【導(dǎo)讀】520xx00810287，生產(chǎn)規(guī)模15萬(wàn)噸/年。專篇》，貴州煤礦安全監(jiān)察局盤(pán)江分局予以批復(fù)。目前礦井正在聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)期間。根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室20xx年8月16日出具的《縣。因此，本次設(shè)計(jì)按Ⅱ類自燃煤層礦井設(shè)。C25、C26煤層自燃傾向等級(jí)鑒定報(bào)告》；煤礦開(kāi)采方案設(shè)計(jì)（變更）》；安全專篇編制內(nèi)容》。5）《煤礦安全監(jiān)察條例》，中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令；司；7）《煤礦救護(hù)規(guī)程》，煤炭工業(yè)部。8）國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局令第五號(hào)，10）國(guó)務(wù)院辦公廳“關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)工作的通知”，國(guó)辦法［20xx］58號(hào)；

　　

【正文】 防火設(shè)計(jì)和開(kāi)采作業(yè)規(guī)程，并遵守有關(guān)規(guī)范或規(guī)定。 二、通風(fēng)方面的措施 采煤工作面采用“ U”型通風(fēng)方式。采煤工作面結(jié)束后，必須在 45天之內(nèi)及時(shí)將采空區(qū)進(jìn)行封閉，并保證密閉墻的施工質(zhì)量，保證不漏風(fēng)，長(zhǎng)期不用的老巷，廢巷要及時(shí)密閉，杜絕采空區(qū)，老巷長(zhǎng)期 處于微風(fēng)狀況而引發(fā)煤層自燃。 在使用較長(zhǎng)的巷道揭煤段及永久硐室，應(yīng)采用毛石砌旋并進(jìn)行拌漿，將巷道內(nèi)的煤層進(jìn)行密封，以防煤層自燃。 礦井每個(gè)區(qū)段都應(yīng)有獨(dú)立的回風(fēng)道，降低礦井總風(fēng)阻，增大礦井的通風(fēng)能力，減少漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量，且發(fā)生火災(zāi)時(shí)便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。另外，井下的風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)等通風(fēng)設(shè)施均布置在巷道圍巖堅(jiān)固、地壓穩(wěn)定的地點(diǎn)，通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置地點(diǎn)的正確選擇，同樣也對(duì)預(yù)防煤層自燃有一定的積極作用。在通風(fēng)方面應(yīng)采取以下措施： 采煤工作面回采結(jié)束后，及時(shí)打上密閉墻，封閉采空區(qū)。密閉上方必須留設(shè)觀察孔，下幫設(shè)“ U”型放水管。 加強(qiáng)對(duì)封閉墻的檢修與維護(hù)，防止因密閉墻損壞導(dǎo)致漏風(fēng)引起煤層自燃。 為保證安全，應(yīng)配備水位器、溫度計(jì)、 CO 監(jiān)測(cè)器，隨時(shí)監(jiān)測(cè)采空區(qū) CO 濃度、溫度等，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)采取措施，防止煤層自燃。 在回采工作面回風(fēng)巷距石門(mén) 20～ 30m 處設(shè)置防火監(jiān)測(cè)站并建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度，隨時(shí)對(duì)回采工作面溫度、一氧化碳、煙霧等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)煤層自燃預(yù)兆，及時(shí)采取措施，保證安全生產(chǎn)。 