防治采空區(qū)自燃發(fā)火設(shè)計方案及措施

1、防治采空區(qū)自燃發(fā)火設(shè)計方案及措施一、采面生產(chǎn)銜接情況：我礦正常生產(chǎn)時有1個回采工作面，4201綜采工作面預(yù)計2014年7月初結(jié)束回采。4202綜采工作面預(yù)計2014年7月上旬正式開始回采，預(yù)計2015年7月份底回采完畢。二、采空區(qū)發(fā)火重點預(yù)防區(qū)域工作面和下列地段有煤層自燃發(fā)火的可能：1、4202綜采工作面2014年7月份投產(chǎn)，計劃2015年7月份采完，如果采空區(qū)浮煤清理不干凈，再者工作面推進速度緩慢，采空區(qū)封閉不嚴(yán)實，工作面采空區(qū)就有可能發(fā)送自燃發(fā)火。2、4201工作面采空區(qū)也存在有自燃發(fā)火的可能。三、防治采空區(qū)自燃發(fā)火設(shè)計方案（一）、概況：現(xiàn)我礦主采4#煤層，自燃等級級，屬自燃煤層，礦井采煤

2、工作面采空區(qū)采用以噴灑阻化劑、黃泥灌漿、注凝膠為防滅火方法，以及束管監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)、傳感器監(jiān)測系統(tǒng)和人工檢測的防滅火系統(tǒng)。（二）、黃泥灌漿防滅火灌漿防滅火技術(shù)已在我國有自燃發(fā)火危險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，對煤體有包裹作用，起到隔氧降溫目的，同時能膠結(jié)頂板、降低采空區(qū)空隙率、增加漏風(fēng)阻力。1、灌漿防滅火特點灌漿就是將水和漿材按適當(dāng)?shù)谋壤旌?，制成一定濃度的漿液，沿輸漿管路借助于自然壓差或泥漿泵輸送到井下，然后通過鉆孔或?qū)ｉT的灌漿引管向可能或已經(jīng)發(fā)生自燃的區(qū)域灌注，以防止自燃火災(zāi)的發(fā)生或治理火區(qū)。其主要作用是（1）利用漿液的滲透作用和粘著力可使?jié){液覆蓋在煤體

3、表面，其中的固體物沉淀后可充填于浮煤縫隙之間，包裹浮煤，從而隔絕氧氣與煤體的接觸，防止氧化；（2）漿液中的水分有助于增加煤的外在水分，抑制煤自熱氧化的發(fā)展，同時有利于已經(jīng)自熱煤體的散熱。灌漿防滅火技術(shù)在我國具有自燃發(fā)火危險的礦井得到了普遍應(yīng)用，并取得了較好的防滅火效果，由于綜放工作面開采的4-1號煤層為自燃煤層，設(shè)計采用灌漿防滅火技術(shù)。2、采用灌漿防滅火的適用條件1、煤層為自燃-容易自然煤層。2、煤層采用仰斜開采的方法。由于綜放工作面煤層為自燃煤層，開采方式也是仰斜開采，故該方法適用于本礦。但由于這種方法具有以下缺點：(1)漿體只流向地勢低處，不能向高處堆積，對高位火作用有限；(2)不能均勻覆

4、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)。故綜放工作面在使用時應(yīng)與其他防滅火方法配合使用。灌漿防滅火方法主要注重于“滅”，即煤層出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆時而使用，若煤層無自燃發(fā)火征兆時，主要以噴灑阻化劑方法為主，但灌漿系統(tǒng)應(yīng)每隔7-10運行一次，以保證該系統(tǒng)的可靠性。3、灌漿材料選擇灌漿材料必須滿足以下要求：1、不含可燃物或助燃物；2、粒徑直徑小于2mm，細小粒子（粒徑直徑小于1mm）占75%；3、主要物理性能指標(biāo)：比重2.42.8，塑性指數(shù)914，膠體混合物2530%，含砂量2530%；4、易脫水，又具有一定的穩(wěn)定性；5、具有能與較少的水混合成漿液的能力，運輸時不堵塞

5、管路或泥漿池；6、便于開采、運輸和制備，來源廣，成本低。目前煤礦常用的灌漿材料主要有：黃土、電廠粉煤灰、煤矸石粉、頁巖、尾礦等。由于西易黨新煤礦地表大面積黃土覆蓋，取土較為方便，因此，灌漿材料選用黃土，就地取材，挖掘機運抵制漿站，能保證灌漿工作的連續(xù)性，水源利用處理后的井下排水。 4、主要灌漿參數(shù)1） 灌漿系數(shù)灌漿系數(shù)指泥漿的固體材料體積與需要灌漿的采空區(qū)空間容積之比，煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范，MT/T 7021997規(guī)定：對于預(yù)防性灌漿一般取312，滅火灌漿時系數(shù)相應(yīng)加大。因此，綜放工作面灌漿系數(shù)暫取5%，并根據(jù)實際灌漿效果實時調(diào)整。2）土水比漿液的土水比是反映泥漿濃度的指標(biāo)，是指泥漿中土與水

