礦井采空區(qū)防治水方案及安全技術措施實用文檔

礦井采空區(qū)防治水方案及安全技術措施實用文檔(實用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

礦井采空區(qū)防治水方案及安全技術措施礦井采空區(qū)防治水方案及安全技術措施實用文檔(實用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）為進一步加強煤礦防治水工作，有效防止水害事故發(fā)生，結合我礦實際，特制定本礦井采空區(qū)防治水方案及安全技術措施.礦井概況海灣煤礦位于陜北侏羅紀煤田神北礦區(qū)海灣井田內(nèi).井田內(nèi)除海灣煤礦外，還有內(nèi)蒙古伊泰集團神木二道峁煤礦（已關閉）、神木縣孫家岔鎮(zhèn)陽崖煤礦、神木縣孫家岔后塔煤礦（已關閉）、神木縣孫家岔鎮(zhèn)大灣煤礦、神府經(jīng)濟開發(fā)區(qū)王才伙盤煤礦等國有、地方小煤礦（見礦權設置示意圖）二、礦井及周邊老窯水分布狀況海灣煤礦2021年6月前，主要開采5—2煤層，2021年6月后計劃開采4—2煤層，目前處于4—2煤層的開采階段.但是井田范圍內(nèi)及其周邊生產(chǎn)小礦12個，主要開采的煤層以2—2煤層、3-1煤層、4-2煤層、5-2煤層（表1-1、圖1—2），經(jīng)長期的開采已經(jīng)形成大面積的老空區(qū).3—1煤層、4—2煤層、5—2煤層采空區(qū)基本上已經(jīng)大面積積水，積水深度一般在0。4~0.7m左右。表1—1海灣井田及其周邊小礦開采煤層統(tǒng)計表井田名稱主采煤層井田名稱主采煤層海灣煤礦三號井2—2煤后塔煤礦4—2煤林海煤礦3-1煤大灣煤礦4-2煤陽崖煤礦3-1煤哈特兔煤礦4-2煤二道峁煤礦3-1煤三道峁煤礦5—2煤海灣煤礦二號井3-1煤神廣煤礦5-2煤王才伙盤煤礦3-1煤燕家塔煤礦5-2煤5-2煤層采(老）空區(qū)，井田范圍內(nèi)自身開采的采空區(qū)主要位于井田南部，周邊小礦開采的范圍主要位于井田東南部以外的三道峁、燕家塔和神廣煤礦井田范圍內(nèi),總積水面積2647244.40m2，總積水量178846.88～312982。04m3（表1—2、圖1—3)。表1—2海灣井田及其周邊小礦5-2煤層采(老）空區(qū)積水統(tǒng)計表井田名稱積水面積(m2）積水深度(m)積水量（m3）最小值最大值最小值最大值三道峁煤礦427440.490。400.70170976.20299208。34燕家塔煤礦447117.210。400.70159711。07279494.37神廣煤礦233574.060.400.7093429。62163501.84海灣一井1539112.640。400.70615645.061077378.85總計2647244.400.400。70178846.88312982。04圖1—3海灣井田及其周邊小礦5—2煤層采（老)空區(qū)積水范圍示意圖4—2煤層老空區(qū)積水主要位于哈特兔、大灣和后塔煤礦井田范圍內(nèi)，總積水面積1395421.38m2，總積水量558168.55～976794.97m3（表1-4、圖1—4)。表1-4海灣井田內(nèi)4-2煤層采空區(qū)積水統(tǒng)計表井田名稱積水面積(m2)積水深度（m）積水量（m3）最小值最大值最小值最大值后塔757023.440.400.70302809.38529916。41大灣煤礦500855。840。400.70200342。34350599.09哈特兔煤礦137542。100.400。7055016.8496279.47總計1395421。380.400。70558168.55976794。97圖1-4海灣井田內(nèi)4-2煤層采空區(qū)積水范圍示意圖3-1煤層老空區(qū)積水主要位于林海、陽崖、二道峁、王才伙盤和海二號井煤礦井田范圍內(nèi),總積水面積3586277.74m2，總積水量1434511。10～2510394.42m3(表1—5、圖1-5）.表1—5海灣井田內(nèi)3—1煤層采空區(qū)積水統(tǒng)計表井田名稱積水面積（m2）積水深度（m）積水量(m3）最小值最大值最小值最大值林海煤礦211168。500。400.7084467.40147817.95陽崖煤礦602329.630。400。70240931。85421630。74二道峁煤礦955453.070.400.70382181.23668817.15王才伙盤煤礦1504060。280.400。70601624。111052842。20海灣煤礦二號井313266。250.400.70125306.50219286。38總和3586277。740。400。701434511。102510394.42圖1—5海灣井田內(nèi)3-1煤層采空區(qū)積水范圍示意圖總的來說，海灣煤礦井田范圍及其周邊小礦開采3—1煤層、4—2煤層、5-2煤層形成的采（老）空區(qū)位置相對清楚，積水情況根據(jù)調查和計算，總積水量最小2171526。529m3，最大3800171.426m3,積水面積7628943。516m2.未來三年內(nèi)影響海灣煤礦采掘范圍主要位于東南部，影響4—2煤層開采的采空區(qū)主要是二道峁煤礦開采3—1煤層形成的積水區(qū)，積水位置、積水范圍和積水量相對比較清楚，但是采掘過程必須加強對采空區(qū)積水的探放工作,已確保礦井安全生產(chǎn)。三、防治水方案1、精心組織,為了加強防治水工作管理,確保礦工生命安全和正常施工，特成立海灣煤礦防治水機構。2、我礦現(xiàn)已配備了ZDY—650型煤礦用全液壓坑道鉆機，中央水泵房容量1000m3，排水泵三臺。3、建立完善礦井疏水、防水及排水系統(tǒng).4、對礦井采空區(qū)積水做詳細調查，將積水范圍、積水量、積水標高做詳細分析,預測并標注在礦井采掘工程平面圖及井上下對照圖上。以指導礦井實際防治水工作。5、雨季到來前,必須對防治水工作進行全面檢查，完善各相關設施,配備足夠的排水設備，儲備足夠的防洪搶險物資。四、防治水措施在井田采空區(qū)域內(nèi)布置采掘作業(yè)時編制探放水設計，切實做好防治水工作。采用物探、鉆探明確采空區(qū)積水范圍、積水量、積水標高，確定積水線、警戒線、放水線，必須按《防治水規(guī)定》進行探放水。為了保證礦井的安全生產(chǎn)，并結合實際情況，按《防治水規(guī)定》留設采空區(qū)隔水煤柱.礦井必須定期收集、調查和核對采空區(qū)積水情況，掌握礦井采空區(qū)積水動態(tài)情況。礦井對采空區(qū)水進行動態(tài)觀測、水害預報，并制定相應的“探、防、堵、疏、排、截”綜合防治措施。井巷在掘進過程中必須先探后掘，掌握前方水文情況，若發(fā)現(xiàn)有水患時，應及時采取措施，待確認安全后才向前掘進，并將出水點位置標與井上下對照圖及采掘工程平面圖上。井巷揭露的主要出水點和地段，必須進行水溫、水量、水質等綜合觀測。