榆家梁煤矿52216工作面防灭火技术方案.doc

榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面安全开采工作面安全开采 防灭火技术方案防灭火技术方案 西北煤矿防灭火研究院西北煤矿防灭火研究院 神东公司榆家梁煤矿神东公司榆家梁煤矿 2014 年年 03 月月 报告名称：报告名称： 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面安全开采工作面安全开采 防灭火技术方案防灭火技术方案 西北煤矿防灭火研究院西北煤矿防灭火研究院 报告编写：报告编写： 技术审核：技术审核： 负负 责责 人：人： 榆家梁煤矿：榆家梁煤矿： 神华神东公司：神华神东公司： 目 录 1 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 综采综采工作面概况工作面概况.1 1.1 工作面位置及井上下关系1 1.2 储量及服务年限1 1.3 工作面巷道布置及回采工艺1 1.4 运煤方式2 1.5 煤层赋存特征2 1.6 煤层顶、底板特征2 1.7 其它地质因素3 1.8 地质构造3 1.9 水文地质3 2 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面火灾因素分析工作面火灾因素分析.4 2.1 内因火灾因素分析4 2.1.1 榆家梁煤矿 52216 工作面自然发火因素分析.4 2.1.2 榆家梁煤矿 52216 工作面受周边区域火灾影响分析.4 2.2 外因火灾因素分析5 2.3 榆家梁煤矿 52216 工作面火灾因素分析结论5 3 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面防灭火技术方案工作面防灭火技术方案.5 3.1 内因火灾防治措施5 3.1.1 注氮防灭火.5 3.1.2 自然发火监测预警措施.12 3.1.3 阻化剂防灭火.16 3.2 外因火灾防治措施19 3.2.1 消防设备器材配备及管理措施.19 3.2.2 胶带运输机管理措施.19 3.2.3 工作面电气电缆管理措施.20 3.2.4 工作面油脂及其它易燃物品管理措施.20 3.2.5 电气焊及火工品使用管理措施.20 4 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面火灾应急处置工作面火灾应急处置.21 第 0 页 1 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 综采综采工作面概况工作面概况 1.1 工作面位置及井上下关系工作面位置及井上下关系 52216 工作面位于榆家梁井田二盘区东南部，52216 工作面北部为 52 煤回风、胶 运、辅运三条大巷；南部为 52216 旺采采空区及 52 煤小窑七里庙一矿越界开采老塘； 西部为 52215 工作面已回采结束；东北部为 52401 工作面未采动，且与燕沟扶贫煤矿、 七里庙二矿采空区相邻。从回撤通道至 2924m 上部 58-62m 为 43307 综采工作面采空 塌陷区。 1.2 储量及服务年限储量及服务年限 52216 工作面长度为 193.6m，推进长度为 4396.7m, 煤层厚度为 3.30-4.95m，平均 厚度 3.82m，倾角为 1-3，容重 1.31t/m3，可采面积为 85.12 万，地质储量 426.0 万 吨，设计平均采高 3.8m，可采储量 396.1 万吨,工作面回采率为 93%，该工作面的服务 年限约为 6.6 个月，回采周期为 2014 年 5 月2014 年 12 月。 