大金禾煤业防灭火专项设计

目录TOC\o"1-6"\h\z\u1、设计目的 32、煤层的自燃预防措施 32.1开拓开采方面的措施 42.2通风方面的措施 42.3监测方面的措施 43、防灭火方法 43.1煤层自燃监测方面的措施 54、防灭火方法 114.1对采空区进行预防性灌浆 115.0阻化剂防火技术 215.1阻化剂防火原理 215.2阻化剂选择 225.3阻化剂浓度确定 225.4阻化剂防火系统选择 226.0井下外因火灾防治 396.1电器事故引发的火灾防治措施及装备 396.2防止井下爆破引发火灾 526.3空压机的防火与防爆措施 546.4井下防火构筑物 557.0职工消防培训 57前言山西平陆大金禾煤业有限公司位于平陆县三门镇徐滹沱村附近。行政区划属平陆县三门镇管辖。根据山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室文件（晋煤整合办核［2006］74号）《关于运城市平陆县等两个非主要产煤县<煤炭资源整合有偿使用工作方案>的核准意见》以及山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发〔2009〕48号“关于运城市平陆县（部分）和垣曲县煤矿企业兼并重组整合方案的批复”。该矿由平陆县大洼煤矿和原三门煤矿及部分新增区资源兼并重组整合而成，核准矿井名称为山西平陆大金禾煤业有限公司，2011年11月7日山西省国土资源厅颁发新采矿许可证（证号：C1400002009111220043786），批准开采9号－11号煤层，井田面积3.0053km2，矿井能力0.60Mt/a。06年两个矿井的瓦斯鉴定结果（如表），瓦斯相对涌出量为1.82～8.93m3./t，瓦斯绝对涌出量为0.22～0.62m3/min，历史上未发生过煤尘、瓦斯突出和爆炸事故，为低瓦斯矿井。历年瓦斯鉴定结果汇总表表2-5-1矿井鉴定年份瓦斯相对涌出量（m3/t）瓦斯绝对涌出量（m3/min）二氧化碳相对涌出量（m3/t）二氧化碳绝对涌出量（m3/min）鉴定级别平陆县大洼煤矿20051.820.221.820.22低20062.520.383.110.47低三门煤矿20058.930.628.930.62低2006低根据平陆县大洼煤矿和三门煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果，该矿井当生产能力达到600kt/a时，设计计算矿井绝对CH4涌出量按0.62m3/min，矿井绝对CO2涌出量按0.62m3/min计算，矿井为低瓦斯矿井。井田内9、10号煤层无煤尘爆炸性，11号煤层具有煤尘爆炸性，9号煤层为容易自燃煤层，10、11号煤层为自燃煤层。为了贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想，提高矿井的防灭火能力，特进行矿井防灭火专项设计。1、设计目的1.1为认真贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的安全生产方针，提高我矿的本质安全程度和安全管理水平，控制我矿建设后续项目和煤矿生产中的危险、有害因素，降低煤矿生产安全风险，预防事故发生，保护煤矿从业人员的健康、生命安全及财产安全。1.2为了能合理有效的控制自燃煤层发生自燃事故，降低事故的发生概率，提高职工的生命财产安全和煤矿安全的可持续发展。2、煤层的自燃预防措施2.1开拓开采方面的措施2.11运输下山、轨道下山、回风下山布置在煤层内，采用锚网喷、锚索联合支护，机电硐室采用锚网喷、现浇混凝土支护。2.12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然发火。2.13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。2.2通风方面的措施2.21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。2.22回采工作面采完后及时构筑密闭墙，加强对采空区的密闭管理。2.3监测方面的措施2.31矿井配备DMH型胶带机硐室自动灭火系统，系统通过地面总站，对接收到的井下数据进行处理，显示测点报警信息。从而对主要运输下山的带式输送机发火进行不同阶段监测预报。2.32回采工作面上隅角、掘进工作面、瓦斯检查员、班长配备便携式一氧化碳检测报警仪。3、防灭火方法该矿10、11号煤层属于自燃煤层，根据地方煤矿特点及防灭火经验，矿井自燃火灾防治系统及措施：主要配置KYSC-1型矿井移动式束管采样系统、GC950型火灾气体色谱分析系统对煤层自然发火进行采样监测；建立阻化剂防灭火、采空区灌浆防灭火、凝胶防灭火系统、氮气防灭火系统。3.1煤层自燃监测方面的措施煤层自燃火灾监测与早期预报是矿井火灾预防与处理的基础，是矿井防灭火的关键。只要能够准确、及时地对煤层自燃火灾进行早期预报，就能有的放矢地采取预防煤层自燃火灾的措施，从而避免自燃事故的发生。对于煤层火灾的预测预报而言，采样监测技术是至关重要的。目前，煤层火灾的监测主要有矿井火灾束管采样监测系统、煤矿安全监控系统和人工检测三种手段。3.11束管监测地面固定式矿井火灾束管监测系统是借助束管将矿井井下各测点的气体经抽气泵负压抽取、汇总到指定地点，在借助气相色谱检测装置对束管采集的井下气样进行分析，实现对CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、O2、N2等气体含量的在线监测，其监测结果在以实时监测报告、分析日报等方式提供数据的同时，亦可自动存入数据库中，以便今后对某种气体含量的变化趋势分析，从而实现对矿井自燃火灾的早期预报。安全监控系统可以连续监测CO、CO2、O2等环境参数，根据这些环境参数的变化进行煤层火灾的预报。3.12人工检测人工检测一直作为煤层火灾的主要监测手段，人工气体监测主要采用O2、CO、CH4等便携式气体分析仪，由人工直接在各测点进行气体检测，并定期采用气袋取气样，送地面进气相色谱分析，给出气体的成分和浓度，以此判断煤层发火程度。该法适用性强、投入设备少，简单易行，但人工取样工作量大，间隔时间长，不能连续实时进行检测。山西省安全工程技术研究中心开发的与该采样系统配套的GC950型煤矿专用火灾气体色谱分析系统，该系统采用日本岛津技术，具有性能稳定、功能齐全、自动化程度高、重复性好、灵敏度高等优点，克服了传统的色谱仪氮气和氧气分离效果差，不能测氢气等缺点；该系统能测定H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C2H2等9种气体，实现了测定氢气这一重要火灾气体，对于指导矿井火灾的治理具有重要的参考价值；采用三气路六通阀定量管进样，配TCD、双FID及镍转化炉，四通道采样分析，一次进样5分钟内完成所有气体分析；检测器均采用单元化设计，先进制造工艺，具有灵敏度高、噪声低、线性范围宽等特点；工作站功能强大、性能稳定，直观、简单、易学。1)KYSC-1型束管采样系统组成该系统既具有原束管系统的功能，又克服了原束管系统的一些不足。系统经济适用，维护方便，适用于中小型矿井自然发火的预测预报，也适用于大型矿井高产高效工作面的自然发火预测预报及火灾治理过程中火灾信息的连续检测。该系统由以下三部分组成：(1)抽气束管；(2)抽气泵；(3)采样柜；(4)气水分离器。1.水位计2.压力控制阀3.出气口4.压力表5.连接法兰6.连接管道7.皮管8.水泵出气口9.水泵进气口10.皮管11.负压表12.流量计13.八路控制开关14.气体采样口15.