采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突出預兆時，必須停止作業(yè),采取措施，立即報告調度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。井下和地面排水設施保證完好，水倉、水溝要及時清理，每年雨季前必須清理一次.每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查，成立防洪搶險隊伍，并儲備足夠的防洪搶險物資。對于巷道破碎和淋水段進行特別加強支護，并采取導水等措施以免淋水直接淋至電纜，巷道排水溝按規(guī)定設置并及時清理，巷道要保證排水坡度，對于巷道局部低洼積水段要設置潛水泵或泥漿泵及時排水.以后掘進的開拓、準備巷道，應根據(jù)井下地層情況盡量選擇穩(wěn)定、淋水小的巖層，盡量避免穿過斷層等構造帶。堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則，防治突發(fā)透水事故.防治采空區(qū)自燃發(fā)火設計方案及措施一、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綜采工作面預計2021年7月初結束回采。4202綜采工作面預計2021年7月上旬正式開始回采，預計2021年7月份底回采完畢.二、采空區(qū)發(fā)火重點預防區(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2021年7月份投產(chǎn)，計劃2021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)火設計方案(一）、概況：現(xiàn)我礦主采4#煤層,自燃等級Ⅱ級，屬自燃煤層，礦井采煤工作面采空區(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已在我國有自燃發(fā)火危險的礦井中得到普遍應用，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，同時能膠結頂板、降低采空區(qū)空隙率、增加漏風阻力。1、灌漿防滅火特點灌漿就是將水和漿材按適當?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，然后通過鉆孔或專門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。灌漿防滅火技術在我國具有自燃發(fā)火危險的礦井得到了普遍應用，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,設計采用灌漿防滅火技術。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。故綜放工作面在使用時應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：比重2.4~2.8，塑性指數(shù)9～14,膠體混合物25～30％，含砂量25～30%；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規(guī)范，MT/T702—1997》規(guī)定:對于預防性灌漿一般取3％～12％，滅火灌漿時系數(shù)相應加大.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整.2）土水比漿液的土水比是反映泥漿濃度的指標，是指泥漿中土與水的體積之比，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?！睹旱V注漿防滅火技術規(guī)范》（MT/T702-1997)規(guī)定：礦井防滅火注漿漿液的土水比應為1：2~1:5。在回采工作面灑漿防火時，土水比應為1:2～1：3。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，并在此基礎上根據(jù)實際效果進行調整。5、灌漿方法我國煤礦現(xiàn)在使用的預防性灌漿方法有:采前預灌、隨采隨灌和采后灌漿三種。采前預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，設計采用埋管灌漿、灑漿結合的采后灌漿方法。1）埋管灌漿采用埋管灌漿法，即在放頂前沿回風巷在采空區(qū)預先鋪好預埋灌漿管（10～20m的鋼絲纏繞管）,預埋管一端通采空區(qū)，一端接高壓膠管（長20~30m），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，從而使預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，埋管時應采取防護措施(如架設臨時木垛）553214678埋管灌漿示意圖1-預埋灌漿管（鋼絲纏繞管φ89）；2—高壓膠管（φ89)；3-灌漿管（鑄鐵管φ89）；4—回柱絞車;5—鋼絲繩；6—采空區(qū)；7-回風順槽;8—進風順槽2）灑漿當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束永久封閉后，采用密閉墻上插管灌漿法，即在工作面兩端的密閉墻上分別預設的措施孔，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。此時，密閉墻的強度應滿足注漿的要求，注漿時應派專人監(jiān)護，一旦發(fā)現(xiàn)有潰漿征兆時，應立即停止注漿.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30~40米灌漿一次，灌漿時間5小時，或當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，直至工作面恢復正?；夭?、自燃發(fā)火征兆消失并持續(xù)穩(wěn)定在3天以上后恢復正常灌漿。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。灌漿管路鋪設為：地面灌漿站→主斜井→4號煤集中軌道巷→4號煤軌道大巷→工作面回風順槽→工作面.線路總長度約2800m。管路鋪設時應避免“兩頭高中間低”的布置方式，并盡量減少拐彎，井下輸漿管路應緊靠底部鋪設，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.當高于該區(qū)的日常溫度時應分析原因，并采取相應的措施。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、回風巷、上隅角。