防治采空区自燃发火设计方案及措施

防治采空区自燃发火设计方案及措施

一、采面生产衔接情况：

我矿正常生产时有1个回采工作面，4201综采工作面预计2014年7月初结束

回采。4202综采工作面预计2014年7月上旬正式开始回采，预计2015年7月份底

回采完毕.

二、采空区发火重点预防区域

工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能：

1、4202综采工作面2014年7月份投产，计划2015年7月份采完，如果采空区浮煤

清理不干净，再者工作面推进速度缓慢，采空区封闭不严实，工作面采空区就有可

能发送自燃发火。

2、4201工作面采空区也存在有自燃发火的可能。

三、防治采空区自燃发火设计方案

（一）、概况：

现我矿主采4#煤层，自燃等级II级，属自燃煤层，矿井采煤工作面采空区采

用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶为防灭火方法，以及束管监测预报系统、传感

器监测系统和人工检测的防灭火系统。

（二）、黄泥灌浆防灭火

灌浆防灭火技术已在我国有自燃发火危险的矿井中得到普遍应用，也取得了良

好的效果.灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时

能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力，

1、灌浆防灭火特点

灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，沿输浆管路借

助于自然压差或泥浆泵输送到井下，然后通过钻孔或专门的灌浆引管向可能或已经

发生自燃的区域灌注，以防止自燃火灾的发生或治理火区.其主要作用是（1）利用

浆液的渗透作用和粘着力可使浆液覆盖在煤体表面，其中的固体物沉淀后可充填于

浮煤缝隙之间，包裹浮煤，从而隔绝氧气与煤体的接触，防止氧化；（2）浆液中的

水分有助于增加煤的外在水分，抑制煤自热氧化的发展，同时有利于已经自热煤体

的散热。

灌浆防灭火技术在我国具有自燃发火危险的矿井得到了普遍应用，并取得了较

好的防灭火效果，由于综放工作面开采的4T号煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防

灭火技术。

2、采用灌浆防灭火的适用条件

1、煤层为自燃一容易自然煤层。

2、煤层采用仰斜开采的方法.

由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法适用于本

矿。但由于这种方法具有以下缺点：（1）浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对

高位火作用有限；（2）不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象；（3）易跑浆和

溃浆，恶化工作环境，影响煤质。故综放工作面在使用时应与其他防灭火方法配合

使用。

灌浆防灭火方法主要注重于“灭二即煤层出现自燃发火征兆时而使用，若煤

层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔770运行

一次，以保证该系统的可靠性。

3、灌浆材料选择

灌浆材料必须满足以下要求：

1、不含可燃物或助燃物；

2、后径直径小于2mm,细小拧子（籽径直径小于1mm）占75%;

3、主要物理性能指标:比重2。4-2o8,塑性指数9〜14,胶体混合物25~30%,

含砂量25〜30%;

4、易脱水，又具有一定的稳定性；

5、具有能与较少的水混合成浆液的能力，运输时不堵塞管路或泥浆池；

6、便于开采、运输和制备，来源广，成本低。

目前煤矿常用的灌浆材料主要有：黄土、电厂粉煤灰、煤阡石粉、页岩、尾矿

等。

由于西易党新煤矿地表大面积黄土覆盖，取土较为方便，因此，灌浆材料选用

黄土，就地取材，挖掘机运抵制浆站，能保证灌浆工作的连续性，水源利用处理后

的井下排水。

4、主要灌浆参数

1)灌浆系数

灌浆系数指泥浆的固体材料体积与需要灌浆的采空区空间容积之比，《煤矿注

浆防灭火技术规范，MT/T702—1997》规定：对于预防性灌浆一般取3%〜12%,

灭火灌浆时系数相应加大。

因此，综放工作面灌浆系数暂取5%,并根据实际灌浆效果实时调整。

2)土水比

浆液的土水比是反映泥浆浓度的指标，是指泥浆中土与水的体积之比，土水比

的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送。泥浆的土水比大，则泥浆浓度大，隔绝和

包裹效果好,但流动性差，输送困难，泥浆输送的沿程阻力大，泥浆在管道中的流

速降低，泥浆中的固体颗粒容易沉降，造成堵管事故。土水比小，则输送相同体积

的土所用的水量大，包裹和隔绝效果不好。

《煤矿注浆防灭火技术规范》(MT/T702—1997)规定：矿井防灭火注浆浆液

的土水比应为1:2〜1：5o在回采工作面洒浆防火时，土水比应为1:2~1：3。

根据综放工作面灌浆的输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料，综放工作

面泥浆土水比暂定为1:5,并在此基础上根据实后效果进行调整.

