礦井綜合防滅火設(shè)計及安全措施

礦井綜合防滅火制定及安全措施第一節(jié)

概況依據(jù)本礦周邊礦井及本礦開采實際，依據(jù)《平煤集團通風(fēng)實驗室煤炭自燃傾向等級鑒定報告》的結(jié)果說明，**煤礦所開采煤層屬自燃煤層，自燃等級為II類，而煤的自燃傾向性為自燃煤層。自燃發(fā)火期大于等于6個月。**煤礦制定為炮采開采工藝，采用的防滅火措施除開拓開采、通風(fēng)、監(jiān)測方面的措施外，主要采用注漿防滅火和使用阻化劑防滅火。同時，在開采生產(chǎn)過程中應(yīng)強化通風(fēng)管理，及時封閉采空區(qū)，防止漏風(fēng)，回采過程中頂、底煤回收干凈，從根本上可預(yù)防煤層、采空區(qū)自燃發(fā)火。

第二節(jié)

開采煤層自燃猜測及防治措施一、煤的自燃分析猜測㈠、煤的物理與化學(xué)性質(zhì)1、煤的物理性質(zhì)五3煤層為黑色、條痕褐黑色，具玻璃光澤，硬度較大，性脆易碎，外生裂隙發(fā)育，呈階梯狀或參差斷口，多呈小塊狀及粉粒狀產(chǎn)生。煤巖成分以暗煤為主，亮煤次之。不同煤巖組份多呈條帶狀或透鏡體互層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但界限清楚。煤層灰份較高，洗選困難，下部煤質(zhì)較劣，局部灰分超限。上部有大量次生方解石細脈呈網(wǎng)狀穿插。含少許呈浸染狀黃鐵礦，平均視密度為1.47t／m3。據(jù)煤層物理機械性能測定，原煤靜止角40°°，散煤重0.90t／m3。

顯微煤巖類型應(yīng)屬暗亮煤型和亮暗煤型。2、煤的化學(xué)性質(zhì)⑴、灰份〔Ad〕據(jù)鉆孔統(tǒng)計資料，五3煤層原煤灰份產(chǎn)率為19.86～35.28%,平均28.22%，其灰份標(biāo)準(zhǔn)差為5.888，變化較大，應(yīng)屬中—中高灰份煤。經(jīng)1.40密度液洗選后，浮煤灰分產(chǎn)率為6.60%，降灰率為76.6%，浮煤回收率為18%左右。⑵、硫份〔St，d〕原煤全硫含量變化不大，兩極值為0.26～0.61%，平均含量0.36%，屬特低硫煤。3、煤類確定煤類劃分是按照《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)〔GB5751-86)》為依據(jù)，經(jīng)測定，五3煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份〔Vdaf900℃〕的兩極值為19.33～20.57%，平均20.25%，浮煤膠質(zhì)層最大厚度Y值為16～19mm，粘結(jié)指數(shù)〔G〕為88～94，平均92，屬焦煤類。4、煤的自燃五3煤層還原樣著火溫度為389℃，氧化樣著火溫度為349℃，二者著火點差〔△t0〕為40℃，屬自燃煤層。由于所開采煤層為變質(zhì)程度中等的焦煤，其煤巖成分具玻璃光澤，硬度較大，性脆易碎、含硫，煤層頂?shù)装逯懈患忤F質(zhì)堆集體。所以，開采煤層具有自燃傾向性。㈡、煤層自然發(fā)火的主要特征1、自然發(fā)火點可以較準(zhǔn)確的猜測。一般狀況下，自然發(fā)火前都有顯然的預(yù)兆，可以通過檢測進行猜測并超前采用預(yù)防措施。2、自然點或火區(qū)具有反復(fù)性。井下自燃點和老火區(qū)，如注漿、注水不徹底或處理不當(dāng)，經(jīng)一段時間以后，有可能復(fù)燃。3、自然發(fā)火多發(fā)生在采煤工作面的停采線和采空區(qū)被壓酥的殘留煤柱或浮煤堆積較多處，巷道冒落處、密閉墻處、工作面上、下隅角處等也是易發(fā)火地點。4、自燃火災(zāi)的預(yù)兆顯然。如空氣溫度增高、CO氣體含量增加，有煤油味，出現(xiàn)煙霧，出現(xiàn)明火等。㈢、礦井火災(zāi)的外部征兆井下煤炭自燃發(fā)火過程中，會陸續(xù)出現(xiàn)以下可感覺到的外部征兆：1、自燃區(qū)的巷道風(fēng)流中出現(xiàn)霧氣，幫壁和支架上出現(xiàn)汗珠；2、水分凝集，出現(xiàn)火災(zāi)氣體，能聞到汽油味；3、汽油味更加激烈，能聞到芳香氣味，并感覺到巷道內(nèi)氣溫較高；4、巷道中出現(xiàn)窒息性氣體〔如CO2〕，使人感到悶熱，并有較強的燒焦氣味；5、巷道內(nèi)出現(xiàn)煙霧，并伴隨著明火或灼紅的煤炭。㈣、煤的自燃猜測預(yù)報1、普查法：對火區(qū)和可疑點，定期進行詳查，將查出的問題，進行分析、研究，必須超前采用措施。2、一氧化碳檢測⑴、AQJ-50型多種氣體檢測器檢測；⑵、JC0-1型數(shù)字CO測定儀檢測；⑶、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的一氧化碳傳感器檢測。3、猜測預(yù)報指標(biāo)最新研究成果說明，可以使用CO、C2H4、C2H2三個指標(biāo)，綜合地將煤炭自燃劃分為三個階段：礦井風(fēng)流中只出現(xiàn)10-6級CO時為緩慢氧化階段，出現(xiàn)10-6級的CO、C2H4時為加速氧化階段，出現(xiàn)10-6級的CO、C2H4及C2H2時為激烈氧化階段，此時將出現(xiàn)明火。二、煤的自燃預(yù)防措施㈠、開拓開采方面的防治措施

