【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 煤層易自燃發(fā)火特征等因素經(jīng)綜合考慮后，采用以氮?dú)鉁缁馂橹骶C合防滅火措施。氮?dú)夥罍缁鸸に嚕海ǘ┳⒌绞阶⒌绞綇目臻g上分為開(kāi)放式注氮和封閉室注氮；從時(shí)間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。工作面開(kāi)采初期和停采撤架期間，或因遇地質(zhì)破碎帶、機(jī)電設(shè)備等原因造成工作面推進(jìn)緩慢，宜采用連續(xù)性注氮；工作面正常回采期間，可采用間斷性注氮。開(kāi)放性注氮工作面開(kāi)工前，氮?dú)庵Ч苈繁仨毥又凉ぷ髅?，?jīng)鉆孔進(jìn)入采空區(qū)；注氮管路布置在進(jìn)風(fēng)巷，如發(fā)現(xiàn)火情或一氧化碳發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，必須開(kāi)啟注氮設(shè)備進(jìn)行滅火工作。封閉室注氮當(dāng)工作面出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆，此時(shí)采空區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)高溫點(diǎn)，CO氣體大量滲入工作面或工作面已經(jīng)出現(xiàn)明火，可在工作面進(jìn)回風(fēng)巷構(gòu)筑密閉，注氮管直接插入密閉向火區(qū)注氮。注氮時(shí)間的確定注氮時(shí)間一般根據(jù)從采空區(qū)氧化帶采樣分析其氧氣含量來(lái)確定。同時(shí)規(guī)定遇有下列情況時(shí)應(yīng)進(jìn)行注氮。（1）工作面有斷層或其他地質(zhì)條件影響或工作面機(jī)械出現(xiàn)故障，時(shí)工作面推進(jìn)速度減慢時(shí)：（2）工作面結(jié)束回收時(shí)（3）當(dāng)預(yù)測(cè)到采空區(qū)氣體異常時(shí)（二）輔助措施為強(qiáng)化注氮效果，必須使工作面一開(kāi)始就建立一個(gè)完善的均壓系統(tǒng)，使工作面壓力h＝0，使氮?dú)饽茌^長(zhǎng)時(shí)間停留在采空區(qū)，使采空區(qū)惰化，為防止采空區(qū)漏風(fēng)，地面回填堵漏工作一定要做好，隨時(shí)觀察地面塌陷區(qū)，如有塌陷及時(shí)回填。（三）注氮工藝系統(tǒng)西翼：混合提升斜井→+1915m水平車(chē)場(chǎng)→+1915m運(yùn)輸石門(mén)→+1915m水平西A9運(yùn)輸石門(mén)→+1915m水平西A6運(yùn)輸石門(mén)→采空區(qū)注氮點(diǎn)；東翼：混合提升斜井→+1915m水平車(chē)場(chǎng)→+1915m東運(yùn)輸石門(mén)→+1915m水平東回采工作面運(yùn)輸順槽→回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)；東二采區(qū)；注氮工藝系統(tǒng)；混合提升斜井→+1915m水平車(chē)場(chǎng)→+1915m東A9集中運(yùn)輸巷→+1915m水平A9回采工作面運(yùn)輸巷→回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)。+1915m水平東A9集中運(yùn)輸巷→+1915m水平東A6石門(mén)→+1915m水平A6煤層運(yùn)輸巷→回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)。注氮參數(shù)選擇與計(jì)算：注氮量計(jì)算按以下四種方法計(jì)算，并取其中最大值：（1）按產(chǎn)量計(jì)算QN＝[A/（1440ρtn1n2）]（C1/C21）式中：QN——注氮流量，m3/min；A——礦井日產(chǎn)量，400t（最大生產(chǎn)能力）；t——礦井年工作日，取330d；ρ——煤的密度，；n1——管路輸?shù)?，?0%；n2——采空區(qū)注氮效率，取90%；C1——空氣中的氧濃度，%；C2——采空區(qū)防火惰化指標(biāo)，取7%。QN1=400247。(1440)(247。71)=（2）按噸煤注氮量計(jì)算QN＝5AK/6024式中：A——礦井日產(chǎn)量，400t； K——工作面回采率, 取95%。QN=540024=（3）按瓦斯量計(jì)算QN＝QcC/（10C）式中：QC——工作面通風(fēng)量，回采工作面配風(fēng)量為280m3/min；C——工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?。