1.3 工作面巷道布置工作面巷道布置及回采工艺及回采工艺 52216 工作面沿煤层走向布置，工作面顺槽大致沿煤层倾向布置，运输顺槽从 1 联 巷处开始起坡以立交的形式越过总回大巷，通过溜煤眼与胶运大巷相通，52216 回顺、 52401 回风顺槽与总回大巷相通，切眼距离回撤通道 4396.7m，回撤通道距总回大巷 274.7m 52216 运顺 8 联巷位置处,由于掘进过程采用双巷掘进方式，从切眼到回撤通道 共有联巷 86 条。 表 1 工作面巷道支护 巷道名称巷道名称 长长 （m） 宽宽高高 （m） 用用 途途支护形式（支护形式（mm） 运输顺槽 4676.85.43.6 煤炭运输及进风 锚杆 （16x1800） 锚索 （15.24x6500） 回风顺槽 4676.853.8 回风 锚杆 （16x1800） 锚索 （15.24x6500） 切眼正常段 156.67.83.8 设备安装 锚杆 （16x1800） 锚索 （17.8x6500） 切眼机头段 69.83.8 安装端头支架 锚杆 （16x1800） 锚索 （17.8x6500） 切眼机窝段 259.33.8 安装采煤机 锚杆 （16x1800） 锚索 （17.8x6500） 切眼机尾段 69.83.8 安装端头支架 锚杆 （16x1800） 锚索 （17.8x6500） 回撤通道 193.65.43.8 设备回撤 锚杆 （18x2100） 锚索 （17.8x8000） 回撤辅巷 193.65.03.8 设备回撤 锚杆 （16x1800） 锚索 （15.24x6500） 第 1 页 联 巷 1553.8 巷道之间联络 锚杆 （16x1800） 帮部支护25010.17锚杆挂网 根据 52216 工作面的巷道布置及设备配备情况，工作面采用倾斜长壁后退式全部 垮落综合机械化采煤法。 1.4 运煤方式运煤方式 滚筒将煤装在刮板运输机溜槽上，经刮板运输机运送到转载机，经破碎机破碎后 落在可伸缩皮带机上运出。 1.5 煤层赋存特征煤层赋存特征 工作面回采范围内 52 煤层呈宽缓的波状起伏， 煤层厚度为 3.30-4.95m，平均 3.82m；52216 工作面局部有一至两层夹矸，岩性为灰色泥岩，厚度 0.02-0.35m；煤厚 变异系数 6.5%、可采性指数 1，为稳定煤层。详情见表 2。 表 2 煤层赋存特征表 52 煤为不粘煤（BN） 。宏观煤岩特征：以半亮型煤及半暗型煤为主，局部半暗型 煤占优势，光亮型及暗淡型少见，组成中亮煤及丝炭含量较高，镜煤及暗煤次之。具 线理状-细条带状结构，水平及缓波状细层理。52 煤属低灰、特低磷、低硫，发热量 6250 千卡/千克。 表 3 煤质指标表 Mad (%)Ad (%)St (%)Vdaf (%)Qnet,d(MJ/kg) 5.226.610.1533.9529.92 1.6 煤层顶、底板特征煤层顶、底板特征 52216 综采工作面老顶为粉砂岩及中粒砂岩，厚度约为 18.8-19.2m ，平均 煤厚/m结构倾角/变异系数稳定程度平均厚度/m柱状图 3.30-4.95简单130.065稳定3.82 第 2 页 19.0m，灰色及灰白色，泥质胶结，水平层理。直接顶为泥岩，厚度约为 0-1.3m ，平 均 1.28m，黑灰色,块状,致密,含炭屑 52216 工作面老顶为粉砂岩及中粒砂岩，厚度约 为 18.819.2 米，平均 19.0 米，灰色及灰白色，泥质胶结，水平层理。直接底为粉砂岩， 厚度约为 0.55-0.9m，灰黑色，泥质胶结，均一致密，质较软。具体情况见表 1-3。 表 4 煤层顶、底板特征表 顶-底板岩石名称厚度(m)岩 性 特 征 老 顶粉及中粒砂岩18.8-19.2灰色及灰白色，泥质胶结，水平层理。 直接顶泥 岩0-1.30黑灰色，块状，结构致密，含炭屑。 直接底粉砂岩0.55-0.90灰黑色，泥质胶结，均一致密，质较软。 1.7 其它地质因素其它地质因素 详情见表 5。 表 5 影响回采的其他地质因素 瓦斯 根据 52 煤层自然瓦斯成份，本工作面划为二氧化碳-氮气区，根据历年光谱 分析采掘中实测瓦斯浓度为“0.003”，不应忽视瓦斯预防，应根据实际情况 加强回采工作面供风量。 