出水口图3.11采样系统连接图2)KYSC-1型束管采样系统技术参数1)供电电压：660V／380V；2)功率：4kW；3)供水量：1m3/h；4)抽气量：1.35m3/min；5)负压：－0.087MPa；6)抽气距离：5000m。3)GC950型煤矿专用色谱分析系统技术特点和参数图3.11煤矿专用气相色谱分析系统配置简图3.11煤矿专用色谱分析系统连接示意图主要特点①该仪器采用日本岛津技术，具有性能稳定、功能齐全、自动化程度高等优点；②可以测定H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2共9种气体；③选用氩气作载气，实现了测定氢气这一重要火灾气体，对于指导矿井火灾的治理具有重要的参考价值；④采用三气路六通阀定量管进样，配TCD、FID及镍转化炉，从而排除了各组分之间的互相干扰，使重复性、灵敏性和准确性更好；⑤CO、CO2及烃类测定采用分时进样，双柱并联共用FID的流程，从而避免了分流进样造成最低检测浓度达不到煤矿安全要求的不足，同时通过进样时间的控制，可以缩短总的分析时间，减轻分析人员的工作量；⑥内置不锈钢丝网过滤膜，从而避免了煤矿气体粉尘较多容易堵塞管路的问题；⑦检测器均采用单元化设计，先进制造工艺，具有灵敏度高、噪声低、线性范围宽等特点；⑧工作站功能强大、性能稳定，直观、简单、易学。设有六种定量方法(归一法，内标，外标，修正归一法，带比例的修正归一法，指数法)，可实现任意多点标样校准，任意多点校准平均，直观显示校准曲线；灵活的峰识别和处理能力，适应各类色谱分析应用。技术参数①最小检测浓度：H2≤5ppm；CO、CO2≤2ppm；烃类≤0.1ppm②尺寸：宽606mm×高450mm×深450mm③重量：～42Kg④电源：200V、50HZ、2100W⑤热导检测器(TCD)结构：半扩散式、四臂铼钨丝；电源：恒流控制方式；灵敏度：≥1500mV·ml/mg(正十六烷)；噪声：≤0.03mV；飘移：≤0.1mV/30min⑥火焰离子化检测器(FID)结构：圆筒形收集极、石英喷口；检测限：1×10-11g/s(正十六烷)；噪声：≤5×10-13A；飘移：≤5×10-12A/30min⑦柱箱温度范围：10～399℃(增量为1℃)；控温精度：±0.1℃；可由键盘设定过热保护值⑧检测器温度范围：10～399℃(增量为1℃)；控温精度：±0.01℃(TCD)和±0.1℃(其它)；可由键盘设定过热保护值⑨工作站高精度：USB接口，24位的高精度A/D，分辨率±1uv输入通道电平范围：外置数据采集盒，输入通道2个。-1v至+1v(可扩展±2V)

采样频率：6、12、25、50次/秒

动态范围：106(1μv为最小单位)

积分灵敏度：1μv·sec(即面积的个位数)。

线性度：<±0.1%

重现性：0.06％4)井下监测方案⑴测点布置方案①选定一工作面在进回风顺槽按一定间距布置束管采样器，测定采空区范围大约距工作面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，待距工作面最远测点进入采空区150m后，即可结束观测，测点布置如图3.14、图3.15所示。（两者根据情况选一种）采空区采空区开切眼停采线采空区束管采样泵束管采样点3.14单巷布置工作面测点布置图采空区采空区开切眼停采线联络巷采样泵束管采样点采样束管图3.15双巷布置工作面测点布置图②工作面正常封闭后，在进、回风侧密闭分别设观测孔，并在密闭内各布置一个测点，测点布置如图6-2-7所示，对于与采空区相连(尤其是与火区相通)的闭墙内也应设置测点进行监测。采空区采空区开切眼停采线采样束管采样泵图6-2-7工作面封闭后测点布置图⑵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、H2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。为了检测全矿井的一氧化碳情况，矿井配备便携一氧化碳检测报警仪，数量不少于便携瓦检仪的三分之一，共配备？台。4、防灭火方法4.1对采空区进行预防性灌浆《煤矿安全规程》规定，开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落空洞等孔隙采取预防性灌浆等防灭火措施。预防性灌浆就是将水、浆材按适当比例混合，配制成一定浓度的浆液，借助输浆管路输送到可能发生自燃的区域，用以防止煤炭自燃，是使用最为广泛、效果最好的一种技术。4.11灌浆系统目前灌浆使用的浆液的制备主要有水力制备和机械制备两种方法。水力制备是利用高压水枪冲刷松散的粘土层使水土混合形成泥浆，是一种操作较为简单的制浆方式，但浆液浓度难以保证，防火效果差；机械制浆是按照一定的比例将制浆材料和水送入搅拌池，经搅拌机搅拌，输入注浆管路送至井下，但目前的灌浆系统普遍存在易堵管、输浆力度小、浆材要求高、投资大等不足。山西省安全工程技术研究中心开发的KDZS-1型多功能煤矿防灭火灌浆系统选用移动式轻型设备、多组浆池协同灌浆、远距离输浆等特点，经过滤后有多个输浆出口，可用黄土、粉煤灰等多种灌浆材料，具有设备简单、投资少、建设速度快、输浆力度大、防冻等优点。本次设计在风井场地设KDZS-1型多功能煤矿防灭火灌浆系统一套，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浆液。在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。灌浆站建设：风井场地建2个搅拌池和1个注浆池(注浆池设在较低的水平)，池深和直径均为2m，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口，在浆液流入注浆池前设双层过滤筛子(孔径为10mm)，搅拌池及注浆池侧面设800mm×800mm×2000mm下液泵坑两个，各安设离心式液下泥砂泵2台。灌浆站布置如图4.11所示。图4.11灌浆站布置示意图4.12灌浆方法预防性灌浆方法有多种，根据采煤与灌浆先后顺序关系可分为：采前预灌、随采随灌和采后灌浆。采前预灌就是在煤未开采之前即对煤层进行灌浆，适用于老空区过多、自然发火严重的矿井；随采随灌就是随着采煤工作面推进的同时向采空区灌浆，主要有钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆，能及时将顶板冒落后的采空区进行灌浆处理；采后灌浆就等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆。为了保证及时、简便处理处理自燃隐患，设计采用埋管灌浆法。采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管(一般预埋10～20m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，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。55321464.12埋管灌浆示意图1-预埋注浆管；2-高压胶管；3-灌浆管；4-回柱绞车；5-钢丝绳；6-采空区(3)灌浆参数的选择①浆液的水固比选择泥浆的水固比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中水与固体浆材的体积之比。水固比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的水固比越小，则泥浆浓度越大，其粘度、稳定性和致密性也越大，包裹遗煤隔离氧气的效果也越好，但同时流散范围也越小，输浆管路容易堵塞；水固比大，则输送相同体积的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好，矿井涌水量增加，在工作面后方采空区灌浆时容易流出而恶化工作面环境。