矿井综合防灭火专项设计 .docVIP

*防灭火专项设计ggggggg矿井综合防灭火专项设计（生产规模45万吨/年）Wwwwwww二一二年五月目 录前 言1第一章 矿井概况及安全条件1第一节 井田概况1第二节 矿井设计概况8第三节 安全条件11第二章 矿井通风、抽放、监测系统13第一节 矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤和瓦斯突出及地温13第二节 矿井通风13第三节 矿井监测系统16第四节 井下人员考勤定位系统18第三章 自燃防灭火预测20第一节 概述20第二节 煤的自燃机理及煤的自热影响因素20第三节 开采煤层自燃预测23第四章 矿井防灭火措施28第一节 开拓开采措施28第二节 通风系统措施29第三节 自燃发火观测站设置30第五章 矿井防灭火系统32第一节 注浆系统32第二节 阻化剂防灭火系统37第三节 注水系统及注罗克修封闭措施39第四节 其他监测系统44第六章 井下外因火灾防治46第一节 电气事故引发火灾防治措施及装备46第二节 其它火灾的防治措施及装备51第七章 消防洒水系统62第一节 井下消防给水系统62第二节 井下洒水系统64第三节 井下用水量计算及标准6575前 言*煤矿井田位于*村，行政区划属*乡管辖，其地理坐标东经1113742-1113904, 北纬365452-365652。井田东南距*城14km，距*乡3km，交通便利。2009年11月20日，*省国土资源厅为其颁发了采矿许可证，证号为C1400002009 11122045941，矿区面积6.552km2，批准开采2-11号煤层，矿井生产能力45万t/a。矿井采用斜井开拓，主、副斜井进风，回风立井回风。内含可采及局部可采煤层7层，分别为2#、4#、7#、9#、10#、11#、12#煤层。据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。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。一、设计目的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。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。二、设计依据1、煤矿安全规程规定，开采有自燃倾向性煤层的矿井，在矿井和新水平的设计中必须采取综合（包括开拓开采，巷道布置，开采方法，回采工艺，通风方式和通风系统等）以及（包括灌浆或注沙、喷注阻化剂、注入惰性气体、均压技术等）预防煤层自燃发火措施，又规定：开采有自燃倾向性的煤层，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采用预防性灌浆或全部填充、喷洒阻化剂、注入阻化泥浆、惰性气体以及均压通风等措施，防止自燃发火。2、设计规范规定：二级自然矿井以建立注浆或注砂为主，以阻化剂或均压技术为辅的防灭火系统和预测预报系统并配备惰性气体装备。3、据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田内9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。矿井防灭火规范及煤矿注浆防灭火技术规范等为依据进行设计。4、国家关于矿井防灭火的管理规定及要求。三、设计的主要任务1、对*煤业的地质条件以及矿井设计概况进行了综述。2、对生产过程中可能出现的自燃事故进行分析，并编制和选择了相应的防治措施和装备。做到“安全第一，预防为主”。3、根据矿井生产特点，对矿井自燃，一氧化碳和温度进行实时监测，以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。四、待解决的主要问题1、可采及局部可采煤层（2#、4#、7#、9#、10#、11#、12#煤层）的煤炭自燃发火倾向性只鉴定9#、10#煤层的自燃发火倾向性，要对其他煤层的自燃发火倾向性补充鉴定，以便更好指导安全生产。2、在各煤层的自燃发火倾向性进行鉴定结果出来后，根据鉴定结合应适当修改本防灭火设计。五、依据的法律、条例、规程、规范、细则1、2012年国家安全监察总局、煤矿安全监督管理总局下发的关于矿井防灭火的管理规定及要求。2、煤矿安全规程；3、国家安全生产监督管理局发布的矿井防灭火规范及煤矿注浆防灭火技术规范；4、煤矿一通三防安全知识，煤炭工业部；5、中华人民共和国煤炭法；6、中华人民共和国矿山安全法；7、中华人民共和国安全生产法；8、中华人民共和国消防法；9、中华人民共和国劳动保护法；10、其他各种行业性规范。第一章 矿井概况及安全条件第一节 井田概况一、地理概况1、矿井位置及交通*煤矿煤矿生产能力为45万t/a。*煤矿井田位于*乡*村，行政区划属*乡管辖。地理位置为：地理坐标东经1113742-1113904, 北纬365452-365652。井田东南距*城14km，距*乡3km。英（武）-夏（门）乡镇公路从井田东部1km处通过，通过该公路可直达大运路，往东距南同蒲铁路两渡车站12km，其间均有简易公路相通，交通便利（见交通位置示意图）。