三、監(jiān)測(cè)方面的措施 監(jiān)測(cè)監(jiān)控方面采用配備一套 JSG8 型型礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于井下煤層自燃的預(yù)報(bào)。 第三節(jié) 礦井防滅火方法及措施 一、礦井防滅火方法的選擇 目前，我國(guó)的防滅火方法主要有灌漿防滅火、氮?dú)夥罍缁?、阻化劑防滅等多種防滅火方法。防滅火方法的優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表 3－ 3－ 1。礦井火災(zāi)是煤礦五大災(zāi)害之一，其危害程度不言而喻，根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室 20xx 年 8 月 16日和 20xx 年 3 月 27 日出具的《縣鎮(zhèn)煤礦 C1 C19 C2 C26 煤層自燃傾向等級(jí)鑒定報(bào)告》， C1 C19 煤層屬Ⅱ類自燃煤層、 C2 C26 煤層屬Ⅲ類不易自燃煤層。本設(shè)計(jì) C2 C26煤層按Ⅲ類自燃煤層設(shè)計(jì)及管理， C1 C19 煤層按Ⅱ類自燃煤層設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)選擇以噴灑阻化劑防滅火系統(tǒng)為主的綜合防滅火方法，并建立完善的火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。（本次設(shè)計(jì)選擇的防滅火方法只是針對(duì)開(kāi)采一采區(qū) C1 C19 煤層，開(kāi)采二、三采區(qū) C2 C26煤層主要加強(qiáng)防治外因火災(zāi)措施及設(shè)施即可）。 （一）阻化劑滅火方法 礦井采用斜井開(kāi)拓方式，采用三個(gè)采區(qū)開(kāi)拓全井田，以一個(gè)采區(qū)一 個(gè)機(jī)采工作面，兩個(gè)掘進(jìn)工作面達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。主斜井布置在C19 煤層底板巖石中，副斜井、回風(fēng)斜井布置在 C19 煤層中，主、副斜井和回風(fēng)斜井在 + 標(biāo)高貫通形成一采區(qū)開(kāi)拓系統(tǒng) 。在井底 + 標(biāo)高布置水泵房和主副水倉(cāng)。三條井筒兼作三條上山兩側(cè)布置采煤工作面和掘進(jìn)工作面作雙翼開(kāi)采。三條井筒間距為 30m，以石門(mén)（斜巷）聯(lián)系 C19 煤層，在一采區(qū)北翼布置 11901 首采工作面，在一采區(qū)南翼布置 11902 回風(fēng)巷和 11902 運(yùn)輸巷兩個(gè)掘進(jìn)工作面，以作接替工作面。采煤方法采用走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝采用機(jī)采，采煤工作面采用一臺(tái)刮板機(jī)運(yùn)輸，采掘工作面進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)巷采用梯工棚或錨網(wǎng)支護(hù)。 井田劃分為三個(gè)采區(qū)開(kāi)采，先采一采區(qū)，再依次開(kāi)采二采區(qū)、三采區(qū)，即采區(qū)間開(kāi)采順序?yàn)橐徊蓞^(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)。 礦井共有 4 層可采煤層，煤層編號(hào)從上往下依次為 C1 C1 C2C26 煤層，其中一采區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)采 C1 C19 煤層，一采區(qū)開(kāi)采順序?yàn)椋?C19→ C17，二、三采區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)采 C2 C26 煤層，二、三采區(qū)按由上往下開(kāi)采順序?yàn)椋?C25→ C26。 設(shè)計(jì)依據(jù) 1）煤的物理化學(xué)性質(zhì) 礦區(qū)內(nèi)各煤層的物理性質(zhì)差異不大，呈黑色－灰黑色，以塊狀、粒狀為主，局部為層狀。