采空区防火注氮过程的数值模拟与参数确定

采空区注氮措施(新版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 采空区注氮措施(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

采空区注氮措施(新版) （一）井下拖管注氮量的计算 白芨沟井已经建立永久注氮防灭火系统。二号桥中央瓦斯泵站附近安装两台DW1200Nm3 型制氮机与井下1640集中运输巷敷设永久注氮管路连接，可保证工作面采空区正常注氮。采空区注氮量计算： 注氮量的确定原则是使氮气充满整个需要惰化处理的区域。注氮量可按下列公式计算。 式中：Qn ——间歇式注氮时日注氮量，m3 ； b——工作面日推进度，m； L——工作面长度，m； H——采、放煤高度，m；

K1 ——采空区气体置换系数，取2-3； K2 ——采空区冒落矸石松散系数，取0.8-0.9； K3 ——工作面推进速度校正系数，取0.8-0.9； 01021 02工作面采空区每日注氮量计算： =4.8×232×3×2.0×0.8×0.8 =4276m3 在具体开采过程中，注氮量要随工作面漏风量及采空区“三带”监测数据及时调整，每班供氮量不得小于6000m3 ，浓度不得低于97%的氮气，以达到注氮惰化指标为准。注氮方式：在下隅角敷设20米φ108mm的地质钻杆，并将地质钻杆与支架连接，确保在支架移动时，地质钻杆随支架的移动进行移动，采用随采随注的方法进行注氮。注氮方式见示意图。

煤矿采空区在数值模拟中的处理方法

煤矿采空区在数值模拟中的处理方法 刘志河,马其华,曹建军 (山东科技大学资源与环境工程学院,山东青岛266510) [摘 要] 针对一般条件下的采空区,依据直接顶冒落和基本顶沉降的状况,将其划分为3个区域。通过现场观测得出的冒高经验公式和顶板冒落的碎胀值,在数值模拟中,作相应转化,划分出相应的区域,不同的区域采用不同的处理方式,使采空区更加接近现场条件。 [关键词] 采空区;数值模拟;模拟方法[中图分类号]O 241 [文献标识码]A [文章编号]1006 6225(2005)06 0004 02 A Si m ulativeM ethod of Gob in Nu m erical Si m ulation LI U Zhi he ,MA Q i hua ,C AO Jian j u n (Res ource&Environm ental Engi n eeri ng C ollege ,Shandong Un i versit y of Science &Techn ol ogy ,Q i ngdao 266510,C h i na) Abstrac t :B ased on the cond ition o f i m m ed i a te roo f fa lli ng and ma i n roof settle m en t ,directed t ow ard genera l cond ition ,the gob is d i v i ded into three areas .In nu m erical s i m u l ation ,correspond i ng d i v isi on i s done according to e m pir i ca l equation o f f a lli ng h i gh and the va l ue o f crack and s we lli ng .D ifferente process i ng m odes are adopted i n differente areas so that the gob is c l o ser to rea l conditi on .K ey word s :gob ;nu m erical s i m u l ation ;si m ulati ve m ethod [收稿日期]2005-07-18 [作者简介]刘志河(1980-),男,河北邯郸人,采矿工程专业硕士研究生,从事矿山压力与岩层控制方面的研究。 采场围岩的运移变形关系到工作面安全生产、顶板覆岩控制、顶板水防治等方面的问题。但是传 统的研究方法在应用上有很大的局限性,而且消耗的时间长、成本高,很难得到理想的分析结果。一些大型岩土数值模拟软件的开发,为采场覆岩问题研究提供了新的研究手段。由于还没有一套较好的专用于采场研究的软件,其他数值模拟软件在煤矿开采,特别是对采空区模拟方面存在很大的不足,使数值模拟在煤矿中的应用受到了很大的限制。 在一些有限元、有限差分等数值模拟程序中,如果没有对采空区进行一定的处理,就不可避免地使直接顶、基本顶及其覆岩在运动和传递力的方式上,与现场相比,发生了很大的变化。由此,数值模拟的计算结果就必然产生较大的出入。所以,有必要采取一定的手段,来弥补数值模拟研究方法上的这些不足。针对这些情况,本文在数值模拟中采空区处理方面做了一些有益地探讨。1 采空区区域划分 工作面推进后,随着支架的移动,直接顶开始冒落,然后基本顶岩梁断裂沉降将采空区冒落的岩层逐步压实。在推进方向上,根据基本顶岩梁沉降的程度和采空区中冒落的岩层的压实程度,可以把采空区分为3个区域,如图1 所示。 图1 采空区区域划分 区域 内基本顶岩梁尚未接触采空区内冒落的岩层,直接顶冒落的岩石松散堆积在采空区内;区域 内基本顶岩梁已经接触到采空区内冒落的岩层,是一个从基本接触到逐步压实的过度区域;区域!内基本顶岩梁基本沉降至最大值,采空区内冒落的岩层被压实,其中的应力已趋向于原岩应力。 据此,同样将数值模拟模型中的采空区也划分为这样3个区域。2 模型区域划分的原则 采场上方的岩层冒高有明显的规律性,在一定的采动条件下有确定的数值,不是不可捉摸的。一些现场实测研究了岩层弯曲沉降时的实际沉降值S A ,将S A 用采高表示,则 S A =K s ?h 式中,h 为采高;K s 是这些岩层在未冒落和未发生 4 第10卷第6期(总第67期) 2005年12月煤 矿 开 采CoalM i n i ng T echno l ogy V o1 10N o 6(Ser i es N o 67) Dece m ber 2005