煤尘 52 煤层煤尘具爆炸危险性，开采中应予足够重视，根据巷道性质限制一定的 最高风速。 煤的自燃52 煤属于类自燃煤层，应减少浮煤，并及时用岩粉覆盖，杜绝自燃热源。 地温本区地温正常为无热害区。 1.8 地质构造地质构造 52216 工作面地表广覆第四系松散沉积物，起伏变化较大。从回撤通道至 2398m 上部 5761m 处为 43305、43306 工作面采空塌陷区，剩余段松散层厚度 078m，上覆 基岩厚度 7892m；工作面内地层的总体趋势是以极缓的坡度向北西倾斜的单斜构造， 局部略有起伏，倾角 13；断层不发育，后生裂隙发育。 1.9 水文地质水文地质 工作面煤层上覆含水层为顶板砂岩裂隙含水层，厚度 40-90m，裂隙较为发育，渗 透系数 K=0.00492m/d。实际水头高度 40m，影响半径 R=13.52m，工作面采空塌陷后， 该含水层水可能会沿工作面东侧塌陷边缘形成的裂隙进入采空区内，但该含水层富水 性较弱、补给水源较少，对工作面涌水量影响较小，工作面涌水量为 20m3/h 左右。 第 3 页 工作面地表沟壑发育，上覆松散层厚度变化较大，雨季大气降水为工作面的主要 充水水源，一方面大气降水通过松散层及基岩裂隙直接下渗补给井下，另一方面地表 洪水通过采空塌陷裂隙进入采空区；参照本区多年的气象资料，日最大降雨量 76.2mm，经计算雨季洪水通过塌陷裂隙最大补给量为 150m3/h。52216 工作面正常涌水 量为 20m3/h，最大涌水量为 170m3/h。 1.10 通风系统通风系统 52 煤 2 个进风井（主斜井、辅运平硐） ，1 个回风井（回风斜井） 。即主斜井和辅 运平硐进风，总进风 9555m3/min 左右，回风斜井回风，总回风 10042m3/min，有效风 量 8839m3/min。安装两台山西安瑞风机有限公司生产的 BDK-60-10-No32 对旋轴流式 风机，配套电机型号 YBF0710S-10，现排风量 10246m3/min 左右、通风负压 1920Pa 左 右，等积孔 5.10m2，工作面配风量 1677m3/min。 2 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面火灾因素分析工作面火灾因素分析 2.1 内因火灾因素分析内因火灾因素分析 2.1.1 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面自然发火因素分析工作面自然发火因素分析 （1）对防止自然发火有利的条件： 52216 工作面所采煤层平均厚度 3.8m，工作面设计采高 3.8m 左右，基本上实现 了沿顶接底回采，回采率较高，采空区遗煤较少，对防止自然发火有利。 由于工作面开采煤层较稳定，设计日进尺 18.165m，月推进近 545m，可确保将 采空区氧化带在发火期内移至窒息带，有利于防止自然发火。 工作面内地层的总体趋势是以极缓的坡度向北西倾斜的单斜构造，局部略有起 伏，断层不发育，结构简单。 工作面煤层上覆含水层为顶板砂岩裂隙含水层，裂隙较为发育，正常涌水量为 20m3/h 左右，工作面采空塌陷后，该含水层水可能会沿工作面东侧塌陷边缘形成的裂 隙进入采空区内，有利于采空区降温；同时，直接顶板为泥岩，淋水将有利于促进冒 落矸石胶结较快形成再生顶板，减少采空区漏风供氧。 （2）对防止自然发火不利的条件： 52216 工作面开采 52 煤为类自燃煤层，采空区遗煤存在自然发火可能性。 由于煤柱支撑作用，加之退锚不及时等因素，在两顺槽、开切眼及回撤通道形 成漏风通道，煤柱受压片帮形成碎煤堆积，因此埋下自然发火隐患。 52216 工作面两顺连巷较多，从回撤巷道到开切眼每侧密闭多达 86 个，密闭管 第 4 页 理任务较重，为防止采空区遗煤自然发火增加难度。 