煤業(yè)有限公司礦井防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除前 言礦井火災(zāi)是礦井的主要災(zāi)害之一，隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)量的不斷增加，新建礦井的增多和開(kāi)采強(qiáng)度、開(kāi)采深度的增大，礦井防滅火問(wèn)題顯得尤為突出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)存在自燃發(fā)火危險(xiǎn)的礦井已占到60%以上。每一場(chǎng)火災(zāi)的發(fā)生，輕則破壞煤礦開(kāi)采的部署，干擾礦井的正常生產(chǎn)；重則燒毀煤炭資源和井下材料、設(shè)備；更有甚者可能引燃瓦斯煤塵爆炸，釀成人員傷亡的重大惡性事故，導(dǎo)致礦井的提前報(bào)廢。重大惡性火災(zāi)事故造成政治、經(jīng)濟(jì)以及資源上的損失往往是難以估量的，對(duì)礦工情感上的傷害也非短期可以消除的。此外，由于礦井火災(zāi)造成土壤、水資源、植被、大氣層的嚴(yán)重污染，威脅到人類(lèi)生存的環(huán)境。在礦井火災(zāi)發(fā)生總數(shù)中，外因火災(zāi)所占比重較小，但其發(fā)生突然、發(fā)展迅猛，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制，往往造成重大事故；內(nèi)因火災(zāi)（自燃火災(zāi)）是由處在特定環(huán)境下的煤吸附氧氣產(chǎn)生熱量，并在一定條件下熱量得以積聚而形成的，90%以上的礦井火災(zāi)屬于內(nèi)因火災(zāi)范疇，其發(fā)生和發(fā)展往往伴有一個(gè)孕育的過(guò)程，根據(jù)其征兆能夠在早期發(fā)現(xiàn)，常常發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)內(nèi)，一旦形成火災(zāi)，面積較大、溫度較高，且火源位置難以確定，滅火比較困難。我國(guó)是少數(shù)幾個(gè)以煤作為主要能源的國(guó)家之一，也是世界產(chǎn)煤大國(guó)。煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)中占76%，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)煤炭的需求還會(huì)進(jìn)一步增加，我國(guó)以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)特征在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)改變。因此，近年來(lái)國(guó)家和企業(yè)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)日益重視，加大了煤礦安全投入的強(qiáng)度，特別是對(duì)新建或改擴(kuò)建礦井防滅火設(shè)施的設(shè)計(jì)、審查、驗(yàn)收等制定了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)礦井防滅火新技術(shù)、新裝備、新材料的研究和應(yīng)用，極大地改善和提高了我國(guó)煤礦防滅火技術(shù)裝備水平。大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司為基建礦井，批準(zhǔn)開(kāi)采4#-11#號(hào)煤層，現(xiàn)部署開(kāi)采4-1#煤層，生產(chǎn)能力為0.9Mt/a。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)該礦4-1#、4-2#、9-1#、9-2#、11#煤層井下采樣的煤自燃傾向性鑒定，結(jié)果表明該礦開(kāi)采4-1#、4-2#、9-1#煤層自燃傾向性等級(jí)為級(jí)，屬容易自燃煤層；9-2#、11#煤層自燃傾向性等級(jí)為級(jí)，屬自燃煤層。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第二百三十二條和國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦防滅火工作的通知（安監(jiān)總煤行2008161號(hào)）的規(guī)定，開(kāi)采容易自燃和自燃煤層時(shí)，必須編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計(jì)，采取綜合防滅火措施，防止自然發(fā)火。因此，大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司委托山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司根據(jù)礦井各煤層賦存狀況、采煤方法、巷道布置、巷道支護(hù)、通風(fēng)系統(tǒng)等實(shí)際情況開(kāi)展礦井防滅火技術(shù)及裝備的研究，選用先進(jìn)、實(shí)用的防滅火方法，編制大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司礦井防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，科學(xué)合理地制定有效的防滅火措施，指導(dǎo)礦井防滅火工作，保證礦井的安全生產(chǎn)。一、設(shè)計(jì)的依據(jù)1、山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司2011年5月編制的大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)；2、2011年5月山西省煤炭工業(yè)廳晉煤辦基發(fā)2011815號(hào)文“大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)的批復(fù)”；3、山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司2011年6月編制的大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)安全專(zhuān)篇；4、山西煤礦安全監(jiān)察局朔州監(jiān)察分局2012年8月下發(fā)的朔煤監(jiān)監(jiān)察字201151號(hào)關(guān)于大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)安全專(zhuān)篇的批復(fù)；5、煤礦安全規(guī)程2012年版； 6、礦井防滅火規(guī)范（試行），煤安字（1988）第237號(hào)； 7、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；8、國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦防滅火工作的通知，安監(jiān)總煤行2008161號(hào)；9、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50215-2005；10、煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)完善基本規(guī)范(試行)，安監(jiān)總煤裝201133號(hào)；11、煤礦自然發(fā)火標(biāo)志氣體色譜分析及指標(biāo)氣體優(yōu)選方法，AQ/T1019-2006；12、煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)條件，MT/T757-1997；13、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范，AQ1029-2007；14、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求，AQ6201-2006；15、煤礦灌漿防滅火技術(shù)規(guī)范，MT/T702-1997；16、礦山救護(hù)規(guī)程，AQ1008-2007；17、礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范，MT/T698-1997；18、煤礦用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)規(guī)范（MT/T 699-1997）；19、礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)，MT/T5016-1996；20、煤礦采空區(qū)阻化汽霧防火技術(shù)規(guī)范，MT/T 699-1997；21、 國(guó)家和地方政府有關(guān)煤炭工業(yè)生產(chǎn)的法律、法規(guī)、技術(shù)政策等；22、煤自燃傾向性鑒定報(bào)告，編號(hào)為晉煤檢2011-0603-MR-F0602和-F0424。