蘇村防滅火設(shè)計(jì)

1、山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 0 -前前 言言礦井火災(zāi)是礦井的主要災(zāi)害之一，隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加，新建礦井的增多和開采強(qiáng)度、開采深度的增大，礦井防滅火問題顯得尤為突出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國存在自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井已占到 60%以上。每一場火災(zāi)的發(fā)生，輕則破壞煤礦開采的部署，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、

2、植被、大氣層的嚴(yán)重污染，威脅到人類生存的環(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。我國是少數(shù)幾個(gè)以煤作為主要能源的國家之一，也是世界產(chǎn)煤大國。煤炭在我國一次能源消費(fèi)中占 76%，隨著我國經(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

3、，我國以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)特征在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)改變。因此，近年來國家和企業(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)山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 1 -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煤礦防滅火技術(shù)裝備水平。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司為兼并重組整合礦井，批準(zhǔn)開采4#-10#煤層，其中4#煤層現(xiàn)已采完。設(shè)計(jì)開采5上#、6#煤層，生產(chǎn)能力為0.90Mt/a。根據(jù)山西煤炭工業(yè)局綜合測試中心20

4、11年7月對(duì)該礦5上#、6#煤層井下采樣的煤自燃傾向性鑒定，結(jié)果表明該礦開采的5上#、6#煤層自燃傾向性等級(jí)為I級(jí)，屬容易自燃煤層。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第二百三十二條和國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(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，山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(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5上#、6#、10#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，編制山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限

5、公司礦井防滅火專項(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)一、設(shè)計(jì)的依據(jù)1、2010 年 10 月江蘇省第一工業(yè)設(shè)計(jì)院有限公司編制的山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) ；2、山西省煤炭工業(yè)廳晉煤辦基發(fā)201176 號(hào)關(guān)于山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(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、2011 年 1 月江蘇省第一工業(yè)設(shè)計(jì)院有限公司編制的山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)安全專篇 ；4、山西煤礦安全監(jiān)察局文件晉煤監(jiān)安一字201196 號(hào)關(guān)于山西中山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井

6、防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 2 -陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)安全專篇的批復(fù) ；5、 煤礦安全規(guī)程 ，2011 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、 國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(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

7、體優(yōu)選方法 ，AQ/T1019-2006；12、 煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測系統(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

8、-1997；21、 國家和地方政府有關(guān)煤炭工業(yè)生產(chǎn)的法律、法規(guī)、技術(shù)政策等；山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 3 -22、煤自燃傾向性鑒定報(bào)告二、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想二、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想此次礦井防滅火專項(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)格遵循國家相關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定，根據(jù)蘇村煤業(yè)煤層賦存狀況、開拓開采工藝和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，認(rèn)真分析礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)過程中可能引起火災(zāi)的各種因素，結(jié)合目前國內(nèi)外礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，借鑒國內(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)

9、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)容三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容蘇村煤業(yè)批采 4#-10#煤層，其中 4 煤層已采完 5上#、6#煤層自燃傾向性等級(jí)屬 I 級(jí)，為容易自燃煤層。因此本次“礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)”只針對(duì) 5上#、6#煤層進(jìn)行設(shè)計(jì)和編制。本設(shè)計(jì)方案在分析 5上#、6#煤層地質(zhì)情況、開拓開采方式、礦井通風(fēng)狀況的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)了 5上#、6#煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)和分析了該礦 5上#、6#煤層自然發(fā)火的一般規(guī)律后，確定 5上#、6#煤層自燃火災(zāi)防治的重點(diǎn)，結(jié)合目前國內(nèi)外礦井火災(zāi)防治的技術(shù)現(xiàn)狀，優(yōu)選出 5上#、6#煤自燃標(biāo)

10、志性氣體，建立健全 5上#、6#煤自燃早期預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)，5上#、6#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、存在主要問題及建議四、存在主要問題及建議1、本設(shè)計(jì)是依據(jù)現(xiàn)有的礦井采區(qū)設(shè)計(jì)、巷道開拓情況及通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行的；山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 4 -2、由于沒有完全掌握該礦煤層自燃的特點(diǎn)和規(guī)律，建議在開采過程中，進(jìn)一步對(duì) 5上#、6#煤層防滅火資料進(jìn)行收集、整理，掌握 5上#、6#煤層自燃的特點(diǎn)和規(guī)律，建立一支技

11、術(shù)過硬的防滅火隊(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)蘇村煤業(yè)礦井防滅火技術(shù)需要。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 5 -1 1 礦井概況及安全條件礦井概況及安全條件1.11.1 井田概況井田概況1.1.11.1.1 位置及交通位置及交通 井田位于中陽縣城北 15km 處的蘇村附近，行政區(qū)劃隸屬于中陽縣蘇村鄉(xiāng)管轄。其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 1111111-1111325，北緯372314-372115。307 國道和孝（義）-柳（林）鐵路均從中陽縣

