1303工作面防止自燃发火技术措施(修改).doc

济宁矿业集团阳城煤矿1303工作面防止自然发火综合技术措施编 制 人： 编写日期： 审 批 意 见会审单位人员签字 工 程 科 年 月 日 安 全 科 年 月 日调 度 室 年 月 日 机 电 科 年 月 日总工程师 年 月 日传 达 学 习学 习 人传 达 人时 间1303工作面采用走向长壁综采放顶煤一次采全高全部垮落法，采用0.8m放煤步距、一刀一放的放煤方式。由于工作面顺槽是沿底板一次掘出，服务时间长，顺槽顶煤较厚，且过断层时，煤体较破碎、易于离层、压裂冒落，使得巷道煤体自燃危险性增加。综放面两端头支架处顶煤放出率低，而且采空区留有大量浮煤，在工作面推进速度较慢时，采空区浮煤易自燃，尤其是开切眼和停采线附近，由于不放顶煤，工作面安装撤架时间较长，使其更易发生自燃火灾。在回采工作面过断层过程中，由于推进速度慢，在工作面采空区、上下端头、工作面顶部的松散煤体易发生煤层自然发火，增加了矿井的防灭火工作。综合以上因素，1303工作面存在自然发火隐患。为确保工作面安全推进，根据回采各个时期工作面地质条件及1303工作面回采工艺，并结合1301工作面防止自然发火经验，特编制防止1303工作面自然发火综合技术措施。一、概述1303工作面位于北一采区北翼中部,北到阳城坝断层保护煤柱，南到轨道暗斜井保护煤柱，西侧为1302工作面，东侧为1304工作面。1303工作面煤层倾角为1323，平均倾角18，主采3煤，黑色，沥青-弱玻璃光泽，由暗煤、亮煤及镜煤组成，含少量丝炭，条带状，块状构造，参差状断口，性脆易碎，内生裂隙较发育，属光亮-半亮型煤。煤层厚度为6.58.3m，平均厚7.5m，属稳定的厚煤层。本工作面地质构造较简单，煤层整体赋存形态为走向北东，倾向南东的单斜构造，在工作面中部为一宽缓小向斜。从物探资料来看本工作面内共有断层4条，均为正断层（详见1303工作面地质说明书）。轨道顺槽在掘进过程中将揭露断层2条，分别在顺槽开口后约357m处见三DF116断层、约906 m处见DF148断层。1303皮带顺槽在掘进过程中预计在开口后约92 m处见 DF109断层。3煤层属自燃煤层，发火期36个月，煤尘属强爆型。煤层瓦斯赋存量低。地温属正常区,一般为26C。二、1303工作面防火重点1、切眼附近。切眼从掘进揭露煤体至回采间隔时间长（3个月左右），表体煤炭同空气接触时间长，自然发火隐患大。2、停采线附近。在接近停采线10m停采后不能及时撤面、封闭，而导致自燃危险性增加。因此，停采线附近是采空区最易发生自燃火灾的地点，是防灭火工作的重中之重。3、断层破碎区、顶部离层区和破碎区、地质破坏区；4、1303轨道顺槽高冒区一处、1303皮带顺槽高冒区五处。三、1303工作面监测及早期预报方案采用人工检测、束管监测、安全监控和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测，各种检测应定点、定时，以便于进行分析。（一）、工作面自然发火监测1、人工检测检测地点：进风端头风帘后；20#、60#、100#支架后部；回风隅角（支架后部）；工作面回顺出口50m内。检测人员：当班瓦检员。检测参数：CO、O2、CO2、CH4和T（温度）。检测仪器：CO便携仪、CO检定管、O2检定管、瓦检仪、两用仪和红外测温仪。检测时间：夜班00:00和04:00；早班08:00和12:00；中班16:00和20:00；检测后当班瓦检员将班报表报通防工区值班人员审阅，日报表报矿总工程师和矿长审阅。2、束管监测检测地点：进、回风隅角支架后部；进、回风侧老塘；回风流。检测参数：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2。检测设备：束管监测系统。检测时间：正常情况下，每班检测一次；工作面异常时，每班检测两次；将检测结果报表打印并上报。