二、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想此次礦井防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、防治結(jié)合、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定，根據(jù)圣厚源煤業(yè)煤層賦存狀況、開(kāi)拓開(kāi)采工藝和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，認(rèn)真分析礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)過(guò)程中可能引起火災(zāi)的各種因素，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，從提高礦井的防滅火技術(shù)、裝備水平及抗災(zāi)能力出發(fā)，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，建立健全該礦的防滅火系統(tǒng)，完善礦井火災(zāi)防治技術(shù)措施及裝備，從而保證礦井的安全生產(chǎn)，防止礦井火災(zāi)事故的發(fā)生。三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容圣厚源煤業(yè)批采4#-11#煤層，各煤層自燃傾向性等級(jí)屬-級(jí)，為容易自燃-自燃煤層。因此本次“礦井防滅火專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)”針對(duì)本礦所有煤層進(jìn)行設(shè)計(jì)和編制。本設(shè)計(jì)方案在分析各煤層地質(zhì)情況、開(kāi)拓開(kāi)采方式、礦井通風(fēng)狀況的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)了各煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)和分析了該礦各煤層自然發(fā)火的一般規(guī)律后，確定各煤層自燃火災(zāi)防治的重點(diǎn)，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外礦井火災(zāi)防治的技術(shù)現(xiàn)狀，優(yōu)選出各煤自燃標(biāo)志性氣體，建立健全各煤自燃早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，各煤層自燃綜合防治系統(tǒng)及外因火災(zāi)防治綜合技術(shù)措施，及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)防滅火工作的具體實(shí)施，同時(shí)健全和完善礦井防滅火的安全管理工作制度，確保礦井的安全生產(chǎn)。四、存在主要問(wèn)題及建議1、本設(shè)計(jì)是依據(jù)現(xiàn)有的礦井采區(qū)設(shè)計(jì)、巷道開(kāi)拓情況及通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行的；2、由于沒(méi)有完全掌握該礦煤層自燃的特點(diǎn)和規(guī)律，建議在開(kāi)采過(guò)程中，進(jìn)一步對(duì)各煤層防滅火資料進(jìn)行收集、整理，掌握各煤層自燃的特點(diǎn)和規(guī)律，建立一支技術(shù)過(guò)硬的防滅火隊(duì)伍。3、設(shè)計(jì)中的部分參數(shù)是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上就大選取，以保證滿(mǎn)足礦井需要，建議礦方在今后的防滅火實(shí)踐中進(jìn)一步總結(jié)規(guī)律，修正參數(shù)，調(diào)整設(shè)計(jì)，進(jìn)一步適應(yīng)圣厚源煤業(yè)礦井防滅火技術(shù)需要。此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流1 礦井概況及安全條件1.1 井田概況1.1.1位置及交通 大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司井田位于朔州市平魯區(qū)下面高鄉(xiāng)馮家?guī)X、朝左溝村一帶，西距平魯城區(qū)約20km，行政區(qū)劃隸屬平魯區(qū)下面高鄉(xiāng)管轄。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)11228571123038，北緯392844392958。井田西距平魯城區(qū)約20km，距朔州市約23km，與朔州市、平魯區(qū)均有公路相接。且該礦有專(zhuān)用的煤炭集運(yùn)站，可經(jīng)鐵路運(yùn)往全國(guó)各地。井田內(nèi)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路與大（同）運(yùn)（城）二級(jí)公路干線相銜接，南到太原235km，北到大同130km。便利的交通條件可使該礦生產(chǎn)的原煤通過(guò)公路專(zhuān)用線直接運(yùn)往神頭第一、第二發(fā)電廠。又可通過(guò)鐵路專(zhuān)用線外銷(xiāo)京、津、唐等地區(qū)，并聯(lián)結(jié)到全國(guó)各地。1.1.2地形地貌田位于管涔山東麓，地表多被黃土覆蓋，經(jīng)長(zhǎng)期切割沖蝕，形成了溝谷縱橫的典型黃土高原地貌景觀?？v觀井田，區(qū)內(nèi)基巖露頭零星，主分水嶺走向?yàn)槟媳毕颍瑥姆炙畮X向兩側(cè)形成樹(shù)枝狀分布的沖溝，地形較為復(fù)雜。地形地勢(shì)總體上呈北高南低，最高點(diǎn)位于井田西北部的山梁上，高程為1385.0m；最低點(diǎn)位于井田東南部的馬營(yíng)河河床上，高程為1229.0m，最大相對(duì)高差為156m，屬中山區(qū)。區(qū)內(nèi)以黃土沖溝、黃土梁峁為主，在較大的溝谷兩側(cè)有零星基巖出露。區(qū)內(nèi)較大的沖溝為酸刺溝和紅泉溝，其上游呈“V”字型，下游是“U”字型。沖溝兩側(cè)由于不斷的侵蝕形成樹(shù)枝狀的小沖溝。井田東部大致為南北向，切割深度60m左右，溝谷呈“V”字型。1.1.3河流水系本區(qū)河流屬海河流域永定河水系桑干河支流。井田內(nèi)地表河流不發(fā)育，大小溝谷平時(shí)基本干涸無(wú)水，唯雨季時(shí)匯集成徑流沿溝排泄，東部小沖溝水流向東匯入馬營(yíng)河，中西部主溝水流向南匯入馬關(guān)河，馬營(yíng)河、馬關(guān)河分別位于井田東部及南部界外，均屬季節(jié)性河流。1.1.4氣象及地震1、氣象本井田位置處于晉北高寒地帶，春季干旱多風(fēng)沙，冬季長(zhǎng)而氣候寒冷干燥，夏季甚短而天氣涼爽，夏末秋初降水甚多，屬典型的大陸性氣候。全年氣溫變化較大，無(wú)霜期短，年平均氣溫5.38，一月份最冷，平均氣溫11.4，極端低氣溫為30；七月份最熱，氣溫1920，極端高氣溫為35。年平均降水量435mm，且各月分布極不均勻，降水期多集中于7、8、9三個(gè)月，降水量為280350mm，占年降水量的6570%，最高可占到90%，最大日降水量為72mm。年蒸發(fā)量在2000mm到2500mm之間，平均為2351mm左右，5月到7月之間，月蒸發(fā)量可達(dá)470mm，最大日蒸發(fā)量可高于30mm，素有十年九旱之稱(chēng)。霜凍結(jié)冰期自十月下旬至次年四月，凍土厚度在1.23m左右，最大凍結(jié)深度1.74m。平均每年出現(xiàn)八級(jí)以上大風(fēng)（風(fēng)速大于17.2m/s）約44天，風(fēng)沙日290天，且多集中于冬春兩季。風(fēng)向以西北風(fēng)最多，最大風(fēng)速可達(dá)21m/s。2、地震根據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB183062001中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，井田所屬地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g，地震烈度為度。歷史上有過(guò)多次地震記載。1、光緒27年春地震：朔縣西北霍莊地面發(fā)現(xiàn)有裂隙，寬3cm，長(zhǎng)1.5km。