【正文】 礦井防滅火設(shè)計依據(jù)及基礎(chǔ)資料1礦井概況山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司井田位于介休市西南綿山鎮(zhèn)后黨峪村一帶，距介休市直距8km,行政區(qū)劃隸屬介休市綿山鎮(zhèn)管轄，地理坐標(biāo)為東經(jīng)111176。較大溝谷有小片基巖出露，兩岸形成較陡的“V”字型谷，溪流沿溝谷匯入汾河。 氣象及地震情況本區(qū)屬大陸性氣候，冬寒夏暖，春季多風(fēng)，秋季涼爽，四季分明。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB500112010)和《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB183062001圖A1)，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度。直接頂板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為砂巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。井田內(nèi)除RDRD12號孔尖滅和RD8號孔不可采外，其余地段均達可采，為較穩(wěn)定的大部可采煤層，該煤層不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，直接頂板為K2灰?guī)r，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。各可采煤層特征見表211。揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%；%～%，%。2)2號煤層水分(Mad)：%～%，%；%～%，%。發(fā)熱量(Qgr,d)～，；～, 。粘結(jié)指數(shù)(GR焦渣特征(CRC):原煤：1～4，浮煤2～5。揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%；%～%，%。揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%；%～%，%。各可采煤層煤質(zhì)特征見表212。d)3%；3．剔除夾矸厚度≥；4．儲量計算的煤層為11號煤層；5．11號煤層視密度采用：，9號煤 ；；；6．儲量計算方法采用地質(zhì)塊段算術(shù)平均法。表323 礦井工業(yè)資源/儲量匯總表 單位：Mt煤層號煤類111b122b333k111b+122b111b+122b+333k6JM9PSM10PSM11PSM合 計注：蹬空區(qū)儲量未列入礦井工業(yè)資源儲量內(nèi)。按《礦井初步設(shè)計》上水平（6煤）布置一個普采工作面，一個備用工作面；下組煤（9+10煤）布置一個綜采放頂煤工作面和一個備用工作面，其他掘進工作面共6個。另據(jù)鉆孔采樣試驗，各煤層自燃傾向性試驗結(jié)果見表216。灌漿站建設(shè)：工業(yè)場地建2個攪拌池和1個注漿池(注漿池設(shè)在較低的水平)，池深和直徑均為2m，池體用磚砌筑水泥抹面或用鋼板焊接，其上固定攪拌器。水固比的大小影響著注漿的效果和泥漿的輸送。Q漿max=26=39m3/h需要說明的是：灌漿系統(tǒng)的灌漿系數(shù)、水土比等各項參數(shù)在實際生產(chǎn)中必須根據(jù)煤層發(fā)火情況、輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料和季節(jié)等因素通過實驗確定，以確保灌漿效果和生產(chǎn)的安全。6）主要物理指標(biāo)：AA灌漿主要物理指標(biāo)：比重：；塑性指數(shù)：911；膠體混合物：2530%；含沙量：2530%；a 、比重：如果比重太大，容易沉淀，流動困難，易造成堵管事故，且在采空區(qū)灌漿口附近堆積，難以覆蓋整個采空區(qū)。目前常用的灌漿材料有黃土、粉煤灰等。從行人斜井由地面灌漿站鋪設(shè)一趟管路至回采面，管路鋪設(shè)路線為：地面灌漿站→行人斜井→車場→采區(qū)軌道下山→工采面回風(fēng)順槽→工作面。6 灌漿疏水系統(tǒng)及預(yù)筑防火墻①疏水系統(tǒng)灌漿前后要嚴(yán)密觀測采空區(qū)涌水量大小情況，如確定采空區(qū)內(nèi)有較大積水區(qū)域或較大水量，可能威脅到工作面安全生產(chǎn)，則必須采用適當(dāng)疏水措施。