预防煤层自然发火措施1

1、预防煤层自燃发火安全技术措施山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司 一、矿井简介： 山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司位于山西省柳林县城北偏西直距约20km王家沟乡圪塔上村、延家峁村、任家山村、后备村一带，属柳林县王家沟乡管辖。井田地理坐标:东经110°5215 110°5411,北纬37°361437°3731。井田位于柳林县城北20km处，紧靠柳林碛口公路，距孝柳铁路穆村站30km，距柳林结绳焉公路3km，交通运输条件便利。 为了有效提高矿井预防抗自燃发火能力，降低煤层自燃发火的可能性，特编制如下安全技术措施：二、煤的自燃倾向性类别根据本矿井8号煤层自燃倾向性等

2、级鉴定报告，8号煤层属自燃煤层。8号煤层自燃倾向等级鉴定结果表 煤层编号全硫St.d(%)水分Mad%灰分Ad%挥发分Vdaf%自燃倾向性真相对密度煤的吸量(cm3/g)自燃倾向等级8号2.040.8920.9723.26自燃1.540.70三、煤层自燃预测及防治措施1.开拓开采方面的措施(1)运输、轨道、回风大巷布置在煤层内，胶带大巷采用矩形断面，锚网索喷支护。轨道、回风大巷采用矩形断面锚网喷加锚索补强支护，胶带顺槽、轨道顺槽、进风顺槽、回风顺槽采用矩形断面锚网支护，机电硐室采用混凝土支护。(2)回采工作面条带布置，减少煤柱损失；回采工作面采用后退式开采，加速回采进度；尽一切可能防止煤层自燃

3、发火。(3)采用壁式采煤法回采率高，巷道布置比较简单，便于使用机械化装备与加快回采进度，有较大的防火安全性。2.通风方面的措施(1)回采工作面采用后退式开采，“U”型通风系统，对防止自然发火有利。(2)回采工作面采完后及时构筑密永久闭墙（45天内），加强对采空区的密闭管理。3.监测方面的措施（1）在工作面设自燃发火观测点，并建立监测系统，建立自燃发火预测预报制度。（2）在综采工作面设置KYSC-1 型井下移动式火灾气体束管采样监测系统在进、回风顺槽按一定间距布置束管采样器，采空区气体成份测定范围大约距工作面150m左右，约50m设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测。

4、采空区开切眼停采线采空区束管采样泵 束管采样点运输顺槽回风顺槽运输大巷图 6-1-1 采空区束管布置图（3）地面色谱分析井下通过束管采样仪采样并送至地面色谱分析，分析参数主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8，正常情况下，每天早班检测一次，工作面异常时，每班检测二次。四、 防灭火系统本矿所采8号煤层按自燃煤层进行管理。设计采用以黄泥灌浆为主的防灭火系统，并在回采工作面回风流中安设一氧化碳和温度传感器，防止煤层自燃的发生。 （一）黄泥灌浆系统1、灌浆系统本次设计在地面工业场地设灌浆站，为全矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。在

5、灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离（约10m），以免泥浆影响回采工作。灌浆站做法：副井口附近建两个灌浆池，池深1.8 m，直径2m，一侧设500 mm×500 mm×1800mm下液泵坑，池四周采用MU100机砖M75砂浆砌筑，墙体厚度370mm，池内壁采用3mm的钢板制作75×75角钢护角。2、灌浆方法由于本矿周围均为黄土沟坡，取土非常方便。故本次设计，在距灌浆池500m左右处设一个灌浆材料堆放场。场内的黄土经筛分后，利用一台ZL50型装载机将其运入灌浆池中搅拌，并通过下液泥浆泵和管路注入井下采空区。灌浆方法采用埋管灌浆法，沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管(一般

6、预埋58m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为2030m，灌浆随工作面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。在灌浆区下部进行采掘时，要对上部灌浆区进行探放，探放积存浆水措施同探放水措施。3、灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水的安全措施(1)在对采空区进行灌浆前，要对采空区的积水进行疏排，将采空区内的积水排空后，方可进行灌浆。疏排措施同探放水措施。(2)为防止灌浆后发生溃浆、透水的事故，首先要提高浆液的土水比(1:3左右)，使之能最大限度的提高防灭火效果。其次在顺槽的最低处安设一台泥浆泵，将流出的泥水排出，当发现有泥浆流出时，要停

7、止灌浆。4、灌浆参数的选择(1)工作制度：与矿井工作制度相匹配，但需注意以下原则：灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。设计灌浆为三班灌浆，每天灌浆时间为10h，若矿井自燃发火严重，且所需灌浆的工作面较多，宜采用四班灌浆，每天灌浆时间为15h。(2)灌浆所需土量日灌浆所需土量按下式计算：Q土=K·G/V煤式中：Q土日灌浆所需土量，m3/d；G 矿井日产量，根据设计，日产量为2727t；V煤煤的容重，根据地质报告，8号煤层容重为1.53t/m3;K灌浆系数，为灌浆材料的固体体积与需要灌浆的采空区容积之比，参照大同局的经验，取0.15。则：Q土=0.1×2727/1.53=178.

