师宗县金鑫煤矿防灭火设计.doc

第一章 编制依据一法律、法规，煤矿安全生产法、煤矿安全规程和煤矿防灭火条例。二师宗县金鑫煤矿资源储量核实报告三根据江西煤矿矿用产品检验中心检测报告。四根据该矿井多年的开采及采空区发火情况。五依照“安全第一、先治后采”的原则。第二章 井田概况第一节 井田境界 依据批准的矿区划定范围，井田境界由8个拐点连接圈定。井田拐点座标如下：拐点号X 坐 标Y 坐 标矿12762961.0035395795.00矿22762778.0035395928.00矿32762870.0035396092.00矿42762539.0035396321.00矿52762152.0035395938.00矿62762602.0035395681.00矿72762812.0035395546.00矿82763011.0035395604.00东西宽约0.508km，南北长约0.648km，面积0.3286km2，开采深度+1950+1600m。第二节 矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃概况（一）瓦斯根据师宗县金鑫煤矿2010年12月云南省煤矿矿矿井瓦斯等级鉴定证书，矿井中的绝对瓦斯涌出量0.1.95m3/min，相对瓦斯涌出量25.50m3/t。绝对二氧化碳涌出量0.97m3/min，相对二氧化碳涌出量12.66m3/t。认同该矿为高瓦斯等级矿井。（二）煤尘爆炸性17#煤层爆炸性鉴定报告（表1）表明，煤为低灰分、高挥发分的煤，火焰长度5mm，扑灭火焰的岩粉量为40%，煤尘具有爆炸性。井田主采的17#煤层挥发份远高于煤尘爆炸性开始迅速增加时的含量数（18%）。井田内无地表水，井下也只有少量的地下水，矿井、巷道较为干燥，粉尘较大。煤层瓦斯成分中沼气含量较高，因此，井巷开拓应加强防爆、隔爆措施。煤尘爆炸性鉴定结果表表1 煤层工业分析%爆炸性实验火焰长（mm）爆炸性结论备注MadAadVdaf17#0.7016.4818.945爆炸（三）煤的自燃倾向性17#煤层自燃倾向性试验结果（表2）表明:自燃倾向性鉴定结果表表2煤层St.ad%Mad%Aad%Vdaf%自燃倾向等级17#0.170.7016.4818.94自燃第三章火灾防治第一节 矿井火灾分类（一）外因火灾。（二）内因火灾。第二节 对火灾引火源分析（一）外因引火热源常见有明火、明电。气焊、喷灯焊接、机电设备安装撞击产生的火花，摩擦火花，违章爆破，非阻燃材料高温发火、瓦斯、煤尘爆炸等。（二）内因火灾煤炭自然发火，主要来自煤炭存在的自燃倾向性，在一定的环境下，经低温、氧化、蓄热、干馏等一系列物理化学过程，就能形成煤炭自燃。（三）火灾特点（1）外因火灾：发生突然，没有预兆，发展蔓延迅速，如果灭火及时得当可很快灭除，否则则造成不可估量的损失。（2）内因火灾：发展过程缓慢，发火地点隐蔽，存在有易于低温氧化的煤炭，并有连续供氧和蓄热的条件，发火前有明显预兆。（四）引起火灾的条件引火源、一定量的可燃物、助燃气体。第三节 煤炭自燃过程分析一煤在正常的温度条件下进行氧化，能散发一定的二氧化碳，水分和热量，媒体温度不高；但是煤经历长时间的缓慢氧化，温度会降低。该阶段为潜伏期。二煤经过潜伏阶段后，氧化能力提高氧化生成热量增加，这时若供氧及时、充足，且散热不良，则煤会因高温加速氧化，煤的温度达到6080C时，氧化高温迅速增加，能达到300500C，此时若通风及时或洒水降温则不会引起自然。该阶段为自热阶段。三煤炭经过前两个阶段氧化后，已达到着火温度，如不采取通风降温措施，就必须做到封闭严密，否则就会酿成火灾。第四节 煤炭自燃倾向性鉴定为了掌握煤炭自燃的所有因素，以便采取相应的对策，防止引燃。必须对煤的自燃倾向性进行测定。每层煤的自燃倾向性应由技术检测部门进行鉴定，给煤矿防火提供依据，并根据鉴定级别，加强防灭火管理。