井田范围由7个拐点坐标连线圈定，开采深度由984.9至679.99m。井田整体呈长方形，井田南北长约3.70 km，东西宽约2.00km，井田面积6.552km2。矿界：*省国土资源厅于2009年11月29日换发了采矿许可证(证号C140 0002009111220045941)。有效期2011年11月29日-2012年11月29日)。其矿区范围拐点坐标如下表（表1-1）：表1-1 井田范围拐点坐标表(西安80坐标系)点号坐标点号坐标XYXY15263742、地形、地貌井田地处吕梁山东麓和太岳*麓间，为低山丘陵区，地表经长期风化剥蚀，沟谷纵横，丘陵连绵，沟谷及其两侧基岩裸露，梁垣坡地多黄土覆盖，纵观全井田其地势北高南低，西高东低，海拔多在950-1030m间，3条东南向平行排列的大沟切穿全井田，其间为东南向发育的梁垣坡地。其最高点位于井田西北角，海拔1053.0m，最低处位于井田东南部的小河河床，海拔849.3m，最大相对高差203.7m。3、气象本区属暖温带大陆性气候，冬寒夏热，春季多风，秋季凉爽，年平均气温11，1月份最冷，日最低气温-20.3，7月份最热，日最高气温可达39.5，年平均降水量650mm，且多集中于7、8、9月份，霜冻期为每年11月上旬至翌年3月份，最大冻土深度0.93m，年无霜期180天左右。4、地震井田由于处在晋中与临汾两断陷盆地接壤地带，也是太原临汾两盆地中间，因此盆地发生较大的地震均波及到本区。据史料记载，明朝万历年间：赵城发生8.2级地震，建国以来发生地震40余次，1975年介休发生5.6及地震，根据2001年中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001)，地震动峰值加速度为0.2g，本区属地震基本烈度度区。二、主要自然灾害情况由于气候原因（如暴雨洪水、冰雹、凌冻、雷电等）引起的安全事故（如泥石流、山体滑坡等）以及井下煤层顶底板、瓦斯、煤尘、水、火、等。三、地质特征*煤矿井田位于霍西煤田偏店-义棠普查区内，井田内地层由老到新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭中统本溪组、上统太原组，二叠系*组、上下石盒子组及第四系。井田多黄土覆盖，沟谷见有上下石盒子组出露，现依据钻孔揭露和地质填图并结合区域资料自下而上分述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O2f）埋藏于井田深部，为煤系之基盘，岩性以深灰色、厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩为主，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染呈淡红色，厚度大于100m。2、石炭系中统本溪组（C2b） 平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相碎屑岩沉积建造，底部为褐红色*式铁矿，多呈鸡窝状分布，铁矿层之上为浅灰色G层铝土泥岩、黑色泥岩、砂质泥岩及薄层细砂岩，本组厚度6.76-12.20m，平均9.94m。3、石炭系上统太原组（C3t）连续沉积于下伏本溪组之上，为一套海陆交互相含煤建造，井田主要含煤地层，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细砂岩和3层石灰岩及11-12层煤组成，底部以一层灰白色硅质胶结的石英细砂岩（K1）与本溪组分界，本组厚度85.53-94.68m，平均88.61m。4、二叠系下统*组（P1s）与下伏太原组连续沉积，为一套陆相碎屑岩含煤建造，井田次要含煤地层，由灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩和灰白色砂岩及3-4层煤组成，底部以一层灰色长石石英杂砂岩（K7）与下伏太原组分界。本组厚度54.35-63.32m，平均59.43m。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）井田沟谷有出露，连续沉积于下伏*组之上，由灰绿、黄绿色砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红色的泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成，该组厚度89.55-98.20m，平均93.88m，本组以K9中粗粒石英硬砂岩为界可分为上下两段，分述如下：下段（P1x1）：厚63m左右。下部为黄绿色厚层状中粗粒石英硬砂岩及绿色砂质泥岩、泥岩，含大量锰质结核；上部为黄色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。上段（P1x2）：厚55m左右，下部为黄绿、灰绿色中粗粒石英硬砂岩、细砂岩及泥岩；上部为杏黄色、黄绿色砂岩、砂质泥岩及泥岩，其顶部为紫色、灰色相杂的厚层状含铁质鲕粒的铝土泥岩（桃花泥岩），可作为划分上下石盒子组的辅助标志。