、、煤業****通風科
二〇一四年六月
、、煤業礦井防滅火措施
總工程師：
通風助理：
通風科長：
審核：編制：
、、煤業****通風科
二〇一四年六月
第一節煤層自然發火危險性及防滅火措施
一、煤層自然發火危險性
根據本次勘探（山西省太行礦業工程技術****）在井田內施工的鑽孔中煤層取樣，由河南省煤炭質量監督檢驗站和河北省煤田地質研究所對煤層檢驗報告結果可知，15-3號煤層有煤塵**性。15-3號煤層自燃等級為為i、ii、iii類，屬容易自燃、自燃、不易自燃煤層。綜合分析，15#煤層吸氧量為0.
63ml/g，自燃等級為ⅱ級，屬於自燃煤層。
二、煤的自燃分析**
1、煤巖特性分析
（1）從煤的炭化程度分析
因煤層的自燃性隨煤炭的變質程度的增高而降低；煤的炭化程度越低，揮發份含量越高，煤層自然發火傾向越強。一般說來，褐煤易於自燃，煙煤中長焰煤危險性最大，貧煤及揮發份含量在12%以下的無煙煤難以自燃。15#號煤層為：
低灰—中灰、中硫—中高硫、高熱值—特高熱值之貧煤。本設計按ⅱ類自燃煤層設計。
（2）從煤巖成分分析
15#號煤層呈黑色，玻璃光澤，線理狀-條帶狀結構，以粉狀構造為主，區域性為塊狀，含黃鐵礦結核。巨集觀煤巖型別為半亮型～半暗型煤。煤巖組分以亮煤為主，夾有鏡煤條帶和暗煤。
（3）從煤的含硫量分析
煤的含硫分越多，吸氧能力愈大，越易自燃。15#號煤層原煤：1.
03%-2.61%，平均1.75%；浮煤：
0.77%-1.47%，平均1.
14%；為中高硫煤，煤層容易自燃。
（4）從煤的破碎程度分析
由於煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面積，使煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性與風化率較大的煤就易於自燃。本井田各煤層比較疏鬆，據此分析煤層自燃危險性較大。
2、煤的賦存條件分析
井田內可採的15#號煤層賦存穩定，為主要可採煤層。井田總體為一走向近南北、傾向西的單斜，地層傾角2°～11°。在此基礎上井田西部發育一軸向近南北、向北傾伏的不對稱向斜。
經本次勘探和礦井歷年開採3上、3下、15-3煤層，未揭露斷層及陷落柱，無岩漿巖侵入體。井田構造複雜程度為簡單。
3、開採技術條件
設計15#號煤層採用綜採採煤法，全部垮落法管理頂板。15-3號煤層採用綜採採煤方法開採，容易造成採空區遺煤多，漏風大，給煤層自燃造成良好條件，增加自燃的可能性；因此，容易發生自燃的區域為工作面「兩線～兩道」，即工作面開採線，停採線，進風道與回風道。
三、煤層的自燃預防措施
《煤礦安全規程》第228條，開採容易自燃和自燃煤層的礦井，必須採取綜合預防煤層自然發火的措施。
為確保礦井安全生產，制定以下防治措施：
1、開拓開採方面的措施
（1）、集中運輸大巷、集中軌道大巷、回風大巷沿煤層布置，大巷採用矩形斷面，磚砌牆+礦工鋼+噴漿支護。在三條集中大巷兩側沿煤層傾向布置回採工作面，回採工作面採用後退式開採，順槽均採用梯形斷面，礦用工字鋼支護。
（2）、設計採煤方法為一次採全高採煤法，機械化程度高，工作面推進度相對較快，可以降低採空區的遺煤自燃。開採時，應儘量減少採空區殘煤，盡量少留煤柱或不留煤柱，提高資源回採率，以利於預防採空區煤層自燃。及時密閉採空區和受採動影響的不可採煤層。
合理進行頂板管理，使採空區盡快壓實。生產中，採掘工作面應編制專項防火設計和開採作業規程，並遵守有關規範或規定。
（3）、井下硐室採用混凝土砌碹或錨網噴支護。