6、的體積之比，土水比的大小影響著注漿的效果和泥漿的輸送。泥漿的土水比大，則泥漿濃度大，隔絕和包裹效果好，但流動性差，輸送困難，泥漿輸送的沿程阻力大，泥漿在管道中的流速降低，泥漿中的固體顆粒容易沉降，造成堵管事故。土水比小，則輸送相同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好。煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范（MT/T 7021997）規(guī)定：礦井防滅火注漿漿液的土水比應(yīng)為1:21:5。在回采工作面灑漿防火時，土水比應(yīng)為1:21:3。根據(jù)綜放工作面灌漿的輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料，綜放工作面泥漿土水比暫定為1:5，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實際效果進行調(diào)整。5、灌漿方法我國煤礦現(xiàn)在使用的預(yù)防性灌漿方法有：采前

7、預(yù)灌、隨采隨灌和采后灌漿三種。采前預(yù)灌就是在煤未開采之前即對煤層進行灌漿，適用于老空區(qū)過多、自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦井；隨采隨灌就是隨著采煤工作面推進的同時向采空區(qū)灌漿，主要有鉆孔灌漿、埋管灌漿和灑漿，能及時將頂板冒落后的采空區(qū)進行灌漿處理，防火效果較好；采后灌漿是等回采結(jié)束后，將整個采空區(qū)封閉起來后進行灌漿。根據(jù)綜放工作面自燃發(fā)火的實際情況，設(shè)計采用埋管灌漿、灑漿結(jié)合的采后灌漿方法。1）埋管灌漿采用埋管灌漿法，即在放頂前沿回風(fēng)巷在采空區(qū)預(yù)先鋪好預(yù)埋灌漿管(1020m的鋼絲纏繞管)，預(yù)埋管一端通采空區(qū)，一端接高壓膠管（長2030m），膠管與灌漿支管相連，每天按放頂步距利用回柱絞車逐漸牽引灌漿管，從而使

8、預(yù)埋管始終保持在采空區(qū)15m左右，牽引一定距離灌一次漿，以免灌漿影響回采工作，如下圖所示。為防止冒落巖石砸壞注漿管，埋管時應(yīng)采取防護措施（如架設(shè)臨時木垛）53214678埋管灌漿示意圖1-預(yù)埋灌漿管（鋼絲纏繞管89）；2-高壓膠管（89）；3-灌漿管（鑄鐵管89）；4-回柱絞車；5-鋼絲繩；6-采空區(qū)；7-回風(fēng)順槽；8-進風(fēng)順槽2）灑漿當(dāng)遠離管口的地方灌漿效果不佳時，可采用灑漿方法，作為埋管灌漿的一種補充措施，即在回采工作面由輸漿管路上接出耐壓膠管，沿工作面方向向采空區(qū)均勻地灑上一層漿液。灑漿時，灑漿量要充足，能均壓將采空區(qū)遺煤包裹。3）采后封閉灌漿工作面回采結(jié)束永久封閉后，采用密閉墻上插管灌

9、漿法，即在工作面兩端的密閉墻上分別預(yù)設(shè)的措施孔，實行“連續(xù)足量，充分灌注”，大量向閉后灌注漿液，灌漿量按充填20m采空區(qū)計算，防治最易自燃的停采線自燃和密閉漏風(fēng)。此時，密閉墻的強度應(yīng)滿足注漿的要求，注漿時應(yīng)派專人監(jiān)護，一旦發(fā)現(xiàn)有潰漿征兆時，應(yīng)立即停止注漿。6、灌漿時間由于綜放工作面開采的4-1號煤層屬自燃煤層，且為厚煤層，采空區(qū)“兩道兩線”會自燃發(fā)火，工作面推進3040米灌漿一次，灌漿時間5小時，或當(dāng)工作面無法正常推進、出現(xiàn)自燃發(fā)火隱患時延長灌漿時間，加大灌漿量，直至工作面恢復(fù)正常回采、自燃發(fā)火征兆消失并持續(xù)穩(wěn)定在3天以上后恢復(fù)正常灌漿。7、輸漿管路4.10.1 輸漿管路布置由于綜放工作面采空