5、灌浆方法

我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有：采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。

采前预灌就是在煤未开采之前即对煤层进行灌浆，适用于老空区过多、自燃发火严

重的矿井；随采随灌就是随着采煤工作面推进的同时向采空区灌浆，主要有钻孔灌

浆、埋管灌浆和洒浆，能及时将顶板冒落后的采空区进行灌浆处理，防火效果较好;

采后灌浆是等回采结束后，将整个采空区封闭起来后进行灌浆.

根据综放工作面自燃发火的实际情况，设计表用埋管灌浆、洒浆结合的采后灌

浆方法.

1）埋管灌浆

采用埋管灌浆法，即在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好预埋灌浆管（10〜20m

的钢丝缠绕管），预埋管一端通采空区，一端接高压胶管（长20〜30用），胶管与灌

浆支管相连，每天按放顶步距利用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，从而使预埋管始终保

持在采空区15nl左右，牵引一定距离灌一次浆，以免灌浆影响回采工作，如下图所

示。为防止冒落岩石砸坏注浆管，埋管时应采取防护措施（如架设临时木垛）

埋管灌浆示意图

1一预埋灌浆管（钢丝缠绕管。89）；2—高压胶管（4）89）；3-灌浆管（铸铁管。89）；

4-回柱绞车；5-纲丝绳；6一采空区；7一回风顺槽；8一进风顺槽

2）洒浆

当远离管口的地方灌浆效果不佳时，可采用洒浆方法，作为埋管灌浆的一种补

充措施，即在回采工作面由输浆管路上接出耐压胶管，沿工作面方向向采空区均匀

地洒上一层浆液。洒浆时，洒浆量要充足，能均压将采空区遗煤包裹。

3）采后封闭灌浆

工作面回采结束永久封闭后，采用密闭墙上插管灌浆法，即在工作面两端的密

闭墙上分别预设的措施孔，实行“连续足量，充分灌注”，大量向闭后灌注浆液，灌

浆量按充填20印采空区计算，防治最易自燃的停采线自燃和密闭漏风.此时，密闭

墙的强度应满足注浆的要求，注浆时应派专人监护，一旦发现有溃浆征兆时，应立

即停止注浆.

