煤層自然發火危險性及防滅火措施
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
根據山西省煤炭地質研究所，2010年8月11日測試的11、12、14號煤層結果表明：11 號煤層 吸氧量0.9m3/g， 自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
12號煤層 吸氧量0.88m3/g，自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
14號煤層 吸氧量0.85m3/g，自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
二、煤的自燃03manbetx 預測
1、從煤的炭化程度上：
11號煤層為特低灰、中硫、特高熱值不粘煤;
12號煤層為特低灰、特低硫，特高熱值不粘煤;
14號煤層為低灰、中硫、特高熱值不粘煤。
不粘煤的變質程度較高，炭化程度較高，較易自燃。
2、從煤的水份03manbetx ：
11號煤層：原煤水份平均2.90%;不利於煤的氧化
12號煤層：原煤水份(Mad)7.72%，不利於煤的氧化
14號煤層：原煤水份(Mad)4.23%，不利於煤的氧化。
3、從煤的含硫、磷量03manbetx ：
11號煤層：硫份原煤平均1.20%，利於煤層自燃。
12號煤層：硫份原煤平均0.43%，不利於煤層自燃。
14號煤層：硫份原煤平均1.40%，利於煤層自燃。
4、從煤的揮發份03manbetx ：
11號煤層原煤揮發份平均28.90%;揮發份中等，利於煤層自燃。
12號煤層原煤揮發份平均29.7%;揮發份中等，利於煤層自燃。
14號煤層原煤揮發份平均27.02%;揮發份中等，利於煤層自燃。
5、井田11號煤層采用後退式采煤工藝，工作麵回采率高、采空區丟煤少，工作麵推進速度快，有利於防止煤層自然發火。
6、工作麵為後退式回采，運輸順槽進風、回風順槽回風，形成獨立通風係統，新鮮風流與乏風均不通過采空區，漏風小，不利於煤層自燃。
本礦井各煤層均為容易自燃煤層。
三、煤的自燃預防措施
1、開拓開采方麵的措施
(1)合理的巷道布置係統
本礦井大巷布置在煤層中，並進行了錨噴刷漿以防煤層巷道與空氣的充分接觸。
(2)合理的采煤方法
本礦井采用高檔普采長壁後退式采煤，巷道布置形式簡單，由於采煤工藝簡單，工人操作熟練，工作麵推進速度快，工作麵的回收率高，煤壁的暴露時間短，麵積小，對於防治自燃發火十分有利。
(3)控製礦山壓力，減少煤體破碎。
在采掘過程中盡量減少裸露巷道的時間，在部分頂底板來壓較大的地方加強支護，減少頂、底板來壓對煤體的破碎，減少煤體與空氣接觸麵。
(4)堅持正常的回采順序，工作麵推進采用後退式，回采順序合理，減少了采空區漏風，有利於防止煤層自燃發火。
(5)在生產中，盡量提高回采率，工作麵回采結束後立即砌築密閉防火牆，封閉采空區，回采工作麵順槽間盡量少留煤柱。
同時，設計針對采煤工作麵在正常生產時、工作麵推進速度減慢時和工作麵停采前、回柱撤梁期間及封閉後的具體防火措施分別敘述如下：
1)正常生產時工作麵的防火
① 對開切眼附近煤壁壓注阻化劑;
② 加快工作麵設備安裝速度和工作麵初始推進速度;
2)工作麵推進速度減慢時的防火
① 在工作麵下隅角掛設風簾，減少采空區漏風;
② 在下隅角堆設土袋(或砂袋)，建立防火隔離牆;
3)工作麵停采前、回柱撤梁期間及封閉後的防火
① 工作麵離設計停采線一段距離(可取50～60m)時，即開始在工作麵噴灑汽霧阻化劑;
② 工作麵停采時，對采空區實施注氮;
③ 工作麵停采期間，適當降低工作麵風量;
④ 停采後45天內工作麵設備要全部撤完，並完成封閉;
⑤ 在回柱撤梁過程中，加強停采線回風流氣體、溫度監測和自燃危險性預測;
2、通風方麵的措施
開采時，合理的通風係統可以大大減少或消除自燃發火的供氧因素，無供氧蓄熱條件，煤是不會發生自燃的。所謂合理的通風係統是指：礦井通風網絡結構簡單，風網阻力適中，主扇與風網匹配，通風設施布置合理，通風壓力分布適宜。
本礦井通風係統為中央並列式通風係統，混合提升斜井進風，回風斜井回風，通風方式為機械抽出式，礦井通風容易時期和困難時期通風阻力相對較小，有利於自燃發火的管理。
回采工作麵為後退式回采，采用“U”型通風布置，一進一回，新鮮風流與乏風均不通過采空區，漏風量少，自燃發火機率低;
調節風門、風門、風牆和風橋等通風設施，應設置在圍岩堅固，低壓穩定的地點，還應避免引起采空區或附近的煤柱裂隙，使漏風量的增大;
同時采取措施降低采區進、回風巷之間以及區段進、回風巷兩端的負壓差，以減少漏風;
在合適的地點設雙向風門，使礦井既可實現全區反風，也可實現局部反風，以防止火災02manbetx.com 擴大;
主要通風機設有反風裝置，可滿足全礦井反風要求，工作麵順槽及相關巷道，均設有反風風門及通風巷道可實現采區或工作麵反風。
同時，設計要求加強礦井日常通風管理，對通風機經常進行性能測定，掌握其特性，並隨著季節變化及時調整主通風機工況，控製內部漏風，降低通風阻力等綜合措施，確保用風地點供風穩定、合理。
3、監測方麵的措施
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。隻要能夠準確、及時地對煤層自燃火災進行早期預報，就能有的放矢地采取預防煤層自燃火災的措施，從而避免自燃02manbetx.com 的發生。對於煤層火災的預測預報而言，采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采樣監測係統、煤礦安全監控係統和人工檢測三種手段。