10、區(qū)是自燃發(fā)火最危險的區(qū)域，因此，灌漿主管路主要針對工作面采空區(qū)進行鋪設(shè)。灌漿管路鋪設(shè)為：地面灌漿站主斜井4號煤集中軌道巷4號煤軌道大巷工作面回風(fēng)順槽工作面。線路總長度約2800m。管路鋪設(shè)時應(yīng)避免“兩頭高中間低”的布置方式，并盡量減少拐彎，井下輸漿管路應(yīng)緊靠底部鋪設(shè)，固定牢固，并涂以防銹漆。8、灌漿管理為了使灌漿防滅火工作取得預(yù)期的效果，加強管理是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。1、灌漿防滅火效果考察1、灌漿區(qū)溫度檢測派專人定期檢測灌漿滅火區(qū)、灌漿防火工作面及其采空區(qū)內(nèi)的氣溫、煤溫和出水溫度。當(dāng)高于該區(qū)的日常溫度時應(yīng)分析原因，并采取相應(yīng)的措施。2、灌漿區(qū)氣體檢測利用安全監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測系統(tǒng)和人工檢測定期

11、對灌漿防火區(qū)域進行氣體成分的監(jiān)測。氣體分析成份主要有：氧氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯。采集氣體的地點為：回采工作面的采空區(qū)束管監(jiān)測點、回風(fēng)巷、上隅角。2、 預(yù)防堵管為了防止注漿時漿液堵管，除嚴(yán)格控制大顆粒漿材進入輸漿管路中，注漿結(jié)束后必須用清水沖洗，沖洗時間不少于30min，以免泥漿在管內(nèi)沉淀。同時，在灌漿管路的最低點設(shè)置放水閥門，每次沖洗后，應(yīng)將管內(nèi)的泥水放掉，以免沉積阻塞管路。3、 防止跑漿注漿期間要對管路接頭及密閉附近的煤巖進行細致的檢查，避免跑漿。當(dāng)采用隨采隨注的預(yù)防性注漿方法時，特別是對于俯采工作面，如果管理不當(dāng)則常常會出現(xiàn)泥漿漫溢到工作面而惡化工作面環(huán)境的情況。為此，注漿地點

12、應(yīng)距工作面有一定安全距離，一般為1520m。也可將工作面用木板作成擋漿隔板。4、 觀察水情注入采空區(qū)的水量和排出的水量均應(yīng)詳細記錄和計算。如排出的水量很少，則說明注漿區(qū)內(nèi)有泥漿水積聚，這對于開采下分層或下部煤層具有一定的危險性 。如從注漿區(qū)中排出水的含泥量增多，說明在采空區(qū)內(nèi)形成了漿溝，泥漿未均勻分布于采空區(qū)，而是直接從采空區(qū)流出，這勢必要降低注漿效果，處理方法有：A、采用間斷灌漿；B、在泥漿中加入砂子填塞通路；C、提高泥漿濃度；D、移動灌漿管口位置，改變漿液流動路線。5、建立健全灌漿記錄臺賬灌漿記錄臺賬是灌漿管理工作中關(guān)鍵的原始資料，是分析灌漿工作的基礎(chǔ)。（三）、阻化劑防滅火系統(tǒng)考慮到阻化劑

13、防火效果較好，來源廣泛，使用方便，防火成本低等因素，設(shè)計采用阻化劑作為綜放工作面日常防滅火技術(shù)。1、阻化劑防滅火特點阻化劑防滅火是近年來逐漸推廣并得到廣泛應(yīng)用的礦井防滅火技術(shù)。它是將阻止煤炭氧化自燃的化學(xué)藥劑制成溶液噴灑在煤壁、采空區(qū)浮煤上或壓注入煤體之內(nèi)，吸收空氣中的水分，在煤的表面形成含水液膜，從而阻止了煤與氧的接觸，起到了隔氧阻化作用。同時，這些吸水性能很強的鹽類能降低煤中水分的蒸發(fā)速度，使煤體長期處于含水潮濕狀態(tài)，當(dāng)水在蒸發(fā)時的吸熱降溫作用使煤體在低溫氧化過程中溫度不能升高，起到了抑制煤炭自燃、延長自燃發(fā)火期的作用。但當(dāng)煤中水分蒸發(fā)減少到一定量后，阻化劑就無阻化作用，因為此時在煤上的液

14、膜由于水的蒸發(fā)而破裂，起不到隔氧降溫作用，唯有吸了一定量水的阻化劑溶液在煤體上形成液膜才是煤的阻化劑。噴灑阻化劑防滅火方法主要注重于“防”。即這種方法主要是預(yù)防煤層自燃的一種手段。由于阻化劑防火具有效果較好，來源廣泛，使用方便，防火成本低等優(yōu)點，再加上本礦煤層具有自燃發(fā)火性，因此，綜放工作面設(shè)計采用阻化劑作為日常防滅火技術(shù)。2、阻化劑防滅火系統(tǒng)的基本要求1、選用的阻化劑材料不得污染井下空氣和危害人體健康。2、必須在設(shè)計中對阻化劑的種類和數(shù)量、阻化效果等主要參數(shù)作出明確規(guī)定。3、應(yīng)采取防止阻化劑腐蝕機械設(shè)備、支架等金屬構(gòu)件的措施。3、阻化劑的選擇在實際應(yīng)用中，阻化劑還應(yīng)該滿足以下要求：1、原料來