8、2（t）(3)日灌浆所需实际开采土量Q=Q土式中：Q日灌浆所需实际开采土量，m3/d；取土系数（考虑土壤含一定杂质和开采，运输过程中的损失）；取1.1。Q=Q土=1.1×178.2=196（t）(4)灌浆泥水比的确定灌浆泥水比应根据泥浆的输送距离，煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过试验确定，参照大同局经验，一般情况下为1：4，冬季时为l：5。(5)每日制泥浆用水量每日泥浆用水量按下式计算：Q水1=Q·式中：Q水1制备泥浆用水量，m3/d：泥水比的倒数，取4。则：Q水1=196×4=784（m3/d）(6)每日灌浆用水量每日泥浆用水量按下式计算：Q水2=K

9、水·Q水l式中：Q水2灌浆用水量，m3/d：K水用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1.1。则：Q水2=1.1×784=862.4(m3/d)(7)每日灌浆量Q浆1=(Q水1+Q土)M式中：Q浆1日灌浆量，m3/d：M泥浆制成率，取0.93其余符号同前。则：Q浆1=(784+196)×0.93=911.4（m3/d）5、对灌浆材料的要求(1)颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土：0.005mm者应占6070）要占大部分。(2)主要物理性能指标比重为：2.42.8t/m3塑性指数为911(亚粘土)胶体混合物（按MgO含量计）为2530：含砂量为2530，（颗粒为0

10、.50.25mm以下）容易脱水和具有一定的稳定性。(3)不含有可燃物6、制浆的主要设备见表6-2-1,黄泥灌浆池布置现场图见下图：黄泥灌浆设备一览表表6-2-1序号设备名称设备型号单位数量1水 泵ZBA-6B台22泥浆搅拌机自制台23管路（无缝钢管）DN80×3米160044寸胶管DN100m2005下液式泥浆泵台26供水管（软管）30米200（2） 井下移动式阻化剂灭火系统1、防灭火系统的选取根据煤矿安全规程规定：开采有自燃倾向性煤层的矿井，要采取预防煤层自燃发火措施，该矿井8号煤层属自燃煤层，依据煤层物理、化学性质及顶底板岩石力学参数和煤的自燃火期、发火特征等因素，要对8号煤层采

11、空区和冒落孔洞等空隙采取相应灭火措施，防止煤自燃发火，确保矿井安全生产，综合分析现场的实际情况，选取移动式喷洒阻化剂灭火系统是简便可行的。2、阻化剂选择阻化剂的选取要不污染井下空气，不腐蚀井下机械、设备。材料的选取要来源广泛，货源充足，购买方便，价格便宜，阻化率高，阻化寿命长。配制容易，井下使用操作方便，工艺过程简单。选取工业氯化钙（CaCl2·H2O）为阻燃剂，浓度20%，阻化率70%。3、喷洒或雾化工艺采用井下移动式喷洒雾化系统，该系统应设有专用溶液箱（一般为3-5m3）和注液泵，溶液箱内阻化剂溶液由注液泵压至运输、回风顺槽、开采线和停采线煤柱，向回采工作面进行喷洒或向采空区送入

12、雾化阻化剂，工艺流程框图如下：工作面运输顺槽钢管胶管、喷板注液泵喷枪雾化器喷雾泵喷枪钢管、胶管工作面阻化剂贮液箱运输、回风顺槽口煤壁采空区4、设备选型见表6-2-2。5、阻化气雾日喷洒量8号煤：Vk1·k2·d·r·L·h·l/R1.2×0.02×0.20×1.53×(150×2.89×5.4)/0.8520.2m3/d式中：V日喷雾量，m3/d；k1喷雾加量系数，k11.2；k2每吨遗煤喷洒气雾量，阻化剂浓度为20%时，k2为0.02m3/t；d工作面采空区丢煤率，%；一般

13、取0.20； r煤的实体容重，1.53t/m3； L工作面长度，L150m； h工作面采高，2.89m； l工作面日进度，l5.4m； R气雾转化率，85%；采空区喷雾阻化剂日用量为20.2m3/d。阻化剂喷洒压注雾化配套设备表 表6-2-2序号设备、配件名称技术特征及型号单位数量备 注1阻化剂喷射泵WJ-24，压力2-3Mpa 2.2KW台2工作面运输回风顺槽喷雾用2无缝钢管与泵配套50mmm503胶管与喷枪配套37mmm804闸阀JBH-160个45高压泵XRB-50/125 压力12.5Mpa 10KW台2采空区喷雾用6雾化器单系统型个47过滤器GL-1型 50目个48高压干管25mmm

