东荣二矿东二上采区防灭火设计

1、东荣二矿近距离煤层群开采防灭火技术方案一.矿井概况：黑龙江龙煤双鸭山矿业集团有限责任公司东荣二矿位于黑龙江省集贤县境内，地理坐标为东经131°20131°20，北纬46°4546°55，行政区划属集贤县腰屯乡、升昌乡和国营二九一农场管辖。井田距福利屯32km，经福利屯到双鸭山市40 km。哈（尔滨）同（江市）公路在井田中部通过，福（利屯）前（进镇）铁路距井田南部边缘外9 km，交通比较方便，见交通位置图1-1。交通位置图1-1东荣二矿自1990年12月1日开始建设至1995年12月15日建成投产。原设计能力150万t/a，后经生产系统的改造，2003年由

2、黑龙江省煤炭工业局批准核定生产能力200万t/a；2006年由黑龙江经济委员会批准核定生产能力260万t/a，2014年末全矿剩余资源/储量25898.3万吨，其中：探明的经济基础储量(111b)：24690.5万吨；控制的次边际经济资源量（2S22）:1207.8万吨。可采储量（111）11193.1万吨。设计矿井服务年限为66.3年，现已生产21年，矿井地质构造复杂程度为中等，煤层稳定程度为较稳定，采用备用系数取1.4计算，截至2016年末预计还可服务28.8年。二.矿井“一通三防”系统概况：1.通风系统：东荣二矿采用两翼对角式通风，通风方法为抽出式。东荣二矿入回风井筒共计4条，其中2条入

3、风井，2条回风井。一号风井安装2台同型号主扇，型号：BDK-6-NO21，电机功率为320kw，二号风井安装2台同型号主扇，型号：GAF28-18-1,电机功率为1120 kw。矿井总需风量10393m3/min，总入风量12644m3/min，有效风量11489m3/min，总排风量13009m3/min，矿井总进风量比121.6%，矿井有效风量率90.87%。一号风井通风阻力155mmH2O，二号风井通风阻力233mmH2O。井下所有采掘工作面都采用独立通风，无不合理串联通风，井下所有采区都按规定设置专用回风巷，井下所有供风点的风速都符合规程规定，满足矿井需风要求。建立矿井风量巡测、旬报制

4、度，确保每旬对井下所有用风地点的风量进行一次全面测定，确保所有用风地点风量风速满足要求。2.矿井瓦斯瓦斯治理：牢固树立正确的理念，加强瓦斯意识；大力宣传“瓦斯超限就是事故”、“瓦斯是可防可控的”的瓦斯治理理念，营造群防群治的氛围。东荣二矿投产至今，历年来瓦斯等级均为瓦斯矿井，矿井无瓦斯抽放系统，矿井瓦斯治理方式采用风排方式。矿井严格按照规定进行矿井瓦斯等级鉴定工作，根据黑龙江煤炭生产安全管理局下发的2014年度矿井瓦斯鉴定确认结果的通知，矿井瓦斯等级为瓦斯矿井：其中绝对瓦斯涌出量为2.9632m3/min、相对涌出量为0.8268m3/t。2015年瓦斯等级鉴定结果为：绝对瓦斯涌出量为2.95

5、57m3/min、相对涌出量为0.7744m3/t，2016年度瓦斯等级鉴定已上报。建立由矿长为组长，总工程师、通风副矿长、安全副矿长为副组长，通风、安监、生产及调度等部门负责人为成员的瓦斯综合治理领导小组，负责瓦斯治理领导工作。建立健全瓦斯综合治理管理制度，严格按照规定配备瓦斯治理工作人员；建立健全瓦安员培训制度，所有瓦安员全部持证上岗，井下所有工作面配齐专职瓦安员，满足井下采掘工作面的正常需要和人员配备计划要求，能够切实执行好“一炮三检”和“三人连锁放炮制”；加强采煤工作面上隅角瓦斯管理。每班对瓦斯变化较大地点进行写实测定。通风队以及瓦检组值带班人员班班分区域进行巡回检查。掘进工作面局部通

6、风机选型合理，全部满足工作面风量需要，井下所有掘进工作面使用的风机全部采用“双风机，双电源”并且做到自动转换，每天进行一次风机自动转换试验，风机电源全部实现“三专”供电。3.综合防尘系统：我矿井上工业广场内有静压水池一处，容量400m3，场外2号风井有静压水池一处容量800m3，矿井静压水池总容量1200m3至少可供井下6小时使用，并有防冻设施。主干管路井筒段为6寸，井下主干管路为4寸，分支管路为2寸，井下消防管路系统健全可靠，并按要求每隔100m设置支管和阀门，在带式输送机巷道每隔50m设置支管和阀门。防尘洒水管路系统已接到所有采掘工作面（距工作面不超30m，现场备有30m以上胶管）、溜煤眼

7、、翻罐笼、转载点及所有通风行人巷道中，能保证消防尘正常供水。防尘水源水量达到矿井综合防尘用水要求。采煤工作面在入风巷内安设2道入风净化装置，在回风巷内安设2道回风净化装置，采煤机安设内外喷雾装置。对回采工作面煤体进行注水，达到两封一注要求，注水压力、注水量满足设计要求，计量装置齐全并运行正常。掘进工作面风机前安设1道入风净化装置，安设2道回风净化，1道放炮喷雾和风筒末端主动式放炮喷雾，主动式放炮喷雾在放炮时和出货时打开，向工作面进行洒水降尘，在回风口处安设捕尘门1道。综掘工作面除上述防尘设施外，还正常使用掘机内外喷雾装置。放炮坚持正确使用水炮泥。定期对矿井进行测尘、分析尘源、研究措施。做到定期

