2017年度三界沟煤矿综合防灭火措施

当综采工作面回风隅角或老空巷道回风口CO浓度大于400ppm时，能检测出C2H4、且不断上升，遗煤氧化进程进入加速氧化阶段或激烈氧化阶段时，采取注氮防灭火措施防止煤炭自然发火或灭火。

1、注氮方式

实施连续注氮方式，当采空区已经自燃发火时实施注氮作为一项应急措施灭火。

2、注氮防灭火系统及注氮防灭火工艺 a、注氮流量计算

（1）采空区遗煤自燃时的上限漏风强度最小值确定为0.0015m3/sm2。

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采空区自燃带浮煤自燃时上限漏风量最小值理论计算 Qv=LHqA =1.5×100×25%×0.09=3.375(m3/min)

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式中：H——采空区自燃带的高度，取最大值为1.5（m）

L—— 采空区自燃带的宽度，取为100（m） A—— 采空区自燃带的孔隙率，取为25%； q——采空区浮煤自燃时上限漏风强度最小值。

q=60×0.0015m3/sm2=0.09 m3/minm2

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（2）注氮流量计算

按采空区氧化带氧浓度计算注氮量，公式如下：

QN?60?(C1?C2)Qv(14%?7%）?3.375?60??354.5m3/h

CN?C2?197%?7%?1式中：QN ——注氮流量，m3/h；

QV——采空区氧化带内漏风量，取3.375m3/min。

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C1——采空区氧化带内原始氧浓度，取14%。 C2——注氮防火惰化指标，取7%。 CN——注入氮气中的氮气纯度，取97%。

根据以上的计算，选择的制氮设备产氮量应不低于354.5m3/h，故，矿选用的2台DM-1000型膜分离制氮机能够满足要求。

b、输氮管路 （1）管路选型

氮气输送管按每台制氮机的氮气产量计算，即按氮气流量1000m3/h计算，管路管径计算如下：

D?145.7Q1000?145.7??133 V60?20式中：D——管路内径，mm；

Q——氮气流量，m3/min。

V——管道内氮气平均流速，取20m/s。

经计算，注氮管路选用一趟内径133mm。工作压力1.5MPa的低

压胶管。

（2）管路铺设

在工作面辅运顺槽的设备列车前段，安装注氮设备，制取的氮气通过一趟胶管铺到工作面进风隅角后，通过五通阀门连接3趟不同长度的支管﹝每趟支管均由Φ127的地质钻杆连接而成，每趟地质钻杆前端（长度为0.5米左右）钻有若干小孔，并用木垛加以保护。其中，一趟长度90米，埋到采空区自燃带最里面；一趟60米，埋到采空区自燃带中部；一趟30米，埋到采空区自燃带最外面）。

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c、注氮工艺

当工作面采空区需要注氮时，开始在采空区埋第一趟支管并开始进行注氮。当工作面推过30m（即氮气释放口间距），埋入第二趟支管，并随着工作面的推进，逐节延接以上两趟管路。当工作面推过60m，埋入第三趟支管，并随着工作面的推进，逐节延接以上三趟管路。当工作面推过90m，第一趟支管进入采空区窒息带不需注氮时，在工作面顺槽内将其关闭，并切断与主管路的联接，将其甩到采空区内，开始埋入第四趟支管，并与主管路连接。以此类推，直到把有发火征兆的范围甩入采空区窒息带为止。

3、安全通风量计算

在输氮管路沿途或工作面，假设2000m3/h（两台同时工作）的氮气全部泄漏，能否造成泄漏区域缺氧（按空气中氧含量为20%，泄漏后混有氮气的空气中安全氧气含量按18%计算），计算方法如下：

20%Q=18%（2000+Q） Q=18000 m3/h=300 m3/min

经计算，此时的安全风量应为300m3/min，在生产过程中应制定输氮管路的安全施工、管理措施、制定注氮作业规程，同时应严格要求加以落实，防止局部氮气聚集.

4、采用氮气防灭火时，注意事项：

1、综放工作面回风隅角氧气浓度低，此处须采取通风供氧的措施，防止人员进入其内，发生窒息事故。

2、与采空区连通的密闭，有可能出现氮气泄露的现象，故，此

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处密闭前距离不能超过5米，否则，必须设置栅栏，禁止人员进入。

3、至少有2套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施。 4、。与采空区连通的巷道内风量必须大于300 m3/min。 5、有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告处理等规章制度。

六、均压防灭火

压力梯度是空气发生流动的动力，均压技术就是尽量减小压力梯度，从而减小漏风防止或抑制煤火的技术。均压技术分为开区均压和闭区均压两种，闭区均压可减少向封闭区域内的漏风，开区均压则可降低采空区周边的压差，减少向采空区浮煤漏风，从而降低自燃危险程度。

当井下与闭区相连的巷道较多，漏风通道也很多时，很难做到完全封闭，并且密闭墙不可能完全气密，加上大面积采空区的进、出风侧的压差大、采空区周围密闭多，密闭与采空区之间容易产生大量的漏风。均压防灭火技术能减小大面积采空区的漏风，从而可防止浮煤自然发火。均压防灭火技术是通过对火区或自燃危险区通风系统特点分析，制定采空区及周边巷道压能分布及阻力测定方案，分析采空区漏风主要通道，制定均压通风治理大面积采空区漏风的方案，以降低火区及可能发火的重要区域氧气浓度，达到防灭火之目的。

七、末采防灭火方案

末采阶段，因另加挂网等工序，工作面推进慢，因此必须加强末采时期的防灭火管理。

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