【正文】 三、 、環(huán)境條件 礦 井開采對環(huán)境地質(zhì)的影響 礦井在開采煤層時可能會出現(xiàn)地面沉降、開裂、塌陷、崩塌等地質(zhì)災害現(xiàn)象，從而造成房屋開裂、道路下陷、堵塞等環(huán)境地質(zhì)災害。 二、煤塵 根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實驗室 20xx年 10月提交的安順金銀山煤礦煤塵爆炸性鑒定報告，煤塵無爆炸性。 通風系統(tǒng) 礦井主要通風線路：主、副斜井→軌道平巷及皮帶運輸巷→ M9煤軌道安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 22 上山及 M9煤皮帶上山→ 1806進風行人聯(lián)絡巷→ 1806采面下巷→ 1806采面→1806上巷→ M8煤回風上山→ M8煤回風平巷→回風斜井→引風道→地面。礦井最大總風量為 3980m3/min.。 井下設有采區(qū)變電所、消防材料庫、水泵房及采區(qū)避難硐室，其中采區(qū)變電所需單獨配風，其它硐室采用全負壓通風，硐室兩側(cè)設置調(diào)節(jié)風窗進行風量調(diào)節(jié)。 3）必須安裝兩套同等能力的主要通風機及裝置，其中一套運轉(zhuǎn)，一套備用，備用的一套風機必須在 10分鐘內(nèi)啟動并 正常運行。 7）新安裝的主要通風機投入使用前，必須進行一次主要通風機性能測定和運轉(zhuǎn)工作，以后按每 5年進行一次通風機性能測定。這種反風方法不需設置反風道，經(jīng)濟實用。 3）反風設施每季度檢查一次，每年進行一次反風演習。為防止爆炸氣體沖擊主要通風機，在回風斜井井口設置防爆門，引風道與回風斜井之間的夾角為 30～45176。 2）在容易產(chǎn)生局部阻力的地方，應盡量減少局部阻力系數(shù)，巷道連接邊緣應作成斜線或圓弧形，巷道拐彎處應盡量避免作成直角或小于 90176。 該監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設備融計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)于一體，可用于整個礦井網(wǎng)絡信息管理系統(tǒng)的一部分，主要監(jiān)控礦井上、 下各類安全、生產(chǎn)參數(shù)，該系統(tǒng)具有報表、曲線、圖形等屏幕顯示，打印和繪圖、數(shù)據(jù)儲存調(diào)用、參數(shù)超限報警、控制等多種功能，各分站既能與監(jiān)控中心連接，又可獨立工作。 二、傳感器設置 瓦斯傳感器的設置 井下在風井、主要回風巷、工作面回風、掘進工作面及回風流、水泵房、變電所、煤倉、機電硐室等巷道內(nèi)設置瓦斯傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測井下氣體中的瓦斯含量，當瓦斯超限時，具有聲光報警功能，同時由有關(guān)設備切斷相應范圍內(nèi)的電源。 CO1015 m 2)掘 進工作面一氧化碳傳感器的設置 掘進工作面回風流設置一氧化碳 1 臺，距掘進工作面迎頭 1015m，其報警濃度為 %。其報警濃度為 %CO。 溫度傳感器 采煤工作面設置溫度傳感器，機電設備硐室設置溫度傳感器。通過 KJ236 型讀卡分站和 KJ236K 型電子識別卡實現(xiàn)礦井人員跟蹤定位，清楚掌握井下每個人的位置，為事故搶險提供科學依據(jù)。 三、資料的可靠性分析 貴州省煤田地質(zhì)局實驗室是具有相關(guān)鑒定資質(zhì)的單位，其鑒定結(jié)果真實可靠。其主要原因是由于吸收了空氣中的氧氣，使煤的組成物質(zhì)氧化產(chǎn)生熱量，再被水濕潤，就放出更多的濕潤熱，也會加速煤的自燃。 煤自燃的不同階段 1）水吸附階段。 2）化學吸附階段?；瘜W吸附階段煤重略有增加，并產(chǎn)生氣體，其中的CO 可作為標準氣體，通過監(jiān)測 CO 濃度可對煤的自燃進行早期預報，化學吸附階段需要少量水參加反應。