第五节 影响煤炭自然的外在条件分析一煤层地质构造复杂，煤层松软破碎，有利于自燃。二巷道多，回采率低，回采速度慢，有利于自燃。三煤层倾角大，厚度大，采空区不易封闭，有利于自燃。四预留煤柱不符合技术要求，对煤柱破坏多，有利于自燃。五矿井通风阻力大，进、回风巷压差大，且存在较大漏风，有利于自燃。第六节 自然火灾的预兆特征分析一矿井内突然温度上升，有发火危险地点附近巷道产生雾气，在煤炭自燃区域外较冷的巷道表面上凝结水珠，巷道壁挂汗。二空气中出现煤炭与坑木的干馏产物，散发煤焦油气味。三井下涌水的酸度不断增加，巷道中空气温度上升。四矿井空气流经自然区氧气明显减少，二氧化碳、一氧化碳浓度增加，这些气体可以作为火灾预防、预测依据。第四章 自燃火灾的预测预报一矿井内气温日检和气体检测分析（一）气温日检：加强防灭火管理，严格执行防灭火制度，即要从思想上提高防范意识，还要从实际工作中做好气体检测，及时采取安全技术措施以消除安全隐患。（二）工作要求：制定防灭火制度，建立防灭火档案，坚持每日对矿井的自燃发火区、老巷、井下各防火墙、采空区密闭墙和高温区不少于三次检查监测，并做好记录。（三）指定专人配合瓦检员、测风员按照规程规定测定矿井各工作面和各巷道的气体成分，做好记录。（四）要求每三日做汇总，上报矿长和安全技术股，有防灭火机构负责人具体落实。二火灾系数计算通过所测定井下各测点的氧气减少量（-O2），二氧化碳增加量（+CO2）和一氧化碳增加量（+CO）进行预测预报。各项指标计算如下：1R1=+r CO2100-r O22R2=+r CO100%-r CO23R3=+r CO100%+r CO2式中R1为 二氧化碳火灾系数R2为一氧化碳火灾系数 R3为第三火灾系数-r O2为矿井中进回风流中的氧气含量+r CO2为矿井中进风流中二氧化碳含量+r CO为矿井进风流中的一氧化碳含量两系数浓度相减得出。三火灾系数H1=COQ m3/min式中CO区域回风流中的一氧化碳含量 %。Q区域回风量 m3/min设计根据风流中的一氧化碳的绝对量，来预测自燃火灾和煤层自燃倾向性鉴定值。当回风流中的一氧化碳含量超过规定值时，就属着火，小于安全规定值时不发火。四气体分析 根据煤体放出温度的关系作为指标性气体进行煤炭自然预报。当煤体温度为6080时，必须立即采取措施进行灭火。第五章 矿井防灭火方法第一节 阻化剂防灭火一设计依据17#煤层自燃倾向性试验结果（表2）表明自燃倾向性鉴定结果表表2煤层St.ad%Mad%Aad%Vdaf%自燃倾向等级17#0.170.70164818.94自燃二阻化剂选择 根据阻化效果好、成本低和资源丰富的原则，本矿井选用的阻化剂为20%的氯化钙（CaCL2）溶液，喷洒设备选用一台WJ-24型阻化剂喷射泵，流量2.4m3/h，压力2-3MPa。三喷洒压注系统设计矿井年产量为4吨/年，井下一个采煤工作面生产，日喷洒量不大，为减少矿井投资，设计确定选用机动性喷洒压注系统，可以满足防火的要求。四参数计算1、阻化剂溶液的浓度=TC100%=T（T+W）100%式中：阻化剂溶液浓度，%； C阻化剂溶液量，kg）； T阻化剂用量，kg； W-用水量，kg。依据实际经验阻化剂溶液浓度取20%。2、工作面一次喷洒量投产工作面采用一次采全高方法，故工作面一次喷洒量主要为底板浮煤的喷洒量。工作面底板浮煤喷洒量G1=K1K2LBh1A1式中：G1按重量计算浮煤一次喷洒量，kg; K1一次喷洒加量系数，一般取1.2； K2松散煤（浮煤）的密度，取0.8t/m3； L工作面长度，56m； B一次喷洒宽度； h1底板浮煤厚度，0.1m； A1原煤（浮煤）的吸液量，67kg/t； G11.20.85620.167=720kg五阻化剂喷洒工艺矿井采用矿车运送阻化剂至工作面现场配制，阻化剂溶液箱为自制2.0m1.2m1.2m，选用BH-40/2.5型煤矿用灭火泵接软管和喷枪对工作面浮煤进行喷洒，每天喷洒一次。