新村煤业预防15#煤层自燃及避灾方式.doc

1、 山西新村煤业有限公司 2013 年度预防 15 号煤层自燃措施及避灾方式 编制单位： 通风科 编 制 人： 陈文波 编制日期： 2013-1-6 1 为保证我矿 采掘 生产 正常进行，防止 煤层自燃发火 因素对采掘生产的制约，确保矿井安全生产，结合我矿 2013 年采掘生产情况 ， 编制 新村 煤 业 2013年 度防止煤层自燃发火及灭火措施，望有关单位遵照执行。 一、矿井概况 1、生产、布局情况 新村 煤矿设计生产能力 90 万吨 /年 ，矿井采用主斜井、副立井、回风斜井混合开拓方式，采煤方法走向长壁后退式开采，全部垮落法管 理顶板，掘进工艺为综掘。 井田内可采煤层 9号、 15号 ， 现

2、开 采 15 号 煤层。 2、 矿井通风 、瓦斯情况 矿井通风方式 为中央分列式，通风方法为抽出式，主扇型号为：FBCDZ 22，电机功率为 2 160Kw， 叶片角度为 43/36，运行风量为 3560m3/min, 负 压为 820Pa，矿井等积孔为 2.68m2。 掘进工作面采用对旋式局扇压入式通风，回采工作面采用 “ ” 型通风方式。 2011 年度矿井瓦斯等级鉴定结果为：全矿井绝对瓦斯涌出量 1.52m3/min，相对瓦斯涌出量 1.99m3/min，鉴定结果为低瓦斯矿井。 3、 矿井 煤 层鉴定情况 根据 2005 年 6 月 26 日山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，本矿15

3、 号煤层燃烧时火焰长度为 85 ，加岩粉量为 75%，爆炸指数为 18.99%，煤尘具有爆炸性。 根据 2005 年 6 月 26 日山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，本矿15 号煤层煤样吸氧量 1.0630 m3/g，自燃倾向为类，属容易自燃煤层，自然发火期 12 个月。 2 4、 2013年度生产计划情况 2013 年度，新村煤业 计划生产原煤 60 万吨， 2013 年计划回采的工作面：15105综 采工作面 ，计划开拓巷道：北翼回风大巷、北翼轨道大巷、北翼运输 大巷。计划掘进的工作面有： 15107运输顺槽、 15107回风顺槽。 二、建立检查制度 1、通风 队 每 7天至少 检查

4、一次 井下所有密闭内、外 一氧化碳 和其它有害气体浓度 及温度变化情况 ，对早期火灾进行预测预报，并把检测结果报送通风科 、 总工程师 ， 通风科科长 及时对检测结果进行分析，做到及时发现问题及时采取措施处理 ，预防煤层自燃发火 。 2、消防洒水系统 新村煤业 建有消防洒水系统（消防管路 与静压 管路 共用 ）， 地面建有消防水池两座，容量分别为 260 m3 、 500 m3，管路系统是从地面安装 6 寸钢管从副立井一直到井下主巷道。轨 道大巷、运输大巷敷设 4 寸钢管，采煤工作面两巷及掘进巷道安设 3寸钢管， 井下所有巷道均设置消防管路。各运输巷道每隔 50m 设一个三通阀门，其他地点每隔

5、 100m设一个三通阀门。 3、建立井上下 消防 材料库和配备各种消防器材 三 、预防煤层自然发火的措施 1、我矿开采的 15#煤层属于一类自燃煤层，自然发火期为 113 天，开采时预防煤层自然发火的措施如下： （ 1）采煤工作面运输巷、回风巷顶板支护为工字钢梯形棚支护的，在进入采空区前必须全部将工字钢全部提前回收； （ 2）减少 采煤工作面向 采空区漏风 ， 合理配备工作面风量 ， 回采 期间 ，必须保持工作面及其 运输、回风巷进回风的 畅通，以减少采空区 漏 风 ； （ 3）采煤工作面回采时，尽量出尽残煤，减少采空区自燃煤源。 3 （ 4）煤巷掘进造成的高冒区域必须采取充填、注浆封闭等防灭

6、火措施，并编号建立台账管理。 四、自燃煤层开采的防灭火措施 1、矿井火灾监控系统 根据煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（ AQ1029-2007）的规定，矿井建立了 KJ70N 型安全监控系统一套，实现对 CO、温度、烟雾等矿井火灾参数的动态监控，全部覆盖矿井各点，设备满足煤矿安全监控系统通用技术要求（ AQ6201-2006）的相关规定。 （ 1） CO 传感器 在矿井总回风巷（测风站处）、 回风大巷上部和下部（各安设一台）、采煤 工作面回风巷（距回风口 10m 处）、 采煤 工作面回风隅角（距切顶线 1.0m以内的上帮）、旧防火 1、 2、 3 号 密闭前、 15107 进 、 回风