浆液的水固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，一般情况下为4:1，冬季为5:1。②日灌浆所需浆材量式中Q材——日灌浆所需浆材量，m3/d；m——煤层采高，m；L——工作面日推进度，m；H——灌浆区倾斜长度，m；C——回采率，%；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，一般取0.05～0.15。③日制浆用水量式中Q水1——制浆用水量，m3/d；δ——水固比。④日灌浆用水量式中Q水2——日灌浆用水量，m3/d；K水——用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数.一般取1.10～1.25。⑤日灌浆量式中Q浆1——日灌浆量，m3/d；M——泥浆制成率，取0.88；⑥小时灌浆量式中：Q浆2——每小时灌浆量，m3/h；n——每日灌浆班数，班/d；t——每班纯灌浆时间，h/班。⑦每小时最大灌浆量考虑到今后生产规模扩大和煤层发火不确定等因素，灌浆主管路按目前所需能力的1.5倍设计，则每小时最大灌浆量为：式中：Q浆max——每小时最大灌浆量，m3/h。需要说明的是：灌浆系统的灌浆系数、水土比等各项参数在实际生产中必须根据煤层发火情况、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实验确定，以确保灌浆效果和生产的安全。⑧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。(4)灌浆材料的选择①颗粒要小于2mm，而且细小颗粒(粘土：≤0.005mm者应占60～70％)要占大部分。②主要物理性能指标比重为：2.4～2.8t/m3塑性指数为9～11(亚粘土)胶体混合物(按MgO含量计)为25～30％：含砂量为25～30％，(颗粒为0.5～0.25mm以下)容易脱水和具有一定的稳定性。③不含有可燃物目前常用的灌浆材料有黄土、粉煤灰等。与黄土相比，粉煤灰的粒度较粗，但体积密度小。就注浆灭火而言，粉煤灰质轻，颗粒表面具有一定光滑度，容易搅拌成浆，便于管道输送。注入火区后流动性、稳定性较好；粉煤灰具有一定的火山活性，其密封性能较好；粉煤灰亲水性差，粒度又大于黄土，注浆后浆体达到静态时脱水快，并随着水的泄流带走一部分热量。因此粉煤灰用于注浆灭火，可以起到隔绝、包裹、降温作用。另外，使用粉煤灰，既处理了废料，又有利于环保。(5)灌浆管路的选择①灌浆管路布置回采面采空区是该矿灌浆重点区域，因此，灌浆主管路应针对回采面进行铺设，其它地点的灌浆，则根据需要从主管路上分叉连接。从风井由地面灌浆站铺设一趟管路至回采面，管路铺设路线为：地面灌浆站→副平硐→回风下山→10101工采面回风顺槽→工作面 ②灌浆管道主要灌浆干直径是根据管内泥浆的流速来选择。在设计中，泥浆给定后，先确定泥浆在管道中流动的临界流速，再求出泥浆的实际工作流速，使之大于临界流速即可。实际工作流速：式中：v——管道内泥浆的实际工作流速，m/s；Q浆max——小时灌浆量，m3/h，d——管道内径，m。取108mm该实际工作流速处于临界流速最大值(泥浆钢管的临界流速通常为1～4m/s)，可满足工程需要。地面灌浆管道一般选用铸铁管；井下灌浆管道采用无缝钢管，其钢管直径取108mm；支管直径取75mm；；工作面管道直径取4寸胶管。(6)制浆的主要设备见表4.2.1，灌浆系统布置如下图4.2.2所示：至钻孔至钻孔注浆泵滤网搅拌池搅拌器水管注浆池潜水泵输浆管料场至钻孔图4.2.2灌浆系统布置示意图表4.2.1灌浆设备一览表序号设备名称设备型号单位数量1潜水泵ZBA-6B台22泥浆搅拌机自制台33减速器台34下液式泥浆泵80NYl50-20J台65无缝钢管D108×4.0米6无缝钢管D75×4.0米74寸胶管DN100米8供水管(软管)φ30米灌浆系统路径：地面灌浆站-回风斜井-井底大巷-10煤回风下山-回采工作面轨道顺槽-工作面黄泥灌浆系统见图A1896-175-01～02。4.3灌浆疏水系统及预筑防火墙4.3.1疏水系统灌浆前后要严密观测采空区涌水量大小情况，如确定采空区内有较大积水区域或较大水量，可能威胁到工作面安全生产，则必须采用适当疏水措施。疏水措施应根据煤层产状、工作面采煤方法及回采方式、采空区内积水区位置、预测水量大小、工作地点排泄水设施、设备能力综合考虑，并应符合井下防治水的有关要求。对于采空区积水，可采用探水钻施工疏水钻孔或通过密闭上预留的放水孔疏放，也可以通过临近顺槽施工疏水钻孔或顺槽间联络巷内密闭上的放水孔排水。从采空区疏放出的积水，通过顺槽内水沟排到大巷水沟（或流入顺槽集水坑，通过水泵外排），后排入井下水仓。疏水系统设施设备主要有：水沟、集水坑、密闭墙、排水管路、探水钻机及配套设备、小水泵等。4.3.2预筑防火墙矿井为防止采掘工作面自然发火及采空区发火，需设置防火墙及预留防火墙位置。采煤工作面回采结束后，须及时砌筑永久性封闭。井下发生火灾不能直接灭火时，必须砌筑防火墙，封闭火区。井底设消防材料库，内有足量砌筑防火墙材料，并备有专用车辆，材料可直接运往井下各使用地点；另外，也可在采区内适当地点设临时材料储备硐室，内置砌筑防火墙的材料。预筑防火墙的位置：①回采工作面顺槽：进风顺槽内应设在工作面停采线外部，距离不小于大巷保安煤柱尺寸，且需在各联络巷与顺槽交叉地点以里；回风顺槽内除上述要求外，防火墙应位于通风设施及构筑物以里工作面一侧；各进风顺槽间、各回风顺槽间不使用的联络巷应密闭；所有与工作面连通的顺槽、巷道都应按要求预留防火墙位置。②掘进工作面：应参照回采工作面顺槽预留要求因地制宜选定防火墙预留位置，所选地点应在通风设施及构筑物、交叉巷道以里；双巷（多巷）同时掘进时，各巷道都应分别预留防火墙位置，巷道间不使用的联络巷道应及时密闭；与掘进工作面连通的所有巷道内，都应预留防火墙位置。③矿井的两翼，各生产水平之间，井下相邻采区间，井下自燃煤层或区域与其它煤层或区域连通的巷道间，其它可能发生煤炭自燃并可能蔓延危害到与其连通地点的巷道内等。4.3.3灌浆后防止溃浆、透水事故的措施（1）灌浆材料应满足相关规定的要求，严格控制浆液泥水比，并控制灌浆量不使过大。（2）工作面顺槽内设有水沟和集水坑，并配备小水泵，能够满足工作面俯斜开采时的涌水和浆液析水的排放要求。（3）本矿井下灌浆采用随采随灌方式，一部分灌浆水会从采空区流入工作面运输机道或顺槽水沟内（俯斜开采时），这时最好在巷道内构筑滤浆密闭将泥浆滞留于采空区，使水放出。（4）加强水情观测，对采空区的灌浆量与排水量进行观测记录。排水量过少，灌浆区内可能有泥浆水积存；排水中含泥量较大，采空区可能形成了泥浆通路。处理方法有：a立即停止灌浆，采用间断灌浆。b在泥浆中加入砂子填塞通路。c提高泥浆浓度。d移动灌浆管口位置，改变浆液流动路线。e工作面下部运输机道见水即停止灌浆。（5）本矿煤层采用综采一次采全高工艺，但10煤、11煤间距较小，开采上煤层10煤时会影响下层煤11煤，为防止上下层巷道、工作面溃浆问题，两煤层开采时间要错开一定时间，保证一定距离，等10层煤浆液水控出并稳定后方可安排顺11煤掘进及开采。回采完毕的工作面与接替（相邻）工作面间留有20m保安煤柱，联络巷及时按要求密闭并在密闭上部安置放水管，可保证工作面回采时采空区积水不致溃入生产工作面顺槽。如发现密闭内积水较多，必须制定措施，或进行放水。（6）加强管路检修。