2、預防堵管為了防止注漿時漿液堵管，除嚴格控制大顆粒漿材進入輸漿管路中，注漿結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置放水閥門,每次沖洗后,應將管內(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。當采用隨采隨注的預防性注漿方法時，特別是對于俯采工作面，如果管理不當則常常會出現(xiàn)泥漿漫溢到工作面而惡化工作面環(huán)境的情況。為此，注漿地點應距工作面有一定安全距離，一般為15～20m.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鍵的原始資料,是分析灌漿工作的基礎.(三）、阻化劑防滅火系統(tǒng)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，設計采用阻化劑作為綜放工作面日常防滅火技術。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用的礦井防滅火技術。它是將阻止煤炭氧化自燃的化學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，綜放工作面設計采用阻化劑作為日常防滅火技術。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、應采取防止阻化劑腐蝕機械設備、支架等金屬構件的措施。3、阻化劑的選擇在實際應用中，阻化劑還應該滿足以下要求：1、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;2、對人、設備及正常生產(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嚴格要求在1～2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,固體顆粒可對泵等產(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,對注液設備的防腐蝕性要求高；而工業(yè)CaCl2具有來源廣、供應穩(wěn)定、成本低，對井下設備和金屬構件腐蝕性小，對人體無害等優(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調整.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，從貯液池鋪設一趟管道到采煤工作面上下口。利用靜壓(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。3、移動式:儲液箱和阻化泵放置在采煤工作面的進風順槽中,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.考慮到永久式和半永久式噴灑壓注系統(tǒng)需建儲液池且鋪設管路較長，而移動式工藝簡單、施工快、投資小、機動性大。因此,西易黨新煤礦設計選用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隅角處設置霧化噴嘴,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)的風流將阻化劑溶液帶入采空區(qū)漏風之處，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。在綜放工作面進風順槽適當位置（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,用供水管路嚴格按比例加足清水，配成溶液攪拌均勻后，用專用阻化泵、輸液管路、專用霧化器從進風隅角架間送入采空區(qū)。77865432工作面1進風順槽7回風順槽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—支架正常回采期間采空區(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,或因地質原因，或因機電設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、阻化設備基本要求1、BH—40/2.5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，設備和人員運行不方便，難以運進較大設備的地點最為合適。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，設計選用WJ—24型煤礦用阻化劑噴射泵。2、其它配套設備選型如下：（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φ25mm高壓膠管（200m），支管選用φ13mm(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:設計在干管與支管中分別設置閥門,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、濕度和漏風量。2、必須建立汽霧阻化防火設備的操作規(guī)程、工種崗位責任制等規(guī)章制度。9、注意事項1、為保證阻化劑防滅火效果,必須嚴格按比例進行配制,確保阻化率達到設計要求,配制時對溶液先進行充分攪拌，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，應預先打開阻化劑噴槍開關，使阻化劑噴槍處于常開狀態(tài)。在各項準備工作完成后方可接通電源開關,由低壓力開始啟動阻化泵，待系統(tǒng)運轉正常后再把壓力調至所需壓力，開始正常噴灑霧化工作。每天工作結束前，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,欲停止工作時，必須先將調壓手柄扳到卸壓位置,待壓力降低后方可停機.每天工作結束后，必須關閉開關、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，或當工作面遇到復雜地質情況,推進度放慢時，要適當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，噴射工人需佩戴手套和雨衣，在噴灑過程應對機械設備及支架等金屬構件進行遮蓋或其它防護措施,噴灑完后應檢查看是否有液體濺到金屬構件上，若有應及時擦掉,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，應結合氣體監(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、濕度和漏風量。