金河煤矿防灭火设计Word文件下载.docx

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第一节编制依据

一、法律、法规，《煤矿安全生产法》、

二、《煤矿安全规程》（2011年版）

三、《煤矿防灭火条例》。

四、依照“安全第一、先治后采”的原则。

五、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029－2007）；

六、《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383－2006）；

七、《宜宾市经济委员会关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》（宜市经煤〔2006〕420号）、（宜市经煤〔2008〕446号）；

八、煤尘爆炸危险性、煤的自燃倾向性检测鉴定报告；

九、其它相关资料。

第二节指导思想

1．贯彻执行《煤矿安全规程》相关的防灭火规定

2．针对本矿井下开采条件和不安全因素，积极采取安全有效地方法，保证防灭火安全、快速、有效。

第二章矿井概况

第一节矿井基本情况

一、交通位置

金河煤矿距久庆镇约2.0km，有乡镇公路在久庆镇与古（宋）—巡（场）公路相接，东距古宋6.0km，西距巡场60.0km，交通方便。

二、地质构造及煤层特征

（一）地层

区内出露地层由老至新（从下至上）为二叠系下统茅口组（P2m）、二叠系上统龙潭组（P21）和长兴组（P2c）、三叠系下统飞仙关组一～三段（T3f1～T3f3）。

（二）构造

井田位于珙长背斜北东翼东段的古宋一号井田东部地段，为一走向北西～南东、倾向北东的单斜构造。

地层倾角20～30°

，平均27°

。

地层产状波动不大，断层稀少，井巷内见有挤压光滑面及小型隐伏断层，断距1～3m，多为逆断层，对煤层开采影响不大。

井田地质构造复杂程度属简单类型。

（三）煤层主要特征

1、煤层

井田含煤地层为二叠系上统龙潭组，厚90～105m，含煤10余层，其中可采及局部可采煤层3层，自上而下为：

K6煤层（大汉炭或高炭）：

位于煤系顶部，上距长兴灰岩6.0～9.4m，煤层厚1.0～2.36m，平均厚1.91m，全区可采。

煤层结构简单，局部含1～2层粘土岩或炭质泥岩夹矸，夹矸单层厚0.02～0.15m，煤层顶、底板均为粉砂质泥岩或泥岩、细砂岩，有时直接底板为粘土岩。

泥岩细砂岩为较稳固岩石，粘土岩具弱膨胀性，易底鼓，遇水尤为严重。

K5煤层（小汉炭）：

上距k6煤层6.0～10.0m，煤层厚约0.8m，局部可采。

K1煤层（细花炭）：

位于煤系底部，其下为黄铁矿层，厚约0.9m，结构复杂，局部可采。

2、煤质特征

K6煤层煤层特征见表1-1-3。

表1-1-1　　K6煤层特征表

煤　　　层

K6

煤层总厚度（ｍ）

最小～最大

1.0～2.36

平均

1.91

顶底板岩性

顶板

深灰色泥岩与砂质泥岩，局部见石灰岩及砂岩，常有伪顶，为一层较薄的灰黑色炭质泥岩。

底板

灰白色粘土岩，遇水极易膨胀

煤层结构

单一结构为主，局部含夹矸一层，全区稳定可采

煤层倾角（度）

20～30°

容重（ｔ/ｍ3）

1.5

煤质牌号

中灰、高硫、中高热值三号无烟煤

三、开采技术条件

1）K6煤层顶底板：

顶板：

底板依次向下为：

白灰粘土岩、砂岩、泥质粉砂岩，平均6.81m，再往下为k5煤层。

2）瓦斯

根据宜宾市安全生产监督管理局关于2012年度全市地方煤矿（煤硫矿）瓦斯等级鉴定结果的批复文件，金河煤矿属于突出矿井。

3）煤尘爆炸性与自燃性倾向性

据四川省煤炭产品质量监督检验站2013年6月检测报告，该矿井开采的K6煤层，K6煤层煤尘无爆炸危险性；

煤自燃倾向性等级均为Ⅲ类，为不易自燃煤层。

4）地温

本矿井属地温正常型矿井，在实际生产过程中区内从未发生过地温异常现象。

