矿井防灭火措施.docx
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矿井防灭火措施
矿井防灭火措施
防灭火措施
二〇一二年二月
矿井防灭火
第一节概略
依据本矿历年开采状况及平煤〔集团〕公司通风实验室作的煤尘爆炸性鉴定报告，二1煤层和三9-10煤层煤尘均有爆炸风险性，二1煤爆炸指数39.42%，三9-10煤爆炸指数49.55%，据平煤〔集团〕公司通风实验室作的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，二1煤层自燃等级为II类，属自燃煤层。
该矿在今后开采时必需增强管理和防范。
该矿所采三9-10煤层自燃倾向等级未作鉴定，建议树立单位尽快提请有资质的部门作出鉴定，以供下阶段设计运用。
为了保证平安消费，防止消费平安事故发作，本矿煤层暂按自燃煤层管理，设计拟采用综合防灭火措施，在空中构筑注浆站，铺设公用管路至任务面，井下装备移动式灌浆系统一套，对采空区实施注浆，及时封锁采空区，防止煤炭自燃。
第二节开采煤层自燃预测及防治措施
一、煤层的自燃预测剖析
二1、三9-10煤层属腐质煤类，其原始原料为初级植物的遗体分解转化而成，由于泥炭堆积复水水平深，恢复作用强，在厌氧的水介质条件下，菌解作用强，植物遗体分解充沛。
因此，多构成无结构的镜质类物质，丝质类物质较少，煤的抗氧化才干较强，不利于煤层自燃。
二1煤层结构复杂，煤质坚实易碎，煤层顶板为砂质泥岩或砂岩，底板砂质泥岩。
二1煤层呈灰黑色，块状、粉末状，整齐状断口，节理较发育，含黄铁矿结核，稳固性系数0.16~0.2，容重1.39t/m³，属中灰，低硫，高发热量的焦煤。
三9-10煤层属低硫，中高灰中等发热量的烟煤，适用于动力及民用煤。
煤的机械强度低，煤质坚实，多以粉煤为主，不利于空气进入煤体，对煤层自燃有一定阻碍作用。
矿井采用三立井下山单水平开拓全井田，通风方式为抽出式通风，主、副井进风，风井回风。
依据该井田煤层赋存特征将井田二1煤层和三9-10煤层各划分为一个采区停止独自开采。
三9-10煤层的采区为二1煤层采区的接替采区。
开采二1煤层时，副井－64m水平井底车场沿煤层顶板走向布置，层位处于二1煤层顶板岩层中。
在二1煤层布置有两条下山，即轨道下山和皮带下山。
采区内回采任务面之间采用跳采，以便改善回采任务面顺槽的维护条件和采区之间的接替预备任务，增加采、掘任务面之间的相互关扰。
采区内采煤任务面采用前进式回采，为了增加上、下顺槽之间的煤柱损失，布置采煤任务面顺槽时，相邻两个任务面上、下顺槽之间留设5~7m的煤柱，以保证隔绝采空区，防止采煤任务面向已回采的采空区漏风，形成煤层自燃发火。
在开采二1煤层时，采取跳采顺序的开采。
这些都对预防煤层自燃发火是有利的。
二、煤的自燃预防措施
〔一〕开拓开采方面的措施
1、采用三立井开拓，主、副井进风方式，结合本矿特点，井下巷道除井底车场、硐室及主井井下主要硐室以拱形断面砌碹外，其它巷道全部采用金属梯形支架支护；井底车场、萁斗装载硐室、井底煤仓、井下变电所、主排水泵房、火药发放硐室、水仓、消防资料库等均采用混凝土支护，断面方式为半圆拱，强化顶板管理，确保掘砌质量，从基本上预防煤层自燃的能够。
2、回采任务面采用走向长壁前进式开采，全部冒落法管理顶板。
