【正文】 三、 、環(huán)境條件 礦 井開采對(duì)環(huán)境地質(zhì)的影響 礦井在開采煤層時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)地面沉降、開裂、塌陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害。 二、煤塵 根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室 20xx年 10月提交的安順金銀山煤礦煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，煤塵無(wú)爆炸性。 通風(fēng)系統(tǒng) 礦井主要通風(fēng)線路：主、副斜井→軌道平巷及皮帶運(yùn)輸巷→ M9煤軌道安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 22 上山及 M9煤皮帶上山→ 1806進(jìn)風(fēng)行人聯(lián)絡(luò)巷→ 1806采面下巷→ 1806采面→1806上巷→ M8煤回風(fēng)上山→ M8煤回風(fēng)平巷→回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。礦井最大總風(fēng)量為 3980m3/min.。 井下設(shè)有采區(qū)變電所、消防材料庫(kù)、水泵房及采區(qū)避難硐室，其中采區(qū)變電所需單獨(dú)配風(fēng)，其它硐室采用全負(fù)壓通風(fēng)，硐室兩側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。 3）必須安裝兩套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)及裝置，其中一套運(yùn)轉(zhuǎn)，一套備用，備用的一套風(fēng)機(jī)必須在 10分鐘內(nèi)啟動(dòng)并 正常運(yùn)行。 7）新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行一次主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定和運(yùn)轉(zhuǎn)工作，以后按每 5年進(jìn)行一次通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定。這種反風(fēng)方法不需設(shè)置反風(fēng)道，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 3）反風(fēng)設(shè)施每季度檢查一次，每年進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。為防止爆炸氣體沖擊主要通風(fēng)機(jī)，在回風(fēng)斜井井口設(shè)置防爆門，引風(fēng)道與回風(fēng)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(yīng)盡量減少局部阻力系數(shù)，巷道連接邊緣應(yīng)作成斜線或圓弧形，巷道拐彎處應(yīng)盡量避免作成直角或小于 90176。 該監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)于一體，可用于整個(gè)礦井網(wǎng)絡(luò)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(bào)表、曲線、圖形等屏幕顯示，打印和繪圖、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存調(diào)用、參數(shù)超限報(bào)警、控制等多種功能，各分站既能與監(jiān)控中心連接，又可獨(dú)立工作。 二、傳感器設(shè)置 瓦斯傳感器的設(shè)置 井下在風(fēng)井、主要回風(fēng)巷、工作面回風(fēng)、掘進(jìn)工作面及回風(fēng)流、水泵房、變電所、煤倉(cāng)、機(jī)電硐室等巷道內(nèi)設(shè)置瓦斯傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測(cè)井下氣體中的瓦斯含量，當(dāng)瓦斯超限時(shí)，具有聲光報(bào)警功能，同時(shí)由有關(guān)設(shè)備切斷相應(yīng)范圍內(nèi)的電源。 CO1015 m 2)掘 進(jìn)工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置 掘進(jìn)工作面回風(fēng)流設(shè)置一氧化碳 1 臺(tái)，距掘進(jìn)工作面迎頭 1015m，其報(bào)警濃度為 %。其報(bào)警濃度為 %CO。 溫度傳感器 采煤工作面設(shè)置溫度傳感器，機(jī)電設(shè)備硐室設(shè)置溫度傳感器。通過(guò) KJ236 型讀卡分站和 KJ236K 型電子識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)礦井人員跟蹤定位，清楚掌握井下每個(gè)人的位置，為事故搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。 三、資料的可靠性分析 貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室是具有相關(guān)鑒定資質(zhì)的單位，其鑒定結(jié)果真實(shí)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(rùn)，就放出更多的濕潤(rùn)熱，也會(huì)加速煤的自燃。 煤自燃的不同階段 1）水吸附階段。 2）化學(xué)吸附階段?；瘜W(xué)吸附階段煤重略有增加，并產(chǎn)生氣體，其中的CO 可作為標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過(guò)監(jiān)測(cè) CO 濃度可對(duì)煤的自燃進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，化學(xué)吸附階段需要少量水參加反應(yīng)。若煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段，想使其不安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)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(hào)的煤（即不同化學(xué)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(qiáng)，也容易發(fā)生自燃火災(zāi)。