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矿井防灭火措施

北京斯达恒通科技有限公司

20163

第一章  矿井概况及安全条件

第一章  井田概况

一.       交通位置:

哈煤(集团)硫磺沟分公司矿井位于淮南煤田头屯河区头屯河中游之西侧,行政区划分属新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州昌吉市硫磺沟镇管辖。井田东距乌鲁木齐约40公里,东北距乌鲁木齐火车西站约25公里,向南可达庙尔沟,天山林场等地,均有沥青公路相通,交通十分便利。

二.       地形地貌:

井田地形为西北高、东南低、海拔高程1057米~1212米之间,相对高差155米,紧靠头屯河西岸阶地,为中山——河流阶地地形。井田范围内地表为山地和丘陵地带,无村庄和房屋。周围为砂土、亚砂土,属山积、洪积、波积沉淀物,用于井下防灭火灌浆的土源较为贫乏。

三.   供水水源:

头屯河是一条区域性地表水系,由西南向东北流经矿区东南边缘。根据《淮南煤田头屯河区昌吉市煤矿生产地质报告》(相当精查)水文地质篇及现场踏勘,确定头屯河水作为矿井主要供水水源。

四.       气候条件:

本区属大陆性干旱—半干旱气候,冬季严寒,夏季炎热,春秋气候多变,最低气温在12月份,为­14.8~­17.3°C;极值达34°C,最高气温在78月份,为23.425.8°C,极值达40°C。昼夜温差大,一般为10°C。每年十月底开始解冻,冻土深度为1.5米,次年三月开始解冻。全年降水量少,蒸发量大,年降水量170.4201.1毫米,日最大降水量22.9毫米,年蒸发量1882.6毫米。风向以西南风为主,风速一般为1.22/秒,最大风速2.9/秒。

第一节    安全条件

一.  地质特征:

矿区内地层由中生界的三叠系、侏罗系、白垩系和新生界的第三系、第四系组成。井田内含煤地层为侏罗系下、中统水西沟群西山窑组,分布于头屯河向斜、阿克德向斜的南翼,为矿区的主要含煤层,平均厚度为300米。根据岩石组合的旋回性分为上、下两个段,下段为主要含煤层段。

二. 地质构造:

井田位于准南煤田头屯河详查区西部头屯河西岸,阿克德向斜的南翼,地层为单一构造,走向225°—245°。倾向西北,倾角14°—27°,浅部缓,深部略陡,井田内无较大断层,构造简单。

三. 煤层赋存条件及煤层特征、煤质特征:

    侏罗系西山窑组下段是该井田主要含煤段,厚度为146182米,平均厚160米,主要可采煤层3层,即45号、7号、915号煤层。可采煤层总厚度为35.74m46.33m,平均为42.86米。走向225°—245°。倾向西北,倾角14°—27°。煤质为长焰煤和不粘结煤,煤层特征及煤质特征见表1-2-11-2-2

121      主要可采煤层特征表

煤 层

编 号

煤层厚度(米)

层间距里(米)

结构

可采性

视密度(t/m3

顶底板岩性

倾角

(°)

最小~最大

平均值

最小~最大

平均值

夹 矸

层 数

稳定性

顶板

底板

45  7米槽)

4.647.34

5.74

较简单

可采

131

以粉山砂岩为主,局部细砂岩

粉砂岩、泥岩

1424

0.960.328

2.15

02

较稳定

7 3米槽

1.612.51

1.94

较简单

可采

1.32

粉砂岩、泥岩、碳质泥岩

粉砂岩、泥岩

1525

9.6234.06

18.31

01

较稳定

915﹙大槽)

28.0138.93

34.11

较简单

可采

129

粉砂岩、泥岩、碳质泥岩

粉砂岩、碳质泥岩、粘土岩

1324

02

较稳定

122      煤质特征表

煤层

编号

A·d%

V·daf%

Qb·dafMJ%

St·d%

GR·I

牌号

平均值

最大—最小

平均值

最大—最小

平均值

最大—最小

平均值

最大—最小

4-5

7米槽)

16.09

11.92-20.27

46.45

45.78-47.7

31.09

30.74-31.73

0.99

0.75-1.13

0-0.4

CY

3米槽)

21.38

17.55-26.23

47.51

46.07-49.89

30.91

30.45-31.29

0.85

0.66-1.11

0-0.4

CY

9-15

(大槽)

10.38

8.80-11.54

30.71

29.10-32.05

30.69

30.49-30.97

0.13

0.12-0.14

0-0.4

BN

四.煤的自燃倾向性及发火期:

井田主要可采的3个煤层均属低硫、低灰、低磷、易燃煤,根据生产井调查,各煤层自燃发火期见表1-2-31-2-4。根据历年生产调查,矿井无煤与瓦斯(二氧化碳)突出危险。

1-2-3  煤尘自燃鉴定表

 采样号

 实验号

煤层号

采样地点

氧化样

T°C

原 样

T°C

氧化程度

T°C

氧化程度

%

ΔT

3米槽—R

 BH925

7

昌吉煤矿    5号井

266.0

285.0

319.0

64.2

53>40

易燃煤

7米槽—R

 BH924

45

昌吉煤矿    5号井

259.0

271.5

331.5

82.8

72.5>40

易燃煤

大槽煤—R

 BH926

915

昌吉煤矿    5号井

271.0

310

330.5

49.6

59.5>40

易燃煤

   1-2-4   煤层自燃发火期

煤层号

井下发火期(月)