3、由于采煤任务面采用跳采，回采巷道采用沿空掘巷，留5~7m的煤柱。
为防止向采空区漏风，消费单位应经过观测和实验确定沿空掘巷的位置掘进和回采的间隙时间，采用放小炮，增加空顶面积，加大支护密度等方法，增加巷道破坏煤柱变形而发作漏风现象。
4、井下爆破严厉遵守有关规则、规范规则，防止井下爆破引发火灾。
5、增强工程质量，防止巷道顶板局部冒顶留有空泛，以免引发自燃。
6、及时封锁采空区，防止向采空区漏风，依照«煤矿平安规程»第240条，采煤任务面回采完毕后，必需在45天内停止永世性封锁。
7、煤层注水也可起到减缓煤层氧化自燃的作用。
8、设计中井下有完善的消防洒水系统。
〔二〕通风方面的措施
1、本矿井通风采用抽出式通风系统，漏风量少，通风管理较容易；有完备的通风设备，能保证各作业地点有充足的风量，主井与风井联络车场设有双向风门，正向风门设置连锁装置。
矿井一旦发作火灾，可以立刻反风。
2、矿井主要通风机设有反风装置，确保矿井一旦发作火灾瓦斯灾祸时，可以完成矿井反风或区域反风，反风量不小于正常风量的40%。
〔三〕监测方面的措施
矿井设有监测监控系统，其中含有温度、一氧化碳等探头和报警装置。
详见第八章。
矿井设计装备有AT2型一氧化碳检定器，AZJ－91型便携式瓦斯检测报警仪，JJY－1型瓦斯、氧气检测仪等。
三、防灭火方法
回采任务面存在多种发火缘由，矿井能否平安回采，防灭火是关键之一。
目前煤矿消费中常用的防灭火方法主要有：
黄泥灌浆防灭火、惰性气体防灭火、喷洒阻化剂防灭火、均压防灭火等。
经过各防灭火系统停止综合比拟，本设计思索除井下设有完善的消防洒水系统外，采用以灌浆防灭火为主的防灭火系统和CO与温度预测预告系统。
1、灌浆防灭火
〔1〕设计依据
全矿井划分为一个采区，采用抽出式通风，主、副井进风，风井回风。
该矿开采二1煤层和三9-10煤层，其中二1煤层倾角4°~8°，煤层厚度比拟动摇，平煤集团大庄矿已采上分层〔采2.2米左右〕，依据矿井揭露，该煤层在平煤大庄矿开采一层后，剩余煤厚为2~4.2米，煤层比拟动摇，全区可采。
开采的三9-10煤层为原平煤集团大庄矿采后的边角区段煤柱煤层。
据井下巷道揭露，三9-10煤层剩余厚度为0.5~3.2m，煤层倾角6°~9°左右，煤层属较动摇煤层，大局部可采。
依据煤层的赋存特点，回采任务面采用长壁前进式采煤法，任务面采长50m，煤层厚度平均3.0m，年推进度为841.5m，平均采高2.5m，日推进度为3m/d，回采率97%。
〔2〕灌浆系统的选择
空中固定式灌浆防灭火系统，存在初期设备投资较大，运转费用高，不易管理等效果。
井下移动式灌浆系统处置了上述缺乏，机动灵敏，灌浆距离短，管材消耗少，缺点率低；但灌浆量不大。
依据本矿井任务面产量较少，回采率高，灌浆需用量少等状况，确定本矿采用井下移动式预防性灌浆系统一套。
采用埋管注浆法，据采空区气体监测状况随采随注，并应用洒浆法补充。
〔3〕灌浆参数
——灌浆任务制度：
每天两班任务，每班纯灌浆时间为12h，或依据采空区气体监测状况而定。
——日灌浆所需量
Q1=KmIHC=0.03×2.5×3×50×97%=10.91〔m³〕
式中：
Qt——日灌浆所需量，m³；
m——煤层采高，m；
I——任务面日推进度，m/d；
H——灌浆区倾斜长度，m；
C——采煤回采率，%；
K——灌浆系统，依据本矿实践状况取0.03.
