二采区灾害预防.doc

二采区灾害预防一、煤层自燃火灾的防治我矿开采煤层均属自燃-容易自燃煤层。因此，防止煤层自燃是本矿井安全的重点。(一) 黄泥灌浆1、设计依据灌浆材料就地取材，使用矿井周围的黄土，容易开采，数量充足。2、灌浆系统的选择我国目前使用的灌浆系统，分为集中灌浆和分散灌浆两大类，其优缺点和适用条件比较见表1。表1 灌浆系统优缺点和适用条件比较表名 称优 缺 点适用条件集中灌浆优点：1、工作集中，便于管理2、人员少，效率高3、便于掌握泥浆的浓度和质量4、占地较少缺点：1、初期投资大，建设时间长2、采、运土工作比较复杂1、煤层埋藏较深2、矿井灌浆量大，且采区生产集中3、取运土距离远分散灌浆钻孔灌浆或分区灌浆优点：1、设备简单、投资少，建设速度快2、制浆工艺简单，操作容易3、可减少井下所需的干管缺点：1、灌浆站分散，管理分散，人员多2、占用土地多（需打分区灌浆钻孔）1、煤层埋藏浅2、灌浆采区分散3、土源丰富可就地开采，运输距离近井下移动灌浆优点：1、机动灵活2、灌浆距离短，管材消耗多，且发生堵管的机会小缺点：1、生产能力低2、管理分散、效率低1、灌浆量不大2、输浆困难或无法用钻孔灌注时采用由于矿井灌浆量小，且采用集中灌浆系统灌浆管路较长，输浆困难，因此本次设计采用井下移动灌浆系统。3、灌浆方法的选择灌浆方法采用生产中通常采用的采空区灌浆方法，即在回风顺槽敷设管路，并用胶管接短钢管（预埋采空区内），随着工作面的推进隔一定距离拔管一次，每次灌到下顺槽能见到水为止，并要求随采随灌。当远离管口的地方灌浆效果不佳时，可采用洒浆的方法从工作面向采空区喷洒泥浆。无论采用哪种灌浆方法，都要求能在采空区底板形成5cm左右的泥浆，以防止浮煤氧化自燃。工作面采完后，在运输、回风顺槽等处砌筑密闭。要求密闭内注满砂，每个密闭10m长，注砂量约270m3。正常注砂要求在三个小时之内注完一个密闭，非正常情况下要求能在二个小时之内注完一个密闭。4、灌浆材料灌浆材料采用矿井工业场地附近的粘土，对粘土要求如下：(1) 颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土：0.005mm者应占6070）。(2) 主要物理性能指标：密度为2.42.8；塑性指数为911（亚粘土）；胶体混合物（按MgO含量计）为2530；含砂量为2530（粒径为0.50.25mm以下）；容易脱水和具有一定的稳定性。(3) 不含有（或少含有）可燃物。5、制浆工艺流程取土场（胶轮车）副平硐、辅运大巷井下泥浆搅拌池（搅拌机）。制浆水源可取自井下消防洒水管路。6、参数计算及选择我矿井工作制度为三八制，每天灌浆时间按12h，全年工作天数为330d，洒浆尽量在检修班完成。按采空区覆盖土面积计算(采空区底板形成5cm厚的泥浆)每日所需土量：Q=mLH=0.057.2150=72m3/d式中：Q每日灌浆所需土量，m3/d；m灌浆形成泥浆厚度，m；L每日推进度，m/d；H工作面倾向长度，m。取土量按需土量增加10%考虑，每日实际取土量为79.2m3/d。选用灌浆的水灰比为1:5，灌浆所需水量为396m3/d，考虑用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数1.1，实际用水量为435.6m3/d。泥浆制成率选取0.930，则每日灌浆量：(79.2+435.6)0.930=478.76m3/d，小时灌浆量为478.76/12=39.89m3/h。7、黄泥灌浆设备表5-3-2 黄泥灌浆设备一览表序号设备名称设备型号单位数量1管路（无缝钢管）D764米10002胶管DN50米2003注浆站ZHJ-12/1.2台24供水管（软管）30米200(二) 喷洒阻化剂方式防灭火针对矿井的实际情况，设计决定采用喷洒阻化剂方式进行防灭火，确保矿井安全生产。1、设计依据(1) 矿井交通便利，水源满足要求。(2) 可采煤层的顶板属中等型。(3) 煤的自燃倾向性为自燃。2、阻化剂选择考虑到货源充足，价格便宜，阻化率高（可达80%），对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人体无害等因素，设计选用工业氯化钙作为矿井防灭火阻化剂。3、喷洒压注工艺系统目前我国煤矿常用机动性、半永久和永久性三种喷洒压注系统。(1) 机动性喷洒压注系统这种系统是将喷洒压注设备和阻化剂溶液池安装在矿用平板车上，采用电动或气动方式喷洒压注阻化剂。(2) 半永久性喷洒压注系统这种系统是在盘区巷或硐室内设置贮液池和注液泵通过管道输送到喷洒地点进行喷洒。