防治采空区自燃发火的设计方案及措施.docx
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防治采空区自燃发火的设计方案及措施
防治采空区自燃发火的设计方案及措施
一、采面生产接继状况:
2022年度我矿正常生产时有一个回采工作面和2个掘进工作面,1860水平南翼回采工作面三月正式开头回采,估计2022年4月份回采完毕,1860水平北翼运输大巷掘进工作面估计于2022年5月与二巷贯穿,1860水平南翼掘进工作面打算于2022年4月下旬开头,于2022年7月份形成工作面。
二、采空区发火重点预防区域
工作面和以下地段有煤层自燃发火的可能:
1、1860水平南翼回采工作面2022年5月份投产,目前正在回采,打算2022年4月份采完,假如采空区浮煤清理不洁净,再者工作面推动速度缓慢,采空区封闭不严实,工作面采空区就有可能发生自燃发火。
2、1860水平北翼首采面与现北翼二巷存在一样问题,也有自燃发火的可能性。
3、已封闭的老采空区由于漏风通道存在有自燃发火的可能。
三、氮气防灭火设计方
(一)、概况:
现我矿煤矿井田内主采下10#煤层,属自燃的特厚煤层,矿井采煤工作面采空区采纳以注氮为主的防灭火系统。
矿井已购置一台DQ-200的地面制氮设备,能满意井下小时注氮200m3的要求。
(二)、氮气防灭火工艺
1、我矿氮气防灭火的氮气源由井上制氮机经已辅设好的φ100mm管道将纯度97%以上氮气注入到采空区以到达防灭火的目的。
此项措施作为采煤工作面采空区防治煤层自然发火的主要措施之一,矿井在工作面推动速度慢,采空区自燃发火隐患大的前题下,则必需实行向采空区实施注氮。
详细实施方案如下:
在1003回采工作面上、下顺槽埋设直径为108mm(或70mm)钢管,每隔30米设置一个三通,注氮严格根据规定的操作规程执行,一旦需要注氮则接通埋管与主管,对采空区实施注氮。
埋管期间采煤队要留意爱护好注氮管,严禁注氮管被撞开,影响埋管质量。
1003工作面通风
通风路线为:
主斜井→井底车场→轨、皮下山→1003进风顺槽→工作面→1003回风顺槽→回风下山→总回斜井→地面。
(三)、注氮气牢靠性计算:
1、制氮设备主要技术指标
DQ-200型
氮气产量200m3/h
出口压力0.8MPa
氮气纯度≥97%,
2、输氮系统
从地面制氮机→1003进风顺槽,均采纳直径为100mm的钢管。
注氮管路能否满意输送氮气要求通过下式计算
P21-P22=0.0056(Qmax/1000)*L………………①
式中:
P1-管道始端的肯定压力MPa
P2-管道末端的肯定压力MPa
Qmax-最大输氮量m3/h
L-管路当量长度km
L计算式为:
L=∑(D0/Di)5×(λi/λo)×Li……………②
式中:
D0------基准管径(D0=100mm)
阻力损失系数:
λo=0.026
Li-----一样直径管路长度km
Di----实际输氮管路内径mm
λi----实际输氮管路直径的阻力损失系数
Di=99mm,λi=0.0296将以上数据代入②计算:
L=(100/95)5×(0.0296/0.026)×1.10=1.597km
假设管路未端肯定压力0.2Mpa
将以上数据代入①计算得:
P21=0.0056(200/1000)2×1.597+P22
P1=0.21Mpa
依据以上计算,从地面制氮机到1003采空区的输氮管路长度为1100米的状况下,管路初端压力只需0.21Mpa,便可将200m3/h的氮气输送到1003采空区内,未端的肯定压力还有0.2Mpa,因此制氮机氮气出口压力0.8Mpa完全能满意要求。
3、注氮地点安全通风量
在输氮管路的沿途或工作面,假设200m3/h的氮气量全部泄漏到巷道里或工作面,是否漏氮的地区缺氧,其安全通风量是多大可按下式计算:
Q≧Qn(Cn+C2-100)/(C1-C2)m3/min
式中:
Q----安全通风量
Qn----氮气最大泄漏量3.33m3/min
C1----工作面或进风巷中的氧含量20.8%