井底設(shè)消防材料庫，內(nèi)有足量砌筑防火墻材料，并備有專用車輛，材料可直接運往井下各使用地點；另外，也可在采區(qū)內(nèi)適當(dāng)?shù)攸c設(shè)臨時材料儲備硐室，內(nèi)置砌筑防火墻的材料。排水量過少，灌漿區(qū)內(nèi)可能有泥漿水積存；排水中含泥量較大，采空區(qū)可能形成了泥漿通路。Qt2（6）=363/= m3Qt2（9+10）=3273/= m3礦井實際每日所需采土量為： Qt=a﹒ (Qt2（6） + Qt2（9+10）) （33）式中： Qt——灌日用土量，m3 a——取土系數(shù)，考慮土壤含有一定的雜質(zhì)和開采、運輸過程中的損失，；Qt=(+)= m3灌漿用水量(Qw)可按下式計算： Qw=KwQtδ （34）式中：Qw——灌漿用水量，m3； Kw——沖洗管路用水量的備用系數(shù)，； δ——水土比，一般取25，取2。各自的優(yōu)缺點如下：①、L形：優(yōu)點：能量集中，充分利用自然壓力，管路有較大的注漿能力；安裝維護管理簡單。臨界流速：保證泥漿中固體顆粒在輸送過程中能夠順利流動而不沉淀或生堵管的最小平均流速。9 水槍選擇水槍噴嘴出口射流速度可根據(jù)式（5－2）進行計算。（2）泥漿泵揚程Hj用公式計算： Hj=h0+hf+hj+hs+hb+hc式中：h0——與泥漿提升幾何高度相當(dāng)?shù)乃叨萴； h0 =γj如是輸送水，則簡單一些，只要將公式中參數(shù)改為水的參數(shù)即可。但泥漿能充分稀釋混合，能較好地掌握泥土和水的比例，取得較好的防火效果。對惰性氣體防火系統(tǒng)，國內(nèi)外常用的惰性氣體有氮氣和二氧化碳 。則：6號煤層：Qn= m3/min9+10號煤層: Qn= m3/min（2）按噸煤注氮量計算（國外經(jīng)驗每噸煤需要5m3氮氣量）Qn=5AK/（3306024）式中：A——工作面年產(chǎn)量, ；9+；K——平均回采率， 6號煤層97%；9+10號煤層86%。即第一趟氮氣管路埋入采空區(qū)30米后，開始注氮。（4）注意檢查工作面、回風(fēng)流，特別是回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛龋l(fā)現(xiàn)上述地點瓦斯?jié)舛瘸迺r，可適當(dāng)減小或停止注氮。9 采空區(qū)三帶分布情況 100101綜放面開采期間，對采空區(qū)要及時采樣，劃定散熱帶、自燃帶、窒息帶區(qū)域，以便采取有效措施。（4）加強氣體檢測與監(jiān)控；（5）必要時在進風(fēng)隅角設(shè)置風(fēng)障。氣體分析：氣相色譜儀數(shù)據(jù)采樣：高精度放大器、24路A/D轉(zhuǎn)換器、技術(shù)器、數(shù)據(jù)鎖存器、接口電路，以上設(shè)備安裝在內(nèi)部寬展槽中。其中水玻璃模數(shù)n嚴(yán)格要求在1～2之間，且其成本較高，噸煤成本高；氫氧化鈣溶解度較小，和水混合而成是混濁液，且堿性強，具有很強的腐蝕性，對注液設(shè)備的防腐蝕性要求高，又因為其溶液是顆粒懸浮狀混濁液，顆粒大小對使用泵和封孔器的正常運行產(chǎn)生影響；而工業(yè)CaCl2來源廣、供應(yīng)穩(wěn)定、成本低，故選用工業(yè)CaCl2作為阻化劑。該泵可用噴槍直接向殘煤噴射阻化劑，又可利用霧化噴頭噴霧，還可用于向煤體壓注阻化劑。=(m3)防火密閉施工1密閉設(shè)置位置在距上下巷如回風(fēng)口各56米處，提前儲備好構(gòu)筑防火門所需物料。其中，下巷排水孔至少2個。（6）施工要嚴(yán)格按照設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)施工，一項施工完成后，由現(xiàn)場負責(zé)人負責(zé)驗收。（4）施工過程中若巷道頂板、側(cè)幫的支護松動，必須立即加固支護，經(jīng)現(xiàn)場帶班領(lǐng)導(dǎo)確認牢靠后，方可繼續(xù)施工。密閉墻面必須打光壓實并刷白。V6=K1K2LSHAγ1=120247。因此，選用移動式阻化劑噴灑壓注系統(tǒng)，在采煤工作面向采空區(qū)的遺煤噴灑阻化液防止煤炭自燃。目前，我國常使用的阻化劑有水玻璃(Na2O 井下采樣地點設(shè)置（1）采掘工作面的回風(fēng)巷設(shè)固定測點；（2）井下注氮地點設(shè)移動測點； 地面所需設(shè)施束管監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備主要由控制機氣體采樣部分、氣體分析部分及數(shù)據(jù)采樣部分組成。