开拓开采技术措施和堵漏

1、能源科学与工程学院 QQ：76396250好学力行 德才兼备矿井通风与安全第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250好学力行 德才兼备本章主要内容本章主要内容第一节 概 述第二节 外因火灾及其预防第三节 煤炭自燃理论基础第四节 火灾预测和预警第五节 开采技术防火措施第六节 防灭火材料与应用第七节 均压防灭火第八节 惰气防灭火第九节 火灾时期通风第十节 矿井火灾处理与控制第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备第五节第五节 开采技术防火措施开采技术防火措施一、矿井自燃火源的分布规律根据统计分析，采空区、煤柱、煤巷顶煤、

2、地质构造带附近。1、采空区（占50以上。） 自燃火区主要分布在有碎煤堆积和漏风同时存在、时间大于自燃发火期的地方。 多煤层联合开采和厚煤层分层开采时，采空区自燃火源多位于“两道一线”附近； 中厚煤层采空区的火区大多位于停采线和进风道。 当采空区有裂隙与地表或其他风路相通时，在有碎煤存在的漏风路线上都有可能发火。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备一、矿井自燃火源的分布规律一、矿井自燃火源的分布规律2、煤柱、煤柱 留煤柱保护区段巷道时，在采动压力和地应力的作用下，煤柱容易压裂、破碎或坍塌，形成大量浮煤堆积，留下漏风通道，容易发生煤

3、自燃现象。4、断层和地质构造附近、断层和地质构造附近第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备一、矿井自燃火源的分布规律一、矿井自燃火源的分布规律3、巷道顶煤、巷道顶煤 根据高冒区松散煤体的裂隙分布状态，煤体松散程度和冒落程度可分为三个区域：破碎区、离层区和断裂下沉区。 其中在破碎区内，煤体已经充分破碎，应力完全释放，巷道中的空气可以通过该区域的裂隙渗透进入松散煤体中，并在裂隙暴露的煤表面与煤发生氧化反应。因此，巷道顶煤容易发生煤自燃（尤其是综放开采的上下巷）。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术

4、防火措施 好学力行 德才兼备二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 总要求： 1、提高回采率，减少丢煤。 2、限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体，消除自燃的供氧条件。（消除漏风通道和减少漏风压差） 3、使流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下，在时间上限制在自然发火期以内。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备 主要技术措施有：（1）合理地进行巷道布置 尽可能采用岩石巷道 因为：如果布置在煤层里，一是要留下大量的护巷煤柱；二是煤层受到严重的切割，其后果是增大了煤层与空气接触的暴露面积，而且煤柱容易受压碎裂，自燃

5、发火几率必定增加。 所以：开采有自燃倾向性的煤层，应尽可能采用岩石巷道，以减少煤层切割量，降低自燃发火的可能性。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备区段巷道分采分掘在倾斜煤层单一长壁工作面，习惯于采用双巷掘进方式，即同时掘出上区段的运输平巷和下区段的回风平巷，且在两条巷道之间的护巷煤柱中一般每隔80100m 开一条联络巷，这样使处于采空区的区段煤柱极易自燃发火。从防火角度出发，区段平巷应分采分掘，即准备每一区段时只掘出本区段工作面的进回风巷，而下区段的回风平巷等到准备下一区段时再

6、进行掘进。同时，上下区段的区段平巷间不应掘联络巷。1-工作面运输巷2-下区段工作面回风巷3-联络巷二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备推广无煤柱开采技术无煤柱开采就是在开采过程中取消了各种维护巷道、隔离采空区的煤柱。这种开采方法一方面减少了煤炭资源的浪费，取得了良好的经济效益；另一方面由于没有煤柱，消除了煤炭自燃的根源，大大减少了自然发火的次数。无煤柱护巷方式已获得广泛应用，将阶段大巷和采区上(下)山设在煤层底板岩层中，不留大巷煤柱和上(下)山煤柱；区段巷道采用沿空掘巷或沿空留巷