地麵固定式礦井火災束管監測係統是借助束管將礦井井下各測點的氣體經抽氣泵負壓抽取、彙總到指定地點，在借助氣相色譜檢測裝置對束管采集的井下氣樣進行分析，實現對CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、O2、N2等氣體含量的在線監測，其監測結果在以實時監測報告、分析日報等方式提供數據的同時，亦可自動存入數據庫中，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。
安全監控係統可以連續監測CO、CO2、O2等環境參數，根據這些環境參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，人工氣體監測主要采用O2、CO、CH4等便攜式氣體分析儀，由人工直接在各測點進行氣體檢測，並定期采用氣袋取氣樣，送地麵進氣相色譜分析，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、投入設備少，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。
針對目前地麵固定式束管監測係統具有管路長，采樣測定滯後時間長，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;地麵設備多，需專人管理，管理技術要求較高;全套設備所需費用高等缺點，目前中小型煤礦普遍采用井下移動式火災氣體束管采樣係統，設備全部安裝於井下，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。該套係統可用於在井下對重點危險區域進行現場連續采樣，多個密閉集中采樣，現場和實驗室分析，監測火災氣體成份的變化，為煤層自燃預測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。
與井下移動式火災氣體束管采樣係統配套采用GC950型煤礦專用火災氣體色譜分析係統，該係統克服了目前煤礦所使用的東西電子生產的氣相色譜儀O2和N2分離效果較差，且不能檢測氫氣、重複性差、分析時間長等缺點，采用日本島津技術，具有儀器穩定、重複性好，靈敏度高、能檢測所有火災氣體、分析時間短等優點，目前，在山西焦煤集團、潞安集團、晉煤集團、大同、朔州、忻州等多個單位使用，效果良好。
(1)、KYSC-1型束管采樣係統組成
該係統既具有原束管係統的功能，又克服了原束管係統的一些不足。係統經濟適用，維護方便，適用於中小型礦井自然發火的預測預報，也適用於大型礦井高產高效工作麵的自然發火預測預報及火災治理過程中火災信息的連續檢測。該係統由以下三部分組成：1)抽氣束管;2)抽氣泵;3)采樣櫃;4)氣水分離器。
1.水位計 2.壓力控製閥 3.出氣口 4.壓力表 5.連接法蘭 6.連接管道 7.皮管 8.水泵出氣口9.水泵進氣口 10.皮管 11.負壓表 12.流量計 13.八路控製開關 14.氣體采樣口 15.出水口
圖5-2-1 采樣係統連接圖
圖5-2-2 KYSC-1係統外觀圖
(2)KYSC-1型束管采樣係統技術參數
1)供電電壓：660V/380V;
2)功率：4kW;
3)供水量：1m3/h;
4)抽氣量：1.35m3/min;
5)負壓：-0.087MPa;
6)抽氣距離：5000m。
(3)GC950型煤礦專用色譜分析係統技術特點和參數
圖5-2-3 GC-950氣相色譜係統
1)主要特點
①該儀器采用日本島津技術，具有性能穩定、功能齊全、自動化程度高等優點;
②可以測定H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2共9種氣體;
③選用氬氣作載氣，實現了測定氫氣這一重要火災氣體，對於指導礦井火
災的治理具有重要的參考價值;
④采用三氣路六通閥定量管進樣，配TCD、FID及鎳轉化爐，從而排除了各組分之間的互相幹擾，使重複性、靈敏性和準確性更好;
⑤CO、CO2及烴類測定采用分時進樣，雙柱並聯共用FID的流程，從而避免了分流進樣造成最低檢測濃度達不到煤礦安全要求的不足，同時通過進樣時間的控製，可以縮短總的分析時間，減輕分析人員的工作量;
⑥內置不鏽鋼絲網過濾膜，從而避免了煤礦氣體粉塵較多容易堵塞管路的問題;
⑦檢測器均采用單元化設計，先進製造工藝，具有靈敏度高、噪聲低、線性範圍寬等特點;
⑧工作站功能強大、性能穩定，直觀、簡單、易學。設有六種定量方法(歸一法，內標，外標，修正歸一法，帶比例的修正歸一法，指數法)，可實現任意多點標樣校準，任意多點校準平均，直觀顯示校準曲線;靈活的峰識別和處理能力，適應各類色譜分析應用。
2)技術參數
①最小檢測濃度：H2≤5ppm;CO、CO2≤2ppm;烴類≤0.1ppm
②尺寸：寬606mm×高450mm×深450mm
③重量：～42 Kg
④電源：200V、50HZ、2100W
⑤熱導檢測器(TCD)
結構：半擴散式、四臂錸鎢絲;電源：恒流控製方式;靈敏度：≥1500mV·ml/mg(正十六烷);噪聲：≤0.03mV;飄移：≤0.1mV/30min
⑥火焰離子化檢測器(FID)
結構：圓筒形收集極、石英噴口;檢測限：1×10-11g/s(正十六烷);噪聲：≤5×10-13A;飄移：≤5×10-12A/30min
⑦柱箱溫度範圍：10～399℃(增量為1℃);控溫精度：±0.1℃;可由鍵盤設定過熱保護值