2、民國(guó)八年九十月，一天晚上發(fā)生地震，村中土窯及土房有倒塌現(xiàn)象。3、1952年，崞縣地震，本縣門(mén)環(huán)振動(dòng)有聲。4、1956年6月5日早晨，有輕微振動(dòng)，大洼村一帶，門(mén)環(huán)振動(dòng)有聲。5、1976年7月28日早晨，唐山地震時(shí)，本縣燈泡搖動(dòng)，相當(dāng)于二至三級(jí)，以后余震多次發(fā)生。6、從公元144年至1683年前后發(fā)生過(guò)14次地震，其中公元512、819、1291年三次地震強(qiáng)烈，房屋倒塌，人畜死傷數(shù)千。1.2周邊煤礦開(kāi)采情況大同煤礦集團(tuán)圣厚源煤業(yè)有限公司兼并重組后，西北鄰山西朔州平魯區(qū)華美澳馮西煤業(yè)有限公司；西鄰山西朔州平魯區(qū)茂華白蘆煤業(yè)有限公司，南為山西朔州平魯區(qū)華美奧興陶煤業(yè)有限公司，北鄰山西朔州平魯區(qū)華美奧崇升煤業(yè)有限公司。各礦井均開(kāi)采4-11號(hào)煤層，沒(méi)有發(fā)生過(guò)洪水淹沒(méi)礦井現(xiàn)象，生產(chǎn)期間涌水量正常，井下未發(fā)生過(guò)透水事故，井下也均無(wú)火區(qū)。1.3 礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀礦井含可采煤層6層，自上而下煤層編號(hào)分別為4-1#、4-2#、8、9-1#、9-2#、11#煤層?，F(xiàn)礦井聯(lián)合開(kāi)采4-1#與4-2#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，礦井采用斜井開(kāi)拓，現(xiàn)設(shè)有主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井。礦井基建工程現(xiàn)正在進(jìn)行中，三個(gè)井筒現(xiàn)已到底，正在掘進(jìn)三條大巷，地面生產(chǎn)系統(tǒng)也在建設(shè)中，各機(jī)電設(shè)備大部分已經(jīng)訂貨。1.4 礦井地質(zhì)1.4.1 地層 井田范圍內(nèi)大部被黃土覆蓋，僅溝谷中上第三系靜樂(lè)組、二疊系上、下石盒子組有零星出露。根據(jù)井田范圍內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際揭露情況并結(jié)合鉆孔揭露及鄰區(qū)資料，對(duì)井田內(nèi)地層由老至新為：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s），石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b），石炭系上統(tǒng)太原組（C3t），二疊系下統(tǒng)山西組（P1s），二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x），上第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組（N2），第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）。1.4.2 井田構(gòu)造井田總體為一向斜構(gòu)造，向斜軸向近南北，向南傾伏，兩翼基本對(duì)稱(chēng)，地層傾角45，井田內(nèi)軸線延伸長(zhǎng)約2300m。S1向斜：位于井田西部，是井田主要構(gòu)造形跡，軸向近南北，向南傾伏，兩翼地層傾角45。S2背斜：位于井田東北角，軸向軸向北西南東，兩翼地層傾角45，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度900m。井田內(nèi)目前未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入活動(dòng)。綜上所述，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱，無(wú)巖漿巖侵入。綜上所述，本井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單。1.4.3 含煤性及可采煤層1、含煤性井田內(nèi)賦存的山西組、太原組含煤地層，現(xiàn)將其含煤性自上而下分組敘述如下：1)山西組（P1s）一般含煤12層，均屬不穩(wěn)定、不可采煤層，煤層總厚00.50m，區(qū)內(nèi)鉆孔均未見(jiàn)具有工業(yè)利用價(jià)值的煤層。本組平均厚為60.00m，含系數(shù)小于0.5%。2)太原組（C3t）為井田內(nèi)主要含煤地層，發(fā)育4-1、4-2、8、9-1、9-2、11號(hào)6層煤，層位穩(wěn)定，是本區(qū)的主要可采煤層。太原組平均厚93.00m，煤層平均厚37.95m，含煤系數(shù)達(dá)40.81%。2、可采煤層井田賦存可采煤層分別為4-1、4-2、8、9-1、9-2、11號(hào)，井田內(nèi)批準(zhǔn)開(kāi)采411號(hào)煤層。自上而下分述如下（見(jiàn)表1-4-1）：可采煤層特征表表1-4-1煤層號(hào)煤層厚度最小最大平均(m)間距最小最大平均(m)結(jié)構(gòu)夾石(層)穩(wěn)定性可采性頂板巖性底板巖性4-110.72-18.0913.7803.301.66簡(jiǎn)單極復(fù)雜316穩(wěn)定全區(qū)可采中砂巖、粉砂巖粉砂巖、細(xì)砂巖4-25.12-5.925.62簡(jiǎn)單23穩(wěn)定賦存區(qū)可采粉砂巖、細(xì)砂巖粉砂巖、泥巖7.80-13.5010.1881.21-1.961.52簡(jiǎn)單01穩(wěn)定全區(qū)可采粉砂巖、泥巖泥巖、粉砂巖細(xì)砂巖4.86-7.686.449-16.76-21.549.47簡(jiǎn)單極復(fù)雜07穩(wěn)定全區(qū)可采泥巖、粉砂巖粉砂巖、細(xì)砂巖1.06-3.892.639-23.97-5.995.20簡(jiǎn)單極復(fù)雜26穩(wěn)定全區(qū)可采細(xì)砂巖、粉砂巖粉砂巖、細(xì)砂巖5.98-11.599.50110.455.882.07簡(jiǎn)單復(fù)雜05穩(wěn)定大部可采粉砂巖、泥灰?guī)r高嶺巖、細(xì)砂巖、粉砂巖1.4.4 煤質(zhì)及煤的用途1、煤質(zhì)特征井田內(nèi)各煤層煤質(zhì)主要特征見(jiàn)表1-4-2。2、煤類(lèi)及工業(yè)用途按照中國(guó)煤炭分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186），以浮煤揮發(fā)分（Vdaf）、粘結(jié)指數(shù)（GR.I）和膠質(zhì)層最大厚度（Y）為主要?jiǎng)澐种笜?biāo)，并參考區(qū)域煤類(lèi)分布規(guī)律，初步確定井田4-1、4-2號(hào)煤層為長(zhǎng)焰煤，8、9-1、9-2、11號(hào)煤層為氣煤，屬煉焦用煤，但由于煤層灰分較高，宜作為良好的動(dòng)力用煤。1.5 安全條件1.5.1礦井瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā) 2009 89號(hào)“關(guān)于朔州市2008年度30萬(wàn)噸/年及以上煤礦礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”，山西平魯圣厚源煤業(yè)有限公司（屬于兼并重組基建礦井）2008年度開(kāi)采4號(hào)煤層二氧化碳絕對(duì)涌出量為1.80m3/ min，瓦斯絕對(duì)涌出量為0.81m3/min，屬于瓦斯礦井。另?yè)?jù)大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司同煤經(jīng)通字2012 667號(hào)“關(guān)于同煤集團(tuán)圣厚源煤業(yè)公司4-1號(hào)煤層礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告的批復(fù)”，圣厚源礦井以90萬(wàn)t/a產(chǎn)量開(kāi)采4-1號(hào)煤層一采區(qū)、二采區(qū)時(shí)，預(yù)測(cè)礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為8.54m3/ min，最大相對(duì)瓦斯涌出量為4.30m3/t，屬于瓦斯礦井。1.5.2煤塵爆炸性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)4-1號(hào)、4-2號(hào)、9-2號(hào)、9-1號(hào)及11號(hào)煤層采樣測(cè)試結(jié)果，各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。