6、灌浆时间

由于综放工作面开采的V号煤层属自燃煤层，且为厚煤层，采空区“两道两线

”会自燃发火，工作面推进30~40米灌浆一次，灌浆时间5小时，或当工作面无法

正常推进、出现自燃发火隐患时延长灌浆时间，加大灌浆量，直至工作面恢复正常

回采、自燃发火征兆消失并持续稳定在3天以上后恢复正常灌浆。

7、输浆管路

4.10o1输浆管路布置

由于综放工作面采空区是自燃发火最危险的区域，因此，灌浆主管路主要针对

工作面采空区进行铺设。

灌浆管路铺设为：

她面灌浆站T主斜井T4号煤集中轨道巷T4号煤轨道大巷T工作面回风顺槽

T工作面.线路总长度约2800m。

管路铺设时应避免“两头高中间低”的布置方式，并尽量减少拐弯，井下输浆

管路应紧靠底部铺设，固定牢固，并涂以防锈漆。

8、灌浆管理

为了使灌浆防灭火工作取得预期的效果，加强管理是不可缺少的重要环节。

1、灌浆防灭火效果考察

1、灌浆区温度检测

派专人定期检测灌浆灭火区、灌浆防火工作面及其采空区内的气温、煤温和出

水温度.当高于该区的日常温度时应分析原因，并采取相应的措施。

2、灌浆区气体检测

利用安全监控系统、束管监测系统和人工检测定期对灌浆防火区域进行气体成

分的监测.气体分析成份主要有：氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯。

采集气体的地点为：回采工作面的采空区束管监测点、回风巷、上隅角。

2、预防堵管

为了防止注浆时浆液堵管，除严格控制大颗粒浆材进入输浆管路中，注浆结束

后必须用清水冲洗，冲洗时间不少于30min,以免泥浆在管内沉淀。同时，在灌浆

管路的最低点设置放水阀门，每次冲洗后，应将管内的泥水放掉，以免沉积阻塞管

路。

3、防止跑浆

注浆期间要对管路接头及密闭附近的煤岩进行细致的检查，避免跑浆。当采用

随采随注的预防性注浆方法时，特别是对于俯采工作面，如果管理不当则常常会出

现泥浆漫溢到工作面而恶化工作面环境的情况。为此，注浆地点应距工作面有一定

安全距离，一般为15〜20m,也可将工作面用木板作成挡浆隔板.

4、观察水情

注入采空区的水量和排出的水量均应详细记录和计算。如排出的水量很少，则

说明注浆区内有泥浆水积聚，这对于开采下分层或下部煤层具有一定的危险性。

如从注浆区中排出水的含泥量增多，说明在采空区内形成了浆沟，泥浆未均匀分布

于采空区，而是直接从采空区流出，这势必要降低注浆效果，处理方法有：

A、采用间断灌浆；

B、在泥浆中加入砂子填塞通路；

C、提高泥浆浓度；

D、移动灌浆管口位置，改变浆液流动路线。

5、建立健全灌浆记录台账

灌浆记录台账是灌浆管理工作中关键的原始资料，是分析灌浆工作的基础。

（三八阻化剂防灭火系统

考虑到阻化剂防火效果较好，来源广泛，使用方便，防火成本低等因素，设计

采用阻化剂作为综放工作面日常防灭火技术.

1、阻化剂防灭火特点

阻化剂防灭火是近年来逐渐推广并得到广泛应用的矿井防灭火技术。它是将

阻止煤炭氧化自燃的化学药剂制成溶液喷洒在煤壁、采空区浮煤上或压注入煤体之

内，吸收空气中的水分，在煤的表面形成含水液膜，从而阻止了煤与氢的接触，起

到了隔氧阻化作用。同时，这些吸水性能很强的盐类能降低煤中水分的蒸发速度，

使煤体长期处于含水潮湿状态，当水在蒸发时的吸热降温作用使煤体在低温氧化过

程中温度不能升高，起到了抑制煤炭自燃、延长自燃发火期的作用.但当煤中水分蒸

发减少到一定量后，阻化剂就无阻化作用，因为此时在煤上的液膜由于水的蒸发而

破裂，起不到隔氧降温作用，唯有吸了一定量水的阻化剂溶液在煤体上形成液膜才

是煤的阻化剂。

喷洒阻化剂防灭火方法主要注重于“防，即这种方法主要是预防煤层自燃的

一种手段。

由于阻化剂防火具有效果较好，来源广泛，使用方便，防火成本低等优点，再加

上本矿煤层具有自燃发火性，因此，综放工作面设计采用阻化剂作为日常防灭火技

术。

2、阻化剂防灭火系统的基本要求

1、选用的阻化剂材料不得污染井下空气和危害人体健康。

2、必须在设计中对阻化剂的种类和数量、阻化效果等主要参数作出明确规定.

3、应采取防止阻化剂腐蚀机械设备、支架等金属构件的措施。

3、阻化剂的选择

在实际应用中，阻化剂还应该满足以下要求：

1、原料来源广泛，价格便宜，制备、使用方便，不会大幅增加采煤成本；

2、对人、设备及正常生产无影响；

3、具有较好的渗透性和附着性；

4、阻化率高，阻化寿命长。

目前，我国常使用的阻化剂有水玻璃(Na2O-nSiO2).氢氧化钙Ca(0H)2、CaCI2

等.其中水玻璃模数n严格要求在1〜2之间，且其成本较高，吨煤成本高；氢氧化

钙成本较低，阻化率较高，但其溶解度较小，和水混合后易形成固液混浊液，固体

颗粒可对泵等产生破坏作用，且易出现堵塞现象，影响注液效果，另夕卜，氢氧化钙碱

性强，具有很强的腐蚀性，对注液设备的防腐蚀性要求高；而工业CaCL具有来源广、

供应稳定、成本低，对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人体无害等优点，故选用

工业CaCL作为矿井防灭火阻化剂.