喷洒设备设置在回风巷便于运送。六阻化液喷射泵工安全操作规程A一般规定第一条上岗前必须经过专门培训并考试合格，取得本工种岗位操作资格证书。第二条、认真学习“作业规程”熟悉作业环境，生产系统施工方法，质量标准和安全注意事项，具备自保，互保的意识和能力。第三条熟练掌握所用阻化液喷射泵构造，特征，技术性能，安全注意事项掌握维修和保养技术。B准备工作第四条在使用前应认真阅读阻化液喷射泵使用说明书，卸下防护罩，检查各部件螺丝不得松动，注意三角皮带应松紧适宜必须与二轮平直（可用液泵及电机的低角螺栓调整），再装好防护罩。搬运时将前后四根抬把抽出即可。第五条打开曲轴箱加油盖，注入清洁的N10-N32机械油，加到油窗的油位线为止。每次使用前都应检查润滑油的油位，如低于油位线时，应及时添加。第六条检查电源是否接好，电机是否返转。第七条将带有吸液滤网的吸液管与液泵的吸液口接上，带有吸液网的一端置入装满阻化剂溶液的箱内，将13mm的高压胶管与液泵的排液口接上，再连接喷枪或雾化喷头。C阻化剂的配制第八条自制的阻化液箱为：长2.0m、高1.2m、宽1.2m、容积2.88m3、重量为3.17t，每次全工作面喷洒2/3箱。第九条每袋氯化钙（CaCL2）重量为100kg，要使用的阻化剂液为20%溶液，每箱应加氯化钙（CaCL2）为2袋。每次全工作面应使用氯化钙（CaCL2）720kg。D起动各调压第十条液压泵与动力机配套时，不需要考虑旋转方向，因液泵在顺时针或逆时针方向旋转时均能正常运转。第十一条起动前，应先将调压手轮向“低”的方向旋松几圈，把调压手柄往顺时针方向板足“卸压”，将吸液滤网放入清水中，再送电试喷，要求各接头无渗漏且流量、压力、射程及喷洒状态应达到要求，若起动后不吸水就应停机查明原因。第十二条起动后，如果电动机和液压泵都运转正常，排液无问题，就可以把调压手柄往逆时针方向扳足“加压”，再把调压手轮向“高”的方向旋紧至所需压力。第十三条压力表所显示的压力者以由低向高调为标准，由高向低调测误差较大，可以用调压手柄来回扳动几次，即可指出正常压力。第十四条液泵不可脱水空转，欲停止工作时，必须将调压手柄扳到卸压位置，待淮泵压力降低后主可停机以免损坏设备。E操作第十五条喷射前要检查喷射抢前方有无人员，操作人员要站在液压支架下面向采空区内喷射。第十六条喷射阻化液时必须均匀的喷洒在空区浮煤上，严禁因支架挡着不好喷而导致部份地点未喷洒到。第十五条需搬动喷射时必须关掉阻化液喷射泵，将电缆、管路顺好，移够后才能搬动，严禁在阻化液喷射泵工作中搬动。F停阻化液喷射泵第十六条、每次工作结束后，需用清水继续喷洒数分钟，祛除液泵和管路内的残液，停机后拆下吸水管，再转动几下皮带轮以排出液泵内的存水，延长设备的使用寿命。D注意事项第十七条定期更换润滑油：当液泵实际使用200h左右（不足200h应每季度）须更换曲轴箱内润滑油一次，更换时，先旋下油塞和加油盖，将污油放净，从加油口，将内部清洗干净，再注入规定的机械油切勿其它油类代替，若换油时间未到，发现吸水座下小孔滴液、油位上升、变白或成乳化状液体等（说明曲轴箱内有药液进入）应立即换油，并更换吸水座内的出水密封圈。第十八条注意观察箱内阻化剂溶液的剩余量，液泵不可无液空转。第十九条润滑油要按要求更换，并保持与油位线一致。第二十条工作结束时，必须将调压手柄调至降压位置，待压力降低后再停机。第二十一条更换活塞碗应注意活塞碗和活塞碗托的方向，并报进水阀片拧紧，装上弹簧垫圈后再拧紧螺母。第二节 其它综合防灭火措施根据本矿工作面的因素，设计采取的综合措施有：1、均压灭火采用均压防灭火，需按下列规定和程度进行：（l）采用均压防灭火之前，查明需要均压的区域风流压能分布和漏风状况，然后方可制定均压方案和措施，付诸实施。