QN＝280（10－）＝ m3/min（4）按采空區(qū)氧化帶氧濃度計(jì)算QN＝[（C1－C2） QV]/（CN＋C2－1）式中：QN——注氮流量，m3/min；　　　QV——采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量，m3/min；　　　C1——采空區(qū)氧化帶內(nèi)原始氧濃度（取平均值）；　　　C2——注氮防火惰化指標(biāo)，防火取7%；　　　CN——注入氮?dú)庵械牡獨(dú)饧兌?。因采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量沒(méi)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，無(wú)法進(jìn)行計(jì)算。三種方法計(jì)算后取大值：QN＝。=。根據(jù)上述計(jì)算，注氮設(shè)備選用1套QTD200/97型地面固定式碳分子篩制氮設(shè)備。其性能參數(shù)如下：產(chǎn)氣量：≥200 Nm3/h；氮?dú)饧兌龋骸?7%；輸出壓力：～(可調(diào))；電機(jī)功率：78kW；電壓：380V；冷卻方式：風(fēng)冷；外型尺寸：LBH＝520022002600mm。（四）氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選用JSG8型礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)束管對(duì)井下注氮后的采空區(qū)氣體進(jìn)行采樣分析，對(duì)采空區(qū)煤炭自然的趨勢(shì)、溫度變化、空氣含量進(jìn)行連續(xù)預(yù)報(bào)，最大限度減少采面火災(zāi)災(zāi)害。利用此系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)內(nèi)的ONCO、COCH4氣體進(jìn)行分析。（五）安全管理在注氮過(guò)程中，作業(yè)場(chǎng)所氧氣濃度降低于18%時(shí)，必須停止一切工作并撤出人員，同時(shí)降低注氮量或停止注氮，或增加作業(yè)場(chǎng)所通風(fēng)量。注氮設(shè)備管理人員和操作人員必須經(jīng)理論培訓(xùn)和實(shí)際操作培訓(xùn)，考試合格才能上崗。對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注氮時(shí)，應(yīng)編制相應(yīng)的安全技術(shù)措施，并經(jīng)礦總工程師審批后，方可實(shí)施。建立注氮設(shè)備的操作規(guī)程、工種崗位責(zé)任制、注氮防滅火管理規(guī)章制度。（六）回采工作面采空區(qū)注氮當(dāng)自然發(fā)火危險(xiǎn)主要來(lái)源自回采工作面的采空時(shí)，應(yīng)采取向采空區(qū)里面注入氮?dú)獾姆椒?。?yīng)將注氮管鋪設(shè)在進(jìn)風(fēng)順槽中，注氮釋放口設(shè)在采空區(qū)中，并氮?dú)忉尫趴诘脑O(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：氮?dú)忉尫趴趹?yīng)高于底板，與工作面保持平行，并用石塊或木垛等加以保護(hù)。注氮管采用單管，管道中設(shè)置三通，從三通上接出短管進(jìn)行注氮。注氮量，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)中的氣體成分來(lái)確定，以距工作面20m處采空區(qū)中的氧氣濃度不大于10%作為確定的標(biāo)準(zhǔn)，如果在采空區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一氧化碳超限、出現(xiàn)高溫、異味等自燃征兆，都應(yīng)加大注氮長(zhǎng)度。合理的設(shè)置監(jiān)測(cè)傳感器，加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)、工作面和回風(fēng)巷中氧氣、氮?dú)?、一氧化碳的監(jiān)測(cè)，同時(shí)由瓦斯檢查員隨時(shí)對(duì)工作面和回風(fēng)巷道中一氧化碳濃度進(jìn)行檢查，要保證工作面風(fēng)流中的氧氣濃度不低于18%。注入氮?dú)獾募兌炔坏玫陀?7%。第一次向采空區(qū)注氮，或停止注氮后再第二次注氮時(shí)，應(yīng)先排除注氮管內(nèi)的空氣，避免將空氣進(jìn)入采空區(qū)。（七）工作面相鄰采空區(qū)注氮在回采過(guò)程中，當(dāng)自燃發(fā)火危險(xiǎn)不是來(lái)自于本采空區(qū)，而是相鄰回采工作面的采空區(qū)時(shí)，為了保證回采工作面的安全，在工作面與采空區(qū)相鄰的順槽中打鉆，然后向已封閉的采空區(qū)插管注氮。