5.0阻化剂防火技术5.1阻化剂防火原理阻化剂大都是吸水性很强的溶液，当它们附着在易被氧化的煤体表面时，吸收了空气中的水分，在煤体表面形成了含水液膜，从而阻止了煤与氧的接触，起到了隔氧阻化作用；同时水在蒸发时吸收热量，使煤体降温，从而抑制煤的自热和自燃，延长自然发火期的作用。5.2阻化剂选择①原料来源广泛，价格便宜，制备、使用方便，不会大幅增加采煤成本；②对人、设备及正常生产无影响；③具有较好的渗透性和附着性；④阻化率高，阻化寿命长。目前，我国常使用的阻化剂有水玻璃(Na2O·nSiO2)、氢氧化钙Ca(OH)2、工业CaCl2及卤块(工业MgCl2)等。其中水玻璃模数n严格要求在1～2之间，且其成本较高，吨煤成本高；氢氧化钙溶解度较小，和水混合而成是混浊液，且碱性强，具有很强的腐蚀性，对注液设备的防腐蚀性要求高，又因为其溶液是颗粒悬浮状混浊液，颗粒大小对使用泵和封孔器的正常运行产生影响；而工业CaCl2来源广、供应稳定、成本低，故选用工业CaCl2作为阻化剂。5.3阻化剂浓度确定阻化剂浓度的合理性是降低成本、提高阻化效果的重要方面。根据国内矿井使用效果来看，20%的溶液阻化率较高，阻化效果较好；10%的阻化液也能防火，但阻化率有所下降，因此，阻化剂浓度控制在15%～20%之间，一般不小于10%，可暂定把浓度控制在20%，以后根据实际的阻化效果进行适当调整，并采用重量法进行浓度测定。5.4阻化剂防火系统选择目前我国煤矿常用永久式、半永久式和移动式三种喷洒压注系统。5.4.1永久式：在地面建立永久性的储液池，从储液池铺设一趟管道到采煤工作面上下口。利用静压或泵加压进行喷洒或压注，适用于井下范围小，采煤工作面距地表较浅的矿井；5.4.2半永久式：在采区上下山或硐室内设置储液池和注液泵，从注液泵出口到采煤工作面上、下口铺设管道，阻化液从储液池经加压泵输送到工作面平巷，经喷洒软管和喷枪，喷洒在采空区浮煤上；或经软管，注液钻孔，压注于煤体或发热区，可为一个采区或一个区域服务；5.4.3移动式：储液箱和注液泵安装在平板车上，放置在采煤工作面的平巷中，距工作面30m左右，经过输液管路将阻化剂输送到工作面进行喷洒，该系统工艺简单、施工快、投资小、机动性大。因此，选用移动式阻化剂喷洒压注系统，在采煤工作面向采空区的遗煤喷洒阻化液防止煤炭自燃。5.4.4阻化剂防火装备液压泵是阻化剂防火技术中的关键设备，BH-40/2.5型煤矿用液压泵体积小，重量轻，运输携带方便，尤其对于井下自然条件较差，设备和人员运行不方便，难以运进较大设备的地点最为合适。该泵可用喷枪直接向残煤喷射阻化剂，又可利用雾化喷头喷雾，还可用于向煤体压注阻化剂。其主要技术规格如下：型式：煤矿井下轻便型担架式；外形尺寸：(长×宽×高)1500×360×450mm；转速：700～800r/min；额定流量：40L/min；工作压力：1～2.5MPa；电压：380/660V；功率：2.2kW5.4.5阻化剂防火工艺在工作面轨道巷适当位置(尽量靠近工作面)放置两辆矿车作为阻化剂药箱，交换使用，按需浓度(20%)将工业CaCl2倒入1吨矿车内，用临时供水管路按比例加足清水，配成溶液搅拌均匀后，用BH-40/2.5型煤矿用液压泵(置于平板车上)将阻化液沿顺槽和大溜电缆槽下方铺设(每20m安一三通接一截止阀)的φ25mm高压胶管压至工作面，与φ13mm的胶管和喷枪相连。一台泵配一支喷枪，由专人手持喷枪，从支架间隙向采空区喷洒，每间隔5组支架喷一次，每次喷洒至少6min，流量不小于35L/min。正常回采期间每班喷洒一次，安排在检修班工作面放顶后进行，如遇停产、过断层、收尾等情况时，必须对采空区加大喷洒频率。喷洒系统工艺图如下图所示。868654322采空区工作面179图5.4.5移动式喷洒系统工艺图1-供水管路；2-药液箱；3-吸液管；4-压力表；5-阻化多用泵；6-高压胶管；7-阀门；8-三通；9-喷枪5.4.6阻化剂喷洒量计算工作面一次喷洒药液量的计算：

式中:V——采煤工作面一次喷洒阻化剂的药液量，m3；K1——易自燃部位药液喷洒加量系数，一般取1.2；K2——采空区遗煤容重(按采区遗煤煤样实测)，t/m3；L——工作面长度，m；S——一次喷洒宽带，m；H——遗煤厚度，m；A——遗煤吸药量，(在采空区采取煤样，由试验确定)，t/t；γ——阻化液容重，t/m3。5.4.7凝胶防灭火凝胶防灭火技术是近几年发展起来的新型防灭火技术，该技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的泄漏流失问题；技术工艺及设备与井下有限作业空间等实际条件的适应性，使该技术在灭火过程中充分发挥其效能，快速有效地控制和扑灭火势。已成为煤矿井下必不可少的防灭火技术之一。该技术具有如下特点：a.灭火速度快：由于胶体独特的灭火性能，其灭火速度很快，通常巷道小范围的火仅需几小时即可扑灭，工作面后方大范围的火也只需几天即可扑灭。b.安全性好：胶体在松散煤体内胶凝固化、堵塞漏风通道，故有害气体消失快；在高温下，胶体不会产生大量水蒸汽，不存在水煤气爆炸和水蒸汽伤人危险。c.火区启封时间短：注胶灭火工程实施完，不需等待(《煤矿安全规程》规定各项指标达到启封条件后还需观察稳定一个月才能启封)，即可启封火区。d.火区复燃性低：高温区内只要有胶体渗透到的地点都不会复燃。(1)凝胶材料选择及配比凝胶由基料、促凝剂和水按比例混合而成。主料为硅酸钠水溶液、促凝剂为碳酸氢钠。设计比例：基料：促凝剂：水=10：4：86(重量比)。(2)注凝胶设备①注胶设备：NJB-1-80型凝胶泵，见图6-2-11。该设备是一种用来输送凝胶(水+基料+促凝剂)的泵组，由山西先导科技开发有限公司研制开发。它可自动地将水、基料、促凝剂按一定比例混合后，经三个出液口输送到用胶地点。根据各种材料的配比不同，凝胶混合液可在十几秒至几十分钟内形成固态胶体，用于煤矿直接灭火和堵漏。图5.4.7凝胶泵及凝胶②凝胶泵性能参数主泵流量：80L/min；辅泵流量：3-8L/min，可无级调节；压力：0.5-2.0MPa；电机功率：5.5kW；电机转速：1440rpm；整机重量：220kg；外形尺寸：长×宽×高=1100×540×780(mm)。③输送胶管输送胶管规格见表5.4.8。表5.4.8输送胶管规格主泵井口胶管主泵井口胶管辅泵进口胶管辅泵进口胶管内径(mm)长度(m)内径(mm)长度(m)内径(mm)长度(m)内径(mm)长度(m)19～20≤419～20≤30032～33≤624～26≤300基料泵基料泵促凝剂泵基料箱促凝剂料箱混合器分流器至钻孔钻孔阀门泵入口泵出口泵入口泵出口图5.4.9设备连接图(4)操作步骤①起动操作a.首先检查机器各紧固螺丝，不得有松动现象。b.检查各泵和流量调节器(变速器)油箱内的润滑油，必要时加入各自的润滑油。泵用润滑油是30～40号机油，变速器用专用的UD润滑油(不可用其它机油代替)。c.盘车检查各泵能否转动自如。d.检查电器开关、起动器。e.检查各输送胶管、接头和过滤网。f.将主泵吸水管和溢流管放入配好促凝剂的水箱中；将胶管的吸管和溢流管放入胶料箱(或胶料桶)中。g.打开混合器出口的3个阀门。待起动正常后再按需要关掉1～2个。任何情况下必须保证有1个阀门全开且畅通。h.接通电源。②注胶过程中的操作a.待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料，不需要来回移动吸料胶管。b.胶料流量无级调节器(变速器)只能在泵运转的情况下调节，严禁停机时调节。c.泵的调压器是用来限定注胶压力并防止电机过载的，供货时已经调好，不要随意调节。注胶时若发现溢流管有溢流，首先要检查输送管和混合器是否堵塞，混合器出口阀门是否打开。一般情况下是不会有溢流的。③停泵操作a.