150102綜采面防滅火設(shè)計講解

1、150102回采工作面防滅火設(shè)計方案通風(fēng)助理：審 核：編 制：通風(fēng)區(qū)二O一五年六月十五日編制依據(jù)1、煤礦安全規(guī)程，2014年版；2、礦井防滅火規(guī)范（試行），煤安字（ 1988）第237號；3、盤城嶺防滅火設(shè)計；4、煤礦自燃發(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;5、煤礦自燃發(fā)火束管監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件，MT/T757-1997;6、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范，AQ1029-20077、煤礦灌漿防滅火技術(shù)規(guī)范，MT/T702-1997;8、礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范，MT/T698-1997;9、煤礦用氮氣防滅火技術(shù)規(guī)范（MT/T 699-1997）;

2、10、盤城嶺煤層自燃傾向性鑒定報告；11、盤城嶺安全設(shè)施設(shè)計。審批簽字表措施名稱：150102回采工作面防滅火設(shè)計方案單 位簽名日 期總工程師安全副總工生產(chǎn)副總工技術(shù)副總工機(jī)電副總工通風(fēng)副總工調(diào)度室技術(shù)科機(jī)運區(qū)通風(fēng)區(qū)安監(jiān)處瓦斯治理隊綜采隊審批意見150102回采工作面防滅火設(shè)計方案第一節(jié)工作面概況一、概況150102工作面所采煤層為15#1層，所處水平為+990水平，隸屬1采 區(qū)，工作面標(biāo)高為+865+930,走向長度1290nl傾向長度150m面積 193500點 工作面布置為北東走向，呈東高西低。南接北回風(fēng)下山，上順 梢與原15#煤舊巷道及采空積水區(qū)相鄰。150102工作面位于位于后峪溝北

3、 西方向的山梁上，于后峪溝起溝處橫跨后峪溝，地面標(biāo)高為 +119卜+ 1295。表1工作面位置及井上下關(guān)系煤層名稱15號水平名稱+990m采區(qū)名稱一采區(qū)工作回名稱150102回 米工作回地面標(biāo)圖 （nj）+1190 +1295工作面標(biāo)圖（m）+865+930地面位置150102工作面位于后峪溝北西方向的山梁上，于后峪溝起溝處橫跨后 峪溝。井下位置及 四鄰采掘情 況工作面為北東走向，呈東高西低。南接北回風(fēng)下山，上順槽與原15#煤舊巷道及采空積水區(qū)相鄰。走向長（nj）1290傾斜長（m）150回積（m2）193500二、煤層及相關(guān)參數(shù)該面所采煤層為15#,賦存于下二疊系山西組，為貧煤及少量貧瘦 煤

4、，貧煤做動力煤，為中灰高灰、中硫中高硫、低磷中磷、低熱值 高熱值煤；貧瘦煤做煉焦用煤，為低灰中灰、中低硫中高硫煤。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。煤層厚度2.156.92m,平均厚度5.66m,煤層傾角821 。煤層含02層夾研，夾研厚0.350.90m。三、煤層自燃2014年經(jīng)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心鑒定，礦井15#層自燃傾向性等級為II級，為自燃煤層，最短自燃發(fā)火期為73-88天。四、煤層頂?shù)装?、煤層頂板偽頂：厚度為0.35m,主要成分為泥質(zhì)，次要成分為粉砂質(zhì)和炭質(zhì)，薄層狀，結(jié)構(gòu)疏松，隨采隨落；直接頂：厚度為15.28m,砂質(zhì)泥巖位于頂部或底部，黑色，以泥質(zhì)為 主，粉砂質(zhì)次之，塊

5、狀，泥質(zhì)膠結(jié)，含炭質(zhì)，主要以細(xì)中砂巖為主，其 灰白灰黑色，以石英、長石為主，含大量云母和暗色礦物，分選性中等, 磨圓度差，鈣質(zhì)膠結(jié)，斜層理發(fā)育。2、煤層頂?shù)装逯苯拥祝汉穸葹?.33m,灰黑灰色，質(zhì)純，塊狀結(jié)構(gòu)，致密，有滑 感，含大量植物化石，局部含有少量鋁土質(zhì)。表2頂板巖性分析頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度(m巖性特征直接頂砂質(zhì)泥巖、細(xì) 砂巖、中砂巖15.28砂質(zhì)泥巖位于頂部或底部，黑色，以泥質(zhì)為主， 粉砂質(zhì)次之，塊狀，泥質(zhì)膠結(jié)，含炭質(zhì)，主要 以細(xì)-中砂巖為主，其灰白-灰黑色，以石英、 長石為主，含大量云母和暗色礦物,分選性中 等，磨圓度差，鈣質(zhì)膠結(jié)，斜層理發(fā)育。偽頂砂質(zhì)泥巖0.35黑色，主要成分為泥