实施中应进行均压效果实测，以便检验和修正原制定的方案。修正方案实施后，还应重新进行效果观测，出现不符合均压要求时，要随时采取风压调节措施，保证达到预期的均压防灭火目的；（2）绘制通风压能图时，要进行井下巷道阻力实测。绘制通风压能图和查明漏风状况的工作，应在有实践经验的人员的指导下完成；（3）实行区域性均压时，应顾及邻区通风压能的变化，不得使邻近采空区、采煤工作面、采空区或扩巷煤柱的漏风量有所增加，严禁火灾气体涌入生产井巷，因此对所有漏风点都要与之均压；（4）回采工作面采用增压法均压时，必须保证均压风机持续稳定地运转，并制定均压风机突然停止运转时保证人员安全撤出的措施；（5）采用均压技术灭火时，实施之前必须查明火源位置、瓦斯流向，并制定防止瓦斯流经火源而引起爆炸的措施。（6）当局部实施均压时，应采用风窗或辅助风机调压法进行均压防灭火。A、升压时，风窗应设在回风顺槽工作面停采线以内；降压时，风窗应设在进风顺槽工作面停采线以内。为了提高均压效果，应设两道风门或风墙，间距8m。在风门或风墙的上部设一个矩形带拉板的窗口，其下设置自动闭锁封门。B、辅助通风机处于工作状态时，由于前方风压呈正压状态，后方风压呈负压状，一般都采用升压调节。一般通风机设在靠风巷一侧，在通风机进、出风口处各设置一道板墙或轻质预制块墙，墙中间设风门，风门因运输设备不同而选择不同的布置形式。设置的板墙要尽量严密，以避免因产生循环风流而引起风压损失。严禁设通风机不设墙的布置形式。2、加快工作面推进度采空区次氧化带的氧化带长度一般为6090m左右，为使在发火期内将浮煤甩入采空区窒息带，应根据自然发火期确定工作面推进度。4、加强火灾预测、预报及监控按照煤矿安全规程的规定，开采易自燃和自燃煤层时，在采区开采设计时，必须明确选定自然发火观测站或观测点的位置，并建立监测系统和自然发火预测预报制度。在生产过程中不断地积累资料和经验，并加强各种检测，是可以预测、预报火灾的，使其在萌芽状态就能采取措施加以消灭。5、其它综合措施（1）对主扇风机定期进行性能测定，掌握其特性，并随着季节变化及时调整主扇风机工况，确保用风点供风稳定、合理。（2）工作面采完后及时密闭，杜绝漏风。（3）工作面破碎煤壁及裂缝等漏风处，喷射高效速凝剂砂浆，增大漏风通道风阻等措施。（4）发火征兆明显处，用高压泵压注或喷洒凝胶胶体，覆盖煤体，隔氧降温；对采空区顶部和巷道高冒顶部的高温点和火区，辅以注耐高温胶体措施。（5）矿井范围内的地面塌陷坑必须及时回填、压实，以防止向采空区漏风，引起采空区余煤自燃。主要采用推土机进行回填，压路机进行碾压，回填碾压时要由塌陷区的边沿逐步推进，防止出现事故。上述综合防灭火方法给出的参数，只作原则性参考，具体实施时，应根据实际情况予以调整。地面防火，设计除对各建筑物按二、三级耐火保护措施外，对易发生火灾的机修间、器材库、木材加工房等建筑均配备一定的消防器材，并设消火栓。第六章 火灾监测预报束管监测系统适用于煤矿井下气体监测，预报煤矿自燃发火，本设计选用JSG9型的矿井火灾预报监测系统束管监测系统由安装在矿井地面控制中心的数据处理装置、抽气泵及敷设在矿井中的管缆及管路附件等构成。利用抽气泵和管缆将井下被测点气体信息取至地面进入气路控制装置，在计算机的控制下进行处理。依据长期连续监测矿井气体成份的变化趋势和格拉姆系数，可预报煤层的自燃发火。第七章 防灭火措施第一节 井下外因火灾的防治及装备一、电气事故引发的火灾防治措施及装备1、井下机电设备硐室防火措施（1）井下硐室布置、支护、防火门及消防设施井下机电设备硐室主要有机电硐室、消防材料库、信号室及绞车房等。硐室均采用不燃性材料支护。机电硐室、井底车场内的其他机电设备硐室，设计采用了砌碹的方式支护，并用砼铺底。机电硐室在硐室的两端各设有1个出口。