2011年1月11日 煤矿81304面综合防灭火及束管火灾监测系统实施方案

中国神华能源股份有限公司保德煤矿

81304面综合防灭火及束管

火灾监测系统实施方案

编号：BDIMS-C-2010-19-03-15-01-02-4

编制单位：通风科

时间：二〇一一年一月十一日

81304面综合防灭火及束管火灾监测系统实施方案

81304面综合防灭火及束管火灾监测系统实施方案

保德煤矿8号煤层自燃倾向等级属Ⅱ级自燃，发火期为4～6个月。根据《煤矿安全规程》第232条、第242条和行业标准AQ1055-2008规定，开采或采用放顶煤开采容易自燃和自燃的煤层时必须设计以灌浆为主的两种以上的综合防灭火措施。根据煤炭科学研究总院沈阳研究院编制的《保德煤矿矿井防灭火设计》，“当推进速度大于防火最小推进度（防火最小推进度可根据采空区“三带”范围和煤层最短发火期确定）时，可不采取注浆、注氮防火措施。如出现自然发火征兆（CO浓度呈上升趋势或出现C2H4、C2H2自然发火标志气体），及时向采空区注浆、注氮防灭火，直至自然发火征兆消除为止”的要求，结合81304采面实际情况，在坚持“快速推采、少遗浮煤、严密封闭、控制负压、加强监测”的基础上建立以井下移动灌浆、注氮为主的井下综合防灭火系统和束管火灾监测系统。

一、基本防灭火情况

（一）矿井现有综合防灭火措施

矿井采用“斜井+立井+平硐”综合开拓方式，“走向长壁综合机械化采煤方法”和“走向长壁放顶煤采煤法”的采煤方式，全部垮落法管理顶板，回采煤工作面为后退式回采。回采工作面长度266m，回采工作面顺槽长度约3000m。矿井采用两翼对角机械抽出式通风系统，枣林主扇负压最大为2000pa，矿井通风等级孔10.5m2，，通风容易。

2010年7月份矿井瓦斯等级鉴定结果为瓦斯绝对涌出量70.93m3/min，相对涌出量6.20m3/t，属高瓦斯矿井。

1、外因火灾防治

井口房、主要大巷、机电硐室均采用不燃材料支护，消防洒水系统与防尘洒水系统共用水池和供水管路；井上下设置了消防材料库、机电

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硐室和电器设备附近按规定配备消防器材；皮带运输安设了堆煤保护、超温自动洒水、烟雾传感器等防火保护装置，井下所有配电点和电器设备安装点均配置有灭火器。

2、内因火灾防治

日常管理中我矿采用大断面、低负压通风，井上下封堵漏风等预防自燃措施；预测检查手段为采空区气体取样分析、监控系统在线监测等，保证自燃发火防治做到早发现、早处理。对所有工作面采空区建立完善了采空区管理台帐，并且每周对采空区闭前、闭内、回采工作面的上隅角进行一次有害气体和氧气浓度检查。每月对采空区闭内、回采工作面上隅角气体进行色谱分析，化验气体成分。

回采面主要采取快速推采、快速严封闭，使采空区进入窒息区的时间永远小于煤层的自然发火期、加强人工气样监测、回采面合理配风、采空区均压等措施，从建矿至今未出现自然发火征兆。

（二）81304工作面概况

81304工作面位于二号主、辅运大巷以南，井田边界以北，东邻81303采空区，西为81305备用面。工作面开采的8#煤层底板标高767.17～809.15m，相对高差最大42m，煤层倾角3°～7°，平均5°，煤层走向近南北。工作面可采长度2629米，倾向长度266米，煤层平均厚度8m，煤层结构复杂，夹矸平均4层以上，沿煤层走向回采，设计为放顶煤开采，工作面采用“三进两回”、“U+L”型通风方式，81304胶运、81305一二号回顺进风，81304一、二号回风巷回风。

