八道江东晋煤矿矿井防灭火专项设计说明.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流八道江东晋煤矿矿井防灭火专项设计说明.精品文档.白山市振东煤业有限责任公司八道江东晋煤矿防 灭 火 专 项 设 计说 明 书编制人:*二一三年十月目录一.矿井概况31.地形、地貌及水系32.地理位置及交通33.气候及地震情况34.矿井地质、开采煤层赋存条件及矿井水文地质条件45.矿井生产现状66. 瓦斯、煤尘及自燃情况7二、设计的主要依据7三.自然发火危险性及防灭火(采空区)71. 煤层自然发火危险性72.自燃火灾的预防措施73.防灭火方法9四.井口地面及井下外因火灾防灭火131火灾预防措施132.灭火14五井下避灾171井下避灾的基本原则1
2、72.在灾区避灾的行动准则183矿工在灾区自救、互救的行动准则19六防火密闭施工201.密闭的设置位置202.施工标准203.施工密闭安全技术措施20七职工消防培训21八概算21一.矿井概况1.地形、地貌及水系矿区地貌形态为近北西南动向的低山地貌,区内地形标高为450819.03米,南东高北西低,最高山位于矿区南部九孤砬子东南侧5866钻孔附近,标高819.03米,最低处位位于七道江小学附近,标高为450米。煤层埋藏在当地以下。井田内有三条季节性河流,东北侧有大通沟河,西南侧有大桥沟河,中部有小通沟河,三条河都是由东南向西北流入浑江,浑江是本区最大的河流,属于鸭绿江水系。该区历史最高洪水位达+
3、445m。本矿井主、副、风井井口标高分别为+522m、+525m、+525m。不受洪水威胁。2.地理位置及交通 矿区东北 5km有国铁鸭大线浑江西站,矿区西北有四平到白山的一级公路(北线公路)通过,交通发达,运输方便。矿区中心地理坐标为:东经1262359,北纬415255。3.气候及地震情况本区气候属于亚寒带中等温度季节性冻结气候区。历年最低气温为-34.3,最高温度为36.5。年最大降雨量为1008.8mm,夏季炎热时间短,冬季寒冷多雪,积雪厚度大240mm。冻结期从11月至来年4月,时间达177天,冻结深度为0.81.5m。本井田地形为冲击平原,地表标高在海拔+472806.2m左右。区
4、内未发生过有级地震。4.矿井地质、开采煤层赋存条件及矿井水文地质条件1)地质特征本煤田底层有老道新分别为震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和第四系组成。含煤底层为二叠系下统山西组,本组含有三个煤层,即1、2、3三个煤层,其中1号、2号煤层不可采,3号煤层全区发育为主采层。井田基本为N50E左右的不完整的向斜构造,向NE倾斜,倾斜角10左右。向斜轴以西煤层倾角较陡,局部近于直立。向斜轴以东较缓一般在725左右,此向斜轴给开采带来较大影响,并以此向斜轴进行采区划分。2)地质构造 井田位于华北地台辽东台背斜浑江太子河凹陷东端浑江煤田中部,井田基本为北东向不完整向斜构造。由于受燕山运动的影响,震旦
5、系底层覆盖于古生界二叠系底层之上,使井田内以东的煤层倾角变化较大,产生不对称背斜和断裂。断层井田内断裂构造比较发育,除井田边界之R1、R2、RH号断层作为井田自然边界外,井田内对开采影响较大的F14号断层,波及到三采区、九采区。特别是在九采区分阶段开采实践:揭露的派生断层比较发育,落差不大于10m,但给巷道布置和开采带来一定的影响。该井田根据构造形态、断层和褶曲的发育情况以及受岩浆岩的影响程度,地质构造复杂程度为第二类(属中等构造)。褶皱井田背斜轴为N45E左右,向东北倾幅角为7左右,轴标高由野鸡背地面+500+250m,背斜轴以东倾角较陡,以西较缓,背斜的存在对开采带来一定的困难。岩浆岩井田
