2016年矿井防灭火设计

武所屯煤矿防灭火设计

一、矿井概况

矿井开拓方式为立井单水平，开采方法采用走向长壁（倾斜长壁）后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井初步设计根据武所屯井田的煤层赋存、构造及开采条件等情况，将煤层分为上、下两组，上组为12下（1.2m厚）、14煤层联合开采，下组开采16煤层。目前正在开采太原组16煤层，平均厚度0.83m。

1、煤质情况

12下煤层为气煤，属于高热值煤，发热量为3000大卡；16煤为肥煤，属于特高热值煤，发热量为5500大卡。

2、地质条件

井田内断裂构造较为发育，通过钻探及二、三维地震勘探，结合生产勘探、实际揭露对井田构造进行了重新整合，落差大于100 m的断层有3条；落差10～100 m的断层3条；落差5～10 m的断层4条；落差在1m左右的断层较多，大约有50余条。本井田地层走向NEE，倾向W，地层倾角平缓，一般0～8度。褶曲特点是跨度较大，幅度较小，多被断层切割，形态多变且不完整，且轴向也不甚明显。

根据《煤矿地质工作规定》（安监总煤调[2013]135号）第十一条中地质构造复杂程度的分类标准，武所屯煤矿内断层因素的复杂程度符合“含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，小断层较发育，很少受岩浆岩的影响，不影响采区的合理划分，但采煤工作面的连续推进有一定的影响。主要包括：①产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶皱，或伴有一定数量的断层；②简单单斜、向斜或背斜，伴有较多断层，或局部有小规模的褶曲及倒转。”的条件，属中等构造。因此，武所屯生建煤矿的地质构造复杂程度为中等类型。

3、矿井通风

地面安装FBCDZNO22型主要通风机两台，一台工作，一台备用，电机功率为2×220Kw的。工作方法为抽出式，矿井通风方式为中央并列式，

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主井进风、副井回风，2015年12月矿井总进风量为3850m3/min，矿井总回风量为4089m3/min，有效风量率为95%，矿井等积孔为1.95m2。掘进工作面局部通风使用2×5.5Kw和2×7.5Kw局部通风机，满足不同巷道施工所需风量。采煤工作面采用两进一回的“W”型通风方式。一年以来，全矿井各地点瓦斯涌出量正常，无瓦斯涌出量超限。

4、矿井瓦斯、煤尘和煤炭自燃倾向性

矿井各煤层均无瓦斯涌出异常，经2014年度矿井瓦斯等级鉴定，矿井瓦斯相对涌出量为1.61m3/t，绝对涌出量为1.10m3/min，二氧化碳相对涌出量为2.88m3/t，绝对涌出量为1.96 m3/min，鉴定为瓦斯矿井。煤层自然发火倾向性鉴定属于自燃煤层，矿井最短自然发火期为179天，但矿井实际揭露煤层至今未发火。16煤煤尘具有爆炸性，爆炸指数为39.73％。

5、周边矿井情况

我矿周边矿井均无自然发火现象发生。

二、矿井火灾危险性分析 1、煤炭自燃的三个条件

煤层有自燃倾向性；有一定含氧量的空气使煤炭氧化；在氧化过程中生成蓄积的热量难以散发、不断积聚。

2、我矿所采的16煤层经中煤科工集团重庆研究院鉴定出具的《煤炭自燃倾向鉴定报告表》和《自然发火期测试分析报告》，鉴定16煤层为Ⅱ类自燃煤层，具有发生内因火灾的可能性。最短自燃发火期为179天，是矿井的重大危险源，发生内因火灾的可能性较大。

3、内因火灾多发生于采空区、煤柱、回采工作面停采线或煤岩裂隙发育的煤层，空气进入破碎煤体，煤中固定碳被氧化，放出热量，煤体散发的热量能够积聚，发生隐燃，温度升高达到600℃以上时，产生明火，形成火灾。