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)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(yù)測(cè) 一、煤 層 自燃分析預(yù)測(cè) 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(hào) 煤樣種類 分 析 項(xiàng) 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(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ 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(wú)煙煤。一般說(shuō)來(lái)，褐煤易于自燃，煙煤中長(zhǎng)焰煤危險(xiǎn)性最大，貧煤及揮發(fā)分含量在 12%以下的無(wú)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(wú)煙煤 ， 煤質(zhì)牌號(hào) 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(shí)，吸氧能力要增加 3～ 10 倍，如果溫度升高達(dá)到臨界值 (70～ 80℃ )，則開始迅速氧化，并積極增高溫度，導(dǎo)致燃燒 本井田屬正常地溫 影響不大，控制作業(yè)、設(shè)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(shí)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?jī)?chǔ)熱，礦自燃危險(xiǎn)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(shí)減少煤損 開拓開采條件及通風(fēng)方式 礦井開拓方式和開采方法及通風(fēng)方式選擇不合理，往往造成丟煤多，煤柱破碎，漏風(fēng)嚴(yán)重，增加自燃的可能性 本礦斜井開拓、走向長(zhǎng)壁采煤法， U 型 通風(fēng) 盡量少丟煤及破壞煤柱，防止采空區(qū)漏風(fēng) 煤的自燃條件 1）內(nèi)因火災(zāi)的形成必須具備以下四個(gè)條件： 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)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(fēng)供氧； (3)蓄熱環(huán)境； (4)維持煤的氧化過(guò)程不斷發(fā)展的 時(shí)間。潛伏階段的長(zhǎng)短取決于煤的變質(zhì) 程度和外部條件?；鹪锤浇鼫囟雀哌_(dá) 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(zāi)區(qū)空氣及巖石溫度逐漸降低 煤礦應(yīng)重視自熱時(shí)期的征兆： 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 39 1）煤炭自熱期的初期階段 煤炭自燃過(guò)程的準(zhǔn)備期結(jié)束之后便進(jìn)入了自熱期的初期階段。 芳香族的碳?xì)浠衔餁馕?(煤油味 )是井下自然發(fā)火最可靠的征兆。 2）采用紅外探測(cè)法判斷高溫點(diǎn)的位置，紅外探測(cè)法其基本原理是根據(jù)安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 40 紅外輻射場(chǎng)的理論，建立火源與火源溫度場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而推斷出火源點(diǎn)的位置。定期采用示蹤氣體法，檢查順槽漏風(fēng)量。首先，要在保證沖淡 CH風(fēng)速、氣溫和人均風(fēng)量的前提下，全面施行區(qū)域性均壓通風(fēng)，其調(diào)壓措施包括單項(xiàng)調(diào)壓和多項(xiàng)措施聯(lián)合調(diào)壓，具體實(shí)施中，首先形成工作面均壓，而后逐步擴(kuò)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(diǎn)或自然發(fā)火是煤層開采中防滅火的重點(diǎn)措施，其方法是將凝 膠注入高溫點(diǎn)或火點(diǎn)的周圍煤體中，其作用是既可以封堵漏風(fēng)通道，又可以吸熱降溫。 二、選擇合理的采煤方法 本礦采用長(zhǎng)壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置簡(jiǎn)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(hù)控制頂板。 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 42 控制礦山壓力，減少煤柱破裂。 第二節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng)措施 一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方法 煤層自 燃發(fā)火期是指在開采過(guò)程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發(fā)生自通風(fēng)因素的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)、煤柱和煤壁裂縫漏風(fēng)。這樣可降低礦井總風(fēng)阻，增大礦井通風(fēng)能力，減少安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 43 漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量；且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)便于控制風(fēng)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(fēng)、排水系統(tǒng)后，方可回采。