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）连续沉积于下伏下石盒子组之上，井田内有出露，由黄绿色砂岩间灰色、紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。井田内受剥蚀赋存不全，最大残留厚度100m左右。7、第四系（Q）井田内第四系分布广泛，与下伏地层呈不整合接触。全区分布普遍，含砂质，局部含钙质结核，柱状节理发育，底部常含一层砾石层，成份以石英砂岩，石英岩，片麻岩、石灰岩为主，颗粒粗细不一，最大直径可达1.0m，颗粒浑圆度大。（1）中上更新统（Q2+3）主要由黄色砂土、亚砂土及粘土组成，底部常含钙质结核，柱状节理发育，地表冲沟附近常呈直立陡崖并形成土柱地貌。厚0-120m。与下伏地层呈角度不整合接触。（2）全新统（Q4）分布于较大沟谷中，由亚砂土及砂砾石组成，分选不好，厚0-5m，与下伏地层呈角度不整合接触。四、地质构造依据1986年*省区域地质志，本区属吕梁-太行断块之孝义-双池复向斜的南段东翼，区域构造总体呈一轴向北东、向北倾伏的向斜，断层不甚发育，落差较大的仅见有汾河正断层。井田总体构造为北东倾斜的单斜构造，在轴向有坡状起伏，主要由一宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，二者平行排列，两翼基本对称，轴向北东，向北东倾伏，西南仰起，地层倾角不大，为2-3，井田内断裂构造不发育，仅在其东南部发现1条落差20m左右的正断层（F1），该断层由地表填图发现，断层走向北北东，倾向南东东，北部沟谷见其落差8m左右，往南偏大达20m，倾角70左右。井田地面未见岩溶陷落柱发育，但矿井生产揭露有陷落柱4个，位于井田北东部，均为开采9号煤层揭露。井田内发育的陷落柱特征如下：X1陷落柱：发育于井田北东部，为9号煤层开采时揭露。陷落柱规模约7070m。X2陷落柱：发育于井田北东部，为9号煤层开采时揭露。陷落柱规模约5545m。X3陷落柱：发育于井田北东部，为9号煤层开采时揭露。陷落柱规模约4550m。X4陷落柱：发育于井田北东角，为9号煤层开采时揭露。陷落柱规模约11095m。总体看来，井田构造属简单构造。井田内未见岩浆岩侵入。五、煤层及煤质1、煤层特征井田内可采煤层为*组的2号煤层(零星可采)和太原组的4、9、10、11(10+11)号煤层（其特征见表4-1），分述如下：(1)2号煤层位于*组中部，顶板为细砂岩，2003年施工的5个钻孔都不可采，只有井田内西南角黑油沟煤矿内可采，厚度0-1.17m,平均0.46m,底板为泥岩，仅井田西南角处可采，为井田内不稳定零星可采煤层，已采空。(2)4号煤层位于太原组顶部，K7砂岩为其直接顶板，有时相变为泥岩，2003年施工的5个钻孔有3个见煤，2个无煤，煤厚0-1.46m，平均0.99m，结构简单，含夹矸0-1层，为井田内局部发育，局部可采之较稳定煤层，可采区位于井田北东部，呈东厚往北、西、南变薄之趋势，其底板为泥岩、砂质泥岩。已局部采空。 (3)9号煤层位于太原组下部，K2灰岩为其直接顶板，2003年施工的5个钻孔均见煤，煤厚1.30-1.60m，平均1.40m，结构简单，不含夹矸，为井田内全部发育，全部可采之稳定煤层，呈中厚南北较薄之趋势，其底板为泥岩、砂质泥岩，向斜轴部相变为粉细砂岩。井田北部已有部分采空。(4)10号煤层位于太原组下部，上距9号煤层6m左右，该煤层当地俗称“大炭”。煤层厚度1.50-1.70m，平均1.60m。煤层结构简单，含夹矸0-1层。井田内大部分地段与11号煤层合并，仅中北部（ZK-2、ZK-5号钻孔附近）分叉为两层，属稳定全区可采煤层。(5)11(10+11)号煤层上距10号煤层0-1.60m，平均0.67m，煤层厚度4.50-7.47m，平均6.05m，煤层结构简单-较简单，含矸0-3层，井田内大部分地段与10号煤层合并，属稳定全区可采煤层。其主要特征见下表表4-1 可采煤层特征一览表含煤地层煤层煤层厚度(m)层间距（m）煤层结构稳定性可采性备注最小-最大平均最小-最大平均矸石层数类别*组(P1s)20-1.170.46250简单不稳定零星可采太原组(C3t)40-1.460.990-1简单较稳定局部可采61.95-66.2064.4291.30-1.601.400简单稳定全区可采5.10-6.005.46101.50-1.701.600-1简单稳定全区可采0-1.600.6711(10+11)4.50-7.476.050-3简单-较简单稳定全区可采2、煤质本矿开采煤种/煤质指标见下表。煤质分析结果表序号煤层号工 业 分 析发热量QhdafMJ/Kg牌 号水份（Mad）（）灰份Ad（）挥发份daf（）硫份S（）1210.13-22.9022.12-27.790.48-0.9528.83-36.58Jm240.59-1.1914.90-30.0627.45-34.161.62-2.7121.64-30.28JM/FM390.88-1.3218.77-38.1627.50-33.002.03-3.0320.93-29.15JM/FM4100.97-1.0514.31-30.3530.42-33.362.0423.78-30.75FM5110.53-1.5717.70-37.1330.86-33.882.25-3.5022.03-28.08JM/FM六、煤的自燃性及地温1、煤的自燃性：据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。