⑧檢測器溫度範圍：10～399℃(增量為1℃);控溫精度：±0.01℃(TCD)和±0.1℃(其它);可由鍵盤設定過熱保護值
⑨工作站
高精度：USB接口，24位的高精度A/D，分辨率±1uv
輸入通道電平範圍：外置數據采集盒，輸入通道2個。-1v至+1v(可擴展
±2V)
采樣頻率：6、12、25、50次/秒
動態範圍：106(1μv為最小單位)
積分靈敏度：1μv·sec(即麵積的個位數)。
線性度：<±0.1%
重現性：0.06%
(4)井下監測方案
1)測點布置方案
①選定一工作麵在進回風順槽按一定間距布置束管采樣器，測定采空區範圍大約距工作麵150m左右，約50m設一個測點，保持采空區內部進、回風側各三個探頭，上下順槽同時觀測，待距工作麵最遠測點進入采空區150m後，即可結束觀測，測點布置如圖5-2-4所示。
圖5-2-5 工作麵封閉後測點布置圖
2、地麵色譜分析
井下通過束管采樣儀采樣並送至地麵色譜分析，分析參數主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8、H2正常情況下，每天早班檢測一次，工作麵異常時，每班檢測二次。
第二節 防滅火方法
一、設計依據
本礦初期開采的11號煤為易自燃煤層。結合井田內及周邊各礦井以往開采情況，井下未發生過煤層自燃02manbetx.com 或火區的事實，初步推測本礦在開采11號煤過程中發生煤層自燃的可能性較小，但生產中仍須加強浮煤清理工作，采空區或盲巷應及時密閉，確保安全生產。
根據生產經驗，外因火災發火點多為機電硐室、采掘工作麵等以及井下風流暢通的工作地點。按照本礦實際，設計采取了如下措施：
二、防滅火方法
(一)防滅火係統選擇理由
本礦11號煤采用高檔普采長壁後退式采煤法。根據山西省煤炭地質研究所，2010年8月11日測試的11、12、14號煤層結果表明：
11號煤層吸氧量0.9m3/g，自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
12號煤層吸氧量0.88m3/g，自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
14號煤層，吸氧量0.85m3/g，自燃等級Ⅰ級，屬容易自燃煤層。
各煤層自燃發火期為6個月，煤層在開采和堆放時要注意防範。
(二)防滅火措施
煤層自燃火災主要發生在回采工作麵采空區的氧化帶，距離工作麵切頂線一般20～45m，最大60～70m。其次是回采工作麵回風隅角。根據目前國內工作麵生產經驗，可供選擇的較成熟的防滅火措施有：黃泥灌漿、噴灑阻化劑、凝膠防滅火技術和氮氣防滅火等。
基於以上分析，針對礦井的實際情況，決定采用黃泥灌漿、注凝膠和噴灑阻化劑防滅火技術措施，發揮各種防滅火工藝的優點，確保礦井安全生產。
1.對采空區進行預防性灌漿
《煤礦安全01manbetx 》規定，開采容易自燃和自燃的煤層時，必須對采空區、突出和冒落空洞等孔隙采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) 移動式注漿防滅火
本礦設計選用2台ZHJ-6/3型井下移動式注漿裝置建立灌漿係統。
移動式注漿裝置包括機械攪拌製漿係統、加壓輸漿係統、壓力及流量調節係統以及電力控製係統。整套裝備進入工作地點後，接通電源即可工作。配備兩套較大容量的機械攪拌係統。兩套機械攪拌係統既可交替使用，又可同時使用。交替使用時，可以實現機械化連續注漿;使用時，可實現多種材料注漿或者定比例化學注漿。注漿裝置主要技術指標見表2-1-1。
1-預埋注漿管;2-高壓膠管;3-灌漿管;4-回柱絞車;5-鋼絲繩;6-采空區
(3) 灌漿參數的選擇
①漿液的水固比選擇
泥漿的水固比是反映泥漿濃度的指標，是指泥漿中水與固體漿材的體積之比。水固比的大小影響著注漿的效果和泥漿的輸送。泥漿的水固比越小，則泥漿濃度越大，其粘度、穩定性和致密性也越大，包裹遺煤隔離氧氣的效果也越好，但同時流散範圍也越小，輸漿管路容易堵塞;水固比大，則輸送相同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好，礦井湧水量增加，在工作麵後方采空區灌漿時容易流出而惡化工作麵環境。漿液的水固比應根據泥漿的輸送距離、煤層傾角，灌漿方式及灌漿材料和季節等因素通過試驗確定，一般情況下為4:1，冬季為5:1。
②日灌漿所需漿材量
=0.05×3.0×2.4×100×0.95=34.2 m3/d
式中 Q材——日灌漿所需漿材量，m3/d;
m——煤層采高，m;
L——工作麵日推進度，m;
H——灌漿區傾斜長度，m;
C——回采率，%;
K——灌漿係數，為灌漿材料的固體體積與需要灌漿的采空區容積之比，一般取0.05～0.15。
③日製漿用水量
=1.2×171=205.2 m3/d
式中 Q水2——日灌漿用水量，m3/d;
K水——用於衝洗管路防止堵塞的水量備用係數.一般取1.10～1.25，取1.2。
⑤日灌漿量
=(171+205.2)0.88=331 m3/d
式中 Q漿1——日灌漿量，m3/d;
M——泥漿製成率，取0.88;
⑥小時灌漿量
=331/15=22 m3/h
式中： Q漿2——每小時灌漿量，m3/h;
n——每日灌漿班數，班/d;
t——每班純灌漿時間，h/班。
⑦每小時最大灌漿量
考慮到今後生產規模擴大和煤層發火不確定等因素，灌漿主管路按目前所需能力的1.5倍設計，則每小時最大灌漿量為：