15、源廣泛，價格便宜，制備、使用方便，不會大幅增加采煤成本；2、對人、設(shè)備及正常生產(chǎn)無影響；3、具有較好的滲透性和附著性；4、阻化率高，阻化壽命長。目前，我國常使用的阻化劑有水玻璃（Na2O·nSiO2）、氫氧化鈣Ca(OH)2、CaCl2等。其中水玻璃模數(shù)n嚴(yán)格要求在12之間，且其成本較高，噸煤成本高；氫氧化鈣成本較低，阻化率較高，但其溶解度較小，和水混合后易形成固液混濁液，固體顆?？蓪Ρ玫犬a(chǎn)生破壞作用，且易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，影響注液效果，另外，氫氧化鈣堿性強，具有很強的腐蝕性，對注液設(shè)備的防腐蝕性要求高；而工業(yè)CaCl2具有來源廣、供應(yīng)穩(wěn)定、成本低，對井下設(shè)備和金屬構(gòu)件腐蝕性小，對人體無

16、害等優(yōu)點，故選用工業(yè)CaCl2作為礦井防滅火阻化劑。4、阻化劑濃度的確定阻化劑的濃度既決定防火效果，又影響噸煤成本。阻化劑濃度越大，阻化效果越好，但噸煤防火成本也隨著增大；阻化劑濃度過小，雖降低了噸煤防火成本，但防火效果較差。根據(jù)國內(nèi)礦井使用效果來看，20%的溶液阻化率較高，阻化效果較好；10%的阻化液也能防火，但阻化率有所下降，因此，阻化劑濃度控制在10%20%之間，可暫定把濃度控制在15%，以后根據(jù)實際的阻化效果進行適當(dāng)調(diào)整。5、 阻化劑防火系統(tǒng)選擇目前我國煤礦常用永久式、半永久式和移動式三種防火系統(tǒng)。1、永久式：在地面建立永久性的貯液池，從貯液池鋪設(shè)一趟管道到采煤工作面上下口。利用靜壓(

17、或泵加壓)進行噴灑或壓注。這種系統(tǒng)適用于井下范圍小，采煤工作面距地面較淺的礦井。2、半永久式：在采區(qū)上下山或硐室內(nèi)設(shè)置貯液池和注液泵，從注液泵出口到采煤工作面上、下口鋪設(shè)管道。阻化液從貯液池經(jīng)加壓泵輸送到工作面順槽，經(jīng)噴灑軟管和噴槍，噴灑在采空區(qū)浮煤上；或經(jīng)軟管，注液鉆孔，壓注于煤體或發(fā)熱區(qū)。半永久式壓注噴灑系統(tǒng)為一個采區(qū)或一個區(qū)域服務(wù)。3、移動式：儲液箱和阻化泵放置在采煤工作面的進風(fēng)順槽中，距工作面30m左右，經(jīng)過輸液管路將阻化劑輸送到工作面進行霧化、噴灑或壓注?？紤]到永久式和半永久式噴灑壓注系統(tǒng)需建儲液池且鋪設(shè)管路較長，而移動式工藝簡單、施工快、投資小、機動性大。因此，西易黨新煤礦設(shè)計選用

18、移動式阻化劑防火系統(tǒng)，隨采隨灑。6、阻化劑防滅火工藝應(yīng)用阻化劑防滅火的主要方法有：氣霧阻化和表面噴灑。其中采空區(qū)阻化氣霧防火是在采煤工作面進風(fēng)隅角處設(shè)置霧化噴嘴，將一定的阻化劑水溶液通過霧化噴嘴霧化成氣霧，借助漏向采空區(qū)的風(fēng)流將阻化劑溶液帶入采空區(qū)漏風(fēng)之處，在重力、靜電力等作用下，降落附著在浮煤上而惰化浮煤，從而達到采空區(qū)防火，具有工藝簡單、安全、投資少、用水量少等優(yōu)點，因此，綜放工作面阻化劑防火工藝主要采用氣霧阻化防火為主。在綜放工作面進風(fēng)順槽適當(dāng)位置（盡量靠近工作面）放置平板車，上置阻化劑藥箱、阻化泵等，按需濃度（15%）將工業(yè)CaCl2倒入儲液箱，用供水管路嚴(yán)格按比例加足清水，配成溶液攪