8、对积尘地点进行除尘、冲尘，防尘设施及装置能够正常使用。按规定每周对隔爆设施的安装地点、数量、水量进行一次检查。矿井综合防尘系统健全可靠。东荣二矿按照分公司要求“供水施救系统”2010年底全面完成。现将东荣二矿“供水施救系统”建设情况简要汇报如下：供水施救系统：我矿矿井“供水施救系统”现状：地面工业广场内有静压水池一处，容量800m3，场外2号风井有静压水池一处容量400m3，矿井静压水池总容量1200m3至少可供井下6小时使用，并有防冻设施。供水中悬浮物含量不超过每升150mg，粒径不大于0.3mm，水的PH值在6-9.5的范围内。入井前进行过滤,入井水质清洁。主干管路副井段和2号风井井筒段直

9、径6寸，长度996米；井下主干管路直径4寸，长度10280米；分支管路直径2寸，长度28410米。供水管路的管径与强度，能满足该区段负载的水压和水量的要求。井下“供水施救系统”健全可靠，并按要求每隔100米设置支管和阀门，在带式输送机巷道每隔50米设置支管和阀门。“供水施救系统”管路已延接到所有采掘工作面（距工作面不超30m，现场备有30m以上胶管）、各机电硐室、溜煤眼、翻罐笼、转载点及所有通风行人巷道中，能保证正常供水。4.防灭火系统：东荣二矿属于自燃发火矿井，我矿目前开采的煤层为12、14、16、17、18、20、24#煤层，以上煤层全部委托黑龙江省煤田地质测试研究中心和龙煤佳木斯瓦斯地质

10、研究院进行了煤层自燃倾向性鉴定，鉴定结果见下表。我矿按照煤矿安全规程及公司的有关要求建立健全了矿井防灭火责任制及相关管理制度和安全技术措施，还建立了矿井防灭火预测预报制度。序号矿 别采 区煤层 编号实 验 结 果鉴定 单位自燃倾向性煤尘爆炸性1东荣二矿东二上采区17级自燃有煤尘爆炸性黑龙江省煤田地质测试研究中心212级自燃有煤尘爆炸性3南三上采区14级自燃有煤尘爆炸性4中一上采区20级自燃有煤尘爆炸性524级自燃有煤尘爆炸性6南三上采区16级自燃有煤尘爆炸性717级自燃有煤尘爆炸性818级自燃有煤尘爆炸性9南四采区14级自燃有煤尘爆炸性龙煤集团佳木斯瓦斯地质研究院1016级自燃有煤尘爆炸性11

11、17级自燃有煤尘爆炸性12南三备用采区24级自燃有煤尘爆炸性13新南二下采区16级自燃有煤尘爆炸性14东二上采区14级自燃有煤尘爆炸性表2-1 煤层自燃等级鉴定结果汇总表.注浆、注氮系统：东荣二矿现地面注浆站2个，其中场内注浆站配备ZJ-60型注浆系统一套，功率22kw，流量60 m3/h，设备运行正常，管路畅通。其中主干管路井筒段为6寸、井下主干管路4寸，分支管路2寸，覆盖矿井各采区,管路总长度13800米。场外2号风井建注浆站1座，配备MDZ-60地面固定式胶体防灭火注浆系统1套，功率22kw，流量60 m3/h，设备运行正常。井上建有注氮机房1座，配备PSA空分制氮设备两套，功率320k

12、w，流量1600 m3/h ，设备运行正常。配备DM-800型移动注氮机一套，功率320kw，流量800 m3/h，设备运行正常。东荣二矿矿井防灭火、注浆系统完善可靠。.束管监测系统：我矿JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统一套，GC-2010气相色谱仪一套，可对CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2进行分析。具备、存储、显示、打印、等功能。全矿井束管监测系统运行正常，24小时人员值班，做到了时时监测。. 矿用光纤采空区自燃发火预警系统：我矿于2014年引进了由山东微感光电子有限公司研发的采空区自燃发火光纤分布式在线监测预警系统，该系统在南三备用采区17层三面和东二上采

13、区12层一面（正在安装）投入使用，该系统加载了分布式温度监测光纤，将测定范围精确至米，可大大提高采空区内高温地点的判断精度，同时，还加载了气体传感器2个，分别分布在停采线位置和采空区内80米位置处，每个传感器能够同时监测采空区内CH4、CO、C2H2、C2H6的变化情况，在地面中心站即可直观的掌握采空区内的变化情况，如井下采空区内入出现异常情况，该系统会发出警报，通过观看监测界面可直接判断出问题所在位置。2016年我矿成功申报煤矿隐蔽灾害治理示范矿井建设，并在该项目中对光纤采空区自燃发火预警系统进行补套，计划将该系统投用在东二上采区17层一面放顶煤回采工作面和东二上14层一面。. 自燃发火温度

14、预报辅助巡检系统：该装置是利用非接触式无线收发技术，接收煤柱中或采空区内预埋温度传感器监测煤柱或采空区内的温度变化情况，该情况，. 矿用分布式激光火情监测系统：该系统区别于束管监测系统，原有的束管监测系统由于主机在地面，输气线路距离远，管路中经常出现堵塞现象或折断，分布式激光火情监测系统即将束管监测系统主机移至井下，直接通过束管抽取采空区内气体进行分析，并将分析结果保存并上传至地面计算机。1、系统应由激光火情监测主机、光纤测温控制柜和气体采样泵组成，以上组成设备均要求部署在井下，且系统和各组成部件分别获得MA认证；2、气体检测应采用激光检测技术，可以至少分析CH4、CO、O2、CO2、C2H2