= 22 m3/h×1.5=33 m3/h
式中：Q漿max——每小時最大灌漿量，m3/h。
需要說明的是：灌漿係統的灌漿係數、水土比等各項參數在實際生產中必須根據煤層發火情況、輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料和季節等因素通過實驗確定，以確保灌漿效果和生產的安全。
灌漿工作是與回采工作緊密配合進行。設計灌漿為三班灌漿，每天灌漿時間為10h，若礦井自燃發火嚴重，且所需灌漿的工作麵較多，宜采用四班灌漿，每天灌漿時間為15h。
(4)灌漿材料的選擇
① 顆粒要小於2mm，而且細小顆粒(粘土：≤0.005mm者應占60～70%)要占大部分。
② 主要物理性能指標
比重為：2.4～2.8t/m3
塑性指數為9～11(亞粘土)
膠體混合物(按MgO含量計)為25～30%：
含砂量為25～30%，(顆粒為0.5～0.25mm以下)
容易脫水和具有一定的穩定性。
③ 不含有可燃物
目前常用的灌漿材料有黃土、粉煤灰等。與黃土相比，粉煤灰的粒度較粗，但體積密度小。就注漿滅火而言，粉煤灰質輕，顆粒表麵具有一定光滑度，容易攪拌成漿，便於管道輸送。注入火區後流動性、穩定性較好;粉煤灰具有一定的火山活性，其密封性能較好;粉煤灰親水性差，粒度又大於黃土，注漿後漿體達到靜態時脫水快，並隨著水的泄流帶走一部分熱量。因此粉煤灰用於注漿滅火，可以起到隔絕、包裹、降溫作用。另外，使用粉煤灰，既處理了廢料，又有利於環保。
(5) 灌漿管路的選擇
①灌漿管路布置
回采麵采空區是該礦灌漿重點區域，因此，灌漿主管路應針對回采麵進行鋪設，其它地點的灌漿，則根據需要從主管路上分叉連接。
東運輸大巷→1101工采麵進風順槽→工作麵
②灌漿管道
主要灌漿管直徑是根據管內泥漿的流速來選擇。在設計中，泥漿給定後，先確定泥漿在管道中流動的臨界流速，再求出泥漿的實際工作流速，使之大於臨界流速即可。
實際工作流速：
=4×33/(3600×0.1082)=1.00 m/s
式中：v——管道內泥漿的實際工作流速，m/s;
Q漿max——小時灌漿量，m3/h，
d——管道內徑，m。取108mm
該實際工作流速處於臨界流速最大值(泥漿鋼管的臨界流速通常為1～4m/s)，可滿足工程需要。
井下灌漿管道采用無縫鋼管，其鋼管直徑取108mm;支管直徑取75mm;工作麵管道直徑取4寸膠管。
(6)防潰漿措施
采用充填灌漿措施處理火災或發火隱患時，為防止發生潰漿02manbetx.com ，充填時應符合以下要求：
①要使用滲(透)水性強的材料(如荊條簾子或聚氯乙烯塑料簾子等)做圍堰壁;如采用木板做圍堰壁時，必須根據實際需要預留泄水孔;
②圍堰的四周要同巷道幫壁接實打牢;
③圍堰構築好後，背好套棚，打齊、打牢中心頂子;
④充填流量要均勻適度，切忌流量忽大忽小;接近充滿時，要適當減少流量;
⑤充填灌漿時應設壓力表並設專人觀察，當發現管路壓力較大(如管路跳動或管路接頭跑漏水、砂漿等現象)時，要及時打開安全閥，釋放壓力，停止充填注漿。
⑥充填時，在充填地點前後兩端各50m範圍內，除監護人員外其他人員一律禁止在充填區域逗留。
(7)灌漿區防透水措施
灌漿區內往往積存大量的漿水，如在其下部進行采掘活動，由於地層壓力和積水重力的作用以及采掘活動的影響，容易造成隔離煤柱破壞而誘發冒頂、漿水潰泄從而導致掩埋設備甚至人員傷亡的事故。所以在灌漿區下部進行采掘前，必須查明灌漿區內的漿水積存情況。在積存漿水未放出前，嚴禁在灌漿區下部進行采掘工作。
2、凝膠防滅火
凝膠防滅火技術是近幾年發展起來的新型防滅火技術，該技術集堵漏、降溫、阻化、固結水等性能於一體，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空間等實際條件的適應性，使該技術在滅火過程中充分發揮其效能，快速有效地控製和撲滅火勢。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：
a. 滅火速度快：由於膠體獨特的滅火性能，其滅火速度很快，通常巷道小範圍的火僅需幾小時即可撲滅，工作麵後方大範圍的火也隻需幾天即可撲滅。
b. 安全性好：膠體在鬆散煤體內膠凝固化、堵塞漏風通道，故有害氣體消失快;在高溫下，膠體不會產生大量水蒸汽，不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人危險。
c. 火區啟封時間短：注膠滅火工程實施完，不需等待(《煤礦安全01manbetx 》規定各項指標達到啟封條件後還需觀察穩定一個月才能啟封)，即可啟封火區。
d. 火區複燃性低：高溫區內隻要有膠體滲透到的地點都不會複燃。
(1)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。主料為矽酸鈉水溶液、促凝劑為碳酸氫鈉。
設計比例：基料：促凝劑：水=10：4：86(重量比)。
(2) 注凝膠設備
① 注膠設備：NJB-1-80型凝膠泵，見圖6-2-2。
該設備是一種用來輸送凝膠(水+基料+促凝劑)的泵組，由山西先導科技開發有限公司研製開發。它可自動地將水、基料、促凝劑按一定比例混合後，經三個出液口輸送到用膠地點。根據各種材料的配比不同，凝膠混合液可在十幾秒至幾十分鍾內形成固態膠體，用於煤礦直接滅火和堵漏。
b. 檢查各泵和流量調節器(變速器)油箱內的潤滑油，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)。
c. 盤車檢查各泵能否轉動自如。