——每日制泥用水量：
Qs1=Qt×δ=10.91×3=32.73〔m³〕
式中：
Qs1——制备泥浆用水量，m³；
δ——泥水比例的倒数。
——每日灌浆量
Qj1=〔Qs1+Qt〕×M=〔32.73+10.91〕×0.93=40.59〔m³〕
式中：
Qj1——日灌浆量，m³/d；
M——泥浆制成率，取0.93。
〔4〕设备选型
依据本矿的开拓布置及每日灌浆需用量状况，思索到注浆实践效果及一定的平安系数，确定本矿选用KBJ—1008/2型井下移动式注浆设备一套。
其主要技术参数如下：
制浆量Q=6m³/h=60m³/d；
输入压力P=0.2MPa；
额外电压V=380V；
装机容量N≈28KW。
移动灌浆站布置在采区任务面左近的进风流中，依据需求移动。
泥浆制备采用机械搅拌方式，二台泥浆搅拌机随主机配套，交替运用。
〔5〕灌浆资料
煤矿常用的灌浆资料，普通采用粘土，亚麻土等，需求征地、买土，费用高，管理不方便。
依据本地域其它矿阅历，采用粉煤灰作灌浆资料，效果好，费用低。
〔6〕灌浆管路
经计算，灌浆管路选用D60×3.5高压液体保送管一趟。
管路沿轨道上山及岩石绕道车场敷设。
然后进入任务面运输巷，对采空区停止灌浆。
为防止灰浆在管路中沉淀或梗塞。
设计中管内灰浆实践流苏均大于临界流速，以保证灰浆在管路中正常活动，消费中应依据实践状况调整灰浆比，以到达最正确的灌浆效果。
为了保证灌浆管路疏通，每次灌浆终了，须用清水将管道内冲洗，冲洗时间不小于30min。
同时，在灌浆管路的最低点设置防水闸门，每次冲洗后，应将关内的泥水放掉，以免堆积阻塞管路。
2、监测系统
井下装备了多种气体检定器，随时对各种气体含量停止监测剖析，防止火灾发作。
第三节井下外因火灾防治及装备
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治措施
井下所无机电设备硐室及通道均采用砼砌碹等不燃性资料支护，并设防火门，装备必要的灭火器材。
井底排水泵房硐室及通道采用砼砌碹支护并用砼铺底，硐室内还设有8kg干粉灭火器和CO2灭火器。
其它机电设备硐室均依照有关规程、规范要求设有防火门或栅栏门并装备数量不等的灭火器。
机电硐室灭火器类型及数量见表5－1。
机电硐室装备灭火器数量表表5－1
序号
装备地点
灭火器种类
单位
数量
备注
1
井底车场
10L泡沫灭火器
个
4
CO2灭火器
个
2
2
主排水泵房
CO2灭火器
个
2
8kg干粉灭火器
个
1
3
井下变电所
CO2灭火器
个
2
8kg干粉灭火器
个
2
4
井下消防资料库
10L泡沫灭火器
个
4
CO2灭火器
个
4
5
火药发放硐室
10L泡沫灭火器
个
3
50kg干粉灭火器
个
1
6
绞车房
10L泡沫灭火器
个
8
CO2灭火器
个
8
总计
10L泡沫灭火器
个
19
CO2灭火器
个
18
50kg干粉灭火器
个
1
8kg干粉灭火器
个
3
注：
①一切地点的灭火器必需按未定反省、改换。
②以上地点和其它地点在消费中可依据实践需求曾加补充或调整灭火器类型。
2、井下电气设备的防火措施
选用两回MYJV32－6/10－3×50煤矿用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆，沿主井下至井底井下中央变电所供井下负荷用电。
恣意一回路电缆出现缺点时，另一回路电缆均能保证井下最大负荷供电。
本矿为低瓦斯矿井，依据该矿井的开拓方式、排水泵及采掘机械设备等布置状况，在主井井底左近设井下变电所，井下不设采区变电所。
井下变电所高压母线为单母线分段接线，井下供电电压等级分为：
高压6KV，高压660V，照明和电钻电压为127V。
井下变电所高压配电装置选用BGP8－6B型矿用高压防爆开关，高压配电装置选用BKD5和QC83、QC815矿用隔爆型真空馈电开关，变压器选用KS9型矿用普通型变压器。
井下其它地点电气设备均选用矿用防爆型，高压馈电开关选用BKD5型矿用隔爆自动馈电开关。