采空区防火密闭、构筑安全技术措施

采空区防火密闭、构筑安全技术措施 C0202工作面即将回采完毕，根据《煤矿安全规程》要求，需要对采空区密闭，因此决定在措施一与C0202顶抽巷交叉口、C0202回风顺槽、C0202运输顺槽各构筑一道防火密闭。 一、密闭墙质量要求： （1）防火密闭采用双墙充填式结构，双墙之间间距不小于4m,墙厚不小于5m。 （2）防火密闭墙之间填充矸石，防火密闭墙构筑完成后双墙之间采用水泥沙浆进行填充。 （3）用砖砌墙时，竖缝要错开，横缝要平整，排列整齐，砖块之间要用砂浆抹匀，灰缝要均匀一致。 （4）墙体平整（1m内凹凸不大于10mm）；无裂缝（雷管脚线不能插入）、重缝和空缝。 （5）墙体必须用砖、水泥、沙子不燃性材料砌筑，水泥：沙子=1:3. （6）防火密闭墙体与巷道周边接触严密，不得漏风，帮槽深度为见实煤后0.5m，顶槽（岩）深度为0.3m，底槽深度为见实煤后0.2m，掏槽宽度大于墙厚0.3m，墙面覆面层厚度应大于20mm（双面抹面），四周应抹裙边，宽度应大于200mm。 （7）防火密闭墙体都应在离地板高度为墙体高度的2/3处设置直径50mm的检测口，用于观测压差、气温和取气样。 （8）措施三联巷与留巷交叉口密闭安装直径50mm以上的反水管，

并安装阀门，离底板高度为0.3m，用于观测水温、释放积水。 （9）防火密闭墙上部预埋束管，对密闭墙内气体成分分析，掌握封闭区内气体成分的变化。 （10）密闭墙体顶部安装直径为150mm的注浆管路，用于采空区发火后对采空区进行注粉煤灰。 （11）防火密闭墙在墙体上预留充填孔直径为150mm，用于防火墙浇筑。 （12）施工顺序：首先构筑C0202运输顺槽出密闭，再同时构筑C0202回风顺槽处密闭和措施一与C0202顶抽巷交叉口处密闭。 （13）防火密闭墙构筑完成后密闭墙标准化、亮化；密闭前打地坪，地坪厚度100mm-200mm；密闭墙前搭设木栅栏，栅栏间距为200mm 并悬挂警示牌。 二、密闭墙结构说明： 密闭构建单墙体厚度0.5m，填充矸石厚度不小于4m，密闭共厚不小于5m。 三、验收程序： 由通防科组织人员对密闭墙掏槽质量进行验收，验收合格后方可施工，密闭墙施工完毕后由通防科组织人员对防火密闭墙的质量、规格、注浆效果进行验收。 四、密闭位置： 措施一与C0202顶抽巷交叉口向里1米、C0202回风顺槽回风联

低推进度条件下工作面采空区防灭火技术研究

低推进度条件下工作面采空区防灭火技术研究 为了有效防治低推进度条件下回采工作面采空区自燃，结合实际情况，制定并实施了黄泥灌浆为主，注氮防灭火、注凝胶、减少漏风相结合的综合防灭火手段，实现了411工作面的安全高效回采，取得了较好的经济效益。 标签：采空区；自燃；黄泥灌浆；注氮；凝胶；防灭火 1 工作面概况 胡家河煤矿411工作面煤层赋存稳定，煤层厚度15～26.5m，工作面可采走向长度1495.5m（平距），倾向长180m，工作面回采煤层厚度13.5m，其中割煤设计高度3.5m，放顶煤高度10m。胡家河矿411工作面采用综采放顶煤技术，冒落高度大、采空区遗留浮煤多，漏风严重，为煤炭氧化提供了充足的反应物，采空区煤炭自燃危险性增大；工作面布置四条巷道，破坏了煤体的整体性，在冲击地压条件下，回风巷和泄水巷与进风巷道之间的煤柱被压酥，回风和进风巷道顶板破碎，支护难度加大，工作面及端头支架往前移动缓慢，最终导致工作面推采速度缓慢，给采空区浮煤氧化提供了时间，为采空区的自燃发火提供了充足的条件，从而增加了防灭火的技术难度。 根据现场采空区“三带”的测定划分结果，可知在进风侧自燃带达80m左右，回风侧为50m左右。采空区不燃带宽度较窄，对于401101工作面，日推进速度在5m左右，因而，遗煤在不燃带停留时间较短，对于回风侧，工作面在4天即可进入煤氧化自燃带。当推进速度小于3.75m/天时，就存在自燃发火的可能，因此401101工作面的最低推进速度为3.75m/天，每月的最低推进距离为113m。自矿井发生冲击地压后，为了降低冲击地压危险性而被迫将月推进度由113m降到96m，造成采空区的自燃危险性大幅增加，工作面上隅角CO浓度一度达到30ppm 以上，直接威胁到了工作面的安全回采。 针对上述问题，在对采空区遗煤发火原因及低推进度条件下采空区煤自燃危险性区域分析的基础上，结合矿井的实际情况采取了黄泥灌浆为主，注氮防灭火、注凝胶、减少漏风相结合的综合防灭火技术措施，实现了低推进度采空区自燃的有效防治。 2 低推进度条件下工作面采空区防灭火技术措施 2.1 黄泥灌浆 采用随采随灌的方法，在411灌浆巷每间隔40m左右打1组注浆钻孔（如图1所示），每组钻场放射性布设3-5个灌浆钻孔，钻孔直径113mm，开孔高度为1.2米，终孔位置在离采空区底板3米左右，封孔管长度为21米的Φ108mm 的无缝钢管，封孔采用马丽散，封孔长度为2米，钻孔参数如表1所示。

