第一部分长滩煤矿矿井概述
准格尔旗长滩阳圪楞煤炭有限责任公司长滩煤矿(以下简称长滩煤矿)行政隶属准格尔旗薛家湾镇,井田位于准格尔煤田南部详查区的西部,在原详查区的9~走2勘探线之间西部边缘。该矿井是在原准格尔旗长滩煤矿(简称原长滩煤矿)和原准格尔旗阳圪楞煤炭有限责任公司阳圪楞煤矿(简称原阳圪楞煤矿)资源整合的基础上,经过两次扩界后成立的。重新扩界划定后的矿区范围由内蒙古自治区国土资源厅于2008年6月2日以“内国土资采划字【2008】0095号文”进行了批复,批复扩界后的井田面积为5.4813km2,矿区保有地质储量19483.8万t。
长滩煤矿曾进行过多次技术改造和改扩建,最近一次改扩建初步设计是在原整合后的1.3075 km2井田范围内由大同煤矿集团设计研究院有限公司承担,于2005年12月编制完成《长滩煤矿改扩建初步设计》,改扩建后的矿井生产能力为0.6 Mt/a。内蒙古自治区煤炭工业局以“内煤局字【2005】200号文”进行了批复;内蒙古煤矿安监局对矿井改扩建初步设计安全专篇进行了审查,并以“内煤安二处字【2006】11号文”进行了批复。
2007年12月,为提高煤炭资源回收率和煤矿机械化水平,鄂尔多斯市人民政府同意原长滩阳圪愣煤矿和原长滩煤矿的资源整合申请,并以鄂府函【2007】404号文上报内蒙古
自治区煤矿整顿关闭领导小组办公室;内蒙古自治区煤矿整顿关闭领导小组办公室于12月30日以“内煤整办字【2007】”37号文《关于同意准格尔旗长滩阳圪愣煤矿和长滩煤矿资源整合的复函》同意两个煤矿进行资源整合,并依据现行的产业政策和安全生产方面的要求,为提高矿井生产规模、资源回收率和综合机械化、安全生产水平,以及矿井安全质量标准化建设,“两矿整合后,生产能力须提高到120万t/a以上,形成一个法人主体、一套生产系统,实现综合机械化采煤工艺和达到安全质量标准化矿井”。
2008年6月2日,内蒙古自治区国土资源厅以“内国土资采划字【2008】0095号文”对矿井整合后的矿区范围进行了批复,批复后的井田面积为 5.4813km2,保有地质储量19483.8万t。
鉴于矿井整合后的井田面积扩大,煤炭资源储量丰富,开采技术条件优越,为进一步提高矿井生产能力和安全质量标准化,加快完成地区煤炭产业升级,带动当地区域经济的发展,充分体现国土资源部关于矿井生产规模与资源储量相匹配的指示精神,2008年8~9月,由大地工程开发有限公司编制完成《长滩煤矿120万t/a改扩建矿产资源开发利用方案》及《安全设施设计》,并上报内蒙古国土资源厅,同时建设单位又委托相关有资质部门和机构完成了矿井120万t/a 改扩建的环保、水保及地灾的评估及方案报告,内蒙古国土
资源厅于2008年12月29日颁发采矿许可证,采矿许证号:1500000820651。批准矿井生产规模为120万t/a。
第二部分煤层概况
一、煤的自燃倾向性
地质勘探在区内选了两个钻孔的样品进行试验。根据22个原煤自燃样品试验,煤的吸氧量在0.50~0.86cm3/g之间,煤的自燃等级为Ⅰ~Ⅱ级,有一半为容易自燃煤。地质报告中的煤样分析结果见表5-1-1。
煤样分析结果表
二、煤层自燃资料来源
内蒙古煤矿矿用安全产品检验中心(内蒙古安科安全生
产检测检验有限公司)2009年12月对我矿5#煤层、6#煤层煤尘爆炸性、煤自燃倾向性进行了鉴定,鉴定结果5#煤层、6#煤层煤尘有爆炸性,煤属于Ⅰ级容易自燃。