机电硐室的地坪标高，设计分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m。硐室装设有向外开的防火密闭门。密闭门上装设有便于关严的通风孔。管理要求：密闭门全部敞开时，不得妨碍运输。密闭门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍密闭门的关闭。硐室内设有手提式灭火器。采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求，并用不燃性材料支护。（2）机电硐室管理矿井必须按煤矿安全规程要求严格实行可燃物管制，建立健全井下可燃物管理制度。严禁携带火源或易燃易爆品进入机电硐室，严禁非相关人员进入机电硐室内，机电硐室内确需存放易燃物品时必须严格按照有关规定，将其存放入不燃性容器内并密封严实，严禁乱堆放。严禁向地面裂缝、废弃的井口或其他通向井下的通道口倾倒炉灰、棉纱、布头和油类等可燃物。井下严禁存放汽油、煤油、变压器油。井下使用的棉纱、布头、纸和润滑油等必须存在盖严的铁桶内，严禁扔、洒在井巷、硐室和采空区内。井下各种电气设备需按有关规定定期检查、维护、修理。井口要有效地防止地面明火引发井下火灾。硐室不应有滴水。机电硐室内工作人员必须进行防灭火的安全培训。如井下发生火灾，必须遵照有关规程、规范要求进行灭火救灾。2、井下电气设备的防火措施井下电气设备均采用矿用防爆型，下井电缆为双回路供电，井下配电电压为660V采用中性点不接地系统，并设有保护接地、短路、过流、过负荷、断相、漏电等保护。为防止雷电波侵入井下，下井的铠装电缆、排水管路等均在井口附近作2处集中接地。接地电阻不大于10，接地点间距40m。井下接地系统主接地极选用二块面积不小于0.75m2、厚6mm的镀锌钢板，分别设在水沟中。3、井下电缆井下电缆均采用煤矿用阻燃电缆。井下电缆敷设均采用悬挂方式敷设或采用其他有效的保护措施。各悬挂点间的距离不超过3m。井筒和巷道内的通信和信号电缆与电力电缆分挂在井巷的两侧。电缆的连接采用煤矿专用的接线盒。电缆的连接应遵循煤矿安全规程。4、井下电气设备的各种保护井下高压电气设备具有漏电、过流、短路、失压、过压等项保护。低压电气设备具有过载、短路、断相、欠电压失压漏电等项保护。所有机电硐室必须按照有关规程、规范要求严格进行管理。严禁携带火源或易燃易爆品进入机电硐室，严禁非相关人员进入机电硐室内，机电硐室内确需存放易燃物品时必须严格按照有关规定，将其存放入不燃性容器内并密封严实，严禁乱堆放；机电硐室内工作人员必须进行防灭火的安全培训。如井下发生火灾，必须遵照有关规程、规范要求进行灭火救灾。5、井下电气设备的检查、维护和调整电气设备的检查、维护和调整，由电气维修工进行。高压电气设备的修理和调整工作，应有工作票和施工措施。井下电工在特殊情况下，可对井下各电气设备进行停、送电的操作，但不得擅自打开电气设备进行修理。井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。电气设备和电缆的检查、调整项目及检查周期应按照煤矿安全规程执行。二、其它火灾防治措施及装备（一）防止地面明火引发井下火灾的消防措施1、在地面井口房，均设有室内消火栓及手提式灭火器以防止地面火灾而引发井下火灾。2、井下使用的各类油脂装入带盖的铁桶内，由专人押运送至井下使用地点，剩余部分当天运回地面，严禁在井下存放。（二）防止井下爆破发生火灾的措施1、井下爆破材料必须选用正规厂家的合格产品，且必须分批次、分品种存放在地面爆破材料库内，并经过检验后的材料方可下井。2、井下爆破材料的使用必须严格管理，使用前由放炮员专人领取，当班未用完的必须送回发放室保存。3、井下放炮必须采用毫秒电雷管和水炮泥，炮泥要填实，严格执行“一炮三检”制度，放炮前必须检