1、巷道布置

制定依據(jù)該礦煤層賦存條件、煤層特征、頂?shù)装鍘r性、礦井開拓工程布局等因素，新掘的井下巷道主要以煤巷為主，沿煤層頂板布置，并對主要巷道，如主、副斜井井筒、總回風(fēng)巷、運輸下山、軌道下山、中央泵房、采區(qū)絞車房、泵房等要及時噴漿封閉。采面回采完畢后，應(yīng)及時封閉，避免漏風(fēng)而加速煤層自燃的不利影響，從而減少煤層自燃的可能性。2、采煤方法開采時，應(yīng)盡量減少采空區(qū)殘煤，提升資源回采率，以利于預(yù)防采空區(qū)煤層自燃。㈡、通風(fēng)方面的措施依據(jù)礦井開拓開采布局，礦井通風(fēng)方式為中央并列式，由主斜井進風(fēng)，風(fēng)流由運輸大巷→皮帶下山→工作面下順槽→工作面→工作面上順槽→軌道下山→總回風(fēng)巷→副斜井出地面，井下通風(fēng)線路短，從而降低了通風(fēng)阻力，同時制定采納自然分風(fēng)方式，在主回風(fēng)路上未設(shè)置任何增加阻力的通風(fēng)構(gòu)筑物，堅持風(fēng)流暢通；另外，主要進、回風(fēng)井壁進行粉刷，減少通風(fēng)阻力系數(shù)，為礦井降低通風(fēng)阻力，減少漏風(fēng)創(chuàng)造條件。通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)在圍巖牢固，地壓穩(wěn)定的地點，避免引起采空區(qū)或四周裂隙漏風(fēng)量的增加，或采納注漿充填裂隙。煤巷中設(shè)置風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)設(shè)施時，不設(shè)在冒落處的下方和破碎的煤柱四周。反風(fēng)設(shè)施與通風(fēng)設(shè)施同時施工，滿足礦井反風(fēng)或局部反風(fēng)的需要。

回采工作面為走向后退式回采方式，全負壓“U〞形通風(fēng)方法，不設(shè)增加風(fēng)阻的通風(fēng)設(shè)施，進回風(fēng)順槽清掃干凈，整修狀況優(yōu)良，盡可能降低通風(fēng)阻力。工作面停采后及時撒出所有設(shè)備并進行密閉。密閉設(shè)置在圍巖堅持完好的地點，避免采空區(qū)漏風(fēng)。礦井總需風(fēng)風(fēng)量為28.8m3／s，主要通風(fēng)機設(shè)有反風(fēng)裝置，可滿足全礦井反風(fēng)要求，可依據(jù)防滅火需要實現(xiàn)工作面反風(fēng)。三、防滅火方法㈠、注漿滅火系統(tǒng)地面設(shè)簡易灌漿站，水力沖土自然成漿〔土水比：2:5〕。注漿管路〔φ50mm〕自灌漿站沿主斜井敷設(shè)到井下用漿地點〔工作面〕。采納隨采隨灌間斷性向采空區(qū)埋管注漿的方法，注漿管埋入冒落區(qū)10～15m，采用保護措施以防冒落矸石砸壞，隨工作面推動用回柱絞車向外牽引預(yù)埋注漿管。對采空區(qū)的注漿量及排水量應(yīng)預(yù)以觀測記錄，防止?jié){透水。㈡、阻化劑防滅火阻化劑防滅火是目前國