12、城通過，山西中陽華潤聯(lián)盛有限公司往西 4km 有三級(jí)公路與中陽縣和 307 國道相通，交通運(yùn)輸條件較為便利。1.1.21.1.2 地形地貌地形地貌該礦地處晉西黃土高原，屬呂梁山西側(cè)的中低山區(qū)，地貌類型以侵蝕的黃土梁、塬、峁為主，其次為沖溝，地面切割強(qiáng)烈，地形復(fù)雜。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)在井田東部山梁上，標(biāo)高為 1323m 左右，最低點(diǎn)在井田西部季節(jié)性河溝中，標(biāo)高為 1091.0m 左右，相對(duì)高差為 232m 左右。1.1.31.1.3 河流水系河流水系本區(qū)屬黃河流域的三川河水系。該礦內(nèi)無常年性河流，僅在雨季溝谷中有短暫洪水向西流入三川河支流南川河。1.1.41.1.4 氣象及地震氣象及地震1、氣象該礦地處

13、晉西北黃土高原，屬溫帶大陸性氣候，四季分明，晝夜溫差較大。其氣候特點(diǎn)是冬春干旱少雪多風(fēng)，夏秋溫和多雨，全年夏短冬長。據(jù)中陽縣氣象局多年觀測資料，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，冬季多西風(fēng)，夏季多西南風(fēng)，年平均風(fēng)速為 3.1m/s。最高氣溫 32.5，多出現(xiàn)在 7 月份，最低氣溫-21.7，多出現(xiàn)在 1 月份。全年無霜期 132 天，每年 11山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 6 -月底凍結(jié)，翌年月初解凍，最大凍土深度 0.70m，降水量為326.90811.50mm，大多集中在 78 月份，蒸發(fā)量為 1482-1941mm，蒸發(fā)量大于降水量。2、地震本區(qū)地

14、處呂梁地隆區(qū)，根據(jù)記載只受鄰區(qū)地震影響，如 1829 年 4 月離石（北緯 37.5，東經(jīng) 111.2）發(fā)生的 5.25 級(jí)地震和 1891 年 4 月17 日孝義、介休（北緯 37.1，東經(jīng) 111.9）發(fā)生的 5.75 級(jí)地震時(shí)區(qū)內(nèi)有感覺，表現(xiàn)為房響塵土落。依據(jù) GB18306-2001中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 ，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 0.05g，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為度。1.21.2 周邊煤礦開采情況周邊煤礦開采情況井田北部與山西中陽沈家峁煤業(yè)有限公司相接，西南部為山西鑫隆煤業(yè)有限公司。西部為山西離柳朱家店煤業(yè)有限公司，東部無礦。各礦井均開采 5上#、6#煤層，沒有發(fā)生過洪水淹沒礦井現(xiàn)象，生產(chǎn)

15、期間涌水量正常，井下未發(fā)生過透水事故。1.31.3 礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀蘇村礦井含可采煤層 4 層，自上而下煤層編號(hào)分別為 4#、5上#、6#、10#煤層，4#煤層已采完?，F(xiàn)礦井同時(shí)開采 5上#與 6#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 0.90Mt/a，礦井采用斜-立井混合開拓，現(xiàn)設(shè)有主斜井、副立井、和回風(fēng)立井。礦井 5上#、6#煤層礦建工程現(xiàn)已完成，各系統(tǒng)已形成，開采的 5上#、6#煤層首采工作面已安裝完畢，煤層平均厚度分別為 1.0m、1.58m，采用綜合機(jī)械化開采。目前礦井具備完善的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、供電、排水等生產(chǎn)系統(tǒng)。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限

16、公司 - 7 -主斜井井筒凈寬度 B=4.8.m，凈斷面 15.8 m2，傾角 22.519，斜長 527 m。裝備 1000mm 寬的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)一臺(tái)，鋪設(shè)檢修軌道（600mm 軌距，30kg/m 鋼軌） 、行人臺(tái)階、消防灑水管路、通訊及信號(hào)電纜等。主要承擔(dān)全礦井的煤炭提升任務(wù)及大型設(shè)備及綜采支架的升降。副立井主要承擔(dān)全礦井的小型設(shè)備、材料，矸石的提升及升降人員等輔助提升任務(wù)，是礦井的主要進(jìn)風(fēng)井和安全出口之一。 井筒凈直徑D=6.0m，凈斷面 28.3 m2，垂深 242.6m（已有工程） 。井筒內(nèi)裝備 1t 單繩單層兩車輕型罐籠。井筒內(nèi)另布置有梯子間，排水、壓風(fēng)、消防灑水管路、動(dòng)力電纜