1.5.3煤的自燃傾向性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)4-1號(hào)、9-1號(hào)、9-2號(hào)、4-2及11號(hào)煤層采樣測(cè)試結(jié)果，4-1號(hào)、4-2號(hào)、9-1號(hào)煤層自然傾向性等級(jí)均為級(jí)，為容易自燃煤層，9-2號(hào)、11號(hào)煤層自然傾向性等級(jí)均為級(jí)，為自燃煤層。1.5.4地溫和地壓據(jù)該礦及鄰礦開(kāi)采情況，井下未發(fā)現(xiàn)有地溫地壓異?，F(xiàn)象，屬地溫地壓正常區(qū)。各煤層煤質(zhì)特征表表1-4-2煤層號(hào)原Mad %Ad%Vdaf%Qgr, dMJ/kgSt，d%Y(mm)Gr,I煤類(lèi)浮4-1原2.99-9.204.619.01-42.9618.9236.59-45.5740.8916.32-32.0125.890.41-0.720.56CY浮2.98-7.333.984.71-12.057.8936.70-43.4840.1428.72-29.3229.020.48-0.640.571-7418-19194-2原3.13-5.024.087.83-14.6211.2337.61-39.4438.5327.25-30.2728.760.44-0.760.59CY浮3.29-3.683.495.04-7.356.2038.78-40.1139.4531.02-31.9131.470.55-0.590.5704-868原2.45-3.353.0618.36-43.0829.2741.47-47.5043.4216.94-26.5522.481.22-4.452.52CY浮3.37-3.573.007.25-12.5310.8742.48-44.1643.312.226-769-1原0.65-4.153.0017.84-33.8024.1238.10-43.5440.1120.96-30.4925.170.63-2.821.65CY浮2.34-3.563.117.16-9.998.7439.04-41.9740.4630.97-31.0231.000.56-1.251.015-6516-19189-2原0.58-3.482.6018.49-35.8826.6441.77-43.5642.5919.57-25.5522.411.31-3.232.05CY浮2.26-3.512.867.58-12.329.8441.24-44.7643.1731.08-31.2431.161.13-1.291.207-9817-211911原2.25-2.522.3531.35-44.1937.7136.47-40.7239.0718.73-29.1223.931.28-3.251.98QM浮1.58-2.261.9211.78-13.8612.8240.60-44.7342.671.526-761.6 礦井開(kāi)拓開(kāi)采1.6.1井田境界根據(jù)山西省國(guó)土資源廳2012年11月為該礦換發(fā)的C1400002009121220049986號(hào)采礦許可證，批準(zhǔn)開(kāi)采4-11號(hào)煤層，井田范圍由14個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)依次連線圈定。井田呈不規(guī)則多邊形，東西長(zhǎng)2.00km，南北寬2.3km，面積4.5968km2。開(kāi)采深度由1234.3m至1069.97m標(biāo)高。1.6.2礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1、工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日330d，每天四班作業(yè)（其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備），每天凈提升時(shí)間16h。2、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力根據(jù)本井田煤層賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造、開(kāi)采技術(shù)條件、采掘工作面配備以及設(shè)計(jì)委托要求，設(shè)計(jì)確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a3、服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為9533萬(wàn)t，按礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.9Mt/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)1.4計(jì)算，礦井服務(wù)年限為75.7a。1.6.3井筒設(shè)置刷大延深原一號(hào)井原主斜井后做主斜井，凈寬5.0m，傾角20，斜長(zhǎng)479m落底于9-2號(hào)煤層底板，鋪設(shè)B=1400mm的鋼繩芯強(qiáng)力皮帶機(jī)和單軌檢修道，設(shè)臺(tái)階，擔(dān)負(fù)礦井主運(yùn)輸任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。新打副斜井，凈寬5.5m，傾角6，斜長(zhǎng)410m，落底于9-2號(hào)煤層底板，裝備防爆無(wú)軌膠輪車(chē)，擔(dān)負(fù)礦井輔助運(yùn)輸任務(wù)，兼主進(jìn)風(fēng)和安全出口。新打回風(fēng)斜井，凈寬5.0m，傾角11，斜長(zhǎng)169m，落底于9-1號(hào)煤層頂板，擔(dān)負(fù)礦井總回風(fēng)任務(wù)兼安全出口。后期回風(fēng)立井，凈寬5.0m，垂深160m，落底于9-1號(hào)煤層頂板，擔(dān)負(fù)礦井后期回風(fēng)任務(wù)兼安全出口1.6.4水平的劃分及標(biāo)高為合理開(kāi)發(fā)全井田各煤層，確定采用一個(gè)主水平、一個(gè)輔助水平開(kāi)采全井田，主水平標(biāo)高為+1120m，開(kāi)采8、9-1、9-2、11號(hào)煤層，輔助水平標(biāo)高為+1154m，開(kāi)采4-1、4-2號(hào)煤層。井底煤倉(cāng)布置在4-2號(hào)底板和9-2號(hào)煤層之間，服務(wù)全井田。1.6.5采區(qū)劃分及開(kāi)采順序4號(hào)煤層分為二個(gè)采區(qū)，一采區(qū)雙翼走向開(kāi)采，走向長(zhǎng)2300m，二采區(qū)單翼傾斜開(kāi)采，一翼長(zhǎng)1200mm。8、9、11號(hào)煤層均分為二個(gè)采區(qū)雙翼傾斜開(kāi)采，一翼長(zhǎng)900-1000m。水平開(kāi)采和采區(qū)開(kāi)采順序以順序進(jìn)行。煤層開(kāi)采由上至下進(jìn)行。首采區(qū)在4-1號(hào)煤層一采區(qū)。1.6.6采煤方法選擇4-1和4-2未合并區(qū)、9-1、9-2號(hào)煤層采用走向長(zhǎng)壁綜采放頂煤采煤法，全部垮落法管理頂板，以一井一面達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。4-1和4-2合并區(qū)平均厚度達(dá)到18.09m, 設(shè)計(jì)采用綜采放頂煤分層開(kāi)采。8號(hào)煤層厚度1.211.96m，平均1.52m，厚度變化不大，采用綜采一次采全高采煤法。11號(hào)煤層厚0.45-5.88m，平均厚2.07m，因其厚度變化大，實(shí)用的采煤法仍可采用綜采放頂煤采煤法，厚度較薄時(shí)一次采全高，厚度大于4m可采用放頂煤開(kāi)采。1.6.7工作面生產(chǎn)能力礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，布置一個(gè)4-1號(hào)煤綜采放頂煤工作面，配二個(gè)綜掘工作面，生產(chǎn)能力為0.9Mt/a。4-1號(hào)煤層一采區(qū)煤層平均厚度為11.95m，工作面采高3.0m，放煤高度8.95m，工作面長(zhǎng)度為180m，采煤機(jī)截深0.6m,工作面班循環(huán)數(shù)3個(gè)，每班進(jìn)1刀，日進(jìn)度1.8m，正規(guī)循環(huán)率取0.9，年進(jìn)度535m。1.6.8礦井通風(fēng)礦井目前采用中央并列抽出式通風(fēng)，主斜井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。工作面采用單進(jìn)單回“U”型通風(fēng)方式。井田4-1、4-2號(hào)煤層層間距0-3.30m，平均間距1.66m，兩層煤開(kāi)拓采用聯(lián)合布置。