7、顺槽掘进工作面回风巷（距回风口 10m 处）、主斜井皮带机头下风侧 15m 处、 15105进风巷皮带机头下风侧 15m处、 15107 进 、 回风顺槽皮带机头下风侧 15m 处和煤仓下风侧15m 处设置 CO传感器，其型号为 KGA3。 CO 传感器应垂直悬挂在巷道的上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁 ）不得大于 300mm，距巷壁不得小于 200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。 CO 传感器报警浓度为 0.0024%。 （ 2） 温度传感器 在中央变电室和采区变电室 、采煤工作面回风顺槽、旧防火墙前、总回风巷分别 设置温度传感器，型号为 KGW5。 温度传感器垂直悬挂在巷道上方风

8、流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于 300mm，距巷壁不得小于 200mm，并应不影响行人和行车，安装维护方便。 采煤工作面温度传感器的报警值为 30，机电硐室温度传感器的报警值为 34。 4 （ 3） 烟雾传感器 在主斜井皮带机头下风侧 15m处、 15105 进风巷皮带机头下风侧 15m处、15107进 、 回风顺槽皮带机头下风侧 15m处设置烟雾传感器，其型号为 GQL0.1。 2、束管监测系统 矿井通风安全装备标准（ GB/T50518-2010）中规定，开采容易自燃和自燃煤层的大、中型矿井，应设置配备有一氧化碳、氧气等各种气体测定管和便携式检测仪表及成套气体分析化验的地面实验室。

9、针对采空区、封闭火区等人员无法进入地点气样的采集，目前最常用的是矿井自燃火灾束管监测系统，该系统 连续采集输送井下多处采煤工作面的气体，由地面监测控制，循环自动取样分析，经 过对矿井火灾标志性气体的连续分析数据及趋势曲线，对火灾和瓦斯爆炸的可能性连续进行分析及发火点的预测预报，为矿井瓦斯事故和自然火灾的防治工作提供科学依据。 其中JSG-7 型 煤矿自然发火束管监测系统广泛应用于大、中、小型各类煤矿自燃火灾预报和防治工作。 （ 1）系统原理 系统在微机控制下可将井下监测地点的气体，通过束管连续不断的抽至井上气体分析仪中进行快速、精确的分析，实现对 C0、 C02、 CH4、 C2H4、 C2H

10、6、C2H2、 02等气体含量的在线监测，其分析结果用实时监测报告、分析日报表两种方式提供给有关人员的同时 ，自动存入数据库中，以便今后对某种气体含量的变化趋势进行分析，预报煤炭自燃的趋势和高温或发火点的温度变化趋势。该系统具有红外线气体分析和气相色谱分析两种方法，可同步或单独运行 （ 2） 系统功能 微机自动控制， 24 小时在线检测，实现无人值守； 自动设置参数，每次进入系统均按上一次修改的最新参数设置； 5 可建立气样数据库，通过系统自动求出或输入的组份表，可按用户要求形成文件，组份名称可输入汉字； 自动输出每路束管气体的分析结果。在微机控制下，每一路数据分析完成后，可根据要求自动将结果

11、输出到打印机； 独 特的数据库分析功能。在束管检测下，系统自动将分析数据存入数据库，并可用数据库分析某一采样点的气体含量在一段时间内的变化趋势，可用图形方式表现，非常直观； 具有气体含量超限自动报警功能； 系统具有联网功能，实现分析数据共享，便于领导和调度人员对井下气体的变化情况进行直接检测。 （ 3）系统参数 控制束管检测路数： 8路至 32 路 (可扩充 )。 运行时间： 24小时连续循环检测或人工设定。 每路气样的分析时间 3分钟。 分析气体成份 红外线气体分析仪： C0、 C02、 CH4、 O2；气相色谱仪 ： C2H4、 C2H6、 C2H2. 分析精度 红外线气体分析仪：量程 :

12、 CO：（ 0 100 1000） 10 -6； CO2：（ 0 5 25 ） %；CH4：（ 0 5 25） %； O2：（ 0 25） %。 重复性 :1%FS；零点漂移 :1%FS/6M 量程漂移 :1%FS/6M；响应时间 :T90=60S 信号输出 :4 20mA RS232/485 气相色谱仪： C2H4、 C2H6、 C2H2，最小检知浓度： 0.110 -6（ 0.1 ppm） （ 4)束管 采样系统的布置 在副立井附近设置地面束管监测中心，井下主要监测点 为回采工作面采6 空区，掘进头，其余地点根据需要从主管路接出，具体管路布置为： 从地面束管监测机房布置 12 芯主管路一趟

13、沿副立井进入井底车场，沿轨道大巷敷设至运输大巷中部，在此附近设立井下分路箱。 从井下分路箱沿运输大巷布置各布置单芯束管一趟，分别引至 15101、15102、 15103工作面 5个旧采空区密闭； 从井下分路箱沿 15105 工作面回风顺槽布置 3 根单芯束管，并外套 1.5寸无缝钢管，无缝钢管每 3m 固定吊挂一次。其中一根单芯束管始终设置在工作面上隅角，其余两根单芯束管一直布置到开切眼，以间隔 30m 距离呈 迈步式布置（此间距应根据实际监测结果进行调整确定），当一个采样点进入采空区后进行取样分析，随着工作面的推进，另一个采样点进行采空区后也进行取样分析。当第一个测点埋入采空区 60m 后

