【正文】 密閉材料、羅克休泡沫、威爾浮材料等一些有機(jī)高分子注漿材料等，主要應(yīng)用在煤礦井下破碎煤巖體內(nèi)、掘進(jìn)巷道高冒區(qū)充填、密 閉充填和噴涂等處，對(duì)防止煤層自然發(fā) 19 火起到了很好的效果?；夭晒ぷ髅娴念A(yù)防性灌漿方法主要采用埋管注漿、隨采隨注、灑漿、打鉆灌漿和采后灌漿等，通過(guò)灌漿對(duì)采空區(qū)里殘留的煤進(jìn)行隔氧分離，減少煤炭氧化的機(jī)率，防治采空區(qū)煤層自燃。 加強(qiáng)火區(qū)氣體成分的探測(cè)，正確判斷瓦斯爆炸的危險(xiǎn)程度。 采用均壓防滅火時(shí)，對(duì)采空區(qū)和火區(qū)內(nèi)的漏風(fēng)量、漏風(fēng)方向、空氣溫度、防火墻墻內(nèi)外氣壓差等，都必須按規(guī) 16 定進(jìn)行定期檢查、觀測(cè)，并將結(jié)果登記造冊(cè)。 礦井作大的風(fēng)量調(diào)整時(shí)，應(yīng)測(cè) 定防火墻內(nèi)氣體成分和空氣溫度。工作面開(kāi)采均采用“ U”型通風(fēng)方式，一進(jìn)一回。 1對(duì)已報(bào)廢的溜煤眼采用壓注阻化劑及以不燃材料封閉的辦法防火。 在盤區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)中，明確選定自燃發(fā)火觀測(cè)站或觀測(cè)點(diǎn)位置 ，并建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確定煤層自然發(fā)火的標(biāo)志 13 氣體和建立自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度，所有檢測(cè)分析結(jié)果必須記錄在專用的防火記錄簿內(nèi)，并定期檢查、分析整理，發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超標(biāo)或達(dá)到臨界值等異常變化時(shí)，立即發(fā)出自燃發(fā)火預(yù)報(bào)，采取措施，進(jìn)行處理。采區(qū)開(kāi)采順序遵循先近后遠(yuǎn)，先上后下的原則，盡量減少形成“孤島”工作面。加強(qiáng)巷道觀測(cè)，巷道施工中向煤壁壓注阻化劑，及時(shí)對(duì)巷道破壞段進(jìn)行注漿、修復(fù)等維護(hù)措施，必要時(shí)采用補(bǔ)打錨索，以減少巷道破壞。 根據(jù)確定的井口位置和開(kāi)拓開(kāi)采方式，礦井采區(qū)利用盤區(qū)輔助運(yùn)輸大巷、膠帶輸 送機(jī)大巷和回風(fēng)大巷直接布置回采 11 工作面，三條盤區(qū)大巷均布置在 6 上 煤層中。 10 煤的自燃傾向性鑒定結(jié)果 依據(jù) 內(nèi)蒙古煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心（內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司） 2020 年 12 月對(duì)我礦 5煤層、 6煤層煤塵爆炸性、煤自燃傾向性進(jìn)行了鑒定，鑒定結(jié)果 5煤層、 6煤層煤塵有爆炸性， 煤的吸氧量 ， 煤屬于Ⅰ級(jí)容易自燃。 （ 10）開(kāi)拓方式及采煤方法 盤區(qū)主要采用煤巷開(kāi)拓，支護(hù)方式為錨（網(wǎng)）噴為主。原因是地質(zhì)構(gòu)造破壞處，煤質(zhì)較松，有大量裂隙；圍巖裂隙滲水，都使煤的氧化能力提高。煤炭的孔隙率越大，越易 自燃；變 8 質(zhì)程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。垂向上，下部煤層較上部煤層硫含量增高，依據(jù)GB/ 硫分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)全區(qū)為特低硫分～中高硫分煤，平均為低硫分煤。常見(jiàn)貝殼狀及參差狀斷口，外生和內(nèi)生裂隙不發(fā)育，脆性差。 三 、設(shè)計(jì)擬采用的防滅火措施 設(shè)計(jì)井田內(nèi)各煤層均按容易自燃進(jìn)行設(shè)計(jì)。 