测点调整：每天早班，调整与工作面推进相关的束管监测点的位置。3、安全监控检测地点：工作面上口；回风流。检测参数：CO、CH4、T、风速。检测设备：安全监控系统。检测时间：实时监测。测点调整：每天早班，调整与工作面推进相关的监测探头的位置。4、人工采样分析采样地点：回风隅角（支架后部）和工作面回顺出口50m。检测参数：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2。检测设备：气相色谱仪。采样时间：正常情况下，每周一次在人工检测的同时，用气囊采集气样两个，送至地面进行色谱分析；对人工检测出现异常的地点，应每班采样一次。将检测结果报表打印并上报。（二）、监测所需仪器所用仪器仪表主要有：风表、秒表、便携式O2、CO测定仪、瓦检仪、束管监测系统等；测温选用铂电阻测温探头，并用电阻表（或万用表）进行电阻测定，然后换算为温度。（三）、采空区埋管方案采空区的气体成份和温度观测采用埋管和埋设热电阻测定，采空区气体成份测定范围大约距工作面150m左右，约50m设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测，见图1。待3号测点进入采空区150m后，即可结束观测。图1 1303综放面埋管观测点布置图预埋管采用1寸半焊管，在其中穿入三根8mm不同颜色的束管，每根束管负责一个测点的气样。为了防止采空区积水堵塞束管，则每个探头抬高0.5m以上，见图2。测温探头埋入2寸焊管中与束管进气口平齐，电线从2寸焊管内拉出。 图2 埋管观测探头安装布置图（四）、1303工作面自然发火早期预报根据监测出的数据，结合1301工作面推采时采空区指标气体情况进行具体分析，判断氧化带、升温带以及窒息带的宽度。一般用情况下用CO及烷、烯、炔烃气体作为煤层火灾预报的指标气体。当煤温达到7080出才出现乙烷，达到110130时出现乙烯，达到130150时出现丙烷、丙烯，达到150170出现丁烯。炔烃气体则是煤体剧烈氧化时的产物，且煤温升高时烯烃的浓度随着增大，并且呈指数曲线状上升，乙烯浓度约在150160左右开始猛增，利用这种特殊规律以及现场的特殊情况，结合CO气体可反推煤炭的温度范围来进行煤自然发火预测。四、防止自然发火措施施工工艺1、阻化剂防止自然发火工艺（1）阻化剂选择阻化剂使用工业MgCl2，阻化剂水溶液浓度为15%20%。（2）工艺及设备为节约投资和适应工作面位置不断变化的要求，采用机动性WJ-24-2型阻化剂喷洒压注系统，在工作面上顺槽距端头100m左右安设阻化剂泵一台、1m3容积的水箱两个、搅拌器一个，通过19高压胶管、喷头、连接件向煤体表面喷洒或通过施工的钻孔向煤体及向采空区压注阻化剂。（3）喷洒参数计算工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上下端口、巷道煤柱破碎堆积带等处，需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑一定的加量系数。工作面一次喷洒量可按下式计算：V=K1K2LShA1式中：K1易自然部位喷药加量系数，一般取1.2；K2采空区遗煤容重（t/m3），采取遗煤样实测确定；L工作面长度，m；S次喷洒宽度，m；h采空区底板上遗煤厚度，m；A吨煤的吸液量，t/t煤，应通过试验测得；阻化剂的容重。矿井投产后，应根据工作面实际生产情况，测定采空区遗煤情况、试验测得吨煤吸液量，确定工作面一次喷洒量。（4）注意事项在应用阻化剂喷洒之前，应提前测定采空区的漏风点、漏风量及易自然发火区段。雾化器的喷射量不得大于漏风量，以防止多余的阻化剂污染、腐蚀工作面支架等设备。通过向采空区施工的钻孔往煤体压注阻化剂，当工作面下端头淌出阻化剂溶液即可停止压注。