煤矿20xx年度防灭火设计

煤矿20xx年度防灭火设计内容摘要：

氮气防灭火、阻化剂防灭火、均压防灭火、凝胶防灭火等。 针对我矿实际情况， 16 采用氮气防灭火和阻化器防灭火方法，确保矿井安全生产。 一、氮气防灭火 （一）氮气防灭火技术要 求 氮气防灭火主要作用是，对采空区进行预防性注氮，当采空区发生火灾时可进行注氮灭火。 通过管路将氮气输送至井下回采工作面，对工作面采空区实施预防性注氮，将纯度≥ 97%的氮气注入工作面采空区。 根据该矿井实际情况及煤层易自燃发火特征等因素经综合考虑后，采用以氮气灭火为主综合防灭火措施。 氮气防灭火工艺： （二）注氮方式 注氮方式从空间上分为开放式注氮和封闭室注氮；从时间上分为连续性注氮和间断性注氮。 工作面开采初期和停采撤架期间，或因遇地质破碎带、机电设备等原因造成工作面推进缓慢，宜采用连续性注氮；工作面正常回采期间，可采用间断性注氮。 开放性注氮 工作面开工前，氮气支管路必须接至工作面，经钻孔进入采空区；注氮管路布置在进风巷，如发现火情或一氧化碳发现异常情况时，必须开 启注氮设备进行灭火工作。 封闭室注氮 当工作面出现自燃发火征兆，此时采空区已经出现高温点， 17 CO气体大量渗入工作面或工作面已经出现明火，可在工作面进回风巷构筑密闭，注氮管直接插入密闭向火区注氮。 注氮时间的确定 注氮时间一般根据从采空区氧化带采样分析其氧气含量来确定。 同时规定遇有下列情况时应进行注氮。 （ 1）工作面有断层或其他地质条件影响或工作面机械出现故障，时工作面推进速度减慢时： （ 2）工作面结束回收时 （ 3）当预测到采空区气体异常时 （二）辅助措施 为强化注氮效果，必须使工作面一开始就建立一个完 善的均压系统，使工作面压力 h＝ 0，使氮气能较长时间停留在采空区，使采空区惰化，为防止采空区漏风，地面回填堵漏工作一定要做好 ，随时观察地面塌陷区，如有塌陷及时回填。 （三）注氮工艺系统 西翼： 混合提升斜井 → +1915m 水平车场 → +1915m 运输石门 → +1915m水平西 A9运输 石门 → +1915m水平西 A6运输石门→ 采空区注氮点； 东翼： 混合提升斜井 → +1915m 水平车场 → +1915m 东运输石门 →+1915m水平东 回采工作面运输顺槽 → 回采工作面采空区注氮点； 18 东二采区；注氮工艺系统； 混合提升斜井 → +1915m 水平车场→ +1915m 东 A9 集中运输巷→ +1915m 水平 A9回采工作面运输巷→回采工作面采空区注氮点。 +1915m 水平东 A9 集中运输巷→ +1915m 水平东 A6 石门→+1915m水平 A6煤层运输巷→回采工作面采空区注氮点。 注氮参数选择与计算： 注氮量计算按以下四种方法计算，并取其中最大值： （ 1）按产量计算 QN＝ [A/（ 1440ρ tn1n2） ]（ C1/C21） 式中 ： QN—— 注氮流量， m3/min； A—— 矿井 日产量， 400t（最大生产能力）； t—— 矿井年工作日，取 330d； ρ —— 煤的密度， ； n1—— 管路输氮效率，取 80%； n2—— 采空区注氮效率，取 90%； C1—— 空气中的氧浓度，取 %； C2—— 采空区防火惰化指标，取 7%。 QN1=400247。 (1440 ) (247。 71) =（ 2）按吨煤注氮量计算 QN＝ 5AK/60 24 19 式中： A—— 矿井日产量， 400t； K—— 工作面回采率 , 取 95%。 QN=5 400 24=（ 3）按瓦斯量计算 QN＝ QcC/（ 10C） 式中： QC—— 工作面通风量，回采工作面配风量为 280m3/min； C—— 工作面回风流中的瓦斯浓度， %。 QN＝ 280 （ 10－ ） ＝ m3/min （ 4）按采空区氧化带氧浓度计算 QN＝ [（ C1－ C2） QV]/（ CN＋ C2－ 1） 式中： QN—— 注氮流量， m3/min； QV—— 采空区氧化带的漏风量， m3/min； C1—— 采空区氧化带内原始氧浓度（取平均值） ； C2—— 注氮防火惰化指标，防火取 7%； CN—— 注入氮气中的氮气纯度。 因采空区氧化带的漏风量 没有实测数据，无法进行计算。 三种方法计算后取大值： QN＝。 考虑 =。 根据上述计算，注氮设备选用1 套 QTD200/97型地面固定式碳分子筛制氮设备。 其性能参数如下： 产气量：≥ 200 Nm3/h； 20 氮气纯度：≥ 97%； 输出压力： ～ (可调 )； 电机功率： 78kW； 电压： 380V； 冷却方式：风冷； 外型尺寸： L B H＝ 5200 2200 2600mm。 （四）气体监测系统 选用 JSG8 型 矿井自燃火灾束管监测系统，通过束管对井下注氮后的采空区气体进行采样分析，对采空区煤炭自然的趋势、温度变化、空气含量进行连续预报，最大限度减少采面火灾灾害。 利用此系统对采空区内的 O N CO、 CO CH4气体进行分析。 （五）安全管理 在注氮过程中，作业场所氧气浓度降 低于 18%时，必须停止一切工作并撤出人员，同时降低注氮量 或 停止注氮，或增加作业场所通风量。 注氮设备管理人员和操作人员必须经理论培训和实际操作培训，考试合格才能上岗。 对采空区进行注氮时，应编制相应的安全技术措施，并经矿总工程师 审批后，方可实施。 建立注氮设备的操作规程、工种岗位责任制、注氮防灭火管理规章制度。 21 （六）回采工作面采空区注氮 当自然发火危险主要来源自回采工作面的采空时，应采取向采空区里面注入氮气的方法。 应将注氮管铺设在进风顺槽中，注氮释放口设在采空区中，并氮气释放口的设置应符合下列规定： 氮气释放口应高于底板，与工作面保持平行，并用石块或木垛等加以保护。 注氮管采用单管，管道中设置三通，从三通上接出短管进行注氮。 注氮量，应根据采空区中的气体成分来确定，以距工作面20m处采空区中的氧气浓度不大于 10%作为确定的标准，如果在采空区内发现一氧化碳超限、出现高温、异味等自燃征兆，都应加大注氮长度。 合理的设置监测传感器，加强对采空区、工作面和回风巷中氧气、氮气、一氧化碳的监测，同时由瓦斯检查员随时对工作面和回风巷道中一氧化碳浓度进行检查，要保证工作面风流中的氧气浓度 不低于 18%。 注入氮气的纯度不得低于 97%。 第一次向采空区注氮，或停止注氮后再第二次注氮时，应先排除注氮管内的空气，避免将空气进入采空区。 （七）工作面相邻采空区注氮 在回采过程中，当自燃发火危险不是来自于本采空区，而是 22 相邻回采工作 面的采空区时，为了保证回采工作面的安全，在工作面与采空区相邻的顺槽中打钻，然后向已封闭的采空区插管注氮。 使之在靠近回采工作面的采空区侧形成一条与工作面推进方向平行的惰化带。 （八）防止采空区氮气泄漏的措施 采空区漏风状态决定了氮气在采空期内的滞留时间，同时也决定着间歇式注氮时间的注氮周期。 采空区的漏风长度越小，两次注氮的间歇时间就越长，此时的注氮效果好且比较经济。 因此，采区措施减少采空区氮气泄漏也是提高采空区注氮效果的有效途径。 二、阻化 剂 防 灭火； 阻化剂防灭火是目前国内外正积极推广应用的一种防止煤层自然的 新方法。 阻化剂防灭火技术较先进、工艺系统简单、投资较，是利用一种能够对煤的氧化起抑制作用的物质与水混合 ,压注或喷洒在煤体内或采空区内进行防灭火。 阻化剂选择： 阻化剂的物理化学性质；设计选用组化率较高的氯化钙（ CaCL2），设计选择 CaCL2的浓度为 30%。 喷洒压注系统： 设计选用移动性阻化剂泵喷洒压注系统。 喷洒阻化剂 风动 泵安装在采煤工作面回风水平（ +1960m 水平），管路利用工作面回风顺槽的洒水消防管路 → 回采工作面采空 23 区。 目前我矿选用 风动泵 阻化剂喷洒泵，流量 ，压力23MPa，将溶液用 胶管送至工作面进行喷洒，每班必须喷洒一次，在工作面回风顺槽（ +1960m 水平 A A A5）靠顶底板侧，按45角度，每 3m一个钻孔，煤体内压注阻化剂进行防灭火。 参数计算： 工作面一次喷洒量计算： V=K1 K2 L B h A Y 式中 : K1——— 一次喷洒量；取 K2———— 松散煤（浮煤）容重；取 L———— 工作面长度； m B———— 一次喷洒宽度； m h顶底板浮煤厚度； m A————— 原煤（浮煤）的吸液量； t/t Y————— 阻化剂水 溶液的容量； t/m3 V= 50 第二节 矿井火灾 观 测 井下煤炭自燃发生过程中，经过一个较长时间，氧化趋于发生火灾的时候，往往会陆续出现一些使人感觉到的外部征兆： 一、临近自燃区域的巷道风流中出现雾气，煤壁和支架上出现汗珠； 二、水分凝聚，出现火灾气体，人能闻到 煤焦 油味； 24 三、水分凝聚，汽油味更加强烈，能闻到与树脂相仿的芳香气味，并感觉到巷道内气温较高； 四、巷道风流中出现窒息性气体（如 一 氧化碳等）使人感到闷热，并有比较强烈的烧焦气味； 五 、巷道内烧焦气味更加强烈，同时存在上述其它的外部征兆； 六、巷道内出现 烟 雾，并伴随着出现明火或灼红的煤炭。 第四章 矿井防灭火措施 矿井火灾根据发火的原因，内因火灾和外因火灾两大类。 一、内因火灾。 它大多发生在井下采空区、煤巷冒顶区域和被压出现裂隙或破碎的。