AutoCAD转surfer再转FLAC3D生成任何复杂地质三维图形

采用CAD、surfer、FLAC3D多软件联合生成高仿真地形 我之前曾将ANSYS建立三维模型，并成功导入到FLAC3D中，但使用ansys建模有个缺点，就是得一行行输入命令，先生成关键点key point，然后得把关键点连成线spline，再把线生成面，之后再将面生成体，很是麻烦。最近在使用surfer软件生成地形的时候，发现该软件功能非常强大，而且生成的地形面仿真度较高，因此考虑能否使用AutoCAD、surfer、FLAC3D等多软件联合，建立起三维模型，这样可以大大降低工作强度，而且难度较低，模型的仿真度更高。下面简要介绍一下我的工作步骤： 首先，第一步，对CAD图进行修整，去除不必要的图元，这里需要说明的是，由于原图中等高线不对，所以我干脆把等高线全部都删除了，只留下台阶边坡。附图如下： a. 原图

b. 修整后，带高程的台阶边坡图

第二步，将修整后的图另存为dxf格式，读出坐标点，存为数据格式。这里读坐标点，可以仁者见仁智者见智了，我使用的是DXF2XYZ小软件，直接读取，存为*.xyz格式文件。软件工作界面如下图所示：

第三步，将前面生成的*.xyz文件用excel打开，处理一下，删除重复的数据和其他不必要的数据，原因是：考虑到图中有很多单独测量的高程点，以及一些未删除的钻孔数据，防止CAD图未修整干净，导致数据文件中有点坐标重复，生成的图不好看，而且对后续的模型网格剖分造成影响。（这也是为何我不直接将dxf文件导入surfer，而多从这两步“绕一下”的原因。如果你的图很干净整洁，可以考虑直接用surfer读入dxf文件）

12201采空区注氮方案及安全技术措施正文20111110

补连塔煤矿 补连塔煤矿22306回顺向上覆采空区注氮方案 及安全技术措施 措施编号：SD-BLTIMS-2011-11-9 编制部门：通风组 编制日期：2011年 11月9日

补连塔煤矿22306回顺向上覆采空区注氮方案及安全技术措施 一、概述 由于补连塔煤矿22305综采工作面上覆采空区边界部分为上湾煤矿12201采空区，由于12201切眼位置地势最低（底板等高线为1064，平均1070），并且已探得此范围有大量积水，为防止22305综采工作面（2012年6月份开始回采）回采过程中上覆采空区积水涌入工作面，补连塔煤矿于2011年10月23日开始在22306回顺施工探放水孔提前进行放水，但在11月6日发现钻孔内携带有一氧化碳、乙烷、乙烯等标志性气体，说明12201切眼或附近位置有高温地点存在。为了防止12201采空区自燃，确保22305工作面安全顺利的回采，经公司通风管理部与矿研究决定，在22306回顺中打钻至12201采空区，并在22306回顺99联巷、84联巷各安设注氮机一套，从钻孔内向上湾煤矿12201采空区进行采空区注氮。 二、成立采空区注氮管理领导小组 组长：代贵生 副组长：张立辉、崔贵荣、欧阳辉、杨生平、刘虎生、高亮 成员：胡海峰、刘孝军、刘忠、刘兆祥、贾大福、蔡学兵 领导小组职责：组织制定并实施《补连塔煤矿22306回顺向上湾煤矿12201工作面采空区注氮方案及安全技术措施》，协调实施过程中所需设备、人员、材料、技术指导等工作，直接实施注氮工作以及气体检测工作。 领导小组下设四个组，分别为： 技术方案组，组长为生产办主任、通风组组长，主要负责钻孔的位置设计、技术方案及措施的制定等。 设备、材料准备组：组长为机电科科长，主要负责注氮机及各种设备、注氮材料等的协调解决、现场注氮机连接等事宜。 现场施工组：组长为通风队队长，主要负责注氮机操作及注氮实施工作。 监测监控组：组长为通风队队长、安全办主任，主要负责现场警戒设置、监测注氮过程中各观测地点各种气体、风量等变化情况，测定注氮量及各种参数变化情况。 三、注氮地点选择 注氮机安设地点为22306回顺99联巷、22306回顺84联巷，注氮管路采用108管与钻孔口闸阀连接，注氮地点为22305工作面上覆采空区—上湾矿12201采空区。注氮电源取自22306回顺82联巷移变，注氮水源取自22305运顺￠159消防管路中。 四、注氮机选型及注氮方案 1、采空区注氮量计算 根据防灭火的要求，按采空区氧化带氧含量计算注氮量，根据注氮防火惰化指标要求，注氮后采空区内氧气浓度不得大于5%，但实际上操作难度大，按7%计算。 Qn= { ( C1- C2)Qv}/(CN+C2-1) 式中：Qn——采空区注氮量，m3/min； Qv——采空区氧化带漏风量，m3/min； Cn——注入氮气的浓度,%； C1——采空区漏风中氧浓度，%； C2——防灭火隋化氧气浓度，%。 则有： Q ={(15%-7%)×15}/(97%+7%-1) =30m3/min（约1800m3/h） 因此，12201综采工作面采空区防灭火注氮量取1800 m3/h。 12201采空区注氮总量计算： ①按估计积水量范围计算：Q1=1800×200×1=360000 m3 ②采空区裂隙预计充注量：Q2=140000 m3 采空区注氮总量Q= Q1+ Q2=500000 m3 2、注氮方法 当采空区发现有火灾征兆时，采用连续注氮直到征兆消除，应直到12201采空区气体成分符合以下规定： 1）采空区内的空气温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。 2）采空区内空气中的氧气浓度降到5.0％以下。 3）采空区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度逐渐下降，并稳定在0.001％以下。 4）采空区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。 3、注氮方案 按照采空区注氮量计算，理论上需要注氮时间为： 500000 /1800=278h=12天。 由于排水任务紧，两套注氮管路需同时工作，每天连续24小时运行，需持续运行12天。但由于采空区并非封闭严密，故实际注氮量远远大于理论注氮量，根据每天采空区取样及实际情况及时调整注氮方案。 4、注氮设备 按照《补连塔煤矿矿井防灭火设计》及注氮量计算，选用1套DM-1000型,1套DM-800型井下移动膜分离制氮机。两套设备氮气流量可达1800m3/h，浓度97%。 5、注氮地点的安全通风量 在注氮机安设地点（输氮管路可以忽略不计），假设最大输送1800m3/h的氮气全部泄漏，要考虑在22306巷道中能否造成泄漏区域缺氧。按工作场所空气中最低氧含量为18.0%的要求，经计算，巷道的安全风量应为300m3/min，现22306回顺为全负压通风巷道，供风400 m3/min，符合要求，通风队测风人员定期测量22306回顺、22305回顺巷道中的风