（4）、回採方式為採區內採用前進式開採，工作面採用後退式開採，同一翼相鄰工作面間採用順序開採。
2、通風方面的措施
在既定的生產條件下，礦井通風系統中漏風的數量與方向往往是煤炭自燃發展過程轉化的決定性因素，防火對於通風的要求是：風流穩定，漏風量小和通風網路中的有關區段易於隔絕。採空區面積大，漏風量相當可觀，但風速有限，散熱作用低，在工作面的兩巷（回採工作面的運輸巷和回風巷）一線（停採線）過斷層地帶，煤層變薄跳麵的地方有大量的浮煤堆積，最易發生自燃。
所以每一煤層回採完畢即進行封閉，以減少浮煤堆積地點的漏風量，防止自燃。
（1）、工作面採用後退式回採，採用「u」型通風方式，一進一回。新風與汙風均不通過採空區，漏風小。
（2）、每個採掘工作面均有獨立回風系統，它的優點是降低礦井總風阻，增大礦井通風能力，減少漏風，易於調節風量，在火災時期便於控制風流，隔絕火區。
（3）、在合適地點設立雙向風門或缺省反風風門，既可全區實現反風，也可區域性實現反風，以防火災事故擴大。
（4）、井下風門均安裝閉鎖裝置，使一組風門不能同時敞開，確保風流穩定。井下各風門、風量調節設施等位置進行了合理設定，以盡量降低負壓，控制漏風。
3、火災、瓦斯**與抑制措施
（1）、合理選擇封閉順序。在有瓦斯**危險時一般應採用進、回風側同時封閉法，在統一指揮下同時封閉進、回風防火牆上的通風口。
（2）、合理選擇封閉位置。盡可能靠近火源進行封閉，封閉區不得存在漏風口。
（3）、加強火區氣體成分的探測，正確判斷瓦斯**的危險程度。
第二節防滅火方法
煤礦防滅火方法包括煤自燃**預報及防滅火技術及裝備的選擇。煤層火災監測與早期預報是礦井火災預防與處理的基礎，是礦井防滅火的關鍵。只要能夠準確、及時地對煤層自燃火災進行早期預報，就能做到有的放矢地採取預防煤層自燃火災的措施，從而避免自燃事故的發生。
因此，礦井火災束管監測系統是開採自燃煤層的重要裝備之一。
根據地方煤礦特點及防滅火經驗，選擇kysc-1 型井下移動式火災氣體束管取樣監測系統，借鑑近年來綜採防滅火經驗，採取了以預防為主、防治結合、針對難點綜合治理的措施，主要有工作面採後採用黃泥灌漿、噴灑阻化劑防滅火方法。採用可攜式一氧化碳檢測報警儀進行檢測。
一、煤層自燃監測方面的措施
煤層自燃火災監測與早期預報是礦井火災預防與處理的基礎，是礦井防滅火的關鍵。只要能夠準確、及時地對煤層自燃火災進行早期預報，就能有的放矢地採取預防煤層自燃火災的措施，從而避免自燃事故的發生。對於煤層火災的**預報而言，取樣監測技術是至關重要的。
目前，煤層火災的監測主要有礦井火災束管取樣監測系統、煤礦安全監控系統和人工檢測三種手段。
地面固定式礦井火災束管監測系統是借助束管將礦井井下各測點的氣體經抽氣幫浦負壓抽取、彙總到指定地點，在借助氣相色譜檢測裝置對束管採集的井下氣樣進行分析，實現對co、co2、ch4、c2h2、c2h4、c2h6、o2、n2等氣體含量的**監測，其監測結果在以實時監測報告、分析**等方式提供資料的同時，亦可自動存入資料庫中，以便今後對某種氣體含量的變化趨勢分析，從而實現對礦井自燃火災的早期預報。
安全監控系統可以連續監測co、co2、o2等環境引數，根據這些環境引數的變化進行煤層火災的預報。
人工檢測一直作為煤層火災的主要監測手段，人工氣體監測主要採用o2、co、ch4等可攜式氣體分析儀，由人工直接在各測點進行氣體檢測，並定期採用氣袋取氣樣，送地面進氣相色譜分析，給出氣體的成分和濃度，以此判斷煤層發火程度。該法適用性強、投入裝置少，簡單易行，但人工取樣工作量大，間隔時間長，不能連續實時進行檢測。