7、，取消区段煤柱和采区区间煤柱等措施，使自然发火率明显降低。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备（2）选择合理的采煤方法和先进的回采工艺，提高采出率，加快回采速度 (L1+L2) / V 当: 自然发火期S时，可能发生自燃。根据煤层的自燃倾向、发火期和采矿、地质开采条件以及工作面推进长度，合理确定回采速度，以期在自燃发火期以内将工作面采完，且在采完后立即封闭采空区。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开

8、采技术防火措施 好学力行 德才兼备3、选择合理的通风系统、选择合理的通风系统 对角式和分区式通风系统比中央式更有利于防火。 矿井通风网络结构简单、实现分区通风、通风阻力小、风流稳定可靠、通风设施布置合理。(1)风网简单，结构合理采用对角式和分区式通风系统，这两种通风系统一是有利于防火，因为采区封闭后，可以调节其压力，从而消除主要通风机风压的影响；二是便于灾变时，进行通风控制，防止主井进风流发火影响全矿井。采区应是分区通风，即采区间是并联风路，而不应是串联风路，应尽量避免角联。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采

9、技术防火措施 好学力行 德才兼备(2)通风设施布置合理调节风窗在风路中安设将使其前方压力升高而后方压力降低。将调节风窗安设在封闭火区进、回风密闭两端AB之间，造成通风压差由h1增大到h2，显然，不利于火区熄灭。如将调节风窗移到AB段之外，通风压差由h1减小到h2，有利于火区熄灭。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备(3) 合理的工作面通风方式自然发火严重的矿井，应该采取能够降低进回侧压差，减少向采空区漏风的通风方式。工作面通风方式W型、Z型要比U型对防止采空区煤炭自然要好。二、开

10、拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备(4)减小矿井通风阻力合理确定矿井通风阻力，低瓦斯矿井负压控制在2kPa内，高瓦斯矿井负压控制在3kPa内。如神东矿区某矿简化通风系统，将通风阻力由3kPa降低为1.2kPa后，矿井漏风量由1250m3/min降低为650m3/min，基本杜绝了煤炭自然发火事故。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第五节 开采技术防火措施 好学力行 德才兼备4、选择合理的开采顺序（自上而下）煤层

11、群、开采时，要先采上层后采下层。同一煤层开采时，要由上而下。回采工作面一般从采区边界开始，作后退式开采。若分层回采，先采靠近顶板的分层，后采靠近底板的分层。实践证明，这些措施对防止煤层破坏和漏风，防止自然发火都有较好的效果。5、合理确定近距离相邻煤层下煤层顶板冒落高度大于层间距、厚煤层分层同采时，合理确定两工作面之间的错距，防止上、下采空区之间连通。二、开拓开采技术防火措施二、开拓开采技术防火措施 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备第六节第六节 防灭火材料与应用防灭火材料与应用一、灌浆防火一、灌浆防火 灌浆就是把粘土、粉碎的页

12、岩、电厂飞灰等固体材料与水混合、搅拌，配制成一定浓度的浆液，借助输浆管路注入或喷洒在采空区里，达到防火和灭火的目的。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备灌浆防火机理灌浆防火机理机理：充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小了煤与氧的接触和反应面；浆水浸润煤体，增加煤的外在水份，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备灌浆系统灌浆系统（二）灌浆系统构成：制浆输浆灌浆 第十章 火灾防治能源科学与工程学

13、院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备浆液的制备浆液的制备v浆液性能。基本要求：浓度适当，渗透能力强。v浆材的选取 浆材必须满足一定的基本要求。黄土、页岩、洗煤厂尾矿、电厂飞灰v浆液的制备工艺：水力取土自然成浆、人工或机械取土机械制浆第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备浆液的输送浆液的输送 输浆压力与输浆倍线 输送浆液的压力有两种：静压输送和加压输送静压输送是利用浆液自重及浆液在地面入口与井下出口之间高差形成的静压力进行输送。加压输送是当静压不能满足要求时应采用。输浆倍线：表示输浆管路阻力与压力之