以似金屬光澤為主，金剛光澤次之。貝殼狀斷口，部份為參差狀。常有不規(guī)則細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)的煤巖出現(xiàn)，在強(qiáng)氧化帶，煤巖結(jié)構(gòu)往往轉(zhuǎn)化為顆粒狀結(jié)構(gòu)；礦區(qū)內(nèi) C17 煤 層原煤屬中灰、中高硫、特高熱值無(wú)煙煤， C19 煤層原煤屬中灰、中高硫、特 高熱值無(wú)煙煤， C25 煤層原煤均屬中灰、中高硫、特高熱值無(wú)煙煤，C26 煤層精煤屬中灰、中高硫、特高熱值無(wú)煙煤 2）阻化劑的物理化學(xué)性質(zhì) 在化學(xué)上，凡是能減小化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)皆稱為阻化劑(inhibitors)。 （ 1）其作用機(jī)理是： ① 增加煤在低溫時(shí)的化學(xué)惰性，或提高煤氧化的活能； ② 形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面； ③ 充填煤柱內(nèi)部裂隙； ④ 增加煤體的蓄水能力； ⑤ 水分蒸發(fā)吸熱降溫。實(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長(zhǎng)煤的 自然發(fā)火期。 （ 2）阻化劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其影響因素 我國(guó)目前采用阻化率和阻化壽命作為衡量阻化劑的兩個(gè)指標(biāo)。 ① 阻化率 我國(guó)撫順煤科分院建議，含硫量小于２％的煤采用煤樣在阻化前后放出ＣＯ氣體的相對(duì)變化量作為評(píng)定指標(biāo)；含硫量大于２％的煤（一般稱為高硫煤）采用煤樣在阻化前后放出ＳＯ 2 氣體的相對(duì)變化量，作為評(píng)定指標(biāo)。此指標(biāo)稱之為阻化率。測(cè)定阻化率時(shí)要準(zhǔn)備兩種煤樣：一種經(jīng)過(guò)阻化劑處理過(guò)的煤樣；另一種是原煤樣分裝在兩個(gè)試管中；其粒度為 ～ ，重量 70ｇ。實(shí)驗(yàn)條件保持一定。測(cè)定反應(yīng)試管釋放的ＣＯ或Ｓ Ｏ 2 氣體的濃度，按下式計(jì)算阻化率 : E=100(AB) A， % 式中： E—— 煤的阻化率， %。 A， B分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下氧化 5 小時(shí)放出的 CO(pmm)或 SO2(mg)。阻化率越大，說(shuō)明阻化劑對(duì)煤氧化的阻止作用越大。 ② 阻化劑的阻化壽命 阻化劑噴灑至煤體表面后，從開(kāi)始生效至失效所經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫阻化劑壽命。單位為月。單位時(shí)間內(nèi)阻化率下降值叫阻化劑的衰減速度，以Ｖ表示，單位為％／月。阻化劑的壽命可用下式表示： τ＝Ｅ／Ｖ 。 阻化劑壽命是一個(gè)重要指標(biāo)。為了達(dá)到有效的預(yù)防自然發(fā)火，阻 化壽命不應(yīng)小于自然發(fā)火期。阻化壽命可以二次或多次噴灑以及保持環(huán)境具有較高的濕度等措施來(lái)延長(zhǎng)。 3）礦井周圍的地理環(huán)境 區(qū)位于云貴高原烏蒙山區(qū)，屬高原侵蝕地貌，地形切割強(qiáng)烈，該煤礦總體為剝蝕中山地貌，區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)北高南低，最高點(diǎn)位于煤礦井田西北界拐點(diǎn) 1 附近山坡，標(biāo)高 +，最低點(diǎn)位于井田南東界拐點(diǎn) 2 附近小河，標(biāo)高約 +1000m 左右，相對(duì)高差為 。礦區(qū)地形較陡，屬中山地貌。 4）水源 （ 1）泉水 礦區(qū)東北部的小溪水，溪水水質(zhì)好、流量大，溪水流量約 30m179。/h。礦井已修建取水點(diǎn)，能滿足 該礦井生產(chǎn)、生活消防用水量要求，經(jīng)混凝沉淀、過(guò)濾、消毒后可作該礦井生活、消防用水水源，另外礦井井下正常涌水量為 30m3/h，其水量亦能滿足礦井防塵、消防用水量的需求。 （ 2）井下水 根據(jù)相關(guān)專業(yè)資料，礦井正常涌水量：根據(jù)《資源 /儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告》，礦井正常涌水量 30m179。/h，最大涌水量 82m179。/h，經(jīng)混凝沉淀處理消毒后，主要作該礦井生產(chǎn)用水水源，不足部分井下生產(chǎn)用水由該礦井生活用水水源（泉水）補(bǔ)給。 5）氣候條件 礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。據(jù)縣氣象局資料，該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫差大，季節(jié)性區(qū)分不明顯，常 年細(xì)雨綿綿，氣壓較低，濕度較大。據(jù)氣象局資料，年均氣溫 ℃，極高氣溫 ℃ , 極低氣溫 ℃，年平均降水量為 ，夏季降水量為全年的 84%。平均風(fēng)速為 ，最高風(fēng)速為 14m/s。年平均相對(duì)濕度為 78％。 氣候總的特點(diǎn)為：春遲夏短、秋早冬長(zhǎng)，水熱同季、干濕異期。屬高原亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。 6）煤層頂?shù)装鍘r石性質(zhì) 煤層頂板以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，穩(wěn)定性較好，在節(jié)理或小斷層發(fā)育地段，其穩(wěn)定性與抗壓強(qiáng)度降低，應(yīng)加強(qiáng)頂板管理和支護(hù)。煤層底板以泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)巖類軟 質(zhì)巖，穩(wěn)定性較差，局部地段存在泥化和膨脹現(xiàn)象 (俗稱“底鼓” )，在底板管理中應(yīng)采取相應(yīng)措施，消除底板軟巖危害。 阻化劑選擇 目前最常用的阻化劑有：氯化鈣（ CaCl2178。H2O）、氯化鎂（ MgCl2178。6H2O）、氯化銨（ NH4Cl 以及水玻璃（ xNa2O178。ySiO2）等。從目前 的應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鋅等氯化物對(duì)褐煤、長(zhǎng)焰煤和氣煤有較好的阻化效果；水玻璃、氫氧化鈣對(duì)高硫煤有較高的阻化率。結(jié)合該礦的實(shí)際情況，選用氯化鈣作阻化劑。 噴灑壓注工藝系統(tǒng) 目前我國(guó)煤礦常用機(jī)動(dòng)性、半永久和永 久性三種噴灑壓注系統(tǒng)。 1）機(jī)動(dòng)性噴灑壓注系統(tǒng) 這種系統(tǒng)是將噴灑壓注設(shè)備和阻化劑溶液池安裝在礦用平板車上采用電動(dòng)或氣動(dòng)兩種動(dòng)力方式噴灑壓注阻化劑。 （ 1）電動(dòng)噴灑壓注裝置 有直徑 膠管或鐵管，從 3D— 5/40 拉桿泵接到防滅火地點(diǎn)，并與噴嘴和封孔器連接。由電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，拉桿泵進(jìn)行壓注和噴灑，該系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，施工快，投資小，機(jī)動(dòng)性大，工藝系統(tǒng)示意圖如圖 3— 3— 3 所示。 系統(tǒng)如圖 3 — 3 — 5 所示 2）氣動(dòng)噴灑壓注裝置 在井下有壓氣系統(tǒng)的礦井，利用風(fēng)壓作動(dòng)力，將配制好的阻化劑溶液裝入密封灌內(nèi)，從閥門(mén) 控制的排出口由 ～ 鐵管或耐壓膠管將壓氣灌和噴槍（ ）或封孔壓注器相連接使之形成系統(tǒng)，依靠壓氣進(jìn)行噴灑或壓注。氣壓一般為（ 4～ 6）179。 。 2）半永久性噴灑壓注系統(tǒng) 這種系統(tǒng)是在采區(qū)上下山或硐室內(nèi)設(shè)置貯液池（一般為 15～ 20m3）和注液泵，由 或 鐵管鋪設(shè)到進(jìn)、回風(fēng)巷直至工作面上下口。