防灭火专项措施.doc
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1、神府经济开发区赵家梁煤矿防灭火专项措施编 制 人:任培利 编制时间:2013 会 审 签 字 栏名称:2013年防灭火专项措施会审领导签字时间备注矿 长总工程师生 技科生 产部会 审 意 见 煤层自然发火危险性及防灭火措施一、煤层自燃发火危险性根据陕西省煤矿安全监测中心2008年9月12日检验报告(SMJ/MZ-08186),本井田5-2号煤层自燃倾向为类容易自燃煤。二、煤的自燃分析预测井田5-2号煤层属易自燃煤层,矿井投产时在5-2号煤布置一个综采工作面,工作面回采率能达到95%左右,工作面采空区丢煤较少,但矿井在生产过程中仍应加强监测和防范工作。三、煤层的自燃预防措施开拓开采方面的措施1.
2、 选择合理的巷道布置与开采程序矿井采用煤层巷道系统,主要大巷均采用砌碹及锚喷支护,及时封闭煤层巷道,减少煤层巷道与空气接触氧化的机会。2. 选择合理的采煤工艺采用长壁综采采煤法,工作面回采率高,巷道布置比较简单,工作面采用后退式回采方式,随着工作面的推进,及时封闭工作面后方的两条进风巷之间的联络巷,有效减少了采空区漏风,以防止采空区遗留浮煤氧化、发热和自燃,同时有利于加快回采进度,保证了较大的防火安全性。本井田煤层埋深浅,设计采用长壁综采回采工艺, 5-2号煤层首采采高为2.2m,井田大面积开采后,地表会产生一定的沉陷和裂缝。为防止通过地表裂缝向采空区漏风,引起煤层自燃,矿井在生产过程中应设专
3、人负责观测地表变形,发现地表裂缝应及时进行封堵。3. 提高顶煤回收率,减少采空区浮煤回采工作面发火的主要部位是采空区浮煤氧化自燃。因此,提高顶煤回收率,减少采空区浮煤量,对降低回采工作面采空区发火机率有较明显的功效。4. 选择合理的工作面推进度,防止浮煤自燃采空区按煤层自燃条件分为散热带、氧化带和窒息带。一般来说,在工作面外部条件不变的情况下,散热带和氧化带的宽度只在一个有限范围内波动,并随工作面一起推进。加快工作面推进度,可以缩短采空区浮煤在氧化带内的暴露时间,有效地防止煤层自燃。5. 煤层中开凿的开拓巷道均采用锚喷支护,对巷道壁处及顶板进行封闭。通风方面的措施1. 采用合理的工作面配风量,
4、减少采空区漏风,缩短氧化带宽度采空区氧化带宽度在浮煤厚度和地温一定的情况下,主要受采空区漏风影响,而采空区漏风量在特定工作面则主要取决于工作面供风量。根据有关生产矿井和科研机构提供的统计资料显示,采空区漏风量与工作面供风量平方成正比关系。因此,回采工作面的合理配风是有效减少采空区漏风、缩短氧化带宽度、防止采空区煤层自然发火的主要措施之一。本矿井工作面配风是根据本区瓦斯涌出的特点,参照国内一些综采工作面配风量按支架有效过风断面和工作面风速的限定值设计的。因此,在实际生产中,应根据工作面的实际瓦斯涌出量进行合理调整,在保证安全生产的前提下,尽量减少工作面配风量,降低工作面发火的危险性。2. 密闭堵
5、漏和喷浆堵漏措施为了杜绝或减少采空区漏风,工作面采完后应对采空区及时封闭。矿井全部准备和回采巷道均布置在煤层中,如巷道产生裂隙,首先采取锚喷支护或二次喷射混凝土进行封闭,如出现冒顶,则视冒高情况,采取挂网分层喷射混凝土措施,煤层喷后50100mm,直至喷平;若冒高大,可采取架设钢支架和铺设模板进行砌碹并留注浆孔,然后进行注浆封顶,以防止漏风、煤层氧化自燃。3. 挂帘及强制放顶措施工作面采空区进风侧是采空区漏风的主要通道,为减少此处漏风,在工作面上隅角坚持挂风帘,以改变此处风流方向和增加进风通道的风阻。工作面回风巷是氮气必须流经的通道,氮气注入采空区后在区内扩散,惰化氧化带,然后大部分从回风巷道
6、流出,这是允许的。但是,如果此通道太畅通,必然造成氮气在区内扩散速度加快,不利于采空区的惰化。为此,在回风侧顶板冒落不严时,应该强制放顶,用矸石堵塞采空区回风侧。4. 对服务年限长的巷道进行锚喷支护,封闭巷道壁及顶板,防止巷道氧化自燃井下火灾的防治措施1. 副斜井、管子井设防火铁门;主斜井井口必须有防止烟火进入矿井的安全措施。2. 井下机电设备硐室设置防火栅栏两用门。3. 5-2煤层西翼大巷附近设有消防材料库。4. 井筒、井底车场附近、带式输送机煤门、辅助运输煤门、西翼带式输送机大巷、回风煤门、西翼辅助运输大巷、西翼回风大巷等按规定敷设有消防管路及阀门。5. 井下胶带输送机转载处、机电设备硐室