9采空区塌陷事故专项应急预案

邢台县凯耀矿业有限公司黄梅花金华矿业 采空区塌陷事故专项应急预案 为提高本企业在遭受采空区塌陷等突发性地质灾害时的快速反应能力，最大限度地减少地质灾害造成的损失，保障职工生命财产安全，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》、《地质灾害防治条例》（国务院令第394号）、《生产经营单位安全事故应急预案编制导则》（GB/T29639-2013)的有关规定，结合本 企业实际制定本应急预案。 一、总则 （一）本预案所称地质灾害是因自然因素或采矿活动引发的，发生在本企业区域范围内的，危害企业职工生命财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等与地质作用有关的灾害。 （二）本预案编制的指导思想：以人为本的指导，以构建“集中领导、统一指挥、结构完整、功能全面、反应灵敏、运转高效”的防灾应急体系为目标，全面提升本企业的地质灾害应急管理水平和综合能力，最大限度地避免和减轻地质灾害造成的损失。 （三）本预案编制目的：确保本企业区域内不出现因地质灾害死亡事件，提高对地质灾害突发事件应急快速反应和处置能力，减轻灾害损失，维护人民生命财产安全。 （四）编制原则：按照安全第一、全体动员、全力抢险、减少损失的方针，坚持以人为本、预防为主、矿部主导、部门管理、专业处

置与全员动员相结合的原则，坚持团结协作和局部利益服从全局利益的原则，实行企业一把手负责制，统一指挥，分级分部门负责。 （五）编制依据：依据《地质灾害防治条例》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》、《生产经营单位安全事故应急预案编制导则》（GB/T29639-2013)等法律、法规和规章制度，结合企业实际情况，制定本预案。 （六）适用范围：本预案适用于自然（降雨、地震等）、采矿（边坡开挖；不合理的工棚、宿舍、矿渣堆放等）因素，在企业区域范围内发生的地质灾害及其次生灾害。 二、组织机构与职责 （一）组织机构： 1、为保证应急工作迅速反应、协调有序，企业成立地质灾害应急指挥部，指挥部设在企业行政办公室。 根据设立的矿山应急组织体系，相应成立防爆炸事故应急救援组织，现场应急救援指挥部（总指挥：李贵强电话：）下设应急响应组（李鹏负责电话：）、安全保卫组（李永国负责协调，电话：）、技术组（负责人冯计民电话：）、医疗救援组（李健强负责协调电话：）、施工单位应急救援分队。领导小组组长由矿长李贵强担任电话，安全科负责具体工作。 2.应急抢险组：为保证抢险救援工作的正常进行，企业成立应急抢险组。 现场抢险救援组是矿山应急救援指挥部的临时派出机构，现场指挥员组长由李鹏担任。当现场指挥员丧失指挥职能时，由现场最