19、拌均勻后，用專用阻化泵、輸液管路、專用霧化器從進風(fēng)隅角架間送入采空區(qū)。7865432工作面1進風(fēng)順槽7回風(fēng)順槽9采空區(qū)圖5-6-1 氣霧阻化系統(tǒng)工藝圖1-供水管路；2-藥液箱；3-吸液管；4-壓力表；5-阻化泵；6-高壓膠管；7-閥門；8-霧化器；9-支架正?；夭善陂g采空區(qū)每天噴灑一次，安排在檢修班工作面進行多點連續(xù)噴霧，隨采隨灑。工作面開采初期和停采撤架期間，或因地質(zhì)原因，或因機電設(shè)備原因造成工作面推進緩慢，宜加大噴霧量和噴霧次數(shù)，并對工作面上下隅角、霧化不能到達地點等重點自燃發(fā)火危險區(qū)域由人工拉上膠管利用噴槍直接實施阻化劑噴灑，全面濕潤浮煤，抑制遺煤自燃。7、阻化設(shè)備基本要求1、BH-40

20、/2.5型煤礦用阻化劑噴射泵體積小，重量輕，運輸攜帶方便，尤其對于井下自然條件較差，設(shè)備和人員運行不方便，難以運進較大設(shè)備的地點最為合適。該泵可用噴槍直接向殘煤噴射阻化劑，又可利用霧化噴頭噴霧，還可用于向煤體壓注阻化劑。因此，設(shè)計選用WJ-24型煤礦用阻化劑噴射泵。2、其它配套設(shè)備選型如下：(1)貯液箱（2個，一用一備）：由鋼板焊成矩形箱體，容積1m3（可以1t固定礦車代之）。(2)排液管：干管選用25mm高壓膠管（200m），支管選用13mm(20m)高壓軟膠管連接干管和霧化器或噴嘴，膠管壓力要求不小于2Mpa。(3)三通：選用K型三通，分別與干管和支管配套。(4)閥門開關(guān)：設(shè)計在干管與支管

21、中分別設(shè)置閥門，控制系統(tǒng)中的噴嘴。8、阻化劑效果考察與管理1、為保證汽霧阻化防火的有效性，應(yīng)建立有效的氣體監(jiān)測系統(tǒng)，定期檢查工作面及采空區(qū)氣體成分，需檢查的氣體成分主要為：氧氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等，同時觀測溫度、濕度和漏風(fēng)量。2、必須建立汽霧阻化防火設(shè)備的操作規(guī)程、工種崗位責(zé)任制等規(guī)章制度。9、注意事項1、為保證阻化劑防滅火效果，必須嚴(yán)格按比例進行配制，確保阻化率達到設(shè)計要求，配制時對溶液先進行充分?jǐn)嚢?，待其完全溶于水后，方可進行噴射工作。2、噴灑霧化工作開始前，應(yīng)預(yù)先打開阻化劑噴槍開關(guān)，使阻化劑噴槍處于常開狀態(tài)。在各項準(zhǔn)備工作完成后方可接通電源開關(guān)，由低壓力開始啟動阻化泵，待系統(tǒng)運轉(zhuǎn)

22、正常后再把壓力調(diào)至所需壓力，開始正常噴灑霧化工作。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以及噴槍進行清洗。阻化泵運行中不可脫水空轉(zhuǎn)，欲停止工作時，必須先將調(diào)壓手柄扳到卸壓位置，待壓力降低后方可停機。每天工作結(jié)束后，必須關(guān)閉開關(guān)、切斷電源。3、工作面上、下隅角，開切眼和停采線附近等重點防火區(qū)域，或當(dāng)工作面遇到復(fù)雜地質(zhì)情況，推進度放慢時，要適當(dāng)加大阻化液的噴灑量和次數(shù)，提高該處的阻化效果。4、由于阻化劑噴灑在煤體表面后，經(jīng)過一段時間（阻化壽命）后阻化劑阻化效果失效，為節(jié)省費用，可以通過多次噴水保持環(huán)境具有較高的濕度來延長阻化壽命。5、阻化藥液具有一定的腐蝕性，噴射工人需佩戴手

23、套和雨衣，在噴灑過程應(yīng)對機械設(shè)備及支架等金屬構(gòu)件進行遮蓋或其它防護措施，噴灑完后應(yīng)檢查看是否有液體濺到金屬構(gòu)件上，若有應(yīng)及時擦掉，可有效減少噴灑阻化劑帶來的危害。6、為保證阻化防火的有效性，應(yīng)結(jié)合氣體監(jiān)測系統(tǒng)，定期檢查工作面及采空區(qū)氣體成分，同時觀測溫度、濕度和漏風(fēng)量。（四）、凝膠防滅火系統(tǒng)凝膠防滅火技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型防滅火技術(shù)，該技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問題；技術(shù)工藝及設(shè)備與井下有限作業(yè)空間等實際條件的適應(yīng)性，使該技術(shù)在滅火過程中充分發(fā)揮其效能，快速有效地控制和撲滅火勢。已成為煤礦井下必不可少的防滅火技術(shù)之一。1、凝膠防滅火系統(tǒng)簡介