2、凝胶防止自然发火工艺凝胶以隔离、堵漏作为防灭火措施，与阻化剂配合使用，用于工作面顺槽防灭火，特别是高冒区及构造带均应采用注凝胶。凝胶基料采用液态水玻璃，促凝剂采用小苏打。基料、促凝剂和水按10：3：87进行配比。注凝胶量大的地方（每次超过30吨以上，如采空区）通过地面黄泥灌浆池、注浆管道将水玻璃送至井下注胶地点，在井下注胶地点附近50m左右安设搅拌机将水和促凝剂按配比混合均匀，通过混合容器将基料、促凝剂和水混合均匀后压注到预先埋设的花管中，再通过花管压注到自然发火区，充填覆盖煤体。对于注凝胶量小的地方（每次注几吨，如高冒区、裂隙带局部自然发火区），通过在离井下注胶地点附近50m左右安设移动注凝胶泵将水和促凝剂按配比混合均匀，再通过混合容器将基料、促凝剂和水混合均匀后压注到预先埋设的花管中，再通过花管压注到自然发火区，充填覆盖煤体。3、灌浆防止自然发火施工工艺（1）灌浆方法的选择为防止煤的氧化发火，尤其停采线及采空区遗煤自然发火，宜采用采后灌浆的工作模式，埋管灌浆的方法。（2）灌浆材料的选择技术要求： 不含有可燃物； 具有能与较少的水混合成泥浆的能力； 运输时不堵塞管路； 易于脱水，具有一定的稳定性； 收缩率最小； 易于沉淀，损失率最小； 来源广泛，成本低。根据我矿的实际情况和对灌浆材料的技术要求，选择砂质粘土作为本矿井的灌浆材料。（3）泥浆制备其系统由存土棚、皮带输送机、扒装机、制浆机、供水泵、粗浆池搅拌机、灌浆泵和土水跟踪控制系统组成。该系统配置了土水跟踪控制系统，存土棚内的粘土经扒装机装上皮带输送机，在皮带输送机的末端设有电子皮带称和三只拉力传感器，经过的粘土经电子皮带称称量，由三只拉力传感器转换为电信号，根据粘土的进料量，通过微机集中控制，调节变频水泵的进水水量，控制泥浆土水比为1：6，确保浆液的质量。（4）灌浆管道在风井井筒中采用D1597的无缝钢管，在井下大巷中采用D1597的无缝钢管作为主干管，管道流速为：支管管径的计算确定：采区工作面管径采用D1087的无缝钢管，干管和支管的流速均大于临界速，符合要求。（5）注意事项灌浆前应用清水冲洗管路，灌浆后用清水冲洗管路10分钟。4、注氮防止自然发火工艺1303工作面注氮防火方法主要用于当注凝胶及阻化剂无法阻止采空区煤炭自然时，使用移动式注氮机向埋设至采空区的108花管注氮，即注氮管口由进风顺槽压埋在采空区里，借助于漏风将注入的氮气散布在采空区内，降低氧气浓度，降低热量积聚，抑制煤炭氧化，另外，氮气还能起到稀释易燃易爆气体浓度，防止爆炸的作用。采用注氮防火时应遵守下列规定：（） 氮气源稳定可靠。（） 注入的氮气浓度不得小于。（） 有专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施。（） 有连续不断地监测采空区气体成分变化的监测系统。（） 有固定或移动的温度观测点和监测手段。（） 有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告、处理。5、黄泥墙防止自然发火施工工艺随着工作面的回采，每隔一定距离在上、下隅角垒黄泥墙进行封堵（根据工作面推进速度）。将黄土装在编织袋内，然后将编织袋系好口，叠在一起压实封闭全断面，减少上下隅角漏风。黄泥墙厚度必须大于0.5米，并密封良好。6、永久密闭墙防止自然发火施工要求工作面回采结束后，必须在工作面各安全出口砌筑永久密闭墙，密闭采空区。永久密闭墙要求每道厚度不小于0.5m，具有较高的气密性、坚固性和不燃性。材料主要有砖、片石和混凝土，砂浆作为粘结剂。施工时要求在巷道的四周挖0.51.0米后的深槽，并在墙与巷道接触的四周涂一层粘土或砂浆等胶结剂。两层砖之间要求充填黄土，并夯实。另外，密闭墙上1.8m左右高度的位置应预埋用于检查火区温度、采集气样、测量漏风压差的铁管。密闭墙上0.5m左右高度的位置应预埋用于灌浆的108钢管，钢管深入采空区20米。