15、等气体的体积比浓度；3、系统应具备多路采集功能，一套火情监测装置主机可以同时监测4路气样；4、系统应具备快速抽气功能，通道切换时间不超过30s；5、系统应具备抽气策略可编程功能，用户可制定监测频率及时间，也可设定固定通道监测；6、系统应具备分布式光纤温度测量功能；7、具备网络传输功能，可以利用煤矿光纤环网将采集数据上传至地面；8、系统应配备专业的监测软件系统，软件系统具备以下功能：火灾监测参数的及时采集和即时业务分析；可视化监测，包括系统模拟图、运行状态图、连接拓扑图等多种方式的可视化综合监测；火情监测预警模型训练，通过模型训练建立适合于特定区域的火灾监测模型；历史数据分析，以数据报表和曲线等

16、方式对监测数据进行业务分析；9、系统必须具有格式系数火情分析、多气体参数火情分析和气体温度交叉分析的多种火情异常预测功能；10、针对多取气点的采空区火情检测，系统具有多侧点交叉验证和诊断分析；11、火情气体分析装置必须具备取气束管的堵塞、漏气分析和异常故障排除功能。自燃发火温度预报辅助巡检系统我矿将在2017年新增自燃发火温度预报辅助巡检系统，该系统可实现早期自燃发火预测预报，通过系统配套温度探头检测煤层温度后，将该点的煤层温度数据传输至控制站，控制站对数据进行分析后，实现温度预测、监控。该仪器采用无线接入通讯形式，用于收发数据和控制相关设备，主要用于接收和控制掩埋与煤层中的温度探头发出的信息

17、。该仪器为国内首创，便携式设计，适用于我矿井下使用。矿用分布式激光火情监测系统该系统通过对激光气体监测系统和分布式光纤测温系统的优化集成，实现煤自燃特征信息的全面监测和采集；该系统软件实现了煤自燃在线监测分析和预警功能，可判定监测区域煤体自燃程度，确定发火位置，进行煤层火灾的及时预警。系统可连续监测采空区内CH4、CO、O2、CO2、C2H2的气体浓度，具备快速抽气功能，可实现30s内不同通道的切换，可根据实际需要设定监测频率，该系统的分布式光纤测温技术科实时对温度进行监测。5.监测监控系统：我矿使用的是煤科总院沈阳研究院生产的KJ80N煤矿安全监控系统。该系统由2002年投入使用的KJ80监

18、控系统改造升级而成,公司为了完善监测监控的稳定，符合新标准规定，列入升级改造内容，计划于2016年11月份对系统进行改造。系统符合AQ6201-2006及AQ1029-2007标准规定要求，可实现对模拟量、开关量、累计量的采集，具备传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。可携带甲烷、一氧化碳、温度、烟雾、氧气、二氧化碳、馈电、风门开关、风机、机组等设备开停，实现超限声光报警、断电控制、甲烷风电闭锁控制等。系统监控项目完备，功能齐全，运行稳定。信号传输方式采用千兆以太环网总线结构进行光纤信号传输。在全矿范围内搭建了光纤环网，增强了信号传输抗干扰性、传输保障性，减少信号衰减，保证了安全

19、监控系统数据传输稳定。地面建有中心站（监测调度室），配备有两台专用主机，一台备机，实现了双机（或多机）备份，通过专用局域网络与上级部门联网，实时上传监控数据，并设有专用摄像头，上级部门可随时通过视频查看监控系统运行情况。监测调度室设有专人值班，24小时实时监控。地面还设有监测设备维修室，配备专门维修人员对监控设备进行维修和维护。三.采区分布及采区灾害治理措施：东荣二矿采区立井，一水平，集中大巷，分区石门，上下山开采方式进行回采，矿井内目前有中一上、南四、东二上3个生产采区，南二下准备采区和西一下开拓采区。1.中一上采区：中一上采区为我矿投产初期进行回采的生产采区，截止至现在已经服务21年，采区

20、内可采煤层为14、16、17、18、20、24#煤层，采区内通风系统健全，无不合理通风现象，采区内防灭火管路全部铺设至各石门，需要时立即可以投入使用。目前为止，采区未发生过煤层及采空区自燃发火现象。目前中一上采区回采已经接近尾声，现唯有24层0面一个工作面没有进行回采，系统巷道已经施工完毕，预计在2018年回采该工作面，该煤层属于级容易自燃煤层，在开采前，对开采线位置全线喷洒灭火剂，在回采过程中，随回采推进，向采空区内喷洒灭火剂，灭火剂喷洒量按照防灭火措施规定进行喷洒；回采过程中，必须使用上下隅角喷雾加湿装置，向采空区内喷雾加湿，以加大采空区湿度，降低采空区温度，防止采空区散落煤体蓄热；在入风

21、巷内每隔100m安设一道喷雾加湿装置；在回采过程中，在上隅角通采空区方向埋设束管，工作面每推进50m向采空区埋设一次，以此类推；每班安排瓦安员对工作面和采空区进行防灭火检查，每周对采空区取样进行色谱分析，确保安全回采。采区计划2018年结束全部任务，开始回撤采区内的设备及物流，采区回撤结束后进行永久封闭。采区内共有4个石门，分别为-440石门、-280石门、-325石门、-250石门，采区封闭方式为石门整体封闭，即在采区石门处建防火闭2道，闭内充填粉煤灰 ，闭面进行喷浆，喷浆范围为防火闭周围10米范围内，以防止围岩破碎向内部漏风供氧。采区封闭后，每周对所有防火闭进行一次全面的防灭火检查。2.南