d. 檢查電器開關、起動器。
e. 檢查各輸送膠管、接頭和過濾網。
f. 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。
g. 打開混合器出口的3個閥門。待起動正常後再按需要關掉1～2個。任何情況下必須保證有1個閥門全開且暢通。
h. 接通電源。
② 注膠過程中的操作
a. 待基料料箱內的基料注完後，可在不停機的情況下快速地把吸料管和溢流管換進另一隻基料料箱中，這樣可保持連續注膠。
促凝劑箱隻需不斷地往料箱中補充材料，不需要來回移動吸料膠管。
b. 膠料流量無級調節器(變速器)隻能在泵運轉的情況下調節，嚴禁停機時調節。
c. 泵的調壓器是用來限定注膠壓力並防止電機過載的，供貨時已經調好，不要隨意調節。注膠時若發現溢流管有溢流，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
a. 注膠結束後，必須將主泵和膠泵都輸送清水3分鍾以上，並同時將混合器的3個出料閥門都打開，以保證泵內、管內和混合器內沒有混合液和膠料存在。
b. 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)，讓泵繼續運轉吸水5分鍾，這樣可將泵內的積水排出。
c. 斷電。
d. 清洗混合器，確保暢通。
④ 正常維護
a. 新機器運轉一個月後，應全部更換泵內和變速器內的潤滑油。
b. 階段性注膠結束後，應將機器全部運上地麵進行清洗、維護和保養，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。
c. 發現流量偏小時，檢查泵的密封圈和吸、排液閥，磨損嚴重或損壞應即時更換。
d. 檢查三角皮帶是否放鬆。過鬆是可首先用皮帶張緊螺釘調節拉緊。若仍不能拉緊，可考慮將泵墊高。隻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
a. 準備兩個0.5m3的鐵箱(φ0.8m，高度1m)，用於儲存基料;並準備1個0.6m3(φ0.9m，高度1m)的鐵箱，用於配製促凝劑溶液。將3個鐵箱放置於滅火巷道內的注膠設備附近;
b. 配好設備入口管路，並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;
c. 配好混合器出口變頭，使之能與25mm的注膠高壓軟管連接，並準備25mm的注膠高壓軟管10根(10m長的6根，5m長的4根);
d. 1寸閥門6個(注膠時接在鑽孔上，鑽孔泄漏時可隨時關閉閥門);準備l寸管(接鑽孔口的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鑽孔;
e. 根據其它礦的滅火經驗，基料在井下的運輸相當困難，為了便於井下基料運輸，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;
f. 每班按注膠6小時計算，每班注膠量為30m3。井下膠體材料需保證2天的用量，基料量為18t(54桶)，促凝劑量為7t(140袋)。地麵需保證5天的用量，基料量為45t，促凝劑量為18t;
g. 基料的泥漿泵兩台，流量為3m3/h。並鋪設輸送基料的管路。
② 注膠順序
先注終孔位置較低的鑽孔，再注終孔位置較高的鑽孔，防止因注高位孔時，堵塞低位孔。
③ 施工步驟
a. 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)，根據注膠設備流量，可使用約3小時，第二次輸送5桶。
b. 注膠前先接清水管衝冼每個鑽孔3～5分鍾。
c. 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。待基料料箱內的基料注完後，可在不停機的情況下快速地把吸料管和溢流管換進另一隻基料料箱中，這樣可保持連續注膠。促凝劑箱隻需不斷地往料箱中補充材料(每3分鍾向料箱內添加1袋)，不需要來回移動吸料膠管。
d. 隨時檢查各鑽孔的進膠情況，如發現有不進膠的鑽孔，應及時將其拆下，接上清水管衝冼。
e. 如有鑽孔從鑽孔周圍向巷道返膠，應先將基料吸液管從料箱中拿出，待注膠管衝冼過後，再關閉該鑽孔的閥門，然後再將基料吸液管放入料箱繼續注膠。待將該鑽孔處理好後，再打開閥門繼續注膠(或接至其它鑽孔注膠)。
f. 停止注膠後，再用泵繼續注清水5分鍾，衝冼注膠管路，防止凝膠堵塞高壓軟管。
g. 將每班注膠量及注膠情況及時填入現場記錄本，以便下一班查詢，並向防火辦公室彙報。
(6) 其它安全技術問題
① 在施工過程中應製訂各工序01manbetx 01manbetx 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，以免造成環境汙染。
⑤ 灌漿站及材料庫要建立在洪水水位線以上。
⑥ 各工程在施工過程中按各自行業規範操作。
⑦ 施工期間要嚴格監控地麵灌漿漿液是否流入井下工作麵和巷道，並加固所有與采空區聯通的密閉。
(7) 凝膠防滅火係統設備選型
NJB-1-80凝膠泵 2台 5.5kW
混合器、分離器 1套 現場加工
主泵進口膠管 Φ20 4m
輔泵進口膠管 Φ32 6m
主泵出口膠管 Φ20 300m
輔泵出口膠管 Φ24 300m
0.75m3翻鬥式礦車 5輛
3、噴灑阻化劑
(1)阻化劑選擇
選用來源廣泛，價格便宜、阻化率高、配製容易、對設備無腐蝕的工業氯化鈣(CaCl2·5H2O)和氯化鎂(MgCl2·6H2O)作為阻化劑。