密闭墙上底板的位置应预埋用于排放积水的108钢管。7、罗克休填充高冒区施工工艺工作面上、下顺槽掘进时有六处高冒点，对高冒点采用罗可休填充。填充时首先使用菱形网配合使用风筒布沿顶板高度堵平高冒点下口，然后，使用多功能注浆泵，通过注射管注入罗可休。罗可休树脂和催化剂配比为4：1；注射管倾角：6090；注射管深入长度：终孔到实顶；填充质量：密实、牢固。五、工作面推进期间防止自然发火技术措施对于综放面采空区防火而言，工作面正常回采是最好和最有效的手段，各项防灭火技术只是辅助手段。各项防火工作的安排与实施，应尽量避免（或减小）对工作面正常推进的影响。根据综放面的防火工作重点，生产期间应针对不同的时期采用相应的防灭火技术措施。（一）、开切眼防火切眼从掘进至回采约需要三个月的时间，表体煤炭同空气接触时间长，切眼两端头各种设备硐室多，并且工作面从切眼往外推进20米左右不放煤，采空区遗煤多，前期因设备磨合工作面回采推进速度慢，必须加强切眼处防火工作。1、 工作面安装前及回采前，对切眼内煤帮喷洒阻化剂，阻止裸露煤炭被氧化，防止自然发火。2、下端头靠近硐室门口砌黄泥墙封堵。3、在工作面进风顺槽预留2寸塑料管，以便向采空区压住凝胶等防火材料。当工作面推进120米后采空区无异常情况时，便可取消预埋管。4、在工作面回风顺槽预埋束管取样分析采空区内的气体变化和采空区浮煤自燃性预测。（二）、回采期间的防火措施1、在工作面进风隅角挂设风帘，减少采空区漏风；2、在上、下隅角关门柱子后，建立防火隔离墙，间距为20m，在特殊时期应为510m；3、在工作面进风侧采空区表面浮煤喷洒注胶，并在工作面上口端头支架后部向采空区砸设1寸花管，压住一定量的凝胶建立隔离带。要求花管长度不小于2米。4、向采空区喷洒阻化剂。（三）、停采时的防火技术措施1、工作面停采前，通过施工钻孔向两道采空区压注凝胶，形成胶体隔离带；2、工作面停采期间，降低工作面风量（约为正常风量的一半）；3、加快工作面设备撤出速度，应在1.5个月内工作面设备全部撤完，并完成封闭，若不能在规定时间内全部撤完，必须做好应急准备工作（注胶管路、设备、注胶材料、打钻机具和套管必须准备到位）；4、在工作面回撤过程中，加强停采线气体、温度监测和自燃危险性预测；5、经检查或预测，确有自燃危险性时，在危险区域支架间布置钻孔，采用微胶囊包裹阻化技术进行防火处理；6、工作面停采设备全部撤出以后，在适当位置近防火闭要求建立密闭，并留设观测孔和注浆管路。7、采取均压措施，减少停采线漏风，防止停采线浮煤自燃；8、每周检测一次封闭区内气体、温度状况。（四）、过断层或临时停采的防火措施工作面过断层或其它情况需临时停采时，为使综放面不至于出现煤层自然事故，应采取如下技术措施：1、工作面过断层或临时停采前三天，在工作面上、下顺槽施工一道防火墙，封堵采空区未垮落的巷道，并向防火墙内压注凝胶；2、工作面过断层或临时停采前，上顺槽施工两个钻孔采用微胶囊包裹阻化技术进行防火处理；3、降低工作面风量（约为正常风量的一半）；4、对工作面顶部松散煤体注马丽散进行封堵、加固，以防止自然发火。5、综放面停采期间，测风员要每天去12人检查通风系统的稳定性，同时检查综放面所有风门的状况，测定工作面风量，发现问题及时汇报并立即处理。6、工作面若出现难以控制的自燃火灾等原因，且推进速度很慢或停采时间较长时，应对工作面采取封闭注氮措施，并采用束管监测（或人工检测）对封闭区内气体进行定期检测。（五）、高冒区防火1303轨道、皮带顺槽高冒区注罗克休填充，要求填充平实、不漏风。六、1303共组面防止自然发火人员配备及组织1、监测人员两名：（1）地面束管监测室每班设置一名监测工，24小时不间断监测井下设点指标气体浓度，主要包括CO、C2H4等其他碳氢类化合物。（2）1303工作面每班设置一名监测工24小时按工区设点进行现场检查，