內(nèi)外正在推廣應(yīng)用的一種防止自燃火災(zāi)的新方法，該礦所處區(qū)域缺水、少土，采納該方法非常有現(xiàn)實意義。1、阻化劑的選擇依據(jù)我國有關(guān)礦井使用阻化劑滅火的經(jīng)驗，選用濃度為20%的MgCl2或CaCl2溶液作為本礦井的防滅火的阻化劑，其阻化效率可達80～94%。阻化效果好，貨源充足，儲運方便，價格便宜。2、阻化劑計算的有關(guān)數(shù)據(jù)阻化劑溶液的濃度為20%，密度約1.12t/m3，五3煤的松散容重按0.9t/m3，原煤吸液量按平均43.5kg/t計算。3、工作面一次噴液量×110××××43.5=822kg式中：K——一次噴灑加量系數(shù)，一般取1.2；L——工作面長度，110m；B——一次噴灑寬度1.06m；M1——底板浮煤厚度，0.15m；R1——松散煤的密度，0.9t/m3；A1——原煤吸液量43.5kg/t。4、噴灑設(shè)備噴灑泵為WJ－24型，壓力2～3MPa，流量2.4m3/h，功率2.2KW，4臺〔每個采煤工作面2臺〕。Φ50和Φ20中壓軟管300m，配套三通6～8個，噴槍8個，阻化劑溶液箱：1.0m3鋼制水箱4個。5、噴灑工藝移動式噴灑泵設(shè)在回風(fēng)順槽距工作面30m處，由一趟Φ×2〕中壓軟管至工作面，通過三通連接在工作面可控噴槍，通過該系統(tǒng)向采空區(qū)噴灑阻化劑〔濃度為20%左右〕，在采空區(qū)殘留煤表面形成一層阻化膜，將煤與空氣阻隔開，防止煤的氧化，從而達到防滅火的目的。煤層開采時，必須將阻化劑溶液全面噴灑到工作面及其上、下口30m地區(qū)。停采時，對停采線煤柱及浮煤噴灑注入阻化劑后，再封閉工作面。四、其他綜合措施1、建立完善消防供水系統(tǒng)，沿主井、集中運輸巷采區(qū)下山〔皮帶軌道〕鋪設(shè)一趟φ75mm消防供水管，采掘工作面及峒室鋪設(shè)φ50mm，消防供水管，其中膠帶運輸巷每50m設(shè)一個三通閘門，其它巷道每100m設(shè)一個三通閘門作為全礦井的消防供水系統(tǒng)。2、井下建立完善的消防系統(tǒng)，井底車場設(shè)有消防列車材料庫。所有機電硐室都配有滅火器材，主要機電硐室均設(shè)防火門。3、膠帶輸送機選用阻燃皮帶并設(shè)有自動滅火系統(tǒng)，一旦膠帶發(fā)生摩擦起火，可自動噴水滅火。4、按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定對主通風(fēng)機進行性能測定，掌握其特性，并隨著季節(jié)變化及時調(diào)整主通風(fēng)機工況，保證用風(fēng)點供風(fēng)穩(wěn)定、合理。

5、工作面采完后及時密閉，杜絕漏風(fēng)。

6、工作面上、下隅角張掛風(fēng)簾，阻止向采空區(qū)漏風(fēng)。

第三節(jié)

井下外因火災(zāi)防治及裝備一、電氣事故引發(fā)的火災(zāi)防治措施及裝置㈠、井下機電設(shè)備硐室防治措施1、井下機電設(shè)備硐室防火措施井下機電硐室〔絞車房、變電所、水泵房〕制定均布置在巖層內(nèi)，距開采煤層有一定距離，且所有硐室及通道均用砼等不燃性材料支護。井下變電所，水泵房并用砼鋪底，在其通道內(nèi)設(shè)置向外開啟的密閉鐵門一座，可作防火，防火用，與排水泵房相連外及變壓器室與配電室分別設(shè)防火柵兩用門各一座。其它井下車房等機電硐室均按照規(guī)程、規(guī)范有關(guān)要求設(shè)置防火門或柵欄門，并按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求嚴(yán)格進行管理，嚴(yán)禁攜帶火源、易燃易爆等物品進入機電硐室，嚴(yán)禁非相關(guān)人員進入機電硐室。機電硐室內(nèi)確需存放易燃易爆品時，嚴(yán)格按規(guī)定將其存放入不燃性容器并密封嚴(yán)實，嚴(yán)禁亂扔亂放；機電硐室內(nèi)工作人員必須進行防滅火的安全培訓(xùn)。一旦井下發(fā)生火災(zāi)，必須遵照有關(guān)規(guī)程，規(guī)范要求進行滅火救災(zāi)。機電硐室滅火器類型及數(shù)量見下表5-3-1。井下滅火器材配備表