注胶结束后，必须将主泵和胶泵都输送清水3分钟以上，并同时将混合器的3个出料阀门都打开，以保证泵内、管内和混合器内没有混合液和胶料存在。b.将各泵的吸管从清水箱中拿出，将吸口放在无粉尘和杂物的地方(最好用手拿着)，让泵继续运转吸水5分钟，这样可将泵内的积水排出。c.断电。d.清洗混合器，确保畅通。④正常维护a.新机器运转一个月后，应全部更换泵内和变速器内的润滑油。b.阶段性注胶结束后，应将机器全部运上地面进行清洗、维护和保养，以备下一阶段注胶时机器能及时、正常地投入使用，同时也可延长机器使用寿命。c.发现流量偏小时，检查泵的密封圈和吸、排液阀，磨损严重或损坏应即时更换。d.检查三角皮带是否放松。过松是可首先用皮带张紧螺钉调节拉紧。若仍不能拉紧，可考虑将泵垫高。只要皮带不损坏就不需更换。若需要更换时，必须每泵的两根或两泵的四根皮带同时更换。(5)施工准备及步骤①施工准备a.准备两个0.5m3的铁箱(φ0.8m，高度1m)，用于储存基料；并准备1个0.6m3(φ0.9m，高度1m)的铁箱，用于配制促凝剂溶液。将3个铁箱放置于灭火巷道内的注胶设备附近；b.配好设备入口管路，并配好设备出口的变头，使之能与混合器通过25mm的高压软管相连；c.配好混合器出口变头，使之能与25mm的注胶高压软管连接，并准备25mm的注胶高压软管10根(10m长的6根，5m长的4根)；d.1寸阀门6个(注胶时接在钻孔上，钻孔泄漏时可随时关闭阀门)；准备l寸管(接钻孔口的l寸阀门)变25mm的高压接头(接25mm的注胶高压软管)的变头6个，连接设备出口和注胶钻孔；e.根据其它矿的灭火经验，基料在井下的运输相当困难，为了便于井下基料运输，可将基料用汽油桶运至巷道开口处，用泥浆泵将基料通过管道输送到注胶设备的基料储存箱；f.每班按注胶6小时计算，每班注胶量为30m3。井下胶体材料需保证2天的用量，基料量为18t(54桶)，促凝剂量为7t(140袋)。地面需保证5天的用量，基料量为45t，促凝剂量为18t；g.基料的泥浆泵两台，流量为3m3/h。并铺设输送基料的管路。②注胶顺序先注终孔位置较低的钻孔，再注终孔位置较高的钻孔，防止因注高位孔时，堵塞低位孔。③施工步骤a.将基料用泥浆泵输送到基料储存箱，每班需用泥浆泵输送基料两次(共3t)，第一次输送4桶(约1m3，重1.3t)，根据注胶设备流量，可使用约3小时，第二次输送5桶。b.注胶前先接清水管冲冼每个钻孔3～5分钟。c.将注胶管路连接好(每次连接3个)，注胶泵入口管路放入相应的料箱，启动注胶泵压注凝胶。待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料(每3分钟向料箱内添加1袋)，不需要来回移动吸料胶管。d.随时检查各钻孔的进胶情况，如发现有不进胶的钻孔，应及时将其拆下，接上清水管冲冼。e.如有钻孔从钻孔周围向巷道返胶，应先将基料吸液管从料箱中拿出，待注胶管冲冼过后，再关闭该钻孔的阀门，然后再将基料吸液管放入料箱继续注胶。待将该钻孔处理好后，再打开阀门继续注胶(或接至其它钻孔注胶)。f.停止注胶后，再用泵继续注清水5分钟，冲冼注胶管路，防止凝胶堵塞高压软管。g.将每班注胶量及注胶情况及时填入现场记录本，以便下一班查询，并向防火办公室汇报。(6)其它安全技术问题①在施工过程中应制订各工序操作规程和安全技术措施。②预防水、电、机械等人身伤害事故。③对操作人员进行培训教育，确保工程质量。④材料要防雨、防风；包装带要收集，以免造成环境污染。⑤灌浆站及材料库要建立在洪水水位线以上。⑥各工程在施工过程中按各自行业规范操作。⑦施工期间要严格监控地面灌浆浆液是否流入井下工作面和巷道，并加固所有与采空区联通的密闭。(7)凝胶防灭火系统设备选型NJB-1-80凝胶泵2台5.5kW混合器、分离器1套现场加工主泵进口胶管Φ204m辅泵进口胶管Φ326m主泵出口胶管Φ20300m辅泵出口胶管Φ24300m0.75m3翻斗式矿车5辆5.50氮气防灭火技术(可选择)应用氮气防灭火技术防治矿井自燃火灾，是世界主要产煤国家公认的行之有效的技术措施。氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。据有关资料介绍：当氧气含量低到5～10％时，可抑制煤炭的氧化自燃；氧气含量降至3％以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。基于上述氮气的性质及煤的氧化机理，向采空区及遗煤带注入氮气，使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及遗煤带，降低这些区域的氧含量，形成氮气惰化带，可达到抑制采空区自燃，同时还能防止瓦斯爆炸事故的发生。1)氮气防灭火的作用和特点(1)氮气可以充满任何开形状的空间并将氧气排挤出去，使采空区深部及其顶板高冒处因氧气含量不足而使遗煤不能氧化自燃；(2)注氮过程中，采空区经常保持正压状态，致使新鲜空气难以漏入，有利于控制采空区遗煤自燃；(3)注入氮气后，可使采空区内和采空区周围介质的温度降低，起到冷却降温作用；(4)在瓦斯和火共存的爆炸危险区内注入氮气能抑制火区内可燃气体爆炸，提高灭火作业的安全性；(5)工艺简单，不污染环境；(6)氮气防灭火存在的主要问题是在矿井负压作用下，如果采空区漏风严重，则注入的氮气不易留存，易随漏风流向采面或邻近采空区；加上氮气本身虽然无毒，但具有窒息性，对人体有害，因此需与均压和其他堵漏风措施配合应用，使氮气泄露量控制在最低限度。2)注氮的要求(1)氮气源稳定可靠；(2)注入的氮气浓度不小于97%；(3)至少有一套专用的氮气输送管路及其附属安全设施；(4)有能连续不断地监测采空区气体成分变化的监测系统；(5)有固定或移动的温度观测站(点)和监测手段；(6)有专人定期进行监测、分析和整理有关记录，发现问题及时报告处理等规章制度。3)氮气的制取氮气是空气中的主要成分，是一种取之不尽、用之不竭的气体。加上它具有无毒、无臭和易于与空气相混和等优良特性，所以是一种理想的防灭火惰性气体。目前基本制取方法有深冷空分、变压吸附和膜分离三种工艺技术。深冷空分是一种传统的空分技术，已有九十余年的历史，它的特点是产气量大，产品氮纯度高，但设备装机功率大，工艺流程复杂，占地面积大，基建费用高，需专门的维修力量，操作人员较多，产气周期长(18～24h)，显然不适合煤矿选用。变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理(加压吸附，减压解吸并使分子筛再生)且在常温下使氧和氮分离制取氮气。变压吸附制氮与深冷空分制氮相比，具有明显的优点：吸附分离是在常温下进行，工艺简单，设备紧凑，占地面积小，开停方便，启动迅速，产气快(一般在30min左右)，能耗小，运行成本低，自动化程度高，操作维护方便，安装方便，无须专门基础，产品氮纯度可在一定范围内调节，产氮量≤2000m3／h。膜分离制氮是以空气为原料，在一定的压力下，利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。它与上述两种制氮方法相比，具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快(3min以内)、增容更方便等特点，但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严，膜易老化而失效，难以修复，价格高。综上所述，变压吸附制氮装置具有设备少、投资省、操作方便、制氮时间短等优点，并在40余个局矿中应用，为我国煤矿安全生产，发挥着重要的作用，故朱家店煤矿第二坑口选用变压吸附法制氮。其原理在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。