81304工作面瓦斯治理方案采用上行风风排、胶运巷本煤层顺层钻孔预抽和回风联巷采空区埋管加回风隅角高位钻孔抽放，工作面计划配风1600-1800m3/min，工作面瓦斯绝对量预计为12～16m3/min，其中风排解决4～6 m3/min，抽放解决8～10 m3/min。81304胶运巷从距工作面切眼70米处至主回撤通道间布置设计长度为220米、间距10米、直径为Ф94mm

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的预抽钻孔249个进行钻孔预抽；81304二号回顺内布置一趟Φ377mm的瓦斯抽放主管2986m，81304二号回顺61联巷至11联巷内布置51趟Φ377mm的瓦斯抽放支管（每趟联巷支管长度约为60m），连接81304二号回顺58联巷至11联巷间从81304二号回顺开口沿工作面方向施工布置的94个高位钻孔共47趟DN100mm钻孔分支管路（每趟钻孔分支管路长度约为50m）进行采空区抽放。

二、自然发火预测预报指标体系

根据煤科总院沈阳研究院研究结果，保德煤矿自然发火预测预报标志气体指标体系以CO、C2H4、C2H2三种气体作为自燃发火的预报指标气体。

1、保德煤矿8#煤层自然发火临界氧气浓度为7.0%；

2、CO可以作为预测预报煤自然发火的指标气体，其出现温度在60℃左右，其预测的温度范围应在220℃之前。由于保德煤矿辅助运输采用防爆胶轮车，进风风流中就存在CO，因此CO浓度稳定在某一范围而不升高时，CO不作为保德煤矿预测预报煤自然发火的指标气体。但如出现CO浓度持续升高现象，说明采空区遗煤有氧化升温现象，应引起注意。

3、C2H4和C3H6气体出现的温度分别在165℃左右和200~220℃左右，C2H4气体的出现可以视为煤的氧化进入加速氧化阶段的标志，C3H6气体的出现可以视为煤的氧化进入激烈氧化阶段的标志。

4、 C2H2气体初始产生的煤温在400℃左右，C2H2气体的出现表明应视为已出现明火或阴燃，采取措施时要谨慎。

三、井下移动注浆系统

（一）注浆材料和参数

根据《保德煤矿矿井防灭火设计》确定。

1、灌浆材料选取：保德煤矿井下移动注浆材料选择为黄土。

2、主要注浆参数

1）灌浆系数

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防火灌浆系数为3％～12％，灭火灌浆系数相应加大，根据81304工作面实际情况，确定防火灌浆系数为3％。

2）土水比

矿井防灭火注浆浆液的土水体积比为1：1。

3）注浆量：根据《保德煤矿矿井防灭火设计》确定81304工作面的注浆量为18.7m3/h，注浆时间22h，为此选用ZHJ-1.2/12型井下移动式防灭火注浆装置，注浆额定流量为20m3/h。

（二）注浆设备选型

选用ZHJ-1.2/12型井下移动式防灭火注浆装置（1用1备）。该套注浆装置具有自动搅拌制浆系统、加压输浆系统、压力及流量调节系统、电力控制系统。每套注浆系统的注浆额定流量为20m3/h，装机功率≤18.5KW，工作电压660/1140V，整机重量1800Kg，注浆压力≥1.2MPa，容积3.75m3储液箱2个。

（三）泥浆制备与输送

黄土与水由井下移动式注浆装置进料口进入储液箱，经搅拌系统搅拌后制成泥浆，然后由注浆泵经输浆管路进入采空区。

1、取土方式

采用机械在地面取土，用防爆车将黄土运至井下注浆地点，注浆前在注浆地点附近联巷可存放220m3黄土备用。

2、注浆距离确定

为使注浆装置达到更好的工作状态，便于冲洗管路，注浆装置初始安设地点距灌浆点200-300m，随着工作面推进，每推进50m时在回风隅角处将管路断开；当工作面推进到距注浆站50m左右时，将注浆设备往前移动300m左右再次连接管路。

3、注浆管径的确定

注浆主管路、支管路均选用DN100mm的无缝钢管，注浆靠注浆泵作

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