7、、消防材料库附近设有消火栓,硐室内备有其它消防器材。6. 井下胶带输送机及所有机电设备的选型必须符合煤矿安全规程的规定。井下所有胶带输送机均应选择难燃型胶带。电缆必须为阻燃电缆。电气设备、变压器油、电缆在入井前必须具备有关部门防爆、耐压、绝缘性能检测试验。7. 井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内,由专人押运送至使用地点,剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面,严禁在井下存放。井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等,必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸,也必须放在盖严的铁桶内,并有专人定期送到地面处理,不准乱放乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷和硐室内。8. 主要巷道和硐室采用
8、锚喷或砌碹等不燃性材料支护。9. 加强井下密闭管理,对废弃或暂不使用独头巷道应及时密闭。10. 地面通风机房风机可反转反风,根据灾变位置及灾变的实际情况,必要时可进行采区及全矿井反风。11. 矿井生产期间,必须有专人负责检查和维护井上下安全设施,保证完好无损,符合要求。12. 建立矿井火灾预测和报警系统。13. 井下回采工作面主、辅运输巷和回风巷停采线外各设置1道防火铁门。监测方面的措施矿井建有束管监测系统,并建立完善的矿井安全生产监测系统,发现有发火征兆或火灾时,及时采取相应的措施,防止火灾发生或火灾进一步扩大。 防灭火方法本井田5-2煤层属易自燃煤层,按照矿井防灭火规范的规定和要求,结合目
9、前国内防灭火发展状况,考虑到本矿井自建成以来,矿井从未发生过井下煤层自燃的情况,设计用井下灌浆系统、喷洒阻化剂、采空区注氮综合防灭火措施。井上下建立相应的防灭火系统和安全监测、监控系统。一、井下灌浆系统灌浆方法我国目前使用的预防性灌浆方法有随采随灌和采后灌浆两种方式。随采随灌是随采煤工作面的推进同时向采空区灌注泥浆。在灌浆过程中,灌浆与回采保持适当的距离,以免影响回采工作。它适用于自燃发火期短的煤层。采后灌浆是在采区或采区一翼全部采完后,将整个采空区封闭灌浆。它仅适用于发火期较长的煤层。根据本矿井的具体特点,设计采用随采随灌的灌浆方法。灌浆材料根据神府矿区黄土短缺的具体情况,设计选用复合胶体作
10、为本矿井防灭火的材料,注浆材料由胶凝剂(FCJ12)、粉煤灰和水按比例混合而成。水作为溶剂,所起的主要作用是将各种成胶材料通过管路输送到指定地点,并起到吸热降温作用;粉煤灰作为主要充填物,起到充填浮煤孔隙,包裹煤体,隔绝煤氧接触,阻隔火势的发展和蔓延,并有利于再生顶板的形成;胶体外加剂的主要作用是对水、粉煤灰浆液进行改性,提高其利用率,并改善其防灭火效能,避免“溃水、溃浆”等次生事故的发生。选用ZHJ井下灌浆系统。参数选择1. 按日灌浆计算所需粉煤灰量Q1KmLHC式中:Q1日灌浆所需粉煤灰量,m3/d;K灌浆系数,本矿取0.02;m煤层采高,m,取2.2;L工作面日进度,m,取7.2m;H工
11、作面长度,m,取200m;C工作面回采率,%,取95%。经计算:综合机械化工作面所需粉煤灰量 Q1=0.022.27.220095%=60.2m3/d。2. 矿井日灌浆实际所需粉煤灰量Q2Q1式中:Q2日灌浆所需实际需粉煤灰量,m3/d; 系数,取1.1;Q1日灌浆所需粉煤灰量,m3/d。Q21.160.266.2 m3/d3. 矿井每日制浆用水量根据本矿井开拓、开采系统、地理条件、运输距离等因素,井下移动式灌浆系统设备要求灰、水比确定为1:3。矿井每日制浆用水量为:Q水1Q1式中:Q水1制浆用水量,m3/d;制浆水灰比,取3:1。Q水1360.2180.6m3/d4. 每日灌浆用水量Q水2K