2、地温区内未发现地温异常区，地温正常。七、存在的问题及建议井田内老窑掘巷较多，但未取得其实际位置、采空区情况等资料，因此建议对矿井内的小煤窑开采情况进行详细调查，在今后的采矿活动中应引起高度重视；加强管理工作，防止误透小窑事故的发生。本矿井井田构造相对较简单，但应加强地质编录工作，注意寻找岩石、煤层的对比标志，便于掌握断层的发育规律，解决采矿活动中的地质问题。总之，以往的勘探工作对矿井自燃工作不够深入，建议在今后的巷道掘进和生产过程中注意收集地质资料，以作为进一步的补充、完善，从而指导矿井生产。第二节 矿井设计概况一、工程性质*煤矿煤矿生产能力45万t/a。二、井田开拓开采1、井田境界井田范围由7个拐点坐标连线圈定，开采深度由984.9至679.99m。井田整体呈长方形，井田南北长约3.70 km，东西宽约2.00km，井田面积6.552km2。矿区范围拐点坐标见表1-12、矿井储量根据*煤矿生产矿井地质报告核实截至2010年9月止， 4、9、10、11（10+11）号煤层共获得保有资源/储量(111b+122b+ 333)5329万t，其中探明的经济基础储量（111b）2650万t，（JM）1264万t，（FM）1386万t，占保有资源/储量的50%，控制的经济基础储量（122b）308万t，均为FM，推断的资源量（333）2358万t，控制的经济基础储量和推断的资源量占保有资源/储量的56%，硫分3%的探明的次边际经济资源量（2s11）1295万t，采空区动用92万t。3、设计能力及服务年限本矿井设计生产能力为30万t/a，服务年限为71.7a，2009年7月通过竣工验收，2010年5月生产能力核定为45万吨/年。满足煤炭工业小型煤矿设计规范的要求。4、井田开拓方式、井筒装备与布置该矿现采用斜井开拓，主、副斜井进风，回风立井回风。主斜井：X=4089974.794，Y=19556698.839，Z=942.21，斜长680m，倾角23.5，半圆拱锚喷，净宽3.8m，净高3.35m，净断面积11.15m2。井筒安设一部带宽1000mm大倾角胶带输送机，并安设有单轨检修道，井筒内敷设洒水管路一趟及动力电缆两趟、通信电缆一趟。井筒内设有人行台阶和扶手。担负矿井提煤、进风任务，兼作矿井的一个安全出口。副斜井：X=4090068.916，Y=19556623.682，Z=944.93，斜长591m，倾角23.5，半圆拱锚喷，净宽3.8m，净高3.35m，净断面积11.15m2。井筒内敷设有单轨、两趟排水管路、一趟洒水管路及两趟通信电缆。井筒内安设架空乘人装置，同时设有人行台阶和扶手。担负矿井辅助提升、运送人员及进风任务，兼作矿井的一个安全出口。回风立井X=4089207.298，Y=19557066.187，Z=906.04，垂深220m，采用砼浇筑支护，圆形断面，净直径4.5m，净断面积15.9m2。井筒内安设有标准梯子间，担负矿井回风任务，兼作矿井的一个安全出口。主井底设有煤仓，采用立式圆形断面，净直径5.0m，净断面积19.63m2，采用砼浇筑支护。井底煤仓有效高度为15m。煤仓有效容量约为227吨。副井底在10#煤层布置井底车场，车场附近布置有中央变电所和水泵房及主、副水仓。5、采区划分及开采顺序（1）采区划分根据矿区范围和矿井的开拓方式，全矿区为三个采区开采。水平标高720m。井田北部为一采区；井田南部大巷东侧为二采区；井田南部大巷西侧为三采区，矿井目前在一采区开采9#煤层。（2）开采顺序根据矿区范围和矿井的开拓方式，全矿区为三个采区开采，采区的开采方式：先开采一采区，其次开采二采区，最后开采三采区；煤层间的开采顺序：先开采9号煤层、其次开采10号煤层、11号煤层。6、矿井通风根据矿井开拓部署，该矿为斜井开拓方式，主斜井和副斜井进风，回风斜井(专用)回风，构成中央分列式通风系统。矿井主要通风线路为：主、副井轨道巷及皮带运输巷（二采轨道及运输巷）090103采面运输巷090103采煤工作面090103采面回风巷采区回风（二采回风）总回风巷风井地面。掘进工作面采用局部扇风机压入式通风。矿井主要通风机型号选用FBCDZNo-20型防爆轴流通风机二台，一台工作、一台备用。风机配套电机功率1322KW，风量范围3286m/s,风压范围9502340Pa。根据矿井通风阻力测定报告，矿井总风量为4270m3/min。7、采煤方法与顶板管理设计采用走向长壁式采煤法，后退式回采，采煤方法为高档普采，全部垮落法管理顶板。工作面长150m，选用MGN150/345-BWD型采煤机完成落煤、装煤工作，选用SGZ-630150型刮板输送机运煤。顶板选用DW16-30100型单体液压支柱配合HDC-2400型型梁支护，型梁成对布置，交错迈步移架，一梁三柱支护，采用“三、四”排管理顶板，最后一排在两梁之间支设一根密集点柱，最大控顶距4.9m，最小控顶距3.7m。