貯液池內(nèi)阻化劑溶液（或藥劑溶解后），由注液泵壓至工作面進(jìn)行噴灑或壓注，也可向上、下順槽破裂煤壁進(jìn)行壓注防滅火，工藝系統(tǒng)如圖 3— 3— 4 所示。該系統(tǒng)能為幾個(gè)工作面服 務(wù)，服務(wù)年限較長(zhǎng)。 3）永久性噴灑壓注系統(tǒng) 在地面設(shè)置永久性貯液池，用 ～ 鐵管從貯液池鋪設(shè)到進(jìn)、回風(fēng)巷道直至采煤工作面上下口，利用自然壓頭進(jìn)行噴灑或低壓壓注。該系統(tǒng)適用于開(kāi)采深度較淺井田范系統(tǒng)如圖 3— 3— 5 所示 圍 不 大 的 中 小 型 礦 結(jié)合實(shí)際情況，本礦選用機(jī)動(dòng)性噴灑壓注系統(tǒng)。 參數(shù)計(jì)算 （ 1）阻化劑防 阻化劑選擇消石灰，其濃度為 20%的消石灰。 （ 2）阻化汽霧的噴灑量 汽霧的噴量按下式計(jì)算： V＝ K1K2dγ Lhl/R ＝ 179。179。179。179。94179。179。＝ 式中： V—— 日噴霧量， m3/d； K1—— 噴霧加量系數(shù)，一般取 ； K2—— 每噸遺煤噴灑氣霧量，阻化劑濃度為 10～ 15%， K2 為—— 工作面采空區(qū)丟煤率，取 5%； γ —— 煤的松散密度，取 ； L—— 工作面長(zhǎng)度，取 94m； h—— 工作面采高，??； l—— 工作面日進(jìn)度，取 ； R—— 氣霧轉(zhuǎn)化率， 80%～90%,取 80%。 主要設(shè)備 1）高壓泵 高壓泵采用由煤科總院撫順?lè)衷貉兄频?WJ242 型的阻化多用泵，功率為 ，電壓為 380/660V，泵流量為 m3/h，額定工作壓力為 ～ 。 2）霧化器 霧化器采用煤科總院撫順?lè)衷貉兄频膯蜗到y(tǒng)Ⅱ型，過(guò)濾器為 GL— 1型，孔網(wǎng)為 50 目。其主要原理是通過(guò)流動(dòng)汽霧阻化器加速加壓，使加有阻化劑的水溶液變?yōu)槲⑿§F滴，霧滴隨風(fēng)漂移到采空區(qū)易自燃地點(diǎn)，霧化的實(shí)質(zhì)是在于哪兒有空隙漏風(fēng)，霧滴就借助漏風(fēng)風(fēng)流為動(dòng)力漂移至哪兒處理易燃?xì)埫?，能有效抑制煤的低溫氧化活性，除了上面采用的措施外，還必須加快采面推進(jìn)度，對(duì)高冒區(qū)加以填充。必要時(shí)礦井可選擇對(duì)采空區(qū)取樣進(jìn)行氣相 色譜分析，以判斷采空區(qū)是否有自燃發(fā)火的可能性。 3）高壓管 高壓干管為φ 25mm，支管為 13 mm。 4）儲(chǔ)液箱 儲(chǔ)液箱容積為 2m3防腐措施 井下主要采取的防腐措施主要有：隔絕阻化劑與金屬材料及設(shè)備的接觸；減小阻化劑與金屬材料及設(shè)備的接觸時(shí)間；井下設(shè)備及材料采取化學(xué)防腐處理等。 1）井下金屬設(shè)備、材料在下井前需要進(jìn)行防腐處理，如鋅層的鈍化、鋁層的氧化等。而對(duì)金屬設(shè)施采取涂層防腐措施是最直接、最經(jīng)濟(jì)的方法，防腐涂料的選擇是涂層防護(hù)的關(guān)鍵。井下防腐涂層可采環(huán)氧型及環(huán)氧聚氨酯型防腐涂料，其耐油、耐溫、 耐油田污水性能較好，使用壽命較長(zhǎng)。 2）在噴灑阻化劑前需要對(duì)采煤工作面的主要設(shè)備、材料等金屬物件披上廢舊帆布或風(fēng)筒布，防止在噴灑阻化劑噴灑在金屬設(shè)備及材料上。 3）噴灑阻化劑時(shí)噴灑人員應(yīng)站在上風(fēng)流中，阻化劑的噴灑應(yīng)對(duì)著采空區(qū)，嚴(yán)禁對(duì)著金屬設(shè)備噴灑。 4）在以采空區(qū)噴灑結(jié)束后，需即時(shí)將殘留在金屬設(shè)備及材料有阻化劑進(jìn)行清理。 （三）其它防滅火方法 泡沫滅火技術(shù)、均壓通風(fēng)等均要求較高的技術(shù)，且現(xiàn)場(chǎng)不易掌握，本設(shè)計(jì)暫不推薦。 二、礦井防滅火措施 為了預(yù)防外因火災(zāi)必須制定地面和井下的防火措施，以井口 為中心的聯(lián)合建筑，都必須用不燃燒材料建筑，井下機(jī)電硐室主要巷道內(nèi)的帶式輸送機(jī)的機(jī)頭前后兩端各 20m 范圍內(nèi)都必須采用不燃 性材料，杜絕明火，保管好易燃物品防止電火花