只要能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)煤層自燃火災(zāi)進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，就能有的放矢地采取預(yù)防煤層自燃火災(zāi)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(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 44 井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ，通過(guò)對(duì)井下有自燃危險(xiǎn)區(qū)域的地點(diǎn)建立自燃發(fā)火觀測(cè)站（點(diǎn)）進(jìn)行系統(tǒng)定期觀測(cè)。其觀測(cè)站的位置應(yīng)使回風(fēng)觀測(cè)點(diǎn)能控制全部回風(fēng)流。 人工檢測(cè)一直作為煤層火災(zāi)的主要監(jiān)測(cè)手段，人工氣體監(jiān)測(cè)主要采用 O CO、 CH4等便攜式氣體分析儀，由人工直接在各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行氣體檢測(cè)，并定期采用氣袋取氣樣，送地面進(jìn)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(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 45 以此判斷煤層發(fā)火程度。 在有自燃傾向煤層的掘進(jìn)工作面和回采工作面必須需設(shè)置 CO傳感器和溫度傳感器對(duì)采空區(qū)或回風(fēng)流中 CO 和溫度進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測(cè)。 預(yù)防性灌漿就是將水、漿材按適當(dāng)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(dāng)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(jiǎn)單的制漿方式，但漿液濃度難以保證，防火效果差；機(jī)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(jī)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(fēng)流中出現(xiàn)一氧化碳，其發(fā)生量呈上升趨勢(shì)，但尚未達(dá)到礦井實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)； 2）風(fēng)流中出現(xiàn)二氧化碳 (CO2)，其發(fā)生量呈上升趨勢(shì)，但尚未達(dá)到礦井實(shí)際統(tǒng)計(jì)的臨界指標(biāo)； 安順 金銀山煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì) 貴州 萬(wàn)鋒 46 3）煤炭、圍巖及空氣和水的溫度升高，并超過(guò)正常溫度，但尚未達(dá)到70℃；風(fēng)流中氧 (O2)濃度降低，其消耗量呈上升趨勢(shì)。 第四節(jié) 其他監(jiān)測(cè) 措施 一、人的感官可以察覺(jué)的自燃征兆 巷道中出現(xiàn)霧汽或巷壁“掛汗” ； 風(fēng)流中出現(xiàn)火災(zāi)氣味，如煤油味、松香味、臭味等； 從煤炭自燃點(diǎn)流出的水和空氣較正常的溫度高； 當(dāng)空氣中有毒有害氣體濃度增加時(shí)，人們有不舒服的感覺(jué)，如頭痛、頭暈、精神疲乏等。 4） 臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，為縮小火區(qū)范圍以便準(zhǔn)確查找火源點(diǎn)而增設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)。井下觀測(cè)站 (點(diǎn) )分為固定觀測(cè)點(diǎn)、移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)和臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)。目前，煤層火災(zāi)的監(jiān)測(cè)主要有礦井火災(zāi)束管采樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢測(cè)三種手段。 回風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)盡量設(shè)置在離回風(fēng)側(cè)較近的一端，進(jìn)風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)盡量安設(shè)在離進(jìn)風(fēng)側(cè)較近的一端。 礦井采用 抽出式通風(fēng)方法，工作面采用長(zhǎng)壁后退式回采“ U”形通風(fēng)方式，采空區(qū)漏風(fēng)小，有利于防止煤層自燃。統(tǒng)計(jì)確定煤層最短自燃發(fā)火期，對(duì)礦井開拓開采以及生產(chǎn)管理都有重要意義。 急時(shí)清理運(yùn)輸巷道中因運(yùn)輸過(guò)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(lái)的煤炭，不讓其留滯在采空區(qū)，提高回采率。一般來(lái)說(shuō)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(zhǎng)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(hù)，設(shè)計(jì)采用砌碹或錨噴支護(hù)。對(duì)煤層開采中的可疑地點(diǎn)或已出現(xiàn)隱患地點(diǎn)進(jìn)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(gè)有效措施。 預(yù)防措施 1）均壓通風(fēng)控制漏風(fēng)供氧。對(duì)頂煤破碎或有自燃危險(xiǎn)的地點(diǎn)，埋設(shè)測(cè)溫探頭，定期監(jiān)測(cè)溫度變化情況。 二、煤炭自燃的綜合防治措施 煤層自燃的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 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(zāi)的敏感指標(biāo)。 2）煤炭自熱期的后期階段 煤炭自熱超過(guò)臨界溫度 (60～ 80℃ )，但尚未達(dá)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?xì)浠衔锱c水分等。 2）煤層自燃發(fā)展過(guò)程的三個(gè)必要條件： (