下日注

7、氮量計(jì)算：（1）火區(qū)空間體積計(jì)算： vk=lih(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=lih(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)。(四

8、)、注氮操作辦法1、注氮前必須認(rèn)真檢查各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，注氮埋管期間通風(fēng)部要與采煤隊(duì)密切配合好，確保氮?dú)夤苈芳捌涓綄侔踩b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(xiàng)準(zhǔn)備工作就緒后，制氮機(jī)組操作人員應(yīng)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(shí)通知制氮機(jī)司機(jī)按規(guī)定時(shí)間及質(zhì)量要求開機(jī)制氮、送氮。4、制氮機(jī)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作， 制氮過程中要司機(jī)必須監(jiān)守崗位，隨時(shí)注意觀查氮?dú)獾膲毫?、濃度和機(jī)組各處的閥門等，保證機(jī)組的正常運(yùn)行及氮?dú)赓|(zhì)量。(五 )、注氮安全措施：氮?dú)猓ㄖ舷⑿詺怏w）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(huì)降低空氣中的氧氣濃度，?使人窒息

9、死亡。因此，必須做好注氮期間的預(yù)防和處理措施。1、為確保安全，注氮前通風(fēng)部巡管路人員必須巡視管路的完好情況，確認(rèn)完好匯報(bào)調(diào)度室。由調(diào)度室通知采煤隊(duì)工作面當(dāng)班第一安全負(fù)責(zé)人和采面專職瓦檢員后，方可進(jìn)行注氮。2、?注氮前必須認(rèn)真檢查管路、注氮位置和各閥門開關(guān)狀況是否符合要求。3、為防止注氮管路開關(guān)被隨意開和關(guān)應(yīng)在閥門上掛上“注氮危險(xiǎn)，勿動(dòng)”文字警告牌，并對(duì)所有開關(guān)加鎖。4、定期對(duì)氮?dú)獬隹诘陌踩y進(jìn)行可靠性檢測(cè)。5、采空區(qū)防火注氮時(shí)，應(yīng)在進(jìn)風(fēng)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(jìn)行工作面上隅角、工作面回風(fēng)順槽的氧氣濃度， 一旦氧濃度降到18.5%時(shí)，立即通知制氮機(jī)

10、司機(jī)停止注氮，及時(shí)尋找原因和撤離人員。6、同時(shí)測(cè)定好工作面、回風(fēng)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(bào)調(diào)度室、通風(fēng)部。7、?注氮期間，通風(fēng)部安排專人攜帶測(cè)氧儀全面檢查輸?shù)苈返膰?yán)密性，每次開始注氮后，必須有兩人一起沿管路仔細(xì)進(jìn)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?dú)庑孤r(shí)，應(yīng)立即組織人員及時(shí)排除故障，漏氣嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即停止注氮并關(guān)閉最近閥門，防止氮?dú)獯罅啃孤?。同時(shí)通調(diào)度室停止注氮，處理時(shí)嚴(yán)禁人員口鼻正對(duì)漏氣點(diǎn)。8、在注氮過程中，如發(fā)生主扇停風(fēng)，造成工作面停風(fēng)，瓦斯檢查員或采一隊(duì)值班隊(duì)長(zhǎng)應(yīng)立即將人撤至進(jìn)風(fēng)巷，并通知制氮車間立即停止注氮。9、?

11、注氮結(jié)束后，繼續(xù)檢測(cè)工作面及回風(fēng)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?dú)獯罅坑砍?，給采面工作人員帶來危害，為此要做好采面頂板垮落的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，在頂板大面積夸落前，要加強(qiáng)氣體監(jiān)測(cè)，頂板大面積夸落時(shí)工作面及回風(fēng)巷人員可由工作面撤到采面進(jìn)風(fēng)巷安全處。11、所有參與注氮及相關(guān)的人員，必須由各有關(guān)部（隊(duì)）組織學(xué)習(xí)，并嚴(yán)格按措施執(zhí)行。四、 1003 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(jìn)的方式杜絕采空區(qū)浮煤自然。在工作面月推進(jìn)速度不低于25 米/ 月前提下，此項(xiàng)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

12、滅火措施。此項(xiàng)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(jìn)速度達(dá)不到25 米/月的前題下，則必須采取向采空區(qū)實(shí)施注氮 （注漿或注水） 的防滅火措施，在 1003 順槽埋設(shè)直徑為 50mm 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，制氮濃度必須達(dá)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(duì)采空區(qū)實(shí)施注氮（注漿或注水）。埋管期間綜采隊(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。3、工作面回采期間，加強(qiáng)對(duì)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(shí)必須保證打眼深度及爆破的裝藥量，采空區(qū)、