5）水文地质条件：

区内水系较发育，矿区南东发育有响水河为区内常年性水流，且季节性冲沟较多，多在洪水季节才有地表水水径流，汇入矿区南东的响水河流出区外。

矿区地表水排泄条件好，地下水由降雨补给，迳流畅通。

K6煤层以上各岩层、组（T1f1-2、P2c）为溶隙、裂隙含水层，富水性弱～中等，K1煤层底部的茅口灰岩（P2m）为岩溶～裂隙含水层，岩溶发育较深，与地面有水力联系，富水性强，对开采K1煤层有影响，对开采k6煤层无影响。

地质勘探时经抽水试验，对单独开采K6、K5煤层时的涌水量计算结果为40～230m3/h，一般为93.5m3/h。

矿井目前实际排水量为62～230m3/h。

随着开采面积和深度增加，井下涌水量可能会逐渐增大。

由于矿山浅部煤层多被采空，因地表开裂，地面不均匀沉降，导致地下水多被疏干，地下水及地表水对矿山开采影响较小。

但在暴雨季节，大气降水常沿地表裂隙渗透，作为矿坑充水水源。

矿坑充水的直接充、含水层是飞仙关组第一加二段（T3f1÷

2）和长兴组（P2c）：

其为灰绿色砂质泥岩夹薄层粉砂岩、砂岩和深灰色生物碎屑灰岩，是矿井充水的主要水源

由于本区采空区以上地下水疏干强烈，其裂隙水沿煤层顶板及采空区以淋水、滴水形式存在，未发现大的集中出水点。

矿山井下隐伏小断层较发育，但因断距较小，属层间错动，未见导水现象，但矿井在建设和生产过程中应加强断层的研究，防止突水事故发生。

井田东缘的响水河常年有水，应留足保护煤柱，避免开采塌陷透水。

综上所述，该矿为裂隙、溶隙型充水矿床，矿山采区位于当地最低侵蚀基准面之下，地下水补给来源有长年性河流、季节性溪沟及大气降水，

水文地质复杂程度属中等（

级）类型。

第二节矿井开拓开采现状

一、井田境界、储量、生产能力及服务年限

根据四川省国土资源厅颁发的矿井采矿许可证（证号：

C510000************674）,划定的开采范围共由9个（3～11号）拐点圈闭。

走向长2.0km，倾向宽约0.84km，矿区面积为1.6737km2。

允许开采标高+400m～+100m，开采K6煤层。

2、根据矿井提供的资料，2013年末，矿井有设计可采储量1435kt。

3、生产能力及服务年限

矿井设计生产能力90kt/a，至2013年底矿井还有服务年限11年。

二、矿井开采现状

（一）矿井开拓现状

矿井为平硐+暗斜井开拓方式，共有3个井筒，分别是+408.8m主平硐、+410.6m副平硐、+535.3m回风平硐。

3个井筒的井口相互之间距离均大于30m。

其中+408.8m主平硐、+410.6m副平硐主要用于进风和运输，+535.3m回风平硐用于回风。

矿井开采深度为+410m～+100m标高，划分为+330m、+260m、+100m三个水平。

其中，+100m水平还未开采，目前矿井根据其实际情况，把矿井+330m、+260m水平西翼余下煤炭资源合并为一个采区，即309采区。

由于在2008年矿井在+330m～+260m已形成工作面，且在+410m～+330m井巷施工时，发现+375m瓦斯抽放巷掘进难度大。

因此，综合矿井实际情况，为满足生产需要，309采区先开采+330m～+260m，即在K6煤层中布置1个3092回采工作面。

同时，布置1个掘进工作面，即3096掘进工作面。

矿井采用采区前进式布置，区内后退式回采，每个采区布置有采区运输巷、采区轨道上山、采区回风上山及采区回风平巷，形成采区开采系统。

（二）矿井开采现状

1、采煤方法

矿井采用走向长壁采煤法，放炮落煤，采煤工作面采用单体液压支柱支护，采用全部垮落法管理顶板。

2、运输

煤炭运输：

3092工作面的煤炭由人工攉至溜槽内自溜至工作面下出口后装入矿车，经人力推车至+260m运输巷车场后，由CCG3.0/600FB型防爆柴油机车牵引至+260m水平井底车场，由提升绞车提升到+400m水平主运输巷，由CCG3.0/600FB型防爆柴油机车牵引出地面。