2.1.2 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面受周边区域火灾影响分析工作面受周边区域火灾影响分析 52216 工作面位于榆家梁井田二盘区东南部，52216 工作面北部为 52 煤回风、胶 运、辅运三条大巷；南部为 52216 旺采采空区及 52 煤小窑七里庙一矿越界开采老塘； 西部为 52215 工作面已回采结束；东北部为 52401 工作面未采动，且与燕沟扶贫煤矿、 七里庙二矿采空区相邻。从回撤通道至 2924m 上部 58-62m 为 43307 综采工作面采空 塌陷区。 依此判断，52216 工作面北部为 52 煤辅运大巷、胶运大巷、回风大巷，巷道北部 为实体煤，无自然发火威胁；东部为 52401 备采工作面实体煤，无自然发火威胁；40 联巷以里为井田边界，边界外是 52 煤小窑采空区，对 52216 工作面存在一定威胁；南 部为 52216 旺采采空区及 52 煤小窑七里庙一矿越界开采老塘，对 52216 工作面存在一 定威胁；西部为 52215 工作面采空区，对 52216 工作面存在一定威胁；52216 工作面煤 层最大厚度为 3.8m，其冒落高度按 5 倍采高计算，最大冒落高度为 19m，小于 52 煤 层与 43 煤层最小层间距 58m，即 43 煤不会冒落到 52216 采空区。 2.2 外因火灾因素分析 52216 工作面机械化程度较高，其外因火灾威胁主要是机电火灾，包括采煤机组、 刮板运输机驱动部位、皮带运输机、转载机、电缆、移变列车、开关、油脂等，工作 面使用火工品、电气焊作业同样是外因火灾的高发点，无轨胶轮车也存在发生火灾的 可能性。 2.3 榆家梁煤矿 52216 工作面火灾因素分析结论 （1）通过对 52216 工作面分析及其周边区域自然发火因素分析，可以认为 52216 采空区在回采期间发生自燃的可能性较低，危险程度可控； （2）工作面南侧边界内小煤窑越界开采采空区巷道布置、回采情况不详，尽管暂 无发火迹象，也对本工作面采空区防火工作带来一定威胁； （3）本工作面开采后，43 煤的 43307 工作面采空区尽管不会直接落到本煤层采空 区，但岩石裂缝使上下采空区连通，使 43 煤煤柱、采空区浮煤二次氧化，存在自然发 火危险； （4）52216 工作面为综合机械化采煤工作面，存在以机电火灾为主的外因火灾因 素。 3 榆家梁煤矿榆家梁煤矿 52216 工作面防灭火技术方案工作面防灭火技术方案 第 5 页 3.1 内因火灾防治措施内因火灾防治措施 根据分析认为，52 煤自燃倾向性为级自燃煤层，52216 工作面开采期间正常推 进情况下本工作面采空区自燃的几率较低，但根据煤矿安全规程第 228 条规定： 开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火的措施。由于该工 作面距离井口位置较远，不适合采用灌浆防灭火，针对本工作面特点，建立了以注氮 为主，结合喷洒阻化剂、撒岩粉及工作面两端头支架上悬挂挡风帘等综合防灭火技 术体系。 3.1.1 注氮防灭火注氮防灭火 惰气防灭火，针对采面高顶高冒采空区，是较为理想的防治方案。采空区注入惰 性气体后，可对采空区三维立体空间进行惰化，冲淡了氧气与煤炭的接触，从而可防 止采空区煤炭自然发火。 3.1.1.1 氮气防灭火机理与惰化指标 （1）氮气防灭火机理 1）采空区内注入大量高浓度的氮气后，氧气浓度相对减小，氮气部分地替代氧气 而进入到煤体裂隙表面，使煤体对氧气的吸附量便降低，在很大程度上抑制或减缓了 遗煤的氧化速度； 2）采空区注入氮气后，提高了气体静压，降低了漏入采空区的风量，减少了空气 与煤炭直接接触的机会； 3）氮气在流经煤体时，吸收了煤氧化产生的热量，可以减缓煤升温的速度并降低 周围介质的温度，使煤的氧化因聚热条件的破坏而延缓； 4）采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，随着惰性气体浓度的增加，爆炸 范围逐渐缩小（即下限升高、上限下降） 。