一礦回採工作面防滅火設計

2021-08-06 03:46:53 字數 3064 閱讀 2476

一、礦井概況

長春市雙頂山礦業股份****一礦位於長春市東17公里處,年生產能力2023年核定為39萬噸,為斜井片盤開拓,**並列抽出式通風,長壁後退式水平分層法及柔性掩護式支架採煤。2023年鑑定瓦斯相對湧出量為:5.

89m3/t,為低瓦斯礦井,煤層為以瀝青光澤為主的長焰煤,自然發火傾向嚴重,發火期為1~3月,煤塵有**危險。地質構造複雜,頂板為高碳泥岩且較為破碎,煤層賦存不穩定。

二、一礦防滅火工作總結

幾年來,我礦通過實際摸索,總結出了一些實際經驗,採區採用均壓、煤層注水、向高頂注凝膠、噴灑阻化濟等防滅火技術使得發火期由初期的1~3個月,變成現在8個月以上。雖然近幾年沒有發生大的火災事故,但防滅火形式仍然比較嚴峻,防滅火工作還不能懈怠,為了進一步提高防滅火的技術和管理水平,我礦又採用採空區埋設溫度和co感測器的方法,對採空區的「三帶」寬度進行了細緻的觀測,在分析觀測資料的基礎上確定「三帶」的寬度範圍,並結合煤層自然發火期,確定了回採工作面的最低推進速度。我礦通過採用新技術、新方法,防滅火工作雖然取得了一定的成績,但仍需繼續努力。

三、採空區防滅火主要採用的方法

1、均壓防滅火

均壓防滅火就是利用風量窗、風機、和連通管等調壓設施,改變漏風區域的壓力分布,減少工作面兩端的風壓差,適當提高工作面風壓,以減少浮煤氧化自燃帶的長度,窒息帶前移,使發展起來的自然現象得到抑制,幾年來的實踐效果非常明顯,可有效的延長自然發火期,提高了煤炭的回採率。回採工作面的回風道風門構築如下圖所示。

2、柔性掩護支架採煤方法的通風方式

柔性掩護支架採煤方法通風方式採用下行通風,如下圖所示,

採用下行風可以減少採空區的漏風寬度,使氧化自燃帶及時進入窒息帶,對採區防滅火起到很大作用。

3、採空區「三帶」觀測

我礦通過在採空區埋設溫度、co感測器方法對採空區「三帶」進行了觀測,其「三帶」分布情況如下圖所示。

通過實際觀測,第ⅰ帶冷卻帶,寬度約為10~25m,是通風紊流區,氧化所生成的熱量隨風流而帶走,熱量積聚不起來。第ⅱ帶氧化帶,寬度約為25~40m是紊流向層流過度的區域,散熱條件不如第ⅰ帶,是煤炭自燃發火的危險帶。第ⅲ帶窒息帶,40m以上,這個帶漏風強度小,氧氣供給不足,煤炭氧化基本停止。

採空區溫度與「三帶」關係如下圖所示。

ⅰ-冷卻帶;ⅱ-氧化帶;ⅲ-窒息帶;q-溫度;o2-氧含量

通過上圖可以發現,在第ⅰ帶內溫度開始上公升,在第ⅱ帶內溫度達到最高點,在第ⅲ帶內溫度下降。同時還發現氧含量的高低,隨著工作面推進度的不同而有最大差異。若工作面推進度一定,其推進一定距離所需時間為t採,發火期為t燃,當t採>t燃時,就有自燃發火的可能。

則工作面推進速度為

v推=l/t燃=40/1=40m/月。

式中:v推-工作面推進速度,m/月;

l-第ⅱ帶的寬度(25~40m);

t燃-煤炭自然發火期,月。

我礦柔性掩護支架採煤最小月推進度為36m。

四、其它防滅火安全生產技術措施

1、建立完善的檢測監控、**預報制度

回採工作面安裝瓦斯、溫度、co監控探頭,做到人機雙控。監控系統實時監控的同時,瓦斯檢查員對於常規檢查每小班不少於3次,重點部位要經常性檢查,發現隱患及時匯報排程室,以便採取措施處理。

