矿井防灭火专项设计说明

1、某某煤矿矿井防灭火专项设计目录 TOC o 1-5 h z 第一章矿井概况 1第二章矿井火灾隐患性分析 3第三章 矿井煤层自然发火预测预报指标体系 9第四章 矿井自燃火灾监测系统 15第五章矿井防灭火系统 13第六章矿井工作面重点区域防灭火技术方案 34第七章矿井外因火灾防治措施及装备 36第八章 矿井井下消防洒水系统 41第九章防火构筑物及井上、下消防材料库 43第十章 矿井火区管理 错误！未定义书签。第十一章矿井防灭火技术管理制度 50某某煤矿矿井防灭火专项设计为认真贯彻国家的安全生产方针， 进一步加强矿井防灭火管理工作， 有 效预防矿井火灾事故，保障煤矿职工的安全和健康，保护国家资源和财

2、产不受损失，保证矿井生产正常进行。根据煤矿安全规程第260条的规定，结合我矿实际，编制了矿井防灭火专项设计。第一章矿井概况一、井田位置及交通某某井田位于国家规划的“ * ”的*部，地处*处，行政区划隶属*管辖。地理坐标为：东经 *井田交通十分便利，*对外交通和部运输条件均较便利。井田向东南距*约32km, *城区距各大城市或火车站距离为：*O井田交通位置详见图1-1-1,井田在矿区中的位置见图1-1-2。二、地形地貌井田地处*接壤地带，井田东部地势较平缓，多被沙漠覆盖，分布沙丘、沙梁；其余全部为第四系黄土覆盖，呈现沟壑纵横的黄土梁蜀地貌景观。井田地势总体南高北低，一般标高+1290+1320m

3、;黄土梁蜀区地势较高， 一般标高+100+ 160m。井田最高点位于* ,高程+*m ;最低点位于井 田北部的冲沟沟谷，高程+*m ,相对高差*m。三、地表水系井田地表无大的水系，但冲沟较发育，主要为秃尾河支流红柳沟之上游支 沟，其中贺家沟沿井田中部自东南向西北流过，流水受降雨影响非常大， 虽流量有限（常断流），但下蚀作用强烈，切割深，造成地形破碎。四、地震情况根据国家地震局和建设部2010年颁发的GB50011-2010建筑抗震设计规 规定，本区地震烈度为VI度，设计基本地震加速度值为0.05g。图1-1-1井田交通位置图图1-1-2井田在矿区中的位置示意图五、气象特征井田属温带大陆性干旱、

4、半干旱季风气候。天气多变，春季干旱而多风沙， 夏季炎热多雷雨，秋季凉爽而短促，冬季干冷而漫长，日照充足，雨热同 季。年平均气温8.1 C, 78月最高气温36.7C,元月份最低气温29.7C , 日温差1520C。年平均降水量414mm,年平均蒸发量1907.2mm。7-9月 份为雨季，10月中旬降雪，翌年2月解冻，无霜期155天。冬季至春末夏 初多风，最大风速可达18.7m/s,风向多为北西。最大冻土深度 1460mm。 六、矿井通风概况1.通风方法矿井通风方法为机械抽出式。巷道掘进采用局部通风机压入式通风。每个掘进工作面配备2台局部通风机，一用一备。其风流直接进入回风巷。井下爆破材料发放碉

5、室及盘区变电所等采用独立通风系统。其它碉室采用并联或串联通风，风流混入矿井进风风流中，个别碉室深度不超过6m、入口宽度不小于1.5m而无瓦斯涌出，可采用扩散通风。2,通风方式矿井初期移交时通风方式为中央并列式，共布置3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风立井回风。主斜井及副斜井井筒位于矿井工业场地，回风 立井位于风井场地，三条井筒服务全矿井。后期回采西部区域时利用西部 回风立井进行回风，采用分区式通风方式，前后均采用抽出式通风方法。3.通风系统投产时期矿井通风主要线路为：主、副斜井一带式输送机大巷、辅助运输大巷一工作面带式输送机卷、工作面辅助运输巷一回采工作面一工作面回 风巷一回风大巷一回风立井

6、排至地面。回风立井回风矿井通风容易时期为矿井开采3号煤移交时期，通风方式为中央并列式，共布置3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风立井回风； 回风立井回风矿井通风困难时期为开采 9号煤层91盘区西部边界时，通风 方式为仍为中央并列式，共布置 3个风井，即主斜井、副斜井进风，回风 立井回风。第二章矿井火灾隐患性分析一、矿井井下外因火灾隐患分析产生外因火灾的条件是：有易燃物存在、有足够的氧气和足以引起火 灾的热源。（一）我矿井下易燃物有：坑木、竹笆；变压器油、液压油、润滑油 等液体燃料；胶带、胶质风筒等橡胶制品；棉纱、布头、纸等擦试材料； 瓦斯、氢气等可燃性气体；煤和煤尘等。（二）易发生外因火灾的场

7、所主要有：机电碉室、皮带巷、检修碉室、 单轨吊充电室、材料库、工具房及存放胶带的巷道、采掘工作面附近的巷 道等地点。机电碉室、充电碉室等地点要配备足够数量的消防器材。（三）引起外因火灾的热源有：机械能转化的热。如皮带与托辐磨擦、 采掘机械运转冲击或磨擦产生的热。电能转化的热。如电流短路、电气设 备超载运转、静电放电、电焊、灯泡和电炉放热等。化学反应产生的热。 如不合格的炸药爆破，瓦斯、煤尘爆炸、煤炭自燃，气焊，喷灯焊接和吸 烟等。二、提升机房及井口附近火灾隐患分析（一）人的不安全行为造成的隐患：管理不严，提升机司机、维修工 或其他外来人员抽烟，乱仍烟头造成火灾。提升机司机取暖或乱接线不规 造成