(2)噴灑壓注工藝係統
設計選用電動方式的機動性噴灑壓注係統，這種係統是將噴灑壓注設備和阻化劑溶液池安裝在礦用平板車上，采用電動或氣動方式噴灑壓注阻化劑。該係統工藝簡單，施工快，投資小，機動性大。其工藝係統示意圖見下圖。
(3)參數計算
阻化劑濃度取20%;CaCl2或MgCl2溶液的平均密度為1.11t/m3;原煤的吸液量與煤的粒度、阻化劑濃度、煤的硬度及含矸率有關，因無參考資料，需實際測量確定;鬆散煤的密度也需實際測量確定，一般原煤的鬆散煤的密度在0.85～1.0t/m3之間;設計的阻化劑防滅火措施是采區內特定時期所采取的防滅火措施，其噴灑量根據不同地點確定。
(4)噴灑設備
井下首采區內選用WJ-24型阻化多用泵1台。主要技術指標：工作泵壓0.2～2.5MPa，最大射程15m，阻化溶液噴射量為11～40L/min，Y90L2型防爆電機2.2kW，電壓660V，體積1500×400×450mm，質量約65kg。
采空區噴灑工作安排在每班放頂前進行，從工作麵上、下端頭處兩槍相向噴灑，在工作麵中相遇噴灑完畢。向采空區噴灑阻化劑一次噴灑量按下式計算：
=1.2×0.9×100×3.0×0.1×0.058÷1.05
=1.79(m3)
式中：V——工作麵一次噴灑阻化劑量，m3;
K1——易自燃部位噴藥加量係數，取1.2;
K2——單位體積散煤重量，0.9t/m3;
L——工作麵長度，100m;
S——一次噴灑寬度，按每班循環進度計算，取3.0m;
h1——浮煤厚度，0.1m;
A1——噸煤吸液量，0.058t/t;
g——阻化劑容量，取1.05t/m3
噴灑阻化劑隨回采班進行，同時要求礦方要定期檢測阻化劑阻化率及時調整阻化劑配比及材料，以適應煤層阻隔燃要求。
三、火災監測
(1)火災監測管理
建立防滅火管理和火情監測分析預報製度。
(2)火災監測設備配備
1)礦井配備便攜式CO氣體檢測儀yc-HL210，50台。
2)在采區采掘工作麵的進回風巷處各設一個固定觀測站，在工作麵的進回風巷內距工作麵10～20m處設置移動觀測站一處。建立KYSC-1型火災束管監測係統一套，係統由地麵分析站、井下取樣管路及附件組成。
第三節 井下外因火災防治
一、電氣事故引發的火災防治措施
1、井下機電設備硐室防滅火措施
礦井井下主要機電設備硐室有主變電所、主排水泵房、采區泵房等。設計對其采取的防火措施如下：
(1)硐室均采用混凝土镟支護。
(2)在機電設備硐室內按規定配備了消防器材，詳見表6.3-1。
(3)加強管理，及時清理機電設備硐室內的可燃物，消滅事故隱患。
(4)設有井下消防管路係統，采用消防、防塵合一的方式。
2、井下電氣設備的防火措施
井下變電所內高、低壓配電設備的選型，嚴格遵守《煤礦01manbetx 01manbetx 》規定及要求，井下主變電所電壓等級10kV/0.69kV/127V，10kV和0.69kV母線均采用單母線分段接線方式，10kV配電裝置選用BPG-400礦用隔爆型高壓真空配電裝置，660V配電裝置選用BKDZ型礦用隔爆型真空饋電開關，變壓器選用KBSG礦用隔爆型幹式變壓器。
其它配電點控製設備均為礦用隔爆型，做到防火於未然。
礦井井下供電電壓為：10kV、1.14kV、0.69kV、127V，井下變壓器中性點不接地。為防止雷電波侵入井下，凡露天出(入)井的金屬管路及金屬鎧裝電纜，均需在出(入)井口附近，將金屬體作不少於兩處的可靠接地。各電氣設備之正常不帶電的金屬外殼、金屬鎧裝電纜等均通過專用接地線按規程可靠接地。
通信線路在入井處裝設熔斷器和防雷電裝置。
3、井下電纜敷設及連接
井下的電力電纜均選用符合MT818《煤礦用阻燃電纜》並經檢驗合格取得礦用產品安全標誌的阻燃電纜，固定敷設的電纜為礦用阻燃銅芯電纜，非固定敷設的電纜為阻燃軟電纜，移動和手持式電氣設備為專用橡套電纜，兩回下井電纜選用MYJV22-8.7/10，3×70mm2型礦用交聯鎧裝電力電纜，長度2×750m。
下井電纜沿混合井井筒敷設至井下主變電所，當任一回電纜故障停止送電時，另一回能擔負井下全部負荷用電。給移動變電站供電的10kV電纜選用：MYPTJE-8.7/10礦用移動屏蔽監視型橡套電纜。回采工作麵采煤機選用MCPTJ-0.66/1.14 采煤機金屬屏蔽監視橡套軟電纜，1140V低壓配電係統電纜選用MYP-0.66/1.14型礦用橡套軟電纜，660V低壓配電係統電纜選用MYP-0.38/0.66型礦用橡套軟電纜。
煤電鑽、岩石電鑽電纜選用MZ-0.3/0.5型礦用移動屏蔽橡套軟電纜。
井下照明電纜選用MYQ-0.3/0.5煤礦用移動輕型橡套軟電纜。
井下電纜選用礦用阻燃型電纜，且必須滿足電纜熱穩定的要求，井下變壓器選用礦用幹式隔爆型。
除手持式或移動式設備的電纜外，井下水平巷道或傾角在30°以下的井巷中的電纜采用在巷道壁或巷道頂板用電纜掛架敷設的方法，掛架間距不超過3m，有適當的弛度，並在承受意外重力時能自由墜落。
電纜與水管在巷道內不同側敷設;巷道內的通信和信號電纜，一般同電力電纜分掛在井巷的兩側，如果受條件所限，應敷設在電力電纜的上方100mm以上。
高低壓電纜敷設在巷道同一側時，高低壓電纜間距大於100mm，低壓電纜間距大於50mm。井下巷道內的電纜，沿線每隔一定距離、在拐彎或分支點都設置注有編號用途、電壓和截麵的標誌牌，以便識別。在總回風巷和專用回風巷中不得敷設電纜。對易觸及、裸露的帶電部分設遮攔等防護措施。