（四)、凝膠防滅火系統(tǒng)凝膠防滅火技術是近幾年發(fā)展起來的新型防滅火技術,該技術集堵漏、降溫、阻化、固結水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問題；技術工藝及設備與井下有限作業(yè)空間等實際條件的適應性,使該技術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之一。1、凝膠防滅火系統(tǒng)簡介凝膠防滅火技術是近幾年發(fā)展起來的新型防滅火技術，該技術集堵漏、降溫、阻化、固結水等性能于一體，較好地解決了灌漿、注水的泄漏流失問題;技術工藝及設備與井下有限作業(yè)空間等實際條件的適應性，使該技術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之一。該技術具有如下特點：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：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)復燃性低:高溫區(qū)內(nèi)只要有膠體滲透到的地點都不會復燃.因此，綜放工作面設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。設計比例：基料:促凝劑：水=10：4：86(重量比).3、注凝膠設備注膠設備：NJB—1-80型凝膠泵。該設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30～40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動自如。（4）檢查電器開關、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掉1~2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。。（2）膠料流量無級調節(jié)器(變速器)只能在泵運轉的情況下調節(jié)，嚴禁停機時調節(jié)。(3)泵的調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)調好，不要隨意調節(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。(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)新機器運轉一個月后,應全部更換泵內(nèi)和變速器內(nèi)的潤滑油.(2)階段性注膠結束后,應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,磨損嚴重或損壞應即時更換。（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，必須每泵的兩根或兩泵的四根皮帶同時更換。5、施工準備及步驟1、施工準備(1)準備兩個0.5m3的鐵箱(φ0.8m，高度1m),用于儲存基料;并準備1個0。6m3(φ0。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)的注膠設備附近；(2)配好設備入口管路，并配好設備出口的變頭，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閉閥門);準備l寸管(接鉆孔口的l寸閥門)變25mm的高壓接頭(接25mm的注膠高壓軟管)的變頭6個，連接設備出口和注膠鉆孔;(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3～5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的料箱，啟動注膠泵壓注凝膠。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，應先將基料吸液管從料箱中拿出，待注膠管沖冼過后，再關閉該鉆孔的閥門，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)場記錄本，以便下一班查詢.6、其它安全技術問題1、在施工過程中應制訂各工序操作規(guī)程和安全技術措施。2、預防水、電、機械等人身傷害事故。3、對操作人員進行培訓教育，確保工程質量。4、材料要防雨、防風；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Φ204m輔泵進口膠管Φ326m主泵出口膠管Φ20300m輔泵出口膠管Φ24300m（五）、煤自燃監(jiān)測系統(tǒng)和預測預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、化學吸附和化學反應，并產(chǎn)生熱量，當產(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)火的標志氣體。目前標志氣體分析法比較完善，相應的分析技術和監(jiān)測系統(tǒng)都已配套，在煤礦中得到了廣泛應用。因此，對西易黨新煤礦開采煤層自燃火災的預報以標志氣體分析法為主，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)因火災的基礎.煤層自燃監(jiān)測系統(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，結果均需記錄完備，并定期檢查、分析整理，總結各點氣體組分、濃度的變化規(guī)律，結合煤自燃發(fā)火標志氣體，判斷煤自燃的發(fā)展進程，當發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標超過或達到臨界值等異常變化時，作出煤自燃發(fā)火的早期預測預報，采取措施進行處理。1、煤層自燃發(fā)火觀測點設置觀測點分為固定點、移動點和臨時觀測點，應設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)火觀測點主要設置在以下地點：1、帶式輸送機滾筒下風側10～15m處；2、工作面上隅角及進回風巷距巷口10～15m;；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、風速等參數(shù)的動態(tài)監(jiān)控,全部覆蓋礦井各點,設備滿足《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》(AQ6201—2006）的相關規(guī)定。1）CO傳感器采煤工作面回風巷、回風隅角、帶式輸送機滾筒下風側10～15m處、采區(qū)回風巷、一翼回風巷和總回風巷必須設置CO傳感器。其中采煤工作面回風隅角CO傳感器布置在回風巷距切頂線1.0m以內(nèi)的上幫。