11 工作面月推進度 瑞東煤礦為新建礦井，設(shè)計開采6煤、9+10煤層，在回采過程中，根據(jù)煤壁后方氧氣濃度合理確定月推進度。%持續(xù)3天呈上升趨勢。（2）加強工作面及回風(fēng)流的氧氣檢測，發(fā)現(xiàn)O2濃度小于18%，必須立即停止工作，減小注氮量，待O2濃度大于18%后，方可恢復(fù)工作。5 管路布置（1）根據(jù)通風(fēng)負壓作用方向，工作面氮氣管路鋪設(shè)在工作面進風(fēng)巷非行人側(cè)，離底板200～300mm，吊掛牢固；（2）主管路從制氮機房到副斜井—井底車場的氮氣管路采用D159mm5mm鋼管，長度為780米；支管路自下組煤軌道上山—工作面下巷鋪設(shè)，采用Φ1084mm管，長度為1500米；管子出氣口打垛盤，并用過濾網(wǎng)纏繞出氣口，防止堵管。 礦井防滅火所需注氮流量 因6煤服務(wù)年限較短，故本設(shè)計只對9+10煤綜采工作面設(shè)計。為了保證開采期間的安全，確定防滅火手段為：以注氮為輔的防滅火方法。礦車；2輕便軌道；3儲土場及棧橋；4水槍；5輸水管；6自流泥漿溝；7泥漿攪拌池及房屋；8輸漿管；9行人斜井；10水源泵房，11絞車房；12取土場取土設(shè)備一般采用抓斗、推土機、挖掘機、鏟斗等。Ld 粘土；松散土壤，松散砂土風(fēng)化泥炭等 水槍壓力： 3040 m；（34kg/cm2） 單位耗水量：56 m3/m3；；堅固黃土，砂土等 水槍壓力： 4060 m； 單位耗水量：67 m3/m3；；極堅固黃土，砂土等 水槍壓力： 6070 m； 單位耗水量：79 m3/m3；10泥漿泵選擇下列情況需要泥漿泵：，輸漿壓力不夠；，泥漿至井口壓力不夠；，自然成漿方式時，水槍所需壓力由泥漿泵提供。② 水平管道： （4－5）n——管道質(zhì)量與壁厚不均勻的變動系數(shù)。 N= （4－1）式中：N——輸送倍線；L——管線長度，m；H——垂高，m。 K——灌漿系數(shù)。mLHC表示灌漿區(qū)所采出的煤量，此方法即根據(jù)灌漿區(qū)所采出煤量得多少來確定灌漿量的大小。(相鄰)工作面間留有20m保安煤柱，聯(lián)絡(luò)巷及時按要求密閉并在密閉上部安置放水管，可保證工作面回采時采空區(qū)積水不致潰入生產(chǎn)的工作面順槽。，一部分灌漿水會從采空區(qū)流入工作面運輸機道或順槽水溝內(nèi)(俯斜開采時)，這時最好在巷道內(nèi)構(gòu)筑濾漿密閉將泥漿滯留于采空區(qū)，使水放出。采煤工作面回采結(jié)束后，須及時砌筑永久性封閉。(6)制漿的主要設(shè)備見表621。根據(jù)本礦的情況，粉煤灰就地取材。d 、含沙量對于含沙量的要求主要是要求土壤易于脫水。也不能脫水性太強，太易于脫水，泥漿在采空區(qū)形成堆積，起不到包裹煤體的作用。Q水26=87=96m3/dQ水29+10=197=218m3/d⑤日灌漿量式中： Q漿1—日灌漿量，m3/d； M—泥漿制成率，；Q漿16=(96+58)=136m3/dQ漿19+10=(218+131)=307m3/d⑥小時灌漿量式中： Q漿2—每小時灌漿量，m3/h；n—每日灌漿班數(shù)，3班/d； t—每班純灌漿時間，4h/班。采用埋管灌漿法，在放頂前沿回風(fēng)巷在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管(一般預(yù)埋10～20m鋼管)，預(yù)埋管一端通采空區(qū)，一端接膠管，膠管長一般為20～30m，灌漿隨工作面的推進，用回柱絞車逐漸牽引灌漿管，牽引一定距離灌一次漿，要求工作面采空區(qū)能灌到足夠的泥漿。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。另據(jù)鉆孔采樣試驗，各煤層煤塵爆炸危險性試驗結(jié)果見表215。礦井設(shè)計可采儲量匯總見表325。表322 礦井保有能利用資源/儲量匯總表 單位：Mt煤層號煤類資源/儲量(Mt)備注111b122b333蹬空(111b)現(xiàn)保有6JM67769PS587710PS607711PS5172合計JM+PS5875其中JMPS(二) 礦井工業(yè)資源/儲量礦井工業(yè)資源/儲量依據(jù)下式進行計算：礦井工業(yè)資源/儲量=(111b+122b+333k) 式中：k—推斷