17、、通訊信號(hào)電纜等。井下煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，6 號(hào)煤東翼大巷膠帶輸送機(jī) STJ1000/2185 可伸縮膠帶機(jī)，B=1000，Q=400t/h，L=1500m，=6，H=150m，V=2.5 m/s，雙滾筒雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)型號(hào) YB355M-4,2185kW，減速機(jī)型號(hào) M3RS80+1 風(fēng)扇，速比=25，液力偶合器調(diào)速控制，PVG1600 阻燃型織物芯膠帶；拉緊裝置設(shè)在頭部，采用電動(dòng)絞車自動(dòng)拉緊裝置。為方便設(shè)備檢修，機(jī)頭硐室設(shè)有 3t 起重梁和檢修絞車。南軌道大巷選 JWB-55BJ 無極繩絞車一部，牽引力 40/80kN，鋼絲繩速 1.27/0.5m/s，配套電動(dòng)機(jī)功率 55kW，

18、滾筒直徑 1000mm，鋼絲繩型號(hào)：22619167。礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，原副立井、新主斜井為進(jìn)風(fēng)井，原主井改為專用回風(fēng)井?；仫L(fēng)井用 FBCDZ1023/2160 型防爆軸流通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 電機(jī)功率：2160kW。 蘇村煤礦位于山西省中陽縣境內(nèi)，現(xiàn)礦井 35/10kV 變電所已建成使用，35kV 電源供電供電線路一路引自張子山 35kV 變電站 35kV 母線。另一路引自白草 110kV 變電站 35kV 母線。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 8 - 礦井在副立井井底車場附近建有主排水泵房，裝備 MD150301

19、0型耐磨水泵 3 臺(tái)，正常排水 1 臺(tái)工作，每天排水 16h，最大涌水量 2 臺(tái)同時(shí)工作，每天排水 10h，配用 YB2355M1-4 型防爆電動(dòng)機(jī)，220kW，660V，1480rmp，水泵運(yùn)行效率 76。排水管路：選用 1947無縫鋼管 2 趟，正常排水時(shí) 1 趟，最大涌水時(shí)用兩趟。礦井配備了完善的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、綜合防塵系統(tǒng)、消防灑水系統(tǒng)，運(yùn)行狀況良好。1.41.4 礦井地質(zhì)礦井地質(zhì)1.4.11.4.1 地層地層 本井田位于河?xùn)|煤田中部，金春喬家灣精查勘探區(qū)北段和沈家峁煤礦擴(kuò)建勘探區(qū)內(nèi)。區(qū)域地層自東而西由老至新為：太古界、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、新生界上第三系及第四系地層

20、。區(qū)域內(nèi)主要地層為石炭系和二疊系，以中奧陶系地層為基底。蘇村煤礦位于河?xùn)|煤田中部離石礦區(qū)境內(nèi)，井田內(nèi)地表幾乎全為上第三系上新統(tǒng)（N2）,第四系中、上更新統(tǒng)（Q2+3） ，全新統(tǒng)（Q4）所覆蓋，僅在較大的溝谷有零星的二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1X）出露?，F(xiàn)根據(jù)區(qū)域資料，結(jié)合井田內(nèi)鉆孔揭露的資料，由老至新綜述如下。1.4.21.4.2 井田構(gòu)造井田構(gòu)造井田構(gòu)造簡單，基本上為一單斜，整體上巖層走向呈南-北向，傾向西，只有在井田北東角地層走向呈北東-南西向，傾向西北，傾角一般38，局部達(dá) 15左右，并伴有小型向背斜構(gòu)造。1、含煤性井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。其中：太原組地層平

21、均厚度 84.36m，煤層總厚 8.80m，含煤系數(shù) 10.43%，山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 9 -主要含煤 5 層，自上而下編號(hào)為 6、7、8、10、11 號(hào)煤層，其中 6、10號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，其余均為不可采煤層，山西組地層平均厚度 70.71m，煤層總厚 3.18m，含煤系數(shù) 4.49%，其中 4 號(hào)煤層為較穩(wěn)定的局部可采煤層，5上號(hào)煤層屬穩(wěn)定的大部可采煤層。其余煤層均為不可采煤層。2、可采煤層1)4 號(hào)煤層位于山西組中下部，下距 5上號(hào)煤層 10m 左右。 井田內(nèi)該煤層厚度0.181.89m，平均 0.93m，不含夾矸。

22、該煤層層位較穩(wěn)定，井田中部的120 孔未達(dá)可采厚度，僅 0.18m。該孔以西井田外 117、118 孔僅見炭質(zhì)泥巖。煤層頂板：巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、局部為中細(xì)粒砂巖，巖性致密較硬，為二類巖石；底板：巖性多為砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖、粉砂巖，質(zhì)軟。為一類巖石。該煤層為結(jié)構(gòu)簡單、層位較穩(wěn)定的局部可采煤層。2)5上號(hào)煤層位于山西組下部，下距 6 號(hào)煤層 14m 左右。煤層厚 0.481.40m，平均厚 1.00m，為層位穩(wěn)定、厚度也較穩(wěn)定的大部可采煤層，井田內(nèi)只有120 號(hào)鉆孔不達(dá)可采厚度（厚 0.48m） 。煤層頂板頂板：巖性砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖，質(zhì)軟，為二類巖石；底板：巖性多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，質(zhì)軟。