CO傳感器應垂直懸掛在巷道的上方風流穩(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巷、回風隅角和機電硐室應設置溫度傳感器，其中采煤工作面回風隅角溫度傳感器布置在回風巷距切頂線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)《礦井通風安全裝備標準》（GB/T50518-2021）中規(guī)定，開采容易自燃和自燃煤層的大、中型礦井,應設置配備有一氧化碳、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，綜放工作面設計采用KYSC—1型井下移動式火災預報束管監(jiān)測系統(tǒng)。綜放工作面膠帶順槽與回風順槽采空區(qū)內(nèi)每隔50米設一個氣體監(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)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、回風側密閉分別設觀測孔，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)采空區(qū)開切眼停采線采樣束管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、光學瓦斯檢測儀、溫度計及紅外測溫儀具體由瓦斯檢查員負責檢測。檢測時要做到“四定”，即定人、定點、定時、定儀器.（4）、礦井火災預測預報管理。2、嚴格氣樣分析日報制度，要隨取樣隨分析，并當天審核上報。(六）工作面不同時期自燃防治技術措施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150m為不正常），保證工作面的正常生產(chǎn)，減少或消除煤自燃危險性，主要采取如下措施：1、開采初期強力推進,盡快采出開切眼由于開切眼頂煤處于長時松動漏風狀態(tài)，存在支架安裝期間不能覺察的自燃發(fā)火隱患，隨著工作面的推進，隱蔽的破碎煤體自燃隱患點隨之垮落或向開切眼空間發(fā)生較大幅度的位移，其疏松程度大增，漏風供氧充分，即有可能惡化而造成發(fā)火。因此,開采初期盡可能優(yōu)化勞動組織,盡快采出開切眼。2、保證正常的推進速度,提高回采率加大設備的日常檢修、維護，保證月推進度達到或超過采空區(qū)浮煤體的氧化帶寬度，并嚴格按設計和工藝要求采煤，提高回采率，減少人為丟煤量，回采過程中不得任意留設設計外煤柱和頂煤。3、采取綜合防治自燃措施采取以噴灑阻化劑（工業(yè)CaCl2）為主，灌漿和注凝膠為輔的防滅火措施。4、封堵采空區(qū)漏風的主要進出口，盡量減少漏風量采空區(qū)氧化帶寬度和單位時間的供氧量與漏風量的大小成正相關系，為減少向采空區(qū)漏風,回采過程中加強對工作面上下隅角的堵漏(如掛設擋風簾、全斷面袋子墻等）,并加強對地表采空區(qū)域的監(jiān)測，及時進行地表回填堵漏,嚴防因采空區(qū)冒落溝通地表,引起回采工作面漏風自燃。5、考慮多種實際因素，合理計算、配備工作面供風量由于氧化帶的寬度和漏風強度隨供風量的加大而增大，因此,在滿足規(guī)程、規(guī)范和瓦斯防治相關規(guī)定的前提下，盡量減少工作面供風量.6、加強監(jiān)測監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理在整個回采過程中，綜合利用礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測系統(tǒng)、人工檢測系統(tǒng)對各自燃危險區(qū)域的監(jiān)測監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理。2、工作面停采期間自燃防治措施工作面因故停采或推進速度緩慢時,采空區(qū)浮煤發(fā)火可能性增大，主要采取以下防滅火措施：1、及時在進回風隅角掛設風障或封堵墻，減少向采空區(qū)漏風；2、加大灌漿時間和灌漿量；3、加大阻化劑噴灑次數(shù)和數(shù)量，以保證阻化效果；4、加強對采空區(qū)浮煤的監(jiān)測監(jiān)控,做好自燃發(fā)火的預測預報工作.3、工作面回撤期間自燃防治措施工作面回撤期間，由于工作面停止不前，并且風量和通風方式發(fā)生改變，采空區(qū)浮煤發(fā)火可能性增大，主要采取以下防滅火措施：1、工作面停采后，必須采取措施使頂板冒落嚴實，并控制工作面風量，減少工作面向采空區(qū)漏風.2、工作面推至停采線后，及時在進回風隅角建立封堵墻,減少向采空區(qū)漏風.3、加強機電設備維護。4、工作面封閉后自燃防治措施1、工作面回采結束后,必須在45天內(nèi)進行永久性封閉。2、密閉墻砌筑完畢后，立即完善灌漿管路系統(tǒng)，進行充填灌漿，注實停采線。3、每個防火墻附近必須設置柵欄、警標，禁止人員入內(nèi)，并懸掛說明牌。4、應定期測定和分析防火墻內(nèi)的氣體成分和空氣溫度。平時用便攜儀檢測，階段性取樣用色譜儀分析,掌握封閉區(qū)內(nèi)氣體成分的變化，發(fā)現(xiàn)自燃隱患，立即采取措施,所有測定和檢查結果，必須記入防火記錄簿.5、必須定期檢查防火墻外的空氣溫度、瓦斯?jié)舛龋阑饓?nèi)外空氣壓差以及防火墻墻體。發(fā)現(xiàn)封閉不嚴或有其他缺陷或火區(qū)有異常變化時,必須采取措施及時處理，確保密閉處于完好狀態(tài)。6、礦井做大的風量調整時，應測定防火墻內(nèi)的氣體成分和空氣溫度。(七）其他自燃防治技術措施礦井防治水方案設計為加強煤礦的防治水工作，防止和減少水害事故,保障煤礦職工的生命安全，保證井下在正常生產(chǎn)過程中嚴格遵守“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，采取“防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施，著力構建“探測超前、預報準確、防治科學、管理到位”的煤礦防治水工作體系,確保煤礦安全生產(chǎn)，發(fā)生透水事故或出現(xiàn)透水征兆后進行探放水作業(yè)以及探放已知的積水時，有科學的理論指導而不造成損失，結合我礦實際情況本礦井防治水設計。一、建立健全防治水領導機構成立礦井防治水領導小組組長：李曉林副組長：吳相勇成員:唐國銘梁世軍周宗盛幸煜高魏俊良羅長健李彪閆尚德祝相才婁恒雙領導小組下設辦公室于調度室，由唐國銘任辦公室主任。成員：李彪羅長健閆尚德領導小組職責:礦井防治水工作是一項涉及多個專業(yè)和多個部門的綜合性系統(tǒng)工作。礦長是礦井防治水工作的第一責任人，總工程師負責防治水技術管理工作,領導小組負責布置和督促礦防治水工作、組織編制防治水年度計劃、技術方案及措施等，平衡解決所需人、財、物，定期研究解決礦井重大水害隱患問題.辦公室職責：負責礦井防治水日常管理工作，制定防治水工作計劃和防治水方案，進行水文地質資料的收集、整理，搞好水情預測預報，編制防治水措施并組織貫徹和實施。