電纜同電氣設備的連接，均采用同電氣設備性能相符的接線盒，電纜芯線使用齒形壓線板或線鼻子同電氣設備進行連接;不同型電纜之間經過接線盒、連接器進行連接;橡套電纜的連接采用硫化熱補或與熱補有同等效能的冷補。在地麵熱補或冷補後的橡套電纜，必須經浸水耐壓試驗，合格後方可下井使用。在井下冷補的電纜必須定期升井試驗。接線盒、連接器應方置在托架上，不應使接頭承力。
此外，在井下電氣設備的檢查、維護、修理和調整時應注意：
(1)電氣設備的檢查、維護和調整，必須由電氣維修工進行。井下電氣設備防爆性能遭破壞的，必須立即處理或更換，嚴禁繼續使用。
(2)按照《煤礦01manbetx 》的規定。井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜、電線。
(3)電氣維修工具操作時，要嚴格按照《煤礦01manbetx 》第488、489、490和491條的規定執行。
4、井下電氣設備的各種保護
井下供電網絡為中性點不接地係統。嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地麵中性點直接接地的變壓器或發電機直接向井下供電。
由地麵變電所至井下主變電所的電纜線路上均設有零序電流互感器和相應的漏電保護裝置;井下主變電所的高壓出線回路上裝有高壓漏電保護裝置;井下低壓饋電線路上均裝設有選擇性的檢漏繼電器保護裝置。由上述裝置對井下電網的絕緣狀況進行連續檢測，當電纜線路發生故障時，可及時切斷電源，以保證礦井安全生產。向井下供電的電源線路上嚴禁裝設自動重合閘裝置。每天必須對低壓檢漏裝置的運行情況進行1次跳閘試驗;每班使用前，必須對煤電鑽保護裝置進行1次跳閘試驗。
井下高壓電動機、移動變電站、動力變壓器的高壓控製設備，均具有短路、過負荷和欠壓釋放保護。由各變電所、移動變電站和配電點引出的饋電線上，均具有短路、過負荷、單相斷線保護同時裝設漏電閉鎖保護裝置及遠程控製裝置。低壓電動機具備短路、過負荷、單相接地、斷相、檢漏保護裝置、漏電保護裝置及遠方控製裝置。
為保證井下照明安全，選用保護齊全的礦用隔爆型照明變壓器綜合保護裝置供給127V照明電源。煤電鑽綜合保護裝置具有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相及遠方控製功能。40kW及以上的電動機均采用真空磁力起動器控製。
二、帶式輸送機著火的防治措施
(一)井下帶式輸送機選用阻燃抗靜電輸送帶，托輥的非金屬材料零部件和包膠滾筒的膠料均采用阻燃型，應滿足MT147-95標準要求。
(二)巷道內應有充分照明。
(三)帶式輸送機配備可編程電控成套保護裝置，包括驅動輪防滑保護、溫度保護、煙霧保護、防膠帶跑偏裝置、堆煤保護裝置和自動灑水裝置等。
(四)液力偶合器不使用可燃性傳動介質。
(五)在膠帶機頭硐室機頭、機尾各配備1套DMH膠帶機硐室自動滅火係統，實現火災的連續監測、報警和自動灑水或撒幹粉滅火，並接入礦井安全監測係統。
三、其他火災的防治措施
(一)防止地麵雷電波及井下
為防止地麵雷電波及井下引起瓦斯、煤塵爆炸及火災，設計采取以下措施：
(1)引入井下的供電線路均采用電纜，在電纜溝敷設。下井前電纜鎧裝外皮應接地。
(2)通信線路在入井處裝設有熔斷器和避雷器。
(3)由地麵入井的管路，采用埋地敷設，並在井口附近將金屬體進行不少於2處的良好的集中接地。
礦井屬於第二類防雷建築物的有預計雷擊次數大於0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建築物;屬於第三類防雷建築物的有15m及以上的煙囪、水塔等孤立高聳(構)物。各類建築物應采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施。第一類防雷建築物尚應采取防雷電感應的措施;裝有防雷裝置的建築物，在防雷裝置與其他設施和建築物內人員無法隔離的情況下，應采取等電位聯結;二類防雷建築物高度超過45m的鋼筋混凝土結構、鋼結構建築物，尚應采取防側擊和等電位聯結的保護措施。
為防止地麵雷電波及井下引起瓦斯、煤塵爆炸及火災，采取的措施為：引入井下的供電線路，在地麵均埋地或沿電纜溝敷設，下井前電纜鎧裝外皮應接地;由地麵直接入井的管路，在井口附近將金屬體進行不少於兩處的可靠接地，接地電阻不大於5Ω，兩接地極的距離應大於20m;通信線路入井前在交接箱內裝設熔斷器和防雷電裝置，接地極電阻不得大於1Ω，以免地麵雷電波及井下。
(二)排矸場選址在工業場地北部300m處的荒溝中。矸石排放場地遠離進風井筒井口，不會對井下生產造成威脅。在矸石排放場，由汽車運來的矸石、爐渣等堆放采用分層堆放，堆放一層矸石，碾壓實後，覆蓋一層黃土，黃土厚度300mm，反複進行，不會發生矸石山自燃現象，最後覆蓋一層600mm厚黃土，植樹或覆蓋其他植被，保護環境。
(三)井口房采用鋼筋混凝土等不燃性材料建築，井口房內設有防滅火裝置，井口設有防火門，這些設施均可阻止地麵明火入井。
(四)防止地麵明火引發井下火災的措施
地麵消防給水與生活、生產給水共用水源與給水係統。地麵同一時間內火災發生次數按一次計算，火災地點按坑木場考慮，消防流量20L/S，火災延續時間為6h，一次消防用水量為432m3，消防用水儲存在清水池中，水池內設有消防用水不作他用的技術措施。平時消防泵關閉，發生消防時啟動消防水泵，保證消防所需的水量和水壓要求。消防用水補充時間為48h。
消防采用臨時高壓製，地麵設置有V=600m3的清水池。消防主管道成環狀布置。室外消火栓采用地下式，並在地麵設有明顯標誌。消火栓間距不大於120m，消防半徑不大於150m。在環狀管網上用閥門分成若幹獨立段，保證在廠區重要地段可從不同方向供水。工業場地所有地麵建築均在消防環狀管網及消火栓保護範圍之內，確保工業場地地麵建築物及堆場的消防安全。