針對目前地面固定式束管監測系統具有管路長，取樣測定滯後時間長，管路積水和粉塵進入管路堵塞後難以處理，人為或其它原因破壞管路的可能性大，管路維護量較大；地面裝置多，需專人管理，管理技術要求較高；全套裝置所需費用高等缺點，近年來開發的井下移動式火災氣體束管取樣系統全部安裝於井下，並可移動布置在不同的監測區域，體積小，重量輕，束管管路短，操作、管理及維護方便。該套系統可用於在井下對重點危險區域進行現場連續取樣，多個密閉集中取樣，現場和實驗室分析，監測火災氣體成份的變化，為煤層自燃**預報提供了有效的手段，為分析煤層發火情況及其變化趨勢提供了依據。目前，已在山西省大同、朔州、忻州、陽泉、太原、晉中等地區近200個中小型煤礦進行了應用，效果較好。
二、井下監測方案
1、測點布置方案
（1）選定一工作面在進回風順槽按一定間距布置束管取樣器，測定採空區範圍大約距工作面150m左右，約50m設乙個測點，保持採空區內部進、回風側各三個探頭，上下順槽同時觀測，待距工作面最遠測點進入採空區150m後，即可結束觀測，測點布置如圖6-2-5所示。
圖6-2-5 單巷布置工作面測點布置圖
（2）工作面正常封閉後，在進、回風側密閉分別設觀測孔，並在密閉內各布置乙個測點，測點布置如圖6-2-6所示，對於與採空區相連(尤其是與火區相通)的閉牆內也應設定測點進行監測。
2、地面色譜分析
井下通過束管取樣儀取樣並送至地面色譜分析，分析引數主要有o2、n2、co、co2、ch4、c2h6、c2h4、c3h8、h2正常情況下，每天早班檢測一次，工作面異常時，每班檢測二次。
圖6-2-6 工作面封閉後測點布置圖
三、防滅火方法
1、對採空區進行預防性灌漿
《煤礦安全規程》規定，開採容易自燃和自燃的煤層時，必須對採空區、突出和冒落空洞等孔隙採取預防性灌漿等防滅火措施。
預防性灌漿就是將水、漿材按適當比例混合，配製成一定濃度的漿液，借助輸漿管路輸送到可能發生自燃的區域，用以防止煤炭自燃，是使用最為廣泛、效果最好的一種技術。
（1）灌漿系統
目前傳統的灌漿使用的漿液的製備主要有水力製備和機械製備兩種方法。水力製備是利用高壓水槍沖刷鬆散的粘土層使水土混合形成泥漿，是一種操作較為簡單的製漿方式，但漿液濃度難以保證，防火效果差；機械製漿是按照一定的比例將製漿材料和水送入攪拌池，經攪拌機攪拌，輸入注漿管路送至井下，但目前的灌漿系統普遍存在易堵管、輸漿力度小、漿材要求高、投資大等不足。
kdzs-1型多功能煤礦防滅火灌漿系統選用移動式輕型裝置、多組漿池協同灌漿、經過濾後有多個輸漿出口，可用黃土、粉煤灰等多種灌漿材料，具有裝置簡單、投資少、建設速度快、輸漿力度大、防凍等優點。在山西內蒙等多個礦井使用，效果良好。
本次設計在主井工業場地kdzs-1型多功能煤礦防滅火灌漿系統一套，為全礦灌漿服務，灌漿方法採用當工作面束管取樣分析系統檢測到煤層自燃隱患時即進行灌漿，即向採空區灌注漿液。在灌漿工作中，灌漿與回採保持有適當距離，以免灌漿影響回採工作。
（2）灌漿方法
預防性灌漿方法有多種，根據採煤與灌漿先後順序關係可分為：採前預灌、隨採隨灌和採後灌漿。
礦井防滅火措施
2.木料場 矸石山與進風井口距離不得小於80公尺。木料場與矸石山的距離不得小於50公尺。木料場和矸石山不得設在進風井主導風向上風測，也不得設在有漏風的採空區上方的塌陷範圍內。3.井口房和通風機房附近20公尺內嚴禁煙火並不得用火爐取暖，井下嚴禁用燈泡和火爐取暖。4.井下和井口不得從事焊接工作，如必須在...
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