当惰性气体与可燃性气体的混合物比例达到 一定值时，混合物的爆炸上限与下限重合，此时混合物失去爆炸能力。这是注氮防止 可燃、可爆性气体燃烧与爆炸作用的另一个方面。 （2）注氮防灭火惰化指标 1）采空区防火惰化氧浓度指标不大于煤自燃临界氧浓度，采空区防火惰化指标以 7%作为依据。 2）惰化灭火氧浓度指标不大于 3。 3）惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度指标小于 12。 3.1.1.2 注氮流量、输氮管路的计算与选取 第 6 页 （1）注氮流量计算 注氮量的确定，要照按技术合理、经济可行的原则进行，选用的制氮能力既要满 足防火注氮流量的要求，又能充分体现经济技术上的合理性。52216 工作面注氮量按 MT/T701-1997 标准中推荐的计算方法计算，此法计算的实质是将采空区氧化带内 的原始氧含量降到防火惰化指标以下，按下式计算注氮流量。 hm CC CC kQQ N N / 4 . 1382 107 . 0 98 . 0 07 . 0 13 . 0 2 . 11660 1 60 3 2 21 0 式中：QN注氮流量，m3/h； Q0采空区氧化带内漏风量， m3/min；采空区氧化带的范围受工作面的 通风状况、采空区的冒落等诸多因素的影响而在很大的范围内变化， 因此采空区氧化带的漏风量的变化范围也较大；采空区氧化带内估算漏 风量取为 16m3/min； C1采空区氧化带内平均氧浓度，目前国内应用较普遍的是将采空区内氧 气浓度在 7%18%之间的区域视为氧化带，一般可选为13%； C2采空区惰化防火指标，根据 煤矿安全规程 中的规定：采用氮气 防火注入的氮气浓度不得低于 97%，注入后采空区内氧气浓度不得 大于 7%； CN注入氮气中的氮气浓度，根据 煤矿安全规程 中的规定：采用氮 气防火注入的氮气浓度不得低于 97，注入后采空区内氧气浓度不 得大于 7。同时根据中华人民共和国煤炭工业部1997 年 2 月发布 的中华人民共和国煤炭行业标准 煤矿用氮气防灭火技术规范 (MTT701-1997)第 7.2 条的关于氮气纯度的规定：向采空区注入氮 气的纯度要视其能将采空区的氧浓度降低到煤自燃临界氧浓度而定。 而向火区注入氮气浓度应不低于 97，本处取 98%； K备用系数，一般取 1.21.5，现取 1.2。 根据以往国内外注氮灭火经验，原则上最初的注氮强度要大，然后逐渐降低注氮 强度。若采用开放式注氮方式，则灭火注氮量需求更大，同时由于本矿井注氮系统借 用地面灌浆管路，输送路线较长，因此建议配备较大能力的制氮机，以满足工作面注 氮防灭火的需要，因此选择制氮能力为 2000m3/h。 （2）输氮线路 选用 2 台 DM-1000 型井下移动制氮机，安设在52401 回风巷内，注氮管路由制氮 机处经由联巷、52216 运顺铺设至52216 采空区内。 第 7 页 3.1.1.3 注氮防灭火工艺 在工作面的进风顺槽埋设一趟注氮管路。当埋入采空区一定长度后（1520m）开 始注氮，同时再埋入第二趟注氮管路（注氮管口的移动步距通过考察确定，一般为 50m） 。当第二趟条注氮管口埋入采空区冷却带与氧化带的交界部位时向采空区注氮， 同时断开第一趟注氮管路，并停止第一趟管路的注氮，如此循环。在方案具体实施过 程中，将根据对采空区“三带”的动态变化规律及采空区气体分布规律的实时观测分析 做出合理确定和调整。氮气释放口应高于底板，注氮口距底板巷道高度应在 300mm 以 上，90弯拐向采空区，与工作面保持平行；一般情况下，为防止注氮管口被砸或堵塞， 尽量用石块或木垛等加以保护，氮气释放口处管路可打 0.5m 花眼，并用铁丝网包裹。 