如下图所示：吸附量与吸附压力的关系曲线图碳分子筛对氧和氮吸附量有很大差异。碳分子筛是一种内部有很多微孔的物质，变压吸附的原理就是在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛微孔的吸附量的差异，达到氧氮分离的目的。在压力升高时，碳分子筛吸氧产氮，压力降至常压时，碳分子筛脱附氧气再生。变压吸附制氮设备通常有两只吸附塔，一只吸氧产氮，另一只脱氧再生，如此交替循环不断产出氮气。4)注氮系统地面固定式和地面移动式制氮设备生产的氮气，经井上、下输氮管路送达采空区内。该系统制氮设备产氮能力大，但需专门铺设一趟输氮管路。井下移动式制氮设备安置于距需要防火的就近处，经供电、供水、管路连接，即可开机生产氮气，经输氮管送达防火区内。该系统不需铺设专用输氮管路，但制氮设备产氮能力较小。5)注氮参数计算注氮防灭火惰化指标(1)注氮防火惰化，即注氮后采空区内氧气浓度不得大于7%；(2)注氮灭火惰化，即火区内氧气浓度不大于3%；(3)注氮抑制瓦斯爆炸，其采空区氧气浓度指标小于12%。由于开采煤层为容易自燃煤层，采空区防火惰化指标取7%，灭火惰化指标取3%。注氮量计算确定注氮量主要根据防灭火区的空间大小及自燃程度确定，目前尚无统一的计算方式，这里按产量进行计算，其实质是在单位时间内注氮充满采煤所形成的空间，使氧气浓度降到防灭火惰化指标以下，经验计算公式为：式中：QN——注氮流量，m3/min；A——年产量，t；t——年工作日，取300d；ρ——煤的密度；n1——管路输氮效率，%，一般取0.9；n2——采空区注氮效率，%，一般在0.3～0.7之间；C1——空气中的氧气浓度，取20.8%；C2——采空区防火惰化指标，可取7%；K——安全备用系数，1.2～1.5。6)注氮方式和防灭火方法(1)注氮方式注氮方式分为开放式注氮和封闭式注氮。开放式注氮——对正在开采的采空区进行注氮；封闭式注氮——对已封闭的采空区或火区进行注氮。在不影响工作面的正常生产和人身安全时，可采用开放式注氮。火灾及其火灾隐患影响工作面的正常生产，或突然性外因火灾，或瓦斯积聚区域达到爆炸界限时，可采用封闭式注氮。(2)注氮防灭火方法连续性注氮——工作面开采初期和停采撤架期间，或因地质原因，或因机电设备原因造成工作面推进缓慢，宜采用连续性注氮。间断性注氮——工作面正常回采期间，可采用间断性注氮。大金禾矿自然发火危险主要来自生产工作面后部采空区，因此，正常生产条件下注氮方式采用开放式注氮，注氮方法采用间断性注氮，当推进缓慢时改用连续性注氮。7)注氮工艺根据该矿实际情况，选用埋管注氮工艺，即在工作面的进风顺槽沿采空区埋设一趟管路，其中第一个氮气释放口设在开切眼。当第一个释放口埋入采空区30m后开始注氮，同时埋入第二趟注氮管路(注氮管口的移动步距暂时选定为30m，可通过实际注氮效果考察进行修正)。当第二趟注氮管口埋入采空区30m后向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。如果发现注氮压力异常或管路堵死，必须立即倒换管路。8)注氮设备选型根据该矿的具体情况选用2台地面固定式注氮设备，参数如下：氮气产量：1000Nm3/h(20℃,101.325KPa)氮气纯度：≥98%（无氧含量）氧含量：O2≤2%起动时间：≤30min氮气出口压力：0.6MPa8)注氮区气体监测监测的目的在于能够连续不断地监视工作面进、回风流中及采空区的气体变化成分，及时了解和掌握自燃的变化规律及动态，以便针对性的采取防范措施，并对选择最佳注氮参数提供科学的依据。注氮区域气体监测以束管监测系统为主，现场人工检测为辅，主要观测气体的温度、O2、CH4、CO、CO2。①束管监测系统为便于采空区取气样分析，在铺设注氮管路的同时，同时在回风巷布置束管监测探头，采样探头间距在30m左右。②现场人工检测主要由瓦检员每班检测，检测位置主要为工作面进、回风流和上、下隅角。9)注意事项(1)在对采空区进行注氮防火前，要制定相应的安全技术措施，并经批准后，方可实施。(2)建立健全注氮设备的操作规程、工种岗位责任制和注氮防火的各项规章制度，并做好日常管理、检查、维护等工作。(3)注入的氮气纯度不得低于97%。(4)注氮时要加强工作面及回风顺槽的氧气监测，发现氧气浓度低于18%时立即停止工作，撤出人员，减少注氮量，待风流中氧气浓度大于18%时，方能恢复工作。(5)注意检查工作面及回风巷道风流中瓦斯涌出情况，若发现采空区大量涌出瓦斯，风流中瓦斯超限时，可适当降低注氮强度。(6)注氮管第一次向采空区注氮，或停止注氮后再次注氮时，应利用工作面附近的三通阀门，先排出管内空气，避免将空气注入采空区中去。(7)采空区受工作面通风负压的作用，从进风顺槽至回风顺槽必然形成漏风通道。向采空区注入氮气，必然沿着漏风通道而大量泄露，将使采空区内冷却氧化带加宽，影响惰化效果，需采取一定得封堵措施，减少漏风量，才能以较少的注氮量达到较好的惰化效果，达到防火的目的。6.0井下外因火灾防治6.1电器事故引发的火灾防治措施及装备1)井下机电设备硐室防火措施(1)井下主变电所、主排水泵房采用现浇混凝土支护，其通道中设置密闭门和防火栅栏两用门。(2)井下机电设备硐室内按规定配备消防器材。井下灭火器配备详见表6.2.1。(3)井下建立了完善的消防洒水系统。在井下重点保护区域按《消防洒水设计规范》的要求设置防火栓。①主井井筒、运输大巷巷道内。②水泵房和变电所、消防材料库入口处。③采煤工作面运输顺槽、回风顺槽入口处。④掘进工作面进、回风入口处。在井底车场、变电所水泵房入口存放水龙带，水枪与消防栓接口每个存放地点存放2卷25m水龙带和50m软管。(4)当井下发生火灾事故时，为减少灾害损失，矿井建立了完善的反风系统，视发火地点不同，该系统可以分别实现局部反风及全矿井反风。(5)应加强管理，及时清理机电设备硐室内的可燃物,消灭事故隐患。表6.2.1井下灭火器配备表序号配备地点灭火器种类数量备注1井底车场10L泡沫灭火器80.5m3砂子或岩粉CO2灭火器42主水泵房CO2灭火器48kg干粉灭火器23主变电所CO2灭火器38kg干粉灭火器34液压泵站10L泡沫灭火器8配于泵站进风侧60kg干粉灭火器82)井下电气设备的防火措施井下电气火灾的预防措施，主要包括以下几个方面的内容：(1)电气设备的防爆等级：在井底车场、主要进风巷的高低压电气设备选用矿用防爆型设备，照明灯具选用矿用防爆型设备，通信、自动化装置选用矿用防爆型设备兼本安型设备；在工作面、回风道等井下其它地点选用矿用隔爆型设备。井下电气设备均选用具有“MA”标志的产品。(2)供电电压等级：本矿采用10kV高压下井。主水泵供电电压10kV，采煤机及工作面刮板输送机供电电压1140V,采、掘工作面除电钻供电电压为127V，其余设备供电电压均为660V。以上均符合安全规程要求。(3)供电电源：井下主变电所采用双回路电源供电，其电源分别从地面35kV变电所10kV不同母线段引出，井下主变电所母线采用单母线分段，每段由一回电缆供电，当一回发生故障时，另一回能够保证所带全部负荷用电。(4)井下电气设备的各种保护井下配电网路均设有过流、短路保护装置。由地面变电所至井下主变电所的电缆线路上均设有零序电流互感器和相应的漏电保护装置；井下主变电所及采区变电所的高压出线回路上装有高压漏电保护装置；采区变电所至移动变电站的10kV线路的漏电和绝缘检测，由MYPTJ-6/10矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆，通过BGP-630/10矿用隔爆型高压真空配电装置内的检漏保护和绝缘监视保护装置实现。