13、支架之間的浮煤做到班班清掃干凈。此項(xiàng)措施必須由采煤隊(duì)制定嚴(yán)格的考核制度進(jìn)行落實(shí)。4、減少采空區(qū)漏風(fēng)。在工作面采完后，及時(shí)封閉采空區(qū)，封閉必須符合要求，減少向采空區(qū)的漏風(fēng)。5、工作面推進(jìn)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(shí)采取如下防滅火應(yīng)急措施：1）、嚴(yán)格執(zhí)行礦井災(zāi)害預(yù)防處理計(jì)劃所規(guī)定的災(zāi)害預(yù)防處理措施，迅速組織好搶險(xiǎn)救災(zāi)人員和物資供應(yīng)，以及組織好工作面人員和受co 波及范圍內(nèi)人員的安全撤離，并迅速向集團(tuán)公司調(diào)度室匯報(bào)。2）、成立防滅火特別領(lǐng)導(dǎo)小組組織搶險(xiǎn)救災(zāi)。3）、采取如下技術(shù)措施迅速滅火：a、當(dāng)工作面頂?shù)装寤虿煽諈^(qū)局部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可采取注氮或灌漿直接滅火方法。b、當(dāng)工作面火勢(shì)太

14、大， 其它滅火方法無效的情況下， 采取在 1003 進(jìn)、回風(fēng)順槽迅速打防火墻的辦法，切斷工作面的供風(fēng)，封閉采面。利用1003 進(jìn)風(fēng)順槽的氮?dú)夤苈放c密閉上預(yù)埋管接通向工作面、采空區(qū)實(shí)施注氮。封閉采面注氮滅火技術(shù)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(hù)隊(duì)隊(duì)員負(fù)責(zé)。通風(fēng)部門及礦其它單位做好配合工作，嚴(yán)禁人員在有co 氣體超限的地點(diǎn)作業(yè)。6、采煤工作面防治自然發(fā)火其它措施、加強(qiáng)采面檢測(cè)、匯報(bào)記錄工作（特別是采面過斷層或遇煤體破碎時(shí)），現(xiàn)有的各類通風(fēng)安全儀器儀表必須保證完好，測(cè)量數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確可靠。認(rèn)真填寫自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)記錄，做好匯報(bào)。下隅角 co 氣體超過0.0024%必須立即向

15、調(diào)度室、總工匯報(bào)。、加強(qiáng)采面上隅角氣體管理， 瓦斯檢查員執(zhí)行 24 小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)盯崗制度，連續(xù)不斷地檢測(cè)氣體，每次檢查結(jié)果必須立即向調(diào)度室匯報(bào)，氣體一旦超限立即停止人員作業(yè)。、使用和維護(hù)好 kj73n 系統(tǒng)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障要立即進(jìn)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(bào)警要通知總工及礦通風(fēng)科，以便采取措施進(jìn)行處理。、做好風(fēng)量測(cè)定調(diào)節(jié)工作，除保證每旬一次的風(fēng)量測(cè)定外，還必須根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)采面的風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定和調(diào)節(jié)。確保工作面風(fēng)量的穩(wěn)定、可靠。五、其它防治煤層自燃發(fā)火措施1、認(rèn)真宣傳安全生產(chǎn)方針， ?加強(qiáng)安全教育工作，使全礦員工樹立 “安全第一 ”?的思想，使每個(gè)下井員工都掌握煤層自燃發(fā)火的早期識(shí)別方法和預(yù)防發(fā)火的措施。、 1003 回采工作面上隅角及回風(fēng)巷、井下高溫，氣體異常密閉，其它發(fā)熱地點(diǎn)均要進(jìn)行自燃火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作， ?并嚴(yán)格按照自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度 ?組織實(shí)施。、?回采工作面的進(jìn)、回風(fēng)側(cè)必須預(yù)先選定適宜的防火墻位置或構(gòu)筑防火門，并儲(chǔ)備足夠的構(gòu)筑材料，以便隨時(shí)封閉。4、加強(qiáng)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(cè)定采區(qū)回風(fēng)巷和可能發(fā)熱地點(diǎn)的溫度、?氣體和