【文章內(nèi)容簡介】 5m分別布置1臺(tái)一氧化碳傳感器。%CO。 煙霧傳感器在有皮帶運(yùn)輸機(jī)的巷道內(nèi)設(shè)置煙霧傳感器以監(jiān)測皮帶著火。 開停傳感器安裝在井下各電機(jī)設(shè)備設(shè)置處，用以監(jiān)測各電機(jī)設(shè)備的開停狀態(tài)，保證電機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行。 風(fēng)門開閉傳感器井下各風(fēng)門設(shè)置開閉傳感器，用以監(jiān)測井下通風(fēng)系統(tǒng)各風(fēng)門的開閉狀態(tài)，保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 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。 水位傳感器在水倉設(shè)置水位傳感器用于對(duì)水倉水位的監(jiān)測。第四節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)本礦配置一臺(tái)KJ236型人員定位系統(tǒng)主機(jī)，井下安裝14臺(tái)KJ236F型分站，每人配帶一個(gè)KJ236K型電子識(shí)別卡。KJ236J型主機(jī)與KJ101N型監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)相連，KJ236K型電子識(shí)別卡的信號(hào)通過通訊電纜傳輸至KJ236F分站，分站傳輸至KJ236J主機(jī)，主機(jī)傳輸至KJ101N型監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)，在KJ101N型監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)的屏幕上顯示人員的位置。通過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)。第三章 煤層自燃防滅火預(yù)測第一節(jié) 概 述一、資料來源 根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室2010年10月提交的《煤炭自燃傾向性鑒定報(bào)告結(jié)果》。 國家關(guān)于礦井防滅火的管理規(guī)定和要求。二、煤層的自燃傾向性類別根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室2010年10月提交的安順金銀山煤礦M0、MMM14煤炭自燃傾向性鑒定報(bào)告結(jié)果，煤層自燃等級(jí)為Ⅱ級(jí)，有自燃傾向性。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。第二節(jié) 煤的自燃機(jī)理及自燃分析預(yù)測一、煤的自燃機(jī)理概述關(guān)于煤的自燃問題，長期以來，一般都認(rèn)為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因，由于黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時(shí)能放出熱量，在有水分參加的情況下，可以形成硫酸，它是很強(qiáng)的氧化劑，更加速煤的氧化，促進(jìn)煤的自燃。需要指出，有的含有黃鐵礦的煤，雖然經(jīng)過長斯放置，并不一定發(fā)生燃，而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現(xiàn)象。因此，煤的自燃并非完全因含有黃鐵礦而引起。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(huì)加速煤的自燃。此外，煤的自燃還與煤本身的性質(zhì)有關(guān)。如煤的品級(jí)；煤的顯微組分、水分、礦物質(zhì)、節(jié)理和裂隙；煤層埋藏深度和煤層厚度；開采方法和通風(fēng)方式等。煤的自燃從本質(zhì)上來說是煤的氧化過程。煤自燃的不同階段1）水吸附階段。與其他階段不同，這個(gè)階段只是個(gè)物理過程，煤與氧不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，煤吸附水雖不是煤自燃的根本原因，但他對(duì)煤自熱，特別是低品級(jí)的煤自熱有重要影響。當(dāng)水被煤吸附時(shí)會(huì)放出大量熱，即潤濕熱。所以，多數(shù)情況下該階段對(duì)煤的自燃都起著關(guān)鍵作用。2）化學(xué)吸附階段。煤自燃過程首先在這個(gè)階段發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。該階段的反應(yīng)溫度為環(huán)境溫度至70℃。該過程中煤吸附氧氣會(huì)產(chǎn)生過氧化物，因而叫做化學(xué)吸附階段。化學(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，通過監(jiān)測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)。根據(jù)煤的品級(jí)和類型不同，～。若煤溫達(dá)到70℃時(shí)會(huì)分解，煤重隨之大幅度下降，甚至比原始煤重還要輕。煤中水分的蒸發(fā)可帶走一些熱量，～。若煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段，想使其不自燃是非常困難的。