石圪臺煤礦火災防治措施
編制人：
審查：機電科：
安全礦長：
生產技術科：
總工程師：
生產礦長：
石圪臺煤礦通風科
2023年1月
一、概況
石圪臺煤礦所產煤為長焰煤，各煤層著火溫度t1(還原樣燃點)為330℃，1-3(還原樣與氧化樣燃點之差)在46℃-49℃之間，煤層屬易自燃、很易自燃煤層。地面堆煤3個月後就自燃。根據鄰區礦井煤的自燃情況，本礦井煤的自燃發火期為1-3個月。
本礦井的開拓方式為斜井-平硐開拓，採煤方法為綜合機械化採煤，石圪臺煤礦2023年回採工作面為131101工作面，131101工作面的位於井田的東北部。131101工作面厚度2.5m～2.
7m，平均厚度2.72m。131101工作面設計回採走向長900m,傾向斜長145公尺。
所有採區巷道均布置在煤巷中。
二、131101工作面採空區防治自然發火安全技術措施
131101工作面在防治自然發火方面最不利的因素是原房柱式採空區所留煤柱及在工作面採空區順槽兩側、開切眼和停採線有煤不能採出，煤量大，如果發生自然發火，其程度將比較嚴重，治理更加困難、危險更大，損失更大。
煤炭自燃必須具備4個條件：
(1) 有自燃傾向性的煤呈破碎狀態存在；
(2) 向破碎狀態的煤連續供氧，使煤炭氧化生熱；
(3) 有聚集氧化熱的蓄熱環境；
(4) 上述3個條件同時具備的時間足夠長。
煤炭自燃的4個條件中最關鍵的是煤層自身具有的自然發火傾向性和向煤體連續供氧。因為不供氧就不產生熱量，也不存在蓄積熱量使煤炭公升溫直至自然發火的問題；而對於自然發火的傾向性，目前尚未無法改變。因此目前的預防措施主要都集中在如何減少或杜絕向採空區或巷道的高冒區持續供氧方面。
3-1-2號煤層採用綜採開採時，必須採取以下防滅火措施，以確保工作面安全生產。
1、採取合理的採煤工藝措施
（1）減少採空區留煤
綜採隊必須保證工作面浮煤清理乾淨，按照設計要求，提高回採率(必須保證95%以上)，儘量減少採空區遺留煤。
（2）保持工作面快速推進
採煤工作面的快速推進不僅是乙個效益問題，而且是防火最有效的方法之一。因為，隨著工作面的推進在工作面後方的採空區將動態的形成不自然帶、可能自然帶、窒息帶所謂的「三帶」，「三帶」在一定的自然發火期和推進條件下，直接影響著131101工作面自然發火的危險性。其中不自然帶寬度在工作面後方約為1～5公尺，可能自然帶由不自然帶向採空區內部延伸約25公尺～60公尺。
根據氧化生熱、聚熱及散熱條件，自然發火危險性與推進度有如下關係：
當ls / vf 當ls / vf >t時，自然發火危險性較大
式中：ls－可能自然發火帶寬度，m
vf－工作面月推進度，m
t－自然發火期，月
所以加快工作面推進速度是主動、有效防火的重要途徑，必須按照設計要求4.8m/天（144m/月）的推進度進行採煤，將頂煤遺留的浮煤在發火前丟入採空區窒息帶。
2、 封堵工作面漏風
針對131101工作面進風隅角是本工作面採空區主要漏風源，為減小風流進入採空區的能力，縮短自燃帶寬度，必須採取在進風隅角掛擋風簾或壘砌密閉牆的措施。
掛簾可以採用破舊風筒布或救護隊使用的風障作為簾布，必須保證簾布材料為抗靜電阻燃材料。密閉牆可以採用麻袋裝上沙子進行堆放，麻袋堆放時上下層之間錯開壓茬，保證堆放穩固；堆放前進行敲幫問頂，避免浮矸傷人；每推進10～15公尺壘砌一道密閉牆。
3、注漿或注水