井下变电所区分向主排水泵、皮带下山运输巷、轨道下山运输巷、下山水泵、二111050任务面运输巷掘进头、二111050任务面轨道掘进头号负荷供电。
掘进任务面和采煤任务面采用风电闭锁和瓦斯电闭锁。
井底车场及其左近的照明电源引自井下变电所，其他地点照明电源就近引自照明线网，井下照明灯具选用KA6－60型防爆灯。
井下设总接地网，主接地极设在井下水仓中。
严禁井下配电变压器中性点直接接地。
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平安标志的阻燃电缆。
去固定设备的高压电缆选用MYP－0.38/0.66型煤矿用聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆；去电钻的高压电缆选用MZ－0.5/0.5型煤矿用橡套软电缆。
照明电缆选用MYP－0.38/0.66型矿用橡套软电缆。
电缆敷设：
下井电缆在井筒中敷设在预埋的电缆支架上，其他中央沿巷道壁悬挂敷设。
在井下水平或倾斜巷道中，悬挂在人行道的另一侧，应尽能够在距离轨道远的一侧。
井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离。
拐弯或分支点以及衔接不同直径电缆的接线盒两端，均设置标有编号、用途、电压和截面的标志牌。
电缆的衔接：
电缆与电气设备的衔接，必需用与电气设备功用相符的接线盒。
电缆线芯必需运用齿形压线板或线鼻子与电气设备停止衔接；不同型电缆之间严禁直接衔接，必需经过契合要求的接线盒、衔接器或母线补衔接〔包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补〕；必需采用阻燃资料惊醒硫化热补与热补有同等效能的冷补，在空中经浸水耐压实验，合格前方可下井运用。
4、井下电气设备的何种维护
井下设接地网停止接地维护，井下维护接地应遵照«煤矿平安规程»第482~487条的有关规则设置。
应在主副水仓中埋设1块面积不小于0.75m³厚度不小于5mm耐腐蚀钢板制成的主接地极。
装有电气设备的硐室没个高压配电点、衔接高压动力电缆的金属衔接装置等地点，均应装置局部接地极。
一切电气设备的维护接地装置〔包括电缆凯装、铅皮、接地芯片〕和局部接地极装置，应与主接地极衔接成一个总接地网，接地网上任一维护接地点的总接地电阻值不得超越2欧姆。
每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的维护接地用的电缆芯线和接地衔接导线的电阻值，不得超越1欧姆。
井下高压电动机的控制设备具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁维护装置及远程控制装置。
井下配电点引出的馈电线上，装设短路、过负荷和漏电维护装置。
井下一切高压馈电线上，均装设有检漏维护装置或有选择性的漏电维护装置，发作漏电时能自动断电。
井下局扇采用装有选择性漏电维护装置的供电线路供电。
煤电钻设有栓漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断线、远距离起动和中止功用的综合维护装置。
空中、井下一切线网和设备均按规程和要求设防雷等维护接地网。
5、井下电气设备的反省、维护、修缮和调整
电气设备的反省维护、修缮和调整任务，必需由电气维修工停止。
电气设备的调整和修缮任务，应有任务票施工措施。
停、送电的操作，可依据书面央求或其它牢靠的联络方式，失掉同意后，由专责电工执行。
井下防爆电气设备的防爆功用遭到破坏时，应立刻处置或改换，严禁继续运用。
矿井应按规则对电气设备停止反省、调整，反省和调整结果应记入公用的记载薄内。
反省和调整中发现的效果，应指派专人限期处置。
二、胶带运输机着火的防治措施及装备
矿井各带式保送机均采用阻燃胶带，驱动轮有防滑维护、烟雾维护和堆煤维护装置，并设有自动洒水和防胶带跑偏装置。
机头、机尾设有自动报警灭火装置。