23、為一類巖石。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的大部可采煤層。3)6 號(hào)煤層位于太原組頂部，L5灰?guī)r多為其直接頂板，下距 K2灰?guī)r 36m。井田內(nèi)該煤層厚度 1.201.95m，平均 1.58m，一般含有 12 層夾矸，夾矸厚度 0.130.30m。煤層偽頂為泥巖或粉砂巖，為一類巖石；直接頂為 L5山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 10 -石灰?guī)r，為四類巖石；底板多為砂質(zhì)泥巖細(xì)砂巖，巖性較致密堅(jiān)硬。為二類巖石。該煤層為層位、厚度穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。4)10 號(hào)煤層位于太原組中段底部，上距 6 號(hào)煤層 31.7044.20m，平均 35.75m為本組的一層主

24、要可采煤層。井田內(nèi)煤層厚 4.256.96m，平均 6.11m。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含夾矸 24 層，夾矸厚度為 0.060.55m。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，局部為泥巖，為二類一類巖石；底板巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖，質(zhì)軟。為一類巖石。該煤層為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。根據(jù)金春喬家灣精查勘探區(qū)和周邊鉆孔及生產(chǎn)礦井資料，結(jié)合煤礦生產(chǎn)揭露情況，井田內(nèi)可采煤層情況見表 1-4-1。表表 1-4-11-4-1 可可 采采 煤煤 層層 特特 征征 表表煤層編號(hào)見煤點(diǎn)厚度最小最大平均(m)煤層結(jié)構(gòu)（夾矸層數(shù)）煤層間距最小最大平均(m)頂板巖性底板巖性穩(wěn)定性可采性40.181.890.93簡單（0）砂質(zhì)泥巖砂巖、礦質(zhì)泥

25、巖較穩(wěn)定 局部可采9.1811.2710.155上0.481.401.00簡單（0）泥巖、細(xì)砂巖泥巖、細(xì)砂巖穩(wěn)定 大部可采12.5016.3014.4061.201.951.58較簡單（1-2）石灰?guī)r、泥巖細(xì)砂巖穩(wěn)定全井田可采104.256.966.11復(fù)雜（2-4）31.7044.2035.75砂質(zhì)泥巖、砂巖粉砂巖、砂質(zhì)泥巖穩(wěn)定全井田可采本井田內(nèi)基本上均為黃土覆蓋，只偶見基巖出露，根據(jù)鉆探工程推測，井田內(nèi)資源儲(chǔ)量估算煤層，不存在煤的風(fēng)化和氧化。1.4.41.4.4 煤質(zhì)及煤的用途煤質(zhì)及煤的用途1、煤質(zhì)特征井田內(nèi)各煤層的物理性質(zhì)基本相同，顏色為黑色、黑灰色、條痕為山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公

26、司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 11 -褐黑色，玻璃光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷口呈參差狀、不規(guī)則狀，硬度中等。根據(jù)本區(qū)以往工作成果，4、5上 、6 號(hào)煤層煤層煤屬中變質(zhì)煙煤 IV2 階段，10 號(hào)煤層煤屬 V2 階段。井田內(nèi) 4 號(hào)煤原煤為中灰，均以外灰為主，經(jīng)氯化鋅重液降灰后，浮煤為特低灰；硫分以特低低硫?yàn)橹鳌偬氐突业突摇⑻氐土蛑辛蚍?、特高熱值之焦煤。井田?nèi) 5上號(hào)煤層屬低灰、低硫-中低硫、特高熱值之焦煤。井田內(nèi) 6 號(hào)煤原煤為中灰，均以外灰為主，經(jīng)氯化鋅重液降灰后，浮煤為特低灰低灰；6 號(hào)煤以低中等揮發(fā)分煤為主；原煤硫分以從中硫至中高硫，浮煤以中硫?yàn)橹?。屬低灰中灰、?/p>

27、高硫、特高熱值之焦煤。井田內(nèi) 10 號(hào)煤原煤均為低灰中灰，均以外灰為主，經(jīng)氯化鋅重液降灰后，浮煤為低灰；原煤硫分以中硫?yàn)橹?，中高硫次之，浮煤以中硫?yàn)橹鳌俚突?、低硫中硫、高熱值之瘦煤?、煤類及工業(yè)用途各煤層煤類依據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5747-86） 劃分，劃分指標(biāo)為精煤干燥無灰基揮發(fā)份（Vdaf） 、粘結(jié)指數(shù)（GR.I） 、膠質(zhì)層最大厚度（Y）.經(jīng)依據(jù)上述分類指標(biāo)進(jìn)行劃分，井田內(nèi) 4 號(hào)、5上、6 號(hào)煤層煤類為焦煤，10 號(hào)煤層煤類為瘦煤。1.51.5 安全條件安全條件1.5.11.5.1 礦井瓦斯礦井瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳晉煤瓦發(fā)20121703 號(hào)關(guān)于呂梁市 2012 年度礦井