采空区自然发火“三带”的数值模拟研究

采空区自然发火“三带”的数值模拟研究 王浩1魏威2 （1、江苏省徐州机电工程高等职业学校，江苏徐州2210112、江苏徐州矿务集团生产技术部，江苏徐州221001） 划分“三带”有三种标准，即以采空区内的漏风强度、氧气浓度和温度分布来划分。本文研究某矿2324工作面采空区温度的变化规律，不宜作为划分“三带”的指标，因此结合前两项指标，利用数值计算方法研究采空区遗煤漏风状态和氧气浓度分布，分析采空区自然发火的危险性，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。 1工作面概况及相关参数 1.12324工作面概况 2324面位于-700m水平西二采区，开采煤层为下石盒子组3煤，为易燃煤层，自然发火期为3个月，最短时间只有46天，地面标高+32.1m，工作面标高-574~-625m。该面四周均为采空区，上部为2122面采空区，下部为13202面采空区，西部为2123面采空区，东部为1121面采空区。其中，13202面在收作期间采空区出现高浓度CO。2324工作面走向长530m，倾向长136m，煤层总厚0.1~3m，倾角8°，回采方式为高档普采。 1.22324工作面通风参数 按工作面倾向长度，平均间隔布置若干测点，每个测点埋设两个温度传感器和一根束管，并沿工作面倾斜及材料道布置一趟Ф50mm钢管，将温度引线和取样束管放置于钢管内，测温取样测点布置系统图，如图1所示。 对2324工作面通风参数测定结果如表1所示。 图1测温取样测点布置系统图 试验测得：进风道绝对压力：1065.3hPa，温度22.3℃，相对湿度55%，标高-606.7m，出口道绝对压力：1063.5hPa，温度24.6℃，相对湿度55%，标高-589.3m。 表12324工作面通风参数测定结果 1.3采空区数值计算基本物性参数取值 数值计算中的主要参数取值如表2所示。 表2数值计算中各主要参数取值表 1.4该矿采空区松散煤体孔隙率的取值 孔隙率是决定采空区漏风风流运动的重要参数，它直接关系到采空区渗流流场中气体的渗流强度。另一方面，孔隙率会影响到煤体的 传热性能，因此对煤的自然发火过程影响极大。采空区空隙系数较难 确定，一般采用物理相似材料模拟试验来确定。采空区内平均空隙率 在各 区一般不同，由该矿采空区岩层 调 查资 料取值如图2所示。 2工作面采空区自然发火的数值模拟 2.1概述 编制数值计算程序可以以多种程序语言来实现，诸如FORTRA N、C、C++等。而目前流行的工具语言MATLAB，内含丰富的函数库和工 具箱可以利用，避免了使用传统的编程语言一切要从零开始的困境。因发火的数值模拟计算。 为了研究方便，忽略垂直于工作面方向的流场变化，将整个采空区风流场看成二维渗流问题，研究图1所示的采空区域内（工作面长110m，采空区走向长400m）的风流流动规律。利用有限元技术将渗流区域分成一系列的三角形单元，网格划分图如图2所示，其中三角形单元数5632个、节点数2921个。由于采空区距工作面120m处以后，基本都处于窒息带，因此本文重点研究0~120m范围内的三带情况。 图3采空区模拟区域单元剖分图 2.2数值计算结果及“三带”划分 根据实际测量，2324工作面风量为487m3/min，两端压差为34.8Pa。利用有限元数值计算结果如图3和图4，分别为采空区在正常风量下漏风流线和等速线图，根据目前国内采用的确定“三带”范围的风速界限0.1~0.24m/min，得出2324工作面的可能自燃带的范围如图阴影部分所示。可见可能自燃带的范围：沿采空区中心线宽50m，起自距工作面10m处；沿采空区两侧宽42m，起自工作面18m处。此结果和由现场测试的结果基本吻合。 图4采空区漏风流场流线图图5采空区内漏风等速线图2.3采空区内氧气浓度分布规律 计算条件：初始氧浓度为新鲜空气中氧的摩尔浓度（体积浓度为21%）9.375mol/m3。新鲜气流温度为23℃，相应的松散煤体耗氧速度V0(T) 为0.68mol/（m3.h）。工作面边界取第一类边界，采空区其余边界取第二类边界。计算结果如图5所示。由图中可见，氧气浓度从进风侧向回风侧逐渐减小，其原因主要为漏风流中氧气逐渐和采空区遗煤结合，发生氧化反应所致。 2.4工作面风量对“三带”的影响 受工作面风量的影响，当风量发生变化时，自燃带的范围也随之变 摘要：本文利用有限元方法对某矿2324工作面采空区自然发火“三带”进行数值模拟研究，得出采空区三带范围，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。 关键词：采空区；自然发火“三带”；数值模拟 测点编号风量（m3/min）测点编号风量（m3/min） 1 480 2 463 3 428 4 391 5 352 6 436 7 473 27--

煤矿防火安全知识

企源煤矿消防安全培训

煤矿防火安全知识 生产和在建矿井必须制定井上、井下防火措施。矿井的所有地面建筑物、煤堆、矸石山、木料场等处的防火措施和制度必须符合国家有关防火的规定。 木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。木料场距离矸石山不得小于50m。 不得将矸石山或炉灰场设在进风井的主导风向上风侧也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上的塌陷范围内。 对现有生产矿井用可燃性材料建筑的井架和井口房必须制定防火措施。 矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门 但在带式输送机巷道中应每隔50m 设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水共用同一水池应有确保消防用水的措施。 开采下部水平的矿井除地面消防水池外可利用上部水平或生产水平的水仓作为消防水池。 进风井口应装设防火铁门必须有防止烟火进入矿井的安全措施。 井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。 井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作每次必须制定安全措施并遵守下列规定

(1)指定专人在场检查和监督。 (2)电焊、气焊和喷打焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内应是不燃性材料的支护并应有供水管路有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有2个灭火器。 (3)在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊 接等工作时 必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火 星。 (4)电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中瓦斯浓度不得超过0.5只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时方可进行作业。 (5)电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后工作地点应再次用水喷洒并应有专人在工作地点检查1h发现异状立即处理。 煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。 井上、下必须设置消防材料库并遵守下列规定 (1)井上消防材料库应设在井口附近并有轨道直达井口但不得设在井口房内。 (2)井下消防材料库应设在每一个生产水平的井底车场或主要运输大巷中并应装备消防列车。 (3)消防材料库储存的材料、工具的品种和数量应符合有关规定并定期检查和更换材料、工具不得挪做他用。 井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、