22、四采区：1）采区概况：南四采区目前为我矿的主力采区之一，开采方式为上行开采，采区发育的煤层较多，共有8个煤层，煤层主要有5、9、12、13、14、16、17、18、号煤层。其中可采煤层为14、16、17、18四个煤层。暂不能利用的煤层5、9、12、13四个煤层，全区可采煤层14、16、17、18四个煤层，5、9、12、13煤层在本区皆不可采。14煤层厚度1.031.39 m，平均厚度1.2m。32勘探线东侧煤质为CY，32线西侧煤质为QM，结构属单一煤层，局部有薄层炭质泥岩或粉砂岩夹石，顶板为粉砂岩、细砂岩及中砂岩。底板为细砂岩、粉砂岩。煤层倾角1025°，平均倾角18°。

23、16煤层厚度1.141.64m，平均为1.4m。煤质为QM。煤层上部0.2m处含一薄层炭泥岩或灰黑粉砂岩夹石约0.050.08m，可划为单一煤层。煤层倾角1024度，平均为15度。直接顶灰白中细砂岩厚度1.505.80m，伪底为灰黑泥岩或粉砂岩，厚度为0.40.6m，直接底为灰色细砂岩。16层煤与14层煤层间距32.5243.32米。 17煤层厚度2.793.59m,平均为3.2m。煤质为QM。单一煤层，倾角变化为924度，直接顶灰黑细砂岩及灰白细砂岩，厚度1.103.4m，局部伪底灰黑色炭泥岩1.4m，直接底为灰黑色粉砂岩2.795.5m，与16煤层层间距为5.1720.73m，东部及北部偏

24、薄。18煤层厚度为0.992.27m,平均为1.5m，倾角变化为924度，单一煤层，32线东侧煤质为CY，32勘探线西侧煤质为QM。距底板0.3m处有0.1m灰色细砂岩，伪底黑色炭泥岩0.81.25m，直接底为灰色灰白色粉砂岩1.383.39m直接顶为灰色灰白色粉砂岩，18煤层与17煤层层间距为15.2623.58m。由于受天窗影响，南四采区回采上限标高为-250m，其中14层布置4个面，16层布置4个面，17层布置4个面,18层布置5个面，共计17个回采工作面。2）采区防灭火系统及防灭火措施采区内所有采煤工作面均采用沿空留巷无煤柱开采工艺，一是减少上层煤柱应力对下层巷道的影响，二是确保防灭火

25、安全，无煤柱设计，从根本上解决了采空区防灭火的难题。首采层14层一面四面沿空留巷，回采工作面上顺槽下帮采用码袋子支撑巷道顶板的工艺，保证回采巷道的使用，但是巷道变形量大，表现在下面两个方面：一是顶板下沉；二是底鼓。所以增加了巷修量。现在我矿自己研究的新沿空留巷工艺即“切顶留巷技术”，已经在南四采区17层4面进行实施，现期留巷效果较好。巷道变形不明显，大大减轻了沿空留巷巷道巷修的工程量。还解决了厚煤层沿空留巷技术限制的弊端，彻底不留煤柱，保证了防灭火的安全，保证了采区有条不紊的生产。沿空留巷无煤柱回采工艺虽然减少了采空区内遗煤，但大大增加了采空区漏风，因此，在回采过程中，我们普遍采取相邻及上下分

26、层的采空区进行堵漏，我们从回采工作面封闭角度考虑，工作面顺槽巷道尽量不直接从大巷或者石门揭煤处直接开拉门，而是先全岩巷道再沿煤施工从而达到密闭基本要求。以往已经在煤或半煤巷道施工的回采巷道在封闭时，利用罗克休和马丽散对封闭位置的两帮进行加固和充填，以防止通过围岩裂隙向采空区漏风供氧，并且全部保证双道密闭，两道密闭之间使用粉煤灰进行充填。采区内防灭火系统健全，防灭火管路全部延伸至采区各石门，需要时立即与压风供水管路相连接即可采区注浆注氮措施。回采工作面在回采过程中，首先编制具有可行性、针对性的防灭火专项措施，加大工作面防灭火检查力度，每天对采空区及上隅角取样进行色谱分析，以便掌握采空区内的气体变

27、化情况；在回采过程中，随着工作面向后推进，每推进一个循环，向采空区内喷洒新型灭火剂；在上下隅角安设专用加湿器，不间断的向采空区内喷雾洒水，以增加采空区湿度，从而降低采空区温度，降低采空区内遗煤蓄热条件；在沿空留巷内每隔50m向采空区内预留束管，每班由瓦安员通过束管检测采空区内气体变化情况。沿空留巷巷道向袋墙采取喷浆措施，防治采空区漏风。南四17层四面沿空留巷采用“110工法”，对该工作面里部未码袋墙段利用罗克休进行封闭。对于回采结束的工作面，首先立即安排人员进行回撤工作，以保证45天内回撤完毕。在回撤前，即采煤工作面停采前在工作面及上下两巷20m范围内全面喷洒防灭火剂，在回撤支架过程中，每出列

28、一部支架向采空区内冒落区域洒水降温。回撤结束后，通风部门立即对采空区进行永久封闭，并且严格按照AQ1044-2007密闭防灭火技术规范要求进行封闭。定期对采区内所有防火闭进行漏风检查，利用六氟化硫查找漏风通道，根据检查结果采区合理的堵漏措施。3.东二上采区：1）采区概况采区位置、范围、四邻关系、井上下对照关系、地面情况、标高及勘探钻孔情况：东二上采区位于东荣二矿井田范围内的东北部，东以F9断层和煤层露头线为界，南至工业广场煤柱线和F10断层为邻，西以东一上采区与东二上采区边界线相依为邻为界，北至F56断层为境界，本采区走向长度1800米，倾向长度500米，总面积900000平方米，采区内可采标

