【正文】 較容易自燃煤層和易爆煤層。 地質(zhì)報(bào)告通過鉆孔的巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)， 巖體質(zhì)量一般或中等，較穩(wěn)定 。 根據(jù)確定的井口位置和開拓開采方式，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。由于開采工作面布置需要，沿盤區(qū)大巷需布置通向工作面順槽的聯(lián)絡(luò)，造成盤區(qū)大巷開口較多，開口處巷道斷面較大，回采后如果密閉不嚴(yán)，將可能引起漏風(fēng)，對礦井通風(fēng)安全以及防治煤層自然發(fā)火不利。另外，為滿足防止煤層自然發(fā)火的需要，在現(xiàn)有的煤巖資 料條件下，設(shè)計(jì)巷道的支護(hù)形式 選用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)。若實(shí)際揭露的煤巖性質(zhì)發(fā)生變化，或煤層頂?shù)装鍘r性較差，或遇斷層破壞帶，則必須采取 錨網(wǎng)噴加錨索 或架拱形鋼棚或混凝土砌碹等復(fù)合支護(hù)。加強(qiáng)巷道觀測，巷道施工中向煤壁壓注阻化劑，及時(shí)對巷道破壞段進(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。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，發(fā)現(xiàn)老化、干裂時(shí)，應(yīng)予重新壓注。防火墻設(shè)兩道，間距大于 5m，以不燃材料構(gòu)筑，兩墻之間以摻阻化劑的泥漿充填實(shí)。如發(fā)現(xiàn)密閉區(qū)有自燃發(fā)火預(yù)兆，應(yīng)及時(shí)通過防火墻上的注漿管向密閉區(qū)注惰性氣體。采區(qū)開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。這種長 壁式采煤法回采率高，巷道布置比較簡單，便于加快回采速度，縮短采空區(qū)暴露時(shí)間。生產(chǎn)技術(shù)管理人員必須考慮合理的回采速度和合理劃分采區(qū)，且采完后立即按有關(guān)規(guī)定封閉采空區(qū)。當(dāng)采煤工作面投產(chǎn)和通風(fēng)系統(tǒng)形成后，必須按設(shè)計(jì)選定的防火門位置構(gòu)筑好防火門墻，并儲(chǔ)備足夠數(shù)量的封閉防火門的材料。 在盤區(qū)開采設(shè)計(jì)中，明確選定自燃發(fā)火觀測站或觀測點(diǎn)位置 ，并建立束管監(jiān)測系統(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)測預(yù)報(bào)制度，所有檢測分析結(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。錨噴或砌碹支護(hù)后的空隙與冒落處也必須用不燃材料充填密實(shí)，并定期檢查。 控制風(fēng)流的巷道預(yù)留出能保證實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、防火措施的位置。 防火墻上應(yīng) 預(yù)埋 注漿管、觀測管和排水管。 1對已報(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。防火墻設(shè)兩道，間距大于 5m，以不燃材料構(gòu)筑，兩墻之間以摻阻化劑的泥漿充填實(shí)。 1井下全部巷道及硐室均采用錨（網(wǎng) ）噴或混凝土砌碹支護(hù)，均為不燃材料。 （二）通風(fēng)方面措施 在既定的生產(chǎn)條件下，礦井通風(fēng)網(wǎng)路中漏風(fēng)的數(shù)量與方向往往是煤炭自燃發(fā)展過程轉(zhuǎn)化的決定性因素，防火對于通風(fēng)的要求是：風(fēng)流穩(wěn)定，漏風(fēng)量小和通風(fēng)網(wǎng)路中的有關(guān)區(qū)段易于隔絕。工作面開采均采用“ U”型通風(fēng)方式，一進(jìn)一回。 輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，每個(gè)盤區(qū)及工作 面均有獨(dú)立回風(fēng)系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是降低礦井總風(fēng)阻，增大礦井通風(fēng)能力，減少漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量，在火災(zāi)時(shí)期便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。 