2018注氮防灭火设计

板石煤矿注氮防灭火专项设计 煤炭科学研究总院抚顺分院、吉林东北煤炭工业环保研究有限公司分别于2010年、2013年、2014年对我矿19#、19b #、20#、22#、22a #、23#、23a #煤层煤炭自然倾向鉴定，属于Ⅰ类容易自然煤层。板石煤矿 采取的防灭火措施为注氮防灭火，特编制《板石煤矿注氮防灭火设计》，设计如下： 一、氮气防灭火原理及特点 空气中的氮气体积含量为78.1%，氮气比空气略轻，在标准状态下，1立方米氮气的质量为1.25 kg 。氮气在常温下常压下是无色、无味、无毒的不可燃气体，对振动，热、电火花等都是稳定的，无腐蚀作用，也不轻易与金属化合。氮气防灭火的原理见以下框图： 氮气防灭火的特点为： 氮气比空气略轻，可以充满封闭范围内的所有空间，特别有利于工作面采空区上部和巷道冒顶区的防灭火。

通过管道输送，不需用水，输送方便。 灭火过程中不损坏井巷设备，使灾后恢复工作简单。 氮气本身无毒，使用安全。 使用方便，投入防灭火速度快，采空区有发火征兆时，只需开启阀门，便可迅速向采空区注入氮气。 灭火速度快，能迅速降低封闭区的氧含量使火区窒熄。 目标注氮时，能迅速降低巷道冒顶区的一氧化碳含量，保证灭火人员的安全。 能提高火区内气体压力，减小火区漏风。 火区漏风过多时效果下降，故氮气灭火时需一定程度的严密性。 封闭注氮时对火源的降温效果较差，因此氮气灭火后或者将火源点甩入采空区窒熄带，或者进入封闭区内（巷道火灾）直接降温。 二、注氮防灭火措施和有效性分析 氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。由于氮气分子结构稳定，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。当氧气含量低到5～10％时，可抑制煤炭的氧化自然；氧气含量降至3％以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的引燃与复燃。用氮气防灭火和阻止瓦斯爆炸的过程称为惰化，惰化后的火区因氧气不足而不能燃烧和爆炸。氮气的防灭火作用，即时使采空区等有关区域惰化。具体地说，氮气的防灭火作用和特点是：（一）氮气可以充满任何形状的空间并将氧气排挤出去，从而使

三维可视化数字矿山软件平台建设

三维可视化数字矿山软件平台建设 数字化矿山建设是一项系统工程，涵盖地质勘探、采矿设计、生产管理和市场决策等矿业生产的各个阶段。矿山地质模型是数字矿山建设的基础。完善的地质模型可以帮助矿山企业有效评估矿山生产中可能隐藏的风险因素，提高矿山管理和生产控制水平。金码软件提供建立矿山地质模型、以地质统计学为基础的矿山储量计算、三维采矿设计和以三维模型为基础的矿山生产管理等数字矿山服务。 视频：数字矿山软件平台建设 ?通过钻孔、探槽数据建立完善的矿山地质数据库，实现如矿床、岩层、断层、破碎带、空区等对象的三维可视化，在生产过程中动态更新地质数据库，并对地质储量、损失贫化、三级矿量等进行管理。 ?根据三维激光扫描设备等所采集的实测数据建立真实的三维巷道模型、采空区模型、矿堆模型和露天坑模型。 ?提供三维采矿设计平台，将地质模型和采矿系统模型集成管理，在此基础上实现三维矿井通风仿真和以三维模型为基础的人员定位、设备监控管理。 ?根据企业的生产经营目标和地质、设备、人力资源状况，合理编制年度、季度、月份生产计划，指导日常生产。 ?收集和处理生产过程中的当天、当班作业信息，结合生产调度信息及时汇总生产日报表，供领导和有关部门随时了解生产任务完成情况。 ?根据建立的地质模型，在采矿生产中实现采空区的矿量管理显示，同时达到查询和计算备采矿量，进行动态显示和输出报表。 ?地测采矿图件处理主要包括如下内容：将矿山现有的地测、采矿图件矢量化，结合最新获得的探矿信息和验收工程，进行地质边界圈定、品位估值和储量计算，形成不同类型的剖面图和平面图，满足矿山采矿设计和计划编制的需要。 金码软件（北京）有限公司致力于为矿山企业提供国际领先、专业系统化的矿井三维通风动态仿真系统、三维数字化矿山综合管理系统平台、矿山精益管理系统和自动化控制系统整体解决方案。

停采采空区注氮安全技术措施

停采采空区注氮安全技 术措施 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

停采采空区注氮安全技术措施1185采空区及架间存在自然发火隐患，为抑制采空区遗煤自燃，经研究决定对1185采空区采取注氮措施。为确保注氮安全顺利，并达到预期效果，特制定本安全技术措施。 1、通过1185下运埋的注氮管向采空区注氮，在采空区埋管两趟一趟35-40米，一趟70米，管径2寸。 2、为了防止氮气涌出，注氮期间每班至少派一名防火员或救护队员在1185上隅角及采面等处监护警戒，携带多功能气体测量仪随时进行瓦斯、CO、O2等气体浓度检测。 3、注氮期间通风区每班安排一名管理干部到现场巡查；一旦风流及窝风地点CO浓度超过0.0024%或氧气浓度小于18%时，防火员或救护队员必须立即组织人员撤离受威胁地点，汇报通风区调度和矿业公司调度进行处理。 4、在1185下运注氮入口提前安设气体检测孔。注氮初期对管路内氧气进行排空，管路中O2低于3%时方可向采空区内注氮，减少管路内的氧气注入采空区。