第三节 安全条件一、构造情况井田总体构造为北东倾斜的单斜构造，在轴向有坡状起伏，主要由一宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，二者平行排列，两翼基本对称，轴向北东，向北东倾伏，西南仰起，地层倾角不大，为2-3，井田内断裂构造不发育，仅在其东南部发现1条落差20m左右的正断层（F1），该断层由地表填图发现，断层走向北北东，倾向南东东，北部沟谷见其落差8m左右，往南偏大达20m，倾角70左右。井田地面未见岩溶陷落柱发育，但矿井生产揭露有陷落柱4个，位于井田北东部，均为开采9号煤层揭露。本井田构造复杂程度简单。二、水文地质1、地层含水性井田内的含水层主要有中奥陶统石灰岩含水层、上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、基岩风化裂隙含水层、第四系孔隙含水层。2、老窑积水井田北部、中部均有采空存在，根据实际调查表明，采空区均有一定积水存在，甚至与大气降水有水力联系。3、水文地质类型根据中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院编制的*煤矿水文地质类型划分报告：矿田水文地质类型定级为中等。5、矿井涌水量根据*生产矿井地质报告，该矿井正常涌水量为48m3/h，最大涌水量为60m3/h。三、环境地质条件1、矿井开采对环境地质的影响矿区在进行煤层开采时可能会出现地面沉降、开裂、塌陷、崩塌等地质灾害现象，还有可能诱发山地滑坡，从而造成房屋开裂道路下陷、堵塞等环境地质灾害问题。2、地质灾害工业场地及井口位置应高于历年最高洪水位；施工好排水沟，防止山洪暴发对工业场地各类设施的冲击；还应配备必要的观测仪器，经常观测山体滑坡和地表沉降对工业场地设施的影响。第二章 矿井通风、监测系统第一节 矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤和地温1、瓦斯根据*煤业2010年矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”，*煤矿为低瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为1.10m3/min，相对瓦斯涌出量为1.12m3/t。2、煤尘2010年11月25日*煤矿委托*省煤炭地质研究所分别对9号、10号煤层进行了煤尘爆炸性测试，结果为：9号煤层的火焰长度5mm，煤尘有爆炸性。10号煤层的火焰长度15mm，煤尘有爆炸性。3、自燃据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。5、地温据调查，本区煤矿在开采过程中，地温一般为16-17，区内地温梯度小于3/100m，无地热异常，属地温正常区。第二节 矿井通风一、通风方式和通风系统1、通风方式根据矿井开拓部署，该矿为斜井开拓方式，主斜井和副斜井进风，回风斜井(专用)回风，构成中央分列式通风系统。2、通风系统矿井主要通风线路为：主、副井轨道巷及皮带运输巷（二采轨道及运输巷）090103采面运输巷090103采煤工作面090103采面回风巷采区回风（二采回风）总回风巷风井地面。掘进工作面采用局部扇风机压入式通风。矿井主要通风机型号选用FBCDZNo-20型防爆轴流通风机二台，一台工作、一台备用。风机配套电机功率1322KW，风量范围3286m/s,风压范围9502340Pa。根据矿井通风阻力测定报告，矿井总风量为4270m3/min。二、采掘工作面及洞室通风本矿井年生产能力为45万t，以一个回采工作面和两个掘进工作面达到生产能力。根据采区巷道布置和开采方法，回采工作面和掘进工作面均采用独立的回风系统；采煤工作面采用后退式开采方式、“U”通风方式。掘进工作面采用FBDN06-215型局部通风机供风。井下机电硐室设在进风流中，采用全负压通风，硐室两侧口设置铁门，门上设调节风窗进行风量调节。三、通风设备及反风1、矿井主要通风机的安装和使用应符合下列要求：1)主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率无提升设备不得超过5。2)主要通风机和电动机的机座必须牢固耐用。必须保证主要通风机连续运转。3)必须安装2套同等能力的主要通风机及装置，其中一套运转，一套作备用，备用的一套风机必须能在10min内启动并运行正常。4)严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。5)装有主要通风机的出风井应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修一次。6)至少每月检查一次主要通风机，主要通风机与备用风机每月要交替运行。7)新安装的主要通风机投入使用前，必须进行一次通风机性能测定和运转工作，以后按期每5年进行一次性能测定。8)矿井主要通风机要有两路直接由变电所馈出的供电线路，线路不分接任何负荷。2、反风方式、反风系统及设施矿井主扇为轴流式风机，因此采用风机电机直接反转进行反风，在反风时调转电动机电源的两相，可以改变扇风机动轮的旋转方向，使井下风流反向。反风特点为反风时风流方向由抽出改变为压入。主要通风机必须装有反风设施及防爆门反锁装置，同时根据反风风流经过路线，通风系统中在构筑正向风门的同时应构筑有反向风门，以形成矿井的反风系统。