井下主变电所低压馈出线路低压馈出路均装设有选择性漏电保护装置，能自动切断漏电的馈电线路，井下所有电机控制设备均设有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制功能。为保证井下照明安全，选用保护齐全的ZBX型矿用隔爆型照明变压器综合保护装置供给127V照明电源。煤电钻选用ZBZ的矿用隔爆电钻综合保护装置，设有漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离开停煤电钻的功能。(5)接地：电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带(或钢丝)铅皮或屏蔽护套等都有保护接地。在井底水泵房的主、副水仓中各设1块主接地极，装有电气设备的硐室、低压配电点或装有3台以上电气设备的地点等处均设局部接地极。所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、接地芯线等)和局部接地装置，均同主接地极相连接，以形成总接地网，其接地电阻不大于2Ω。当接地芯线断裂时，靠近工作面的局部接地极的接地电阻在主接地芯线断后不应超过80Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。主接地极采用镀锌钢板，其面积不应小于0.75m2,厚度不应小于5mm。局部接地极设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿出。设置于巷道水沟中的局部接地极用面积不应小于0.6m2,厚度不应小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，钢管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并垂直全部埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。连接主接地极的接地母线，采用厚度为4mm、截面积为100mm2的扁钢。电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，采用厚度为4mm、截面积为50mm2的扁钢。橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。井下供电网络为中性点不接地系统。由地面变电所至井下主变电所的电缆线路上均设有零序电流互感器和相应的漏电保护装置；井下主变电所及采区变电所的高压出线回路上装有高压漏电保护装置；采区变电所至移动变电站的10kV线路的漏电和绝缘检测，由MYPTJ-6/10矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆，通过BGP-630/10矿用隔爆型高压真空配电装置内的检漏保护和绝缘监视保护装置实现。井下低压馈电线路上均装设漏电保护装置。由上述装置对井下电网的绝缘状况进行连续检测，当电缆线路发生故障时，可及时切断电源，以保证矿井安全生产。3)井下电缆的选择、敷设、连接井下电缆容易受潮和遭到机械损伤，发生事故的机率较大，为确保井下用电安全，主要从电缆的选择、敷设和连接三个方面采取措施。(1)井下电缆的选择井下所有电缆均为阻燃型电缆。下井电缆采用MYJV22-8.7/103×150mm2长800m交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆，两回沿主斜井下井至井下主变电所。两回电源同时工作，互为备用，即当任一回电源停止供电时，另一回电源仍能保证井下全部设备正常运行。井下主变电所至采区变电所的电缆采用MYJV22-8.7/10矿用交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆；采区变电所至移动变电站的电缆采用MYPTJ-6/10矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆；采煤机及掘进机采用MCPR-0.38/0.66型屏蔽橡套软电缆供电；其余低压设备采用MY矿用移动橡套软电缆供电；电钻采用MZ-0.3/0.5型电钻电缆供电；井下照明采用MYQ-0.3/0.5型矿用移动轻型橡套软电缆供电。上述电缆主芯线截面选择均根据负荷大小要求选择，并校验设备的正常压降及起动压降。井下一律采用铜芯电缆。所有采掘设备均按电压等级，采用相应的绝缘电缆。井下电缆选择均符合MT818《煤矿用阻燃电缆》标准，并具有“MA”标志。以上下井电缆当一趟发生故障时，其余电缆仍能保证所担任的全部井下负荷的供电，符合安全供电要求。(2)电缆敷设井下水平巷道或倾角在30℃以下的井巷中，除手持式或移动式设备的电缆外，其它电缆均采用在巷道壁或巷道顶板用电缆挂架敷设的方法，挂架间距不超过3m，高低压电缆敷设在巷道同一侧时，高压、低压电缆之间的距离大于100mm，高压电缆之间，低压电缆之间的距离大于50mm。井筒和巷道内的通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。(3)电缆连接井下电力电缆需要连接的地方均用隔爆接线盒连接。井下电力电缆的连接应符合下列要求：①电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿型压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备进行连接。②电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。4)井下电气设备的各种保护井下主变电所动力变压器的高压控制设备设有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。低压馈出回路均装有带选择性漏电保护的装置，能自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。40kW及以上的电机均选用矿用隔爆型真空磁力起动器控制。矿用隔爆型移动变电站高压侧为隔爆型高压负荷开关箱，设有观察孔、急停按钮和安全联锁按钮组成的联锁保护装置；低压侧为隔爆型低压馈电开关箱，设有空气、真空管式两种断路器，它们确立有检漏、过载、短路、欠电压、延时等保护性能，另外还具有电压、电流、漏电指示及变压器器温度保护装置；变压器为隔爆型干式变压器，空气自冷，B级绝缘。井下供电网络为中性点不接地系统。由地面变电所至井底车场至主变电所的电缆线路上均设有零序电流互感器和相应的漏电保护装置；主变电所及采区变电所的高压出线回路上装有高压漏电保护装置；采区变电所至移动变电站的10kV线路的漏电和绝缘检测，由MYPTJ-8.7/10kV矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆，通过BGP-630/10矿用隔爆型高压真空配电装置内的检漏保护和绝缘监视保护装置实现。井下所有电机控制设备均设有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制功能。矿用隔爆电钻综合保护装置设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动或停止功能。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。KBZ矿用隔爆型真空真空馈电开关矿用隔型真空馈电开关综合保护采用数字化单片机技术，具有过载、短路、欠压、失压保护；选择性漏电保护；分支开关漏电保护的后备保护及漏电闭锁保护功能。