若煤氧化進行到這個階段，想使其不安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 32 自燃是非常困難的。產(chǎn)生的熱量 ～ 。 5）快速燃燒階段。 二、 煤的自燃分析 各種牌號的煤（即不同化學成分的煤）都有自然發(fā)火的可能 。 煤層的自燃性一般隨煤炭的變質(zhì)程度的增高而降低，一般情況下?lián)]發(fā)分含量在 12％以下的煤炭難以自燃。煤的脆性越大則越容易破碎 ,破碎后不但其接觸氧的表面積大大增加，而且其著火溫度明顯降低，所以，脆性越大的煤，越容易自燃發(fā)火。煤層的含水量小于 %，不易引起煤層自燃。 2）地質(zhì)構(gòu)造：斷層、褶曲、破碎帶及巖漿侵入?yún)^(qū)等地質(zhì)構(gòu)造地帶，煤層松軟易碎、裂隙多、吸氧性強，也容易發(fā)生自燃火災。地質(zhì)構(gòu)造復雜、圍巖及煤層破碎帶易引起煤層自燃。采取這些方法使煤層不易引起自燃。 第三節(jié) 開采煤層自燃預測 一、煤 層 自燃分析預測 煤質(zhì) 及煤種 ： 1） 煤的物理性質(zhì) M0 煤層為塊狀、粉狀，似金屬光澤，以亮煤為主，暗煤次之。 M9 煤層為塊狀，似 金屬光澤，參差狀斷口，以亮煤為主，暗煤次之，具條帶狀結(jié)構(gòu)，為半亮型煤。 煤層編號 煤樣種類 分 析 項 目 Mad(％ ) Vdaf（％） Ad（％） St， d（％） Q． ar(MJ／ kg) M0 原煤 變化值 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 36 平均值 取樣數(shù) 3 3 3 3 2 浮煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 2 2 2 2 M8 原煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 3 3 3 3 3 浮煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 2 2 2 2 M9 原煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 3 3 3 3 3 浮煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 2 2 2 2 M14 原煤 變化值 平均值 取樣數(shù) 2 2 2 2 2 煤種 根據(jù)煤炭分類國家標準（ GB/T1522420xx），確定 本 礦區(qū)內(nèi)可采煤層的煤質(zhì)為中 高 灰分、中高硫 、 中高 熱值無煙煤。一般說來，褐煤易于自燃，煙煤中長焰煤危險性最大，貧煤及揮發(fā)分含量在 12%以下的無煙煤難以自燃 本礦 各煤層均屬于 中 高灰分、中高硫、 中高 熱值無煙煤 ， 煤質(zhì)牌號 WY3 各煤層自燃的可能性大 煤巖成分 煤巖成分包括有絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤。溫度由 30℃升高至 60℃時，吸氧能力要增加 3～ 10 倍，如果溫度升高達到臨界值 (70～ 80℃ )，則開始迅速氧化，并積極增高溫度，導致燃燒 本井田屬正常地溫 影響不大，控制作業(yè)、設備等發(fā)熱引起升溫 地質(zhì)構(gòu)造 煤層厚度與傾角較大，開采時煤炭損失、破碎程度大，以及圍巖等受到破壞，形成裂縫 ，而煤層較厚還易于局部儲熱，礦自燃危險性也愈大 本礦煤層為緩傾斜薄及中厚煤層，礦區(qū)內(nèi)存在小斷層 自燃可能性不大，開采時減少煤損 開拓開采條件及通風方式 礦井開拓方式和開采方法及通風方式選擇不合理，往往造成丟煤多，煤柱破碎，漏風嚴重，增加自燃的可能性 本礦斜井開拓、走向長壁采煤法， U 型 通風 盡量少丟煤及破壞煤柱，防止采空區(qū)漏風 煤的自燃條件 1）內(nèi)因火災的形成必須具備以下四個條件： 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 38 (1)具有自燃傾向性的煤，呈破碎狀態(tài)，并集中堆積； (2)通風供氧； (3)蓄熱環(huán)境； (4)維持煤的氧化過程不斷發(fā)展的 時間。