24、凝膠防滅火技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型防滅火技術(shù)，該技術(shù)集堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問題；技術(shù)工藝及設(shè)備與井下有限作業(yè)空間等實際條件的適應(yīng)性，使該技術(shù)在滅火過程中充分發(fā)揮其效能，快速有效地控制和撲滅火勢。已成為煤礦井下必不可少的防滅火技術(shù)之一。該技術(shù)具有如下特點：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：

25、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。因此，綜放工作面設(shè)計選用注凝膠防滅火系統(tǒng)作為防滅火方法之一。2、凝膠材料選擇及配比凝膠由基料、促凝劑和水按比例混合而成。主料為硅酸鈉水溶液、促凝劑為碳酸氫鈉。設(shè)計比例：基料：促凝劑：水=10：4：86(重量比)。3、注凝膠設(shè)備注膠設(shè)備：NJB-1-80型凝膠泵。該設(shè)備是一種用來輸送凝膠(水+基料+促凝劑)的泵組，它可自動地將水、基料、促凝劑按一定比例混合后，經(jīng)三個出液口輸送到用膠地點。根據(jù)各種材料的配比不同，凝膠混合液可在十

26、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。4、操作步驟1、起動操作(2)首先檢查機器各緊固螺絲，不得有松動現(xiàn)象。(3)檢查各泵和流量調(diào)節(jié)器(變速器)油箱內(nèi)的潤滑油，必要時加入各自的潤滑油。泵用潤滑油是3040號機油，變速器用專用的UD潤滑油(不可用其它機油代替)。(1)盤車檢查各泵能否轉(zhuǎn)動自如。(4)檢查電器開關(guān)、起動器。(5)檢查各輸送膠管、接頭和過濾網(wǎng)。(6)將主泵吸水管和溢流管放入配好促凝劑的水箱中；將膠管的吸管和溢流管放入膠料箱(或膠料桶)中。(7)打開混合器出口的3個閥門。待起動正常后再按需要關(guān)掉12個。任何情況下必須保證有1個閥門全開且暢通。(8)接通電源。2、注膠過程

27、中的操作(1)待基料料箱內(nèi)的基料注完后，可在不停機的情況下快速地把吸料管和溢流管換進另一只基料料箱中，這樣可保持連續(xù)注膠。促凝劑箱只需不斷地往料箱中補充材料，不需要來回移動吸料膠管。(2)膠料流量無級調(diào)節(jié)器(變速器)只能在泵運轉(zhuǎn)的情況下調(diào)節(jié)，嚴(yán)禁停機時調(diào)節(jié)。(3)泵的調(diào)壓器是用來限定注膠壓力并防止電機過載的，供貨時已經(jīng)調(diào)好，不要隨意調(diào)節(jié)。注膠時若發(fā)現(xiàn)溢流管有溢流，首先要檢查輸送管和混合器是否堵塞，混合器出口閥門是否打開。一般情況下是不會有溢流的。3、停泵操作(1)注膠結(jié)束后，必須將主泵和膠泵都輸送清水3分鐘以上，并同時將混合器的3個出料閥門都打開，以保證泵內(nèi)、管內(nèi)和混合器內(nèi)沒有混合液和膠料存在

28、。(2)將各泵的吸管從清水箱中拿出，將吸口放在無粉塵和雜物的地方(最好用手拿著)，讓泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)吸水5分鐘，這樣可將泵內(nèi)的積水排出。(3)斷電。(4)清洗混合器，確保暢通。4、正常維護(1)新機器運轉(zhuǎn)一個月后，應(yīng)全部更換泵內(nèi)和變速器內(nèi)的潤滑油。(2)階段性注膠結(jié)束后，應(yīng)將機器全部運上地面進行清洗、維護和保養(yǎng)，以備下一階段注膠時機器能及時、正常地投入使用，同時也可延長機器使用壽命。(3)發(fā)現(xiàn)流量偏小時，檢查泵的密封圈和吸、排液閥，磨損嚴(yán)重或損壞應(yīng)即時更換。(4)檢查三角皮帶是否放松。過松是可首先用皮帶張緊螺釘調(diào)節(jié)拉緊。若仍不能拉緊，可考慮將泵墊高。只要皮帶不損壞就不需更換。若需要更換時，必須每泵的