可做为供电系统的总开关(Z)和配电支路首末端的分支开关(F)使用。井下40kW及以上的电动机控制设备，采用真空磁力起动器。采煤机采用QJZ型矿用隔爆兼本质安全型组合开关，具有失压、过压、过载、短路、断相、及漏电闭锁保护功能，可以实现设备的软起动和软停车。5)井下电气设备的检查、维护、修理和调整(1)井下电气设备的检查、维护、修理和调整必须由电气维修工进行。高压电气设备的修理和调整工作，要有工作票和施工措施。井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求，防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理或更换。电气设备和电缆应按安全规程定期检查。井下供电应做到：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头、有过流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置、电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐、防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全。电气维修工具体操作时，严格按照《煤矿安全规程》第488条，第489条、第490条、第491条之规定执行。(2)电气设备和电缆的检查和调整应按表6-3-2规定执行：表6-3-2电气设备和电缆的检查、调整规定检查、调整项目检查周期备注使用中的防爆电气设备的防爆性能检查每月一次每日应由分片负责电工检查1次外部配电系统继电保护装置检查整定每6个月一次负荷变化时应及时整定高压电缆的泄漏和耐压试验每年1次主要电气设备绝缘电阻的检查每6个月不少于1次固定敷设电缆的绝缘和外部检查每季一次每周应由专责电工检查1次外部和悬挂情况移动式电气设备的橡套电缆绝缘检查每月1一次每班由当班司机或专责电工检查1次外皮有无破损接地电网接地电阻值测定每季1次新安装的电气设备绝缘电阻和接地电阻的测定投入运行以前6.3.2.带式输送机的防、灭火措施1)主斜井井筒装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。(2)井下采区运输巷、运输顺槽带式输送机巷道沿线敷设有消防洒水管路，每隔50m设置三通，便于消防洒水，每个三通配备阀门和接管，并配有25m的消防专用软管。机头尾不得堆放任何易燃物。(3)带式输送机机头前后20m的巷道采用不燃性材料支护。井下消防材料库配备了足够的扑灭胶带机火灾的消防器材。(4)在带式输送机机头设有DMH型自动洒水灭火装置，水源取自井下消防洒水供水系统。主斜井胶带机在机头、机尾及中部各设1台DMH型自动洒水灭火装置。(5)在胶带机机头、机尾安装有洒水装置外，中部每50m设有洒水降温设施和烟雾防火保护；胶带选用了抗静电的阻燃输送带，选用的胶带输送机托辊及滚筒的非金属材料和橡胶衬垫，其阻燃性和抗静电性均满足MT147—95标准，此外胶带机机架刷防火油漆。(6)设计选用KPJ-I型带式输送机综保监控装置，该装置上设置了滚筒温度保护和烟雾保护装置。(7)结合矿井安全生产监测系统，于带式输送机滚筒下风侧10-15m处设一氧化碳及烟雾传感器。(8)采区运输巷带式输送机、顺槽带式输送机采用液力偶合器实现软起动方式，掘进工作面带式输送机采用直接起动方式。6.3.3其它火灾的防治措施及装备1)防止地面明火引发井下火灾的措施(1)坑木场与进风井井口间距600m，不会对井下生产造成威胁。(2)主斜井、副平硐井口房采用不燃性建筑材料，并设有防灭火工器具，这些设施可阻地面明火入井。(3)在工业场地设有地面消防材料库，库房内按规定配备了消防器材，详见表6-3-3。表6-3-3井上消防材料品种及数量序号备品名称单位数量附注1清水泵台1或存放于设备库内2泥水泵台2或存放于设备库内3φ100mm消火水龙带m200已有4φ75mm消火水龙带m3005φ52mm消火水龙带m3006φ52mm普通消火水枪支57φ52mm多用消火水枪支28φ52mm喷雾消火水枪支29高倍数泡沫发生装置套1或存放于设备库内10消防泡沫喷枪套2或存放于设备库内11高倍数泡沫剂t0.5或存放于设备库内12消防泡沫剂t0.2或存放于设备库内13分流管个4序号备品名称单位数量附注14集流管个215消火三通个416阀门个417φ52mm斜喷消火阀门个418φ110mm快速接头及帽盖垫圈套3019φ75mm快速接头及帽盖垫圈套2020φ52mm快速接头及帽盖垫圈套4021吸液器个222管钳子把823折叠式帆布水箱个124轻型钩杆个225重型钩杆个126救生绳根127撬棍根428木锯把2已有29平板锹把4已有30伸缩梯副1已有31组装梯副132普通梯副233小靠梯副23410L泡沫灭火器个2535CO2灭火器个10368kg干粉灭火器个14371211灭火器(2L)个1438喷雾喷嘴个439泡沫灭火器起泡药瓶个5040灭火岩粉kg50041石棉毯块54220L汽油桶个14320L普通油桶个2序号备品名称单位数量附注44风筒布m50045水泥t546水玻璃t147石灰t448φ1/4″速接钢管节50每节15m49φ1/2″速接钢管节50每节10m50φ1″速接钢管节50每节10m51φ100mm钢管m500焊接快速接头52φ150mm钢管m100焊接快速接头53φ200mm钢管m50焊接快速接头54φ75mm胶管m500552*11kW局部通风机台35611kW局部通风机台357接管工具套458φ15mm胶管m50059φ10mm胶管m50060单相变压器台361电力开关台362电缆m50063轻型溜子台264探照灯盏465玻璃棉kg100066风镐台267安全带条568钢绳梯m10069φ12mm镀锌钢丝绳m20070担架副271麻袋或塑料纺织袋条50072潜水泵台2或存于设备库中73砖千块5.59已有序号备品名称单位数量附注74料石m310已有75方木m3376木板m3577铁钉(2″、3″、4″)kg50(4)井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。(5)在进、回风井口20m内严禁烟火。严禁携带明火或点火用具下井，电气设备必须有防雷击和防短路的保护装置。(6)在井口房，严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休息室。(7)井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。暖风道必须用不燃性材料砌筑，并应至少装设2道防火门。(8)进风井口不设防火铁门，有防止烟火进入矿井的安全措施：配备10L泡沫灭火器2个，8kg干粉灭火器2个，铁锹2把，0.5m3砂箱，防烟门帘。2)防止地面雷电波及井下为防止地面雷电波及井下引起瓦斯、煤尘爆炸及火灾，设计采取以下措施：(1)引入井下的供电线路在变电所设有避雷器，均埋地敷设，井口附近设2处集中接地,接地电阻不大于5Ω，两接地极的距离应大于20m。(2)由地面直接入井的机架、轨道、井架及各种露天架空引入(出)的管路等，在井口附近将金属体做不少于2处的良好的集中接地,接地电阻不大于5Ω，两接地极的距离应大于20m；(3)通信线路在入井处装设有熔断器和防雷电装置。(4)监控用通信电缆经与KJ70N监控系统配套的485信号避雷器后入井。6.2防止井下爆破引发火灾为了防止井下爆破引发火灾，必须采取下列措施：(1)所有放炮人员，包括放炮、送药、装药人员，必须熟悉爆破材料性能。井下放炮工作必须由专职放炮员担任。放炮员必须由经过专门训练、有