8、电缆发热、短路，明火，引燃可燃物，造成火灾。（二）检修人员操作不规造成火灾。不使用绝缘用具操作电气设备。 带负荷拉刀闸，发生短路。带接地线送电。不验电误挂接地线或不 验电放电接触电气设备。出现短路故障，不查明原因，强行送电。（三）物的不安全因素造成隐患。.电气故障引起火灾。主要有以下几种：电气设备电缆过负荷发热，引起短路，造成火灾。电气设备电缆绝缘损坏漏电，且接地电阻大于2欧姆，造成火灾。电气设备故障，引起短路、炸裂，造成火灾。.机械摩设备故障造成火灾。主要有以下几种：滚筒和护罩摩擦发热，造成火灾。轴承或轴瓦 等转动部位损坏造成热量积聚，产生火灾。机械设备漏油，遇热着火。.卫生清理不彻底造成火

9、灾。主要有以下几种：开钢丝绳油泥，清理不及时，积聚发热燃烧。 机械设备漏油（润滑站、液压站等）积聚，遇火燃烧。司机生活垃圾不 及时清理，积聚造成火灾。三、矿井井下因火灾隐患分析某某煤矿煤层自燃倾向等级为II类，煤层自燃倾向性为自燃煤层，针 对目前开采煤层特性、开采方法，对矿井开采过程中煤层自燃隐患分析如 下：（一）勘探报告对各煤层均采集测试了煤的着火点样品，测试成果如表 2-1。表2-1煤的自燃倾向测试成果表煤氧化还原原煤氧化程自燃倾向层编号样燃点CT3样燃点CT1样燃点CT2度T2-3 C等级3310320316(4)343349347(4)332343340(4)19-332424易自燃4

10、3103433352425易自燃6290310299(4)340348344(4)332342337(4)10-2323(4)38易自燃9290300293(4)345349346(4)335342337(4)10-2323(4)44易自燃煤质分析结果表明，3号煤层为长焰煤，4、6、9号煤层以长焰煤为主，不粘煤次之。在煤质分析中，利用原煤样着火点和氧化样着火点的差值来推测煤的自燃倾向，即4 T2-3C40为易自燃煤， T2-3C0.46时，作为矿井自然发火的临界预警指 标。第四章 矿井自燃火灾监测系统为做好矿井自然发火监测监控，某某煤矿建立束管监测系统、矿井安 全监控系统、人工监测体系。一、束

11、管监测系统（一）系统概述矿井设立专门的气体分析室，装备 JSG8型束管监测火灾预测预报系 统，该系统主要由粉尘过滤器、气缆、束管、分路箱、抽气泵、气体采样 控制柜、监控微机、束管专用色谱仪、打印输出设备、系统软件等组成， 对井下任意地点的 O2、N2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现 24小时连续监测。利用该系统，对井下密闭、回采工作面隅角、自然发火隐患点等处的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、乙烷、乙烯等进行预测预报。另外，根据工作需要，对特殊地点设置的监测点，也可实施人工取样，利 用气相色谱仪，把采集的样品的气体组分进行分析。经过对自然火灾标志 气体的分析和确定，为矿井自然

12、火灾和瓦斯事故的防治工作提供科学依据。(二)束管敷设和监测点的布置：1.束管敷设的要求主要有以下几个方面：(1)巷道的束管敷设高度一般不低于1.8m,束管用吊台挂钩吊挂；(2)束管的敷设应平、直、稳；(3)束管管线与动力电缆线路之间的距离一般不小于 0.5m,同时要避 免同其他缆线交叉；(4)束管入口处必须安设滤尘器；(5)整条束管一般至少安设3个贮傲水器。.束管监测点的布置应满足以下原则：(1)总回风道和集中回风巷应设置监测点，监测点应选择围岩稳定、前后5m围无分支巷道并靠近巷道末端的位置。监测点应设置在距巷道顶板0.5m处的巷道中心线上；采煤工作面回采结束后进行永久性封闭，每周1次抽取封闭

13、采空区气样进行分析(2)分层开采工作面的监测点，应设在上分层回风侧的停采线处；回 采巷道的上分层出现过高温点的地点，要靠顶板设监测点；(3)采空区丢煤处，巷道错、外错处，丢顶煤处，留三角煤处，分层巷道的盲巷及溜煤眼上方均应设置监测点;(4)采掘工作面有明显升温征兆的区域必须设监测点；(5)火区密闭必须设监测点；(6)测点应布置在高负压区，从全负压角度考虑，只要漏风风流，经 过易自然发火处，则负压最高处最容易反映煤自然发火隐患处的的真实情 况；(7)测点处应能够有效排除炮烟的影响，井下放炮产生的炮烟含有大 量的CO,若其流经测点，则会对监测结果造成很大影响；(8)测点处应具有恒定的漏风量，防止风

14、流变化对气体分析造成影响。.束管监测系统管理(1)束管堵塞的主要原因是矿尘和冷凝水的积聚，为防止堵管情况的 发生，应在井下取样点进气口、传感器或分析器气样入口等处安设过滤器。 从吸气口至井底的束管管路中还需设置吸湿器，安装数量应根据吸气口和 束管沿途的温度差而定，一般不能少于 3个。(2)由于束管接头和抽气负压的影响，束管系统往往存在漏气的隐患。 为防止束管与束管或束管与分束管连接处漏气，束管与束管间可用直径为 10mm的铜管连接，所有接口均用环氧树脂封闭。止匕外，应采取措施防止从 井口(或钻孔)到分析室的束管因冬季地面气温低造成结露冻结。二、矿井安全监控系统(一)系统概述*煤矿配备KJ95N