4、阻化剂浓度的确定

阻化剂的浓度既决定防火效果，又影响吨煤成本。阻化剂浓度越大，阻化效果

越好，但吨煤防火成本也随着增大；阻化剂浓度过小，虽降低了吨煤防火成本，但

防火效果较差.根据国内矿井使用效果来看，20%的溶液阻化率较高，阻化效果较好；

10%的阻化液也能防火，但阻化率有所下降，因此，阻化剂浓度控制在10%〜20%

之间，可暂定把浓度控制在15%,以后根据实际的阻化效果进行适当调整。

5、阻化剂防火系统选择

目前我国煤矿常用永久式、半永久式和移动式三种防火系统.

1、永久式：在地面建立永久性的贮液池，从贮液池铺设一趟管道到采煤工作

面上下口。利用静压（或泵加压）进行喷洒或压注。这种系统适用于井下范围小，

采煤工作面距地面较浅的矿井。

2、半永久式：在采区上下山或碉室内设置贮液池和注液泵，从注液泵出口到采

煤工作面上、下口铺设管道。阻化液从贮液池经,加压泵输送到工作面顺槽，经喷洒

软管和喷枪，喷洒在采空区浮煤上；或经软管，注液钻孔，压注于煤体或发热区.

半永久式压注喷湎系统为一个采区或一个区域服务。

3、移动式：储液箱和阻化泵放置在采煤工作面的进风顺槽中，距工作面30m

左右，经过输液管路将阻化剂输送到工作面进行雾化、喷洒或压注.

考虑到永久式和半永久式喷洒压注系统需建储液池且铺设管路较长，而移动式

工艺简单、施工快、投资小、机动性大。因此，西易党新煤矿设计选用移动式阻化

剂防火系统，随采随洒.

6、阻化剂仿灭火工艺

应用阻化剂防灭火的主要方法有：气雾阻化和表面喷洒。其中采空区阻化气雾

防火是在采煤工作面进风隅角处设置雾化喷嘴，将一定的阻化剂水溶液通过雾化喷

嘴雾化成气雾，借助漏向采空区的风流将阻化剂溶液带入采空区漏风之处，在重力、

静电力等作用下，降落附着在浮煤上而惰化浮煤，从而达到采空区防火，具有工艺

简单、安全、投资少、用水量少等优点，因此，综放工作面阻化剂防火工艺主要采

用气雾阻化防火为主。

在综放工作面进风顺槽适当位置（尽量靠近工作面）放置平板车，上置阻化剂

药箱、阻化泵等，按需浓度（15%）将工业CaCL倒入储液箱，用供水管路严格按比例

加足清水，配成溶液搅拌均匀后，用专用阻化泵、输液管路、专用雾化器从进风隅

角架间送入采空区.