29、兩根或兩泵的四根皮帶同時更換。5、施工準(zhǔn)備及步驟1、施工準(zhǔn)備(1)準(zhǔn)備兩個0.5m3的鐵箱(0.8m，高度1m)，用于儲存基料；并準(zhǔn)備1個0.6m3(0.9m，高度1m)的鐵箱，用于配制促凝劑溶液。將3個鐵箱放置于滅火巷道內(nèi)的注膠設(shè)備附近；(2)配好設(shè)備入口管路，并配好設(shè)備出口的變頭，使之能與混合器通過25mm的高壓軟管相連；(3)配好混合器出口變頭，使之能與25mm的注膠高壓軟管連接，并準(zhǔn)備25mm的注膠高壓軟管10根(10m長的6根，5m長的4根)；(4)1寸閥門6個(注膠時接在鉆孔上，鉆孔泄漏時可隨時關(guān)閉閥門)；準(zhǔn)備l寸管(接鉆孔口的l寸閥門)變25mm的高壓接頭(接25mm的注膠高壓軟

30、管)的變頭6個，連接設(shè)備出口和注膠鉆孔；(5)根據(jù)其它礦的滅火經(jīng)驗，基料在井下的運輸相當(dāng)困難，為了便于井下基料運輸，可將基料用汽油桶運至巷道開口處，用泥漿泵將基料通過管道輸送到注膠設(shè)備的基料儲存箱；2、注膠順序先注終孔位置較低的鉆孔，再注終孔位置較高的鉆孔，防止因注高位孔時，堵塞低位孔。3、施工步驟(1)將基料用泥漿泵輸送到基料儲存箱，每班需用泥漿泵輸送基料兩次(共3t)，第一次輸送4桶(約1m3，重1.3t)，根據(jù)注膠設(shè)備流量，可使用約3小時，第二次輸送5桶。(2)注膠前先接清水管沖冼每個鉆孔35分鐘。(3)將注膠管路連接好(每次連接3個)，注膠泵入口管路放入相應(yīng)的料箱，啟動注膠泵壓注凝膠。

31、待基料料箱內(nèi)的基料注完后，可在不停機的情況下快速地把吸料管和溢流管換進另一只基料料箱中，這樣可保持連續(xù)注膠。促凝劑箱只需不斷地往料箱中補充材料(每3分鐘向料箱內(nèi)添加1袋)，不需要來回移動吸料膠管。(4)隨時檢查各鉆孔的進膠情況，如發(fā)現(xiàn)有不進膠的鉆孔，應(yīng)及時將其拆下，接上清水管沖冼。(5)如有鉆孔從鉆孔周圍向巷道返膠，應(yīng)先將基料吸液管從料箱中拿出，待注膠管沖冼過后，再關(guān)閉該鉆孔的閥門，然后再將基料吸液管放入料箱繼續(xù)注膠。待將該鉆孔處理好后，再打開閥門繼續(xù)注膠(或接至其它鉆孔注膠)。(6)停止注膠后，再用泵繼續(xù)注清水5分鐘，沖冼注膠管路，防止凝膠堵塞高壓軟管。(7)將每班注膠量及注膠情況及時填入現(xiàn)

32、場記錄本，以便下一班查詢。6、其它安全技術(shù)問題1、在施工過程中應(yīng)制訂各工序操作規(guī)程和安全技術(shù)措施。2、預(yù)防水、電、機械等人身傷害事故。3、對操作人員進行培訓(xùn)教育，確保工程質(zhì)量。4、材料要防雨、防風(fēng)；包裝帶要收集，以免造成環(huán)境污染。6、各工程在施工過程中按各自行業(yè)規(guī)范操作。7、凝膠防滅火系統(tǒng)設(shè)備選型NJB-1-80凝膠泵 2臺 5.5kW混合器、分離器 1套 現(xiàn)場加工主泵進口膠管 20 4m輔泵進口膠管 32 6m主泵出口膠管 20 300m輔泵出口膠管 24 300m（五）、煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)測預(yù)報制度煤自燃是一個漸進變化的過程，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

33、、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，熱量得以聚集，煤巖體和周圍空氣溫度逐漸上升，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，可以用來預(yù)報煤炭自燃發(fā)火的情況，這些氣體稱之為煤自燃發(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)測系統(tǒng)都已配套，在煤礦中得到了廣泛應(yīng)用。因此，對西易黨新煤礦開采煤層自燃火災(zāi)的預(yù)報以標(biāo)志氣體分析法為主，測溫法為輔。（1）煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)煤層自燃的發(fā)生要經(jīng)歷潛伏期、自熱期和燃燒期，其變化過程具有明顯的征兆，實時、準(zhǔn)確的監(jiān)測到這種變化從而及時采取針對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)測系