鑒于礦井整合后的井田面積擴(kuò)大，煤炭資源儲(chǔ)量豐富，開(kāi)采技術(shù)條件優(yōu)越，為進(jìn)一步提高礦井生產(chǎn)能力和安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，加快完成地區(qū)煤炭產(chǎn)業(yè)升級(jí)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，充分體現(xiàn)國(guó)土資源部關(guān)于礦井生產(chǎn)規(guī)模與資源儲(chǔ)量相匹配的指示精神， 2020 年 8～ 9 月，由大地工程開(kāi)發(fā)有限 公司編制完成《長(zhǎng)灘煤礦 120 萬(wàn) t/a 改擴(kuò)建礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用方案》及《安全設(shè)施設(shè)計(jì)》，并上報(bào)內(nèi)蒙古國(guó)土資源廳 ，同時(shí)建設(shè)單位又委托相關(guān)有資質(zhì)部門和機(jī)構(gòu)完成了礦井 120 萬(wàn) t/a改擴(kuò)建的環(huán)保、水保及地災(zāi)的評(píng)估及方案報(bào)告，內(nèi)蒙古國(guó)土 3 資源廳于 2020 年 12 月 29 日頒發(fā)采礦許可證，采礦許證號(hào)：1500000820651。 1 第一部分 長(zhǎng)灘煤礦礦井概述 準(zhǔn)格爾旗長(zhǎng)灘陽(yáng)圪楞煤炭有限責(zé)任公司長(zhǎng)灘煤礦 （以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)灘煤礦） 行政隸屬準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn) ，井田 位于準(zhǔn)格爾煤田南部詳查區(qū)的西部，在原詳查區(qū)的 9～走 2 勘探線之間西部邊緣。批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)規(guī)模為 120 萬(wàn) t/a。依據(jù)相關(guān)礦井防滅火規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，借鑒周邊礦區(qū)的防滅火經(jīng)驗(yàn)，采取了以“預(yù)防為主，防治結(jié)合，針對(duì)難點(diǎn)，綜合治理”的主要措施有：合理進(jìn)行巷道布置、及時(shí)封閉采空區(qū)、灌漿防滅火、噴灑或壓注阻化劑、凝膠壓注堵漏、配備惰氣防滅火裝置、束管監(jiān)測(cè)等防治措施。燃點(diǎn)一般為 300℃ 左右，燃燒試驗(yàn)為劇燃。煤中硫成分以硫化鐵硫（ Sp,d）為主，有機(jī)硫次之，硫酸鹽硫甚微，煤層中硫鐵礦多以薄膜充填裂隙中，較易洗選。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，井田內(nèi)各煤層 常見(jiàn)貝殼狀及參差狀斷口，外生和內(nèi)生裂隙不發(fā)育，脆性差。巖漿侵入?yún)^(qū)，煤層受到局部干餾，煤的孔隙率增加，強(qiáng)度降低，自燃危險(xiǎn)性也可能增大。 采煤方法對(duì)自燃發(fā)火的影響主要取決于采空區(qū)遺煤量及其集中程度、頂板管理方法、煤層切割情況、煤柱破壞程度以及采空區(qū)封閉難易程度等。 綜合機(jī)械化開(kāi)采煤層自燃的特點(diǎn) 本礦井主要采用綜采放頂煤和普通綜合機(jī)械化采煤法。盤區(qū)工作面回采后，三條大巷處于壓力集中區(qū)，壓力經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間后才能釋放，巷道可能有一定程度的破壞。同時(shí)對(duì)巷道高冒、松動(dòng)離層及裂隙處，采用注凝膠堵漏。 采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部陷落法管理頂板，采用灌漿、注惰性氣體、噴灑阻化劑等防滅火方式。 在煤層中掘進(jìn)巷道時(shí)，對(duì)巷道中出現(xiàn)的冒頂區(qū)必須用不燃材料充填密實(shí)。 1對(duì)已報(bào)廢的在煤層中的聯(lián)絡(luò)巷、采終線巷道采用壓注阻化劑加防火墻的方法防火。新風(fēng)與乏風(fēng)均不通過(guò)采空區(qū)，漏風(fēng)小。 