6、質(zhì)，次要成分為粉砂質(zhì)炭 質(zhì)。直接底泥巖7.33灰-黑灰色，質(zhì)純，塊狀結(jié)構(gòu)，致密，有滑感， 含大量植物化石，局部含有少量鋁土質(zhì)。五、地質(zhì)構(gòu)造根據(jù)150102兩順梢以及切眼揭露的地質(zhì)資料分析，工作面煤層整體 構(gòu)造簡單，無較大褶曲、陷落柱等構(gòu)造影響，局部區(qū)域有起伏變化。根據(jù) 地質(zhì)報告及勘探成果，煤層產(chǎn)狀穩(wěn)定，最小傾角為8最大傾角為21。，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)資料顯示，該區(qū)段地應(yīng)力較為集中煤層頂板及煤壁裂隙、節(jié)理 較為發(fā)育區(qū)域易發(fā)生冒頂及片幫事故。表3工作面地質(zhì)構(gòu)造表構(gòu)造 名稱走向傾向傾角性質(zhì)落 差(m對回采影響程度SF6近東西正北70 正1-3巖層破碎，可能造成淋水SF5北東北西70 正1-3巖層破碎，可能造

7、成淋水F4近東西北西70 正3-5巖層破碎，可能造成淋水F8南北止東70 正3-5巖層破碎，可能造成淋水F6北東北西70 正3-5巖層破碎，可能造成淋水SF11近東西北西70 正1-3巖層破碎，可能造成淋水Fd3正3巖層破碎，可能造成淋水F7北西東西70 正3-5巖層破碎，可能造成淋水F10近東西北西70 正1-3巖層破碎，可能造成淋水六、采煤方法及通風(fēng)系統(tǒng)1、采煤方法150102工作面為單一走向長壁布置、 后退式回采、綜合機(jī)械化一次采全高采煤工藝，全部冒落法管理頂板。2、通風(fēng)系統(tǒng)工作面采用全負(fù)壓通風(fēng)，通風(fēng)方法為“ U型通風(fēng)，采用上行通風(fēng)方 式。(1)工作面進(jìn)風(fēng)路線地面新鮮風(fēng)-主斜井、副斜井、

8、進(jìn)風(fēng)斜井-軌道大巷一軌道下山、皮 帶下山一軌道下山繞道、150102運輸順梢外段-150102運輸順梢一工作 面。(2)工作面回風(fēng)路線工作面乏風(fēng)-150102回風(fēng)順梢一回風(fēng)順梢回風(fēng)聯(lián)巷一北回風(fēng)下山一 總回風(fēng)石門一回風(fēng)立井一地面。第二節(jié)防滅火系統(tǒng)設(shè)計、煤層自燃發(fā)火分析15煤層為不易自燃自燃，自燃傾向性等級為II級，為自燃煤層，最 短自燃發(fā)火期為73-88天。結(jié)合煤層地質(zhì)構(gòu)造情況、礦井的開拓方式、采 煤方法、通風(fēng)方式等，分析 150102工作面容易引起煤層自然發(fā)火的主要 因素有：1、煤層有不同程度的自燃傾向，是煤層自然發(fā)火的內(nèi)因。2、工作面共發(fā)現(xiàn)斷層8條，均為正斷層，斷層落差15m斷層附近 圍巖破

9、碎、煤體松軟，頂板不易管理，容易造成高冒。3、回采工作面停掘期間易造成采空區(qū)自燃發(fā)生。4、高抽巷垮落，抽采負(fù)壓加大采空區(qū)漏風(fēng)，增加自燃系數(shù)。二、防滅火設(shè)計150102工作面為自燃煤層，為防止煤層自然發(fā)火，設(shè)計采取黃泥灌漿、 注氮及噴灑阻化劑多重防滅火措施。（一）黃泥灌漿系統(tǒng)礦井泥漿攪拌站設(shè)于工業(yè)場地進(jìn)風(fēng)井的西部，安設(shè)SZ-LHZJ60型制漿機(jī)，功率45KW制號量60 m3/h。工作面采空區(qū)采用隨采隨灌方法，設(shè)計 在回風(fēng)順梢內(nèi)向工作面后方進(jìn)行埋管灌漿，拖管步距與老頂垮落步距一致。1、灌漿參數(shù)灌漿所需土量計算Q土 1=KX G/r 煤 m 3/d式中：G一礦井日產(chǎn)量，取3000t;r煤一煤的容重t