全井田集中運(yùn)輸大巷沿9-2號(hào)煤層底板布置，集中回風(fēng)大巷沿9-1號(hào)煤層頂板布置，集中輔運(yùn)大巷沿9-2號(hào)煤層底板布置，首采4-1號(hào)煤層一采區(qū)運(yùn)輸、輔運(yùn)大巷均沿4-2號(hào)煤層底板布置，一采區(qū)回風(fēng)大巷沿4-1號(hào)煤層頂板布置，采區(qū)大巷與集中大巷之間采用暗斜井連接。2 礦井自燃風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及總體設(shè)計(jì)方案2.1 圣厚源煤業(yè)內(nèi)因火災(zāi)（自燃火災(zāi)）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)煤炭自燃是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，可以定義為：煤在低溫環(huán)境下與空氣中的氧不斷發(fā)生氧化作用（包括物理吸附，化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)）而產(chǎn)生微小熱量，且由于氧化產(chǎn)熱速率大于向環(huán)境的散熱速率，使得煤體不斷積聚熱量，煤體的溫度緩慢而持續(xù)上升以至于達(dá)到煤的著火點(diǎn)而自發(fā)燃燒起來(lái)，這樣的現(xiàn)象和過(guò)程稱(chēng)之為煤的自燃（或煤的自然發(fā)火、煤的內(nèi)因火災(zāi)）。煤炭的自燃能否發(fā)生除了取決于煤炭本身內(nèi)存的物理、化學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)外，還與地質(zhì)條件、開(kāi)拓條件、通風(fēng)條件等因素密切相關(guān)，采空區(qū)煤層自燃是由眾多因素共同影響、相互作用的結(jié)果。綜合礦井地質(zhì)資料、開(kāi)采設(shè)計(jì)、安全專(zhuān)篇及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)礦井在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的煤層自燃災(zāi)害進(jìn)行分析，圣厚源煤業(yè)各煤層在開(kāi)采過(guò)程中存在自燃危險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在：1、礦井開(kāi)采的各煤層自燃傾向性等級(jí)為-級(jí)，屬容易自燃-自燃煤層，自燃發(fā)火較嚴(yán)重；2、礦井開(kāi)采的4-1#煤層為厚煤層，平均為13.78m，在長(zhǎng)期礦壓作用下，容易形成巷幫煤體破碎、位移、裂隙發(fā)育、空幫等情況，在漏風(fēng)作用下容易發(fā)生自燃；采空區(qū)“兩道兩線”浮煤較多，采空區(qū)漏風(fēng)較大，回采速度較慢，采空區(qū)遺煤容易發(fā)生自燃。3、4-1#煤為特低硫低硫分，全硫在0.41%0.72，平均 0.56，煤層不易自燃。4、經(jīng)計(jì)算，開(kāi)采4-1#煤層時(shí)形成的最大導(dǎo)水裂隙帶為75.4895.06m，導(dǎo)水裂隙帶高度小于4-1號(hào)煤層距地表的距離，故地表水不會(huì)通過(guò)采空導(dǎo)水裂隙帶導(dǎo)入4-1號(hào)煤層。對(duì)于防滅火影響不大。5、合理的工作面推進(jìn)度是預(yù)防采空區(qū)自燃的關(guān)鍵，也是最經(jīng)濟(jì)有效的措施。但要保證工作面快速推進(jìn)，單靠可靠的設(shè)備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，由于地質(zhì)構(gòu)造等不確定因素影響而引起的停產(chǎn)極有可能發(fā)生，所以，除加強(qiáng)設(shè)備檢修，保證開(kāi)機(jī)率外，還需采取切實(shí)有效的防滅火措施。2.2 礦井防滅火技術(shù)簡(jiǎn)介目前主要采用的防滅火技術(shù)及其特點(diǎn)如表2-1-1所示。 現(xiàn)有主要防滅火技術(shù)特點(diǎn) 表2-1-1防滅火方法主要材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)預(yù)防性灌漿技術(shù)黃土、粉煤灰、水泥、高水材料、矸石、砂子、等1.包裹煤體、隔絕氧氣；2.吸熱降溫；3.工藝簡(jiǎn)單；4.膠結(jié)底板、增加漏風(fēng)阻力；5.成本較低。1.漿體只流向地勢(shì)低處，不能向高處堆積，對(duì)高位火作用有限；2.不能均勻覆蓋浮煤，容易形成“拉溝”現(xiàn)象；3.易跑漿和潰漿，惡化工作環(huán)境，影響煤質(zhì)。噴灑阻化劑技術(shù)MgCl2、CaCl2、Ca（OH）2、水玻璃等1.成本低、材料來(lái)源廣；2.惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu)，阻止煤氧復(fù)合作用；3.吸熱降溫，并使煤體長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)。1.不容易均勻分散在煤體上；2.腐蝕井下設(shè)備；3.失水后促進(jìn)煤的自燃。注惰性氣體技術(shù)氮?dú)狻⒍趸嫉?.降低氧氣濃度，惰化火區(qū)；2.抑爆；3.對(duì)井下設(shè)備無(wú)腐蝕；4.擴(kuò)散性好，可充滿(mǎn)整個(gè)注入?yún)^(qū)域；1.注入的氣體易隨漏風(fēng)擴(kuò)散，難以長(zhǎng)期滯留在注入?yún)^(qū)域；2.降溫效果差，滅火周期長(zhǎng)；3.初期投資大。注凝膠技術(shù)氨鹽凝膠、高分子凝膠1.包裹煤體、封堵裂隙效果較好；2.耐高溫；3.固水性較好，不易流失；4.滅火速度快、安全性好。1.流量小，成本高，難以大面積使用；2.時(shí)間長(zhǎng)膠體會(huì)開(kāi)裂；3.膠體會(huì)產(chǎn)生氨氣。均壓技術(shù)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、效果高、成本低。技術(shù)含量高，管理復(fù)雜，操作不當(dāng)，還可能引起火災(zāi)。惰性氣體泡沫技術(shù)氮?dú)馀菽⒍趸寂菽?.避免“拉溝”現(xiàn)象；2.水能均勻分布；3.適用于采空區(qū)或煤堆深部。1.泡沫容易破滅；2.只有液相水，一旦水分蒸發(fā)，防滅火性能消失。固化泡沫技術(shù)粉煤灰、水泥、發(fā)泡劑等1.泡沫能固化，有一定強(qiáng)度；2.堵漏及防滅火效果好。1.發(fā)泡倍數(shù)低，覆蓋面積有限；2.工藝復(fù)雜，成本高。2.3 圣厚源煤業(yè)自燃防治技術(shù)對(duì)策根據(jù)目前常用防滅火技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合圣厚源煤業(yè)開(kāi)采煤層的自燃特性、地質(zhì)條件、開(kāi)拓條件、開(kāi)采方法、通風(fēng)條件等實(shí)際情況，并根據(jù)煤礦安全規(guī)程、礦井防滅火規(guī)范（試行）、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)范等相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，設(shè)計(jì)礦井在正常生產(chǎn)時(shí)采用以注氮為主，噴灑阻化劑（隨采隨噴）、灌漿為輔的綜合防滅火技術(shù)；但當(dāng)煤層出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆時(shí)則采用以灌漿為主、噴灑阻化劑（隨采隨噴）、注氮為輔的綜合防滅火技術(shù)，同時(shí)完善煤自燃早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度及監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系，防患于未“燃”，并對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行防滅火設(shè)計(jì)。2.3.1煤自燃早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)煤礦安全規(guī)程第二百四十一條規(guī)定：開(kāi)采容易自燃和自燃煤層時(shí)，在采區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)中，必須明確選定自然發(fā)火觀測(cè)站或觀測(cè)點(diǎn)的位置并建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、確定煤層自然發(fā)火的標(biāo)志氣體和建立自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度。