以黃泥、粉煤灰為材料製成的漿液的防火機理在於漿液對浮煤有「包裹」和「降溫」作用。漿液注入採空區便能對浮煤形成覆蓋和包裹，從而減少煤與氧接觸的反應面，減緩煤炭的氧化速度；再者，漿液中含有大量的水注入採空區後能吸收並帶走浮煤的氧化熱，破壞其聚熱環境，使煤炭溫度不能持續公升高而致燃燒。
4、注氮技術
氮氣防滅火不僅適用於缺水貧土地區的礦井，而且氮氣的隔爆作用、防滅火速度及可靠性是其它防滅火方法無法可比的，它特別適用於有煤塵**危險和煤的自燃發火期較短的礦井。
注氮裝置的制氮工藝目前常採用的有兩種：一種是採用中空纖維膜分離技術制氮，另一種是採用碳分子篩變壓吸附制氮；這兩種制氮工藝各有利弊。採空區注氮防滅火是通過注氮裝置將氮氣注入採空區，佔據火區空間，降低氧氣濃度，達到防滅火的目的。
131101工作面注氮需要配備移動注氮裝置1套（放置在聯絡巷內），移動注氮裝置布置在主要運輸大巷內，在運輸順槽敷設一條直徑108mm的管路（無縫鋼管），埋入採空區5～9公尺，工作面推進後，對採空區實施注氮，且隨工作面推進回撤注氮鋼管。
注氮路線：移動注氮備—輸氮管路—採空區。
5、阻化劑防滅火
將工業用阻化劑cacl2或mgcl2配製成藥，經專用車運入回採工作面上順槽，將藥稀釋至20%濃度，利用阻化劑噴射幫浦向採空區注入阻化劑。阻化劑噴射幫浦工作壓力為2~3mpa，最大射程約20m,流量2.4m3/h。
採煤工作面實行兩採一準，晝夜一迴圈，可以將噴灑工作安排在準備班進行。
6、其他防滅火措施
當採空區發現存在高溫點時，必須立即封閉採空區，採取注凝膠或注漿等防滅火措施。凝膠防滅火是將基料和促凝劑按照一定的比例混合配製成水溶液後注入採空區，發生絮凝作用，形成凝膠；由於成膠過程是一種吸熱反應過程，進行吸熱降溫；由於凝膠物質成膠前易於流動，能很好地擴散到封閉的縫隙，成膠後使散煤結成整體，起到封堵漏風作用；由於成膠過程中生成nacl等物質，能起阻化作用；所以凝膠防滅火是破壞煤炭自燃的乙個或幾個條件，以達到防滅火的目的。
7、煤炭自燃的早期**預報
煤炭自燃的早期**預報，是防止發生重大火災事故的關鍵。早期**預報有以下幾種方法：
① 人工取樣色譜分析。定期在工作面回風巷、回風隅角、採空區密閉內取樣，進行色譜化驗分析，分析內容包括co、ch4、co2、o2、c2h4、c2h2等。若發現氣體成分發生變化，如出現co並呈上公升趨勢時，可判斷有高溫點產生，就要每班監測，並採取相應措施。
② 現場人工檢測。綜放面設專職瓦檢員並隨身攜帶co檢測儀，在檢測瓦斯的同時，對工作面回風巷及回風隅角的co進行檢測，每班至少檢測1次。
③ 束管監測系統。利用束管監測系統對井下採空區及密閉內的co、co2、 ch4、o2、c2h4、c2h2等氣體濃度變化情況進行連續監測。
8、安全監測系統
利用安全監測系統感測器對井下作業場所風流中的co濃度變化情況進行連續監測。石圪臺煤礦採用西安西科測控裝置有限責任公司生產的kj110安全生產監測監控系統，在工作面上隅角和回風流中設定co感測器和溫度感測器，經過監測分站至工業乙太網至地面排程室，可以對於co和溫度進行實時監測監控。
kj110安全監測監控系統組成如下：
1、地面監控中心站
地面監控中心站是整個監控系統的核心，負責整個系統裝置及監測資料的管理、定義配置、實時資料採集、分析處理、統計儲存、螢幕顯示、查詢列印、實時控制、遠端傳輸、畫面編輯、網路通訊等任務。