14、1509高压支管13mmm1010储液箱2m3个211压力表15Mpa个612流量仪1m3/h个66、阻化剂喷洒方法喷洒阻化剂在准备班进行，主要是在运输和回风顺槽煤柱侧喷洒，同时在每次移架前对支架和运输机之间进行喷洒。工作面底板如有底煤工作面应喷洒阻化剂。如底板没有底煤，工作面浮煤应在回收之前全部清理干净，这样可以不喷洒。7、阻化剂防污染措施(1)配制及喷洒阻化剂人员应采取个体防护，应配戴胶质手套。(2)喷洒阻化剂要避开机械设备。(3)选用的阻化剂不得污染井下空气和危害人体健康。预先对机械设备、支架等金属构件做防腐处理，在支架等金属构件表面喷上防腐涂层，防止阻化剂腐蚀机械设备、支架等金属构件。

15、喷洒时应注意尽量不要喷漆到支架等金属构件上，严格控制喷洒范围和喷洒量。8、阻化剂防灭火方法的阻化效果(1)阻化剂吸附在煤的表面，形成稳定的抗氧化物保护膜，从而降低煤的吸氧能力，防止煤炭自燃。(2)阻化剂溶液蒸发可以起到吸热降温的作用。(3)阻化剂可以降低煤在低温时的氧化活性，从而降低煤的自燃倾向。(4)阻化剂中成分(消石灰)可以与煤内的植酸化合，生成不易自燃物质，从而阻止煤炭自燃。 （三）综合防灭火要求：1、所有入井人员严禁携带烟草和点火物品。2、严禁在工作面硐室内存放汽油、煤油，严禁泼洒剩废油。3、工作面检修所用棉纱、布头和纸等必须放入盖严的铁筒内，并及时运送升井，不准在井巷内乱扔乱放。4、

16、工作面存放油脂的筒盖严。5、及时清净输送带下浮煤等，及时检查检修更换磨损托辊，防止输送带跑偏、托辊摩擦着火。6、及时清扫、冲洗两巷及工作面支柱等上的煤尘，使其经常保持干净。7、不得向采空区遗弃背板等易燃物。8、严禁井下敲打、拆开、撞击矿灯。9、工作面不得进行电氧焊作业，如必须进行时，工作地点至少备有两台灭火器，且每次都必须制定安全技术措施，由总工批准后，严格按措施施工。10、井下使用电氧焊，运输氧气乙炔时，氧气、乙炔瓶必须有瓶口保护罩，在矿车上运输时，矿车必须有盖。11、无风或微风时不得进行生产作业。12、风流中瓦斯浓度超过1.0%或CO2浓度超过1.5%时必须停止工作，撤出人员，采取措施，进

17、行处理。13、检查工作面气体要详细、准确，并且每班不少于三次。14、杜绝一切外因火灾，预防生产中各种事故的发生。15、不得在井下直接用铁砸东西，以免产生火花引起火灾。16、两巷必须采取综合灭火措施。17、运输巷每隔50m在供水管路上安设三通支管，回风巷每隔100m安设三通支管，供消防洒水用。18、两巷中部要存放一定数量的灭火器材，所有人员都必须熟悉灭火器材的使用方法。19、两巷隔爆水棚，必须按要求检查、加换水。20、电器设备严禁失爆，严禁使用“鸡爪子”、 “明接头”、 “羊尾巴” 等方式接线，接线必须使用防爆接线盒。21、严禁带电检修、搬迁电器设备。22、工作面回采结束后必须在45天内进行永久性封闭。23、采空区或巷道中出现自然发火征兆时，立即报告矿调度室，采取措施进行处理。24、井口20m范围内严禁吸烟。25、当出现外因火灾时，立即就地取材进行抗灾处理，并立即报告矿调度室，及时撤出受害威胁的人员。五、预筑防火墙预筑防火墙位置选择布置在回风顺槽及进风顺槽，预选构筑防火墙的要求：（1）采煤工作面形成生产和通风系统后10天内，按设计确定的位置和规格，构筑好防火门门墙，并与采区同时移交和验收。（2）防火门墙的构筑应符合下列要求：防火门材料必须使用不燃性的材料构筑；墙体厚度不小于600mm;墙体四周应与井壁接实，掏槽深度不小于300mm;墙体无重缝、干缝，灰浆饱满不