表5-3-1

序號配備地點滅火器種類數(shù)量備注1井口房泡沫滅火器〔10L〕2

CO2滅火器22提升絞車房CO2滅火器1

1211滅火器〔2L〕1干粉滅火器〔8kg〕6

3井下水泵房CO2滅火器2

干粉滅火器〔8kg〕14井下變電所CO2滅火器2

干粉滅火器〔8kg〕25副井底車場CO2滅火器4

泡沫滅火器〔10L〕2㈡、井下電氣設(shè)備的防滅火措施井下電氣設(shè)備電壓等級選擇：井下各級配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級均為660V；井下照明、信號、和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓均為127V。井下供電的變電器嚴(yán)禁中性點接地，為防止地面雷電波及井下，在變電所開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置氧化鋅避雷器。井下電氣設(shè)備選型嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定選型。井下絞車房、變電所、泵房位于進風(fēng)巷中，電氣設(shè)備采納礦用一般型，電機有增安型、防爆型兩種，采區(qū)運輸皮帶機，溜子、扒斗機、噴漿機、水泵及照明燈光等設(shè)備起動開關(guān)均采納隔爆型，40KW以上設(shè)備采納真空接觸器。㈢、井下電纜電纜選擇：沿主斜井下井電纜2趟，型號為YJV22-3×35，進入井下中央變電所，構(gòu)成雙回路供電。高壓電網(wǎng)裝備短路、過負荷和欠壓保護裝置，井下中央變電所裝設(shè)選擇性的單相接地保護裝置。井下低壓供電電纜采納不延燃型鋼芯橡套電纜，井下接地系統(tǒng)完善，安裝使用、檢查維護嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行。所有井下電氣設(shè)備的保護接地裝置和局部接地裝置，都與變電所主接地極連成一個總接地網(wǎng)。接地電阻測試及電氣過流、絕緣和耐壓試驗應(yīng)由專職人員定期進行。采掘面配電地點采納不燃性材料支護。井下電纜敷設(shè)：下井電纜沿井筒懸掛敷設(shè)，其它電纜均沿巷道壁敷設(shè)，在井下水平或傾斜巷道中，人行道的巷道中懸掛在人行道的另一側(cè)，而在運輸巷道中敷設(shè)電纜，盡可能在距道軌遠的一側(cè)。井下巷道內(nèi)的電纜，沿線每隔一定距離、在拐彎或分支點以及連接不同直徑電纜的接線盒兩端、穿電纜墻兩側(cè)必須設(shè)置有編號、用途、電壓和截面的標(biāo)志牌，并嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。電纜的連接：電纜同電氣設(shè)備的連接，使用同電氣設(shè)備性能相符的接線盒，不同型號電纜之間用符合要求的接線盒，連接器或母線盒進行連接；同型電纜之間通過物理、化學(xué)方法處理后直接連接。㈣、井下電氣設(shè)備的各種保護井下電氣設(shè)備保護接地嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第四百八十二條至第四百八十七條的規(guī)定，防止電火花引燃火災(zāi)，造成事故。井下單獨設(shè)接地網(wǎng)進行保護、接地電阻不大于2Ω、變電所或配電點引出的饋電線上必須有短路、過負荷和漏電保護裝置，以防觸電危及人身安全。井下局扇安“閉鎖〞供電，高壓電機的控制設(shè)備具有短路、過負荷和負壓釋放保護，低壓電機的控制設(shè)備具有短路、過負荷、單相斷路、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置，127V用電設(shè)備的控制器還須有漏電閉鎖功能。㈤、井下電氣設(shè)備的檢查、維護、修理和調(diào)整井下防爆電氣設(shè)備運行、維護、修理嚴(yán)格按照操作規(guī)程及檢制度進行。下井的防爆電氣設(shè)備，在入井前由合格的專職電氣設(shè)備檢查員檢查驗收合格后方可入井。電氣設(shè)備的檢查、維護、修理和調(diào)整工作，由電氣維護工進行。高壓電氣設(shè)備的修理和調(diào)整工作，必須有工作計劃和施工措施。井下防爆電氣設(shè)備的防爆性能受到破壞時，馬上處理或改換。礦應(yīng)設(shè)立防爆檢查、電氣管理、小型電氣管理、電纜管理專業(yè)組，對井下防爆電氣設(shè)備作定期檢測，并記錄。㈥、運輸設(shè)備摩擦火花的控制措施井下運輸大巷的電機車運行在進風(fēng)巷〔采納不燃性材料支護〕，不回流軌道和架線電機車回電軌道間裝設(shè)二級絕緣夾板，并制定雜散電流防治管理制度。機車裝設(shè)撒沙裝置。絞車坡設(shè)減少摩擦地輥，間距不大小20m，膠帶運輸機使用抗靜電阻燃膠帶，并制定抗靜電阻燃膠帶管理制度。膠帶運輸機均裝在進風(fēng)巷中。液力偶合器采納非燃性傳動介質(zhì)。膠帶運輸機機頭裝設(shè)煙霧報警裝置，自動灑水裝置，并配備滅火器和沙箱。機巷中設(shè)置消防管路，每隔50m設(shè)置支管和閥門。二、膠帶輸送機著火的防治措施及裝備當(dāng)膠帶機運動部件因非正常磨擦產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)而又未被及時發(fā)現(xiàn)，就有可能造成膠帶輸送機著火事故。主要采用以下防治措施：1、井下膠帶輸送機均使用阻燃輸送帶，輸送機托輥的非金屬材料零部件和包膠滾筒的膠料，其阻燃性和抗靜電均符合有關(guān)規(guī)定。2、膠帶輸送機巷道頂部設(shè)照明燈具進行照明。3、頭部驅(qū)動滾筒設(shè)有驅(qū)動輪防滑保護、煙霧保護、溫度保護等，膠帶機搭接點設(shè)堆煤保護裝置、自動灑水裝置及防膠帶跑偏裝置。4、膠帶輸送機巷道設(shè)有自動灑水裝置、煙霧保護、溫度保護。5、膠帶輸送機設(shè)有監(jiān)測監(jiān)控裝置。6、對運輸巷道內(nèi)的膠帶輸送機還裝設(shè)了張緊力下降保護和防撕裂保護裝置；機頭和機尾設(shè)防護欄，防止人員與驅(qū)動滾筒和導(dǎo)向滾筒相接觸。7、帶式輸送機加設(shè)軟啟動裝置，上運設(shè)防逆轉(zhuǎn)和制動裝置，下運設(shè)制動裝置。井下膠帶輸送機合計了綜合保護措施，具有煤位信號、速度、溫度、煤霧、灑水、防跑偏、拉線停車開關(guān)、自動聯(lián)鎖控制等功能。輸送機膠帶為阻燃帶、電機選用防爆電動機，液力偶合器選用水介質(zhì)。以上這些措施能保證膠帶輸送機的安全運行。三、其它火災(zāi)防治措施及裝備