3）煤氧復(fù)合物生成階段。該階段生成一種穩(wěn)定的化合物，即煤氧復(fù)合物。其反應(yīng)溫度范圍為150～230℃?！?。這個(gè)階段煤重又有所增加，煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段必然發(fā)生自燃。4）燃燒初始階段。這是煤氧復(fù)合物生成階段到煤快速燃燒階段的過渡時(shí)期，煤溫達(dá)230℃時(shí)，煤的反應(yīng)熱為42～，這些熱量使煤迅速上升促進(jìn)了煤的快速燃燒。5）快速燃燒階段。這是煤自熱的最后階段，它描述了煤的實(shí)際燃燒過程。依氧氣供應(yīng)充足與否，這個(gè)階段可能發(fā)生干餾、不完全燃燒或安全燃燒。如果燃燒充分，其反應(yīng)熱等于煤的發(fā)熱值。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。一般認(rèn)為煤的炭化程度越高，揮發(fā)分含量越低，灰分越大，其自然傾向性越弱，反之則越強(qiáng)。但是，煤的炭化程度高低不是決定煤的自燃傾向性的惟一標(biāo)志。因此，要求每一個(gè)礦井都必須將煤樣送到有關(guān)單位進(jìn)行煤的自燃傾向性鑒定，依據(jù)鑒定分類擬定正確的開采方法和經(jīng)濟(jì)有效的防火措施。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。煤巖組分：煤巖成分有絲炭、鏡煤、亮煤和暗煤，其中，絲炭結(jié)構(gòu)松散，吸氧能力強(qiáng)，著火溫度低（190～270℃），是煤自熱的中心，在自燃中起“引火物”的作用；鏡煤和亮煤脆性大，易破碎，有利于煤炭自燃；暗煤硬度大，一般不易自燃。煤中硫和其他礦物質(zhì)：含硫分愈高，吸氧能力越大，越易自燃，含黃鐵礦、黃銅礦結(jié)核較多，也具有自燃危險(xiǎn)性。煤的孔隙率和脆性：煤的孔隙率越大,其吸附氧的能力也越大，因此，孔隙率越大的煤越容易自燃。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。因此，在礦井里最易發(fā)生自燃火災(zāi)的地方都是煤體較為破碎與碎煤集中堆積的地點(diǎn)，如采空區(qū)的四周邊緣地帶，受壓破裂的煤柱和垮塌的煤壁，充滿煤粉與碎煤的煤壁裂隙以及煤巷局部冒高，在棚梁上形成浮煤堆積的地方。煤的水分水對(duì)煤炭自燃的影響有其特點(diǎn)，即對(duì)同一種煤炭，水分越多，則著火溫度越高；但是，當(dāng)其水分蒸發(fā)后，干燥的煤炭，其著火溫度要顯著地降低．這是因?yàn)榻^水的煤，其表面氧化層被清洗，而且由于水使煤體松散的緣故，煤體更易氧化自燃。水分能加速煤的氧化過程，同時(shí)使煤體疏松、造成細(xì)微裂隙，加大吸氧能力，并降低著火溫度，但過多水分則可抑制煤的氧化。%，不易引起煤層自燃。煤中的瓦斯含量、吸氧速度 煤層孔隙內(nèi)的瓦斯能夠占據(jù)煤的孔隙空間和內(nèi)表面,減少了煤的吸氧量；瓦斯逸出后,使煤炭氧化更為強(qiáng)烈,自燃危險(xiǎn)性增加，吸氧速度越快，煤層越容易自燃。煤層的賦存地質(zhì)條件1）煤層厚度與傾角：一般說來，煤層越厚、傾角越大，回采時(shí)會(huì)遺留大量浮煤和殘煤；同時(shí)，煤層越厚，回采推進(jìn)速度越慢，采區(qū)回采時(shí)間往往超過煤層的自燃發(fā)火期，而且不易封閉隔絕采空區(qū)，容易發(fā)生自燃火災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%的自燃火災(zāi)是發(fā)生在厚煤層的開采中。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)。3）煤層埋藏深度：煤層埋藏深度越大，煤體的原始溫度越高，煤中所含水分則較少，自燃危險(xiǎn)性較大；但開采深度過小時(shí)又容易形成與地表的裂隙溝通，也會(huì)在采空區(qū)中形成浮煤自燃。4）圍巖的性質(zhì)：煤層圍巖的性質(zhì)對(duì)煤炭自燃發(fā)火也有很大影響，如圍巖堅(jiān)硬、礦壓顯現(xiàn)大、容易壓碎煤體形成裂隙。而且堅(jiān)硬的頂板冒落難以壓實(shí)充填采空區(qū)；同時(shí)，冒落后有時(shí)會(huì)連通其他采區(qū)，甚至形成連通地面的裂隙；這些裂隙及難以壓實(shí)充填的采空區(qū)，使漏風(fēng)無法杜絕，為煤炭自燃發(fā)火提供了充分的條件。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、圍巖及煤層破碎帶易引起煤層自燃。開拓開采條件、采煤方法及通風(fēng)方式開拓開采條件和開采方法與通風(fēng)方式若選擇不合理，往往造成丟煤多、煤柱破碎，漏風(fēng)嚴(yán)重，給煤層自燃造成良好條件，增加自燃的可能性。礦井設(shè)計(jì)采用斜井開拓，主要井筒布置在巖層中，采用錨噴或砌碹支護(hù)；采煤工作面采用走向長壁后退式采煤方法，U型通風(fēng)漏風(fēng)少；礦井一采區(qū)通風(fēng)方式為并列式通風(fēng)?；夭晒ぷ髅婧透骶蜻M(jìn)工作面均采用獨(dú)立通風(fēng)，掘進(jìn)工作面采用局扇壓入式通風(fēng)。采取這些方法使煤層不易引起自燃。溫度：隨著溫度的升高，氧化作用加劇。據(jù)試驗(yàn)煤的溫度由30℃升高到60℃時(shí)，吸氧能力要增加3～10倍，如果溫度達(dá)到臨界值（一般為70～80℃），則開始迅速氧化，并積極增高溫度，導(dǎo)致燃燒。