(3) 永久性喷洒压注系统在地面设置永久性贮液池通过管道输送到喷洒地点进行喷洒。考虑到半永久和永久性喷洒压注系统需建贮液池且需要铺设较长的喷洒管路，设计选用电动方式的机动性喷洒压注系统，该系统工艺简单，施工快，投资小，机动性大。其工艺系统示意图见图5-3-1。4、参数计算(1) 阻化剂溶液的浓度和密度a、阻化剂溶液的浓度 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。设计确定本矿阻化剂溶液的浓度为10%。b、阻化剂溶液的密度此参数由实测取得。拟取1.05t/m3。(2) 原煤的吸药液量和松散煤（浮煤）的密度原煤的吸药液量此参数由实测取得。拟取47Kg/t。(3) 松散煤（浮煤）的密度此参数由实测取得。拟取1.0t/m3。(4) 工作面一次喷洒量工作面每天喷洒两次，一次喷洒宽度为1.2m。a、工作面底板浮煤喷洒量G=K1K2LBhA式中：G按重量计算一次喷洒,kg；K1一次喷洒加量系数，取1.2；K2松散煤（浮煤）的密度，t/m3；L工作面长度，m；B一次喷洒宽度，m；h底板浮煤厚度，m,取0.02m；A原煤(浮煤)的吸药液量,kg/t；则10号煤工作面一次喷洒量为：G综=K1K2LBhA =1.21.22001.20.0247 =324.86kg10号煤工作面一次喷洒所需阻化剂用量为：G阻=G=324.8610%=32.49kgb、工作面护顶煤喷洒量G=K3LBh2A2G按重量计算一次喷洒,kg；K3护顶煤（原煤）的密度，t/m3；h2护顶煤厚度，m；A2护顶煤的吸液量，一般为11kg/t；由于10号煤回采工作面不留顶煤，因此工作面护顶煤喷洒量为0。c、巷道煤壁的喷洒量G0=KL0A0式中：G0喷洒范围内巷道所需溶液的喷洒量,kg；K喷洒加量系数，取1.2；L0喷洒巷道的长度，取600m；A0巷道单位长度的吸液量，kg/m,取3kg/m；（在实际操作时，需实测）则顺槽巷道喷洒量为：G0=KL0A0 =1.26003=2160kg顺槽巷道喷洒所需阻化剂用量为：G阻=G0=216010%=216kg。(5) 喷洒压注设备喷射泵选用WJ24型往复式拉杆泵1台，管材选用直径为38.1mm的普通钢管和直径为25.4mm的胶管。(三) 开拓开采方面措施为防止煤炭自燃，对开拓方式、开采方法采取如下措施：1、选择合理的开拓方式及巷道布置。设计中虽然将巷道布置在煤层中，但主要巷道均采用锚喷支护，支护后冒落处用不燃性材料充填，或用无腐蚀性、无毒性材料处理。2、选择合理的采煤方法。设计采用长壁式采煤法，在开采顺序上采用采区前进式工作面后退式进行开采，回采过程中不随意留煤垛或煤柱。3、回采中尽量减少丢煤，回采工作面浮煤要清扫干净。4、尽快封闭采空区。在回采工作面采完后，必须在45d内予以永久性封闭。(四) 通风方面的措施根据生产经验，采空区漏风量越多，氧化带范围扩大，发火的概率也会增大。同时影响着灌浆等防火措施的效果。防火对通风系统的要求是：风流稳定，漏风量少及通风网络中的有关区段易于隔绝。为了减少漏风，设计采取以下措施：1、选择合理的通风系统。结合开拓方式和开采顺序，采用全负压通风系统。2、工作面采用“U”型通风，漏风率低。3、在回采工作面的回风顺槽中，安装调节风门，实行均压通风，利于降低工作面上、下隅角的压能差，减少采空区漏风量。正确选择通风设施的安设位置。风门、风桥、调节风门等井下通风设施应安设在围岩稳定、压力小、支护完整、煤壁完好的地点。生产过程中要确保通风构筑物质量并注意维护。同时在生产过程中也要确保临时性和永久性封闭的质量，强化维护，不产生漏风。4、利用调节风压法减少漏风。调节风压法的实质是设法调整和改变通风系统内的风压分布，降低漏风通道两端的风压差，达到减少漏风、抑制自燃的目的。5、采空区安全防范措施在生产中应密切注意采空区情况，及时密闭采空区，预防采空区发火，凡与采空相通的巷道必须密闭，其密闭墙应保证工程质量。(五) 监测方面的措施1、在工作面设自燃发火观测点，并建立监测系统，建立自燃发火预测预报制度。2、地面色谱分析井下通过束管采样仪采样并送至地面色谱分析，分析参数主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8，正常情况下，每天早班检测一次，工作面异常时，每班检测两次。采空区开切眼停采线采空区束管采样泵束管采样点 采空区束管布置图二、外因火灾的防治1、及时清理可燃物。井下使用的棉纱头、布块、各类油脂以及巷道内的废坑木应及时清理出井。雷管、炸药材料的运输和保管，应严格执行煤矿安全规程的有关规定。