29、高-220-520米。采区地质构造、产状、断层特征对采区开拓、开采的影响：F80断层位于东二上采区523钻孔和565钻孔之间，综合地质报告提供已由两个钻孔控制，此断层走向长度400米左右，倾角6570°，落差835米，为正断层，对开拓和开采没有大的影响，F10断层是该采区的边界线走向北西36°，倾角4074°，落差40100米，为正断层，对开拓和开采没有影响，F57断层北东18°，倾角5663°，落差4050米，为逆断层，由515钻孔控制，该断层位于东二上采区绞车道左部，对于开拓和开采要有较大影响，F9断层为该采区东部边界线，北东40°

30、;，倾角3470°，落差20140米，由515、221等钻孔控制，对开拓和开采无大的影响，在本采区内共有11条大中型断层都在勘探钻孔和地震补充控制内，但是根据中一上采区和南二上采揭露证实在接近大中型断层构造时断层两盘伴生断裂较发育，煤层顶板破碎，所以给开拓开采造成了很大的难度。采区内各煤层的层间距、厚度、倾角、结构、可采范围、煤层顶底板情况：东二上采区可采煤层为7个，分别为12煤层、13煤层、14煤层、16煤层、17煤层、18煤层、24煤层，各煤层发育情况有等，以下分别说明：12号煤层：为本采区第一个可采煤层，全采区发育，可采厚度1.331.89m之间， 30线以北较厚1.681.8

31、9m，31线以南薄1.33m左右，平均1.7m，倾角1040°，煤层结构属复煤层，中上部有二层夹石，厚度0.050.24m,为砂质页岩或砂质泥岩，煤层顶板以粉砂岩为主，局部为中、细砂岩，底板为粉砂岩、细砂岩。13号煤层：上距12号煤层间距0.221.37m，层间距较小。 29线以北较小,在0.7 m以下,12层与13层0.7 m分合线已在图上标出,29线以南层间距增大为0.71.37 m之间。煤层厚度0.741.03m，平均0.87m，倾角1028°，全采区发育，发育较稳定，单一结构，由于距12煤层间距较小，对以后回采困难较大，煤层顶板为粉砂岩或细砂岩，底板为粉砂岩。14号

32、煤层：上距13号煤层0.666.76 m，平均4.76m，北部624孔最薄0.66m，其它在1.536.76m，煤层厚度1.532.54 m，平均2.03m，29线以北厚在1.95 m2.54间，29线以南变至1.531.74 m。倾角1029°，全采区发育，较稳定，单一结构煤层，顶板为粉砂岩或细砂岩，底板为细砂岩或粉砂岩。16号煤层：上距14号煤层36.249.3 m，向深部变小，煤层可采厚度1.392.11 m，平均1.68m，29线以北较薄，平均1.58 m，29线以南较厚，平均2.05 m。倾角1028°，全采区发育，单一结构煤层，顶板为粉砂岩或细砂岩，底板为粉砂岩

33、或含炭粉砂岩。17号煤层：此层煤是东二上采区发育较好的煤层，上距16号煤层0.321.69 m，层间距较小，最小处0.3 m左右，趋于合并，28线北部较薄0.320.57 m，28线南部较厚0.71.8 m，并且已绘出16层与17层0.7 m分合线。煤层可采厚度3.585.39 m，平均4.5 m，由北向南增厚，倾角1028°，全采区发育较稳定，28线北为单一结构煤层，28线南为复合煤层，中上部夹矸由北向南增厚，由0.15增至0.42 m，顶板为细砂岩或粉砂岩，底板为粉砂岩。18号煤层：上距17号煤层16.747.2 m，煤层可采厚度0.81.76 m，平均1.4 m ，28线北部0

34、.8 m以下为不可采区（表外），可采边界线见图，28线南部较厚，倾角1031°，局部发育较稳定，中下部有一层夹石厚度0.20.3 m，为灰色粉砂岩或含炭粉砂岩，顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩或细砂岩。24号煤层：上距18号煤层101。9111。4 m，煤层可采厚度0.991.48 m，平均1.4 m，28线以北较薄，在1.3米以下，28线以南较厚为1.321.48 m。倾角1025°，结构单一，全采区发育较稳定，顶板为粉砂岩或中砂岩，底板为粉砂岩或细砂岩。煤质情况：12煤层、13煤层、14煤层、16煤层、17煤层、18煤层、24煤层在本采区均为气煤，自燃发火期36个月。根据精查

35、地质报告资料提供下例为煤质化验成果表：煤层号煤种灰分Ag%挥发份Vr%发热量硫Sqg%磷Pg%容重g/cm3灰分等级QDrT卡/克QDrT卡/克12QM15.2641.92636374900.170.0611.33中低13QM16.6942.12630678390.230.0311.32中低14QM10.9439.41670179440.210.0311.28中低16QM14.5641.59667979920.200.0341.32中低17QM14.5642.47664879510.170.0421.30以低为主18QM23.1740.78607579740.170.0321.32以中为主24

36、QM12.6943.00678781020.250.0121.31中低2)采区“一通三防”概况：通风系统：该采区属于1号风井服务范围，1号风井采用型号：BDK-6-NO21，电机功率为320kw，1号风井排风量为6450m3/min，全年内有效风量率均在90%以上，等积孔均属于通风容易。采区内所有采煤工作面均采用“U”型通风方式，掘进工作面采用局部通风机进行供风，采区内通风系统合理，未出现过不合理通风方式。通风路线：地面副井西翼大巷东翼主运巷东二上轨道上山分区石门工作面分区回风石门东二上回风上山东翼总回风巷中一上回风上山-250总排风道1号风井地面综合防尘：采区内综合防尘系统健全，采用静压供水