4、井下若没有采取预防性综合防灭火措施或措施落实不到位；回采面结束后未及时封闭采空区；通风管理不善，采空区漏风大等，一旦具有自燃条件，将发生火灾。

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三、煤层自然发火预测预报指标体系

在进行煤层自然发火预报时，我矿选用CO作为预测预报标志性气体，临界温度为154℃，空气中稳定地出现微量的CO，并且逐渐增加，则可视为该地区发生了煤炭氧化自热现象，温度达154℃，表征煤已进入加速氧化阶段。

四、井下自燃火灾监测系统

火灾监测是矿井火灾防治的重要环节，特别是矿井内因火灾的发生要经历潜伏期、自热期和燃烧期，其变化过程具有明显征兆，有效的火灾监测是防治矿井内因火灾的基础。

1、监测监控系统

我矿安装的KJ70N安全监测监控系统，总进回风巷、采区进回风巷、采煤工作面回风巷、带式输送机滚筒下风侧10～15m处设置了CO传感器，采煤工作面回风巷设置温度传感器，并与矿井安全监测监控系统联网。CO传感器的报警值为≥24ppm，温度传感器的报警值为≥30℃。由监控主机实时采集数据，并保存历史记录。可以根据各种不同条件做出曲线图，以便及时发现异常变化或突变，做到防范未然。对已经出现异常的区域根据相关的处理措施安设相关的传感器方法。 2、人工检测

人工检测是煤层自燃火灾的重要监测手段，主要采用O2、CO、CO2、CH4等便携式气体分析仪和测温仪，由人工直接在测点进行气体和温度检测，并每周采集气样送地面进行气相色谱分析。该法适用性强、投入设备少、简单易行，但人工取样工作量大，间隔时间长。检测时要做到“三定”，即定人、定时、定仪器。工作面隅角、进回风顺槽等地点，每班一次，发现异常时，要加强检测次数。密闭观测孔、密闭墙四周等地点，每班一次，发现异常时，加强检测次数。矿井配备便携CO检测报警仪2台。

五、矿井防灭火系统 1、阻化剂防灭火系统

设计配备了阻化剂喷洒系统，利用配套的雾化喷头，可向采空区喷

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洒雾状阻化剂，也可在工作面和采空区喷洒在浮煤上，阻化剂喷洒设备：

WJ—24 2台 压力： 2—3 Mpa 流量： 2.4 m3/h 功率： 2.2KW 2、灌浆防灭火系统

为了提高灌浆防火能力，可在泥浆中加适量的阻化剂，以达到良好的防火效果。

（1）灌浆材料的选择

根据本矿的地理位置及地面条件，暂确定采用黄泥作为灌浆材料。 （2）泥浆制备

在工业场地内主井附近设集中防火灌浆搅拌站、泥浆池。黄土经高压水枪冲洗后由泥浆沟经筛板搅拌池，在搅拌池内通过搅拌机将泥浆搅拌均匀，以达到灌浆所需的配比要求，然后打开闸板，泥浆自流下井。制浆的主要设备是两台泥浆搅拌机，其型号为NJ94—396—00，Q=11m3/h，P=7.5KW,380V。

（3）灌浆管路的选择

根据小时灌浆量及泥浆在管路中的经济流速，井筒设计选用D159×9的无缝钢管。大巷选用D89×9的无缝钢管，回采工作面选用D76×4的无缝钢管，工作面选用D 51的铠装胶管。

3、罗克休泡沫材料注射系统 （1）材料性能

罗克休泡沫材料由树脂和催化剂以容积4：1混合而成，发生快速反应生成罗克休泡沫状流体，膨胀到原体积的25倍后而快速硬化，变成黄褐色泡沫胶体，次胶体具有良好的抗压能力及突出的抗静电性能和耐火等级，由于膨胀力的作用罗克休泡沫未硬化前能渗透到裂隙的空间，达到粘接堵漏的目的。

（2）准备工作

①当工作面回撤完毕后，首先在距封堵地点5—10米处建两道木板

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