同煤集团综采工作面阻化剂泵站和均压通风考察报告Word文档下载推荐.docx

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一个回采工作面和一个回采准备面。

井田内赋存有侏罗系和石炭二叠系两套含煤建造,侏罗系大同组为上部含煤建造，侏罗系所含煤层大部分已采完，生产矿井处于衰减阶段。

二叠系下统山西组和石炭系上统太原组为下部含煤建造，含煤10层，可采煤层平均总厚度为20.28m。

本井主要可采煤层为3-5和8号煤层。

（二）晋华宫矿矿井概况

晋华宫矿位于山西省大同市西12.5公里处，与世界文化遗产云冈石窟一河之隔。

矿井建于1956年，是由我国自己设计、自己施工建设的大型煤矿。

井田位于大同煤田东北边缘，总面积41平方公里，目前有可采储量1.5亿吨。

矿井煤质为弱粘结煤，灰分在10.5%左右，硫分在1.08%左右，发热量在6300——6500大卡之间，为优质动力煤，销往全国27个大中城市及日本、韩国等国家。

矿井由大井和南山两对生产井口组成，属高瓦斯矿井，现有河南、河北和南山三大生产区域以及五个生产盘区。

全矿现有10个进风井，4个回风井，矿井总进风量为24896m3∕min，总回风量为26814m3∕min。

为多进、多回、多主扇联合运行，分区抽出式通风。

五十年来，晋华宫矿安全生产快速发展，经济效益不断提高。

企业安全生产快速发展，经济效益不断攀升，员工收入逐年提高，2003年以来原煤产量连续突破400万吨，年年提前完成生产计划。

2000年，晋华宫矿独辟蹊径，开发了中国第一、亚洲唯一的“井下探秘游”项目，被国家旅游局命名为首批全国工业旅游示范点。

2005年，又取得了国家矿山公园建设资格，为企业可持续发展创造了有利条件。

近年来，党和国家领导人江泽民、胡锦涛、黄菊、李铁映、周铁农、白立忱等先后莅矿视察工作、看望矿工。

走进晋华宫矿，阵阵文明新风扑面而来，雄伟的晋福门楼、辉煌的江泽民题词纪念壁、壮观的煤炭开采史浮雕墙、干净整洁的矿容矿貌……让人感觉不像走进一座煤矿。

明礼诚信、团结友爱、敬业奉献蔚然成风，整个矿山呈现出安居乐业、秩序井然、和谐稳定的喜人景象。

生活在这片热土的晋华宫人，用勤劳、智慧和汗水改变着矿山面貌，用言行举止传递着文明风尚，所有这些不仅显示出晋华宫矿文明和谐矿山的新发展，也折射出晋华宫人思想道德素质和科学文化素质的新提高。

作为同煤集团对外形象的窗口和缩影，在几代煤海儿女的不懈努力和奋勇拼搏下，晋华宫矿“四个文明”建设结出了累累硕果，多次被同煤集团和大同市评为“先进集体”、“文明单位”、“先进党委”。

特别是2000年以来，相继获得了山西省企业现代化管理创新二等奖、山西省社会主义现代化建设集体二等功、山西省文明单位、省属企业文明单位标兵、全国煤炭工业双十佳煤矿、全国煤炭系统文明煤矿、全国煤炭工业行业级安全高效矿井、煤矿安全质量标准化国标一级矿井、煤炭工业质量管理先进企业、全国矿产资源合理开发利用先进矿山企业、中国煤炭康居建设小康矿、全国职业道德先进单位、全国“安康杯”竞赛优胜单位、全国煤矿体育工作先进单位、山西省煤炭系统模范单位、省级绿化先进单位、山西省精神文明标兵单位、省级爱国卫生先进单位、大同市职工职业道德建设十佳单位、荣立大同市集体一等功等荣誉称号、山西省“文明和谐单位标兵”称号，成为全国煤炭生产战线上的一颗璀璨明珠。

二、综采工作面阻化剂泵站和均压通风考察情况

2月25日下午到达同忻矿，并入井对8105工作面阻化剂泵站和均压通风情况进行了现场考察。

8105工作面巷道采用三巷布置，分别为2105巷、5105巷、8105顶板抽放巷。

工作面采用“U+I型”通风方式，即2105巷进风，5105巷回风，8105巷为顶回风巷。

2105巷、5105巷两顺槽沿3-5号煤层底板布置，8105顶板抽放巷沿3-5号煤层顶板布置，其迎头距8105工作面切眼5m，与5105巷内错15m，现采用2×

30KW风机供风。

在8105顶抽巷塌通后，在顶抽巷正巷口构筑一道密闭并嵌入三趟Φ630mm的PE管，利用抽放硐室安设的型号为2BEC-72型瓦斯抽放泵通过三趟瓦斯抽放管路将工作面上隅角采空区及放煤后顶部有害气体经顶抽巷抽出。

为满足均压通风要求，在辅运大巷与工作面进风顺槽间布置升压措施巷安装均压风机。

工作面升压布置8台2×

55Kw局部通风机，4台使用、4台备用。

2月26日上午到达晋华宫矿，并入井对8208工作面阻化剂泵站和8705工作面均压通风情况进行了现场考察。

两工作面均布置两条顺槽，轨道顺槽和皮带顺槽。

工作面采用“U型”通风方式，即2705巷进风，5705巷回风。

在盘区轨道巷与工作面进风顺槽间布置升压措施巷安装均压风机。

工作面升压布置4台局部通风机（2台2×

55Kw、2台2×

75Kw），2台使用，2台备用。

（一）晋华宫矿8208工作面阻化剂泵站情况

1、晋华宫矿8208工作面概况

晋华宫矿8208工作面设计走向长为1710米，倾向长为165米，12#煤层赋存稳定，结构较简单，东部、西部发育一至两层夹石，最低厚度为0.5米，总体为一单斜构造，煤层变化较大，东、西部较厚，中部较薄，工作面设计为倾向长壁后退式综合机械化采煤工作面，采用双巷布置方式，两条顺槽均沿12#层煤层倾向布置，见顶掘进；

工作面切眼沿12#层煤层走向布置，见顶掘进。

头尾两巷及工作面切眼均为矩形断面。

2208巷（头巷）为机轨合一巷，用于停放电气列车、铺设皮带兼进风，断面规格为（宽×

高）5.5m×

3.5m，净断面积19.25m2，5208巷（尾巷）为轨道巷，用于运料兼回风，断面规格为（宽×

高）4m×

3.5m，净断面积14m2，工作面现配风量3010m3/min。

2、晋华宫矿8208工作面喷洒阻化剂防火方案

12#层402盘区是高瓦斯盘区，一旦工作面着火，灭火将投入大量的人力、物力，而且危害巨大，极不安全；

同时工作面一旦着火，一定会影响回采速度，而回采速度越慢，采空区越易着火，根据8210工作面回采特点，主要采取了向采空区喷洒阻化剂（工业氯化镁MgCl2·

5H2O）防治采空区发火。

汽雾阻化防火原理

（1）阻化剂对煤的阻化原理：

①要分析阻化剂对煤的阻化原理，首先得了解煤的自然机理。

煤炭吸收了空气中的氧气后，开始在煤的结构的活动链上生成不稳定的初级氧化物。

首先是把煤中的氢原子氧化成羟基（OH），其次是把煤中的碳原子氧化成羧基（COOH），最后羧基被氧化成CO2、CO、H2O。

在这些反应过程中随时产生微热。

随着热量的集聚，氧与煤两者的互相作用也就加速，最终导致自然发火。

②阻化剂防止煤炭自燃，主要有三方面的作用。

首先是负催化作用，煤炭经阻化处理后，阻化剂吸附在煤炭表面上，形成一层能抑制氧与煤接触的保护膜，阻止了氧与煤接触的保护膜，阻止了氧与煤结构上的活动链羧基反应，使煤与氧的亲合力降低。

二是隔绝作用，氯化物溶液能浸入煤体的裂隙中，并覆盖在煤的外部表面，使煤的外部表面封闭，隔绝氧气。

三是吸水降温作用，氯化物是一种吸水能力很强的物质，它能吸收许多水份并覆盖在煤的表面，使煤体温度降低，延长煤的发火期。

阻化剂防火就是在8208工作面回采及停采搬家期间，在2208、5208巷道建立移动式阻化泵站，利用喷枪和雾化喷嘴相结合向8208采空区易发火地带喷洒阻化剂溶液，起到隔氧降温减慢甚至阻止煤炭氧化的作用，防止煤炭自然发火。

③选择阻化剂的原则是：

阻化防火效果好、来源广泛、使用方便、安全无害、对设备无腐蚀，经济效益好。

我们在实验室对氯化镁、氯化钙进行了阻化效果试验。

试验的方法是在一定条件下，测定这两种药剂对煤样的阻化率。

④从药剂的来源方面看，氯化镁来源广泛。

氯化镁是一种无毒无害的吸水盐类阻化剂，水解时呈中性，对设备腐蚀性小。

因此，选择氯化镁作为阻化剂较为经济合理。

（2）在应用汽雾阻化防火技术时，在漏风通道入口设置雾化器，将阻化剂变为阻化汽雾。

阻化汽雾以漏风为载体向采空区飘移，附着在漏风风流经过的煤体表面，从而起到阻化防火的作用。

这一技术的关键是科学地利用采空区漏风，一般来说，漏风所到之处都是容易自然发火的地方，也是阻化汽雾能够飘移，达到的地方。

在装备方面，以适用性强、性能可靠、容易操作、成本低为原则，形成了汽雾阻化防火系统。

汽雾阻化防火系统装备

在实施汽雾阻化防火工艺时，根据现场条件建立阻化防火系统。

汽雾阻化防火系统包括雾化泵站、管路系统、雾化部分。

在雾化泵站设有雾化泵、过率器、储液箱、电气开关等。

管路系统由高压胶管、高压球阀及接头组成，雾化部分由雾化器及相应的接头组成。

根据现场条件，将雾化泵站设置在入风顺槽内。

雾化泵站出口至喷雾地点，沿途布置高压胶管，然后连接雾化器。

煤矿用防灭火液压泵站常规配置主要包括：

雾化泵、储液箱、过滤器、矿用隔爆型三相异步电动机、停液断电装置、隔爆型真空电磁起动器及底盘车等组成。

其结构简图如图1所示。

1.矿用平板车2.矿用隔爆型三相异步电动机3.隔爆型真空电磁起动器4.箱体

5.停液断电装置6.雾化泵7.搅拌器8.储液箱

图1煤矿用防灭火液压泵站结构简图

汽雾阻化防火工艺

（1）设立雾化点：

设置两个固定雾化点。

在工作面头、尾巷各设置一个雾化点。

设置十个临时雾化点。

沿工作面设置十个临时雾化点，每当支架之间出现明显漏风通道，就可随时在漏风通道入口设立临时雾化点。

（2）阻化剂浓度及雾化量

阻化剂浓度的确定以实验室阻化率分析为依据，根据现有条件，选择MgCI2（氯化镁）溶液为阻化剂，浓度为15％。

（3）汽雾阻化防火系统的安装及调试

喷雾泵站设立在工作面进风巷。

自喷雾泵站出口至工作面，沿途布置Φ25高压胶管。

沿回采工作面布置Φ19高压胶管,并且从下隅角开始每隔30米设一个三通，直至上隅角。

三通的另一接口应可以与Φ19球阀相连接。

自三通出口接高压球阀，再连接15米长的Φ19高压胶管与雾化器相连接。

当汽雾阻化防火系统安装完毕后，应进行调试。

在开泵调试之前，打开所有管路阀门,包括喷雾泵的进排水阀门，泄压系统调节阀门。

应该注意的是，此时不应安装雾化器。

启动喷雾泵，清洗整个管路系统后，再安装雾化器,启动喷雾泵，调节系统压力6Mpa。

工作面回采期间，重点要加强工作面“三线一带”（开采线、煤柱线、停采线及采空区可燃带）的喷洒。

建立泵站所需的材料及设备：

防火阻化多用泵（型号为BZ10/15-G）2台，喷咀10个、Ф19mm高压橡胶管300米。

矿车6辆（2210、5210各3辆，其中2辆盛阻化溶液交替使用，1辆存放固体阻化剂）。

阻化剂MgCl2或CaCl2500吨

2208阻化泵站放在工作面泵站列车之后，5208阻化泵站放在超前支护之后，随着工作面推进向后移动。

阻化泵操作流程

①将规定量的固体阻化剂倒入矿车或液箱内，加入规定量的水，搅拌，使阻化剂充分溶解。

②检查阻化泵各部件的完好性。

③按照阻化泵的使用方法启动阻化泵，喷洒人员手持喷枪，站在上下隅角支护完好的地点进行阻化剂喷洒。

④喷洒完规定量的阻化剂后，可以关闭阻化泵，并进行日常维护。

（二）晋华宫矿8705工作面均压通风情况

1、8705工作面工作面概况

晋华宫矿11#层307盘区8705工作面，东邻5707巷，南至11#层307盘区回风巷，西部为8703工作面采空区，北部为小窑破坏区。

8705工作面地质构造较简单；

煤层赋存稳定，结构简单，煤层南部较薄，北中部较厚。

煤层平均厚度为2.8m，煤层倾角2°

-10°

平均为6°

，煤层走向1414米，倾向160米，总面积226240m2。

采用走向长壁后退式大冒顶开采，工作面瓦斯最大绝对涌出量为3m3/min,煤尘具有爆炸性，自然发火期为6～12个月。

8705工作面计划配风量为900m3/min左右,现工作面回风流瓦斯浓度为0.24%，二氧化碳浓度为0.1%。

11#层8705工作面北部为小窑破坏区，上层对应7-4#层8705工作面采空区，层间距为38米左右。

7-4#层已采的8705工作面在回采期间采用均压通风系统。

为防止11#层8705工作面开采期间受到上层采空区及小窑破坏区的影响，避免工作面生产时出现氧气浓度降低致人员缺氧等危险因素，保证11#层8705工作面后期的安全开采和作业人员的人身安全，在该工作面建立均压通风系统。

2、均压通风系统组成

（1）在8705工作面均压绕道安装4台均压风机（2台专用、2台备用），均压风机功率风别是2台2×

75KW、2台2×

55KW。

（2）在8705工作面2705巷的指定位置跨刮板运输机构筑三道均压风门；

在5705巷指定位置构筑三道均压调节风门；

在8705工作面均压绕道内构筑一道均压风墙，上面镶铁皮风筒接风筒。

（3）分别在8705工作面2705巷的均压风门外和5705巷的均压调节风门外安装一套水柱计，以及时掌握压力情况。

3、均压系统启用条件

8705工作面发现以下任一现象时，矿均压系统领导组应立即研究决定是否启用均压系统。

在均压通风系统启动前，8705工作面由通风区长负责安排专人将工作面的电源全部切断，电气开关全部打到零位并闭锁。

确认人员全部撤离工作面后，方可启动均压通风系统。

（1）8705工作面回风量与进风量差超过150m3/min时。

（2）8705工作面回采期间上隅角区域O2浓度降低到18%以下时。

（3）8705工作面回采期间发现CO浓度超过24ppm时。

均压系统启用后，通风区综合队负责调整工作面的风量和压力，要求工作面回风量与进风量差不应超过150m3/min，均压通风区域内外的压差则根据工作面实际情况进行调整，原则上以8705工作面作业区域内O2浓度不低于18%和CO浓度不高于24ppm为准。

均压系统启用后，通风区负责对8705工作面进行不少于24h的连续观测，观测内容包括工作面的瓦斯、二氧化碳、氧气、一氧化碳等气体浓度以及均压区域内各压差观测点的压差情况，在确保所有观测内容均符合要求后，方可终止观测。

4、均压系统启用后的日常维护与管理:

（1）由施工队负责均压局扇所用的开关、电缆等电气设备的日常维护与管理。

（2）电气科负责对均压风机的供电高、低压线路进行检查,每周不少于两次，机电科防爆队至少每周做一次远程、近程漏电试验，确保绝缘电阻达到规定要求。

（3）均压风机专用通风机必须实现“风电闭锁”，保证均压风机停转时，8705工作面的全部非本质安全型电气设备的电源能全部切断。

（4）对于备用局扇，由施工队组负责安排专人每周进行一次绝缘等级实验，发现绝缘值低于规定要求，立即通知通风区更换风机。

（5）因工作需要停止均压风机运转，停电单位必须编制专门措施，并提前填报停送电通知书，经总工程师批准后，方可进行。

严禁无计划停电、停风，对无计划停止均压风机运转，安监站要按重大事故严肃追查。

均压系统因故停止运行，在其重启后，仍必须严格执行均压通风措施。

（6）未征得矿均压系统领导组同意，严禁任何人员随意改变5705巷的均压调节口大小，安监员和瓦检员每班检查均压设施不得少于两次。

（7）由施工队组安排专人负责处理大块煤或矸石，严禁大块煤或矸石从工作面皮带上运出，防止其卡在均压风门处，损坏通风设施。

（8）人员通过风门或进出物料时，必须随手缓慢关闭，不得甩手损坏风门。

均压区域内的所有均压风门和均压调节风门都必须安装风门开关传感器、风门开关语音报警装置、风门闭锁装置和风门快速减锁装置。

（9）均压系统启动后，施工队组必须派专人对均压风机进行看管，通风区负责对8705工作面头尾巷的均压风门和均压调节门进行看管。

（10）所有进入8705工作面尾巷的人员必须报通风区区长审批方可进入，并且必必须佩带隔绝式压缩氧自救器，未按要求佩戴自救器者，不得进入均压区域。

施工队组员工每天必须领用和交回隔绝式压缩氧自救器，不得自已保存。

自救器发放室每三天对施工队组全体干部、员工佩带的自救器校验一次。

（11）均压风机运转情况，以及均压密闭、风门、调节的完好情况由当班专职瓦斯员、安监员共同负责监管。

通风区瓦检员在汇报均压系统工作状况时，应包括：

均压系统设施完好情况，均压风机工作状况，上隅角、溜尾、回风流中CH4、CO2、CO、O2浓度和均压区域的水柱计读数等。

三、考察结论

不连沟矿井瓦斯绝对涌出量为4.56m3/min，相对涌出量为0.183m3/t，为低瓦斯矿井。

现所采煤层为6#煤，经重庆煤炭研究所进行煤层自然发火和煤尘爆炸性鉴定，煤层为易自燃煤层，煤层最短自然发火期为12～17天，煤尘具有爆炸性。

故在工作面回采过程中，防灭火工作应作为重点来抓。

1、工作面在回采过程中，要加强工作面“三线一带”（开采线、煤柱线、停采线及采空区可燃带）的防灭火工作面。

采空区以注浆、注氮为主，开采线、停采线及工作面两隅角和支架后部遗留浮煤应加强喷洒阻化剂。

2、阻化剂泵站可安设在工作面辅运顺槽的设备列车上，自喷雾泵站出口至工作面，沿途布置Φ25高压胶管。

沿回采工作面布置Φ19高压胶管,并且从进风隅角开始每隔30米设一个三通，直至回风隅角。

三通的另一接口与Φ19球阀相连接。

3、利用放煤后的检修时间和工作面停采期间，利用喷枪和雾化喷嘴相结合向工作面采空区易发火地带喷洒阻化剂溶液，起到隔氧降温减慢甚至阻止煤炭氧化的作用，防止煤炭自然发火。

4、不连沟矿井为低瓦斯矿井，现开采6#层上部未开采，且矿井不存在火区，正常情况下工作面均压通风系统可作为备用通风方案。

在回采过程中，若工作面CO涌出量持续增加，影响工作面正常生产时，可开启均压通风系统。

5、不连沟矿井综采工作面现配风量为1500m3/min左右，均压通风机可选用4台2×

75KW局部通风机（每台供风量为10000m3/min，2台工作、2台备用）。

6、不连沟矿井综采工作面布置2条回撤通道，运输顺槽侧布置有3条联络巷，另有机头硐室溜煤眼，漏风通道较多，若采用均压通风，管理较为困难。

故，均压调节风门建在回撤通道以里较为合适。

但在工作面末采和回撤期间均压通风将无法使用。

7、若要在末采回撤期间采用均压通风，可在机头硐室回风联巷构筑均压调节风墙。

但需加强运输顺槽联络巷风门及漏煤眼的漏风管理，尽量减少漏风。

8、均压风机需设置在辅运顺槽侧，现工作面顺槽的布置方式无均压风机的安设位置，若采用均压通风系统，需在辅运顺槽施工升压措施巷，以方便安设均压风机。

生产技术科

二〇一三年三月二日