根據(jù)對(duì)上述影響本井田煤的自燃條件的分析，該礦井煤層只要適當(dāng)采取必要的措施，就可以最大程度上防止自燃發(fā)火的發(fā)生。第三節(jié) 開采煤層自燃預(yù)測一、煤層自燃分析預(yù)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。結(jié)構(gòu)以中條帶狀為主，細(xì)條帶及線理狀次之，為半亮型煤。M8煤層為上部為塊狀、下部為粉狀，似玻璃光澤，參差狀斷口，以暗煤為主，亮煤次之。條帶狀結(jié)構(gòu)，為半暗型煤。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。M14煤層為塊狀，玻璃光澤，參差狀斷口，以亮煤為主，夾鏡煤條帶，為半亮型或光亮型煤。裂隙中可見方解石薄膜、粘土礦物及黃鐵礦等充填物，多含浸染狀黃鐵礦。2）化學(xué)性質(zhì)可采煤層煤質(zhì)特征見下表。煤層編號(hào)煤樣種類分 析 項(xiàng) 目　Mad(％)Vdaf（％）Ad（％）St，d（％）Qnet．a(chǎn)r(MJ／kg)M0原煤變化值平均值取樣數(shù)33332浮煤變化值平均值取樣數(shù)2222M8原煤變化值平均值　取樣數(shù)33333浮煤變化值平均值取樣數(shù)2222　M9原煤變化值平均值取樣數(shù)33333浮煤變化值平均值取樣數(shù)2222M14原煤變化值平均值取樣數(shù)22222煤種根據(jù)煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T152242004），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。煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)性根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室提供的M0、MMM14煤層自燃傾向性鑒定結(jié)果，M0、MMM14煤層自燃傾向性為二類自燃，自燃傾向等級(jí)鑒定報(bào)告結(jié)果見下表。統(tǒng)一編號(hào)來樣編號(hào)工 業(yè) 分 析 ％真相對(duì)密度全硫煤吸氧量自燃傾向分類水分灰分揮發(fā)分焦渣MadAdVdaf特征TRDdSt,d％cm3/g干煤2010M521M0煤2點(diǎn)2Ⅱ級(jí)2010M522M8煤1點(diǎn)2Ⅱ級(jí)2010M525M9煤2點(diǎn)2Ⅱ級(jí)2010M527M14煤2點(diǎn)2Ⅱ級(jí)備 注Ⅰ級(jí)：容易自燃 Ⅱ級(jí)：自燃 Ⅲ級(jí)：不易自燃煤的自燃預(yù)測分析煤的自燃預(yù)測分析見下表：自燃因素基本特征本礦條件分析及說明煤的炭化程度煤的自燃傾向性隨煤炭的變質(zhì)程度增高而降低。揮發(fā)份含量越高，煤層自燃發(fā)火傾向越強(qiáng)。一般說來，褐煤易于自燃，煙煤中長焰煤危險(xiǎn)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(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。煤層中有集中的鏡煤和亮煤，特別是含有絲煤時(shí)，煤的自燃傾向性就大；而暗煤多的煤，一般不容易自燃本礦井各煤層主要以半亮型煤為主具有一定的煤層自燃傾向性煤的含硫量含硫成分越多，吸氧能力愈大，越易自燃；含黃鐵礦、黃銅礦結(jié)構(gòu)較多，也具有自燃危險(xiǎn)性本礦各煤層的硫份有的大于1%。0＃：～％8＃：～％9＃：～％14＃：～％煤層自燃可能性大煤的破碎程度煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面積，煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性與風(fēng)化率大的煤易于自燃未提供煤的破碎程度指標(biāo)煤層硬度大，脆性與風(fēng)化率大，自燃可能性大煤的水分水分能加速煤的氧化過程，同時(shí)使煤體疏松，造成細(xì)微裂縫，加大吸氧能力，并降低著火溫度，但過多水分則可抑制煤的氧化作用各煤層的水份：0＃：～％8＃：～％9＃：～％14＃：～％水分對(duì)煤炭自燃影響較大溫度隨著溫度的升高，氧化作用加劇。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儲(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：(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)維持煤的氧化過程不斷發(fā)展的時(shí)間。要形成自燃，以上四個(gè)條件缺一不可，若采取措施破壞其中一個(gè)或兩個(gè)，乃至全部條件，便可有效的防止自燃。2）煤層自燃發(fā)展過程的三個(gè)必要條件：(1)煤層具有自燃傾向性；(2)有連續(xù)的供氧條件；(3)熱量易于積聚。煤的自燃預(yù)兆煤的自燃通常經(jīng)歷：潛伏階段(低溫氧化階段)、自燃階段、著火階段、燃燒階段和熄滅階段，見下表煤的自燃階段及征兆階 段征 兆潛伏階段(低溫氧化階段)其特征比較隱蔽，煤重略有增加，煤被活化(化學(xué)活潑性增加)，著火溫度降低。潛伏階段的長短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件。自然階段其特征是巷道內(nèi)或老塘及密閉內(nèi)空氣中氧含量降低，一氧化碳、二氧化碳含量逐漸增加，空氣濕度增大