15、矿井安全监测监控系统，按照煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)和煤矿安全监控系统检测仪器使用管理 规(AQ1029-2007)规定，设置甲烷、一氧化碳、温度、局扇开停、风门 开关、负压、风速、馈电状态等传感器。其中矿井在总回风巷，采区回风 巷，采煤工作面回风巷回风口 1015m处，采煤工作面进回风隅角，掘进 中的煤巷回风口 1015m处，带式输送机滚筒下风侧1015m处，封闭火 区闭墙观测孔、防火墙栅栏等处必须设置 CO传感器；采煤工作面回风巷回 风口 1015m处，掘进中的煤巷回风口 1015m处，必须设置温度传感器。 CO传感器和温度传感器必须与矿井安全监测监控系统联网。

16、CO传感器的报警值为A 24ppm,温度传感器的报警值为A 30Co传感器应垂直悬挂在巷 道上方风流稳定的位置，距顶板不得大于 300mm,距壁不得小于200mm, 并应安装维护方便，不影响行人和行车。此外严格按要求对安全监测设备 进行了调试、校正。安全监测监控系统实行划分区域巡查，实行承包管理。 安全监控人员每天对安全监控设备及线路进行巡查维修，发现隐患立即汇 报并进行处理；对矿井甲烷传感器标校周期规定15天一次，并建立了系统检查、维护、调校记录。(三)人工检测体系人工检测是煤层自然发火的重要监测手段，主要采用CO、。2、CO2、CH4等便携式检测仪和温度计，由人工直接在测点进行气体和温度检

17、测， 并 定期采集气样送地面进行气相色谱分析。此方法实用性较强，投入设备少， 简单易行，但人工取样工作量大，间隔时间长。1.人的感官可以察觉的自燃征兆(1)巷道中出现雾汽或巷壁“挂汗”；(2)风流中出现火灾气味，如煤油味、松香味、臭味等；(3)从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高；(4)当空气中有毒有害气体浓度增加时，人们有不舒服的感觉，如头 痛、头晕、精神疲乏等。2.仪表检测检测出的自燃征兆(1)有下列情况之一者，定为自然发火煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等；煤炭自燃使环境空气、煤层围岩及其它介质温度升高并超过70C;采空区或风流中出现一氧化碳(CO),其浓度已超过矿井实际统计的 临

18、界指标，并有上升趋势。(2)有下列情况之一者，定为自然发火隐患：采空区或巷道风流中出现一氧化碳，具发生量呈上升趋势，但尚未 达到矿井实际统计的临界指标；风流中出现二氧化碳(CO2),其发生量呈上升趋势，但尚未达到矿井 实际统计的临界指标；煤炭、围岩及空气和水的温度升高，并超过正常温度，但尚未达到70 C;风流中氧(02)浓度降低，其消耗量呈上升趋势。3.检测方法1)采煤工作面进回风隅角、进回风顺梢、支架间和煤巷掘进工作面， 瓦检员每班两次检查气体情况，发现 CO、。2、C02或温度出现异常，增加检测频次，并及时汇报2)闭墙观测孔和防火墙外，瓦检员每周检查一次气体情况，并采集 气样送地面进行化验

19、分析。3)采区回风巷、总回风巷，瓦检员每周检查一次，若发现异常，采 集气样送地面进行化验分析。4)沿空巷道观测孔，严格按专项防灭火技术措施执行，但至少每周 检查一次。5)其他临时观测地点，如巷道高冒区、断层带附近等，严格按专项 防灭火技术措施执行。第五章矿井防灭火系统根据煤矿安全规程要求，结合我矿生产实际，我矿防灭火系统主 要包括：注浆系统、注氮系统、压注阻化剂。一、灌浆防灭火系统1,设计依据及主要技术资料预防性灌浆是一种行之有效的预防煤炭自燃的方法，其灌浆材料主要 为黄土(粘土、砂质粘土)，其成本低，工艺简单，在我国土源丰富、水源 充足的地区应优先使用黄泥灌浆，但黄泥灌浆的黄土耗量大，且存在

20、破环 耕地和环境污染等问题。页岩浆液、研石浆液、尾矿浆液、粉煤灰浆液等 其灌浆效果不亚于粘土，可作为灌浆的代用材料，但成本相对较高。本矿井周边有大量的黄土，故设计灌浆材料为黄土。.灌浆系统的选择根据本矿井情况，设计对传统灌浆与多功能灌浆注胶等方案进行比较：方案一：传统灌浆系统传统灌浆初期投入较低，但是其水土比较大，浆液浓度较低，一般土 水比为1:31:8,致使灌浆需用水量大，浆液流失量大，灌浆效率低，而且, 灌注浆时还存在“拉沟”现象，在较大空间不易有效地堆积，下部煤层开 采时容易发生“溃浆”事故。在注浆过程中，有时会出现漏、跑浆情况， 一般情况下漏浆、跑浆问题要靠工人巡视灌浆管线来检查，劳动

21、强度很大， 发现漏浆、跑浆时也很难及时通知井上的灌浆站，至于井下的漏浆、跑浆 更不易被发现，影响工作生产。方案二：灌浆注胶系统灌浆注胶系统是在浆液中加入胶体添加剂，可对粉煤灰或细砂土浆液 进行改性，提高浆液浓度，一般可使土水比为1:11:4,改善了传统灌浆不 足，提高浆液的利用率，并改善其防灭火效能，避免“溃水、溃浆”等次 生事故的发生。灌浆注胶的胶体防灭火技术具有：灭火速度快，安全性好， 火区启封时间短，火区复燃性低等优点。经上述方案比选，设计选用泥水比相对较小，灌浆效果好，防灭火性 能可靠，可有效避免“溃水、溃浆”等次生事故发生的方案二（灌浆注胶 系统）作为本矿井的灌浆防灭火方案。为了便于