所有檢測(cè)分析結(jié)果必須記錄在專(zhuān)用的防火記錄薄內(nèi)，并定期檢查、分析整理，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火指標(biāo)超過(guò)或達(dá)到臨界值等異常變化時(shí)，立即發(fā)出自然發(fā)火預(yù)報(bào)，采取措施進(jìn)行處理。因此，需建立相應(yīng)的自然發(fā)火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度，即束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2.3.2灌漿防滅火技術(shù)灌漿防滅火技術(shù)已在我國(guó)有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井中得到普遍應(yīng)用，也取得了良好的效果。灌入的泥漿能夠吸熱降溫，對(duì)煤體有包裹作用，起到隔氧降溫目的，同時(shí)能膠結(jié)頂板、降低采空區(qū)空隙率、增加漏風(fēng)阻力。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）對(duì)防滅火設(shè)計(jì)中要求規(guī)定：開(kāi)采容易自燃煤層或采用放頂煤開(kāi)采自燃煤層的礦井，必須設(shè)計(jì)以灌漿為主的兩種以上綜合防滅火措施。由于圣厚源煤業(yè)開(kāi)采的各煤層屬于容易自燃-自燃煤層，因此，設(shè)計(jì)灌漿、噴灑阻化劑及注氮三種防滅火技術(shù)措施。2.3.3阻化劑防滅火技術(shù)考慮到阻化劑防火效果較好，來(lái)源廣泛，使用方便，防火成本低等因素，設(shè)計(jì)采用阻化劑作為日常防滅火技術(shù)。2.3.4注氮防滅火技術(shù)采空區(qū)內(nèi)注入大量的高濃度的氮?dú)夂螅山档脱鯕鉂舛?，減少漏入采空區(qū)的風(fēng)量，并能抑制火區(qū)內(nèi)可燃?xì)怏w爆炸，對(duì)抑制采空區(qū)自燃相當(dāng)有效，因此，選用注氮作為一種防滅火技術(shù)措施。2.4 圣厚源煤業(yè)礦井防滅火設(shè)計(jì)總體方案1、采集開(kāi)采煤層煤樣進(jìn)行煤自燃標(biāo)志氣體測(cè)試，優(yōu)選出各煤層自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體，并根據(jù)礦井不同自燃監(jiān)測(cè)點(diǎn)要求建立和完善煤層自燃監(jiān)測(cè)方法和手段，強(qiáng)化煤層自燃發(fā)火的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，及時(shí)測(cè)定氣體、溫度的變化情況，結(jié)合煤層自燃標(biāo)志氣體優(yōu)選試驗(yàn)，科學(xué)地對(duì)煤層自燃發(fā)火進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，防患于未“燃”。2、工作面正?；夭善陂g主要針對(duì)回采工作面采空區(qū)遺煤自燃為重點(diǎn)，以注氮為主，噴灑阻化劑和灌漿為輔的綜合防滅火措施，并加強(qiáng)自燃發(fā)火的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，及時(shí)掌握煤層自然發(fā)火的進(jìn)程。正常生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)性注氮防止采空區(qū)自燃，阻化劑每天在檢修班期間噴灑一次。3、當(dāng)出現(xiàn)停產(chǎn)、CO超限等異常情況，改為以灌漿為主的防滅火措施，灌漿采用四班灌漿；并加大阻化劑噴灑次數(shù)和噴灑量，同時(shí)改間斷性注氮為連續(xù)注氮，及時(shí)處理自燃征兆，直至恢復(fù)正常并穩(wěn)定在3天以上。4、加強(qiáng)對(duì)礦井外因火源的管理，機(jī)電設(shè)備、帶式輸送機(jī)等滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定，完善各種保護(hù)措施。5、健全相應(yīng)的防火構(gòu)筑物、消防材料，建立防滅火應(yīng)急救援預(yù)案及管理制度。3 煤自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度煤礦安全規(guī)程第二百四十一條規(guī)定：開(kāi)采容易自燃和自燃煤層時(shí)，在采區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)中，必須明確選定自燃發(fā)火觀測(cè)站或觀測(cè)點(diǎn)的位置并建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、確定煤層自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體和建立自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度。所有檢測(cè)分析結(jié)果必須記錄在專(zhuān)用的防火記錄薄內(nèi)，并定期檢查、分析整理，發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超過(guò)或達(dá)到臨界值等異常變化時(shí)，立即發(fā)出自燃發(fā)火預(yù)報(bào)，采取措施進(jìn)行處理。煤自燃是一個(gè)漸進(jìn)變化的過(guò)程，是處于破碎狀態(tài)堆積的煤在與空氣（氧氣）接觸后，發(fā)生一系列物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生熱量，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于向環(huán)境散發(fā)的熱量時(shí)，熱量得以聚集，煤巖體和周?chē)諝鉁囟戎饾u上升，并釋放出一系列氣體，其中某些氣體的出現(xiàn)和產(chǎn)率隨煤溫的上升而發(fā)生規(guī)律性變化，可以用來(lái)預(yù)報(bào)煤炭自燃發(fā)火的情況，這些氣體稱(chēng)之為煤自燃發(fā)火的標(biāo)志氣體。目前標(biāo)志氣體分析法比較完善，相應(yīng)的分析技術(shù)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都已配套，在煤礦中得到了廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)圣厚源煤業(yè)開(kāi)采煤層自燃火災(zāi)的預(yù)報(bào)以標(biāo)志氣體分析法為主，測(cè)溫法為輔。3.1 煤自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)煤層自燃的發(fā)生要經(jīng)歷潛伏期、自熱期和燃燒期，其變化過(guò)程具有明顯的征兆，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)到這種變化從而及時(shí)采取針對(duì)性措施是有效防治礦井內(nèi)因火災(zāi)的基礎(chǔ)。煤層自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是對(duì)井下煤層自燃監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用一定的方法定期或連續(xù)的進(jìn)行取樣分析，結(jié)果均需記錄完備，并定期檢查、分析整理，總結(jié)各點(diǎn)氣體組分、濃度的變化規(guī)律，結(jié)合煤自然發(fā)火標(biāo)志氣體，判斷煤自燃的發(fā)展進(jìn)程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超過(guò)或達(dá)到臨界值等異常變化時(shí)，作出煤自燃發(fā)火的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，采取措施進(jìn)行處理。3.1.1 煤層自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)分為固定點(diǎn)、移動(dòng)點(diǎn)和臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在能采集到觀測(cè)區(qū)內(nèi)有代表性氣體的地點(diǎn)，并盡量設(shè)置在巷道周?chē)鷫毫^小，支架完整，沒(méi)有拐彎，斷面沒(méi)有突然擴(kuò)大或縮小的地點(diǎn)。