图5-6-1气雾阻化系统工艺图

1-供水管路；2—药液箱；3—吸液管;4—压力表；

5—阻化泵；6—高压胶管;7—阀门；8-雾化器；9-支架

正常回采期间采空区每天喷洒一次，安排在检修班工作面进行多点连续喷雾，

随采随洒.工作面开采初期和停采撤架期间，或因地质原因，或因机电设备原因造成

工作面推进缓慢，宜加大喷雾量和喷雾次数，并对工作面上下隅角、雾化不能到达

地点等重点自燃发火危险区域由人工拉上胶管利用喷枪直接实施阻化剂喷洒，全面

湿润浮煤，抑制遗煤自燃。

7、阻化设备基本要求

1、BH-40/2.5型煤矿用阻化剂喷射泵体积小，重量轻，运输携带方便，尤其对

于井下自然条件较差，设备和人员运行不方便，难以运进较大设备的地点最为合适。

该泵可用喷枪直接向残煤喷射阻化剂，又可利用雾化喷头喷雾，还可用于向煤体压

注阻化剂。因此，设计选用WJ-24型煤矿用阻化剂喷射泵。

2、其它配套设备选型如下：

(1)贮液箱(2个，一用一备)：由钢板焊成矩形箱体，容积Im?(可以1t固定

矿车代之)。

(2)排液管：干管选用025mm高压胶管(200m),支管选用013mm(20m)高压

软胶管连接干管和雾化器或喷嘴，胶管压力要求不小于2Mpao

(3)三通：选用K型三通，分别与干管和支管配套.

(4)阀门开关：设计在干管与支管中分别设置阀门，控制系统中的喷嘴。

8、阻化剂效果考察与管理

1、为保证汽雾阻化防火的有效性，应建立有效的气体监测系统，定期检查工作

面及采空区气体成分，需检查的气体成分主要为：氧气、甲烷、一氧化碳和二氧化

碳等，同时观测温度、湿度和漏风量。

2、必须建立汽雾阻化防火设备的操作规程、工种岗位责任制等规章制度.

9、注意事项

1、为保证阻化剂防灭火效果，必须严格按比例进行配制，确保阻化率达到设计

要求，配制时对溶液先进行充分搅拌，待其完全溶于水后，方可进行喷射工作。

2、喷洒雾化工作开始前，应预先打开阻化剂喷枪开关，使阻化剂喷枪处于常开

状态。在各项准备工作完成后方可接通电源开关，由低压力开始启动阻化泵，待系

统运转正常后再把压力调至所需压力，开始正常喷洒雾化工作.每天工作结束前，

必须用清水继续喷洒数分钟，以便对阻化泵和管路以及喷枪进行清洗.阻化泵运行

中不可脱水空转，欲停止工作时，必须先将调压手柄扳到卸压位置，待压力降低后

方可停机。每天工作结束后，必须关闭开关、切断电源。

3、工作面上、下隅角，开切眼和停采线附近等重点防火区域，或当工作面遇到

复杂地质情况，推进度放慢时，要适当加大阻化液的喷洒量和次数，提高该处的阻

化效果.

4、由于阻化剂喷洒在媒体表面后，经过一段时间（阻化寿命）后阻化剂阻化

效果失效，为节省费用，可以通过多次喷水保持环境具有较高的湿度来延长阻化寿

命.

5、阻化药液具有一定的腐蚀性，喷射工人需佩戴手套和雨衣，在喷洒过程应对

机械设备及支架等金属构件进行遮盖或其它防护措施，喷洒完后应检查看是否有液

体溅到金属构件上，若有应及时擦掉，可有效减少喷洒阻化剂带来的危害。

6、为保证阻化防火的有效性，应结合气体监测系统，定期检查工作面及采空区

气体成分，同时观测温度、湿度和漏风量。

（四）、凝胶防灭火系统

凝胶防灭火技术是近几年发展起来的新型防灭火技术，该技术集堵漏、降温、

阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的泄漏流失问题；技术工艺

及设备与井下有限作业空间等实际条件的适应性，使该技术在灭火过程中充分发挥

其效能，快速有效地控制和扑灭火势。已成为煤矿井下必不可少的防灭火技术之一.

1、凝胶防灭火系统简介

凝胶防灭火技术是近几年发展起来的新型防灭火技术，该技术集堵漏、降温、

阻化、固结水等性能于一体，较好地解决了灌浆、注水的泄漏流失问题；技术工艺

及设备与井下有限作业空间等实际条件的适应性，使该技术在灭火过程中充分发挥

其效能，快速有效地控制和扑灭火势。已成为煤矿井下必不可少的防灭火技术之一。

该技术具有如下特点：

1）灭火速度快：由于胶体独特的灭火性能，其灭火速度很快，通常巷道小范围的

火仅需几小时即可扑灭，工作面后方大范围的火也只需几天即可扑灭。

2）安全性好:胶体在松散煤体内胶凝固化、堵塞漏风通道，故有害气体消失快;

在高温下，胶体不会产生大量水蒸汽，不存在水煤气爆炸和水蒸汽伤人危险.