12、水Q水1式中:Q水2灌浆用水量,m3/d;K水用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数,取1.1。Q水21.1195.6=198.7m3/d5. 矿井每日胶凝剂使用量根据所选的胶体防灭火材料及设备要求,选用FCJ12型胶凝剂,胶凝剂使用量与水的配比量应大于0.06%用于制备复合胶体。结合本矿井实际本次胶凝剂使用量与水的配比取0.08%,但在实际中应根据防灭火效果调整胶凝剂使用量,以达到最佳效果。Q胶Q水10.08%=180.60.08%=0.145m3/d式中:Q胶胶凝剂适用量,m3/d;6. 矿井每日灌浆量Q浆1(Q1+ Q水1+ Q胶)M式中:Q浆1日灌浆量,m3/d;M泥浆制成率,取值0.88
13、0;Q水1、Q1、Q胶符号注释同前。Q浆1=(60.2+180.6+0.145)0.880 =212.0m3/d;每小时灌浆量计算:Q浆2= Q浆1/(nt)式中:Q浆1日灌浆量,m3/d;n每日灌浆班数,班/d;t每班纯灌浆时间,h/班,取4.5h/班。Q浆2=212.0/(34.5)=15.7m3/h系统流程井下灌浆系统将水、粉煤灰等材料按比例混合好后,通过管道输送至防灭火地点,用矿用防灭火注浆装置,将胶凝剂按比例加入浆管内与浆液混合后,注入防灭火区域。具体流程是,将加入粉煤灰料箱里的粉煤灰按照设备要求的用量均匀送入连续式制浆部分,然后由制浆部分根据需要的浆液浓度配比相应的水量,并搅拌制成
14、一定浓度的浆液。浆液过滤部分把制成的不同浓度的浆液进行过滤,浆液中大于3mm的固体颗粒物会被滤出使其不能进入注浆管路,以保证注浆管路不因固体颗粒的沉淀而发生堵塞。浆液压注部分将制成的浆液以小于4MPa的压力输送至井下1000m内的任何用胶地点。系统工艺1. 灌浆 本系统每小时最多可将4m3的粉煤灰或沙土制成一定浓度的浆液,经过滤后通过管路进入注浆地点,达到防灭火目的。2. 灌注复合胶体 在注浆地点附近,使用ZHJ防灭火注浆装置” 向输浆管路的浆液内加入FCJ12复合胶体胶凝剂,形成复合胶体注入火区。 注胶地点 矿用防灭火注浆装置(含泥浆泵) 粉煤灰 水 矿用防灭火注浆装置ZHJ-5/1.8G
15、胶凝剂 图6-2-1 井下移动式注浆系统流程图系统布置系统所有设备、仪表、管路等全部置于井下,所使用的防灭火材料、制浆原料等也要从地面运至井下。由于井下的巷道空间较为狭窄,所以设备、材料、操作人员在井下应有一个合理的布置。灌浆注胶材料可在使用时运至井下,也可贮存于井下适宜的地点。制浆料(粉煤灰)由井上(尽可能过筛或使用较好的粉煤灰)用辅助运输车辆运至井下。胶凝剂在需要注胶时由操作工人从地面带至井下使用地点。矿用防注浆装置、泥浆泵、控制开关及其它仪表等放置在离注胶地点1000m以内水、电较为方便的设备硐室内,按安装要求进行安装和连接,并连接铺设备的注浆管路;复合胶体合成装置放置于离注胶地点100
16、m以内的巷道内,按要求连接水、电。系统设计参数1. 制浆原料:粉煤灰;2. 动力:系统设备总功率30kw;3. 供水:大于17m3/h,水压大于0.4Mpa,要求水中无不溶性杂物;4. 输浆管路:2寸管路,小于1000m;5. 水灰比:3:1;6. 制浆原料的使用量:4 m3/h;7. 注胶量:17 m3/h;8. 胶凝剂使用量(与水的配比量):0.08%(制备复合胶体)。二、阻化剂防灭火系统井下煤炭自燃,一般是由于残留在采空区或回采巷中的浮煤,以及压裂的煤柱在漏风过程中氧化发火。通常把回采工作面及采空区的煤炭分为冷却带、氧化带及窒息带。阻化剂是一种吸水性很强的盐(CaCL2),喷洒到煤体上,
17、能浸入煤的节理与裂隙,形成一个稳定的抗氧化保护膜,隔绝煤与空气中氧的接触,降低煤在低温下的氧化活性从而起到阻止、推迟煤层自燃发火的作用。根据阻化剂用量及开采条件,设备选型如下:贮液箱:选用1个5.0m3贮液箱。发射泵:选用1台XRB-50/12.5型高压泵。流量为50L/min,工作压力12.5MPa。排液管:干管设计选用50mm高压胶管,毛细支管设计选用25mm高压软胶管连接干管和雾化器或喷嘴。胶管耐压要求不小于7MPa。三通:设计选用K型三通,分别与干管和支管相配套。阀门开关:设计在干管与支管中分别配置阀门开关控制系统中的每个雾化器和喷嘴。压力表:设计在系统中安装压力表,压力范围0100k
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