需要反风时，主扇必须能在10min内改变巷道中的风流方向；同时主要通风机反风风量不应小于正常供风量的40。反风风流方向：新鲜风通风机回风立井总回风巷采区回风090103采面回风巷090103采煤工作面090103运输机巷采区运输及轨道运输主斜井及副斜井地面。每季度应至少检查一次反风设施，每年应进行一次反风演习。3、为保证采、掘工作面的风量，并使风流按规定流动，在风流流动的路线中设置有风门等通风构筑物。为防止爆炸性气体冲击主扇，在回风斜井井口设置防爆门，引风道与回风斜井之间的夹角为3045，防爆门至井筒内引风道开口位置长1015m。 4、防止漏风措施风门密闭等通风构筑物应设在围岩坚固、地压稳定地段，并加强管理，经常检查和维修。5、降低风阻措施（1）砌碹巷道应尽可能光滑，力求使巷道光滑平整，以降低风阻。（2）在容易产生局部阻力地点，应尽量减少局部阻力系数。巷道连接边缘应作成斜线或圆弧形，巷道转弯处应尽量避免直角转弯或小于90转弯，并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工，必要时设置导风板。（3）在日常通风管理中，应避免在主要巷道堆放矿车、堆杂物，巷道应随时修复，保证完整，并有足够的有效通风断面，以利风流畅通。第三节 矿井监测系统煤矿选用KJF2000N型煤矿监测监控系统，对井下各地点的瓦斯、风速、风量、CO、温度、负压、多参数、设备开停、风门开闭等传感器进行集中监测。KJF2000N型煤矿监测监控系统融计算机网络系统、监测监控系统、工业电视系统于一体，可用作为整个矿井网络信息管理系统的一部分，主要监控矿井上下各类安全、生产参数，汇接管理多个安全与生产环节子系统。该系统具有报表、曲线、图形等屏幕显示、模拟盘显示、打印和绘图、数据存储调用、参数超限报警、控制等多种功能，各分站既能与监控中心汇接，又可独立工作。系统具有传输故障、设备故障、供/断电状况和软件运行故障等的自诊断功能，还具有远程维护功能。系统主要由监测主机及其外设、传输接口、传输电缆、分站和各种传感器组成。一、监控设备1、地面中心站型号：KJF2000N一体化监控主机2台(1台备用)。2、分站 5台。3、传输安全监测、监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。二、传感器设置1、设计依据（1）执行AQ1029-2007标准。（2）9，10煤层均具有煤尘爆炸性，按有爆炸性设计；（3）91,0煤层均属二类自燃倾向，即为自燃煤层。按自燃煤层设计；（4）矿井采用斜井开拓，井下设水仓及水泵房、采区煤仓等硐室；（5）采煤工作面为高档普采，掘进工作面为综掘。2、传感器设置（1）瓦斯传感器井下在风井、主要回风巷、工作面回风巷、掘进工作面及回风流、水泵房、变电所、煤仓、机电硐室等巷道内设置瓦斯传感器。用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设备切断相应范围的电源。采煤工作面和掘进工作面传感器布置分别见图1，图2。 图1 回采工作面CH4传感器布置图 图2 煤巷掘进工作面CH4传感器布置图T1回采工作面风流中的CH4传感器 T1掘进工作面风流中的CH4传感器T2回采工作面回风流中的CH4传感器 T2掘进工作面回流中的CH4传感器T3回采工作面进风巷中的CH4传感器（2）风速传感器在采区回风、总回风巷的侧风站设置风速传感器。测量其风速，以保证井下各井巷中的风流速度符合规程要求，同时还可依据所测点巷道的断面计算出其风量及t煤风量。（3）负压传感器负压传感器安装在通风机的进风口(引风道内)，用于连续监测矿井风机的负压。（4）CO传感器本矿9#10#煤层自燃倾向均为类，属自燃煤层，因此在总回巷、采区回风巷、采煤工作面回风顺槽、带式输送机滚筒下风侧1015m，中安设CO、温度传感器。主要用于监测监控煤的自燃发火。（5）烟雾传感器在有皮带输送机的巷道设置烟雾传感器用以监测皮带着火。（6）开停传感器安装在井下各电机设备设置处，用以监测各电机设备的开、停状态，保证机电设备的正常运行。对本矿而言井下局部通风机设置设备开停传感器。（7）开闭传感器井下各风门设置开闭传感器，用以监测井下通风系统各风门的开闭状态，保正通风系统的稳定性。（8）温度传感器采煤工作面设置温度传感器；机电设备硐室设置温度传感器。（9）液位传感器在水仓中设备液位传感器用于对水仓中水位的监测。KJF2000N煤矿安全监测系显示数据准确、断电灵敏、可靠，性能良好。实现了对井下所有采掘工作面及装煤点、变电所硐室的瓦斯实时监测，当瓦斯超限时能实现自动切断相应范围的电气设备的电源。分别对重点风门、巷道风速、自燃煤层温度、一氧化碳及采面机组、局扇实现了实时监测。第四节 井下人员考勤定位系统煤矿选用KJ236K人员定位系统。通过KJ236K型读卡分站和KJ236K型动态目标识别器实现矿井人员跟踪定位，清楚掌握每个井下人员的位置，为事故抢险提供科学依据。本系统最大的特点是采用读卡分站加识别器的模式，一个读卡分站可接多台识别器，对布点非常有利。