3.1.1.4 制氮装置与注氮管路的管理 制氮装置与注氮管路的管理应严格执行煤矿安全规程及有关机电设备操作规 程的规定。 （1）制氮机应由专人操作，操作人员必须经培训合格后才能上岗。操作人员(司 机)不得擅自离岗，不得任意开停制氮机。 （2）操作要经常注意制氮机运行状态，要经常检查制氮机各部位接头、管路的密 封情况，加强维护。发现异常及时处理；当发生故障又无法处理时应先停机。 （3）认真作好制氮装置的运行记录，每小时记录一次制氮压缩机的压力和温度， 每两小时记录一次制氮机出口氮气压力、流量和浓度。 （4）设专人负责注氮管路的检查与维护，经常检查注氮主管与支管运行状态，发 现有泄漏处，及时检修处理。当注氮主管或支管发生崩管时，要及时通知制氮机站， 关闭制氮机，停止输氮。 3.1.1.5 注氮过程中注意事项 （1）正常注氮时，要特别注意检查上隅角的瓦斯。 （2）注氮期间，在工作面保持相应的通风量和合理调整埋管注氮口位置，以防 止氮气泄漏到工作面，保证工作面的氧气浓度不低煤矿安全规程规定。 3.1.1.6 注氮防灭火的效果考察 注氮前、后采空区氧化带的变化； 注氮量、注氮扩散半径、注氮口移动步距等。 3.1.1.7 防止采空区氮气泄漏的措施 采空区漏风状态决定了氮气在采空区内的滞留时间，同时也决定着间歇式注氮时 第 8 页 的注氮周期。采空区的漏风强度越小，两次注氮的间歇时间就越长，此时的注氮效果 好且比较经济。因此，采取措施减少采空区氮气泄漏也是提高采空区注氮效果的有效 途径。为保证注氮防灭火的效果，宜对注氮的区域采取均压措施，并采取严格的堵漏 措施以及有效的火灾监测，使防灭火区域的漏风量降到最低限度。 3.1.1.8 安全技术措施与管理 （1）注氮过程中，工作场所的氧气浓度不得低于 18.5，否则应立即停止作业撤 除人员，同时降低注氮流量或停止注氮。 （2）注氮地点及与其相连巷道的安全通风量，按下式计算： 21 1 0 ) 1( CC CCQ Q NN 式中：Q0工作场所的安全通风量，m3min： QN最大氮气泄漏量，m3min，取完全泄漏量 33m3min； CN泄漏氮气中的氮气浓度，取 98%； C1工作面或巷道中原始氧气浓度，一般取 20.8； C2工作场所的安全氧浓度指标，18.5。 经上式计算工作场所的安全通风量为 286m3min，工作面通风量为 1677m3/min， 完全满足安全要求。 （3）制氮设备的管理人员和操作人员，必须经培训，考试合格，并取得结业证和 上岗证后，方可上岗。 （4）必须建立制氮设备的操作规程、工种岗位责任制、机电设备维护检修规程、 注氮防灭火管理规定等规章制度。 （5）合理设置监测传感器，加强对 O2、N2和 CO 的监测；同时，由瓦斯检查 员随时对密闭外的 O2、CO 和 CH4浓度进行检测。 （6）注入氮气的纯度不得低于 97%。 （7）第一次向采空区注氮，或停止注氮后再次注氮时，应先排出注氮管内的空 气，避免将空气注入采空区中。 （8）注氮量的多少，应根据采空区中的气体成分来确定，如果采空区中CO 浓度较高，或者工作面 CO 浓度超限，或出现高温、异味等自燃征兆，都应加大注 氮强度。 第 9 页 （9）注意检查工作面及回风顺槽风流中的瓦斯涌出情况，若发现采空区大量涌 出瓦斯，风流瓦斯超限时，可适当降低注氮强度。 （10）建立注氮防灭火台帐（见表 6）。 （11）注氮防火、灭火区的管理、熄灭标准、注销和启封要求以及防火墙的管理， 应按煤矿安全规程的规定执行。 表6 注氮防灭火台帐 工作面名称： 注氮防灭火台帐 日期出氮口位置注氮流量(m3/h)每天注氮量(m3)累计注氮量(m3)氮气浓度(%)注氮压力(Mpa) 3.1.2 自然发火监测预警措施自然发火监测预警措施 3.1.2.1 束管系统监测 束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有效装置。