安全科職責：負責礦井防治水工作的安全監(jiān)督檢查、參與礦井防治水設計、方案及措施的審查，督促措施現(xiàn)場落實和實施，參與礦井防治水工作檢查機電科職責：負責機運系統(tǒng)防治水工作的安排、檢查，保證供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)的完好、穩(wěn)定可靠，負責排水設備備用數(shù)量的核查，負責疏、排水設施、設備的檢查、維護、檢修等工作，參與礦井防治水工作檢查;組織“雨季三防"工作安排、檢查、監(jiān)督、整改等工作。通防科職責：負責安排對突（涌)水點及排水點的瓦斯,防探水地點的安裝調試工作，有毒有害氣體的檢查，負責施工地點監(jiān)測探頭等安全設施、設備的安裝調試工作;組織探放水按鉆孔設計要求施工，參與礦井防治水工作檢查.二、水文地質（一)區(qū)域水文地質區(qū)域上屬中高山侵蝕、剝蝕高原中高山山地地貌。煤層的出露標高為+700～+1500m,獅溪河流經(jīng)礦區(qū)東邊，切割煤系地層底部的茅口組、棲霞組和韓家店組,河谷海拔高度最高+665m。最低為+641。6m。礦區(qū)地形陡峻和較陡斜坡，有利于地表水的排泄,礦區(qū)內(nèi)含煤地層之上有長興組含水層，底部有茅口組含水層.井田范圍內(nèi)老窯有一定量的積水，開采中應引起足夠的注意。(二)礦井水文地質條件1．含水層水文地質分布規(guī)律和特征(1）第四系（Q）孔隙含水層分布于礦區(qū)內(nèi)的各斜坡、山間洼地及各溝的溝底地段，巖性主要為耕植土及粘土，局部地段混灰?guī)r的風化碎塊,陡崖腳見大量崩積塊體。出露厚度極不均一.11個鉆孔揭露了該層。厚度為0～50m,分布差異性大。該層地形條件有利于排泄，具弱透水性,季節(jié)性含水，且富水性弱.（2）三疊系下統(tǒng)茅草鋪組(T1m)巖溶裂隙含水層出露于礦區(qū)外圍西部，北部見部分出露.主要為淺灰色～灰色中～厚層狀細晶灰?guī)r，夾薄層泥灰?guī)r及泥質灰?guī)r，厚度大于350m。見泉水點3個。其中38號泉出露于礦區(qū)外圍以南下溝沖溝的中下部,為代表性排泄點，出露標高739。93m，調查時流量為102.32l/s。其余泉水流量為0.102～0.61l/s，出露標高1546～1555m。前者賦存于飽水帶中，后者于淺表巖溶帶中，地下水類型為上層滯水.地下水化學類型HCO3-Ca，礦化度為0。1371g/l，PH值6.9。調查地表巖溶現(xiàn)象點，共計26個，這一區(qū)域為補給區(qū)，出露標高1451～1729m?？傮w上講，地表巖溶發(fā)育，補給面積大，大氣降水以集中注入或灌入方式補給地下水，補給條件好.地下水接受補給后，由北向南運移，最后于南部沖溝內(nèi)排泄,38號泉即為代表性排泄點,富水性強.三疊系下統(tǒng)夜郎組九級灘段（T1y3）該段巖性為碎屑巖夾碳酸鹽鹽巖。該段主要含水層為第二亞段（T1y3-2）巖溶裂隙含水層。大面積出露于礦區(qū)內(nèi)，但不完整?；疑≈林泻駥訝钗ⅰ毦Щ?guī)r及泥質灰?guī)r。厚145~158m。調查泉水點12個，流量為0。018～102.32l/s，出露標高739.93～1758m。其38號泉為其代表性排泄點，與茅草鋪組相同,主要成因為受F1斷裂將兩含水層貫通所致。調查時流量為102.32l/s，出露標高739。93m。其余泉流量為0.062~1.00l/s，出露標高1374～1758m。調查巖溶現(xiàn)象點18個,巖溶形態(tài)為落水洞、漏斗及溶洞等。標高為1475～1689m。揭露鉆孔有10個，其中有9個見溶蝕，全層溶蝕現(xiàn)象巖溶率為3%。總體上講，礦區(qū)及其附近區(qū)域地面巖溶發(fā)育，處于補給區(qū)。大氣降水主要以集中補給為主，補給方式為注入或灌入。地下水存在兩種類型,一為上層滯水,具當?shù)匮a給當?shù)嘏判?泉流量小，富水性弱至中等;另一類為潛水，主要以集中排泄為其特點，如38號泉為其代表性排泄點。泉流量大,富水性強。(4)三疊系下統(tǒng)夜郎組玉龍山段(T1y2）及二疊系上統(tǒng)長興組（P3c）巖溶裂隙含水層玉龍山段和長興組巖性和富水性相近,且二層之間僅有11~19m厚的沙堡灣段(T1y1)隔水層相隔,巖性為淺綠色鈣質泥巖.T1y1受外力的作用下易發(fā)生變形和破壞，并失去隔水性。故將玉龍山段和長興組視為同一含水層來進行研究，統(tǒng)稱“T1y2+P3c”巖溶裂隙含水層.玉龍山段(T1y2)：在礦區(qū)內(nèi)出露完全，呈長條形展布。地表地形為斜坡，其間發(fā)育東西向的一些小規(guī)模沖溝。巖性主要為淺灰～灰色灰?guī)r，中部偶夾薄層泥灰?guī)r及泥質灰?guī)r，厚度為132~154m。見泉水點4個，涌水量為0.039~20。0l/s，出露標高1041.29~1587m。其中出露于礦區(qū)外圍以南桃子坡46號泉為其代表性排泄點,流量20。0l/s，出露標高1041.29m。地表巖溶點7個，出露標高1341～1419m。地表未見巖溶現(xiàn)象發(fā)育，補給條件較差。鉆孔中11個均遇溶蝕現(xiàn)象，全層溶蝕現(xiàn)象巖溶率為1。7％。其中1孔中遇溶洞,洞高1.15m，有全層有效巖溶率為0。7%。地下水位標高為1552.38～1565。06m。據(jù)ZK705、ZK2102中玉龍山段（T1y2)和長興組(P3c）混合抽水試驗，單位涌水量為0.0027~0。0092l/s·m，抽水資料無代表性。地下水化學類型為HCO3—Ca、HCO3·SO4—Ca，礦化度為0。078～0。181g/l，PH值6。5～7.6。根據(jù)區(qū)域水文地質普查、地表調查及鉆孔簡易水文地質觀測資料可知，地面巖溶發(fā)育較差，地下巖溶較發(fā)育，代表性排泄點流量中等，總體上富水性弱至中等。長興組(P3c）:在地表形成陡坡、陡崖,巖性主要為灰～深灰色灰?guī)r、含燧石結核灰?guī)r，厚度為78～88m。調查泉水點2個，流量1.046~50.60l/s，出露標高為930.67～1175m。其中37號泉為其集中排泄點，流量50.60l/s，標高930.67m.地面巖溶發(fā)育較差;鉆孔中有5個遇溶蝕現(xiàn)象，全層溶蝕現(xiàn)象巖溶率為0.6%。地下水位標高為1424。55～1514。31m.據(jù)ZK705、ZK2102中玉龍山段（T1y2）和長興組（P3c）混合抽水試驗,單位涌水量為0.0027~0。0092l/s·m，未揭露該層富水地段。地下水化學類型為HCO3—Ca，礦化度為0。187g/l,PH值6。7。綜合上述資料分析認為，“T1y2+P3c”層地下巖溶較發(fā)育，地表發(fā)育較差，地形條件不利于大氣降水的入滲補給，補給條件總體差.礦區(qū)范圍為地下水補給區(qū)，富水性弱至中等。