2、加强用电管理。井下所有电气设备的选择、安装与使用应严格遵守有关规定，并应正确使用各类安全保护装置，防止电流过负荷而引起火灾。3、机电硐室采用不燃性材料支护并设置防火门，配备灭火器。4、加强生产中的安全管理。井下运输过程中注意防跑车砸坏电缆，生产中应注意冒顶等外力损坏电缆及电气设备。5、井下设置消防材料库，并经常保证有足够的消防材料。设置完善的洒水系统和消火栓。6、井下机电硐室、井底车场和采掘工作面附近巷道中设置消防材料，供扑灭火灾之用。7、加强职工教育，要使全体职工从思想上高度重视防火的重要性，自觉执行各项有关规定。三、预防瓦斯爆炸措施1、投产前对矿井瓦斯涌出量进行实测，或请专业部门对矿井瓦斯做进一步的工作，以达到准确确定矿井瓦斯涌出量的目的，并在此基础上，制定相应的防治瓦斯爆炸措施，更好地保证矿井安全生产。2、防止生产过程中瓦斯浓度超限：通风是防止瓦斯积聚的行之有效的方法，矿井通风必须做到有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合煤矿安全规程要求。建立完善的瓦斯检查制度，所有采掘工作面每班至少应检查三次。采取有效措施及时处理局部积存的瓦斯，特别是回采工作面上隅角等地点，应加强检测与处理。不用的巷道及时封闭。3、防止瓦斯引燃：严格控制和加强管理生产中可能引火的热源。4、瓦斯安监系统：在采掘工作面以及与其相联接的上下顺槽中设置瓦斯报警仪，监测风流中的瓦斯动态，并将信息及时传送到地面控制室。在主要工作地点设置瓦斯断电仪，当瓦斯浓度超限时，及时自动切断电源。此外，配备个体检测设备。5、防止瓦斯灾害事故扩大：回风立井井口设置防爆门，以防冲击波毁坏风机。井下建立完善的隔爆设施。四、预防煤尘爆炸措施1、采煤工作面必须采取喷雾、洒水和其它防尘措施。2、掘进工作面必须采用湿式钻眼、冲刷巷帮、水炮泥、放炮喷雾、装煤洒水和净化风流等综合防尘措施。3、采掘机械均应安装有效的内外喷雾装置，严禁干式作业。4、煤仓、输送机和其它煤炭转载地点配备喷雾洒水装置或设置捕尘器，保持喷雾洒水系统的完好性。5、定期清扫巷道和进行冲洗煤尘、定期撒布岩粉、刷浆工作，以减少巷道中堆积的落尘。6、加强通风管理、控制巷道风速，防止煤尘飞扬。7、井下所有局扇均需安设除尘器。8、采取有效措施防止引燃煤尘，杜绝非生产需要的火源，严格控制生产中可能发生的热源。9、对煤层预注水，在采煤工作面配备煤层注水设备，对煤层进行预注水。10、按照煤矿安全规程规定在采区辅助运输巷、采区皮带巷、采区回风巷设置主要隔爆水棚，在顺槽巷道设置辅助隔爆水棚。五、矿压显现控制措施设计采取了以下控制措施：1、开拓及准备巷道、顺槽巷道均全部采用锚网或锚网喷支护方式。2、根据回采工作面顶板压力和设计的工作面单产能力综合选择液压支架。3、配置监测报警仪、超声波围岩裂缝勘测仪、矿压要测仪及液压支架下缩自记仪等设备，为掌握矿压显现规律提供了手段。 六、工作面过陷落柱安全措施1、移架：带压拉架，支架推移过程中，必须保持擦顶带压拉架，顶梁与邻架顶梁必须帖紧，移架过程中依靠相邻支架侧护板控制，防止支架下滑。2、要求无炭柱段及时超前拉架，支架紧跟后滚筒，拉架时要坚持少降快拉、带压拉架的方式，同时及时伸出伸缩前梁、打开护帮板，3、过无炭柱期间，严格控制工作面采高，无炭柱段及两边与煤层交接处采高必须高出煤层正常顶板200mm。4、机组通过无炭柱段时，牵引速度控制在不超过1.5m/min，如出现大块矸石时，必须及时停机、将机组和工作溜子进行闭锁，人工进行破碎处理，大块矸石不得通过破碎机。5、人员进入机道作业，必须由专人进行监护闭锁装置，作业地点前后各5架范围内的支架禁止进行操作。6、过无炭柱期间，工作面必须备用足够的板梁和道木，顶板不平，造成冒高超过200mm时，及时进行构顶。7、在过无碳柱期间，拉架速度严禁滞后机组5架，否则必须停止作业。8、机组通过无炭柱段时，必须将顶板扫平，确保支架能够接顶严实。七、预防井下水灾措施1、矿井生产应预防2号煤层采空区突发性涌水，掘进工作面配备探水钻机，始终贯彻执行国家煤监局提出的煤矿水害防治“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。“预测预报”是要在查清矿井水文地质条件的基础上，对矿井生产区域的地质构造情况，水害类型等进行分析，提出预防处理水害的措施。“有疑必探、先探后探”是水害防治的关键，在“预测预报”工作的基础分析可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综