10、/m 3;K-灌漿系數(shù)，取0.04。Q土 1=0.04 X3000/1.4=86m3/d取土量：Q土2=%XQ土 1=1.1 X86=95rr/d灌漿所需水量Q水產(chǎn) Q 土iX S m 3/d式中：S水土比，取5:1。Q水 i=95X 5=475r3/d取水量：Q水 2=KX Q水 i=1.1 X475=523riVd日灌漿量Qy* qi+Q土 1)x M m 3/d式中：M-制漿系數(shù)取0.9Q學(xué)=(523 + 95) x 0.9=556m3/d工作制度：每天2班灌漿，每班灌漿6.5小時，則灌漿量Q漿1為：Q漿 1=556/13=43哥/h。灌漿總管管徑計算管路中臨界流速v按1.674m/s,

11、計算管徑為： ,_ 1/2d= (4XQ漿 1)/(3600 x TtXv)= (4X43) / (3600X3.14 X1.674) 1/2=0.095m實際井下支管管徑為 0.108m0.095m,滿足管徑要求。實際流速為2.1m/s,大于臨界流速，防止發(fā)生堵管現(xiàn)象。根據(jù)以上計算結(jié)果，灌漿參 數(shù)為：灌漿系數(shù)0.04 ,水土比5 ： 1,耗土量95m/d ,耗水量523nVd ,每 天兩班灌漿13h,灌號量43m3/h ,泥漿容重約1.13t/m 42、灌漿材料及泥漿攪拌站布置灌漿材料選用粘性黃土，配置挖掘機(jī) 1臺就近取土，自卸貨車1輛， 翻斗式礦車運土。注漿站設(shè)于工業(yè)場地中央回風(fēng)井附近 ，

12、站內(nèi)安裝制漿機(jī)、 濾漿機(jī)、泥漿泵各1臺，直徑2m 1.5m的漿液池1個。由制漿機(jī)制漿， 制作好的泥漿經(jīng)濾漿機(jī)進(jìn)入漿液池，通過泥漿泵注入總管路入井。3、灌漿管路地面灌漿站(133X 10mm一進(jìn)風(fēng)余井(133X 10mm 7井底車場 (133X 10mm 北回風(fēng)下山(133X10mm -150102工作面回風(fēng)順梢(0 108X 4mm。4、采用灌漿防滅火，必須逋守下列觀定口工作面設(shè)計必須明確規(guī)定隔離煤柱尺寸、灌漿系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、預(yù) 筑防火墻的位置及回采工藝。安排回采計劃時，必須同時安排防火灌漿計劃，落實灌漿地點、時 間、進(jìn)度和灌漿量。對工作面開采線、停采線、上下煤柱線內(nèi)的采空區(qū)，應(yīng)加強防火灌 漿

13、。應(yīng)有灌漿前疏水和灌漿后防止?jié){、透水的措施。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，必須在采掘之前放出；在水未放出前，嚴(yán)禁在灌漿區(qū)下部進(jìn) 行采掘工作。每次灌漿完成后，要使用清水進(jìn)行管路沖洗，沖洗時間根據(jù)管路內(nèi) 出水情況定，防止管路堵塞。（二）防滅火注氮系統(tǒng)地面集中注氮站設(shè)于進(jìn)風(fēng)斜井場地西部，安裝型號QTD-1000型地面固定式制氮裝置2臺，注氮能力1000nVh,注氮濃度A 98%1、注氮管路布置為：地面制氮機(jī)房（159X7mm-進(jìn)風(fēng)斜井（159X7mm 7北回風(fēng)下山（159X 7mm 7工作面進(jìn)風(fēng)順梢（108X 6mm 一工作面采空區(qū)（108x 4mm。2、

14、注氮采用非連續(xù)方式，主要用于回采工作面回撤收作、拆除支架、 過斷層停采時和老空區(qū)、煤巷高冒區(qū)的防滅火。該方法根據(jù)采空區(qū)內(nèi)CO濃度情況而定，一般采空區(qū)內(nèi) COftt大于24Ppm才采用。3、150102工作面火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對老空區(qū)因煤柱壓裂漏風(fēng)而自然發(fā)火引 起足夠重視。若出現(xiàn)以上情況，應(yīng)加強密閉、均壓阻漏，以減少向老空區(qū) 漏風(fēng)，必要時，也可直接向老空區(qū)注氮，以惰化老空區(qū)。4、在采用注氮防滅火方法的時，必須控制采空區(qū)漏風(fēng)，慎用采空區(qū) 瓦斯抽放，否則氮氣隨漏風(fēng)流流失，失去惰化采空區(qū)的作用。設(shè)計采取以 下防堵漏措施：與采空區(qū)聯(lián)通的巷道進(jìn)行封閉，并經(jīng)常進(jìn)行檢查、維修，以確保封 閉墻嚴(yán)密不漏風(fēng)。加強巷道支護(hù)情