34、統(tǒng)就是對井下煤層自燃監(jiān)測點，采用一定的方法定期或連續(xù)的進行取樣分析，結(jié)果均需記錄完備，并定期檢查、分析整理，總結(jié)各點氣體組分、濃度的變化規(guī)律，結(jié)合煤自燃發(fā)火標(biāo)志氣體，判斷煤自燃的發(fā)展進程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超過或達到臨界值等異常變化時，作出煤自燃發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報，采取措施進行處理。1、 煤層自燃發(fā)火觀測點設(shè)置觀測點分為固定點、移動點和臨時觀測點，應(yīng)設(shè)置在能采集到觀測區(qū)內(nèi)有代表性氣體的地點，并盡量設(shè)置在巷道周圍壓力較小，支架完整，沒有拐彎，斷面沒有突然擴大或縮小的地點。根據(jù)綜放工作面井下的實際情況，自燃發(fā)火觀測點主要設(shè)置在以下地點：1、帶式輸送機滾筒下風(fēng)側(cè)1015m處；2、工作面上隅角及進回風(fēng)

35、巷距巷口1015m；2、煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)煤層自燃監(jiān)測主要協(xié)同有：傳感器監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測系統(tǒng)和人工檢測系統(tǒng)。（1）、以溫度和CO傳感器為主的監(jiān)測傳感器煤層自燃監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范（AQ1029-2007）的規(guī)定，礦井建立了安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對瓦斯、CO、溫度、風(fēng)速等參數(shù)的動態(tài)監(jiān)控，全部覆蓋礦井各點，設(shè)備滿足煤礦安全監(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、帶式輸送機滾筒下風(fēng)側(cè)1015m處、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以內(nèi)的上幫

36、。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)安裝維護方便，不影響行人和行車。CO傳感器報警濃度為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以內(nèi)的上幫。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，安裝維護方便。采煤工作面溫度傳感器的報警值為30。（2）、束管監(jiān)測系統(tǒng)礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50518-2010）中規(guī)定，開采容易自燃和自燃煤層

37、的大、中型礦井，應(yīng)設(shè)置配備有一氧化碳、氧氣等各種氣體測定管和便攜式檢測儀表及成套氣體分析化驗的地面實驗室。束管監(jiān)測系統(tǒng)為防滅火系統(tǒng)中的重要輔助措施，綜放工作面設(shè)計采用KYSC-1型井下移動式火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng)。綜放工作面膠帶順槽與回風(fēng)順槽采空區(qū)內(nèi)每隔50米設(shè)一個氣體監(jiān)測點（共6個監(jiān)測點），由束管接至束管泵站，每天取樣一次，（工作面異常時，每班檢測二次）送至地面色譜儀進行氣體分析。正常生產(chǎn)時測點布置如圖所示。采空區(qū)開切眼停采線采空區(qū)束管采樣泵束管采樣點正常生產(chǎn)時工作面測點布置圖工作面正常封閉后，在進、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，測點布置如圖所示，采空區(qū)開切眼停采線采樣束管

38、采樣泵工作面封閉后測點布置圖（3）、人工檢測和取樣分析人工檢測是煤層自燃火災(zāi)的重要監(jiān)測手段，由人工直接在測點進行氣體和溫度檢測。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，所有人員作業(yè)的地點都應(yīng)納入檢查范圍。根據(jù)綜放工作面防滅火的需要，工作面上下隅角、進回風(fēng)順槽、支架間，重點檢查CO、O2、溫度，每班檢測3次，如果任何一處CO或溫度異常，可隨時根據(jù)變化情況設(shè)置測點，且增加每班觀測次數(shù)。檢測儀器可使用多種氣體檢測器、便攜式CO報警儀，便攜式O2檢測儀、光學(xué)瓦斯檢測儀、溫度計及紅外測溫儀具體由瓦斯檢查員負責(zé)檢測。檢測時要做到“四定”，即定人、定點、定時、定儀器。（4）、 礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報管理1、提高預(yù)測預(yù)報精度，并根據(jù)現(xiàn)場情況變化及時變更取樣點次，重點防火地點要采取定點、定時、定人取樣，嚴(yán)把氣樣采集質(zhì)量關(guān)。2、嚴(yán)格氣樣分析日報制度，要隨取樣隨分析，并當(dāng)天審核上報。（六）工作面不同時期自燃防治技術(shù)措施1、工作面正?；夭善陂g自燃防治措施工作面回采期間，采空區(qū)特別是“兩道兩線”是煤自燃防治的重點，同時采空區(qū)的“三帶”也是重點防治的區(qū)域（綜采工作面采空區(qū)“三帶”大約150m，故工作面回采推進度150m為正常，小于1