1、防止地面明火引發(fā)井下火災(zāi)的消防措施

在地面井口房設(shè)置防火鐵門及室內(nèi)消防栓、手提式滅火器等，以防止地面火災(zāi)而引發(fā)井下火災(zāi)。2、防止井下爆破引發(fā)火災(zāi)的措施⑴、井下爆破材料必須選用正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，并經(jīng)過檢驗后方可下井。⑵、井下爆破材料的使用必須嚴(yán)格管理，使用前由放炮員專人領(lǐng)取，當(dāng)班未用完的必須送回發(fā)放室保存。⑶、必須采納毫秒電雷管，炮泥要填實，裝藥前、放炮前、放炮后必須檢測瓦斯等有害氣體濃度，并對其四周物料進行清理，嚴(yán)禁堆放易燃易爆物品。

四、井下消防灑水系統(tǒng)1、水源：水源取自地面清水池。

2、供水系統(tǒng)

取自地面清水池的水，水池容積不得小于200m3，消防供水管網(wǎng)系統(tǒng)按不同壓力分別采納焊接鋼管或無縫鋼管沿主斜井井筒鋪設(shè)，經(jīng)井底車場送入井下采掘工作面，消防、防塵灑水共用。詳見第三章第二節(jié)。五、井下防火構(gòu)筑物井下機電硐室設(shè)有防火柵欄兩用門。井底車場設(shè)有消防材料庫并按規(guī)定配備足夠的消防材料。井下消防材料庫存設(shè)備工具及材料見表5-3-2。六、火災(zāi)檢測及防滅火裝備按火災(zāi)檢測及防滅火裝備規(guī)定配置。井下消防材料庫存設(shè)備工具及材料表

表5-3-2

序號設(shè)備、工具及材料名

稱單位數(shù)量