3）火区启封时间短：注胶灭火工程实施完，不需等待（《煤矿安全规程》规定各

项指标达到启封条件后还需观察稳定一个月才能启封），即可启封火区。

4)火区复燃性低：高温区内只要有胶体渗透到的地点都不会复燃。

因此，综放工作面设计选用注凝胶防灭火系统作为防灭火方法之一.

2、凝胶材料选择及配比

凝胶由基料、促凝剂和水按比例混合而成。主料为硅酸钠水溶液、促凝剂为碳

酸氢钠.

设计比例：基料：促凝剂：水=10:4：86(重量比)。

3、注凝胶设备

注胶设备：NJB7-80型凝胶泵。

该设备是一种用来输送凝胶(水+基料+促凝剂)的泵组，它可自动地将水、基料、

促凝剂按一定比例混合后，经三个出液口输送到用胶地点.根据各种材料的配比不

同，凝胶混合液可在十几秒至几十分钟内形成固态胶体，用于煤矿直接灭火和堵漏。

4、操作步骤

1、起动操作

(2)首先检查机器各紧固螺丝，不得有松动现象。

(3)检查各泵和流量调节器(变速器)油箱内的润滑油，必要时加入各自的润滑

油。泵用润滑油是30〜40号机油，变速器用专用的UD润滑油(不可用其它机油代

替)。

(1)盘车检查各泵能否转动自如.

(4)检查电器开关、起动器。

(5)检查各输送胶管、接头和过滤网。

(6)将主泵吸水管和溢流管放入配好促凝剂的水箱中；将胶管的吸管和溢流管放

入胶料箱(或胶料桶)中.