三、其它火灾的防治火灾措施及装备
1、防止空中明火引发井下火灾的防治措施
〔1〕严禁执行«煤矿平安规程»关于消弭明火的有关规则，要树立入井反省制度，严禁携带烟草，井口20米范围内不准有明火或氧焊、电焊。
〔2〕本矿主、副井为进风井。
为防止空中明火引发井下火灾，井口设防火门。
正常状况下坚持开启，事故形状下灵敏将其封锁。
〔3〕坑木加工房及支护资料堆放场地，空中各修建物之间距主、副井口的防火平安距离，要契合«煤矿平安规程»的有关规则。
〔4〕坑木加工坊设有室内消防系统，并装备了灭火器材，室外设有消火栓。
〔5〕空中井口房均设有室内消火栓、手提式灭火器，采用不燃资料，契合«煤矿平安规程»第217条要求。
〔6〕空中设有消防资料库，库内按规则贮存有消防资料、详见主要平安机电设备器材清册，井上消防资料备用品表。
〔7〕矿井机修间设有室内消防给水系统，并装备了灭火器。
室外设有消火栓。
车间内运用的乙炔发作器和氧气瓶等设置隔离间停止维护。
2、防止井下爆破资料引发火灾的措施
〔1〕井下爆破资料必需选用正轨厂家的合格产品，并经检验前方可下井，且必需分批次，分种类放在爆破资料库内。
〔2〕严厉执行«煤矿平安规程»关于〝爆破资料运输、井下爆破〞的有关规则，必需增强管理，做到专职专责，严禁丧失或乱堆乱放。
〔3〕井下爆破资料的运用必需严厉管理，运用前由放炮员专人支付，当班未用完的必需送回发放室保管，严禁丧失。
〔4〕必需采用毫秒电雷管，湿式钻眼，水炮泥、炮泥填实封孔，放炮前后必需检测瓦斯等有害气体，并对周围物料停止清算，严禁堆放易燃物品，防止因放炮而引发火源。
〔5〕依照«煤矿平安规程»第225条规则，在井底车场设置消防资料库，消防资料库寄存沙子、粘土、水泥、砖、灭火器材等。
3、防止空中雷电涉及井下
为了防止店面雷电涉及井下，惹起瓦斯、煤尘爆炸及火灾，设计采用一下措施：
〔1〕在通往变电所高压线路的进线段设避雷线；在变电所各段母线上均采用避雷器维护。
〔2〕主、副井口房和井架采用避雷针和避雷带停止维护，其接地装置接修建物基础或钢带接地极。
接地电阻应大于规范的要求。
〔3〕监控总线的井上传输接口，将井上、下线路分为两路。
另在通往井下的线路上设置井下传输接口、熔断器和避雷器，防止井上雷电等串入井下。
〔4〕空中下井一切管线均做防雷接地。
为了防止由于雷电波侵入、静电感应、管路带电等进入井下，一切由空中直接入井的轨道管路、线路等均依照«煤矿平安规程»要求做接地处置。
进入井下的各种管路普通采用埋地敷设，空中直接下井管路，距接地极的距离应不大于20米。
四、井下消防洒水系统
井下消防洒水水源为经过处置后的矿井谁，直接由空中公用消防水池〔V=200m³〕经过消防洒水管路经主井井筒进入井下供应，井下消防和洒水采用合用的经水管道系统在井底车场，主要运输巷、回风巷，采掘任务面均敷设消防洒水管道，每隔100m设置DN50支管和阀门一个供消防用，并在每个支管上设一个DN25的截止阀，以供防尘洒水，清洗巷道用。
在主井与井底车场衔接处，采区各上、下扇口、机电硐室、井下消防资料库、火药发放硐室、掘进巷道入口等处均设置室内消防栓，供消防水用，并配置灭火器材等防火设备。
五、井下防火构筑物
1、井下配电点与井底车场相连的通道内，设有防火门，密闭门以及栅栏门。
2、火药发放硐室设有栅栏门，抗冲击波密闭门，出口通道设抗冲击波活动门。
3、井下开拓、预备巷道及硐室内采用不燃性资料支护，进风井口及主要机电硐室设有防火门，装备必要的灭火器材。
4、设置井下消防资料库，配置井下消防器材，详见主要平安机电设备器材清册，井下消防资料备用品表。
六、火灾检测及防灭火装备
火灾检测设计主要从两方面：
以监测监控系统为主，辅佐各种仪器监测，如一氧化碳检定器，规范气样配气配置。
防灭火的方式有以下几种：
机电硐室配置防火门及灭火器材，主、副井井口安设防火铁门以及井上、下消防洒水喷雾系统，安设喷雾器。
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