5、巡视管工要保证注氮管路三通阀门关闭，并悬挂“注氮危险、禁止打开”的标识牌，防止人员误开，以免发生氮气泄露，造成人员伤害。 6、为保证氮气不泄露或少泄露，在下隅角和上隅角分别用风筒布建起阻隔风帐墙，并备足风帐，同时拉好警戒线挂好警戒牌，如果人员需要进入，先找防火员检测气体无危险后方可进入。 7、1185系统内工作人员一旦有呼吸急促等缺氧征兆时，要立即外撤到新鲜风流中。 8、地面束管监测系统监控分析1185回风，防火员每天人工取1185上风、1185上隅角等处的气体成分，监测采空区内氧气浓度是否控制在3-7%之间，以便验证注氮效果。 9、注氮泵处人员安排：通风区注氮司机一名。通风区管工一名，负责对注氮管路进行巡视，一旦有问题立即处理。 10、注氮泵司机每小时记录一次注氮泵参数，注氮泵司机实行现场交接班制度，设备运行时不得离岗。 11、受威胁区域：1185系统

采空区地质灾害分析报告

采空区地质灾害分析报告 地测科： 总工办： 总工程师： 山西兰花集团芦河煤业有限公司 二〇一三年七月二十三日

芦河煤业采空区地质灾害分析为了摸清“1+5”大县城行政区域内地下矿产资源采空区情况，为今后的大县城建设提供决策参考和留存历史资料。根据阳协办函（2013）8号要求，我公司组织总工办、地测科等技术骨干人员，对整合包内的张沟、柏山、义城、北庄、柴凹、上河、桃坪七个矿井采空区进行摸底调查，并进行了地质灾害分析。具体情况如下： 一、成立采空区地质灾害调查领导组 组长：张剑鸿（总工程师） 副组长：汪隆靖（总工办主任）、王早胡（地测科长） 成员：总工办、地测科相关人员 二、井田内地质构造情况 井田位于沁水复式向斜构造的南缘弧形转折部，晋获褶断带西侧，总体表现为一组轴向近南北、向北倾伏的背、向斜构造，地层倾角较缓，为3°～15°，井田内未发现断层、陷落柱构造，总体构造属简单类型。 1、S1向斜：向斜轴位于井田西部，呈近南北向展布，向北倾伏，两翼基本对称，地层倾角一般为3°～5°。 2、S2背斜：背斜轴位于井田中东部，为井田的控制性主体构造，沿五龙沟村东—张沟村西一线近南北向展布，与S1向斜轴平行，向北倾伏。两翼不对称，西翼较缓，地层倾角一般为3°～5°，东翼较陡，地层倾角一般为5°～15°。

三、3#煤层顶、底板岩性情况 直接顶板为深灰色、灰色粉砂岩、砂质泥岩，厚2.5～4.2m 左右，局部相变为粉砂岩。老顶为细—中粒砂岩，厚6.5～7.8m，薄—中厚层状，层面含有大量植物碎屑，裂隙较发育，断层附近裂隙更加发育。 底板为黑色泥岩，见有植物化石，属软弱-半坚硬的岩石，吸水性较强，在开采的过程中，由于地下水的作用，会使岩石软化，发生底鼓现象。 四、整合包内各矿井采空区情况： 1、阳城县芦河煤炭有限公司北庄井口 为生产矿井，始建于1989年10月，1996年1月投产，批准开采3号煤层，井田面积为1.8864km2，生产规模15万t/a。矿井采用综合开拓，井下现布置有三条大巷，中央并列式通风，双钩罐笼提升，无极绳绞车运输，全部垮落法管理顶板，属高瓦斯矿井。据调查，井田内3号煤层开采多年，采空区主要分布在井田东部，由5个块段组成，总面积约232732.28平方米；15号煤层资源尚未动用，本次资源兼并重组后，主要利用该生产系统。 2．阳城县芦河煤炭有限公司张沟井口： 为生产矿井，始建于1982年，1984年建成投产，批准开采3号煤层，井田面积为1.9214km2，生产规模15万t/a。矿井采用斜井开拓，长壁分层炮采，中央并列式通风，串车提升，无

瓦斯抽放条件下采空区流场数值模拟

瓦斯抽放条件下采空区流场数值模拟 摘要：针对采空区内埋管、瓦斯尾巷、高位瓦斯巷这三种采空区瓦斯治理方法，基于矿井通风理论、多孔介质渗流理论，建立了采空区流场计算模型，通过数值模拟，研究了三种瓦斯抽放方法的抽放效果以及对采空区流场的影 响范围，并为瓦斯抽放过程中的采空区火灾防治提供有效的建议。 关键词：采空区；瓦斯抽放；流场；自然发火；数值模拟 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号： 1006-4311（2015）13-0057-02 1 采空区瓦斯分布及运移规律 采空区内风流流动主要分为紊流区、层流区、静止区三个区域。每个区域空间大小主要由漏入采空区风量的大小、工作面长度、开采高度等因素决定的。由于采空区内气体流动缓慢，因此混合气体内瓦斯浓度的分布处于一种相对比较稳定的动态平衡状态，其具体表现为采空区瓦斯浓度由工作面向深部以及由底板向顶部冒落带方向上的逐渐增大，因此造成在采空区内存在着一个等瓦斯浓度的曲面梯度[2，3]。 由于在采空区内既有采动空隙，同时存在着原有围岩空