14、间关系，用N表示。 静压输送时： NLH 加压输送时 NL(Hh) 倍线一般控制在38之间。过大时，应加压；过小时,容易发生裂管跑浆事故可在适当的位置安装闸阀进行增阻。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备灌浆管道的选择 当管道中浆液恰好处于无沉积的悬浮状态时的流速，称为临界流速(vc)时，也叫不淤流速。 灌浆钻孔236004CmCdQVCmCVQd301或浆液的输送浆液的输送第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备3、灌浆防火方法 按与回采的关系分，预防性灌浆有：采前

15、预灌、随采随灌、采后注浆（封闭灌浆） 常用灌浆方法：钻孔灌浆、埋管灌浆、工作面洒浆、综采工作面插管灌浆。灌浆灌浆防火方法防火方法第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备二、二、 阻化剂防灭火阻化剂防灭火 在化学上，凡是能减小化学反应速度的物质皆称为阻化剂(inhibitors)。 1、作用机理：（1）增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活能（2）形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；（3）充填煤柱内部裂隙；（4）增加煤体的蓄水能力；（5）水分蒸发吸热降温。实质是降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。第十章 火灾防治能源科学与

16、工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备2、阻化剂的评价指标及其影响因素、阻化剂的评价指标及其影响因素（1）煤的阻化率E E=100(A-B) A，%式中: A，B-分别为原煤样和阻化煤样在规定的实验条件下氧化5小时放出的CO( pmm) 或SO 2 (mg)。 阻化率越大，说明阻化剂对煤氧化的阻止作用越大。 （2）阻化剂的阻化寿命 阻化剂喷洒至煤体表面后，从开始生效至失效所经过的时间叫阻化剂寿命。单位为月。 阻化剂的寿命可用下式表示： 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备煤矿使用的阻化剂有：

17、氯化钙、氯化镁、氯化铵以及水玻璃，以及工业废液等。实践应用说明：氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化锌等氯化物对褐煤、长焰煤和气煤有较好的阻化效果；水玻璃、氢氧化钙等对高硫煤有较高阻化率。3、阻化剂选择第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备主要方法是：表面喷洒、用钻孔向煤体压注以及利用专用设备向采空区送入雾化阻化剂。4、阻化剂防火工艺方法 第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备 制浆站（黄泥）混合器发泡器三相泡沫氮气发泡剂添加泵过滤网发泡剂定量添加泵发泡剂定量添加泵三、三相泡

18、沫及其应用组成：固态不燃物（粉煤灰或黄泥等）、N2和水。在煤灰或黄泥浆液中添加发泡剂并引入气体，通过物理机械搅拌，形成粉煤灰或黄泥颗粒均匀地附着在气泡壁上，形成多相体系(即三相泡沫）。第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备三相泡沫及其应用三相泡沫及其应用优缺点：含氮气的三相泡沫，兼有一般注浆方法和惰气泡沫防灭火的优点。利用粉煤灰或黄泥的覆盖性、水的吸热降温性和氮气的窒息功能，防灭火效率大大提高。图1 实验室生产的粉煤灰三相泡沫图图2 2 在矿井巷道中形成的三相泡沫在矿井巷道中形成的三相泡沫第十章 火灾防治能源科学与工程学院 QQ：76396250第六节 防灭火材料与应用 好学力行 德才兼备四、胶体防灭火材料及应用四、胶体防灭火材料及应用v胶体材料（亦称凝胶）主要有：无机凝胶，如硅酸凝胶和硅铝凝胶，有机凝胶，复合胶体等。v胶体材料由基料+促凝剂+水（90%）组成。v常用基料为水玻璃（俗称泡花碱，Na2OnSiO2或Na2SiO3）v