37、，由工业广场静压水池供给，静压水池容量、水质满足规程规定，地面至副井下供水管路采用6寸，井下主干供水管路采用4寸，由西翼大巷进入到东翼总回风巷内通向东二上回风上山，分支管路采用4寸在各回风石门与主干管路相连接，供水系统稳定可靠。采区内所有作业地点均按照规定安设并使用各类综合降尘设施，杜绝积尘现象。采区内已揭露煤层煤尘爆炸指数见附表：序号矿 别采 区煤层编号水分灰分挥发分煤尘爆炸指数报告时间1东荣二矿东二上采区170.896.345.8346.352009.3.132121.316.7545.3245.322013.3.273144.535.1243.9948.62015.9.21瓦斯防治：东荣

38、二矿投产至今瓦斯等级鉴定结果均为低瓦斯矿井，2016年矿井瓦斯等级鉴定矿井绝对瓦斯涌出量2.8758m3/min，相对瓦斯涌出量1.0216m3/t，采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量0.1520m3/min，掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.06m3/min，无重点瓦斯工作面。防灭火：东荣二矿属于自燃发火矿井，历史上曾出现过采空区煤体自燃现象，给矿和公司带来了巨大的经济损失。矿井配备有地面注浆站2个，其中场内注浆站配备ZJ-60型注浆系统一套，功率22kw，流量60 m3/h，设备运行正常，管路畅通。其中主干管路井筒段为6寸、井下主干管路4寸，分支管路2寸，覆盖矿井各采区,管路总长度13800米。场

39、外2号风井建注浆站1座，配备MDZ-60地面固定式胶体防灭火注浆系统1套，功率22kw，流量60m3/h，设备运行正常。井上建有注氮机房1座，配备PSA空分制氮设备两套，功率320kw，流量1600m3/h ，设备运行正常。配备DM-800型移动注氮机一套，功率320kw，流量800 m3/h，设备运行正常。防灭火注浆管路主干采用4寸管路，铺设至各采区石门，需要时立即与石门内分支管路连接即可注浆。矿井还配备有GC-2010气相色谱仪一套，可对CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2进行分析。具备、存储、显示、打印、等功能。东荣二矿按照规定进行煤层自燃倾向性鉴定，根据鉴定结

40、果，东二上采区所有煤层均为为级容易自燃煤层。由于东二上采区地质构造较为复杂，所有煤层均为近距离煤层开采，另外，采区巷道布置均采用内错，在回采过程中，上部煤层内错煤柱垮落至本煤层采空区内，加之，该采区17层采用放顶煤回采工艺，上部煤层不能完全垮落，部分煤会遗留在采空区内，极易造成氧化自燃现象，因此，为确保采区安全生产，杜绝自燃发火现象，将采取一系列预防及灭火的技术方案，具体步骤如下：1.外因火灾防治措施：1）严禁携带烟草和点火物品入井人员，严禁穿化纤衣服。井下各处防尘管路兼做井下消防管路，连续化运输和全煤、半煤巷道每隔50m设一个三通阀门，全岩及其它巷道每隔100m设置一个三通阀门，保证管路畅通

41、，水量充足，水压适宜。2）在东翼采区门口进风巷设消防材料库，做到器材配备齐全，并配备专（兼）职人员看管，并使所有井下工作人员熟悉井下灭火器材的使用及灭火器材存放位置。井底车场、机电硐室及所有电气设备附近禁止堆放易燃物品，配齐灭火器和沙箱，地面机电厂房、绞车房及重要库房要配齐灭火器，并定期检查，且要搞好安全教育，熟悉各类灭火器使用办法、灭火的范围。3）严禁在井口房20m以内吸烟和明火作业，井下主要机电硐室的防火铁门齐全，采区变电所、绞车房、水泵房配齐2个干粉灭火器和1m3的沙子。开关的过流整定器应符合实际，并满足灵敏度的要求，达到灵敏可靠，机电部要经常检查，发现问题及时安排处理。4）加强防爆设备

42、入井检查制度，不合格设备严禁下井使用，井下杜绝失爆。进一步完善并使用好“三保”装置，即电机综保、煤电钻综保和信号照明综保。井下所有供电电缆悬挂整齐，杜绝鸡爪子、羊尾巴、明接头和电缆盘曲，高压、低压设备接地保护齐全，形成系统，整个供电系统设计合理，防止电器设备过载运行，高压、低压防爆开关使用过流断电器。5）井下风、点焊要有专门措施，符合2016版煤矿安全规程254条的规定，并经严格审批手续，否则不准施工。井下严禁使用喷灯、气焊或灯泡取暖烘干。6）井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押运至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面，严禁在井下存放。井下使用的润滑油、棉纱

43、、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸，也必须存放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱存乱放。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。7）加强井口、充电室、火药库、木场、材料库及工具房的防火管理，配齐灭火装置。井口房禁止烟火，杜绝火炉取暖，对允许使用火炉取暖的厂房、车间做到安装合格、措施可靠、责任到人、挂牌管理。8）加强火药管理，按规定运输、储存和使用。放炮必须按煤矿安全规程规定，炮泥合格充足，放炮使用水炮泥，严禁放明炮、糊炮、明电放炮、浅眼放炮及多母线放炮、一次装药分次起爆等。9）加强皮带运输管理，主要皮带巷要安装温度等保护装置，防止皮带过温发生火灾。10）井下工