14、即可断开第一个测点，并重新布置采样头，依次类推，直至工作面回采结束 。 束管连接采用专用的束管连接头连接，做到连接处无漏气；束管采样点处要 接上采样器， 其端部应罩以铁丝网，并用坚硬的护栏保护好。每天巡回检测一次，异常时每班巡回检测一次。 3、人工检测和取样分析 人工检测 是 煤层 自燃 火灾的重要监测手段，由人工直接在测点进行气体和温度 检测 。 该法适用性强、投入设备少、简单易行，但工作量大，间隔时间长。并定期 利用气囊 采集气样送地面进行气相色谱分析。 根据煤矿安全规程第 149 条规定：矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度，所有采掘工作面、硐室、使用中的机电设备的设置地点、

15、有人员作业的地点都应纳入检查范围。 根据矿井防灭火的需要，掘进工作面迎头 5m，回采 工作面上下隅角、 进回风 顺槽 、支架间 ，密闭观测孔、密闭墙四周 等 地点；重点检查 CO、 CH4、 O2、温度，每班检测 2 次，如果任何一处 CO 或温度异常，可随时根据变化情况设7 置测点，且增加每班观测次 数。 检测仪器可使用多种气体检测器、便携式 CO 报警仪，便携式 O2检测仪、光学瓦斯检测仪、温度计及红外测温仪，具体由瓦斯检查员负责检测。 检测时要做到 “ 四 定 ” ，即定人、 定点、 定时、定仪器。 为了检测全矿井 CO 情况， 矿井配备便携 CO 检测报警仪数量不少于便携瓦检仪的 1/

16、3。 4、 灌浆系统 （ 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。 灌浆系统 及灌浆站设备 在回风斜井场地内布置灌浆厂房，内设 XMZG-60 型多功能煤矿防灭火灌浆系统一套，主要包括两个泥浆池，一个值班室，一个控制室和一个泵房（如图 4-1 所示）。灌浆厂房占地面积约 30m 10m=300m2。 系统的主要特点： 具有搅拌、过滤等功能，可连

17、续制浆； 具有浆液自流、渣浆泵加压两种浆液灌注方式，可实现远距离运输； 中控制搅拌机、渣浆泵、清水泵等设备的运行； 可统计灌浆量； 8 主要灌浆设备一览表 名称 型号 单位 数量 主要参数 备注 搅拌机 XNJD 11 套 2 电压： 380V； 搅拌能力： 60m3/h； 搅拌方式：立式搅拌 功率： 11KW 2 台 4 套 渣浆泵 4/3C-AH 台 2 电压： 380V； 流量： 80m3/h； 扬程： 30m 功率： 22KW 清水泵 IS80-50 200 台 1 电压： 380V； 流量： 60m3/h； 扬程： 50m 功率： 15KW 潜污泵 WQ15 30 2.2 台 1 电

18、压： 380V； 流量： 15m3/h； 扬程： 30m 功率： 2.2KW 水枪 100 型 个 2 进水管径： 100mm; 工作压力： 5-10Kg 启闭机 0.8*0.95 米铸铁闸门配套 LQ 3T 型启闭机 套 2 流量计 DN150 台 1 检测范围： 2.82 120 m3 /h 通径： 150mm 配套电控系统 GGD-1、 GGD-2 、 GGD-3 套 1 PLC 控制 （ 2） 灌浆方法 我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有：采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。 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

19、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，防火效果较好；采后灌浆是等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆。根据新村煤矿自然发火的实际情况，设计采用埋管灌浆、洒浆结合采后灌浆方法。 9 （ 3）埋管灌浆 采用埋管灌浆法，即在放顶前沿回风顺槽在采空区预先铺好预埋灌浆管(10 20m 的钢丝缠绕管 )，预埋管一端通采空区，一端接高压胶管（ 长 2030m） ， 胶管与灌浆支管相连，每天按放顶步距利用 回柱绞车 逐渐牵引灌浆管，从而使预埋管始终保持在采空区 15m 左右，牵引一定距离灌一次浆 ，以免灌浆影响回采工作，如下图所示。为防止冒落岩石砸

20、坏注浆管，埋管时应采取防护措施（如架设临时木垛）。 埋管灌浆示意图 1-预埋灌浆管（钢丝缠绕管）； 2-高压胶管； 3-灌浆支管（无缝钢管）； 4-回柱绞车； 5-钢丝绳； 6-采空区； 7-回风顺槽； 8-进风顺槽 （ 4）洒浆 当远离管口的地方灌浆效果不佳时，可采用洒浆方法，作为埋管灌浆的一种补充措施，即在回采工作面由输浆管路上接出耐压胶管，沿工作面方向向采空区均匀地洒上一层浆液。洒浆时，洒浆量要充足，能 均压将采空区遗煤包裹。 （ 5）采后灌浆 工作面回采结束永久封闭后，采用密闭墙上插管灌浆法，即在工作面两端的密闭墙上分别预设的措施孔，实行“连续足量，充分灌注”，大量向闭后5 3 2 1 4 6 7 8