该系统是一种用泵通 过束管把测点的气样抽至地面，利用气体分析仪进行分析，以预报灾情的装置， 特别是井下人员无法进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替 代的优点，是采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。 开采自燃煤层时，在采区开采设计中，必须明确选定自然发火观测站或观 测点的位置并建立监测系统、确定煤层自然发火的标志气体和建立自然发火预 测预报制度。所有检测分析结果必须记录在专用的防火记录簿内（煤矿束管监 测系统气体分析记录表（见表 7），并定期检查、分析整理，发现自然发火指 标达到或超过临界值等异常变化时，立即发出自然发火预报，采取措施进行处 理。 （1）依据 火灾的早期发现和监测是矿井火灾防治的前提，根据煤矿安全规程和 神华集团公司井工煤矿本质安全管理体系考核评分标准规定：一、二级自 燃矿井应建立火灾预测预报系统。 目前矿井火灾监测系统最常用的是矿井自燃火灾束管监测系统。束管监测 系统主要由束管取样系统和地面气体分析中心组成，通过束管将监测点气体抽 取样到地面，利用气相色谱分析仪连续分析气体组分浓度，通过各组分浓度的 变化对煤层氧化自燃过程进行判断分析并进行煤自然发火的早期预测预报。该 系统能够对井下的气体成分及浓度变化实现有效的实时监测，并在地面监测中 心对煤自燃灾害的发生发展进行分析预测，实现了煤自燃预测预报的智能化、 自动化，操作方法简便。在实际应用中也存在一些问题，由于需要将气样采集 至地面进行分析，当束管管线较长时，束管抽出阻力大，使得气体抽出时间太 长，同时井下管路的维护工作量也大。 针对榆家梁煤矿井下生产实际布局，确定建立地面型火灾束管监测系统和 人工采集气体进行分析观测的自然发火预测预报监测系统。 （2）监测内容及其作用 监测气体种类：CO、C2H4、C3H6、C2H2、N2、O2等气体。 1）监测内容 第 12 页 a)进行日常监测 主要监测工作面回风流，工作面上隅角气体组分浓度。 b)监测采空区气体组分 主要监测采空区内气体组分浓度。 c)取样分析 对综采面的定期或不定期取样的气样组分进行分析。 2）监测点设置 监测点分为固定点、移动点和临时观测点。观测点应设置在能采集到观测 区内的有代表性的气体的地点。尤其固定观测点，移动观测点，应尽量设置在 巷道周围压力较小，支架完整，没有拐弯，断面没有突然扩大或缩小的地点。 根据上述要求及矿上束管系统实际情况，监测点主要布置在以下地点： a）工作面上隅角布置 1 个监测点。 b）采空区监测点，布置在工作面回风顺槽远离工作面侧，随工作面推进埋 入采空区，一个工作面布置 3 个点，该测点随工作面回采，逐步经历冷却带、 氧化带和窒息带，根据束管监测的气体浓度，可以推算出工作面“三带”宽度。 考虑到采空区布置监测点需要用铁管做保护套管，为了避免保护套管成为 静电导线，引起其他灾害，建议一个工作面只做 1 次“三带”观测。 “三带”观测结 束后，采空区内保留 1 根监测管路，继续对采空区内气体进行监测。工作面监 测点布置情况如图 2 所示。 图 2 工作面束管监测点布置图 3）作用 通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送入分析仪进 第 13 页 行分析。对井下任意地点的 O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C3H6、C2H2等气体含量实现 24 小时 连续循环监测，经过对自然火灾标志气体的确定和分析，及时预测预报发火点 的自燃进程变化，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。 4）系统特点 具有监测的连续性和准确性，并可将监测数据送入矿井安全监测系统或矿 井计算机网络中。 