28、瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)文件，本礦瓦斯絕山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 12 -對(duì)涌出量為 1.46m3/min，批復(fù)為瓦斯礦井。1.5.21.5.2 煤塵爆炸性煤塵爆炸性2011 年 7 月 20 日由中心對(duì)蘇村煤業(yè)有限公司井下 5 號(hào)、6 號(hào)煤層井下采樣檢驗(yàn)結(jié)果如下：5 號(hào)煤火焰長度 230mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量 75%，煤塵具爆炸性。6 號(hào)煤火焰長度 240mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量 75%，煤塵具爆炸性。1.5.31.5.3 煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性2011 年 7 月 15 日由中心對(duì)蘇村煤業(yè)有限公司井

29、下 5 號(hào)、6 號(hào)煤層井下采樣檢驗(yàn)結(jié)果如下：5 號(hào)煤層吸氧量 0.78m3/g，自燃傾向性等級(jí)為 I 類，為容易自燃煤層。6 號(hào)煤層吸氧量 0.73m3/g，自燃傾向性等級(jí)為 I 類，為容易自燃煤層。1.5.41.5.4 地溫和地壓地溫和地壓在井下未發(fā)現(xiàn)有地壓和地溫異?，F(xiàn)象。本井田應(yīng)屬地溫和地壓正常區(qū)。在生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)注意遇見隱伏斷層，遇到斷層時(shí)應(yīng)留足保安煤柱，確保安全。1.61.6 礦井開拓開采礦井開拓開采1.6.11.6.1 井田境界井田境界山西省國土資源廳給山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司頒發(fā)了山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 13 -采礦

30、許可證 ，證號(hào)：C1400002010051220064162。兼并重組后的山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司，井田面積為 6.1001km2，新增面積0.6576 km2，批采 4#10#煤層，生產(chǎn)能力 90 萬 t/a。井田南北寬3.35km，東西長3.181km，為一不規(guī)則形狀，面積6.1001km2 ,批準(zhǔn)開采4#10#煤層，開采深度 +1130m+778m 標(biāo)高。 1.6.21.6.2 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井工作制度、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

31、田煤層賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造、開采技術(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 0.90Mt/a3、服務(wù)年限按礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 0.90Mt/a，儲(chǔ)量備用系數(shù) 1.4 計(jì)算，礦井服務(wù)年限為 33a。1.6.31.6.3 井筒設(shè)置井筒設(shè)置主斜井:布置膠帶輸送機(jī)并鋪設(shè)軌道，主要承擔(dān)全礦井的煤炭提升任務(wù)及大型設(shè)備及綜采支架的升降。井筒凈寬度 B=4.8.m，凈斷面 15.8 m2，傾角 22.519，斜長 527 m。裝備 1000mm 寬的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)一臺(tái)，鋪設(shè)檢修軌道（600mm 軌距，30kg/m 鋼軌） 、行人臺(tái)階、消防灑水管路、通訊及信號(hào)電纜等。副立井:主要承擔(dān)全礦

32、井的小型設(shè)備、材料，矸石的提升及升降人員等輔助提升任務(wù)，是礦井的主要進(jìn)風(fēng)井和安全出口之一。 井筒凈直徑 D=6.0m，凈斷面 28.3 m2，垂深 242.6m。井筒內(nèi)裝備 1t單繩單層兩車輕型罐籠。井筒內(nèi)另布置有梯子間，排水、壓風(fēng)、消防灑山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 14 -水管路、動(dòng)力電纜、通訊信號(hào)電纜等?；仫L(fēng)立井:主要承擔(dān)全礦井的回風(fēng)任務(wù)。井筒凈直徑 D=5m，凈斷面 19.6 m2，垂直深度 242.6m。井筒內(nèi)布置有黃泥灌漿管路。1.6.41.6.4 水平的劃分及標(biāo)高水平的劃分及標(biāo)高整合后礦井開采的煤層垂高不足 300m，煤層傾角

33、在 313，4 號(hào)煤層已采完，僅余 5、6 號(hào)煤及 10 號(hào)煤，煤層間距在 13、34m 左右，單水平上、下山采區(qū)（盤區(qū)）布置可開拓全井田的煤層。由于原照陽煤礦已建 880m 水平的運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸及回風(fēng)大巷，經(jīng)分析該水平基本合理，為充分利用已有工程量，整合后的水平標(biāo)高仍設(shè)在 880m 水平，采用上下山布置可完成 5、6 號(hào)與 10 號(hào)煤的開采。1.6.51.6.5 采區(qū)劃分及開采順序采區(qū)劃分及開采順序1、煤層開采順序5、6 號(hào)煤層間距 14.4m,6 號(hào)煤層平均厚度 1.58m；6 號(hào)煤層與 10 號(hào)煤層間距 35.75m 左右，而 10 號(hào)煤層平均厚度 6.11m，采用放頂煤開采工藝，開采