22、调用大量浆液对有发火危 险区域进行高强度灌注，将自然发火危险消灭在萌芽状态，并方便管理，提高自动化程度，本矿井设计选用地面固定集中式多功能灌浆注胶防灭火 系统。.灌浆方法结合本矿井实际情况，设计采用埋管灌浆，进行随采随灌注的方法。这种方法具有简便、省管材等优点。具体操作为：沿回风顺梢在采空区预先铺好约8m的灌浆管，预埋管一端通向采空区，一端接 80m长的胶管, 工作面采空区放顶后立即开始灌浆，随着工作面的推进，用回柱绞车逐渐 牵引灌浆管进行下一次灌浆。另外，在采空区封闭前，应进行封闭灌浆。.灌浆参数的计算根据最新的煤矿防灭火规，本矿井井下灌浆量可采用以下公式进行 计算：QwiGWh(S 1M9

23、HLM式中：Qwi第i个工作面日灌浆量，m3/d;G一工作面日产煤量，取3636t/d;W一沿工作面布置方向灌浆宽度，取 140m;h一浆液覆盖厚度，取0.25m;S一土水比，根据本矿井开拓、开采系统、地理条件、运输距离等因 素，灌浆水土比确定为4:1;M一浆液制成率，0.9;p c一煤的密度，取1.32t/m3;H一工作面回采高度，取10.0m;L一工作面长度，200m;N一灌浆添加剂防灭火效率因子的数值，一般取12,设计取1.0;t一灌注时间，单位(h/d),设计每天灌浆8小时。3636 140 0.25(4 D 0.9 QWiZ则：1.32 10.0 200 1.0 8 =27.1 m

24、3/d本矿井井下共布置一个综放工作面，按照每天灌浆8小时计算，矿井计算灌浆量为214.7m3/d,设计灌浆量按240m3/d考虑。.灌浆工艺(1)打开供水阀门，开启清水泵，根据计划注浆的流量和浓度调整水量给胶体制备机与滤浆机通水一段时间；(2)使用装载机(推土机)把黄土从堆场加入到定量送料机料箱；(3)定量送料机会按已设定的输送量把黄土均匀送上带式输送机；(4)带式输送机把粉煤灰转运至胶体制备机上料架；(5)水与黄土均由上料架的导料漏斗处进入胶体制备机，胶体制备机把水与黄土混合、搅拌均匀制成浆液，并将浆液于15mm的颗粒通过刮渣板刮出(颗粒落入接渣池，积攒一定程度后由人工统一清运)，在胶体制备

25、机 出口管上方的悬浮剂添加装置加入悬浮剂，浆液与悬浮剂通过出浆管自流 进入滤浆机；(6)滤浆机将浆液与悬浮剂搅拌混合形成稠化胶体浆液，并将浆液于8mm的颗粒过滤后通过刮渣板刮出(颗粒落入接渣池，积攒一定程度后由 人工统一清运)，以免其在输浆管路中沉淀堵塞；其余合格浆液通过出浆管 自流进入缓冲池；(7)缓冲池稠化胶体浆液由渣浆泵送至井下注胶地点灌浆注胶防灭火系统工艺详见图6-2-1推土机菱的”汽车) 或辘送机*定量送料机悬浮剂S3逐冲池渔某机皮带输送也I图6-2-1灌浆注胶防灭火系统工艺系统图6,灌浆主要设备根据矿井小时灌浆量，及现有成熟的灌浆设备，设计选用1套MDC-30-60地面固动式灌浆注

26、胶防灭火系统，每套制备及灌浆能力为 30 60m3/h。在风井场地设有灌浆站，处理后的井下排水由加压泵自井下水处理站 调节沉淀间集水池压力供至灌浆站，与来土在胶体制备机混合，经过混合 搅拌的泥浆达到设计水土比后，经灌浆管道由回风立井加压供至井下进行 灌浆灭火。灌浆站设有灌浆车间一座，矩形，尺寸为 L XBXH=24mX 18.0mX 7.0m,地上布置。灌浆储料场挡雨棚一座，矩形，尺寸为LXBXH=27mX 18.0mx 5.0m,地上布置。主要设备及技术参数:(1)定量送料机型号：GD65X300 数量：1台最大送料量40m3/h 功率5.5kW电压380V(2)皮带输送机(配电子皮带秤)型

27、号：DT75数量：1套功率A 5.5kW(3)胶体制备机型号：ZLJ-30/60数量：1台功率18.5kW(4)滤浆机型号：LJ-30-60C数量：1台功率8.5kW(5)排污泵型号：WQ15-30-3输送量30-60m3/h电压380V制胶量30-60 m3/h电压380V滤浆量60m3/h电压380V数量：2台流量15m3/h功率3.0kW扬程30m电压380V。(6)矿用移动式防灭火注浆装置(井下使用)型号：ZHJ-5/1.8G数量：2台供水量5m3/h功率7.5kW压力1.8Mpa电压380V/660V注胶量5m3/h。(7)渣浆泵：2台(一用一备)流量 30-60m3/h功率 55k

28、W扬程120-210m电压380V灌浆管路选择井下灌浆取土方式采用机械取土。由取土场采土后，经汽车运至灌浆 站的储料场，并用铲土车送至胶体制备机与水混合、搅拌，制成设计水土 比后经滤浆机流入缓浆池，由渣浆泵通过 D159 X 8无缝钢管沿回风立井送 至井下灌浆点，管路采用“ L形”布置方式。灌浆管采用无缝钢管，卡箍式 柔性管接头连接方式。安全措施生产过程中，在灌浆前疏水和灌浆后防治溃浆、透水时，应采取以下 措施：(1)灌浆前应查明可能积水的地质构造，及时探放水，防止突水伤人。(2)灌浆时，都会有部分水脱出，可能会出现溃水、溃浆现象。应预留水或浆流淌的通道，防止采空区等部位大量积水，危及工作面安