44、作人员必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。11）每季度对井上下消防管路系统、消防材料库和消防器材的设置情况进行一次检查，发现问题及时解决。2.内因火灾防治措施：1）优化巷道布置、规范巷道设计、合理安排开采顺序：尽量不打或少打生产辅助措施巷道，如泄水巷、沉淀池、辅助运输巷等。减少工作面推过后采空区的漏风源和跨层位、跨区段的漏风联系。尽量减少各类联络巷道，力避工作面切眼联络巷的布置，使区段巷道布置简单化。少打探巷及辅助巷道。在生产采区中后期，探巷必然成了一条向采空区漏风供氧，是火灾漫延的直接通道。选择合理的采煤方法和先进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度。采用“台

45、阶式循序开采”法，力避“孤岛采煤法”。后期的孤岛采煤有较大的发火威胁性，在生产接续安排上要尽量避免。尽量避免前采后掘和采后即掘，前采后掘会加剧采空区漏风供氧强度，促成遗煤自燃。采后即掘也不可取，采空区域没有一个充分冷却压实的过程就紧跟下分层掘进，无疑为采空区提供一个连续供氧的环境。在巷道布置时，要保证采区和工作面有相对独立的并联通风系统，有利于风量控制和采后大面积压力调整。采区和生产区段要具备可靠灵敏的反风自救系统，在矿井发生灾变时，能够通过反风手段有效地避灾救灾。在巷道设计时，凡进回风道之间的联络巷道，必须留出足够的通风设施砌筑位置和安全运行空间，解决布置多道风门设施困难的问题，杜绝因通风系

46、统稳定性差而造成的“负压喘息”现象。在巷道布置上，为分区通风、均压通风和局部反风创造条件，选择采区和工作面通风系统是尽量减少采空区的漏风压差，采取均压通风技术。通风系统要在一定范围内具有可调性。在设计回采巷道时，必须与通风部门联合设计，确定回采期间防火门墙和回采结束后封闭位置，掘进施工时提前对封闭位置和防火门墙位置进行掏槽、挑顶和拉底，规格符合AQ1044-2007矿井密闭防灭火技术规范中相关规定。2）查找漏风通道，减少空区供氧采空区漏风煤矿防灭火工作中的重点，采空区供氧才能促使采空区的煤体发生氧化自燃现象，杜绝采空区漏风，方能杜绝采空区发生自燃现象。为保证不发生采空区自燃发火，首先，对采区内

47、所有相邻煤层进行排查，确定漏风点，对漏风点进行堵漏，具体采取以下措施：利用马丽散对原有防火闭两场进行加固，以防止煤体松散形成漏风源。具体位置确定在12层一面和12层二面上、下巷防火闭。马丽散是一种低粘度，双组分合成高分子聚亚胺胶脂材料，采用高压灌注进行封堵裂隙时，当树脂和催化剂掺在一起时反应产生膨胀，本身反应或发泡生成多元网状密弹性体的特征，当它被高压推挤，注入到煤岩层（在高压作用下可以使煤岩层的闭合裂隙张开），可沿煤岩层裂缝延展直到将所有裂隙（包括肉眼难以觉察的裂隙及在高压作用下重新张开的裂隙）充填。马丽散由催化剂和树脂两种材料组成，配比浓度为1:1，每组密闭施工10个钻孔，分别注入马丽散进

48、行封堵，每组密闭预计使用0.25t马丽散。注马丽散工艺过程 打眼埋设注浆管安装封口器用高压胶管连接注射枪和注浆泵将两根吸管插入装有马丽散树脂和催化剂的桶内开泵注浆冲洗机具停泵拆卸注射枪。注马丽散钻孔布置图在原有防火闭外侧新建1道防火闭，并在防火闭内充填粉煤灰。由于防火闭上部粉煤灰不能直接注入至顶板，因此，利用罗克休发泡机理，对防火闭上部空隙进行堵漏。罗克休是一种中空充填材料，是由树脂和催化剂组成，配比浓度为1:4，具有良好的抗压性能。发泡的膨胀指数为25-30倍，发泡时间为3-5分钟，20分钟内硬化，该泡沫成型后性能稳定，具有良好的韧性，在受压时，可以变形但不开裂，抗压能力强（0.2

49、Mpa），阻燃，适用于井下防灭火及密闭充填，还可以利用罗克休施工临时密闭。罗克休灌注示意图所有防火闭必须埋设束管和安设“U”型压差计，每周对闭内进行取样进行束管分析，每天由瓦安员通过压差计查看漏风情况，如发现漏风严重，立即汇报，通风部门立即采取措施进行处理。3）喷洒及钻孔灌注防灭火剂防火措施：在过去的防灭火工作中，普遍采用阻化剂来防止煤层氧化自燃，近两年来，随着科技的进步，研发出MEA-1型防灭火剂，该材料投入成本相比阻化剂较高，但在实际应用过程中，效果明显。针对采区的特殊情况下，采用采空区喷洒和钻孔内灌注的方式。喷洒工艺：该材料与水混合稀释后使用，防灭火剂与水的配比为每吨水加入815kg的防

50、灭火剂，即比例1:0.0081:0.015之间，喷洒量计算公式为：V=K1K2LShA式中：K1易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；K2采空区遗煤容量（t/m3）；L工作面长度（m）；S一次喷洒宽带（m）；H遗煤厚度（m）；A遗煤吸药量（根据现场实验得出）t/t；阻化液容重t/m3。喷洒方式采用专用喷洒泵向采空区或钻孔内喷洒，喷洒泵工作压力在3Mpa以上，流量520m3/h。在正在回采有自燃发火危险的煤层中，在回采过程中，每推进一个循环向采空区浮煤表面喷洒。钻孔灌注工艺：根据现生产需要，选择在东二上14层一面下料道内上下两帮和17层一面切眼软帮侧施工施工灌注钻孔，向孔内注入防灭火剂，注入混合

