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1、 济宁二号煤矿十三采区防灭火设计 丰云雷+曹艳敏摘 要:根据煤炭矿井设计防火规范,开采容易自燃煤层的矿井或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井,必须建立以灌浆为主的两种及以上综合防灭火系统,并必须建立火灾监测系统。本文以济宁二号煤矿为例,重点分析并介绍灌浆系统和注氮系统的方法及计算。关键词:自燃;井下防灭火;灌浆doi:10.16640/ki.37-1222/t.2017.16.070根据中国矿业大学2014年11月编制的东滩煤矿煤自燃倾向性鉴定报告,矿井主采3上、3下和6煤煤层均为类自然发火煤层。煤矿安全规程(2016)第260条要求:开采容易自燃
2、和自燃煤层的矿井,必须编制矿井防灭火专项设计,采取综合预防煤层自然发火的措施。1 概况矿井火灾按引火源的不同分为内因火灾和外因火灾。内因火灾又称自然发火,指煤炭等可燃物接触空气后,发生物理和化学变化产生热量而着火引发的火灾。外因火灾是由于外部热源如明火、放炮、瓦斯与煤尘爆炸、机械冲击与摩擦、电流短路、静电等引燃可燃物造成的火灾。济宁二号煤矿十三采区位于该矿井的西南部,为矿井南翼-740m水平采区。该采区主要赋存3上、3下、6煤等3层煤,其中3上煤为主采煤层。经测定,本矿井属于低瓦斯矿井,井田内3上、3下和6煤煤层均为类自然发火煤层,各层煤煤尘均有爆炸危险性。以下详细介绍内因火灾防治的方法及具体
3、实施。2 采区注浆系统井下灌浆方法主要有随采随灌和采后灌浆方法。随采随灌是灌浆与采煤工作面保持一定距离,随工作面的推进而灌注粉煤灰浆。采后灌浆就是在工作面采完封闭后灌浆。根据本矿井实际情况,主要采用埋管随采随灌和采后灌浆相结合的灌浆方法。3 灌浆系统主要技术参数3.1 工作面灌浆量计算qw=4545×100×0.15×(3+1)×0.9/(1.37×1.85×240×8)=51m3/h。3.2 矿井制浆站能力校核目前,工业场地灌浆站灌浆能力200 m?/h,十三采区生产时全矿井共布置3个采煤工作面,单个采煤工作面灌浆量51m
4、3/h。矿井制浆站制浆能力能够满足目前矿井生产时灌浆需要。3.3 输浆路线地面制浆站风井(dn200)南翼回风大巷(dn150)南翼回风下山(dn150) 南翼-740m水平回风大巷(dn150)十三采区回风下山采煤工作面辅运(胶带)顺槽采煤工作面。3.4 输浆倍线灌浆困难时期,灌浆输送长度10100m,高差935m,输浆倍线11。满足灌浆要求。3.5 输浆管管径内径选择输浆管道管径内径选择不应大于临界直径,临界直径经过计算可得0.115m。输浆管道采用无缝钢管,外径108mm,管壁厚度5mm。3.6 地面灌浆站工作制度目前地面注浆站的年工作日与矿井相同。日工作制采用2班注浆,每班注浆时间最大
5、为4小时。3.7 灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水措施(1)灌浆前疏水措施。回采工作面灌浆前疏水措施。1)在工作面下顺槽设有足够能力的排水设备,灌浆前应尽量保持灌浆区域基本无水,以保证灌浆质量。2)对于邻近有采空区的工作面,如采空区侧的巷道向工作面有水涌出,回采工作面灌浆前应从巷道打鉆孔到采空区疏水,同时加大下顺槽排水能力,灌浆前尽量保持灌浆区域基本无水,以保证灌浆质量。采空区灌浆前疏水措施:开启采空区密闭墙的反水管或打钻孔到采空区疏水。(2)灌浆后防止溃浆、透水措施。回采工作面灌浆后防止溃浆、透水措施。在工作面下顺槽布置足够能力排水设备,加大排水能力。在工作面进回风顺槽每隔30m设一道防火墙
6、,可以起到防止溃浆、透水作用。采空区灌浆后防止溃浆、透水措施。在采空区密闭顶部,设置溢浆管,及时观测。严格按设计留足区段煤柱,防止采空区相邻掘进工作面发生溃浆、透水事故。4 采区注氮系统4.1 矿井制氮设备校核地面压风机房装备一台注n2量为800m?/h注氮机。氮气出口压力0.10.7mpa。4.2 注氮管网布置风井井筒注氮管路规格为dn200,南翼轨道大巷、南翼轨道下山、南翼-740m水平回风大巷注氮管路规格为dn150,十三采区回风下山注氮管路规格为d159×5mm无缝钢管。十三采区采煤工作面进风顺槽注氮管路规格为d108×4mm无缝钢管。4.3 注氮管路验算(1)注氮管路各段管径验算。根据经验公式每段管路的管径:采区回风下山注氮管路通过的氮气量,d:分别为其对应的管路直径。(2)十三采区注氮管路的压力损失。十三采区生产时最远用氮地点的压力总损失为0.108mpa,根据mt-t 701-1997 煤矿用氮气防灭火技术规范规定管路(钢管)末端的绝对压力不应低于0.2mpa,经计算,十三采区生产时最远用氮地点注氮管路出口的压力为0.5955mpa,满足注氮要求。5 其它防灭火措施(1)实施区域性均压通风,减少采空区
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