3096运输巷掘进工作面碛头→人工运输375溜煤眼联络巷→375K5溜煤下山→260环形车场→260运输大巷→副暗斜井→副平硐→地面。

材料运输：

地面→副平硐→副暗斜井→260运输大巷→区段材料上山→工作头、面。

人员运输：

地面→副平硐→人行下山→各水平运输大巷→各区段石门→工作头、面。

3、排水：

采区巷道内均设有水沟，煤层巷道的水通过石门经上山自流到水平运输大巷，由大巷水沟汇集到水仓，再由水泵抽至副平硐，再自流到地面。

井下排水均经处理后达标排放。

4、瓦斯抽采设备

瓦斯抽采设计由四川省安全科学技术研究院编制，于2011年5月建立了矿井地面固定瓦斯抽采站和瓦斯抽采系统，2011年7月经省煤监局会同宜宾市监管局、川南煤监分局、兴文县安全监管局等部门组织验收合格，并经四川省煤矿安全监察局（川煤监审批〔2011〕240号文）《关于兴文县金河煤业有限责任公司矿井瓦斯抽采系统工程竣工验收的批复》，同意该系统投入使用。

金河煤矿具备预抽煤层瓦斯的装备条件。

三、矿井通风系统情况

（1）矿井通风方式

矿井采用抽出式通风方法，中央分列式通风方式。

（2）主要通风设备

回风井安设有2台FBCZ№12.5型轴流式通风机，电机功率为45kW。

主要通风机一台运行，一台备用。

风井设有风机房，配电房，风机房内有司机岗位责任制、交接班制度、有风机启动和反风操作系统图、有维护检修制度，风机房有司机24h值班，有通风机运行记录表。

矿井有完整独立的通风系统，有3个直通地面的井筒，其中二个为进风井、一个为回风井。

四、矿井供电、供水情况

（一）矿井供电情况

1）地面供电

金河煤矿采用双回路供电，一回lOkV电源来自久庆变电站I段母线，供电距离1km，采用一趟LGJ-3×

35型架空线路输送至矿井地面主变电所；

另一回10kV电源来自久庆变电站II段母线，供电距离1km，采用一趟LGJ-3×

35型架空线路输送到矿井地面主变电所。

地面主变电所共安装8台HXGN-12型高压开关柜（其中进线柜2台，补偿柜1台、馈出柜4台、站用电1台）、6台GGD型低压开关柜、2台变压器：

其中l台S9-400/10/O.4（0.23）型变压器向地面瓦斯抽放泵、固定空压机、照明、通信、充电、机修、坑木、办公等设备供电，另1台S9-250／10／0.4（0.23）型变压器备用。

风井采用两回高压电源供电：

一回10kV来自久煤线，一回10kV来自久水线。

风井附近共安设2台变压器：

一台S9-80／10／0.4（0.23）型变压器运行，向主要通风机、风井监控分站供电，另一台S9-50／10／0.4（0.23）型变压器备用。

2）井下供电

从地面矿井主变电所引两根煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆（MYJV22-8.7/10，3×

35-1300m）经副平硐入井，经行人下山、行人通道，供到井下+330m中央变电所。

+330m中央变电所内安设3台BGP43-10高压真空配电装置、3台变压器：

其中2台KS9-400/10/0.4矿用一般型变压器（一台运行，一台备用）输出0.4kV电源，主要向排水设备、提升设备、采掘等设备供电，同时作为局部通风机的备用电源；

1台KBSG-50/10/0.4型隔爆变压器输出0.4kV电源，专门向掘进工作面的局部通风机供电。

掘进工作面的局部通风机采用双风机、双电源、双回路供电（其中一回为“三专”供电线路，另一回为备用电源线路），双风机能够自动切换。

井下水泵采用双电源、双回路供电，其它设备采用双电源、单回路供电。

（二）矿井供水情况

矿井在主平硐地面设了一个2×

150m3的消防防尘水池兼生活水池，池底标高约＋420ｍ，水源为附近大约2ｋｍ的关上水库，消防防尘水从当地自来水公司过境的主水管接管引入，供水施救主水管从主平硐进入、经K5人行上山，至+260m顶板运输巷。