设备适应性强、无阻碍通过：能对煤矿巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集，识别无盲区、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别多人，通行方式无限制，允许多人 “成群接队”通过，通过时不用作任何操作，无阻碍通过，不影响井下人员的正常通行和正常作业。结构简单、可扩展性强、维护方便。可实时查询当前井下人员的数量及分布情况、任一指定井下人员在当前或指定时刻所处的区域； 选定某一区域可以获得当前该区域的人员信息；选定某一分站接收探头可以获得经过该分站探头所有人员的时间信息(包括历史信息)。具有事故后搜寻和定位功能，便于及时救护。第三章 自燃防灭火预测第一节 概述一、资料来源1、据*省煤炭地质研究所2010年11月26日提交的*煤矿煤层自燃倾向性鉴定报告。2、国家关于矿井防灭火的管理规定及要求。二、煤的自燃倾向性类别据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田内9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。三、资料可靠性分析*省煤炭地质研究所是具有相关鉴定资质的单位，其鉴定结果是可靠的。第二节 煤的自燃机理及煤的自热影响因素一、煤的自燃机理1、概述关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。2、煤自燃的不同阶段（1）水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。（2）化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70。该过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.046.72J/g之间变化。若煤温达到70时会分解，煤重随之大幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水分的蒸发可带走一些热量，该过程产热量在16.875.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。（3）煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150230。产生的热量25.2003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。（4）燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期，煤温达230时，煤的反应热为42243.6J/g，这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。（5）快速燃烧阶段。这是煤自热的最后阶段，它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否，这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。如果燃烧充分，其反应热等于煤的发热值。二、煤的自热影响因素1、煤质煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。（1）煤的品级煤的品级表明了煤的变质程度，常用挥发分含量和含煤量表示。品级低的纯煤自热热敏感性高，而且，随着煤的品能升高其自热敏感性下降。（2）煤的水分含量煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。水分含量达饱和的煤，特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前，煤体不再吸附水分，因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面，自热时的化学反应需要有少量的水分参加。低品级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而，对低品级煤来说，水分实际上是煤自热的阻化剂。（3）矿物质煤中的矿物成分也叫灰分。它可与氧反应放热增加煤温，而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积，如黄铁矿，它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程；煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。2、开采和贮运的环境因素环境因素对煤自热的影响为：可使煤的水分含量发生变化；改变煤氧接触条件：使生产成的热量扩散。可分为：（1）地质因素断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。因而散热没有明显增加，却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。也就是说断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。