15、況的檢查、維護(hù)，發(fā)現(xiàn)巷道折幫、冒頂及時修護(hù)， 防止巷道與采空區(qū)連通。出現(xiàn)巷道因折幫、冒頂現(xiàn)采空區(qū)連通情況，采取 用不燃性材料封堵后噴射混凝土，減少向采空區(qū)的漏風(fēng)。工作面上下部靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置擋風(fēng)簾或壘砌研石隔離墻，減少漏風(fēng)。（三）噴灑阻化劑礦井選用井下移動式儲液箱和阻化泵進(jìn)行阻化劑噴灑工作，儲液箱和 阻化泵放置在02工作面的進(jìn)風(fēng)順梢中，距工作面 30m左右，經(jīng)過輸液管 路將阻化劑通過進(jìn)風(fēng)隅角輸送到采空區(qū)進(jìn)行霧化、噴灑或壓注。該方法根 據(jù)采空區(qū)內(nèi)CO度情況而定，一般采空區(qū)內(nèi) CC濃度大于24Ppm才采用。1、阻化劑濃度選擇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，

16、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)我礦情況，暫且將濃度控制在15%以后根據(jù)實際的阻化效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并采用重量法進(jìn)行濃度測定。阻化劑的濃度可用下式計算：T =1- 100% =100%CT V式中：阻化劑溶液濃度，%C 阻化劑溶液量，kg；T 阻化劑量，kg;V 用水量，kg。2 、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：原料來源廣泛，價格便宜，制備、使用方便，不會大幅增加采煤成本；對人、設(shè)備及正常生產(chǎn)無影響；具有較好的滲透性和附著性；阻化率高，阻化壽命長。根據(jù)以上要求，選擇工業(yè)CaCl2作為阻化劑原料使用，具具有來源廣、 供應(yīng)

17、穩(wěn)定、成本低，對井下設(shè)備和金屬構(gòu)件腐蝕性小，對人體無害等優(yōu)點。3、工作面日噴霧量計算根據(jù)煤礦采空區(qū)阻化汽霧防火技術(shù)規(guī)范，MT/T699-1997第7.6條規(guī)定，實施阻化防火技術(shù)時，一天噴霧量按下式計算：V= QADLHS式中：v 日噴霧量，吊用；Q 一噸煤用液量，m/t ,取0.05m3/t ;A 工作面丟煤率，取7%D 實體煤容重，取1.44t/m 3;l 工作面長度，m 取150mH工作面采高，m,取5.66m;S 工作面日推進(jìn)度，2.4m/d ;經(jīng)計算，按體積計算一天噴霧量 10.3m3/d。阻化劑溶液的濃度取15%阻化劑溶液的密度取1.05t/m3,則按質(zhì)量 計算一天噴霧量為10.3t

18、/d , 一天所需阻化劑用量為1.54t。4、噴灑阻化劑注意事項為保證阻化劑防滅火效果，必須嚴(yán)格按比例進(jìn)行配制，確保阻化率 達(dá)到設(shè)計要求，配制時對溶液先進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，待其完全溶于水后，方?進(jìn)行噴射工作。工作面上、下隅角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(jìn)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。阻化藥液具有一定的腐蝕性，噴射工人需佩戴手套和雨衣，在噴灑 過程應(yīng)對機(jī)械設(shè)備及支架等金屬構(gòu)件進(jìn)行遮蓋或其它防護(hù)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。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

19、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）防滅火束管監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計，我礦井安裝 JSG9型礦井束管采樣監(jiān)測系統(tǒng)，管網(wǎng)工程已 安裝完工，目前正在進(jìn)行軟件系統(tǒng)調(diào)整之中，回采工作面開采前系統(tǒng)將全 面投入使用。150102綜采工作面監(jiān)測點布置在回采工作面采空區(qū)、 上隅角及進(jìn)回風(fēng) 巷距巷口 1015m處。測點處氣體由地面設(shè)置的真空泵經(jīng)束管抽至地面束管監(jiān)測裝置，然后 將氣體分析結(jié)果輸送至計算機(jī)系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測井下巷道、采空區(qū)、上隅角 中的CO Q、C CH等氣體組分濃度，根據(jù) CO變化趨勢和格雷哈系數(shù)， 早期預(yù)報煤炭自燃預(yù)兆。當(dāng)氣體（CO CO、CH、Q）濃度超過規(guī)程規(guī)定 時，往采空區(qū)進(jìn)行灌漿或噴灑阻化劑。生產(chǎn)中，若自燃發(fā)火程度嚴(yán)重時， 則實行連續(xù)灌漿。束管監(jiān)測系統(tǒng)要每天對井下氣體進(jìn)行采樣測定，并通過人工測定進(jìn)行 比較，保證束管系統(tǒng)可靠有效。每周對井下束管管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，防止 管路堵塞。（五）煤的自燃預(yù)防措施1、提高采面推進(jìn)度，包括改革支護(hù)形式，采用性能優(yōu)越的采煤機(jī)