34、10 煤時(shí)冒落帶及裂隙帶的高度已破壞 6 號(hào)煤層的連續(xù)性。同樣，6 號(hào)煤層開采時(shí)也破壞了 5 號(hào)煤層的連續(xù)性。因此，本井田不具備上行開采的條件，只能采用下行式開采，即先采 5 號(hào)煤層、6 號(hào)煤層，再采 10號(hào)煤層。即當(dāng) 5、6 號(hào)煤層采區(qū)采完后，再開采 10 號(hào)煤層采區(qū)。2、采區(qū)劃分和配采關(guān)系(1)采區(qū)劃分原則 本井田為綜合機(jī)械化采煤礦井，機(jī)械化程度高，而井田可采范圍面積較小，結(jié)合整合礦井特點(diǎn)及區(qū)內(nèi)各煤層間距、煤的種類條件，設(shè)計(jì)在采區(qū)劃分上主要考慮以下原則：本井田的煤層為近水平煤層，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件均較簡單，山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司

35、- 15 -原礦井基建及生產(chǎn)中僅發(fā)現(xiàn)數(shù)條小斷層。因此，采區(qū)劃分基本上不受地質(zhì)條件及大巷布置的影響，故應(yīng)結(jié)合工作面的生產(chǎn)能力，適當(dāng)加大采區(qū)尺寸，增加采區(qū)服務(wù)年限。由于現(xiàn)可采煤層僅 5、6、10 號(hào)煤層，而煤層的牌號(hào)不同，5、6 號(hào)煤為焦煤，10 號(hào)煤為瘦煤，其用途不同，需要考慮分裝分運(yùn)問題。5、6號(hào)煤厚間距小，煤質(zhì)相同，采用聯(lián)合布置開采。而 6 號(hào)煤層距 10 號(hào)煤層距離遠(yuǎn)，且煤質(zhì)不同，而 10 煤厚度大，宜單層開采。(2)采區(qū)劃分 根據(jù)以上原則，結(jié)合煤層賦存特征、壓茬關(guān)系及大巷布置，全井田共劃分六個(gè)釆區(qū)。其中：5、6 號(hào)煤層三個(gè)采區(qū)，10 號(hào)煤層三個(gè)采區(qū)。以南大巷為界，往西至井田邊界為二采區(qū)，

36、往東至井田邊界為三采區(qū)，以東大巷為界，往南至井田邊界為一采區(qū)。(3)采區(qū)接續(xù)順序采區(qū)接續(xù)順序?yàn)?5、6 號(hào)煤層一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)10 號(hào)煤層一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)。 1.6.61.6.6 采煤方法采煤方法1、5上號(hào)煤層5上號(hào)煤層厚度 0.481.10m，平均 1.00m，為層位穩(wěn)定、厚度也較穩(wěn)定的大部可采煤層。根據(jù) 5上號(hào)煤層的厚度、穩(wěn)定性及頂、底板條件，可供選擇的采煤工藝有炮采、普采和薄煤層綜采三種工藝。經(jīng)分析，炮采和普采工藝生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作面產(chǎn)量低，與礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力差距較大。而薄煤層綜采生產(chǎn)效率較前兩種工藝高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較小，安全系數(shù)高，工作面推進(jìn)速度快，產(chǎn)量較高。山西

37、中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 16 -為了高效率的提高工作面產(chǎn)量和推進(jìn)度，薄煤層綜采工藝優(yōu)點(diǎn)較明顯，故采用此采煤工藝。2、6 號(hào)煤層6 號(hào)煤層厚度 1.201.95m，平均 1.58m，一般含有 12 層夾矸，夾矸厚度 0.130.30m，該煤層為層位、厚度穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。 根據(jù) 6 號(hào)煤煤厚可供選擇的采煤工藝同 5上號(hào)煤采煤工藝。采煤工藝同樣采用綜采工藝。3、10 號(hào)煤層10 號(hào)煤層位于太原組中段底部，為本組的一層主要開采煤層，井田內(nèi)煤層厚度 4.256.96m，平均厚度 6.11m。因此，設(shè)計(jì)推薦 10 煤采用一次采全高綜采放頂煤工藝。

38、采高 2.2m，放煤高度 3.91m，采放比 1：1.78。1.6.71.6.7 工作面生產(chǎn)能力工作面生產(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)，布置兩個(gè)綜采工作面，生產(chǎn)能力為 0.90Mt/a。5上煤層：采高 M=1.0m，工作面長度 L=120m，年工作日 330d，日生產(chǎn)三班，煤的容重 r=1.45t/m3,每班四刀，日進(jìn) 8 刀，采煤機(jī)截深 0.8m，工作面回采率 0.97，正規(guī)循環(huán)率 0.85，年推進(jìn)度為 2112m。6 煤層：采高 M=1.58m，工作面長度 L=150m，年工作日 330d，日生產(chǎn)三班，煤的容重 r=1.41t/m3,每班三刀，日進(jìn) 8 刀，采煤機(jī)截深 0.8m，工