在合適地點(diǎn)設(shè)立雙向風(fēng)門，使礦井既可全區(qū)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，也可局部實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，以防火災(zāi)事故擴(kuò)大。 使用 JGS7 型礦用火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)可能發(fā)熱的地點(diǎn)、防火墻、密閉、采空區(qū)、采煤工作面上下順槽靠采空區(qū)部位等可能引發(fā)火災(zāi)地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。 正確選用防爆防火墻，采用砂袋防火墻（或石膏 防火墻）施工時(shí)邊通風(fēng)邊探測(cè)、邊砌筑，迅速封口，撤離人員。 根據(jù)《煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查和竣工驗(yàn)收規(guī)范（ AQ10552020）》（ 2020 年 1 月 1 日實(shí)施）：“開(kāi)采容易自燃或采用放頂煤開(kāi)采自燃煤層的礦井，必須設(shè)計(jì)以灌漿為主的兩 種以上綜合防滅火措施”。設(shè)計(jì)礦井注凝膠設(shè)備選用 ZHJ 型礦用移動(dòng)注漿站一套 均壓防滅火 均壓防滅火技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、效果較好、技術(shù)含量較高的防滅火手段和措施。 （ 2）灌漿參數(shù)計(jì)算 ① 工作制度：與 礦井井下工作制度相匹配。 2d36004 ?漿Qv? 式中： v — 實(shí)際工作流速； Q 漿 — 小時(shí)灌漿量，取 ； 22 d — 管內(nèi)直徑，取 。 ② 主要物理性能指標(biāo) 比重為： ～ 塑性指數(shù)為 9～ 11(亞粘土 ) 膠體混合物（按 MgO 含量計(jì)）為 25～ 30％： 含砂量為 25～ 30％，（顆粒為 ～ 以下） 容易脫水和具有一定的穩(wěn)定性。 ③ 停采線注漿 工作面推進(jìn)至停采線，留設(shè)一路 2 寸鋼管，布置方式同開(kāi)切眼注漿，撤完面后在兩順槽各設(shè)兩道密閉墻，密閉墻預(yù)留注漿管孔。回采工作面兩順槽必須設(shè)有排水管，在低洼點(diǎn)設(shè)有污水泵和集水水窩，當(dāng)采空區(qū)里的涌水和灌漿后 脫離的水不能通過(guò)自流進(jìn)入大巷水溝時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)順槽低洼點(diǎn)處的污水泵排水。 ④ 每次灌漿作業(yè)要對(duì)灌漿地點(diǎn)、灌漿時(shí)間做好記錄， 26 并及時(shí)繪制在采掘工程平面圖上，為鄰近工作面采掘作業(yè)的采空區(qū)積水防治提供依據(jù)。 為保證注氮效果，必須利用 JSG9 束管對(duì)采空區(qū)氣體成分變化進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用固定或移動(dòng)的溫度觀測(cè)站（點(diǎn)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并建立健全定期檢測(cè)、分析和整理記錄、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)告處理等規(guī)章制度。 設(shè)計(jì)選用 工業(yè)鹵化鈣（ CaCl2，）和鹵塊、 鹵片、鹵粒（ MgCl2如工作面的上下口、巷道 煤柱破碎堆積帶等處，需要充分噴灑的地方。 ② 工作面回采過(guò)程中的氣霧阻化 在工作面回采過(guò)程中，采用機(jī)動(dòng)性噴灑壓注工藝。 31 ③ 向采空區(qū)噴灑阻化劑時(shí)，霧化的阻化劑有可能飄浮至液壓支架上，對(duì)于飄浮至液壓支架的阻化劑要及時(shí)用清水進(jìn)行清理。5H2O 或 20％的MgCl2根據(jù)煤層的開(kāi)采方法和巷道布置，開(kāi)區(qū)均壓的措施主要有調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓、調(diào)節(jié)風(fēng)門和輔扇聯(lián)合均壓。 （ 2）監(jiān)測(cè)內(nèi)容及其作用 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一項(xiàng)早期預(yù)報(bào)內(nèi)因火災(zāi)的有效裝置。