第三章　　火灾防治

第一节矿井火灾分类

（一）外因火灾。

（二）内因火灾。

第二节对火灾引火源分析

（一）外因引火热源

常见有明火、明电。

气焊、喷灯焊接、机电设备安装撞击产生的火花，摩擦火花，违章爆破，非阻燃材料高温发火、瓦斯、煤尘爆炸等。

（二）内因火灾

煤炭自然发火，主要来自煤炭存在的自燃倾向性，在一定的环境下，经低温、氧化、蓄热、干馏等一系列物理化学过程，就能形成煤炭自燃。

（三）火灾特点

（1）外因火灾：

发生突然，没有预兆，发展蔓延迅速，如果灭火及时得当可很快灭除，否则则造成不可估量的损失。

（2）内因火灾：

发展过程缓慢，发火地点隐蔽，存在有易于低温氧化的煤炭，并有连续供氧和蓄热的条件，发火前有明显预兆。

（四）引起火灾的条件

引火源、一定量的可燃物、助燃气体。

第三节煤炭自燃过程分析

一．煤在正常的温度条件下进行氧化，能散发一定的二氧化碳，水分和热量，媒体温度不高；

但是煤经历长时间的缓慢氧化，温度会降低。

该阶段为潜伏期。

二．煤经过潜伏阶段后，氧化能力提高氧化生成热量增加，这时若供氧及时、充足，且散热不良，则煤会因高温加速氧化，煤的温度达到60～80°

C时，氧化高温迅速增加，能达到300～500°

C，此时若通风及时或洒水降温则不会引起自然。

该阶段为自热阶段。

三．煤炭经过前两个阶段氧化后，已达到着火温度，如不采取通风降温措施，就必须做到封闭严密，否则就会酿成火灾。

第四节煤炭自燃倾向性鉴定

为了掌握煤炭自燃的所有因素，以便采取相应的对策，防止引燃。

必须对煤的自燃倾向性进行测定。

每层煤的自燃倾向性应由技术检测部门进行鉴定，给煤矿防火提供依据，并根据鉴定级别，加强防灭火管理。

第五节影响煤炭自然的外在条件分析

一．煤层地质构造复杂，煤层松软破碎，有利于自燃。

二．巷道多，回采率低，回采速度慢，有利于自燃。

三．煤层倾角大，厚度大，采空区不易封闭，有利于自燃。

四．预留煤柱不符合技术要求，对煤柱破坏多，有利于自燃。

五．矿井通风阻力大，进、回风巷压差大，且存在较大漏风，有利于自燃。

第六节自然火灾的预兆特征分析

一．矿井内突然温度上升，有发火危险地点附近巷道产生雾气，在煤炭自燃区域外较冷的巷道表面上凝结水珠，巷道壁挂汗。

二．空气中出现煤炭与坑木的干馏产物，散发煤焦油气味。

三．井下涌水的酸度不断增加，巷道中空气温度上升。

四．矿井空气流经自然区氧气明显减少，二氧化碳、一氧化碳浓度增加，这些气体可以作为火灾预防、预测依据。

第四章自燃火灾的预测预报

一．矿井内气温日检和气体检测分析

（一）气温日检：

加强防灭火管理，严格执行防灭火制度，即要从思想上提高防范意识，还要从实际工作中做好气体检测，及时采取安全技术措施以消除安全隐患。

（二）工作要求：

制定防灭火制度，建立防灭火档案，坚持每日对矿井的自燃发火区、老巷、井下各防火墙、采空区密闭墙和高温区不少于三次检查监测，并做好记录。

（三）指定专人配合瓦检员、测风员按照《规程》规定测定矿井各工作面和各巷道的气体成分，做好记录。

（四）要求每三日做汇总，上报矿长和安全技术办，有防灭火机构负责人具体落实。

二．火灾系数计算

通过所测定井下各测点的氧气减少量（-O2），二氧化碳增加量（+CO2）和一氧化碳增加量（+CO）进行预测预报。

各项指标计算如下：

1．R1=+CO2×

100％

-O2

2．R2=+CO×

100%