埋藏深的煤层地面漏风较少。采空区遗煤（特别对于厚煤层）因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。（2）开采因素开采因素对煤自燃的影响主要有2个方面，即通风和煤破碎，没有通风或通风充分的地方，煤自燃的可能性较低。而通风不充分地方煤自燃的可能性较大。裂隙漏风是不充分漏分，它创造了煤进一步氧化的条件，而散热条件并未被改善。所以，任何漏风对煤炭自燃来说都是很危险的。（3）贮运因素在贮存和运输过程中，影响煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。第三节 开采煤层自燃预测一、煤的自燃分析预测1、煤质：本矿开采煤种为焦煤肥煤，煤质指标见煤质分析结果表。2、煤的自燃预测分析据*省煤炭地质研究所2010年11月26日对*煤矿井田内9#、10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为级，有自燃倾向性。煤的自燃分析预测见下表：煤的自燃分析预测表自燃因素基本特征本矿条件分析及说明煤的炭化程度煤的自燃倾向性随煤炭的变质程度增高而降低。挥发份含量越高，煤层自燃发火倾向越强。一般说来，褐煤易于自燃，烟煤中长焰煤危险性最大，贫煤及挥发分含量在12%以下的无烟煤难以自燃本矿煤质牌号JM/FM，各煤层挥发分均大于12%。各煤层自燃的可能性大煤岩成分煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤。煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自燃倾向性就大；而暗煤多的煤，一般不容易自燃未提供煤的组分及各煤岩成分含量及比例煤的含硫量含硫成分越多，吸氧能力愈大，越易自燃；含黄铁矿、黄铜矿结构较多，也具有自燃危险性本矿各煤层的硫份有的大于1%。2：0.480.954：1.602.719：2.033.0310：2.04煤层自燃可能性大煤的破碎程度煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性与风化率大的煤易于自燃未提供煤的破碎程度指标煤层硬度大，脆性与风化率大，自燃可能性大煤的水分水分能加速煤的氧化过程，同时使煤体疏松，造成细微裂缝，加大吸氧能力，并降低着火温度，但过多水分则可抑制煤的氧化作用各煤层的水份：4：0.591.199：0.881.3210：0.971.0511：0.531.57水分对煤炭自燃影响较大温度随着温度的升高，氧化作用加剧。温度由30升高至60时，吸氧能力要增加310倍，如果温度升高达到临界值(7080)，则开始迅速氧化，并积极增高温度，导致燃烧本井田属正常地温影响不大，控制作业、设备等发热引起升温地质构造煤层厚度与倾角较大，开采时煤炭损失、破碎程度大，以及围岩等受到破坏，形成裂缝，而煤层较厚还易于局部储热，矿自燃危险性也愈大本矿煤层为缓倾斜薄及中厚煤层，矿区内存在小断层自燃可能性不大，开采时减少煤损开拓开采条件及通风方式矿井开拓方式和开采方法及通风方式选择不合理，往往造成丢煤多，煤柱破碎，漏风严重，增加自燃的可能性本矿斜井开拓、长壁采煤法，中央对角式通风尽量少丢煤及破坏煤柱，防止采空区漏风2、煤的自燃条件（1）内因火灾的形成必须具备以下四个条件：具有自燃倾向性的煤，呈破碎状态，并集中堆积；通风供氧；蓄热环境；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。（2）煤层自燃发展过程的三个必要条件：煤层具有自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。3、煤的自燃预兆煤的自燃通常经历：潜伏阶段(低温氧化阶段)、自燃阶段、着火阶段、燃烧阶段和熄灭阶段，见下表煤的自燃阶段及征兆阶 段征 兆潜伏阶段(低温氧化阶段)其特征比较隐蔽，煤重略有增加，煤被活化(化学活泼性增加)，着火温度降低。潜伏阶段的长短取决于煤的变质程度和外部条件。自然阶段其特征是巷道内或老塘及密闭内空气中氧含量降低，一氧化碳、二氧化碳含量逐渐增加，空气湿度增大并成雾状，在支架及巷道壁上有水珠，在自然阶段末期温度达100出现煤焦油味。着火阶段其特征是放出大量一氧化碳、沼气及其它碳氢化合物与水分等。由于这个阶段还没有完全燃烧，所以二氧化碳还不明显，火区温度及岩石温度显著升高，在巷道还可以出现特殊的火灾气味、烟雾燃烧阶段其特征是生成大量二氧化碳，在高温下，分解生成更多的一氧化碳，巷道中出现强烈的火灾气体，烟及明火。火源附近温度高达1000左右熄灭阶段其特征是二氧化碳的浓度继续增高，氧气和一氧化碳则急骤降低，烟及火焰消失，灾区空气及岩石温度逐渐降低4、煤矿应重视自热时期的征兆：（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6080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(6080)，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、C