C2----注氮时采掘工作面安全氧含量18.5%
Cn----氮气纯度99.95%
计算得:
Q=3.33×(99.95+18.5-100)/(20.8-18.5)=26.7m3/min
依据计算工作面或巷道风量只要是大于26.7m3/min便是安全的,同时可算出3.33m3/min的氮气量全部泄漏到巷道里或工作面中,则氧气含量只降到20.44%也是安全的。
井下日注氮量计算:
(1)火区空间体积计算:
Vk=LI[h(1-a)+m]
式中Vk----火区空间体积m3
L----火区走向长度m取L=15m
I----火区倾斜长度m取I=72m
a----取冒落体碎裂系数取a=1.3
h----顶板冒落高度取煤层厚的3倍(本地点为0)
m----采高m取m=6m
所以Vk=LI[h(1-a)+m]=15×72×[3×6×0+6]=6480m3
依据防火空间的大小及燃烧程度,注氮量应按防火空间的0.37-2.5倍计算,我矿暂定注氮量为防火空间体积的1.5倍。
Q=kVk=1.5×6480=9720m3 采空区注氮量为注氮机工作49小时。
(四)、注氮操作方法
1、注氮前必需仔细检查各项预备工作,注氮埋管期间通风部要与采煤队亲密协作好,确保氮气管路及其附属安全装置完好,检查各阀门开闭状况是否符合要求,制氮装置完好性。
2、各项预备工作就绪后,制氮机组操作人员应通知调度室。
3、调度室同意后,通知采面注氮人员翻开注氮阀门,同时通知制氮机司机按规定时间及质量要求开机制氮、送氮。
4、制氮机严格按操作规程进展操作,制氮过程中要司机必需监守
岗位,随时留意观查氮气的压力、浓度和机组各处的阀门等,保证机组的正常运行及氮气质量。
(五)、注氮安全措施:
氮气(窒息性气体)虽无毒无害,但是井下狭窄的巷道或工作面内大量泄漏会降低空气中的氧气浓度,使人窒息死亡。
因此,必需做好注氮期间的预防和处理措施。
1、为确保安全,注氮前通风部巡管路人员必需巡察管路的完好状况,确认完好汇报调度室。
由调度室通知采煤队工作面当班第一安全负责人和采面专职瓦检员后,方可进展注氮。
2、注氮前必需仔细检查管路、注氮位置和各阀门开关状况是否符合要求。
3、为防止注氮管路开关被随便开和关应在阀门上挂上“注氮危急,勿动”文字警告牌,并对全部开关加锁。
4、定期对氮气出口的安全阀进展牢靠性检测。
5、采空区防火注氮时,应在进风顺槽挂上“工作面正在注氮”的文字警告牌,并通知三班作业工人。
专职瓦检员进展工作面上隅角、工作面回风顺槽的氧气浓度,一旦氧浓度降到18.5%时,马上通知制氮机司机停顿注氮,准时查找缘由和撤离人员。
6、同时测定好工作面、回风流及采面上隅角一氧化碳、二氧化碳、沼气以及气温。
一旦发觉特别马上汇报调度室、通风部。
7、注氮期间,通风部安排专人携带测氧仪全面检查输氮管路的严密性,每次开头注氮后,必需有两人一起沿管路认真进展管路与阀门的检漏,在注氮期间,每人巡察一遍管路,一经发觉氮气泄漏时,应马上组织人员准时排解故障,漏气严峻时,应马上停顿注氮并关闭最近阀门,防止氮气大量泄漏。
同时通调度室停顿注氮,处理时严禁人员口鼻正对漏气点。
8、在注氮过程中,如发生主扇停风,造成工作面停风,瓦斯检查员或采一队值班队长应马上将人撤至进风巷,并通知制氮车间马上停顿注氮。
9、注氮完毕后,连续检测工作面及回风流的各种气体浓度。
10、采煤工作面大面积垮落可能造成工作面采空区注入的氮气大量涌出,给采面工作人员带来危害,为此要做好采面顶板垮落的猜测预报工作,在顶板大面积夸落前,要加强气体监测,顶板大面积夸落时工作面及回风巷人员可由工作面撤到采面进风巷安全处。
11、全部参加注氮及相关的人员,必需由各有关部(队)组织学习,并严格按措施执行。
四、1003工作面防治煤层自燃发火的措施
1、工作面实行快速推动的方式杜绝采空区浮煤自然。
在工作面月推动速度不低于25米/月前提下,此项措施作1003回采工作面防治煤层自燃发火的主要措施之一。
2、实行采空区埋管注氮(注浆或注水)的防灭火措施。