2、提高工作面回採率

採空區浮煤是煤炭自然發火的主要介質,提高回採工作面回採率,少丟煤,採用無煤柱開採,對於延長發火期會起到積極作用。

3、穩定、合理的配風量

回採工作面的風量必須按設計供給,並保持穩定,不能時大時小,造成採空區氧化帶寬度的不穩定和氧化速度加快。另外穩定的風量有利於回採工作面上隅角瓦斯溢位量保持穩定。

4、採區回採結束及時封閉

採區結束後必須及時進行封閉、灌漿,閉灌漿後,隨著水的滲出,會出現一定的空間,這個空間就需要我們多次對其補漿,直到灌滿為止。對於閉面及周圍岩壁有裂隙情況,可以採用噴漿的方法進行處理。

五、輔助防滅火方法

1、噴灑阻化劑

在回採工作面的開切眼、入回風道等易發火地點噴灑阻化劑,阻化劑噴灑必須全面、均勻,阻化劑藥液可在15~20%之間,最低不要低於10%,嚴禁將阻化劑不溶化就隨意灑在浮煤上。噴灑阻化劑以後要保持巷道潮濕。

2、預防性灌漿

1)注漿幫浦的選擇

根據我礦井下巷道斷面的實際情況,決定採用體積小、重量輕、便於維修的移動式注漿幫浦,型號為zhj-8/1.2型礦用移動式注漿幫浦。

2)漿材的選取

選用含沙量不超過25~30%的地表土作灌漿材料。

3)、泥漿製備與輸送

(1)、製漿

把選用的黃土用篩子篩好,用礦車運到灌漿站,在灌漿灌中攪拌均勻,製成泥漿。

(2)、泥漿土、水比

泥漿土與水的體積比是乙個重要引數,土、水比量大,堵塞輸漿管;土、水比量小,工作面湧水量大,對採空區浮煤包裹性不好。因此,泥漿的濃度對於保證泥漿的質量十分重要,一般水土的變化範圍為1:2~1:

5。(3)、泥漿輸送

a、泥漿輸送路線為:泥漿站→工作面回風巷→採區上隅角→採空區

b、注漿管與採空區的注漿管之間用高壓膠管連線,主注漿管採用3寸鋼管。

c、泥漿幫浦前5m處設甲烷斷電儀,瓦斯濃度≥0。5%時,切斷泥漿幫浦電源,瓦斯濃度<0。5%時,方可復電。

4)、預防性灌漿方法

採煤工作面採用隨採隨灌方法,隨著回採工作面的推進,在回風巷埋設注漿管,埋設長度20m,如下圖所示,空區內的注漿管前10m,每隔0.5m打一出漿口,工作面推進時,用回柱絞車向外牽引注漿管。

1-防護管線的木垛 2-注漿管路

4、注水

採面回採前在入、回風道,打鑽注水或直接向採空區注水,都能起到防火、防塵的作用,煤層經過注水後其含水量不得小於4%,並且要均勻注水。注水採用高壓注水幫浦和靜壓管聯合注水。

六、結束語

幾年來,一礦以科學理論為根據,因地制宜,走出了一套採用綜合防滅火方法對採空區進行預防的路子,取得了較好的經濟效益和社會效益。我礦雖然在防滅火工作中取得一些成績,但隨著開採深度的增加,煤炭自然發火將會越來越嚴重,再進一步完善現有消防火設施和辦法的基礎上,需不斷地採用新技術、研究新方法,延長自然發火期,為安全回採保駕護航。

長春市雙頂山礦業股份****一礦

採面防滅火設計

呈報單位:一礦通風段

礦長總工:

安全礦長機電副總:

技術礦長通風副總:

機電礦長安全副總:

通風段長編制人:

2023年3月

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