-CO2

3．R3=+CO×

+CO2

式中

R1为二氧化碳火灾系数

R2为一氧化碳火灾系数

R3为第三火灾系数

-O2为矿井中进回风流中的氧气含量

+CO2为矿井中进风流中二氧化碳含量

+CO为矿井进风流中的一氧化碳含量

两系数浓度相减得出。

三．火灾系数

H1=CO×

Qm3/min

CO——区域回风流中的一氧化碳含量%。

Q——区域回风量m3/min

设计根据风流中的一氧化碳的绝对量，来预测自燃火灾和煤层自燃倾向性鉴定值。

当回风流中的一氧化碳含量超过规定值时，就属着火，小于安全规定值时不发火。

四．气体分析

根据煤体放出温度的关系作为指标性气体进行煤炭自然预报。

当煤体温度为60～80℃时，必须立即采取措施进行灭火。

第五章矿井防灭火方法

第一节阻化剂防灭火

一．设计依据

B4煤层自燃倾向性试验结果（表2-3-6）表明，煤的氧化程度为33.4%，丝炭含量8.26%，为易破碎的长焰煤，未见地表露头被火烧，本煤层的自燃倾向性等级属不易自燃煤。

表2-3-6自燃倾向性鉴定结果表

煤层

St.ad%

Mad%

Aad%

Vdaf%

自燃倾向等级

1.42

1.82

8.26

33.4

不易自燃

二．阻化剂选择

根据阻化效果好、成本低和资源丰富的原则，本矿井选用的阻化剂为20%的氯化钙（CaCL2）溶液，喷洒设备选用一台WJ-24型阻化剂喷射泵，流量2.4m3/h，压力2-3MPa。

三．喷洒压注系统

设计矿井年产量为15万吨/年，井下一个采煤工作面生产，日喷洒量不大，为减少矿井投资，设计确定选用机动性喷洒压注系统，可以满足防火的要求。

四．参数计算

1、阻化剂溶液的浓度

ρ=T÷

C×

100%=T÷

（T+W）×

式中：

ρ—阻化剂溶液浓度，%；

C—阻化剂溶液量，kg）；

T—阻化剂用量，kg；

W-用水量，kg。

依据实际经验阻化剂溶液浓度取20%。

2、工作面一次喷洒量

投产工作面采用一次采全高方法，故工作面一次喷洒量主要为底板浮煤的喷洒量。

工作面底板浮煤喷洒量

G1=K1K2LBh1A1

G1—按重量计算浮煤一次喷洒量，kg;

K1—一次喷洒加量系数，一般取1.2；

K2—松散煤（浮煤）的密度，取0.8t/m3；

L—工作面长度，56m；

B—一次喷洒宽度；

h1—底板浮煤厚度，0.1m；

A1—原煤（浮煤）的吸液量，67kg/t；

G1—1.2×

0.8×

56×

2×

0.1×

67=720kg

五．阻化剂喷洒工艺

矿井采用矿车运送阻化剂至工作面现场配制，阻化剂溶液箱为自制2.0m×

1.2m×

1.2m，选用BH-40/2.5型煤矿用灭火泵接软管和喷枪对工作面浮煤进行喷洒，每天喷洒一次。

喷洒设备设置在回风巷便于运送。

六．阻化液喷射泵工安全操作规程

A．一般规定

第一条．上岗前必须经过专门培训并考试合格，取得本工种岗位操作资格证书。

第二条、认真学习“作业规程”熟悉作业环境，生产系统施工方法，质量标准和安全注意事项，具备自保，互保的意识和能力。

第三条．熟练掌握所用阻化液喷射泵构造，特征，技术性能，安全注意事项掌握维修和保养技术。

B．准备工作

第四条．在使用前应认真阅读阻化液喷射泵使用说明书，卸下防护罩，检查各部件螺丝不得松动，，注意三角皮带应松紧适宜必须与二轮平直（可用液泵及电机的低角螺栓调整），再装好防护罩。