根據(jù)圣厚源煤業(yè)井下的實(shí)際情況，自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)主要設(shè)置在以下地點(diǎn)：1、礦井主進(jìn)風(fēng)井口、礦井進(jìn)回風(fēng)巷、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷2、帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)1015m處、地面皮帶走廊與進(jìn)風(fēng)井；3、4-1#煤層掘進(jìn)工作面迎頭5m處，距回風(fēng)繞道1015m處；4、回采工作面采空區(qū)、上隅角及進(jìn)回風(fēng)巷距巷口1015m；5、自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)、密閉觀測(cè)孔、封閉火區(qū)防火墻柵欄外等。3.1.2 煤自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)煤層自燃監(jiān)測(cè)主要協(xié)同有：傳感器監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和人工檢測(cè)系統(tǒng)。1、以溫度和CO傳感器為主的監(jiān)測(cè)傳感器煤層自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范（AQ1029-2007）的規(guī)定，礦井建立了KJ80N型安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯、CO、溫度、風(fēng)速等參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，全部覆蓋礦井各點(diǎn)，設(shè)備滿(mǎn)足煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（AQ6201-2006）的相關(guān)規(guī)定。1)CO傳感器采煤工作面回風(fēng)巷、回風(fēng)隅角、帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)1015m處、自燃發(fā)火觀測(cè)點(diǎn)、封閉火區(qū)防火墻柵欄外、采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷必須設(shè)置CO傳感器。其中采煤工作面回風(fēng)隅角CO傳感器布置在回風(fēng)巷距切頂線1.0m以?xún)?nèi)的上幫；采煤工作面CO傳感器的設(shè)置如圖所示。圖3-1-1 采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置 CO傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道的上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置，距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車(chē)。CO傳感器報(bào)警濃度為0.0024%。2)溫度傳感器采煤工作面回風(fēng)巷、回風(fēng)隅角和機(jī)電硐室應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，其中采煤工作面回風(fēng)隅角溫度傳感器布置在回風(fēng)巷距切頂線1.0m以?xún)?nèi)的上幫；采煤工作面溫度傳感器設(shè)置如圖所示。圖3-1-2 采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置溫度傳感器垂直懸掛在巷道上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置，距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)不影響行人和行車(chē)，安裝維護(hù)方便。采煤工作面溫度傳感器的報(bào)警值為30，機(jī)電硐室溫度傳感器的報(bào)警值為34。2、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50518-2010）中規(guī)定，開(kāi)采容易自燃和自燃煤層的大、中型礦井，應(yīng)設(shè)置配備有一氧化碳、氧氣等各種氣體測(cè)定管和便攜式檢測(cè)儀表及成套氣體分析化驗(yàn)的地面實(shí)驗(yàn)室。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)中的重要輔助措施，設(shè)計(jì)采用JSG-8型礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)的束管監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)處理單元放置于地面辦公樓內(nèi)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中心站內(nèi)，抽氣設(shè)備安放在工作面附近泵房中。束管主管由辦公樓引出經(jīng)主斜井敷設(shè)至井下，再經(jīng)4-2號(hào)煤膠帶運(yùn)輸大巷送至回采工作面各順槽中，再分接單管，與采區(qū)各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)相連接。測(cè)點(diǎn)處氣體由地面設(shè)置的真空泵經(jīng)束管抽至地面束管監(jiān)測(cè)裝置，然后將氣體分析結(jié)果輸送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測(cè)井下巷道、采空區(qū)、密閉中的CO、O2、CO2、CH4等氣體組分濃度，根據(jù)CO變化趨勢(shì)和格雷哈系數(shù)，早期預(yù)報(bào)煤炭自燃預(yù)兆。當(dāng)氣體（CO、CO、CH、O）濃度超過(guò)規(guī)程規(guī)定時(shí)，往采空區(qū)進(jìn)行注氮。生產(chǎn)中，若自燃發(fā)火程度嚴(yán)重時(shí)，可實(shí)行連續(xù)注氮。設(shè)計(jì)選用與該采樣系統(tǒng)配套的GC-2060型煤礦專(zhuān)用火災(zāi)氣體色譜分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了目前煤礦所使用的東西電子生產(chǎn)的氣相色譜儀O2和N2分離效果較差，且不能檢測(cè)氫氣、重復(fù)性差、分析時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，采用日本島津技術(shù)，具有儀器穩(wěn)定、重復(fù)性好，靈敏度高、能檢測(cè)所有火災(zāi)氣體、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。1）、JSG-8型束管采樣系統(tǒng)組成該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)適用，維護(hù)方便，適用于中小型礦井自然發(fā)火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，也適用于大型礦井高產(chǎn)高效工作面的自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及火災(zāi)治理過(guò)程中火災(zāi)信息的連續(xù)檢測(cè)。該系統(tǒng)由以下三部分組成：(1)抽氣束管；(2)抽氣泵；(3)采樣柜；(4)氣水分離器。 1.水位計(jì) 2.壓力控制閥 3.出氣口 4.壓力表 5.連接法蘭 6.連接管道 7.皮管 8.水泵出氣口9.水泵進(jìn)氣口 10.皮管 11.負(fù)壓表 12.流量計(jì) 13.八路控制開(kāi)關(guān) 14.氣體采樣口 15.出水口。圖3-1-3 采樣系統(tǒng)連接圖2)JSG-8型束管采樣系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)(1)供電電壓：660V380V；(2)功率：4kW；(3)供水量：1m3/h；(4)抽氣量：1.35m3/min；(5)負(fù)壓：0.087MPa；(6)抽氣距離：5000m。