防火墻必須由不燃材料構(gòu)成，必須密實(shí)，不能有漏風(fēng)，并定期檢查維修。 風(fēng)門與調(diào)節(jié)風(fēng)門造成的風(fēng)壓控制在 100Pa 以下。 礦井作大的風(fēng)量調(diào)整時(shí)，應(yīng)測 定防火墻內(nèi)氣體成分和空氣溫度。 實(shí)現(xiàn)風(fēng)門閉鎖。 1利用風(fēng)壓調(diào)節(jié)法防火 風(fēng)壓調(diào)節(jié)法防火的實(shí)質(zhì)是設(shè)置調(diào)壓裝置或調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，以降低漏風(fēng)通道兩端風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)量，達(dá)到抑制自燃的目的。 （三） 監(jiān)測方面的措施 每周至少檢查一次 盤區(qū)的密閉情況，測定一次盤區(qū)回風(fēng)巷道和可能發(fā)熱地點(diǎn)的溫度和風(fēng)量，并應(yīng)采取 空氣試樣進(jìn)行分析，每 15 天至少檢查一次廢棄巷道的密閉情況。 采用均壓防滅火時(shí)，對采空區(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，并將結(jié)果登記造冊。 防火檢測的測點(diǎn)或站應(yīng)具有代表性，由礦井防火災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)小組確定，并且每個(gè)采區(qū)或回采工作面至少設(shè)立兩處，此處的 巷道至少要有 10m 長直線段，并符合井下測風(fēng)站的要求。 （四）火災(zāi)瓦斯爆炸與抑制措施 合理選擇封閉順序。 合理選擇封閉位置。 加強(qiáng)火區(qū)氣體成分的探測，正確判斷瓦斯爆炸的危險(xiǎn)程度。 向火區(qū)充惰性氣體或多水材料滅火。 三、各種防滅火方法 （一）礦井防滅火方法的選擇 《煤礦安全規(guī)程》第 228 條和 232 條規(guī)定 ：“開采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施?！? 預(yù)防性灌漿 預(yù) 防性灌漿是目前我國使用較廣泛的一種行之有效的預(yù)防煤炭自然的方法，主要針對回采工作面采空區(qū)遺留浮煤的自燃防治?；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，通過灌漿對采空區(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。 氮?dú)夥罍缁? 18 氮?dú)夥罍缁鸢凑罩频O(shè)備的布置分為地面固定式注氮、地面移動(dòng)式注氮和井下移動(dòng)式注氮，其原理是通過向采空區(qū)注入不低于 97%濃度的氮?dú)?，減少采空區(qū)內(nèi)氧氣的含量，抑制采空區(qū)內(nèi)殘留余煤的氧化。噴灑壓注工藝主要有機(jī)動(dòng)性噴灑壓注系統(tǒng)、半永久性噴灑壓注系統(tǒng)和永久噴灑壓注系統(tǒng)。 注凝膠防滅火 凝膠是一種較為新型的防滅火材料，主要以水為載體、以水玻璃為主劑、以硫酸或碳酸鹽類為促凝劑和以灰土（黃土或石灰）為增強(qiáng)劑混合而成的不燃性防滅火材料。 近幾年來，防滅火材料有了一定的發(fā)展和改進(jìn)，如巴斯夫防火密閉材料、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，對防止煤層自然發(fā) 19 火起到了很好的效果。其實(shí)質(zhì)是通過設(shè)置調(diào)壓設(shè)施（裝置）或調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，改變井下巷道中空氣壓力分布狀態(tài)，盡可能減少或消除漏風(fēng)通道（實(shí)施均壓區(qū)域）兩端的風(fēng)壓差，從而減少或消除漏風(fēng)、抑制煤炭自燃發(fā)火乃至滅火的目的。 （二）礦井防滅火 設(shè)備的選擇 預(yù)防性灌漿 （ 1）灌漿系統(tǒng)的選擇 灌漿系統(tǒng)分為集中灌漿和分散式灌漿，分散式灌漿又分為地面鉆孔灌漿或分區(qū)灌漿和井下移動(dòng)式灌漿。分散灌漿主要適用于煤層埋藏淺、灌漿量不大、且運(yùn)輸距離短等條件下的礦井。即在井上設(shè)地面集中灌漿站，通過灌漿管路將泥漿輸送至灌漿地點(diǎn)。井下采掘作業(yè)為 “ 四六 ” 制，設(shè)計(jì) 每天灌漿時(shí)間為 12h。 K—灌漿系數(shù)，設(shè)計(jì)取 。 Q= m3/d； ④ 每日制泥漿用水量 Q 水 1=Q?δ 式中： Q 水 1—制備泥漿用水量， m3/d： δ—泥水比的倒數(shù)，灌漿泥水比為 1： 3； 則： Q 水 1= （ m3/d） 21 ⑤ 每日灌漿用水量 Q 水 2=K 水 ?Q 水 l 式中： Q 水 2—灌漿用水量， m3/d： K 水 —用于沖洗管路防止堵塞的水量備用系數(shù)，取 。 則： Q 漿 =（ m3/h） （ 3）灌漿管路選擇 灌漿管路敷設(shè)在主 斜井井筒內(nèi)，地面灌漿站高于 主 斜井井口標(biāo)高，采用自然靜力灌漿方式，最小管路內(nèi)的流速應(yīng)大于泥漿的臨界速度。 v = ＞ （臨界速度） 根據(jù) 各礦的使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本礦井情況，井筒內(nèi)干管和主要回風(fēng)巷支管均 選用 DN100 無縫鋼管，工作面順槽選 用DN50 無縫鋼管。 P = kPa； 井筒內(nèi)管路壁厚按下式計(jì)算 ba10 1 3 1 0 0 0 4 . 0 1 0 2 fC ???????? ???? PR PC? 式中： δ — 管壁厚度， mm d— 管路內(nèi)直徑，取 100mm Rc— 許用應(yīng)力， 取 kPa P— 管內(nèi)壓力， kPa af— 厚度不均勻附加厚度，取無縫鋼管 b— 磨損量的附加厚度，取 b=。 經(jīng)計(jì)算，井筒內(nèi)注漿干管選用 DN100 6 無縫鋼管，主要回風(fēng)巷支管選用 DN100 無縫鋼管，工作面順槽管道選用 DN50 3 無縫鋼管。 （ 4）灌漿材料 對灌漿材料的要求： ① 顆粒要小于 2mm，而且細(xì)小顆粒（粘土：≤ 者應(yīng)占 60～ 70％）要占大部分。 ③ 不含有可燃物。 （ 5）灌漿方法 本礦井灌漿方法主要采用隨采隨灌和采后灌漿。具體方法如下： 本工作面采用隨采隨注漿方式，管路落 地鋪設(shè)，注漿管路在 輔助運(yùn)輸 順槽開口和距工作面 50— 100m 內(nèi)均要安設(shè)截止閥門。 ② 工作面順槽埋管注漿 在工作面 輔助運(yùn)輸 順槽預(yù)埋 2 寸鋼管，每隔一段距離作為一個(gè)注漿段，每次注漿后泥漿不流入工作面。 （ 6）泥漿制備 工藝 地面灌漿站采用水力取土方式。該方式具有設(shè)備簡單、投資少、管理方便、可就地取材、效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)。攪拌后的泥漿通過重力進(jìn)入灌漿干管，進(jìn)入井下用漿地點(diǎn)。 工作面灌漿后，泥漿經(jīng)過一段時(shí)間后易脫水，因此要建立健全疏水系統(tǒng)。 預(yù)筑防火墻的位置選擇在工作面停采線外附近的范圍，應(yīng)盡量避免壓力集中區(qū)和圍巖破碎帶處。防火墻設(shè)兩道，間距大于 5m，防火墻與圍巖之間用摻阻化劑的泥漿充填實(shí)。 （ 8）防止?jié){、透水的措施 ① 注漿出口壓力 為 MPa；灌漿前必須檢查管路各連接處是否牢靠，待確定無誤后，方可進(jìn)行灌漿。 ③ 工作面采空區(qū)采用埋 管灌漿，一般從上順槽灌漿，漿體通過自流貫穿采空區(qū)，灌漿的水由下順槽流出，用污水泵排至 中央水倉 。 ⑤ 當(dāng)在灌漿后采空區(qū)下方的煤層進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，必須對上方采空區(qū)進(jìn)行探放水施工，并編制探放水安全技術(shù)措施。根據(jù)國內(nèi)外的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每噸煤需 5m3 氮?dú)饬?，?jì)算注氮流量如下： Qn＝ 5 A K/(330 24) ＝ 5 1202000 (330 24) ＝ m3/h 式中： A — 年產(chǎn)量， 1202000t； K — 工作面回采率，取 93%。 