防灭火方案设计

防灭火方案设计编制日期：2008年1月

第一章概况

依据《地质报告》1号煤层为容易自燃，6号煤层为不易自燃。10号煤层无鉴定报告。矿井为新建矿井，煤层自燃倾向性鉴定资料不全，因此设计按Ⅱ类容易自燃煤层进行设计和管理。同时加强通风管理工作，防止采空区、老巷长期漏风，防止巷道长期处于微风状态，防止煤层自燃发火，同时要加强外因火灾的防治工作。按煤层容易自燃设计和管理。

第一节开采煤层自燃预测及防治措施

一、煤的自燃预测及分析

内因火灾的形成必须具备以下四个条件：

①具有自燃倾向性的煤呈破碎状态并集中堆积存在；

②通风供氧；

③蓄热环境；

④维持煤的氧化过程不断发展的时间。

要形成自燃，以上四个条件缺一不可，若采取措施破坏其中一个或两个，乃至全部条件，便可有效的防止自燃。

1. 煤的自燃倾向性

煤的自燃倾向性主要取决于煤的煤化程度、水分、煤岩成分、含硫量等因素：

(1) 煤的变质程度

煤化程度愈高的煤自燃倾向性愈小，但不能以煤的煤化程度作为判定自燃倾向性大小的唯一标志。

(2) 煤的水分

一定含量的水份有利于煤的自燃，而湿度过大，则会抑制煤的自燃。

(3) 煤岩成份

在常温条件下，丝煤是自热的中心，起着引火物的作用；镜煤与亮煤脆性大，灰份少最有利于自燃的发展；暗煤难以自燃。

(4) 煤的含硫量

硫在煤中有三种存在形式：硫化铁即黄铁矿、有机硫和硫酸盐。对煤的自燃起主导作用的是硫化铁，它对煤的自燃过程起加速作用。

(5) 煤的孔隙度和脆性

煤的孔隙度愈大、脆性愈大，煤愈容易自燃。完整的煤体一般不会发生自燃，一旦受压破裂，呈破碎状态存在，其自燃性将显著提高。

2. 煤层自然发火期

煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力，是煤层发生自燃的基本条件。但一个矿井或煤层自燃发火危险程度并不完全取决于煤的自燃倾向性，还有煤层的地质赋存条件，开拓、开采和通风条件都有一定影响。

(1) 煤层地质赋存条件

厚煤层容易发生自燃发火，地质构造包括断层、褶曲、破碎带等容易发生自燃发火。

(2) 开拓开采条件

石门、岩巷开拓少切割煤层，少留煤柱，自燃发火危险性小。

(3) 通风条件

通风因素的影响主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂缝漏风。

煤层自燃发火期是指在开采过程中暴露的煤炭，从接触空气到发生自燃的一段时间，是自燃发火危险程度在时间上的量度，发火期愈短的煤层自燃发火危险程度愈大。统计确定煤层最短自燃发火期，对矿井开拓开采以及生产管理都有重要意义。

3. 煤的自燃征兆

1）煤炭自热期的初期阶段

煤炭自燃过程的准备期结束之后便进入了自热期的初期阶段。在此阶段的征兆有：

(1) 煤温有所上升但在临界温度60～80℃以下；

(2) 空气中的氧浓度降低；

(3) 空气中的相对湿度增大；

(4) 出现CO2，CO气体。

2）煤炭自热期的后期阶段

煤炭自热超过临界温度（60～80℃），但尚未达到着火温度出现明火的期间，为自热后期阶段。在此阶段内，煤温可升高到100℃以上，火源点附近煤炭水份蒸发，开始了干馏现象，生成多种碳氢化合物，出现的征兆：

(1) 火源点附近的空气湿度增大，出现雾气，煤壁挂水珠，挂汗；

(2) 出现煤炭氧化和干馏的产物，如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H5等；

(3) 煤温、水温、空气的温度都有所升高；

(4) 出水酸度增大。

芳香族的碳氢化合物气味（煤油味）是井下自然发火最可靠的征兆。这种气味在距火源一定距离之外更为显著，因为芳香族气体在冷却之后才会发生浓郁的香味。

4. 煤的自燃分析预测

按GB5751－86《中国煤炭分类》及地质勘探报告，在本井田范围内，煤的牌号为气煤、肥煤。

各可采煤层主要煤质指标见下表。

根据煤质特征表可知，盘县柏枰煤矿主采煤层为1号煤层为中灰分、低硫分、特高高热值煤；6号煤层为中灰分、中高硫、

特高热值煤；10号煤层为中灰分、特低硫、特高热值的煤。

二、煤的自燃预防措施

1. 开拓开采方面的措施

矿井采用斜井开拓，一、二、三、四采区：主斜井（X=2875292，Y=35450770，Z=+1565m，α=2400，β=250）垂直于煤层走向，穿层至+1460m标高落平后施工井底车场及水泵房、水仓，专用回风井（X=2875380，Y=35450996，Z=+1601m，α=1640，β=250）施工至+1573m标高后按300倾角施工回风下山至+1460m标高，施工联络巷与井底车场贯通形成系统，承担矿井排除污风的工作。开采二采区时重新开掘主井和风井。

设计采用走向长壁后退式采煤法。采用炮采工艺，全部垮落法管理顶板，煤电钻打眼，放炮落煤，人工攉煤，塘瓷溜槽运煤。

采区首采煤层1号煤层，煤层厚度1.62m，平均倾角600。设计采用全部垮落法管理顶板。工作面用伪倾斜柔性掩护式支架支护。工作面倾角300，配备组合梁构成的掩护支架，选用矿用工字钢，钢丝绳直径35mm。沿走向每米5根。钢梁上交错2—3层长荆笆，并用铁丝与钢梁联系，用以隔离采空区的矸石。

本矿的主斜井、回风斜井、顶板绕道布置在岩层中，采用砌碹、锚网喷加U型棚及金支支护；对于其它布置在煤层中的巷道，采用金支，应在安装之前先加厚喷浆，使之隔绝空气，防止氧化。矿井开采时，要注意观察，加强自燃征兆的早期识别工作。

采煤方法对自燃发火的影响主要表现在煤炭回收率的高低、回采时间的长短上。本矿采用走向长壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置简单，便于使用机械化设备与加快回采进度，有较好的防火性。顶板管理采用全部垮落法，对开采易自燃的煤层较好。采空区采用流动汽雾阻化剂技术防火。人工攉煤，清扫浮煤，尽量使工作面回采率提高，采煤工作面回采结束后，必须立即进行永久性封闭。采取综合防治后，有较好的防火安全性。

合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自燃发火能力，多年来的实践表明，降低煤层自燃发火的可能性要从以下几个方面着手：

1）少丢煤或不丢煤；

2）控制矿山压力，减少煤柱破裂；

3）合理布置采区；

4）回采时应尽量避免过分破碎煤体；

5）加快工作面的回采速度，使采空区自热源难于形成；

6）及时密闭已采区和废弃的旧巷；

7）注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。

2. 通风方面的措施

1）选择合理的通风系统、通风方法

(1) 水平、采区都必须布置单独的回风道。这样可降低矿井总风阻，增大矿井通风能力，减少漏风，易于调节风量；且在发