29、全生产。(3)灌浆地点应预备好排水设施，一旦有大量涌水现象可及时排水。(4)做好大量突水时人员安全撤离和堵水等应急措施，做到防患未然， 万无，失。(5)俯采灌浆时要做好防止灌浆淅出水量涌入回采工作面的措施。(6)为配合井下灌浆防灭火的具体实施，在井下大巷两侧各留设了100m的隔离煤柱，在回采工作面巷道之间留设了 15-20m的隔离煤柱，保 证灌浆系统的顺利实施。(7)回采工作面应设置灌浆输水系统，灌浆析出水不能通过自流至井下 主水仓时，应通过设置的排水泵及时排至井下主水仓，确保施工和生产安 全。(8)设计在回采工作面停采线布置了预筑防火墙，同时设有工作面防火门等相关设置。二、注氮防灭火系统(一

30、)氮气防灭火氮气是一种既不自燃，也不助燃的惰性气体。近年来，随着国产制氮 设备的不断完善，氮气防灭火技术得到了迅猛发展，逐渐成为大型现代化 矿井的主要防灭火措施，并取得了良好的防灭火效果，故设计配备注氮防 灭火系统。(二)氮气防灭火系统主要技术参数.防灭火惰化指标根据煤矿安全规程的有关规定和我国制氮设备能力及其它矿井氮气防灭火的成功经验，本矿井注氮防灭火惰化指标选取为：注氮防火惰化，即注氮后采空区氧气浓度不得大于7%;注氮灭火惰化，即火区氧气浓度不大于 3%;注氮抑制瓦斯爆炸，其采空区氧气浓度指标小于 12%;注入的氮气浓度不小于97%,且气源稳定可靠。.防火注氮流量计算设计采用矿井防灭火规(

31、GB510782015)中回采工作面注氮量计算 公式进行计算。公式如下： G C2Q 60Qo-Cn C2-1式中：Qn一注氮流量，m3/min;Q0采空区氧化带的漏风量，取5m3/min 20m3/min ,设计取值5m3/min;C1采空区氧化带的原始氧浓度,可取 10%15%,设计取值15%;C2一采空区防火惰化指标，可取7%;CN注入氮气中的氮气纯度，97%。Qn 60 5.0则：0.15 0.076000.97 0.07-1 m3/h.防灭火注氮流量的选择根据矿井防灭火规（GB510782015）,制氮设备的选择宜按制氮总 量乘以1.21.5的富裕系数。本矿井井田煤层均为容易自燃煤层

32、，因此富 裕系数按1.5考虑，则综放工作面的防灭火注氮流量为 900.0m3/h,氮气纯 度为97%。（三）氮气防灭火方式.单纯灭火注氮矿井发生火灾后，将火区迅速封闭，再进行注氮灭火。这种方式由于 平常不注氮，可节约大量氮气。这种方式仅适用于发火次数少的矿井。本 矿井不宜采用这种方式。.以防火为主的连续注氮这种方式以注氮防火为主，平常需对工作面进行连续注氮。当工作面 发生火灾时，还可将工作面进行封闭，然后注氮灭火，这种方式防火可靠 性大，适用于火区下采煤或发火特别严重的工作面。采用连续注氮，将大 大提高注氮成本，本矿井不宜采用连续注氮方式。3.有发火征兆间歇注氮这种方式防、灭火兼顾，平常不注氮

33、，当工作面有发火征兆时才开始 注氮。采用间歇方式注氮，既可保证工作面安全回采，又可降低注氮成本， 减少投资。根据本矿井的特点，设计选用有发火征兆时的间歇注氮方式。（四）氮气防灭火系统目前国煤矿氮气防灭火系统主要有三种方式：地面集中式、地面移动式和井下移动式。井下移动式具有机动灵活、投资少等优点，故设计采用井下移动式氮气防灭火系统（五）制氮设备目前国生产厂家的制氮设备，按其配置方式可分为地面固定式（或地 面移动式）和井下移动式两大类。按其空气分离工作原理可分为碳分子筛 变压吸附和膜分离两种形式。按照制氮机组空气压缩机的冷却方式又可分 为水冷式和风冷式。制氮设备设置在矿井工业场地制氮站时，由于制氮

34、设备工作环境空气 比较洁净，冷却方式即可采用水冷，也可采用风冷，相对于放置在井下来 说，散热条件好，维护检修方便，有利于设备的使用寿命。碳分子筛变压 吸附型制氮设备由于作为空气分离材料的碳分子筛价格比较便宜，制氮设 备价格较低，对工作环境要求较为宽松，相对于膜分离而言较为适于井下 条件；碳分子筛分离装置压力损失小，耗电量较低，但占地面积较大。膜 分离制氮装置，分离膜价格贵，制氮设备价格较高，对工作环境要求比较 严格；耗电量较碳分子筛装置大，但占地面积较小。考虑到本矿井实际条件，为减少输送氮气管路漏气损失和管路沿程阻 力损失，设计确定选用井下移动式碳分子筛变压吸附制氮设备，并且为不 增加井下供水

35、量，节省制氮机组冷却用水的供给费用，冷却方式选用风冷 式。根据计算所需制氮设备氮气产量，井下共选用 3套DT-600/6型井下移 动式PSA碳分子筛变压吸附制氮装置，两台工作，一台备用。每套制氮装 置技术参数：氮气产量：600Nm3/h氮气纯度：97%输出压力：0.6Mpa装机功率：185kW额定电压：660V冷却方式：风冷机组外型尺寸：（4.0X 4）x 1.4X 1.95m制氮设备放置于靠近回采工作面运输巷道口的带式输送机大巷和回风大巷的联络巷，通过输氮管路将氮气送至采煤工作面。 制氮设备按每服务3 个工作面后移动一次考虑。（六）氮气输送管路回采工作面氮气输送管路管径按照其输送距离最远点压