6、所见的岩浆岩经历来的开采实践,已基本得到控制。井田西部的R13断层为主要入侵通道、侵入形式已岩床为主,并有岩墙出现。其岩性为闪长玢岩,侵入期为燕山运动后期。3)煤层特征 本井田主要含煤底层为二叠系下统山西组,煤系厚度为1075m,平均厚度为37m。3号煤层最大厚度为29.4m,最小厚度为0.38m,平均厚度为2.36m。煤层结构复杂,含夹石一般为34层,夹石岩性以黑色和灰白色细至粗粒砂岩和泥质页岩为主。3号煤层顶板为中粒石英砂岩,厚度为020m,底板为泥质页岩,有时变为粉砂岩和细砂岩,层理发育。 该煤层的稳定程度为第三型稳定煤层,无论在走向上和倾向上厚度变化都较大,具有突然变厚、变薄现象,但全
7、区大部分区域煤层平均厚度都在2.36m左右,属于中厚煤层,在向斜和背斜轴部及两翼厚度不均,厚则10m,薄则0.38m左右,虽然经历几十年的开采,煤层中的夹石赋存状态仍无规律可循,给开采带来较大的困难。 4)煤质 经煤质分析,水分为0.72%,灰份为26.4%,挥发份为18.18%,发热量为33.84mj/kg。 煤质牌号为瘦煤。5)矿井水文地质第四纪孔隙含水层 该层随开采深度增加,对井田影响甚微。基岩裂隙含水层 随着开采深度的增加井田周围有大型断层作为隔水边界,所以该层漏水量并不随之加大,只是随降雨量变化,对井田无大影响。奥陶系岩溶裂隙含水层 该含水层对生产有一定的影响,经过多年来开采实践仅在
8、+150标高见灰岩出水。实测水量15m/h。出水后封孔,作为井下生产用水,后期测定水压为35kg/cm。充水因素 井田充水因素总的看,孔隙和风化裂隙对矿井生产影响不大,主要为老空水和大气降水影响,奥陶系岩溶裂隙水因水压对生产有一定的威胁,生产过程中要对奥陶灰岩水加强防范。矿井水文地质类型划分报告确定的矿井水文地质类型为中等类型。5.矿井生产现状各采、掘、开拓准备工作面安排如下:(1)回采工作面安排情况只有九采1个水采工作面3901,其接续采面为3903,接续采区是十采区。(2)掘进工作面安排情况3903共有2准备工作面,为水采工作面接续做准备,施工溜煤道、回风顺槽、联络上山、切眼、联络巷等(3
9、)开拓准备共有2个开拓准备工作面,为采区接续做准备(十采区)。6. 瓦斯、煤尘及自燃情况本矿井瓦斯等级于2012年9月经吉林省东煤安全技术有限责任公司鉴定,相对瓦斯涌出量为10.96m/t,绝对瓦斯涌出量为3.68 m/min,确定该井为高瓦斯矿井。煤炭自燃倾向性、煤尘爆炸性经煤炭科学研究总院抚顺分院鉴定:该矿3号煤层自燃倾向等级为类自燃,自燃发火期10个月;煤尘爆炸指数为15.5%,弱爆炸性。二、设计的主要依据1.煤矿安全规程。2.矿井防灭火规范。3.采矿工程设计手册。三.自然发火危险性及防灭火(采空区)1. 煤层自然发火危险性根据煤炭科学研究总院抚顺分院鉴定:该矿3号煤层自燃倾向等级为类自
10、燃,自然发火期10个月。2.自燃火灾的预防措施1)运输、轨道上下山布置在地板岩层内,采用锚网、喷联合支护。2)合理确定开采范围(依据年计划产量圈定开采范围),加快回采速度,确保在发火期内开采完毕。3)由于影响,对于在自然发火期内不能开采完毕的区段,留设隔离煤柱(20m),在所有与采空区联通的每条巷道按标准砌筑两道永久密闭(间距6m),在两道密闭之间充填黄泥或炉灰,完全隔绝采空区。在保证采空区隔离煤柱不被破坏的情况下,重新拉切眼回采。4)尽可能少留煤柱,减少煤体破坏;提高回采率,减少煤损。5)巷道布置易于采空区封闭。采区结束后在自然发火期内必须进行永久封闭。6)采用u型水采工作面,后退式开采,严
11、禁采用前进式开采。7)建立和执行自然发火的预测预报制度,在生产采区回风系统内按要求设置co、温度传感器,监测采区回风co和温度变化情况。通风队安排专人每天对全矿的密闭进行检查,同时加强维护,防止漏风,并对闭内进行直接或取样检测,一旦发现某一指标超限,应迅速作出预报并采取措施处理。7)采用大断面、半圆拱形状,锚网、喷浆(岩巷)或锚网、锚索、钢带(煤巷)联合支护施工,确保了风路,降低了可能漏风风路两端压差,对防止或减少漏风有利。8)对可能漏风风路喷射砂浆全封闭,以防止或减少漏风。9)通风队测风员必须每天对生产采区进行测风(进、回风侧),以掌握采空区漏风情况。10)规范采空区瓦斯抽放管理工作,执行适