該型制氮機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下表： 設(shè)備型號(hào)： DT600/6 生產(chǎn)能力：≥600m3/h； 氮?dú)饧兌龋?97% 出口壓力：； 27 電機(jī)功率： 375kW 電壓等級：660/1140 外形尺寸：（ 3800L 1450B 1800H） 4 節(jié) （ 2）管內(nèi)徑計(jì)算 d ＝ vQ ＝ 1560 ? ＝ m 式中： Q — 制氮機(jī)生產(chǎn)能力， m3/min； V — 經(jīng)濟(jì)流速，取 15m/s； 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，初步選擇焊接鋼管 D159。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，氮?dú)廨斔凸苈愤x用焊接鋼管 D159 。 28 阻化劑防滅火 （ 1）阻化劑選擇 采用阻化劑滅火，選用的阻化劑材料不得污染井下空氣和危害人體健康。 6H2O）。 （ 2）工藝系統(tǒng)選擇 為節(jié)約投資和適應(yīng)工作面位置不斷變化的要求，采用機(jī)動(dòng)性 較強(qiáng)的 WJ－ 24 型阻化劑噴灑壓注系統(tǒng)。向煤壁壓注阻化劑，向采空區(qū)噴灑阻化劑。 6H2O）等作為阻化劑材料，對人體健康無影響。 （ 3）阻化劑噴灑及壓注地點(diǎn) 阻化劑噴灑地點(diǎn)主要為采空區(qū)遺煤及服務(wù)年限長的煤巷，阻化劑壓注地點(diǎn)主要為采煤工作面開切眼、停采線、服務(wù)年限長的煤巷等。 具體參數(shù) 在煤層開采時(shí)通過試驗(yàn)確定。最易發(fā)生煤炭自燃部位。在計(jì)算藥液噴灑量時(shí)，要考慮一定的加量系數(shù)。 開采過程中， 根據(jù)工作面實(shí)際生產(chǎn)情況，測定采空區(qū)遺煤情況、試驗(yàn)測得噸煤吸液量，確定工作面一次噴灑量。由于壓注設(shè)計(jì)需要煤體的吸液 30 量和煤體的滲透半徑及相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)應(yīng)在 生產(chǎn) 期間取得，以便進(jìn)行壓注阻化劑設(shè)計(jì)。切眼和停采線的煤柱煤壁采用噴灑壓注阻化劑（泡沫），將裸露煤體封閉。噴灑壓注設(shè)備 安 設(shè)在移動(dòng) 設(shè)備 列車 處 ，隨 設(shè)備 列車 移動(dòng)而移動(dòng)。 ③ 工作面回采結(jié)束密閉 當(dāng)工作面回采完畢后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)進(jìn)行密閉，密閉墻的砌筑嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定要求。 （ 6）防止阻化劑腐蝕機(jī)械設(shè)備、支架等金屬構(gòu)件的措施。 ② 噴灑或壓注阻化劑后，必須及時(shí)用清水對阻化劑泵及管路進(jìn)行清理。 注凝膠防滅火 凝膠以隔離、堵漏作為防滅火措施，與阻化劑配合使用，用于工作面順槽防滅火，特別是巷道高冒、松動(dòng)離層及構(gòu)造帶均應(yīng)采用注凝膠。凝膠隔離段之間注阻化劑。成膠時(shí)間，根據(jù)鉆孔間排距不同而不同，為 5～ 15min。凝膠材料可由 8％～ 10％的水玻璃、 2％～ 3％的碳酸氫胺、阻化劑（ 20％的 CaCl25H2O 或 3‰ 的 MEA－ 1）和水按比例混合而成，通過調(diào)整三者的配比可控制成膠時(shí)間和膠體硬度，以適應(yīng)滅火和防火的不同需要。 礦井注凝膠設(shè)備利用 ZHJ12/ 型礦用移動(dòng)注漿站。以達(dá)到抑制煤炭自然發(fā)火和滅火的目的。 （ 1）開區(qū)均壓 開區(qū)均壓系統(tǒng)針對回采工作面不同形式的漏風(fēng)、漏風(fēng)通道和漏風(fēng)范圍，采取降低或改變其端點(diǎn)壓差來實(shí)現(xiàn)開區(qū)均壓。 （ 2） 閉 區(qū)均壓 閉區(qū)均壓措施主要是加固防火墻，提高封閉區(qū)的風(fēng)阻或采取降低封閉區(qū)進(jìn)回風(fēng)口之間的壓差，以減少漏風(fēng)。 礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測系統(tǒng) （ 1）依據(jù) ① 《煤礦安全規(guī)程》第 241 條規(guī)定，開采容易自燃和自燃的煤層時(shí)，在采