36、力损失不超过0.1MPa计算确定，计算氮气输送管路径93.56mm,氮气输送管路选用0 108 X 4无缝钢管，沿工作面辅助运输巷底板铺设一趟。 氮气输送管路及管件均 应做防腐处理。（七）其它注意事项根据现行煤矿安全规程第 271条规定，有能连续监测采空区气体 成分变化的监测系统；采用氮气防灭火时，必须有固定或移动的温度观测 站（点）和检测手段。三、阻化剂防灭火设计综合考虑，确定采用阻化剂雾化方式。根据目前一些生产矿井的试验分析及实际使用情况，MgCI2和CaCI2阻化的效果相差不大，数值接 近，故设计确定药剂采用 MgCI2或者CaCI2。阻化剂灭火的雾化系统，根 据其贮液形式与阻化剂发射泵

37、位置，通常分为移动式、半永久式和永久式 三种。设计根据井下辅助运输方式、回采工艺等，采用移动式系统，将药液 箱与发射泵放在平板车上与工作面移动变电站、泵站一块布置，排液干管 采用高压胶管到工作面，然后接三通和高压软胶管与雾化器相联接。该系 统由贮液箱、吸液管、发射泵、排液管（输液干管和毛细支管）、压力表、 阀门开关、三通及雾化器和喷嘴组成。（一）阻化剂溶液浓度根据目前一些矿井调研及实验结果证明，药剂浓度越大，防灭火效果 越好，但吨煤成本也将提高。一般使用浓度为1020%能满足防灭火的要求。超过20%,阻化效果提高不大，而成本将大幅度增高。设计综合本矿 井煤层特点和开采方法等，初始选用15%的浓

38、度，根据使用实际效果，最后选定经济合理的浓度参数。（二）阻化剂溶液用量设计采用矿井防灭火规（GB510782015）中阻化剂喷施量计算公式 进行计算。公式如下：V=Qy , tj , p c , L , H , S式中：V日喷雾量，m3/d;Qy吨煤用?量，可取 0.04 m30.06 m3,设计取值0.05 m3;-工作面丢煤率（）;S工作面日进度（m）,取值2.4m;L工作面长度（m）,取值200m;H工作面采高（m）,取值3.5m。经计算得：工作面V=8.4m3/d。本矿井井下布置一个综采放顶煤工作面，井下阻化剂溶液用量计算为 8.4m3/d。根据雾化（喷洒）工艺设计，全矿每天均在检修班

39、雾化（喷洒） 一次，故矿井每天消耗阻化剂溶液18.9m3,约19.8t;当采用浓度为15%溶 液时，药剂量4.0t/d,当采用MgCl2时，卤块（卤液）中结晶水含量达到 50%以上时，需药剂原料8t/do（三）设备选择根据阻化剂用量及开采条件，每个回采工作面设备选型如下：贮液箱：选用1个5.0m3贮液箱。发射泵：选用1台XRB-50/12.5型高压泵。流量为50L/min,工作压力 12.5MPa。排液管：干管设计选用0 50mm高压胶管，毛细支管设计选用0 25mm 高压软胶管连接干管和雾化器或喷嘴。胶管耐压要求不小于7MPa。三通：设计选用K型三通，分别与干管和支管相配套。阀门开关：设计在

40、干管与支管中分别配置阀门开关控制系统中的每个 雾化器和喷嘴压力表：设计在系统中安装压力表，压力围 0100kg/m3。雾化喷嘴：设计选用III型雾化喷嘴。四、其它预防措施.服务年限长的煤巷均采用喷硅、铺底全封闭支护。.工作面采完后立即进行封闭。.在井下所有进回风相交处均设有双向双道风门，在需调节风量处设 有调节风门。.巷道布置考虑了全矿井反风及局部反风。.井下按有关规定设置温度和CO探头，对火灾进行预测。第六章矿井工作面重点区域防灭火技术方案一、工作面开切眼防灭火方案（一）对切眼附近煤壁压注阻化剂。（二）加快工作面设备安装速度和工作面初始推进速度。（三）开切眼埋管注氮气。（四）开切眼埋管采后注

41、浆。（五）在工作面回风顺梢预埋束管取样分析采空区的气体变化和采空 区浮煤自燃性预测。二、工作面推进速度减慢时的防灭火方案（一）在工作面进回风隅角挂设风帘，减少采空区漏风。（二）在顺梢隅角堆积砂袋，建立防火隔离墙，间距应小于100m。（三）在工作面喷洒汽雾阻化剂。（四）采空区埋管注氮气。（五）有条件时，可从相邻巷道向采空区打钻注浆处理。三、工作面停采前、撤架期间及封闭后的防灭火方案（一）工作面离设计停采线60m时，即开始在工作面喷洒汽雾阻化剂。（二）工作面离设计停采线 40m时，沿顺梢在采空区中预埋注氮气管 路。（三）工作面停采时，对采空区实施注氮防火。（四）工作面停采期间，降低工作面风量（约正

42、常风量的一半）。（五）加快工作面设备撤出速度，应在停采后一个半月工作面设备全部撤完，并完成封闭。（六）在撤架的过程中，加强停采线回风流气体、温度监测和自燃危 险性预测。（七）经检查或预测，确有自燃危险性时，在危险区域架间布置钻孔， 注胶防火处理。（八）工作面停采设备全部撤出后，在停采线以外的顺梢合适位置建 立主密闭，并留设观测孔和注浆管路。（九）对封闭区进行注浆处理。（十）定期检测密闭的气体、温度状况，至少每周检测一次密闭的气 体情况，发现一氧化碳气体时，要取样进行色谱分析。（十一）采取均压措施，减少停采线漏风，防止停采线浮煤自燃。第七章矿井外因火灾防治措施及装备煤矿外因火灾主要包括明火火灾、