此项措施作为1003回采工作面防治煤层自燃发火的主要措施之一,在受煤炭减产或其它因素的影响下,工作面推动速度达不到25米/月的前题下,则必需实行向采空区实施注氮(注浆或注水)的防灭火措施,在1003顺槽埋设直径为50mm钢管,每隔30米设置一个三通,注氮严格根据规定的操作规程执行,制氮浓度必需到达规程要求。
一旦需要注氮(注浆或注水)则接通埋管与主管,对采空区实施注氮(注浆或注水)。
埋管期间综采队要留意爱护好注氮管,严禁注氮管被撞开,影响埋管质量。
3、工作面回采期间,加强对采空区遗煤治理,尽量少向采空区丢煤。
为此采面放顶煤时必需保证打眼深度及爆破的装药量,采空区、支架之间的浮煤做到班班清扫洁净。
此项措施必需由采煤队制定严格的考核制度进展落实。
4、削减采空区漏风。
在工作面采完后,准时封闭采空区,封闭必需符合要求,削减向采空区的漏风。
5、工作面推动缓慢,如采空区或工作面煤层顶板发生自燃发火,则准时实行如下防灭火应急措施:
1)、严格执行矿井灾难预防处理打算所规定的灾难预防处理措施,快速组织好抢险救灾人员和物资供给,以及组织好工作面人员和受CO涉及范围内人员的安全撤离,并快速向集团公司调度室汇报。
2)、成立防灭火特殊领导小组组织抢险救灾。
3)、实行如下技术措施快速灭火:
a、当工作面顶底板或采空区局部发生火灾时,可实行注氮或灌浆直接灭火方法。
b、当工作面火势太大,其它灭火方法无效的状况下,实行在1003进、回风顺槽快速打防火墙的方法,切断工作面的供风,封闭采面。
利用1003进风顺槽的氮气管路与密闭上预埋管接通向工作面、采空区实施注氮。
封闭采面注氮灭火技术安全措施如下:
在工作面发火的状况下砌筑上下密闭工作必需由矿山抢救队队员负责。
通风部门及矿其它单位做好协作工作,严禁人员在有CO气体超限的地点作业。
6、采煤工作面防治自然发火其它措施
⑴、加强采面检测、汇报记录工作(特殊是采面过断层或遇煤体破裂时),现有的各类通风安全仪器仪表必需保证完好,测量数据要精确牢靠。
仔细填写自燃发火猜测预报记录,做好汇报。
下隅角CO气体超过0.0024%必需马上向调度室、总工汇报。
⑵、加强采面上隅角气体治理,瓦斯检查员执行24小时现场盯岗制度,连续不断地检测气体,每次检查结果必需马上向调度室汇报,气体一旦超限马上停顿人员作业。
⑶、使用和维护好KJ73N系统,系统消失故障要马上进展处理。
调度员要亲密留意观看采面气体变化状况,探头报警要通知总工及矿通风科,以便实行措施进展处理。
⑷、做好风量测定调整工作,除保证每旬一次的风量测定外,还必需依据实际需要,随时对采面的风量进展测定和调整。
确保工作面风量的稳定、牢靠。
五、其它防治煤层自燃发火措施
1、仔细宣传安全生产方针,加强安全训练工作,使全矿员工树立“安全第一”的思想,使每个下井员工都把握煤层自燃发火的早期识别方法和预防发火的措施。
2、1003回采工作面上隅角及回风巷、井下高温,气体特别密闭,其它发热地点均要进展自燃火灾猜测预报工作,并严格根据《自燃发火猜测预报制度》组织实施。
3、回采工作面的进、回风侧必需预先选定相宜的防火墙位置或构筑防火门,并储藏足够的构筑材料,以便随时封闭。
4、加强老采区地表塌陷区裂缝的填堵勾缝工作。
5、搞好防灭火检查工作,每周至少检查一次已采区密闭状况,测定采区回风巷和可能发热地点的温度、气体和风量,重点检查回采工作面,掘进中的巷道所消失的顶帮冒落及发热挂汗的特别地点,所回收封闭的废巷密闭或采区收作密闭及闭前煤柱、发觉隐患准时汇报公司领导。
6、加强密闭治理工作,准时修理失修密闭,杜绝漏风。
7、加强工作面通风治理,采面要严格按配风打算通风,加强采区“一通三防”治理工作,特殊是防灭火检查,束管监测等猜测预报工作,对工作面上隅角、气体定期取样,分析,准时了解,把握好采空区残煤氧化及气体变化规律等状况。
8、管好、用好工作面设置的通风、防火、防尘及束管监测和安全监测等设施,严禁破坏。
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