井上发火期(月)

457

56

46

915

46

34

第三节  设计概况

一.工程性质:

    本矿井为生产矿井技术改造。

二.矿井开拓:

     根据矿井煤层赋存状态、开采技术条件、矿井设计生产能力结合地形地势,矿井上部小窑开采状况等因素综合考虑,仍采用一对斜井开拓。利用现矿井主斜井作为副斜井,新掘主斜井,利用现矿井副斜井延伸至+925水平井底车场和调车场贯通后,继续延伸至E9-15101皮带顺槽形成回风系统。

三.采区布置:

     该矿井走向长度平均为21公里,倾斜长度为1公里;不划分采区,全矿井作为一个采区分左右两翼进行回采。

     井田内煤层的开采顺序为先采上部煤层,后采下部煤层,自上而下的开采顺序。

四.采煤方法:

     经比较,设计选用走向长壁综采放顶煤开采。

五.工作面参数:

 1.工作面长度

     首采面E9-15101综放工作面布置在9-15号煤层中,走向长420米,倾斜长74米,煤层平均厚度25.0米,平均倾角19°。

2.工作面生产能力

     设计确定,工作面三班生产,一采两放。采煤机截割深度0.8米,进三刀2.4米放一次顶煤。

     Q=74×3.0×2.4×1.3=693

Q=74×22×2.4×1.3×0.65=3301

Q= Q+Q=693+3301=3994

 3.工作面工作制度:三班作业,三班生产。后方放煤时,检修设备。

 4.工作面回采率:69.2%

 5.月推进度:36

六.工作面通风方式及配风量:

工作面采用下行U型通风,工作面配风:1200m3/s.

七.煤层自燃参数

根据哈煤(集团)公司通风安全实验室2002616日对昌吉硫磺沟分公司煤矿所作的煤炭自燃倾向性鉴定报告,9-15号煤层属于自燃——容易自燃煤层。

第二章  火灾防治技术

第一节   

一.《煤矿安全规程》第二百二十八条规定:开采容易自燃和自燃煤层的矿井,必须采取综合预防煤层自燃发火的措施;第二百三十二、二百四十二条规定,开采容易自燃和自燃的煤层时,必须对采空区突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂,注阻化剂泥浆,注凝胶,注惰性气体,均压等措施。编制相应的防火设计,防止自燃发火,有可靠的防止漏风和有害气体泄露的措施,建立完善的火灾监测系统。

二.《煤炭工业矿井设计规范》第10.2.4条规定:开采有自燃倾向性的煤层,应合理选择采煤方法、巷道布置、巷道支护形式和通风系统。应根据自燃危险等级采取建立灌浆系统、使用阻化剂,均压技术,配备惰性灭火装置等综合防灭火措施。根据上述原则确定开采有自燃发火煤层的防治技术措施后,在设计时,必须根据《规程》对各项措施的规定进行设计。

三.《综合机械化放顶煤开采技术暂行规定》第十三条规定:采用综放开采有自燃倾向的厚及特厚煤层,在编制采区或工作面开采设计时,必须同时编制防止采空区自燃发火的设计,并必须遵守下列规定。

1.    采用以注入惰性气体为主的综合防火措施。

2.    建立完善的防火监测系统。

3.    有可靠的防止漏风和惰性气体泄露的措施。

4.    有检测、分析和处理等管理制度。

5.    采空区注入惰性气体方式,注入量、惰性气体释放孔()、监测探头布置和封堵防漏方法等参数与管理制度,由矿总工程师根据具体情况确定。

四.设计前必须先确定矿井自燃的等级及矿井煤层的自燃倾向性。

五.   设计必须坚持以预防为主,综合治理的原则,坚持安全经济的方针。

六.   设计后应由有关部门审定后,才可实施。

第二节  火灾防治技术

根据《煤矿安全规程》、《煤矿矿井采矿设计手册》、《煤炭矿井设计规范》、《矿井防灭火规范》和《综合机械化放顶煤开采技术暂行规定》的要求,结合矿井及工作面实际情况,在矿井开拓、开采,通风安全等设计中已经采取了相关技术措施。

一.开拓、开采技术措施:

 1.选择合理的巷道布置和开采顺序:

在设计中根据“多煤少岩”的原则,主要运输巷道和回风巷道均布置在大槽煤的中下部和中上部,煤层切割少、煤柱少,一旦发生火灾,也便于及时隔绝采空区。

煤层的开采顺序为先采上部煤层,后采下部煤层,自上而下的开采顺序,避免了先采下层破坏上层,而使空气进入煤层逐渐氧化自燃。

 2.选择合理的采煤方法:

采用走向长壁综合机械化放顶煤工艺,后退式开采,采面两巷布置在未采动的原生煤体中,巷道布置简单,有较大的防火安全性。

采用综采工艺,既可在时间上,又可在空间上减少煤炭的氧化窒息带,有利于防止采空区煤炭自燃。

鉴于工作面顶板松软,易于冒落且很快压实,自然生成再生顶板。工作面顶板管理采用全部陷落法,空气难以进入采空区,自燃危险性小。

二.通风安全技术措施:

 1.选择合理的通风系统:

采用中央并列机械抽出式通风,主扇造成的高负压区远离采空区,采空区进回风压差小,漏风少,采区有单独回风道。通风系统简单,通风阻力小,漏