39、作面回采率0.95，正規(guī)循環(huán)率 0.85，年推進(jìn)度為 2112m。1.6.81.6.8 礦井通風(fēng)礦井通風(fēng)本礦井為低瓦斯礦井，根據(jù)井田地質(zhì)條件、開采范圍及開拓方式，礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，原主立井、副立井、新主斜井為進(jìn)風(fēng)井，原回風(fēng)立井仍為專用回風(fēng)井。礦井通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 17 -井下采區(qū)變電所、采區(qū)機(jī)電硐室、爆破材料發(fā)放硐室采用獨(dú)立通風(fēng)，井下消防材料庫、主變電所、主排水泵房等硐室利用主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)。 礦井總風(fēng)量為 88 m3/s。礦井主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)前期（困難時(shí)期）最大通風(fēng)阻力路線的摩擦阻力為 1

40、214Pa，后期（容易時(shí)期）最大通風(fēng)阻力路線的摩擦阻力為 728Pa。改擴(kuò)建礦井局部通風(fēng)阻力按摩擦阻力的15%計(jì)算,則前期（困難時(shí)期）礦井總負(fù)壓為 1396Pa，后期（容易時(shí)期）礦井總負(fù)壓為 938Pa。 礦井前、后期等積孔值為2.80m2、2.96m2，說明礦井前、后期均為通風(fēng)容易礦井。 山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 18 -2 2 礦井礦井自燃風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及自燃風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案2.12.1 蘇村煤業(yè)內(nèi)因火災(zāi)（自燃火災(zāi)）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)蘇村煤業(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)過程，可以定義為：煤在低溫環(huán)境

41、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，這樣的現(xiàn)象和過程稱之為煤的自燃（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、開采設(shè)計(jì)、安全專篇及現(xiàn)場實(shí)際情況對(duì)礦井在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的煤層自燃災(zāi)害進(jìn)行分析，蘇村煤業(yè) 5上#、6#煤層在開采過程中存在自燃危險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在

42、：1、礦井開采的 5上#、6#煤層自燃傾向性等級(jí)為 I 級(jí)，屬容易自燃煤層，自然發(fā)火較嚴(yán)重；2、礦井開采的 5上#、6#煤層為薄、中厚煤層，平均為1.00m、1.58m，在長期礦壓作用下，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、井田內(nèi) 5上號(hào)煤層屬低灰、低硫-中低硫、特高熱值之焦煤，6 號(hào)煤以低中等揮發(fā)分煤為主；原煤硫分以從中硫至中高硫，浮煤以中硫?yàn)橹?。屬低灰中灰、中高硫、特高熱值之焦煤。煤層為容易自燃。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)

43、有限公司 - 19 -4、經(jīng)計(jì)算，開采 6#煤層時(shí)形成的最大導(dǎo)水裂隙帶為 45.4m，可溝通西組地層中的大部分含水層,產(chǎn)生水力聯(lián)系，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，保證開機(jī)率外，還需采取切實(shí)有效的防滅火措施。2.22.2 礦井防滅火礦井防滅火技術(shù)簡介技術(shù)簡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)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

44、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)?、二氧化碳?.降低氧氣濃度，惰化火區(qū)；2.抑爆；3.對(duì)井下設(shè)

45、備無腐蝕；4.擴(kuò)散性好，可充滿整個(gè)注入?yún)^(qū)域；1.注入的氣體易隨漏風(fēng)擴(kuò)散，難以長期滯留在注入?yún)^(qū)域；2.降溫效果差，滅火周期長；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)間長膠體會(huì)開裂；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)。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 20 -惰性氣體泡沫技術(shù)氮?dú)馀菽?、二氧化碳泡沫?.避免“拉溝”現(xiàn)象；2.水能均勻分布；

46、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。2.32.3 蘇村煤業(yè)自燃防治蘇村煤業(yè)自燃防治技術(shù)對(duì)策技術(shù)對(duì)策根據(jù)目前常用防滅火技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合蘇村煤業(yè)開采煤層的自燃特性、地質(zhì)條件、開拓條件、開采方法、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)采用以灌漿為主、噴灑阻化劑、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)測預(yù)報(bào)制

47、度及監(jiān)測監(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)。2.3.12.3.1 煤自燃早期預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)煤自燃早期預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)煤礦安全規(guī)程第二百四十一條規(guī)定：開采容易自燃和自燃煤層時(shí)，在采區(qū)開采設(shè)計(jì)中，必須明確選定自然發(fā)火觀測站或觀測點(diǎn)的位置并建立監(jiān)測系統(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)測預(yù)報(bào)制度。所有檢測分析結(jié)果必須記錄在專用的防火記錄薄內(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)測系統(tǒng)和預(yù)測預(yù)報(bào)制度，即束管監(jiān)測系統(tǒng)。2.3.22.3.2 灌漿防滅火技術(shù)灌漿防滅火技術(shù)灌漿防滅火技