2、智慧型監控分站
主要完成對所監測的感測器資料採集、資料預處理、分類顯示、報警、斷電控制、與地面監控中心站的資料通訊、所接感測器的集中供電等。
3、各種模擬量感測器、開關量感測器及斷電控制器
各類模擬量感測器、開關量感測器及斷電控制器是整個監測系統最前沿的指令執行終端裝置，負責對各監測點的物理資料採集、就地顯示、超限報警、訊號傳輸。
三、開拓開採、通風方面防滅火安全技術措施
1、選擇合理的巷道布置與開採程式，主要大巷布置在煤層中，布置在煤層中的服務年限較長的巷道要噴漿封閉，先後由上至下依次開採各煤層。
2、通風系統為**並列式，主、副斜井進風，回風斜井回風。通風方法為機械抽出式，配備軸流式扇風機二台，一台工作，一台備用。正確選擇通風構築物的設定地點，礦井井下通風構築物主要是風門、調節風門。
3、主要通風機裝備反風設施，並能在10min內改變巷道中的風流；當風流方向改變後，主要通風機的供給風量不小於正常風量的40％。
四、井下外因火災防治安全技術措施
1、電氣事故引發的火災防治措施
（1）對於井下機電裝置硐室，主要採用配置足夠的乾粉和co2炮沫滅火器，一旦發現火災馬上啟用，另外在硐室通道處設定防火柵欄兩用門，防止硐室外的火漫延進來。
（2）井下電氣裝置的防火，防止電器過負荷執行，短路產生的電弧，電火花，機械裝置運轉不良造成的過熱或摩擦火花，要採用防爆型裝置，而接線點要緊密牢固，必要時塗絕緣漆，防止接點打火，用電纜引線，不可明線接電，並設定過壓過流保護器，雙迴路供電，中性點不接地。
（3）井下電纜護套全部採用阻燃抗靜電材料。
2、膠帶輸送機著火的防治措施及裝備
（1）為防止井下膠帶輸送機外因著火，井下均採用阻燃型膠帶。膠帶機上設定了沿線雙向接繩開關，防跑偏監測裝置，縱向撒裂保護裝置，打滑監測裝置，煙霧報警溫度檢查儀等裝備。
（2）膠帶機頭及機尾硐室設定了自動滅火系統，本滅火系統採用感菸及感溫報警，報警後可實施自動灑水及施放滅火彈等滅火措施，膠帶機驅動電機及所有安全保護裝置均採用防爆型。
3、其它火災的防治安全技術措施
（1）為防止地面明火引發井下火災，嚴禁在井口30m範圍內進行產生明火的任何性質的作業，同時在距進風井30m內不得布置產生汙染和廢氣的設施，井口附近(30m內)進行作業的人員不得吸菸和攜帶易燃物品，並在井口附近設定明確禁止煙火的標誌牌。
（2）消防材料庫布置在副井工業場地，消防材料庫內的消防材料要保證完好充足，庫內嚴禁堆放任何與消防材料無關的物品。
（3）對於主、副井筒井口棚內固定的消防設施應加強理，定期檢查裝置的完好性，配備專人管理、使用，並對專門人員定期進行消防知識培訓和消防演練，主、副井井口房設定防火門。
（4）必須嚴格執行入井檢身制度。嚴禁攜帶菸草、點火物品和穿化纖衣服下井，嚴禁井下吸菸、使用燈泡取暖。
（5）嚴禁在煤巷及採區內的任何地點進行電、氣焊等明火作業；確實需要動電氣焊時，必須編寫專項安全技術措施，並報礦方相關部門審批。
（6）工作面回風順槽內的油料儲存處要配備沙箱及滅火器，並明確防火負責人。所有運送、存放油脂的容器必須密封，隨時蓋好蓋子，不得敞口，防止雜物混進。
（7）井下使用的潤滑油、棉紗、布頭和紙等，必須在蓋嚴的鐵桶內存放，用過以後不得亂扔、亂放、亂倒。
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