【正文】 置在能采集到觀測(cè)區(qū)內(nèi)的有代表性的氣體的地點(diǎn)。 根據(jù)《礦井防滅火規(guī)范》規(guī)定，一般以一氧化碳的相對(duì)量和絕對(duì)量以及格雷哈姆系數(shù)作為自然發(fā)火的預(yù)報(bào)指標(biāo)。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。 （ 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。 本礦井按 Ⅰ 級(jí)自燃礦井設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì) 配置 JSG－ 7 型礦用火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 ② 《礦井防滅火規(guī)范》規(guī)定， Ⅰ 、 Ⅱ 級(jí)自燃礦井應(yīng)建立火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。主要措施有并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)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(mén)聯(lián)合均壓。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(mén)均壓、調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)和輔扇聯(lián)合均壓。均壓防滅火分為開(kāi)區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。 32 均壓防滅火 均壓防 滅火是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)管理工作，調(diào)壓設(shè)施（或裝置）的位置與質(zhì)量、均壓參數(shù)的選用與控制以及實(shí)施過(guò)程中技術(shù)措施的安排和應(yīng)用等方面，都需要通風(fēng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員以現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和布局，并通過(guò)檢測(cè)手段不斷的調(diào)整和優(yōu)化。 壓注的凝膠必須充滿全部空間，其外表面應(yīng)噴漿封閉，并定期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)老化、干裂時(shí)，應(yīng)予重新壓注。5H2O 或 20％的MgCl2 選用的凝膠和促 凝劑材料，不得污染井下空氣和危害人體健康，使用時(shí)井巷空氣成分必須符合《煤礦安全規(guī)程》第100 條的規(guī)定。 注凝膠時(shí)鉆孔布置依據(jù)頂板破碎程度（或裂隙發(fā)育程度）略有變化，每排布置 2～ 3 個(gè)孔，間排距 ～ 2m，鉆孔深度為頂板煤厚。凝膠隔離段長(zhǎng)度一般 7～ 8m，間距 30～40m。 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。 ① 嚴(yán)禁向機(jī)械設(shè)備、液壓支架等金屬構(gòu)件上噴灑阻化劑。在每道密閉墻周邊噴注密閉防火材料，防止采空區(qū)漏風(fēng)。配置好的阻化液 通過(guò) WJ24 型阻化劑噴射泵，經(jīng)管路霧化器噴向采空區(qū)。 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。 （ 5） 阻化劑噴灑壓住工藝： ① 工作面切眼、停采線噴灑 在綜采工作面切眼、停采線以及兩端頭處，噴灑工業(yè)鹵化鈣和鹵片、鹵粒，要求全面積覆蓋底板。 考慮到目前沒(méi)有 煤層自然發(fā)火期資料，工作面輔助運(yùn)輸、運(yùn)輸順槽等煤層巷道及工作面開(kāi)切眼、停采線也采用噴、撒、壓住 阻化劑的方法防滅火，壓注壓力 2～ 3MPa，每 10m 布置一個(gè)壓注鉆孔。 工作面一次噴灑量可按下式計(jì)算： V＝ K1K2LShAγ－ 1 式中： K1－易自燃部位噴藥加量系數(shù)，一般取 ； K2－采空區(qū)遺煤容重（ t/m3），采取遺煤樣實(shí)測(cè)確定； L－工作面長(zhǎng)度， m； s－一次噴灑寬度， m； H－采空區(qū)底板上遺煤厚度， m； A－噸煤的吸液量， t/t 煤，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得； γ－阻化劑的容重。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。 工作面合理的藥液噴灑量取決于采空區(qū)的丟煤量和丟煤的吸液量。 29 （ 4）參數(shù)計(jì)算 根據(jù)生產(chǎn)礦井使用效果，阻化劑溶液濃度控制在 20%為宜。噴灑、壓注阻化劑地點(diǎn)主要為采空區(qū)、切眼、停采線及兩順槽及煤壁，不會(huì)對(duì)井下空氣產(chǎn)生污染。 設(shè)計(jì)選用 工業(yè)鹵化鈣（ CaCl2，）和鹵塊、 鹵片、鹵粒（ MgCl2利用礦車(chē)或自制箱體作為貯液箱，配備水泵、噴槍、管路、閥門(mén)、霧化器等組成阻化劑壓注噴灑系統(tǒng)。 20%濃度的工業(yè)鹵化鈣阻化率為 70～90%， 20%濃度鹵塊、鹵片、鹵粒阻化率為 60～ 80%。根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井采用阻化劑滅火經(jīng)驗(yàn) ，結(jié)合本礦井開(kāi)采的煤層條件， 本礦井煤種為長(zhǎng)焰煤，其最適宜的阻化劑為工業(yè)鹵化鈣（ CaCl2，）和鹵塊、鹵片、鹵粒（ MgCl2 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。 ③ 壁厚計(jì)算 ][σδ 2 dwP?? ＝ （ 2 60）＝ cm 式中： P — 管路最大工作壓力， MPa； dw — 管路外徑， cm； [σ] — 容許壓力，焊接鋼管取 60MPa。 根據(jù)計(jì)算注氮量，初步選用井下移動(dòng)式制氮 機(jī) DT600/6膜分離制氮機(jī)一臺(tái)。 氮?dú)夥罍缁?、 注氮設(shè)備選型 （ 1）注氮量計(jì)算 按綜采工作面每采出 1t 煤所需要的防火注氮量計(jì)算。 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)。 ② 灌漿時(shí)，必須有專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)潰漿征兆時(shí)，應(yīng)立即停止灌漿。防火墻上應(yīng)設(shè)注漿管、觀測(cè)管和排水管。防火墻的砌筑嚴(yán)格按照要求進(jìn)行砌筑。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。 25 （ 7）疏水系統(tǒng)及預(yù)筑防火墻位置 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》采用灌漿防滅火時(shí)，必須明確疏水系統(tǒng)和預(yù)筑防火墻的位置。用水槍將黃土沖刷入泥漿池后，浸泡 2~3h，采用水槍攪拌。用車(chē)將泥土運(yùn)至貯土場(chǎng)，用水槍取土。 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。 ① 工作面切眼埋管注漿 工作面切眼液壓支架后側(cè)埋設(shè)一路 2 英寸鋼管，每 2 節(jié)留設(shè)一個(gè)三通，不設(shè)閥門(mén)，鋼管要用道木類(lèi)護(hù)住，防止工作面頂板初次來(lái)壓時(shí)壓壞鋼管，頂板垮落后實(shí)行注漿。隨采隨 24 灌分為埋管灌漿和灑漿，采后灌漿為停采線灌漿。 根據(jù)本礦的地理位置及地面條件，礦井初步采用黃土作為灌漿材料，條件具備時(shí)利用粉煤灰作為灌漿材料。 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。 灌漿線路為：地面制漿站→主 斜井→ 主斜井與井底車(chē)場(chǎng)橫川（ +862m 水平 ） → 井底車(chē)場(chǎng) → 6 上 煤東翼 軌道 巷→工作面輔助運(yùn)輸 順槽→工作面。 主要巷道 水平管路按下式計(jì)算 fac*n* d** ?? RP? 式中： n— 管道質(zhì)量與壁厚不均的變動(dòng)系數(shù)，取 ； 23 其余符號(hào)同前。各管路壁厚計(jì)算如下： 管內(nèi)壓力 P= H 式中： P — 管內(nèi)壓力， kPa； γ — 泥漿密度，取 ； H — 井深，取 300m。 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 。 則： Q 水 2=（ m3/d） ⑥ 每日灌漿量 Q 漿 1=（ Q 水 1+Q 土 ） M 式中： Q 漿 1—日灌漿量， m3/d： M—泥漿制成率，取 則： Q 漿 1=（ m3/d） ⑦ 每小時(shí)灌漿量 Q 漿 =Q 漿 1/（ n t） 式中： n — 每天灌漿班數(shù)，取 2； t — 每班灌漿時(shí)間，取 6h。 則： Q 土 = m3/d； ③ 日灌漿所需實(shí)際開(kāi)采土量 Q=αQ 土 式中： Q—日灌漿所需實(shí)際開(kāi)采土量， m3/d； α—取土系數(shù)，取 。 ② 日灌漿所需土量 Q 土 =K?G/V 煤 式中： Q 土 —日灌漿所需土量， m3/d； G —礦井日產(chǎn)量，根據(jù)設(shè)計(jì)，日產(chǎn)量為 t； r 煤 —煤的容重，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，煤層容重為 t/m3。 （ 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。根據(jù)井下各煤層賦存條件和煤層特征，設(shè)計(jì)選用地面集中灌漿系 20 統(tǒng)。集中灌漿是在地面建集中灌漿站，灌漿材料通過(guò)預(yù)先敷設(shè)好的管路輸送到井下用漿地點(diǎn)，該系統(tǒng)主要適用于煤層埋藏較深、礦井灌漿量大和取運(yùn)土距離較遠(yuǎn)的礦井。 通過(guò)以上分析和論述，本礦井防滅火的方法主要有：預(yù)防性灌漿、氮?dú)夥罍缁?、阻化劑防滅火、注凝膠防滅火和均壓防滅火等。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。具有較強(qiáng)的滲透性、較好的密封性和較快的凝固性等特點(diǎn)，一般應(yīng)用于較小空間或裂隙地點(diǎn)的發(fā)火隱患的治理。阻化劑防滅火系統(tǒng)不僅對(duì)采空區(qū)殘留浮煤進(jìn)行噴灑，還可對(duì)巷 道或者煤柱的煤壁進(jìn)行噴灑或者可采用鉆孔進(jìn)行壓注，從而起到煤層自燃的阻化作用。 阻化劑防滅火 阻化劑防滅火技術(shù)較先進(jìn)、工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資較少，且阻化劑來(lái)源廣，阻化率高、價(jià)格低廉，對(duì)于缺水、少土地區(qū)煤礦的井下防滅火具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 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（ AQ105520xx）》（ 20xx 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”。灌漿材料主要有黃土、矸石灰、粉煤灰等，在水源比較豐富的地區(qū)甚為廣泛?！