潛伏階段的長短取決于煤的變質(zhì) 程度和外部條件?；鹪锤浇鼫囟雀哌_ 1000℃左右 熄滅階段 其特征是二氧化碳的濃度繼續(xù)增高，氧氣和一氧化碳則急驟降低，煙及火焰消失，災區(qū)空氣及巖石溫度逐漸降低 煤礦應重視自熱時期的征兆： 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 39 1）煤炭自熱期的初期階段 煤炭自燃過程的準備期結(jié)束之后便進入了自熱期的初期階段。 芳香族的碳氫化合物氣味 (煤油味 )是井下自然發(fā)火最可靠的征兆。 2）采用紅外探測法判斷高溫點的位置，紅外探測法其基本原理是根據(jù)安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 40 紅外輻射場的理論，建立火源與火源溫度場的對應關(guān)系，從而推斷出火源點的位置。定期采用示蹤氣體法，檢查順槽漏風量。首先，要在保證沖淡 CH風速、氣溫和人均風量的前提下，全面施行區(qū)域性均壓通風，其調(diào)壓措施包括單項調(diào)壓和多項措施聯(lián)合調(diào)壓，具體實施中，首先形成工作面均壓，而后逐步擴大到鄰近工作面采空區(qū)的區(qū)域性均壓。采用注凝膠技術(shù)處理高溫點或自然發(fā)火是煤層開采中防滅火的重點措施，其方法是將凝 膠注入高溫點或火點的周圍煤體中，其作用是既可以封堵漏風通道，又可以吸熱降溫。 二、選擇合理的采煤方法 本礦采用長壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置簡單，回采速度較快，有較好的防火性。 回采后頂板容易冒落，回采工作面 采用全部冒落法管理頂板，單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護控制頂板。 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 42 控制礦山壓力，減少煤柱破裂。 第二節(jié) 通風系統(tǒng)措施 一、選擇合理的通風系統(tǒng)、通風方法 煤層自 燃發(fā)火期是指在開采過程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發(fā)生自通風因素的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)、煤柱和煤壁裂縫漏風。這樣可降低礦井總風阻，增大礦井通風能力，減少安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 43 漏風，易于調(diào)節(jié)風量；且在發(fā)生火災時便于控制風流，隔絕火區(qū)。采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風、排水系統(tǒng)后，方可回采。只要能夠準確、及時地對煤層自燃火災進行早期預報，就能有的放矢地采取預防煤層自燃火災的措施，從而避免自燃事故的發(fā)生。 本礦使用 ASZⅡ型礦安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 44 井火災預報束管監(jiān)測系統(tǒng) ，通過對井下有自燃危險區(qū)域的地點建立自燃發(fā)火觀測站（點）進行系統(tǒng)定期觀測。其觀測站的位置應使回風觀測點能控制全部回風流。 人工檢測一直作為煤層火災的主要監(jiān)測手段，人工氣體監(jiān)測主要采用 O 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，并定期采用氣袋取氣樣，送地面進氣相色譜分析，給出氣體的成分和濃度，安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 45 以此判斷煤層發(fā)火程度。 