(五)爆破明火防止措施
1、炮眼封泥應用水炮泥，水炮泥外剩餘的炮眼部分應用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性鬆散材料製成的炮泥封實。嚴禁用煤粉、快裝材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。
2、無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴禁爆破。
3、嚴禁裸露爆破。
4、炮眼深度和炮眼的封泥長度應符合下列要求：
(1)炮眼深度小於0.6m時，不得裝藥、爆破;在特殊條件下，如挖底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時，必須製定安全措施，炮眼深度可以小於0.6m，但必須封滿炮泥。
(2)炮眼深度為0.6～1m時，封泥長度不得小於炮眼深度的1/2。
(3)炮眼深度超過1m，封泥長度不得小於0.5m。
(4)炮眼深度超過2.5m時，封泥長度不得小於1m。
(5)光麵爆破時，周邊光爆炮眼應用炮泥封實，且封泥長度不得小於0.3m。
(6)工作麵有2個或2個以上自由麵時，在煤層中最小抵抗線不得小於0.5m，在岩層中最小抵抗線不得小於0.3m。淺眼裝藥爆破大岩塊時，最小抵抗線和封泥長度都不得小於0.3m。
(六)空壓機的防火與防爆措施
空壓機的火災與爆炸主要是潤滑油的氧化和碳化過程中, 在高溫條件下緩慢燃燒造成的。如果壓氣的排出口溫度不超過150℃，就能保證不發生燃燒爆炸事故。排氣管中的油垢沉積物是導致火災與爆炸事故的主要內因, 而高溫是發生燃燒爆炸的必要條件。因此, 減少和清除排氣管路中的油垢沉積物和降低排氣出口溫度, 是防止這類事故的重要措施。《煤礦01manbetx 》第438條規定：“空壓壓縮機的排氣溫度單缸不得超過190℃、雙缸不得超過160℃。”控製氣缸排氣溫度, 僅僅是防止這類事故發生的外因, 清除油垢沉積物才能從根本上消除事故隱患的根源。因此, 操作人員必須嚴格遵守安全規程, 控製潤滑油注入量。定期維護檢修, 及時清除管路、儲氣罐、排氣管道中的油垢沉積物。經常檢查排氣溫度.當溫度超過規定時, 要立即停車。找出原因, 排除故障後, 才允許恢複運轉。
(七)防止機械摩擦、撞擊等引燃可燃物的措施
1、機械設備設計時不采用易摩擦產生火花的材料，避免零部件容易脫落、飛濺的聯接設計。
2、各運轉設備附近不得堆放易燃、易爆物品。
3、加強設備日常維護、管理，各轉動零部件處於正常潤滑狀態，不得幹摩擦;保持運動與靜止零部件(如製動器等)間的合理工作間隙，以免不正常的摩擦;及時清理異物，以免與運動部件摩擦產生火花。
4、在井下維修設備時不得用鐵錘敲打易產生火花的金屬零部件，采取防範措施防止物體碰撞、摩擦或打擊發出火星。
(八)工業場地設置地麵消防材料庫，庫房內按規定配備了消防器材，詳見表6-3-1。
第四節 井下防火構築物
一、防火門
井下現有主排水泵房和主變電所分開單獨布置，在各自通道內設一道向外開啟的防火柵欄兩用門。
在進風行人設備運輸平巷內設防火柵欄兩用門。
防火柵欄兩用門設置在距主巷道口5m通道處，硐室及通道均采用混凝土或毛料石砌镟，無可燃性材料。
二、井下防火牆
回采工作麵順槽間聯絡巷以及回采工作結束後，須及時砌築永久性封閉。井下發生火災不能直接滅火時，必須砌築防火牆，封閉火區，並應嚴格按照《煤礦安全規程》的規定進行管理。
三、采空區密閉
采煤工作麵回采結束後，盡快在停采線附近的回采巷道內砌築永久性密閉，最遲不得超過30天，以便及時封閉采空區。另外，對於廢棄的巷道和盲巷應及時密閉。采煤工作麵回采結束後，盡快在停采線附近的回采巷道內砌築永久性密閉，最遲不得超過45天，以便及時封閉采空區，防止浮煤自燃。另外，對於廢棄的巷道和盲巷應及時密閉。
四、井下消防材料庫
井下設有消防材料庫，並按《礦井防滅火規範》(試行)貯存了足夠的防滅火材料和工具，井下滅火器詳見表6-4-1，消防材料庫備用品詳見表6-4-2。
目 錄
第一節 煤層自然發火危險性及防滅火措施 1
一、煤層自然發火危險性……………………………………………………………1
二、煤的自燃分析預測………………………………………………………………1
三、煤的自燃預防措施………………………………………………………………2
第二節 防滅火方法 10
一、設計依據…………………………………………………………………………10
二、防滅火方法………………………………………………………………………10
三、火災監測…………………………………………………………………………23
第三節 井下外因火災防治 24
一、電氣事故引發的火災防治措施…………………………………………………24
二、帶式輸送機著火的防治措施……………………………………………………27
三、其他火災的防治措施……………………………………………………………27
第四節 井下防火構築物 33
一、防火門……………………………………………………………………………33
二、井下防火牆………………………………………………………………………33
三、采空區密閉………………………………………………………………………33
四、井下消防材料庫…………………………………………………………………33
山西煤銷集團梅花溝煤業有限責任公司
防滅火方案