43、电气火灾、爆破火灾、瓦斯、煤尘燃 烧或爆炸引起的火灾以及摩擦火灾等几种，且尤以电气火灾和带式输送机 火灾更为严重。一、电气事故引发的火灾防治措施及装备电气火灾是指由于电火花、电弧以及异常高温的导电部分所引起的可 燃物的燃烧。（一）电气火灾产生的主要原因.导线灼热，其温度超过允许值，致使引燃电缆，发生火灾。.电网中导电部分各元件接触不良，引起接触电阻增大，当电流通过 时，接触点会产生很高温度而导致火灾。.变压器油吸水，使其绝缘水平下降，易使一些电气设备产生电弧和 相间短路，引发火灾甚至爆炸。.井下电气设备上覆盖物品，使设备散热不良，温度升高易引发火灾。.保护装置失灵，起不到应有保护作用，也会引发

44、电气火灾。.设备、电缆等阻燃性差。（二）电气火灾的防治措施及装置.设置专职技术人员，检验和整定供电系统中的各级继电保护，使之 灵敏、快速、可靠。.装设完善的各种保护装置。电气设备防爆性能必须达到煤矿安全 规程要求，过电流、漏电、过负荷和欠压释放等保护装置齐全，灵敏可 靠；井口和井下电气设备必须有防雷击和防短路的保护装置。.井下合理正确使用、选择和安装电气设备及电缆。所有电气设备保 护必须定期校验，定期检查接地极、接地线和接地母排，摇测接地电阻， 确保灵敏可靠。.井下照明灯必须有保护罩。.电气设备与电缆连接处接触良好，并经常检查和修理。操作电气设 备要一人操作，一人监护，操作者要穿绝缘靴或站在绝

45、缘台上，并戴上绝 缘手套。在电气设备运行时，操作高压柜严禁带负荷拉刀闸或人力摇出开 关柜隔离小车。.保证变压器油的绝缘性能和耐压性。井下严禁存放汽油、煤油和变 压器油，使用过的棉纱、布头、纸和润滑油等必须存放在盖严的铁桶，并 由专人定期送地面处理。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或碉室。.利用矿井监测装置，加强矿井火灾的实时监测。.机电碉室及机电设备安装地点应备有灭火器材，其数量、规格和存 放地点见附表二；所有机电碉室、火药库都必须至少存放 0.2m3的灭火砂; 必须定期检查灭火器材，并及时更换。所有井下工作人员都必须熟悉灭火 器材的使用方法，并熟悉本职工作区域灭火器材的存放地点二、带式输送机火灾防

46、治措施及装备（一）矿井带式输送机选用的阻燃输送带、托辑及滚筒的非金属材料 零部件应满足MT668-2008标准要求。（二）井下带式输送机电动机、制动器、拉紧装置等胶带机电器元部 件均为防爆型。液压油采用阻燃介质。（三）矿井带式输送机必须设有自动洒水灭火装置，水源应取自井下 消防洒水系统，防滑、防跑偏等防护设施和烟雾报警、自动洒水等安全设 施必须齐全、灵敏可靠。（四）带式输送机按要求配备灭火器材，其数量、规格和存放地点见 附表二（五）带式输送机维护保养等，严格按操作规程工作，并做好记录， 事故处理按紧急预案处理。三、矿井提升机房火灾防治措施及装备（一）提升机房绝缘用具齐全，定期检验。（二）提升机

47、房配备足量的灭火器材、砂箱、防火锹，并有消防管路, 提升机司机必须学会使用灭火器材。（三）提升机房严禁吸烟，外来人员严格控制，必须按要害部位管理 制度执行。（四）提升机房卫生要认真清扫，杜绝卫生死角。（五）提升机房值班人员要认真巡回检查，发现焦糊味、放电声、异 响或其它异常情况，要及时汇报工区及调度值班人员并记录。（六）所有提升机司机要严格按规程作业，遵章守纪，杜绝“三违”四、其他外因火灾防治措施及装备（一）严格井口检身制度，严禁携带烟草和点火物品下井；工业广场的主井、副井、混合井、中央风井、白马河风井井口附近20m严禁烟火；井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。（二）井筒与各水平的连接处及井底车场

48、，主要绞车道与主要运输巷、 回风巷的连接处，井下机电设备碉室，主要巷道带式输送机机头前后两端 各20m围，都必须用不燃性材料支护。（三）井下火药库、机电碉室、材料库、工具房、井底车场、单轨吊 充电室、使用胶带输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道 中，都应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点见附表二；所有机电碉 室、火药库都必须至少存放0.2m3的灭火砂；必须定期检查灭火器材，并及 时更换。所有井下工作人员都必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本职 工作区域灭火器材的存放地点。（四）井下从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须严格执行煤 矿安全规程第254条的有关规定，并制定严格的安全措

49、施，报有关领导 批准。严格按制定的安全措施组织施工。（五）井下必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷 管，严禁使用产生火焰的爆破器材和爆破工艺。（六）矿井木料场距离主、副、混合井井口均不得小于 80m井架和井 口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。（七）矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系 统应敷设到采掘工作面，每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道 中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于 200m 的水量。（八）主井、副井、混合井井井口应装设防火铁门，防火铁门必须严密 并易于关闭，打开时不妨碍提升、运输和人员通行，

50、并应定期维修；（九）井下使用的汽油、煤油必须装入盖严的铁桶，由专人押运送至 使用地点，剩余的汽油、煤油必须运回地面，严禁在井下存放。井下使用 的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶。用过的棉纱、布 头和纸，也必须放在盖严的铁桶，并由专人定期送到地面处理，不得乱放 乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或碉室。（十）井下清洗风动工具时，必须设置专用碉室，并必须使用不燃性 和无毒性洗涤剂。（十一）井下爆炸物品库、机电设备碉室、检修碉室、材料库的支护 和风门、风窗必须采用不燃性材料。（十二）井上、下必须设置消防材料库，消防器材配备见附表，每季度 应对井上、下消防管路系统，防火门，消防材料库和消防