第 14 页 表 7 气样分析记录表 束束 管管 监监 测测 分分 析析 报报 表表 采 样 时 间： 年 月 日 时 分 采样时地面大气压(KPa)： 现 场 检 查束 管 分 析备注 采样地点 CO /ppm CH4 /% CO2 /% 温度 （） 检查 人 O2/%N2/% CO /ppm CO2/ % CH4 /% C2H4 /ppm C2H6 /ppm C2H2 /ppm C3H6 /ppm 取样 人 通风科负 责人签字： 实验员签字： 第 15 页 3.1.2.2 人工监测 由通风队负责每周对 52216 采空区、52215 采空区及所有相关的密闭墙进 行一次检查，检测闭内外压差、气温、水温以及漏风情况，并详细填写火灾预 测预报管理台帐。 3.1.3 阻化剂防灭火阻化剂防灭火 3.1.3.1 阻化防火机理 目前国内外使用的阻化剂大致有：吸水盐类阻化剂（如氯化钙、氯化镁、 岩盐） ，石灰水、水玻璃，亚磷酸脂、阻化剂与水混合成一定浓度的水溶液后能 抑制和起到防火作用，其防灭火机理为：增加煤在低温时的化学惰性，使煤炭 和氧的亲合力降低；形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；充填煤柱内部裂隙； 增加煤体的蓄水能力；水分蒸发吸热降温。实质是降低煤在低温时的氧化速度， 延长煤的自燃发火期。 3.1.3.2 阻化防火工艺 为防止煤柱、工作面开切眼、停采线等易燃地点发火，需要打钻孔进行压 注阻化剂处理。该工作面配备 1 台 3NB75/2-4 阻化泵，喷洒 MEA-1 阻化剂。 a）压注工艺 阻化剂压注工艺可分为短钻孔注入和长钻孔注入。 短钻孔注入适用于处理巷道周围煤柱的自燃点。一般利用煤电钻打孔，孔 深 23m，孔距 23m，孔径 42mm，使用橡胶封孔器封孔，再用防灭火液压 泵压注，以煤壁见液即可。 长钻孔注入适用于采空区和煤层回采前的防火处理。其方法是沿煤层向上 或向下打钻孔，布孔原则是尽可能煤体都能得到阻化处理。一般孔径取 5075mm，孔深为工作面斜长的 23，孔间距为 1520 m。封孔后用压力泵 注入阻化液。 b）注液量 注液量的大小与注液控制范围煤量成正比。其计算公式如下： T=KDV 式中 T 日注液量，t ； K 吨煤用液量，t/t ； D 实体煤容重，t/m3 ； 第 16 页 V 注液控制煤体体积，m3 ； 阻化剂的吨煤用液量使用数量由遗煤的破碎程度、遗煤量和采煤方法等因 素综合确定，并应在防火实践中进行调整，选取合理的数值。 3.2 外因火灾防治措施外因火灾防治措施 3.2.1 消防设备器材配备及管理措施消防设备器材配备及管理措施 （1）工作面配备三盘软管、两台 8kg 灭火器、一个沙箱及两把铁锹。 （2）各转载点及移变列车等电气设备附近配置洒水管、灭火器、沙箱、铁 锹等消防器材。 （3）存放油脂类物品地点必须配齐沙箱、干粉灭火器、铁锹等灭火器材。 （4）52216 运顺设一趟的 DN159 消防管路，每隔 50m 设一个三通。52216 回顺设有一趟 DN159 管路用于消防洒水，每隔 100m 设 1 个三通，用于冲洗巷 道的接头，每个转载点设喷雾洒水系统，喷雾水来源于巷道进水管路。 （5）各单位负责人负责备好、管好本单位管辖范围内的防灭火设施和器材， 明确责任人，并摆放到便于使用的地点，无故丢失、损坏的要按价赔偿；矿每 月由安监处、生产办组织对井下采掘工作面、皮带转载点及机电硐室等处防灭 火设施、器材进行一次检查，对查出的问题及隐患以通知的形式责成有关单位 及时处理。 （6）井下工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本工作区域内灭 火器材的存放地点。 3.2.2 胶带运输机管理措施胶带运输机管理措施 （1）所用胶带运输机必须使用具有“MA”标