12、时变点抽放(采区回风测ch4浓度达到0.8开始抽放),杜绝因采空区连续抽放造成供氧升温现象。11)在距区段进、回风口6m位置,提前掏槽砌筑部分第一道密闭(所留断面必须满足通风、行人等),并留咬合茬,提前储备好进、回测各两道密闭所需的物料(红砖、水泥、沙子)。12)所有的永久密闭均要符合设计要求,密闭内有水的必须留设“三孔”(观测孔、措施孔、放水孔),并在密闭内设反水池。13)采空区封闭后,实施注氮,预防采空区煤炭自然发火。14)漏风风路严禁码放物料,及时清理可能漏冒的煤、矸等,确保风路畅通。15)配备足够数量便携式一氧化碳检测报警仪。3.防灭火方法该矿具有完善的自燃火灾防治系统及措施:配置KJ
13、19(N)监测监控系统;建立氮气防灭火系统。1)煤层自燃监测方法煤层自燃火灾监测与早期预报是矿井火灾预防与处理的基础,是矿井防灭火的关键。只要能够准确、及时地对煤层自燃火灾进行早期预报,就能有的放矢地采取预防煤层自燃火灾的措施,从而避免自燃事故的发生。对于煤层火灾的预测预报而言,监测监控技术是至关重要的,本矿井煤层自燃火灾监测与早期预报采用煤矿安全监测监控系统和人工检测两种手段。安全监测监控系统可以连续监测CO、温度环境参数,根据这些环境参数的变化进行煤层火灾的预报。人工检测一直作为自燃火灾的主要监测手段,人工气体监测主要采用各种仪器,由人工直接在各密闭观测孔等进行检测,以此判断煤层发火程度。
14、该法适用性强、投入设备少,简单易行,但人工监测工作量大。2) 防灭火方法采用联合防灭火法:采空区或火区封闭,并向采空区注入氮气防灭火技术。应用氮气防灭火技术防治矿井自燃火灾,是世界主要产煤国家公认的行之有效的技术措施。氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体,其化学性质相对稳定,在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应,所以它是一种良好的惰性气体,随着空气中氮气含量的增加,氧气含量必然降低。据有关资料介绍:当氧气含量低到510时,可抑制煤炭的氧化自燃;氧气含量降至3以下时,可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。基于上述氮气的性质及煤的氧化机理,向采空区及遗煤带注入氮气,使其渗入到采空区冒
15、落区、裂隙带及遗煤带,降低这些区域的氧含量,形成氮气惰化带,可达到抑制采空区自燃,同时还能防止瓦斯爆炸事故的发生。A.氮气防灭火的作用和特点(1)氮气可以充满任何开形状的空间并将氧气排挤出去,使采空区深部及其顶板高冒处因氧气含量不足而使遗煤不能氧化自燃。(2)注氮过程中,采空区经常保持正压状态,致使新鲜空气难以漏入,有利于控制采空区遗煤自燃。(3)注入氮气后,可使采空区内和采空区周围介质的温度降低,起到冷却降温作用。(4)在瓦斯和火共存的爆炸危险区内注入氮气能抑制火区内可燃气体爆炸,提高灭火作业的安全性。(5)工艺简单,不污染环境。(6)氮气防灭火存在的主要问题是在矿井负压作用下,如果采空区漏
16、风严重,则注入的氮气不易留存,易随漏风流向采面或邻近采空区;加上氮气本身虽然无毒,但具有窒息性,对人体有害,因此需与均压和其他堵漏风措施配合应用,使氮气泄露量控制在最低限度。B.注氮的要求(1)氮气源稳定可靠。(2)注入的氮气浓度不小于97%。(3)至少有一套专用的氮气输送管路及其附属安全设施。6)有专人定期进行监测、分析和整理有关记录,发现问题及时报告处理等规章制度。C.注氮设备变压吸附式制氮泵,型号TD300/8。变压吸附制氮是以空气为原料,用碳分子筛作吸附剂,利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性,运用变压吸附原理(加压吸附,减压解吸并使分子筛再生)且在常温下使氧和氮分离制取氮气。其
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