薄ⅰ伴_(kāi)采容易自燃～自燃煤層時(shí)，必須對(duì)采空區(qū)、突出和冒落孔洞等空隙采取預(yù)防性灌漿或全部充填、噴灑阻化劑、注阻化泥漿、注凝膠、注惰性氣體、均壓等措施，編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計(jì)，防止自然發(fā)火。惰性氣體采用 17 DT600/6 膜分離制氮機(jī)向火區(qū)充氮?dú)狻? 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。盡可能靠近火源進(jìn)行封閉，封閉區(qū)不得存在漏風(fēng)口。在有瓦斯爆炸危險(xiǎn)時(shí)一般應(yīng)采用進(jìn)、回風(fēng)側(cè)同時(shí)封閉法，在統(tǒng)一指揮下同時(shí)封閉進(jìn)、回風(fēng)防火墻上的通風(fēng)口。 防火檢測(cè)時(shí)間間隔：盤(pán)區(qū)進(jìn)、回風(fēng)流中不大于 3 天；工作面采空區(qū)上隅角不大于 3 天；采空區(qū)回風(fēng)側(cè)防火墻不大于 7 天；其它地點(diǎn)不大于 15 天。 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)。所有檢查、測(cè)定、分析結(jié)果，都必須記入防火記錄簿內(nèi)。具體措施有：調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓、局扇調(diào)壓、風(fēng)窗 —局扇聯(lián)合調(diào)壓。井下風(fēng)門(mén)均安裝閉鎖裝置，使一組風(fēng)門(mén)不能同時(shí)敞開(kāi)，確保風(fēng)流穩(wěn)定。 在合適地點(diǎn)設(shè)立雙向風(fēng)門(mén)，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。 風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)之間的距離要留有較大余地。 15 采取措施，降低盤(pán)區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷之間，區(qū)段進(jìn)、回風(fēng)巷兩端的負(fù)壓差，以減少漏風(fēng)。 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、風(fēng)門(mén)和風(fēng)墻應(yīng)設(shè)置在圍巖堅(jiān)固、地壓穩(wěn)定的地點(diǎn)，還要注意避免引起采空區(qū)或附近煤柱裂隙漏風(fēng)量的增大。新風(fēng)與乏風(fēng)均不通過(guò)采空區(qū)，漏風(fēng)小。 礦井設(shè)計(jì)工作面開(kāi)采采用后退式回采。井下主要巷道連接處，井下膠帶輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾前后各 30m 內(nèi)，井下各機(jī)電硐室均采用錨（網(wǎng)）噴或混凝土砌碹支護(hù)。 1對(duì)采煤工作面開(kāi)切眼、停采線均應(yīng)采用噴、撒阻化 14 劑防火。 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。 1當(dāng)頂板不容易冒落時(shí)，采取有效措施（如放炮等），使整個(gè)采空區(qū)頂板冒落并壓實(shí)，特別是切眼及停采線、各種煤柱附近，以減少漏風(fēng)。 采用噴灑阻 化劑防止煤層自燃 。 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)根據(jù)自然發(fā)火期來(lái)確定盤(pán)區(qū)的開(kāi)采期限，從而確定盤(pán)區(qū)規(guī)模。 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)。當(dāng)采煤工作面回采結(jié)束后，立即進(jìn)行永久性封閉。 在盤(pán)區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)中，預(yù)先選定構(gòu)筑防火門(mén)的位置。 提高回采率，加快回采速度，即可提高產(chǎn)量又可以在空間上和時(shí)間上減少煤炭的氧化作用。 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。 合理安排開(kāi)采順序。防火墻上應(yīng)設(shè)注漿管、觀測(cè)管和排水管。 12 對(duì)于采后工作面與大巷的平巷口，立即進(jìn)行永久性封閉，采用壓注阻化劑加防火墻的方法防火。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。 采取留設(shè)足夠的三條大巷保護(hù)煤柱，盡量減小三條盤(pán)區(qū)大巷受采動(dòng)影響。噴射混凝土 （砂漿） 的厚度根據(jù)巷道跨度的不同而不同。 考慮以上情況，為提高巷道抗壓強(qiáng)度，保證 開(kāi)拓、準(zhǔn)備巷道以及主要硐室應(yīng)具有的服務(wù)年限，設(shè)計(jì)原則上采用矩形斷面。盤(pán)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。 。 煤層偽頂、直接頂?shù)装逡阅鄮r、砂質(zhì)泥巖為主 。 二、煤的自燃預(yù)防措施 （一） 開(kāi)拓開(kāi)采方面的措施 合理進(jìn)行巷道布置 根據(jù)井田開(kāi)拓部署和采區(qū)巷道布置，礦井生產(chǎn)初期開(kāi)采5 和 6 上 號(hào)煤層，井下各開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采巷道主要以全煤巷布置為主，布置在 6 上 煤層中；部分硐室及聯(lián)絡(luò)巷布置在煤層頂?shù)装鍘r石中。 綜合機(jī)械化開(kāi)采煤層自燃的