使之在靠近回采工作面的采空區(qū)側(cè)形成一條與工作面推進(jìn)方向平行的惰化帶。（八）防止采空區(qū)氮?dú)庑孤┑拇胧┎煽諈^(qū)漏風(fēng)狀態(tài)決定了氮?dú)庠诓煽掌趦?nèi)的滯留時(shí)間，同時(shí)也決定著間歇式注氮時(shí)間的注氮周期。采空區(qū)的漏風(fēng)長(zhǎng)度越小，兩次注氮的間歇時(shí)間就越長(zhǎng)，此時(shí)的注氮效果好且比較經(jīng)濟(jì)。因此，采區(qū)措施減少采空區(qū)氮?dú)庑孤┮彩翘岣卟煽諈^(qū)注氮效果的有效途徑。二、阻化劑防滅火；阻化劑防滅火是目前國(guó)內(nèi)外正積極推廣應(yīng)用的一種防止煤層自然的新方法。阻化劑防滅火技術(shù)較先進(jìn)、工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資較，是利用一種能夠?qū)γ旱难趸鹨种谱饔玫奈镔|(zhì)與水混合,壓注或噴灑在煤體內(nèi)或采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行防滅火。阻化劑選擇：阻化劑的物理化學(xué)性質(zhì)；設(shè)計(jì)選用組化率較高的氯化鈣（CaCL2），設(shè)計(jì)選擇CaCL2的濃度為30%。噴灑壓注系統(tǒng)：設(shè)計(jì)選用移動(dòng)性阻化劑泵噴灑壓注系統(tǒng)。噴灑阻化劑風(fēng)動(dòng)泵安裝在采煤工作面回風(fēng)水平（+1960m水平），管路利用工作面回風(fēng)順槽的灑水消防管路→回采工作面采空區(qū)。目前我礦選用風(fēng)動(dòng)泵阻化劑噴灑泵，壓力23MPa，將溶液用膠管送至工作面進(jìn)行噴灑，每班必須噴灑一次，在工作面回風(fēng)順槽（+1960m水平AAA5）靠頂?shù)装鍌?cè)，按45角度，每3m一個(gè)鉆孔，煤體內(nèi)壓注阻化劑進(jìn)行防滅火。參數(shù)計(jì)算：工作面一次噴灑量計(jì)算：V=K1K2LBhAY式中: K1———一次噴灑量；K2————松散煤（浮煤）容重；L———— 工作面長(zhǎng)度；mB————一次噴灑寬度；m h頂?shù)装甯∶汉穸龋籱 A—————原煤（浮煤）的吸液量；t/tY—————阻化劑水溶液的容量；t/m3V=50第二節(jié) 礦井火災(zāi)觀測(cè)井下煤炭自燃發(fā)生過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間，氧化趨于發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，往往會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)一些使人感覺(jué)到的外部征兆：一、臨近自燃區(qū)域的巷道風(fēng)流中出現(xiàn)霧氣，煤壁和支架上出現(xiàn)汗珠；二、水分凝聚，出現(xiàn)火災(zāi)氣體，人能聞到煤焦油味；三、水分凝聚，汽油味更加強(qiáng)烈，能聞到與樹(shù)脂相仿的芳香氣味，并感覺(jué)到巷道內(nèi)氣溫較高；四、巷道風(fēng)流中出現(xiàn)窒息性氣體（如一氧化碳等）使人感到悶熱，并有比較強(qiáng)烈的燒焦氣味；五、巷道內(nèi)燒焦氣味更加強(qiáng)烈，同時(shí)存在上述其它的外部征兆；六、巷道內(nèi)出現(xiàn)煙霧，并伴隨著出現(xiàn)明火或灼紅的煤炭。第四章 礦井防滅火措施礦井火災(zāi)根據(jù)發(fā)火的原因，內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)兩大類(lèi)。一、內(nèi)因火災(zāi)。它大多發(fā)生在井下采空區(qū)、煤巷冒頂區(qū)域和被壓出現(xiàn)裂隙或破碎的煤柱內(nèi)。由于煤層的地質(zhì)賦存條件，煤炭本身的物理化學(xué)性和采掘因素以及管理因素的不同，井下內(nèi)因火災(zāi)所占比例是不同。井下內(nèi)因火災(zāi)包括上行風(fēng)流火災(zāi)、下行風(fēng)流火災(zāi)、進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)等。二、外因火災(zāi)。由于井下使用明火或電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備安裝運(yùn)行不良引起瓦斯和煤塵爆炸都可能導(dǎo)致這種火災(zāi)；這種火災(zāi)的發(fā)生都比較突然、發(fā)展比較快，防止這種火災(zāi)的根本措施，就是避免出現(xiàn)