48、術(shù)已在我國有自然發(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)阻山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 21 -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：開采容易自燃煤層或采用放頂煤開采自燃煤層的礦井，必須設(shè)計(jì)以灌漿為主的兩種以上綜合防滅火措施。由于蘇村煤業(yè)開采的5上#、6#煤層屬容易自燃煤層，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。2.3.32.3.3 阻化劑防滅火技術(shù)阻化劑防

49、滅火技術(shù)考慮到阻化劑防火效果較好，來源廣泛，使用方便，防火成本低等因素，設(shè)計(jì)采用阻化劑作為日常防滅火技術(shù)。2.3.42.3.4 注氮防滅火技術(shù)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，選用注氮作為輔助防滅火技術(shù)措施。2.42.4 蘇村煤業(yè)礦井防滅火設(shè)計(jì)總體蘇村煤業(yè)礦井防滅火設(shè)計(jì)總體方案方案1、采集開采煤層煤樣進(jìn)行煤自燃標(biāo)志氣體測試，優(yōu)選出5上#、6#煤層自然發(fā)火的標(biāo)志氣體，并根據(jù)礦井不同自燃監(jiān)測點(diǎn)要求建立和完善煤層自燃監(jiān)測方法和手段，強(qiáng)化煤層自然發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報(bào)工作，及時(shí)測定氣體、溫度的變

50、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)煤層自然發(fā)火進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)，防患于未“燃” 。2、工作面正常回采期間主要針對(duì)回采工作面采空區(qū)遺煤自燃為重點(diǎn)，以預(yù)防性灌漿為主，噴灑阻化劑和注氮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)，灌漿站為三班灌漿；阻化劑每天在檢修班期間噴灑一次；并進(jìn)行間斷性注氮防止采空區(qū)自燃。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 22 -3、當(dāng)出現(xiàn)停產(chǎn)、CO 超限等異常情況，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)

51、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。山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 23 -3 3 煤自燃煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)測預(yù)報(bào)監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)測預(yù)報(bào)制度制度煤礦安全規(guī)程第二百四十一條規(guī)定：開采容易自燃和自燃煤層時(shí)，在采區(qū)開采設(shè)計(jì)中，必須明確選定自然發(fā)火觀測站或觀測點(diǎn)的位置并建立監(jiān)測系統(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)測預(yù)報(bào)制度。所有檢測分析結(jié)果必須記錄在專用的防火記錄薄內(nèi)，并定期檢查、分析整理，發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超

52、過或達(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(bào)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(duì)蘇村煤業(yè)開采煤層自燃火災(zāi)的預(yù)報(bào)以標(biāo)志氣體分析法為主，測溫法為輔。3.13.1 煤自燃監(jiān)測系

53、統(tǒng)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測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)測系統(tǒng)就是對(duì)井下煤層自燃監(jiān)測點(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，判斷山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 24 -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)測預(yù)報(bào)，采取措施進(jìn)行處理。3.1.13.1.1 煤層自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置煤

54、層自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置觀測點(diǎn)分為固定點(diǎn)、移動(dòng)點(diǎn)和臨時(shí)觀測點(diǎn)，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(diǎn)，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(kuò)大或縮小的地點(diǎn)。根據(jù)蘇村煤業(yè)井下的實(shí)際情況，自燃發(fā)火觀測點(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、5上#、6#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)火觀測點(diǎn)、密閉觀測孔、封閉火區(qū)防火墻柵欄外等。3.1.23.1.2 煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)煤層自燃

55、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 KJ90NA 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)巷和山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司

56、 - 25 -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；采煤工作面 CO 傳感器的設(shè)置如圖所示。圖圖 3-1-13-1-1 采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置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。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 以內(nèi)的上幫；采煤工作面

57、溫度傳感器設(shè)置如圖所示。圖圖 3-1-23-1-2 采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 26 -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(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

58、析化驗(yàn)的地面實(shí)驗(yàn)室。束管監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的束管監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)處理單元放置于地面監(jiān)測監(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。束管主管由監(jiān)測站引出經(jīng)副立井敷設(shè)至井下，再經(jīng)回風(fēng)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)測地點(diǎn)相連接。測點(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）濃度超過規(guī)程規(guī)定時(shí)，

59、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，且不能檢測氫氣、重復(fù)性差、分析時(shí)間長等缺點(diǎn)，山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦工程設(shè)計(jì)有限公司 - 27 -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)測預(yù)報(bào)及火災(zāi)治理

60、過程中火災(zāi)信息的連續(xù)檢測。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) 13.八路控制開關(guān) 14.氣體采樣口 15.出水口。圖圖 3-1-33-1-3 采樣系統(tǒng)連接圖采樣系統(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；山西中陽華潤聯(lián)盛蘇村煤業(yè)有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)山西源通煤礦