51、器材的设置情况 进行1次检查，发现问题，及时解决。（十三）井下发生火灾，使用凝胶、阻化剂及进行充填、堵漏、加固用 的高分子材料灭火时，应对其安全性和环保性进行评估并制定安全监测制 度和防措施。（十四）矿井每年进行一次矿井反风演习，提高矿井抗灾救灾能力。第八章矿井井下消防洒水系统一、井下消防洒水系统1,水源及水处理设计井下消防洒水全部取自处理后的井下排水。井下排水中主要是含有悬浮物、油类等。结合目前国处理工艺、设备 的发展情况、操作管理水平、经济效益等因素综合考虑后，设计采用混凝 沉淀、上浮、过滤、消毒工艺处理井下排水。矿井井下排水由井下主排水泵加压后由回风立井排出，利用余压流至 风井工业场地的

52、井下水处理站调节沉淀池，同时在调节池进水管中加入碱 式氯化铝，具投加量为1320mg/L,经混合、反应、沉淀后，出水一部分 由灌浆供水泵提升供给灌浆用水，另一部分由污水提升泵压力供至综合水 处理间的高效斜板沉淀器，在水泵吸水管中，加入碱式氯化铝，具投加量 为1320mg/L,经混合、反应、上浮、沉淀后，出水自流进入中间水池， 然后由过滤器供水泵提升至重力无阀过滤器进行过滤，过滤后的清水进入 复用水池，并投加CIO2消毒剂用以去除水中嗅、色及大肠菌群。处理后水分别用于风井场地消防用水，部分水量经转输水泵加压送至 主井场地生产及井下消防洒水水池，用于井下消防洒水，剩余水量排至市 榆阳区煤矿疏干水综

53、合利用项目进行综合利用。调节沉淀池污泥由泥浆泵提升进入污泥浓缩池，高效斜板沉淀器的排 泥（渣）均进入污泥池，由污泥渣浆泵将泥提升至污泥浓缩池，浓缩后的污泥再由污泥螺杆泵提升至浓缩压榨一体化污泥脱水机，在污泥脱水前加 入聚丙烯酰胺，经混合后进入污泥脱水机，经浓缩脱水后，污泥含水率在 80%Z下，然后用汽车运出厂外处置。.水量井下消防流量为7.5L/S , 一次火灾延续时间按6h计，一次火灾用水量 为162m3固定灭火装置流量为7.5L/S , 一次火灾延续时间按2h计，一次 火灾用水量为54m3上述两部分消防水量（216m3贮存于主井工业场地井 下井下消防水池。经计算，井下消防洒水用水量为 12

54、03.3m3/d。.水质井下消防洒水采用处理后的井下排水。经过处理的井下水水质可以满 足悬浮物含量不超过30mg/L、悬浮物粒度不大于0.3mm PH=6 9、大肠菌 群不超过3个的井下消防洒水水质要求。.水压井下消防洒水水压由设于井下水处理站的井下消防洒水变频供水设备 保证保证，井下消防洒水给水系统最不利点要求水压 0.35Mpa,各用水点的 接管压力在0.5MPa围。.给水系统井下消防、洒水与生产用水管道合用。处理后的复用水自风井场地引 入一趟DN200T用环氧树脂涂层复合钢管（基管为螺旋缝焊接钢管），供至 主井工业场地井下消防洒水池。井下消防洒水管路从井下消防洒水水池沿主、副斜井井重力送

55、至井下各用水点6,用水点装置在工作面进、回风巷口、变电所等机电碉室入口、胶带输送机机头等重点保护区域及井下交通枢纽的 15m以设置消火栓，在运输大巷、工作面 运输巷每隔50m设置一个消防给水栓，在辅运大巷、回风大巷每隔 100m殳 置一个消防给水栓，以保证灭火需要。井下消防洒水管网为枝状布置，供水管采用焊接钢管，卡箍式连接。井下按照规的有关规定，在井下水泵房、变电所和其它机电设备碉室等不宜用水灭火的地方，均配有一定数量的灭火器材，以便及时处理发生 的火灾，保障安全生产需要。第九章 防火构筑物及井上、下消防材料库一、井下防火构筑物.防火门在矿井进风的副斜井井口装设防火铁门，防火铁门必须严密并易于

56、关闭，打开时不妨碍提升、运输和人员通行，并应定期维修。主斜井装备胶带提煤，井口不设防火铁门，但设有有效的安全措施，防止烟火进入矿井，如井口设烟雾传感器、温度传感器，对烟雾和明火进 行监测，设自动喷雾装置等。在主排水泵房及主变电所与井底车场巷道相连的通道设有密闭门和防 火栅栏两用门，在主排水泵房和主变电所之间设有防火栅栏两用门，在井 下盘区变电所等通道设置防火栅栏两用门。.防火门墙井田3号煤层为容易自燃煤层，设计在工作面巷道与大巷连接入口处 附近设置防火门墙及防火门碉室。若工作面发生火灾，便于及时封闭工作 面。该防火门墙距离停采线25m设置500m福的混凝土墙，墙的四周有掏 梢，当发生火灾时，采用包有铁皮的阻燃挡板插入掏梢，达到及时密闭火 区的作用。.采区和工作面密闭随工作面推进，已采的工作面采空区与大巷之间必须设置密闭，以防 止采空区煤层自燃。二、井上、下消防材料库根据煤矿安全规程的有关规定，井上、下均设有消防材料库，井 上消防材料库设在矿井辅助生产设施区与材料库棚联建，无轨胶轮车可直 达消防材料库，材料装车后，可直达井下各个工作面。井下设有消防材料