(5)二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l）裂隙含水層于礦區(qū)內(nèi)完整出露。主要為淺灰色泥巖夾細砂巖、粉砂巖、粘土巖；深灰、灰黑色泥巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r、煤層及煤線等，底為粘土質硫鐵礦層，厚度78~88m.含穩(wěn)定可采煤層C1，厚度為1.39m。調查泉水點2個，流量0.014~0.400l/s，標高為965。97～1170m。地下水化學類型SO4—Ca,礦化度為2。981g/l，PH值3。5。礦區(qū)內(nèi)所有鉆孔均有揭露，其中有5孔中沖洗液消耗量較大,回次水位發(fā)生了異常。其余鉆孔中沖洗液均正常，回次水位同樣無變化.地下水位標高1370。70～1606.16m.據(jù)ZK2102、ZK705中與上覆地層的混合抽水試驗,單位涌水量為0。0017～0.0032l/s·m。抽水孔所反映出弱富水性，與該層富水性相吻合,分析認為抽水所取得參數(shù)可作為代表必性資料。根據(jù)鉆孔簡易水文觀測、地表測繪及鉆孔抽水試驗資料，該層露頭區(qū)為斜坡，具自然排水條件，補給條件差，含水空隙不發(fā)育,含裂隙水，富水性弱。由于可采煤層賦存于其中，故構成了礦床頂板直接充水含水層。（6）二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）巖溶裂隙含水層出露于礦區(qū)外圍以東，主要為淺灰色、深灰色中厚層狀細晶灰?guī)r、瀝青質細晶灰?guī)r，中上部間夾燧石團塊,厚度＞250m。調查泉水點1個，流量為80l/s，標高500。02m，為代表性排泄點,出露于礦區(qū)外圍以南下溝底部與羊磴河相交叉的地帶。于2006年2月～6月長期觀測,平均流量為16.68l/s。地下水化學類型為HCO3·SO4—Ca,礦化度為0。168g/l，PH值7。4。地面巖溶發(fā)育較差.據(jù)ZK2102孔抽水單位涌水量0。01l/s.m,抽水資料不具代表性.鉆孔中有5個見溶蝕現(xiàn)象，占揭露該層鉆孔的比率為36%.全層溶蝕現(xiàn)象巖溶率為0.6%。礦區(qū)內(nèi)有5孔遇溶蝕，揭露厚度5。19～50。04m。2．隔水層水文地質分布規(guī)律和特征礦區(qū)內(nèi)賦存于龍?zhí)督M底部的深灰色泥巖、瓦灰色硫鐵礦粘土巖厚3～5m，比較穩(wěn)定,連續(xù)性好，對下部茅口組灰?guī)r含水層和其上覆含水層有良好的阻隔作用，除此之外,出露的地層有三疊系下統(tǒng)夜郎組九級灘段(T1y3—3、T1y3-1)為相對隔水層，它們對各含水層也有一定的阻隔作用，在無斷裂貫通的情況下，各含水層不會發(fā)生水力聯(lián)系。（1)第三亞段（T1y3—3）隔水層礦區(qū)北部見部分出露。紫紅、灰綠色泥巖、泥質粉砂巖夾鈣質泥巖及少量薄至中厚層泥灰?guī)r.厚大于28m。該層地形為斜坡,具自然排水條件，補給條件差，富水性弱，相較而言，可視為隔水層。（2）第三亞段（T1y3—1）隔水層礦區(qū)內(nèi)出露完全。紫紅、紫灰色泥巖、泥質粉砂巖夾鈣質泥巖及少量泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r.厚96~132m.鉆孔中沖洗液消耗量弱，回次水位不顯異常?？傮w上講，補給條件差，地形有利于排泄,富水性弱,可視為一相對隔水層。由于厚度較大，隔水性能良好。三、礦井充水因素根據(jù)礦區(qū)內(nèi)地質環(huán)境條件、含（隔）水層空間分布、礦床賦存狀態(tài)及構造特征等條件綜合分析，認為本礦區(qū)可能的礦床充水因素有五個方面：1、地下水；2、地表水、3、老窯積水；4、構造導水或富水；5、大氣降水。1、地下水（1）、龍?zhí)督M（P3l）：將來礦山的開采過程中，主要可采煤層以上層段雖然富水性弱，但其內(nèi)的地下水將直接進入礦坑，而成為礦床充水的直接因素;(2）、“T1y2+P3c”:以上計算出的導水裂隙帶高度小于C1煤層以上隔水厚度，采空塌陷影范圍未觸及“T1y2+P3c”間接頂板充水含水層，故其內(nèi)地下水對礦床的充水的影響可能性??；(3）、茅口組（P2m）:根據(jù)資源量估算圖可知,礦床均未于當?shù)刈畹颓治g基面及本層代表性排泄點之上，未來開采中出現(xiàn)底板突水的可能性小。2、地表水區(qū)內(nèi)地表水體分布E2～E4線之間一些季節(jié)性沖溝。補給源主要為泉水，每一條溪溝上部均出露一個或一個以上的由上層滯水形成的泉點，泉水流量動態(tài)變化大;其次補給源為大氣降水.地面徑流量隨降雨量的多寡而驟增驟減。沿北東向南西徑流,流經(jīng)地層主要為三疊系九組灘段,受未來采空塌陷影響的可能性小，故對礦床充水的可能性亦小。3、老窯積水礦區(qū)內(nèi)煤層淺部老硐分較多，本次調查了6個，除LD5（原家鄉(xiāng)煤礦1號主井）形成較大面積采空區(qū)外,其余老硐采空區(qū)規(guī)模均較小。由于淺部區(qū)內(nèi)存在老采空區(qū)和積水，未來礦山建設中，遇老窯和采空區(qū),將可能產(chǎn)生突水，從而對開采造成影響。4、構造富水或導水獅溪礦區(qū)位于菁壩向斜北段，總體為一向斜構造，沿向斜軸發(fā)育一條走向逆斷層（F1），該斷層破壞了菁壩向斜軸并將向斜兩翼分割為東、西兩個單斜。鳳華煤礦位于向斜東翼，地層呈單斜產(chǎn)出，地層傾角一般10－15度.但礦權北段距F1斷層相對較近，受其影響，致使礦權北端深部地層傾角較陡，達45度.菁壩向斜為一富水構造,各含水層地下水由兩翼接受補給后，向軸向匯流，然后轉向近于平于軸向方向運移,最后于礦區(qū)處圍以南沖溝或河床之中排泄而出露于地表。礦區(qū)位于箐壩向斜的東翼,處于補給區(qū)，過水而不富水。F1斷層：位于菁壩向斜軸部，斷層走向近南北向，平行向斜發(fā)育并破壞了向斜軸,長約7公里。斷層面傾向西，為一逆斷層，傾角55~85度，斷距80～200m。該斷裂發(fā)育于礦區(qū)外圍，未來采礦中不會觸及斷裂破碎帶，故與礦床充水無關.5、大氣降水大氣降水是礦區(qū)內(nèi)各含水巖組地下水的主要來源，故為礦床充水的間接充水因素。與礦床充水有關各含水巖組地下水接受補給后,可通過采空塌陷帶、導水裂隙帶及突水帶進入礦坑，對礦床進行充水。礦床充水量會隨著大氣降雨的變化而變化，豐水季節(jié)時，水量增大，枯季則減少，呈正相關關系。四、主要含水層和煤層之間的關系1。礦井主要水害分析（1)礦井開拓巷道多布置于茅口組灰?guī)r中，受裂隙水和巖溶水影響。目前礦井主要采掘活動位于+1150m水平以上對本礦影響較小。（2)老空水、巖溶裂隙水、斷層水等受導水差異因素影響，對本礦影響較小。（3)原家鄉(xiāng)煤礦、鳳華煤礦根據(jù)水文地質調查報告,其巷道斜井深度為400m左右，根據(jù)未來采區(qū)設計，老窯積水對礦井影響較小。