3)GC-2060型煤礦專(zhuān)用色譜分析系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)和參數(shù)(1)主要特點(diǎn)該儀器具有性能穩(wěn)定、功能齊全、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)；可以測(cè)定H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2共9種氣體；選用氬氣作載氣，實(shí)現(xiàn)了測(cè)定氫氣這一重要火災(zāi)氣體，對(duì)于指導(dǎo)礦井火災(zāi)的治理具有重要的參考價(jià)值；采用三氣路六通閥定量管進(jìn)樣，配TCD、FID及鎳轉(zhuǎn)化爐，從而排除了各組分之間的互相干擾，使重復(fù)性、靈敏性和準(zhǔn)確性更好；CO、CO2及烴類(lèi)測(cè)定采用分時(shí)進(jìn)樣，雙柱并聯(lián)共用FID的流程，從而避免了分流進(jìn)樣造成最低檢測(cè)濃度達(dá)不到煤礦安全要求的不足，同時(shí)通過(guò)進(jìn)樣時(shí)間的控制，可以縮短總的分析時(shí)間，減輕分析人員的工作量；內(nèi)置不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾膜，從而避免了煤礦氣體粉塵較多容易堵塞管路的問(wèn)題；檢測(cè)器均采用單元化設(shè)計(jì)，先進(jìn)制造工藝，具有靈敏度高、噪聲低、線性范圍寬等特點(diǎn)；工作站功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定，直觀、簡(jiǎn)單、易學(xué)。設(shè)有六種定量方法(歸一法，內(nèi)標(biāo)，外標(biāo)，修正歸一法，帶比例的修正歸一法，指數(shù)法)，可實(shí)現(xiàn)任意多點(diǎn)標(biāo)樣校準(zhǔn)，任意多點(diǎn)校準(zhǔn)平均，直觀顯示校準(zhǔn)曲線；靈活的峰識(shí)別和處理能力，適應(yīng)各類(lèi)色譜分析應(yīng)用。(2)技術(shù)參數(shù)最小檢測(cè)濃度：H25ppm；CO、CO22ppm；烴類(lèi)0.1ppm尺寸：寬606mm高450mm深450mm重量：42Kg電源：200V、50HZ、2100W熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)結(jié)構(gòu)：半擴(kuò)散式、四臂錸鎢絲；電源：恒流控制方式；靈敏度：1500mVml/mg(正十六烷)；噪聲：0.03mV；飄移：0.1mV/30min火焰離子化檢測(cè)器(FID)結(jié)構(gòu)：圓筒形收集極、石英噴口；檢測(cè)限：110-11g/s(正十六烷)；噪聲：510-13A；飄移：510-12A/30min柱箱溫度范圍：10399(增量為1)；控溫精度：0.1；可由鍵盤(pán)設(shè)定過(guò)熱保護(hù)值檢測(cè)器溫度范圍：10399(增量為1)；控溫精度：0.01(TCD)和0.1(其它)；可由鍵盤(pán)設(shè)定過(guò)熱保護(hù)值工作站高精度：USB接口，24位的高精度A/D，分辨率1uv 輸入通道電平范圍：外置數(shù)據(jù)采集盒，輸入通道2個(gè)。-1v至+1v(可擴(kuò)展2V)。采樣頻率：6、12、25、50次/秒動(dòng)態(tài)范圍：106(1v為最小單位) 積分靈敏度：1vsec(即面積的個(gè)位數(shù))。線性度：0.1%重現(xiàn)性：0.064)井下監(jiān)測(cè)方案(1)測(cè)點(diǎn)布置方案選定一工作面在進(jìn)回風(fēng)順槽按一定間距布置束管采樣器，測(cè)定采空區(qū)范圍大約距工作面150m左右，約50m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，保持采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)、回風(fēng)側(cè)各三個(gè)探頭，上下順槽同時(shí)觀測(cè)，待距工作面最遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)150m后，即可結(jié)束觀測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置如圖3-1-4所示。采空區(qū)開(kāi)切眼停采線采空區(qū)束管采樣泵束管采樣點(diǎn)圖3-1-4單巷布置工作面測(cè)點(diǎn)布置圖工作面正常封閉后，在進(jìn)、回風(fēng)側(cè)密閉分別設(shè)觀測(cè)孔，并在密閉內(nèi)各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置如圖3-1-5所示，對(duì)于與采空區(qū)相連(尤其是與火區(qū)相通)的閉墻內(nèi)也應(yīng)設(shè)置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。采空區(qū)開(kāi)切眼停采線采樣束管采樣泵圖3-1-5工作面封閉后測(cè)點(diǎn)布置圖(2)地面色譜分析井下通過(guò)束管采樣儀采樣并送至地面色譜分析，分析參數(shù)主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8、H2正常情況下，每天早班檢測(cè)一次，工作面異常時(shí)，每班檢測(cè)二次。3、人工檢測(cè)和取樣分析人工檢測(cè)是煤層自燃火災(zāi)的重要監(jiān)測(cè)手段，由人工直接在測(cè)點(diǎn)進(jìn)行氣體和溫度檢測(cè)。該法適用性強(qiáng)、投入設(shè)備少、簡(jiǎn)單易行，但工作量大，間隔時(shí)間長(zhǎng)。并定期利用氣囊采集氣樣送地面進(jìn)行氣相色譜分析。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第149條規(guī)定：礦井必須建立瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體檢查制度，所有采掘工作面、硐室、使用中的機(jī)電設(shè)備的設(shè)置地點(diǎn)、有人員作業(yè)的地點(diǎn)都應(yīng)納入檢查范圍。根據(jù)礦井防滅火的需要，掘進(jìn)工作面迎頭5m，回采工作面上下隅角、進(jìn)回風(fēng)順槽、支架間，密閉觀測(cè)孔、密閉墻四周等地點(diǎn)；重點(diǎn)檢查CO、O2、溫度，每班檢測(cè)2次，如果任何一處CO或溫度異常，可隨時(shí)根據(jù)變化情況設(shè)置測(cè)點(diǎn)，且增加每班觀測(cè)次數(shù)。檢測(cè)儀器可使用多種氣體檢測(cè)器、便攜式CO報(bào)警儀，便攜式O2檢測(cè)儀、光學(xué)瓦斯檢測(cè)儀、溫度計(jì)及紅外測(cè)溫儀具體由瓦斯檢查員負(fù)責(zé)檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)要做到“四定”，即定人、定點(diǎn)、定時(shí)、定儀器。為了檢測(cè)全礦井CO情況，礦井配備便攜CO檢測(cè)報(bào)警儀數(shù)量不少于便攜瓦檢儀的1/3。3.1.3 礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)管理1、加大布點(diǎn)密度，提高預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精度。火區(qū)、火點(diǎn)及影響區(qū)域、高溫隱患點(diǎn)、采煤工作面都要設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變化及時(shí)變更取樣點(diǎn)次，重點(diǎn)防火地點(diǎn)要采取定點(diǎn)、定時(shí)、定人取樣，嚴(yán)把氣樣采集質(zhì)量關(guān)。2、嚴(yán)格氣樣分析日?qǐng)?bào)制度，要隨取樣隨分析，并當(dāng)天審核上報(bào)。3、做好防滅火監(jiān)測(cè)，每旬未或月底要對(duì)全礦的防滅火監(jiān)測(cè)情況實(shí)行階段性分析評(píng)價(jià)，對(duì)全礦防火監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)情況和防滅火措施實(shí)施效果評(píng)價(jià)，火區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)要繪制指標(biāo)氣體變化曲線圖，有針對(duì)性地提出合理化建議，指導(dǎo)防火火工作的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。4 灌漿防滅火系統(tǒng)4.1 灌漿防滅火特點(diǎn)灌漿就是將水和漿材按適當(dāng)?shù)谋壤旌?，制成一?