隙，因此瓦斯气体在采空区内的运动主要表现为煤块内解析、低雷诺数流动以及煤岩采动空隙系统内的大雷诺数流动[4]。在邻近层区域围岩空隙内的气体流动主要是单一的瓦斯气 体流动，而冒落带内则是空气与瓦斯混合气体的流动。 2 采空区流场数学模型 2.1 理想混合气体状态方程 采空区内的混合气体由瓦斯、空气组成，在混合气体中，为方便简历模型，首先假设气体分子没有体积，各分子之间也无作用力，即将其假设为理想气体，由各种理想气体混合在一起所形成的气体即为理想混合气体。 理想混合气体的状态方程： 式中：P为外界绝对压力，Pa； V为混合气体的体积，m3； m为混合气体的质量，kg； M为混合气体的摩尔质量，kg/mol； R0为普适气体常数，R0=8.31J/（mol?K）； T为外界绝对温度，K。 2.2 采空区混合气体流动方程 将采空区内空隙视为连续的渗流空间，通过引入空度因子，并忽略各组分气体由于分子质量不同所引起的气体密度变化与紊流效应，然后运用质量守恒定律、N-S方程，推导 可得：

矿井防火措施示范文本

矿井防火措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

矿井防火措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 (一)、矿井防火的一般措施 1、矿井所有地面建筑物、煤堆、矸石山、木料场等都 要建立防火措施和制度。 2、防止火烟入井。矸石山、木料场距进风井的距离不 得小于80米，井口房和通风机房附近20米内不得有烟火 或用火炉取暖。 3、进风井口装设防火铁门。 4、井口附近井底车场或主要运输大巷都应设置消防材 料库。 5、地面设置消防水池，井下设置消防管路系统。 6、井口房和井架采用不燃性建筑材料。 (二)外因火灾的预防措施

1、防止明火点燃。井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下进行上述作业时，每次都必须制定安全措施，经矿领导批准后，方可执行。 2、防止失控的高温热源引燃 （1）、预防电气设备失控引火，井下所有电气设备的选择、安装与使用都必须遵守有关规定，正确运用过负荷继电器与熔断器。 （2）、预防机械摩擦引火，对机械设备要安装良好，经常检查维修，保证设备不“带病”运行。’ （3）、防止爆破引火，严禁明火放炮。 3、采用不燃性材料支护，井下所有巷道均采用不燃性材料支护。 (三）、煤炭自燃的预防措施 1、开采技术措施 （1）、选择合理的煤柱尺寸，尽量少留煤柱。

惰性气体防灭火技术

惰性气体防灭火技术 ㈠惰性气体防灭火原理 惰性性气体防灭火就是将不能助燃也不能燃烧的惰性气体注入已经封闭或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区中氧气不足而将火源熄灭，或者使采空区中因氧气不足而使遗煤不能氧化自燃。 惰性气体防灭火关键是控制火区的氧气含量，对于不同的场合，不同的惰化过程，氧浓度的控制标准也不相同。例如：灭明火时，应使氧气含量小于15%；防止采空区遗煤自燃，氧气含量应小于7%～10%。 ㈡氮气防灭火 如上所述，氮气是空气中的主要成分，因此是一种取之不尽，用之不竭的气体。加上它具有无毒、无臭和易于与空气混合（相对密度接近于1）等优良特性，所以是一种理想的防灭火惰气。 根据氮气的状态，可将氮气防灭火分为气氮防灭火和液氮防灭火两种方法。 1、气氮防灭火 气氮防灭火，即利用上述井下移动式制氮设备生产的氮气，或地面制氮厂制取的通过管道送入井下的氮气进行防灭火工作。现主要是在煤矿应用的制氮技术有膜分离、变压吸附和深冷式等制氮技术，其产氮量350m3/h～1000m3/h，将氮气注入采空区或有煤炭可能自燃的

区域，使之惰化而失去自燃特性，称之为氮气防灭火技术。 氮气灭火的工艺比较简单，通过管路向封闭火区大量灌注氮气即可，根据防火工作的实际需要，氮气防火可针对工作面的采空区进行，也可以针对相邻工作面采空区进行。 （1）向采空区后部注氮。 当自燃发火的危险主要来自生产工作面的后部采空区时，应该取向工作面后部向本工作面后部采空区注入氮气的防火方法。对于采用U型通风方式的采面，应将注氮管辅设在进风平巷中，注氮释放口开设在后部采空区中的进风平巷一侧，以利用通风压力使氮气流入采空区中，如图2—9所示。 工作面后部采空区的注氮，可以采用连续注氮方式，也可以利用间断注氮方式，应根据注氮强度（即流量）和采空区中气体成分变化情况等综合确定并及时调整。在注氮的日常管理中，应注意下列问题。 ①注氮量的多少，应根据采空区的气体成分来确定，以距工作面20米处采空区中的氧气浓度天有不大于10%作为确定的标准。如果采空区中CO浓度较高（超过50ppm）或者工作面上部CO浓度超限，或出现高温、异味等自燃征兆，都应加大注氮强度或注氮量。 ②利用束管监测系统，合理设置监测传感器，加强对采空区工作面和回风平巷中O2、N2和CO浓度的监测；同时，由瓦检员随时对工作面及其回风平巷中的O2、CO、和CH4浓度进行检查，要保证工作面风流中的氧气浓度，若发现工作面上的氧气浓度降低，应暂停注氮或减少注氮量。