根據(jù)上述 要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要布置在以下地點(diǎn)： 并可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送入礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或礦井計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。 運(yùn)行時(shí)間： 24 小時(shí)連 續(xù)監(jiān)測(cè)或人工設(shè)定； （ 5）礦井必須建立自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度，所有檢測(cè)分析結(jié)果必須記錄在專用的防火記錄簿內(nèi)，并定期檢查、分析整理，發(fā)現(xiàn)自燃發(fā)火指標(biāo)超過(guò)或達(dá)到臨界值等異常變化時(shí)，立即發(fā)出自 然 發(fā)火預(yù)報(bào)，采取措施進(jìn)行處理。 主變電所及主排水泵房、 及 其它機(jī)電硐室，在墻壁上每間隔 5m，配備泡沫或干粉滅火器。 （ 2）井下電器設(shè)備電壓選擇 本礦井井下供電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，采用保護(hù)接地的方式。 41 滿足要求。非固定敷設(shè)的電纜采用礦用阻燃 橡套電纜。如果受條件所限，應(yīng)敷設(shè)在電力電纜的上方 以上的地方。用最小兩相短路電流校驗(yàn)保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù)。 機(jī)電礦長(zhǎng) 應(yīng)定期組 45 織實(shí)施各電氣設(shè)備和電纜的檢查、調(diào)整、試驗(yàn)工作。 （ 3）根據(jù)本地區(qū)氣 象資料，本礦井所在地一年雷暴日為 ，高度在 15m 及以上的建（構(gòu)）筑及其它預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a 的一般性工業(yè)建筑物、預(yù)計(jì)雷 46 擊次數(shù)大于或等于 次 /a 且小于或等于 次 /a 的一般性民用建筑物均為三類防雷建筑物； 10kV 變電所、爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物及大于 次 /a 的一般性民用建筑物均為二類防雷建筑物。 （ 5）進(jìn)入井下的輔助運(yùn)輸軌道在入井處設(shè)接地裝置。在網(wǎng)上任一點(diǎn)所測(cè)得的接地電阻不大于2Ω。 48 井下 照明 井底車場(chǎng)及其附近硐室、機(jī)電設(shè)備硐室、 使用機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道、兼作人行道的集中帶式輸送機(jī)巷道、主要進(jìn)風(fēng)巷的交岔點(diǎn)、綜合機(jī)械化采煤工作面等均設(shè)有足夠照明。 49 輸送機(jī)均采用礦用防爆電動(dòng)機(jī)，符合 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 1 各 輸送機(jī) 巷道內(nèi)有充分照明設(shè)施。消防材料置于 井下消防材料庫(kù) ，隨時(shí)待命。 ③ 在 井口 房、井筒和傾斜巷道內(nèi)進(jìn)行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作時(shí)，必須在工作地點(diǎn)的下方用不燃性材料設(shè)施接受火星。 （ 13）完善電氣三大保護(hù)，防止電氣火花。煤倉(cāng)內(nèi)不得長(zhǎng)久積煤，煤倉(cāng)下部有多個(gè)放煤口時(shí)，必須輪換使用，防止放煤口上方積煤自燃。 （ 3）嚴(yán)禁明火、普通導(dǎo)爆索或非電導(dǎo)爆管放炮和放糊 53 炮。炮 眼封泥必須符合《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)要求。當(dāng)井下需要更換各種油類時(shí)，直接用礦車運(yùn)送至井下各用油地點(diǎn)。