綜上所述，礦井采掘工程主要受巖溶、裂隙、斷層、老窯等水害威脅較小,但巖溶裂隙含水層在勘察和實際生產(chǎn)中已查明其補給條件較差，補給水源主要是大氣降雨，因此以上充水因素雖然影響采掘工程,但對礦井充水影響較小.根據(jù)礦井水文地質類型劃分報告，本礦井水文地質條件屬中等類型，礦井生產(chǎn)期間正常涌水量為146。25m3/h,雨季涌水量為424。13m3/h。2。含水層對煤層資源開采的影響計算根據(jù)礦區(qū)內(nèi)煤層賦存情況、地層產(chǎn)狀、開采中頂板管理等情況,開采中產(chǎn)生的冒落帶高度和導水裂隙高度可依據(jù)《礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范》(GB12719-91）中附錄F中相應公式進行計算，具體計算過程如下：（1)。計算公式冒落帶最大高度計算公式:HC=(3～4)M計算時,系數(shù)采用大值4。導水裂隙帶(包括冒落帶最大高度)計算公式：Ht={100m/（3.3n+3。8）}+5。1其中：M—累計采厚n-可采煤層分層數(shù)。(2）.滿足使用公式的條件巖石抗壓強度20～40MPa頂板管理方法采用全部陷落法。巖性主要為砂、泥巖等。將礦區(qū)內(nèi)可采煤層C1的最大厚度代入上述公式中，計算出導水裂隙帶高度為33。55m，冒落帶最大高度為8.08m。將來礦山開采過程中,顯然開采冒落首先破壞P3l，其地下水將直接進入礦坑，而成為礦床充水的直接因素；導水斷裂隙帶最大高度(33.55m）與P3c至C1煤層之間的垂距(73.2m)相比較,不難看出，采空區(qū)塌陷影響范圍向上還不能觸及T1y2、P3c.但斷層F1距礦區(qū)一盤區(qū)開采距離較遠,對礦井開采無較大影響。五、區(qū)域、局部探放水措施及設備1．探放水原則采掘工作必須執(zhí)行“預測預報、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原則，根據(jù)本礦井的具體設計，設計先采用物探的方法進行探測預報,發(fā)現(xiàn)有疑時再進行鉆探.遇到下列情況之一時，必須探水：（1)接近水淹區(qū)或情況不明的井巷、老空或者相鄰煤礦時；(2）接近或穿過含水層、構造帶時；（3）接近或打開防隔水煤(巖）柱進行放水前；（4)接近有出水可能的鉆孔時；（5)接近水文地質條件復雜的區(qū)域；（6）采掘破壞影響范圍內(nèi)含水構造、煤層與含水層間的防隔水煤(巖）柱厚度不清楚可能發(fā)生突水；（7）接近有積水的灌漿區(qū)；（8）采掘工程接近其它可能突水地段時?？傊?本礦井必須作好水害分析預報，堅持“預測預報、有疑必探，先探后掘、先治后采”的探放水原則。在探水前，必須編制探放水設計。2．探放水方法的確定嚴格按照《防治水規(guī)定》中的“有疑必探,先探后掘”的原則執(zhí)行.（1）探水起點的確定為保證采掘工作和人員的安全，防止誤穿積水區(qū)，將水淹區(qū)的積水范圍、水位標高、積水量等資料填繪在采掘工程圖上，經(jīng)過分析劃出三條界線：即積水線、探水線、警戒線。若是采用放水還有放水線，在距積水實際邊界（探水證實）30m處停止掘進,進行打鉆放水。積水線：預定積水區(qū)（小窯、老窯采空區(qū)、溶洞、導水斷層、裂隙陷落柱、含水層）的邊界線。探水線：根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、地質及水文地質條件及其資料可靠程度、采空區(qū)和巷道受礦山壓力破壞情況等因素確定,具體規(guī)定如下：A、對采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區(qū)，如邊界準確，水壓不超過981kPa時，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不得小于30m，巖層中不得小于20m。B、對雖有圖紙資料，但不能確定積水區(qū)邊界位置的積水區(qū)，探水線至推斷積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m.C、對有圖紙資料的小窯，探水線至積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m；對沒有圖紙資料可查的小窯,必須堅持“有掘必探,先探后掘”的原則，防止發(fā)生透水事故。D、掘進巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至最大擺動范圍預計煤柱線時的最小距離不得小于60m。E、石門揭開含水層前，探水線至含水層的最小距離不得小于30m。警戒線：沿探水線外推50～150m,當巷道進入此線時,就要提高警惕，發(fā)現(xiàn)有透水征兆時,應提前探水。（2）探放水鉆孔布置探水鉆的超前距、幫距孔間距、允許掘進距離等見圖1。①超前距為探水鉆孔終孔位置應始終超前掘進工作面的一段距離,一般采用30m，在厚度＜2m的薄煤層中。本設計取30m.②允許掘進距離每次探放水鉆孔施工完畢之后，以最短鉆孔長度減去超前距之后的距離，最短鉆孔長度為50m，超前距取30m，則允許掘進距離為20m。圖1探水鉆的超前距、幫距孔間距、允許掘進距離示意圖③幫距為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值一般與超前距相同。④鉆孔密度（孔間距）指允許掘進距離終點橫剖面上，探水鉆孔之間的間距,一般不超過3m，以免漏掉積水區(qū)，本礦取3m.⑤鉆孔孔徑本設計配備ZY-750D、ZY-1250型全液壓探水鉆機3臺,鉆孔直徑開65mm。⑥鉆孔數(shù)目及布置主要是探巷道上幫小窯老空水,鉆孔呈半扇形布置在巷道迎頭斷面.薄煤層一般布置1組，每組7個孔具體施工個數(shù)依照現(xiàn)場情況而定。3．探放水設備的選擇（1）探放水設備選擇依據(jù)我國井下探水設備已較成熟，本礦井配備目前國內(nèi)較先進的鉆探及配套設備。所配備的探放水設備必須能用于井下探水、放水、煤層注水、斷層及巷道地底板注漿、滅火、瓦斯抽采等鉆孔及勘探地質構造的施工，必須有防爆及獲得煤安標志。（2)井下探放水設備型號及數(shù)量井下物探設備選用YTD400(A）礦井礦井全方位探測儀1臺。設計選用ZY-1250型液壓鉆機，最大鉆進深度200m，全礦井配備1臺，ZY-750D液壓鉆機，最在鉆進深度150m，配備2臺。六、探放水設備的使用措施1.探放水設備的運輸過程中必須輕拿輕放，避免因受力碰撞而損壞.2.YTD400（A)礦井全方位探測儀使用前必須由專業(yè)人員進行調試，并測試其靈敏度。3。YTD400（A）礦井全方位探測儀使用時，儀器監(jiān)測半徑范圍內(nèi)的采掘活動必須停止并撤離附近對儀器有干擾的設備。4.探水鉆機使用前必須檢測附屬設備及其連接件之間的牢固情況.確保鉆機安全作業(yè)。5。鉆機每次開鉆之前必須檢測鉆桿接頭的牢固情況,嚴防脫鉆事故的發(fā)生,鉆桿要