(7)打开混合器出口的3个阀门。待起动正常后再按需要关掉1〜2个。任何情

况下必须保证有1个阀门全开且畅通。

(8)接通电源。

2、注胶过程中的操作

(1)待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料管和溢流

管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。

促凝剂箱只需不断地往料箱中补充材料，不需要来回移动吸料胶管。

(2)胶料流量无级调节器(变速器)只能在泵运转的情况下调节，严禁停机时调

节。

(3)泵的调压器是用来限定注胶压力并防止电机过载的，供货时已经调好，不

要随意调节。注胶时若发现溢流管有溢流，首先要检查输送管和混合器是否堵塞，

混合器出口阀门是否打开。一般情况下是不会有溢流的。

3、停泵操作

(1)注胶结束后，必须将主泵和胶泵都输送清水3分钟以上，并同时将混合器

的3个出料阀门都打开，以保证泵内、管内和混合器内没有混合液和胶料存在。

(2)将各泵的吸管从清水箱中拿出，将吸口放在无粉尘和杂物的地方(最好用手

拿着)，让泵继续运转吸水5分钟，这样可将泵内的积水排出。

(3)断电。

(4)清洗混合器，确保畅通。

4、正常维护

(1)新机器运转一个月后，应全部更换泵内和变速器内的润滑油。

(2)阶段性注胶结束后，应将机器全部运上地面进行清洗、维护和保养，以备

下一阶段注胶时机器能及时、正常地投入使用，同时也可延长机器使用寿命。

(3)发现流量偏小时，检查泵的密封圈和吸、排液阀，磨损严重或损坏应即时

更换。

(4)检查三角皮带是否放松,过松是可首先用皮带张紧螺钉调节拉紧.若仍不能

拉紧，可考虑将泵垫高。只要皮带不损坏就不需更换。若需要更换时，必须每泵的

两根或两泵的四根皮带同时更换。

5、施工准备及步骤

1、施工准备

（1）准备两个0。5m3的铁箱（。0。8m,高度1m）,用于储存基料；并准备1个

0o6m3（（p0o9m,高度1m）的铁箱，用于配制促凝剂溶液。将3个铁箱放置于灭火

巷道内的注胶设备附近；

（2）配好设备入口管路，并配好设备出口的变头，使之能与混合器通过25mm的高

压软管相连；

（3）配好混合器出口变头，使之能与25mm的注胶高压软管连接，并准备25mm

的注胶高压软管10根（10m长的6根，5m长的4根）；

（4）1寸阀门6个（注胶时接在钻孔上，钻孔泄漏时可随时关闭阀门）；准备I寸

管（接钻孔口的I寸阀门）变25rmi的高压接头（接25mm的注胶高压软管）的变头

6个，连接设备出口和注胶钻孔；

（5）根据其它矿的灭火经验，基料在井下的运输相当困难，为了便于井下基料运

输，可将基料用汽油桶运至巷道开口处，用泥浆泵将基料通过管道输送到注胶设备

的基料储存箱；

2、注胶顺序

先注终孔位置较低的钻孔，再注终孔位置较高的钻孔，防止因注高位孔时，堵塞

低位孔。

3、施工步骤

（1）将基料用泥浆泵输送到基料储存箱，每班需用泥浆泵输送基料两次（共3t）,

第一次输送4桶（约Im：重根据注胶设备流量，可使用约3小时，第二次输

送5桶。

（2）注胶前先接清水管冲冼每个钻孔3~5分钟。

（3）将注胶管路连接好（每次连接3个），注胶泵入口管路放入相应的料箱，启动

注胶泵压注凝胶。待基料料箱内的基料注完后，可在不停机的情况下快速地把吸料

管和溢流管换进另一只基料料箱中，这样可保持连续注胶。促凝剂箱只需不断地往

料箱中补充材料（每3分钟向料箱内添加1袋），不需要来回移动吸料胶管.

（4）随时检查各钻孔的进胶情况，如发现有不进胶的钻孔，应及时将其拆下，接

上清水管冲冼。

(5)如有钻孔从钻孔周围向巷道返胶，应先将基料吸液管从料箱中拿出，待注胶

管冲冼过后，再关闭该钻孔的阀门，然后再将基料吸液管放入料箱继续注胶。待将

该钻孔处理好后，再打开阀门继续注胶(或接至其它钻孔注胶)。

(6)停止注胶后，再用泵继续注清水5分钟，冲冼注胶管路，防止凝胶堵塞高压

软管.

(7)将每班注胶量及注胶情况及时填入现场记录本，以便下一班查询。

6、其它安全技术问题

1、在施工过程中应制订各工序操作规程和安全技术措施。

2、预防水、电、机械等人身伤害事故.

3、对操作人员进行培训教育，确保工程质量。

4、材料要防雨、防风；包装带要收集，以免造成环境污染。

6、各工程在施工过程中按各自行业规范操作.

7、凝胶防灭火系统设备选型

NJB-1-80凝胶泵2台5.5kW

混合器、分离器1套现场加工

主泵进口胶管①204m

辅泵进口胶管①326m

主泵出口胶管①20300m

辅泵出口胶管①24300m

(五)、煤自燃监测系统和预测预报制度

煤自燃是一个渐进变化的过程，是处于破碎状态堆积的煤在与空气(氧气)接

触后，发生一系列物理吸附、化学吸附和化学反应，并产生热量，当产生的热量大

于向环境散发的热量时，热量得以聚集，煤岩体用周围空气温度逐渐上升，并释放

出一系列气体，其中某些气体的出现和产率随煤温的上升而发生规律性变化，可以

用来预报煤炭自燃发火的情况，这些气体称之为煤自燃发火的标志气体。

目前标志气体分析法比较完善，相应的分析技术和监测系统都已配套，在煤矿

中得到了广泛应用.因此，对西易党新煤矿开采煤层自燃火灾的预报以标志气体分

析法为主，测温法为辅。

(1)煤自燃监测系统

煤层自燃的发生要经历潜伏期、自热期和燃烧期，其变化过程具有明显的征兆，

实时、准确的监测到这种变化从而及时采取针对性措施是有效防治矿井内因火灾的

基础。

煤层自燃监测系统就是对井下煤层自燃监测点，采用一定的方法定期或连续的

进行取样分析，结果均需记录完备，并定期检查、分析整理，总结各点气体组分、

浓度的变化规律，结合煤自燃发火标志气体，判断煤自燃的发展进程，当发现自燃

发火指标超过或达到临界值等异常变化时，作出煤自燃发火的早期预测预报，采取

措施进行处理。

1、堞层自燃发火观测点设置

观测点分为固定点、移动点和临时观测点，应设置在能采集到观测区内有代表

性气体的地点，并尽量设置在巷道周围压力较小，支架完整，没有拐弯，断面没有突

然扩大或缩小的地点.

根据综放工作面井下的实际情况，自燃发火观测点主要设置在以下地点：

1、带式输送机滚筒下风侧1015m处；

2、工作面上隅角及进回风巷距巷口10〜15叫；

2、煤自燃监测系统

煤层自燃监测主要协同有：传感器监控系统、束管监测系统和人工检测系统。

(1)、以温度和C0传感器为主的监测传感器煤层自燃监测系统

根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029—2007)的规定，

矿井建立了安全监控系统，实现对瓦斯、C0、温度、风速等参数的动态监控，全部

覆盖矿井各点，设备满足《煤矿安全监控系统通用技术要求》(AQ6201—2006)的相

关规定。

1）co传感器

采煤工作面回风巷、回风隅角、带式输送机滚筒下风侧10〜15m处、采区回风

巷、一翼回风巷和总回风巷必须设置C0传感器。其中采煤工作面回风隅角C0传感

器布置在回风巷距切顶线1,0m以内的上帮。C0传感器应垂直悬挂在巷道的上方风

流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于300nlm，距巷壁不得小于200mm,并应安装

维护方便，不影响行人和行车。C0传感器报警浓度为0.0024%.

2）温度传感器

采煤工作面回风巷、回风隅角和机电碉室应设置温度传感器，其中采煤工作面

回风隅角温度传感器布置在回风巷距切顶线1o0m以内的上帮。

温度传感器垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于

300mm,距巷壁不得小于200nlm,并应不影响行人和行车，安装维护方便。

采煤工作面温度传感器的报警值为30℃.

（2）、束管监测系统

《矿井通风安全装备标准》（GB/T50518-2010）中规定，开采容易自燃和自燃

煤层的大、中型矿井，应设置配备有一氧化碳、氧气等各种气体测定管和便携式检

测仪表及成套气体分析化验的地面实验室。

束管监测系统为防灭火系统中的重要辅助措施，综放工作面设计采用KYSC-1

型井下移动式火灾预报束管监测系统。综放工作面胶带顺槽与回风顺槽采空区内每

隔50米设一个气体监测点（共6个监测点），由束管接至束管泵站，每天取样一次,

（工作面异常时，每班检测二次）送至地面色谱仪进行气体分析.

正常生产时测点布置如图所示。

采空区束管

正常生产时工作面测点布置图

工作面正常封闭后，在进、回风侧密闭分别设观测孔，并在密闭内各布置一个

根据《煤矿安全规程》第149条规定：矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有

害气体检查制度，所有人员作业的地点都应纳入检查范围.

根据综放工作面防灭火的需要，工作面上下隅角、进回风顺槽、支架间，重点

检查CO、O2、温度，每班检测3次，如果任何一处CO或温度异常，可随时根据变化

情况设置测点，且增加每班观测次数。

检测仪器可使用多种气体检测器、便携式CO报警仪，便携式02检测仪、光学

瓦斯检测仪、温度计及红外测温仪具体由瓦斯检查员负责检测。

检测时要做到“四定”，即定人、定点、定时、定仪器。

(4)、矿井火灾预测预报管理

1、提高预测预报精度，并根据现场情况变化及时变更取样点次，重点防火地点

要采取定点、定时、定人取样，严把气样采集质量关。

2、严格气样分析日报制度，要随取样随分析，并当天审核上报。（六）工作

面不同时期自燃防治技术措施

1、工作面正常回采期间自燃防治措施

工作面回采期间，采空区特别是“两道两线”是煤自燃防治的重点，同时采空

区的“三带”也是重点防治的区域（综采工作面采空区“三带”大约150m,故工作

面回采推进度1501Tl为正常，小于150m为不正常），保证工作面的正常生产，减少或

消除煤自燃