用過(guò)的棉紗、布頭和紙，也必須放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)，并由專人定期送到地面處理，不得亂放亂扔。 （ 7） 井下清洗風(fēng)動(dòng)工具時(shí)，必須在專用硐室進(jìn)行，并必須使用不燃性和無(wú)毒性洗滌劑。 （ 2）地面油脂庫(kù)必須設(shè)置防爆、防火和危險(xiǎn)警示標(biāo)志。 （ 11）掘進(jìn)工作面必須全斷面一次起爆；在采煤工作面，可采用分組裝藥，但一組裝藥必須一次起爆。放炮員必須持有勞動(dòng)安全部門發(fā)放的放炮合格證，必須嚴(yán)格依照放炮說(shuō)明書進(jìn)行放炮。 （ 2）通信線 路在入井處裝設(shè)熔斷器和防雷電裝置。 52 （ 15）按有關(guān) 規(guī)程、規(guī)范，安全地處理火區(qū)。 ⑤ 電焊、氣焊和噴燈焊接等 工作完畢后，工作地點(diǎn)應(yīng)再次用水噴灑，并應(yīng)有專人在工作地點(diǎn)檢查 1h，發(fā)現(xiàn)異狀，立即處理。 （ 8） 禁止 一切人員攜帶煙草及點(diǎn)火工具下井。 50 （ 2）地面臨時(shí)排矸場(chǎng)保證有兩個(gè)消火栓通過(guò)水龍帶可同時(shí)引水至臨時(shí)排矸場(chǎng)，用于臨時(shí)排矸場(chǎng)防滅火。 輸送機(jī)機(jī)頭及機(jī)尾硐室設(shè)火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并裝設(shè) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置與礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接。 各膠帶輸送機(jī)均采用阻燃抗靜電輸送帶，符合MT147 規(guī)定。 井下采用抗靜電塑料制品如風(fēng)筒、膠帶、帶式輸送機(jī)托輥等。同時(shí)在各變電所內(nèi)均選用了選擇性漏電保護(hù)裝備，加強(qiáng)了對(duì)低壓電網(wǎng)絕緣電阻的監(jiān) 視并提高了漏電保護(hù)動(dòng)作的可靠性。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 187。 通訊線路必須在入井處裝設(shè)熔斷器和避雷器，接地電阻不得大于 1Ω，以 免地面雷電波及井下。主接地極、輔助接地極及其連接母線，均應(yīng)按規(guī)程規(guī)范要求和設(shè)計(jì)文件要求安裝敷設(shè)和運(yùn)行管理。井下巷道內(nèi)的電纜，沿線每隔一定距離、在拐彎或分支點(diǎn)處，都應(yīng)設(shè)置注明編號(hào)、用途、電壓和截面的標(biāo)志牌，以便識(shí)別。 （ 2）電纜敷設(shè)：電纜必須掛設(shè)，在水平巷道或傾角 30度以下的巷道中電纜采用吊鉤懸掛。 井下電纜 井下電纜均選用經(jīng)檢驗(yàn)合格的并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的阻燃型銅芯電纜，其主芯線及接地芯線均能滿足供電線路負(fù)荷及保護(hù)接地的要求。電纜經(jīng) 主 斜井入井至井下 中央變電所、 5 煤變電所。 井底車場(chǎng)（包括中央變電所、主排水泵房、副井井底等處）選用礦用一般型高、低壓真空開(kāi)關(guān)柜；采區(qū)變電所、采區(qū)工作面 及其它配電硐室均選用礦用防爆型電氣設(shè)備。消防材料置于 井下消防材料庫(kù) ，隨時(shí)待命。 色譜儀 檢測(cè)限 ≤1PPM； 輸出功能齊全：產(chǎn)生正常分析、束管分析、趨勢(shì)分析報(bào)表及趨勢(shì)圖等圖表； 該系統(tǒng)廣泛適用于各類煤礦采空區(qū)、密閉區(qū)、綜采工作面自燃火災(zāi) 預(yù)報(bào)和防治工作。 我國(guó)于 1981 年在平莊古山礦建成了第一個(gè)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以后在兗州南屯礦、棗莊柴里礦推廣應(yīng)用。主要措施有并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓、連通管（氣室）均壓以及調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓。