矿井防灭火设计Word下载.docx
《矿井防灭火设计Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井防灭火设计Word下载.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（1）煤的炭化程度（变质程度）
-
89
-
煤的炭化程度是煤的自燃倾向性的决定性因素，炭化程度越高，含
氧游离基的含量越少，自燃的危险性越小。
本井田煤的成因类型是腐植煤，为区域变质作用形成的Ⅰ～Ⅱ变质
阶段的气煤。
据煤的炭化程度分析，本井田各煤层均具有自燃危险性。
（2）煤的岩石学成分
煤的岩石学成分有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤，它们有不同的氧化性。
具有纤维构造而表面吸附能力很高的丝煤在常温下吸氧能力特别强，着
火点低，可以起到“引火物”的作用。
所以含丝煤越多，自燃倾向越大。
相反，含暗煤多的煤，一般是不易自燃的。
据详查（最终）地质报告，各煤层的有机组分中，均以镜质组为主，
丝炭含量较少。
显微煤岩类型均以暗亮煤为主；
各煤层的宏观煤岩类型，
以半暗和半亮煤为主。
根据以上煤的岩石学成分分析，各煤层不易自燃。
（3）煤的水分
煤层的自燃危害性往往和煤的湿润程度，甚至空气的相对湿度有关。
煤中水分少时，有利于煤的自燃；
水分足够大时，则会抑制煤的自
燃，煤中水分蒸发后，其自燃危害性会增加。
而且，水分对变质程度低
的煤的自燃过程影响要比变质程度高的煤影响大。
（4）煤的含硫量
同牌号的煤中，含硫铁矿越多，越易自燃。
据详查（最终）地质报告，可采煤层原煤硫平均含量
2.25～2.68%，14
上煤层最低，为低硫煤。
硫分中主要成分是黄铁矿为
主。
煤的含硫量较高，对自燃的危害性较大。
90
（5）煤炭的孔隙率和脆性
煤炭的孔隙率越大，越易自燃；
变质程度相同的煤，脆性越大，越
易自燃。
据精查地质报告，本井田煤层孔隙较少，煤层较软，因此，对孔隙
率和脆性自燃的危害性较小。
（6）煤层厚度和倾角
煤层厚度或倾角越大，自燃危害性越大。
因为开采厚煤层或急倾斜
煤层、倾斜煤层时，煤炭回收率低，采区煤柱易破坏，采空区不易封严
密和漏风较大所致。
据详查（最终）地质报告，本井田地层倒转，倾角较陡，一般为
45°
～90°
。
14
上煤厚
0.51m～1.92m，平均
1.22m，为薄及中厚煤层。
煤可采范围内厚
0.53m～0.92m，平均
0.73m，为薄煤层。
本井田煤层厚度和倾角对自燃的危害性较大。
2.煤的自燃倾向性鉴定结果
日，中国煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验
室对本矿
煤层的煤
样自燃倾向等级均为二类自燃。
根据东部扩大区详查（最终）地质报告
上煤层、16
煤层自燃发火倾向现阶段难以准确鉴定，但根据上述分析，
参考邻近矿井开采实践，暂按有自然发火煤层考虑。
建议井下开拓中采
样化验，出具鉴定结果。
二、煤的自燃预防措施
内因火灾的主要发生地点一般有：
煤层巷道或回采工作面的碎煤堆
放处，回采工作面开切眼、停采线处；
沿空留（送）巷的沿空侧存在漏风，
易发生煤炭自燃；
采区水平巷道、回采工作面溜煤眼和阶段煤柱存在裂
痕形成漏风通道，旧火区管理不当造成防火密闭、砂门漏风易引起火复
91
燃；
掘进回采过程中遇到未充实的旧巷道、旧火区、旧采区、但存在漏
风通道时，易发生煤炭自燃。
所以，应根据不同情况分别采取不同防范
措施。
1.开拓开采技术措施
（1）合理安排开采顺序，采区开采顺序遵循先近后远，先上后下
的原则，避免形成“孤岛”工作面。
（2）加快回采进度，提高回采率。
（3）工作面采用后退式开采，回采过程中不得留设或丢失顶煤；
浮煤要清理干净；
不得留设设计外煤柱，尤其是遇到断层时。
（4）回柱放顶前应回尽采空区的板皮、坑木等可燃物。
（5）严禁超越停采线开采，停采线预留煤柱宽度不能低于
25～30m，以保护好密闭及其两侧的巷道，以防煤体被压裂后漏风。
2.通风方面的措施
（1）选择合理的通风系统
各水平、采区均有独立的通风系统，严格实行分区通风，防火抗灾
能力强，通风系统稳定可靠。
（2）防止漏风
防火对通风的要求是：
风流稳定、漏风量少和通风网络中有关区段
易于隔绝。
漏风量随漏风风阻的增大或漏风风路两端风压差的降低而减
少。
因此为减少漏风就必须采取恰当的技术措施：
①在井下安装通风构筑物和局扇时，应注意其位置的选择，一切控
制风流的装置都应设置在围岩坚固、地压稳定的地点，不得设置在裂隙
带和冒顶区内。
②采取“均压”措施，减少漏风。
③加快回采工作面推进速度，及时封闭采空区。
对漏风通道根据具
92
体情况采取风帘、封填、喷涂、凝胶、喷浆等措施，并根据技术进步不
断改进。
（3）利用风压调节法防火
风压调节法防火的实质是设置调压装置或调整通风系统，以降低漏
风通道两端风压差，减少漏风量，达到抑制自燃的目的。
具体措施有：
调节风窗调压、局扇调压、风窗——局扇联合调压。
（4）建立反风系统
设计在矿井建立局部反风系统，可实现采区内部巷道或工作面风流
反向，提高了矿井防火抗灾能力。
（5）实现风门闭锁
井下风门均安装闭锁装置，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳
定。
（6）及时密闭采空区，防止采空区漏风，搞好沿空顺槽的喷涂堵
漏处理。
对开切眼、停采线、老空区喷洒阻化剂。
（7）加强对老空区、废弃巷道、老巷等管理，在必须揭露时制定
专项安全措施。
3.监测方面的措施
束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有效装置，本矿井装备一
套束管监测系统，该系统是一种用泵通过塑料管把测点的气样抽至地面，
利用气体分析仪器进行分析，以预报灾情的装置，特别是井下人员无法
进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是
采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。
三、各种防灭火方法
本矿井开采煤层为薄急倾斜煤层，开采工艺为风镐落煤倒台阶采煤
法，若采用黄泥灌浆防灭火，泥浆和水会全部涌入采空区下部，难以覆
93
盖整个采空区，而且对下阶段开采工作面条件造成恶化。
因此设计推荐
选择以阻化剂防灭火为主的防灭火措施。
1.阻化剂防灭火
（1）阻化剂选择
煤的种类不同阻化剂的阻化效果也不相同，所需用的阻化剂溶液的
浓度也不相同，设计时应因地制宜，就地取材选用阻化剂材料，并通过
阻化剂校验装置来确定最佳阻化剂和最适合的溶液浓度。
选择阻化剂应
综合考虑以下几个方面：
①来源广泛、货源充足，购置方便、价格便宜；
②阻化率高、阻化寿命长；
③配制容易，井下使用操作方便，工艺过程简单；
④对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人体无害。
本矿井可采煤层为中～特硫煤，根据有关试验结果，中～特硫煤最
适宜的阻化剂为消石灰[Ca（OH）2]、水玻璃，矿井生产中可根据上述原则，
进行选择。
（2）工艺及设备
目前我国常用的阻化剂喷洒压注工艺系统有机动性、半永久性和永
久性三种系统。
为节约投资和适应工作面位置不断变化的要求，设计推
荐采用机动性阻化剂喷洒压注系统，利用矿车或自制箱体作为贮液箱，
采用电动方式向煤壁压注阻化剂或向采空区喷洒阻化剂。
（3）参数计算
①阻化剂溶液的浓度和密度
根据有关试验结果和邻近矿区使用效果，消石灰[Ca（OH）2]和水玻璃
阻化剂溶液浓度控制在
15～20％为宜。
阻化剂溶液的密度由实测取得，本矿井推荐采用的阻化剂溶液的平
94
均密度在
1.1t/m³
左右。
②原煤的吸液量和松散煤的密度
原煤的吸液量与煤的粒度、阻化剂浓度、煤的硬度及含矸率有关，
这些参数由实测和参考邻近矿取得。
松散煤的密度可实测或参考邻近矿取得，原煤的松散密度为
0.85～1.0t/m³
③工作面一次喷洒量
工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。
最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱破碎堆积带等处，
需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑一定的加量系数。
工作面一次喷洒量可按下式计算：
G1=K1K2LBhA
式中：
K1——
一次喷洒加量系数，一般取
1.2；
K2——
松散浮煤容重（t/m3），采取遗煤样实测确定；
L——
工作面长度，m；
B——
一次喷洒宽度，m；
h——
采空区浮煤厚度，m；
A——
原煤（浮煤）的吸液量，kg/t
煤，应通过试验测得。
矿井投产后，应根据工作面实际生产情况，测定采空区浮煤情况、
试验测得吨煤吸液量，确定工作面一次喷洒量。
④巷道（或煤柱）煤壁的喷洒量与钻孔压注量
巷道（或煤柱）煤壁的喷洒量：
G0=KL0A0
G0——喷洒范围内巷道（或煤柱）所需溶液的喷洒量，kg：
K——喷洒加量系数，一般取
95
L0——喷洒巷道（或煤柱）煤壁的长度，m：
A0——巷道（或煤柱）单位长度的吸液量，kg/m，此参数可通过试
验测得。
巷道（或煤柱）钻孔压注量：
G'
0=KSnA'
0——钻孔压注范围内巷道所需溶液的喷洒量，kg：
S——钻孔压注范围内巷道（或煤柱）煤壁的面积，m²
：
A'
0——钻孔的平均压注量，kg/个，此参数可通过试验测得；
n——钻孔数目，个/m。
工作面前方煤体压注阻化剂，取决于煤体的吸液量和煤体的渗透半
径，根据兖州矿区经验，一般每
10m
一个钻孔，可满足压注要求。
（4）喷洒压注设备
本矿井喷洒压注设备推荐采用国内煤矿较常用的
WJ—24
型阻化剂
喷射泵，主要配套器材有钢管、压力（中低压）胶管、闸阀、喷枪、压
力表、流量计等。
2.束管监测系统
束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有效装置。
英国在
70
年
代在煤矿首次应用这种系统，收到了较好的效果。
我国于
1981
年在平
庄古山矿建成了第一个束管监测系统，以后在兖州南屯矿、枣庄柴里矿
推广应用。
该系统是一种用泵通过塑料管把测点的气样抽至地面，利用
气体分析仪器进行分析，以预报灾情的装置，特别是井下人员无法进入
的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是采空
区内因火灾早期预报的有效技术途径。
根据“矿井通风安全装备标准”
要求，本矿井现已装备一套束管监测系统。
96
（1）监测点设置
监测点分为固定点、移动点和临时观测点。
观测点应设置在能采集
到观测区内的有代表性的气体的地点。
尤其固定观测点、移动观测点，
应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。
根据上述要求监测点主要布置在以下地点：
工作面回风监测点，布置在工作面回风巷，距工作面
15～20m，随
工作面开采而移动。
采区回风监测点，布置在采区回风巷内。
矿井总回风巷监测点，布置在矿井总回风巷内。
临时监测点应根据矿井实际工作面生产情况、采空区情况等临时设
置。
（2）监测内容
监测点主要监测气温、风量和采集气样等，以便提供分析数据。
所
采集的气样通过束管管路送至地面进行自动分析。
（3）作用
系统通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送
入分析仪中，分析仪将分析的气体相关参数输入计算机进行比较判断，
绘出
CO
变化趋势和格雷哈姆系数（CO/O
），掌握矿井自燃发火的规律
和可能性，早期预报煤炭自燃发火，预防矿井火灾的发生。
系统特点：
具有监测的连续性和准确性。
并可将监测数据送入矿井
安全监测系统或矿井计算机网络中。
（4）设备配备
选用矿井火灾预报束管监测系统一套。
束管采样和分析系统：
主要配备有束管、除尘器、除水器、各种阀、
97
气路控制柜、分子筛、大小抽气泵、记录仪、压力表、CO
分析仪、计算
机等设备。
综上所述，本矿井采用了阻化剂预防煤层自燃措施，并考虑了束管
监测系统用来监测、预报灾情。
矿井生产过程中应根据不同防灭火方法
的特点配合使用，以便取得预期效果。
根据邻近生产矿井实践，采区及
工作面开采结束应及时封闭，通过束管系统观测采空区气样，发现有灾
情或即将发生火灾时，应及时采取措施。
在顺槽出现冒顶、巷道煤壁裂
隙发育时应压注阻化剂。
第三节井下外因火灾防治及装备
本矿井为扩大延伸矿井，原矿井有完备的井下外因火灾防治和装备。
设计仅就扩大区开拓应注意的外因火灾防治进行论述。
一、电气事故引发的火灾防治措施及装备
1.井下机电设备硐室防火措施
（1）井下主变电所和井底车场内的其它机电设备硐室、采区变电
所均采用砌碹或锚喷支护。
（2）采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道
运输、矿车通过及其它设备安装的要求，并用不燃性材料支护。
（3）井下机电硐室在硐室两端各设一个出口。
（4）带油的电气设备必须设在机电设备硐室内，严禁设集油坑，
硐室不应有淋水，硐室过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件，
带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。
（5）井下机电硐室、火药库、风动工具清洗硐室的出口均设有向
外开的防火栅栏两用门或防火门，从硐室出口防火栅栏两用门（防火门）
起
5m
的巷道采用砌碹或其他不燃性材料支护。
98
（6）按照现行《煤矿安全规程》的要求严格实行可燃物管制，建
立健全井下可燃物管理制度，切实做到以下几点：
①严格限制携带易燃、易爆物品下井，确属井下需要者，必须符合
规定，并办理手续。
②严禁向井下通道口倾倒炉灰、棉纱、布头和油类等可燃物。
③井下严禁存放汽油、煤油、变压器油，井下使用的棉纱、布头、
纸和润滑油等必须存在盖严的铁桶内，严禁扔、洒在井巷、硐室和采空
区内。
④在井下清洗风动工具必须在专用硐室内进行。
⑤严格限制可燃性支护的适用范围。
⑤井下皮带运输机应采用不延燃皮带。
（7）机电设备硐室、检修硐室、使用带式输送机的巷道以及采掘
工作面附近的巷道中，均应备有灭火器材，并要求井下工作人员熟悉本
职工作区内灭火器材的存放地点。
井下各主要硐室所配备的消防器材见
表
5-3-1。
表中未列但根据有关要求需配备灭火器材的场所，应配足防
灭火器材。
表中规定了井下各主要硐室所配备的消防器材，建设单位可
结合现有配备情况，进行相应的补充。
2.井下电气设备的防火措施
（1）根据《煤矿安全规程》有关规定，采区机电硐室及采掘工作
面均选用矿用防爆型设备。
变压器选用矿用防爆型干式变压器，照明灯
具均选用矿用防爆型。
控制设备均为矿用防爆性型或本质安全型。
所有
设备均应具有“煤矿矿用产品安全标志”及“产品合格证”。
（2）矿井所有一、二类负荷高低压供电均为双回路并引自不同变
压器及不同母线段，每回路负荷保证率均为
100%。
（3）本矿井井下供电系统为中性点不接地系统，采用保护接地的
99
方式。
根据本地区气象资料，本矿井所在地的年雷暴日为29.1d/a，大
于
15d/a，故高度在
15m
及以上的水塔、烟囱等及其他据此计算的预计
雷击次数
0.06
次/a
及以上的一般建筑物，以及预计雷击次数
次
/a
小于
0.3
的办公楼、单身公寓等均属三类防雷等级，应采取防
直接雷击及防高电位引入的措施。
引下线的接地冲击电阻≤30Ω，并应
尽量利用建筑物本身的钢结构，做到均衡电位接地。
3.井下电缆
井下电缆均选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃
型铜芯电缆，其主芯线及接地芯线均能满足供电线路负荷及保护接地的
要求。
电缆的敷设及连接均应符合《煤矿安全规程》2005
版之第
468、469、471、472
条。
（1）电缆选择：
在水平巷道内采用矿用阻燃型橡套电缆和矿用阻
燃型钢带铠装聚氯乙烯绝缘电缆，低压动力电缆采用矿用阻燃型屏蔽橡
套电缆，采掘工作面的
660V
设备采用分相屏蔽矿用阻燃橡套电缆，固
定及非固定敷设的照明、通信、信号和控制电缆均采用矿用阻燃橡套电
缆。
（2）电缆敷设：
电缆必须挂设，在水平巷道或倾角
30°
以下的巷
道中电缆采用吊钩悬挂；
在倾角
以上的巷道中，电缆采用夹子、卡
箍进行敷设，夹持装置应能承担电缆的重量，并不得损坏电缆。
水平巷
道和倾斜巷道中敷设的电缆应有适当的弛度，并在承受意外重力时能自
由坠落，其悬挂高度使电缆在有矿车掉道时不致受撞击，在电缆坠落时，
不致落在轨道或输送机上。
电缆悬挂点的间距在水平或倾斜巷道内不得
超过
3m,在立井井筒内不得超过
6m。
100
电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水，在电缆上
严禁悬挂任何物件。
如果电缆同压风管或供水管在巷道同一侧敷设，必
须设在管子上方，并保持
0.3m
以上的距离，电缆同风筒等易燃物品应分
挂在巷道的两侧，否则，相互之间应保持
以上的距离。
井筒和巷道内的通信和信号电缆，应同电力电缆分挂在井巷的两侧，
如果受条件所限，在井筒内应敷设在距电力电缆
以外的地方，在巷
道内，应敷设在电力电缆的上方
0.1m
以上的地方。
高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆相互的间距
应大于
0.1m，高压电缆之间和低压电缆之间的距离不得小于
50mm，以便
摘挂。
井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、在拐弯或分支点都应设
置注有编号用途、电压和截面的标志牌，以便识别。
铠装电缆的钢带、钢丝和屏蔽护套必须进行接地保护。
（3）电缆连接：
在立井井筒中所用的电缆，中间不得有接头，运行
中因故需要增设接头，可在井筒中设置与电压等级相符的接线盒，但应
妥善放置在托架上，不应使接头承力；
电缆同电气设备的连接，必须用
同电气设备性能相符的接线盒，电缆芯线必须使用齿形压线板或线鼻子
同电气设备进行连接；
不同型电缆之间不得直接连接，必须经过符合要
求的接线盒、连接器或母线盒进行连接；
同型电缆之间可直接连接，但
纸绝缘电缆必须使用符合要求的电缆接线盒连接，高压纸绝缘电缆接线
盒必须灌注绝缘充填物，橡套电缆的连接必须采用硫化热补或与热补同
等效能的冷补，在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，
合格后方可下井使用；
塑料电缆的连接，其连接处的机械强度以及电气、
防潮密封、老化等性能应符合该型矿用电缆的技术标准要求。
4.井下电气设备的各种保护
井下高压电动机、动力变压器的控制设备具有短路、过负荷、接地
101
及欠电压释放保护。
井下高、低压各馈出回路均设有短路、过负荷和漏
电保护装置。
移动变电站的高压侧设有电缆绝缘监视保护按钮，低压侧
设有短路、过负荷及漏电保护。
此外，采区内每台电动机均配有具有短
路、过负荷及漏电闭锁保护的磁力启动器。
工作面所配之每台煤电钻均
配有具有短路、过负荷及漏电保护的电钻综合保护装置。
照明配电装置
均采用具有短路、过负荷及漏电保护的综合保护装置。
5.井下电气设备的检查、维护、修理和调整
电气设备的检查、维护、修理和调整工作，必须由专职或临时指派
的电气维修工进行，高压电气设备的维修和调整工作，应有上岗证和施
工措施。
高压停、送电的操作，可根据书面申请或其它可靠的联系方式，
由专责电工执行。
采区电钳工，在特殊情况下，可对采区变电所内高压
电气设备进行停、送电的操作，但不得擅自打开电气设备进行修理，经
维修单位机电主管人员授权者，不受此限。
井下防爆电气设备的运行、
维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求，防爆性能受到破坏的
电气设备，应立即处理或更换，不得继续使用，矿机电部门必须建立防
爆检查、电气管理、小型电器管理、电缆管理等专业组，电气设备防爆
检查员，必须由有业务能力并经过专业训练持有合格证的人员担任，还
应按规定数量配齐。
矿总工程师应定期组织实施各电气设备和电缆的检
查、调整工作。
井下供电应做到无“鸡爪子”，无“羊尾巴”，无明接头，
有过流和漏电保护装置，有接地装置，电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整
齐，防护装置齐全，绝缘用具全，图纸资料全，坚持使用检漏继电器，
坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护，坚持使用瓦斯电和风电闭锁。
6.通讯线路必须在入井处装设熔断器和避雷器，接地极电阻不得大
1Ω，以免地面雷电波及井下。
二、胶带输送机着火的防治措施及装备
102
1.各胶带输送机均采用阻燃钢绳芯输送带。
2.托辊非金属零部件和滚筒包胶的阻燃性、抗静电性符合
MT113
规
3.为防止输送带跑偏，各输送机上设有调心托辊，并设防跑偏装置。
4.为防止张力下降造成输送带与驱动滚筒发生打滑，各输送机均设
有恒张力拉紧装置，并在驱动滚筒装设防滑保护装置。
5.为防止倒转，各输送机驱动装置上均设有逆止器。
6.各输送机驱动装置上均设有制动器，且制动器为防爆型。
7.各输送机液力偶合器、制动器等均采用阻燃传动介质。
8.各输送机采用防爆电动机，符合
GB
升级会员 