在有自燃傾向煤層的掘進工作面和回采工作面必須需設置 CO傳感器和溫度傳感器對采空區(qū)或回風流中 CO 和溫度進行時刻監(jiān)測。 預防性灌漿就是將水、漿材按適當比例混合，配制成一定濃度的漿液，借助輸漿管路輸送到可能發(fā)生自燃的區(qū)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(shù)。在灌漿工作中，灌漿與回采保持有適當距離，以免灌漿影響回采工作。水力制備是利用高壓水槍沖刷松散的粘土層使水土混合形成泥漿，是一種操作較為簡單的制漿方式，但漿液濃度難以保證，防火效果差；機械制漿是按照一定的比例將制漿材料和水送入攪拌池，經(jīng)攪拌機攪拌，輸入注漿管路送至井下，但目前的灌漿系統(tǒng)普遍存在易堵管、輸漿力度小、漿材要 求高、投資大等不足。 有下列情況之一 者，定為自燃發(fā)火隱患 1）采空區(qū)或井巷風流中出現(xiàn)一氧化碳，其發(fā)生量呈上升趨勢，但尚未達到礦井實際統(tǒng)計的臨界指標； 2）風流中出現(xiàn)二氧化碳 (CO2)，其發(fā)生量呈上升趨勢，但尚未達到礦井實際統(tǒng)計的臨界指標； 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項設計 貴州 萬鋒 46 3）煤炭、圍巖及空氣和水的溫度升高，并超過正常溫度，但尚未達到70℃；風流中氧 (O2)濃度降低，其消耗量呈上升趨勢。 第四節(jié) 其他監(jiān)測 措施 一、人的感官可以察覺的自燃征兆 巷道中出現(xiàn)霧汽或巷壁“掛汗” ； 風流中出現(xiàn)火災氣味，如煤油味、松香味、臭味等； 從煤炭自燃點流出的水和空氣較正常的溫度高； 當空氣中有毒有害氣體濃度增加時，人們有不舒服的感覺，如頭痛、頭暈、精神疲乏等。 4） 臨時觀測點：發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，為縮小火區(qū)范圍以便準確查找火源點而增設的觀測點。井下觀測站 (點 )分為固定觀測點、移動觀測點和臨時觀測點。目前，煤層火災的監(jiān)測主要有礦井火災束管采樣監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢測三種手段。 回風巷中的調(diào)節(jié)風門應盡量設置在離回風側(cè)較近的一端，進風巷中的調(diào)節(jié)風門應盡量安設在離進風側(cè)較近的一端。 礦井采用 抽出式通風方法，工作面采用長壁后退式回采“ U”形通風方式，采空區(qū)漏風小，有利于防止煤層自燃。統(tǒng)計確定煤層最短自燃發(fā)火期，對礦井開拓開采以及生產(chǎn)管理都有重要意義。 急時清理運輸巷道中因運輸過程的撒落的煤炭，工作面盡量不要留煤頂煤或 底煤，清干凈回采下來的煤炭，不讓其留滯在采空區(qū)，提高回采率。一般來說開采煤層為自燃煤層易發(fā)生采空區(qū)的自燃。布置為走向長壁工作面，有利于提高工作面生產(chǎn)能力；全部垮落法管理頂板，回采中若采空區(qū)遺煤較多，不利于防止采空區(qū)煤炭自燃。 采區(qū)絞車房等硐室必須采用不燃性材料支護，設計采用砌碹或錨噴支護。對煤層開采中的可疑地點或已出現(xiàn)隱患地點進行全封閉噴漿和打淺密集鉆孔注漿，是防止自然發(fā)火的 2個有效措施。 預防措施 1）均壓通風控制漏風供氧。對頂煤破碎或有自燃危險的地點，埋設測溫探頭，定期監(jiān)測溫度變化情況。 二、煤炭自燃的綜合防治措施 煤層自燃的預測預報 1）鑒于煤在低溫氧化階段產(chǎn)生 CO，因此， CO 是早期揭露火災的敏感指標。 2）煤炭自熱期的后期階段 煤炭自熱超過臨界溫度 (60～ 80℃ )，但尚未達到著火溫度出現(xiàn)明火的期間，為自熱后期階段。 著火階段 其特征是放出大量一氧化碳、沼氣及其它碳氫化合物與水分等。 2）煤層自燃發(fā)展過程的三個必要條件： (