51、液体量计算公式如下：Q =KLBMRQ其中：Q 一个钻孔的注水量，m3 K 修正值：取1.11.5； L 钻孔长度m； B 钻孔两侧的渗透距离m，取1015m； M 煤层厚度m；平均厚度1.45m； R 容重，t/m3； Q 吨煤注水量，薄煤层：0.0020.004m3/t 中煤层：0.0150.030m3/t 厚煤层：0.0250.040m3/t；注防灭火剂钻孔布置示意图注意事项：a. 该材料在运输贮存时要注意防潮、防水，严禁破坏外层包装袋；b. 该材料严禁与阻化剂及水玻璃等材料混用，以防止二者同时失效。c. 该材料对水质有一定的要求，PH值要求在6.27.8之间，水的成分中若含有较多的钙、

52、镁离子，必须配制特殊型号的MEA产品。4）惰性气体防灭火措施：氮气防灭火：应用氮气防灭火技术防治矿井自燃火灾，是公认的行之有效的技术措施。氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。据有关资料介绍：当氧气含量低到510时，可抑制煤炭的氧化自燃；氧气含量降至3以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。基于上述氮气的性质及煤的氧化机理，向采空区及遗煤带注入氮气，使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及遗煤带，降低这些区域的氧含量，形成氮气惰化带，可达到抑制采空区自燃

53、，同时还能防止瓦斯爆炸事故的发生。a.氮气防灭火的作用和特点：(1)氮气可以充满任何开形状的空间并将氧气排挤出去，使采空区深部及其顶板高冒处因氧气含量不足而使遗煤不能氧化自燃； (2)注氮过程中，采空区经常保持正压状态，致使新鲜空气难以漏入，有利于控制采空区遗煤自燃； (3)注入氮气后，可使采空区内和采空区周围介质的温度降低，起到冷却降温作用； (4)在瓦斯和火共存的爆炸危险区内注入氮气能抑制火区内可燃气体爆炸，提高灭火作业的安全性；(5)工艺简单，不污染环境； (6)氮气防灭火存在的主要问题是在矿井负压作用下，如果采空区漏风严重，则注入的氮气不易留存，

54、易随漏风流向采面或邻近采空区；加上氮气本身虽然无毒，但具有窒息性，对人体有害，因此需与均压和其他堵漏风措施配合应用，使氮气泄露量控制在最低限度。b.氮气防灭火的基本要求：(1)氮气源稳定可靠； (2)注入的氮气浓度不小于97%； (3)至少有一套专用的氮气输送管路及其附属安全设施； (4)有能连续不断地监测采空区气体成分变化的监测系统； (5)有固定或移动的温度观测站(点)和监测手段； (6)有专人定期进行监测、分析和整理有关记录，发现问题及时报告处理等规章制度。在回采过程中，采空区CO浓度超过24ppm时，可采取向采空区灌注氮气，置换采空区内

55、氧气，降低氧气浓度，东二上采区防灭火注氮管路健全，全部延伸至采区各石门，17层一面上下两巷设置防灭火管路，在需要时直接与工作面防灭火管路相连接即可实行注氮工作。5）三相泡沫防灭火措施：为防治矿井火灾，国内外广泛采用灌浆、喷洒阻化剂、注惰气等技术。在灌浆材料方面，主要是黄泥、粉煤灰，此外还有矸石、砂子、水泥砂浆、石膏、高水材料等；近年来，又较广泛地采用了胶体泥浆、阻化汽雾、泡沫树脂等防灭火技术。这些技术对保证矿井安全生产起了重要作用，但还存在一些问题：注浆方法泥浆分布不均，浆水往往沿着流动阻力小的通道流失，即存在所谓的“拉沟”现象；水玻璃铵盐凝胶产生有毒有味的氨气，高分子凝胶成本高；水泥砂浆、高

56、水材料、泡沫树脂成本高，工艺复杂；惰气易随漏风扩散，不易滞留在注入的区域内。为了克服现有防灭火方法的不足，国内外开展了压注惰气泡沫防治矿井火灾的研究。惰气泡沫由惰气（N2）和水两相物质组成，通过在水中加入起泡剂和其它添加剂，引入氮气而发泡。但泡沫的稳定时间短，一旦水分蒸发，防灭火的性能就消失。而在气、液两相泡沫材料中增加固态物质，构成三相泡沫就能克服其不足，为此中国矿业大学课题组率先提出地面钻孔大流量注三相泡沫防灭火技术。在采煤工作面回采过程中，如上隅角或采空区出现一氧化碳并呈增高趋势时，可以向采空区内灌注三项泡沫，利用三项泡沫发泡原理，包裹住正在氧化的煤体，使得煤体与氧气隔绝，减缓氧化。在已

57、封闭的采空区内发生采空区自然发火现象时，在确定发火点后，可以采取向发火点处及周边灌注三项泡沫，第一，三项泡沫中含有大量的水分，可以直接将火熄灭。另外三项泡沫还可以将煤体包裹住，使之与氧气隔绝，减少发火危险。 三相泡沫的应用范围：回采工作面的采空区和采空区内的疑似火点。 三相泡沫的防灭火原理：粉煤灰或黄泥浆注入氮气发泡后形成三相泡沫，体积大幅增大，在采空区中可向高处堆积，对低、高处的浮煤均能有效地覆盖，避免了普通注水或注浆工艺中浆水易沿阻力小的通道流失的现象（拉沟现象）；氮气能有效地固封于三相泡沫之中并下落到火区底部，随泡沫破灭而释放出，充分发挥了氮气的惰化、抑爆作用；三相泡沫中含有粉煤灰或黄泥等固态物质，这些固态物质组成三相泡沫面膜的一部分，可在较长时间内保持泡沫