搬运时将前后四根抬把抽出即可。

第五条．打开曲轴箱加油盖，注入清洁的N10-N32机械油，

加到油窗的油位线为止。

每次使用前都应检查润滑油的油位，如低于油位线时，应及时添加。

第六条．检查电源是否接好，电机是否返转。

第七条．将带有吸液滤网的吸液管与液泵的吸液口接上，带有吸液网的一端置入装满阻化剂溶液的箱内，将Φ13mm的高压胶管与液泵的排液口接上，再连接喷枪或雾化喷头。

C．阻化剂的配制

第八条．自制的阻化液箱为：

长2.0m、高1.2m、宽1.2m、容积2.88m3、重量为3.17t，每次全工作面喷洒2/3箱。

第九条．每袋氯化钙（CaCL2）重量为100kg，要使用的阻化剂液为20%溶液，每箱应加氯化钙（CaCL2）为2袋。

每次全工作面应使用氯化钙（CaCL2）720kg。

D．起动各调压

第十条．液压泵与动力机配套时，不需要考虑旋转方向，因液

泵在顺时针或逆时针方向旋转时均能正常运转。

第十一条．起动前，应先将调压手轮向“低”的方向旋松几圈，

把调压手柄往顺时针方向板足“卸压”，将吸液滤网放入清水中，再送电试喷，要求各接头无渗漏且流量、压力、射程及喷洒状态应达到要求，若起动后不吸水就应停机查明原因。

第十二条．起动后，如果电动机和液压泵都运转正常，排液无

问题，就可以把调压手柄往逆时针方向扳足“加压”，再把调压手轮向“高”的方向旋紧至所需压力。

第十三条．压力表所显示的压力者以由低向高调为标准，由高

向低调测误差较大，可以用调压手柄来回扳动几次，即可指出正常压力。

第十四条．液泵不可脱水空转，欲停止工作时，必须将调压手

柄扳到卸压位置，待淮泵压力降低后主可停机以免损坏设备。

E．操作

第十五条．喷射前要检查喷射抢前方有无人员，操作人员要站在液压支架下面向采空区内喷射。

第十六条．喷射阻化液时必须均匀的喷洒在空区浮煤上，严禁因支架挡着不好喷而导致部份地点未喷洒到。

第十五条．需搬动喷射时必须关掉阻化液喷射泵，将电缆、管路顺好，移够后才能搬动，严禁在阻化液喷射泵工作中搬动。

F．停阻化液喷射泵

第十六条、每次工作结束后，需用清水继续喷洒数分钟，祛除液泵和管路内的残液，停机后拆下吸水管，再转动几下皮带轮以排出液泵内的存水，延长设备的使用寿命。

D．注意事项

第十七条．定期更换润滑油：

当液泵实际使用200h左右（不足200h应每季度）须更换曲轴箱内润滑油一次，更换时，先旋下油塞和加油盖，将污油放净，从加油口，将内部清洗干净，再注入规定的机械油切勿其它油类代替，若换油时间未到，发现吸水座下小孔滴液、油位上升、变白或成乳化状液体等（说明曲轴箱内有药液进入）应立即换油，并更换吸水座内的出水密封圈。

第十八条．注意观察箱内阻化剂溶液的剩余量，液泵不可无液空转。

第十九条．润滑油要按要求更换，并保持与油位线一致。

第二十条．工作结束时，必须将调压手柄调至降压位置，待压

力降低后再停机。

第二十一条．更换活塞碗应注意活塞碗和活塞碗托的方向，并

报进水阀片拧紧，装上弹簧垫圈后再拧紧螺母。

第二节其它综合防灭火措施

根据本矿工作面的因素，设计采取的综合措施有：

1、均压灭火

采用均压防灭火，需按下列规定和程度进行：

（l）采用均压防灭火之前，查明需要均压的区域风流压能分布和漏风状况，然后方可制定均压方案和措施，付诸实施。

实施中应进行均压效果实测，以便检验和修正原制定的方案