鉴于此,设计矿井各煤层均按容易自燃煤层进行安全设施设计。煤层自燃发火期参照周边准格尔煤田内的矿井资料,煤层自燃发火期一般为40天~60天。
三、设计拟采用的防灭火措施
设计井田内各煤层均按容易自燃进行设计。依据相关矿井防灭火规程、规范和标准,借鉴周边矿区的防灭火经验,采取了以“预防为主,防治结合,针对难点,综合治理”的主要措施有:合理进行巷道布置、及时封闭采空区、灌浆防灭火、喷洒或压注阻化剂、凝胶压注堵漏、配备惰气防灭火装置、束管监测等防治措施。
第三部分开采煤层自燃预测和防治措施
一、煤的自燃预测及分析
1、煤的自燃预测
(1)煤的炭化程度(变质程度)
根据有关资料,一般认为煤的自燃倾向性,是随炭化程度增高而减少的,事实上,同牌号的煤也有自燃难易之分,这是由煤的化学物理性质的多样性所决定的。
本井田含煤地层为下二叠统山西组(P1s)和上石炭统太原组上部(C2t2),其中5上、5号煤位于下二叠统山西组(P1s),
6上、6、9号煤位于上石炭统太原组上部(C2t2),煤种为中~高发热量、低~中灰分、特低硫~中硫、特低磷、低燃点的长焰煤。区内各煤层的镜煤最大反射率在0.5365%~0.5695%之间,平均为0.5579%,煤的变质程度为低变质的烟煤I阶段。本区各煤层均有煤尘爆炸危险性。
(2)煤岩成分
在丝煤、暗煤、亮煤、镜煤四种煤岩成分中,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,可以起着“引火物”的作用,所以含丝煤愈多,自燃倾向愈大。
根据地质报告,区内煤呈黑色,风化后呈褐色,条痕褐黑~黑褐色,呈暗淡的沥青光泽,局部可见油脂光泽,丝炭发育的层段显丝绢光泽。常见贝壳状及参差状断口,外生和内生裂隙不发育,脆性差。燃点一般为300℃左右,燃烧试验为剧燃。残灰呈粉状~块状,灰白~灰色。煤风化后煤质疏松,呈土状,燃烧时火焰不大。
(3)煤的含硫量
同牌号的煤中,含硫矿物愈多,愈易自燃。煤中所含硫铁矿,低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁,使煤体膨胀而变得松散,增大氧化表面积。硫铁矿氧化时放出的热量,也促进煤炭自燃。
区内各煤层原煤全硫含量在0.28%~1.95%之间,平均
为0.77%。垂向上,下部煤层较上部煤层硫含量增高,依据GB/T15224.2-2004硫分分级标准全区为特低硫分~中高硫分煤,平均为低硫分煤。煤中硫成分以硫化铁硫(Sp,d)为主,有机硫次之,硫酸盐硫甚微,煤层中硫铁矿多以薄膜充填裂隙中,较易洗选。
(4)煤的水份
煤中所含水份对自燃倾向影响比较复杂,近年来有人认为,同一种煤水份愈多,着火温度愈高,但当它干燥(如不发生氧化)后,着火温度又变为最低;炭化程度低而水份多的煤,水份蒸发后,煤的自燃危险性增加,这是因为水份蒸发使煤的粉碎性增加,从而增大其吸氧面积;炭化程度高而水份少的煤,水份蒸发对煤的自燃危险性影响不明显。
根据地质报告,各煤层原煤水分一般波动在 2.20%~9.75%之间,平均为3.88%;浮煤水分一般变化在1.20%~6.55%之间,平均为3.26%。浮煤水分较原煤水分有所降低。其中5上煤层一般波动在2.22%~6.92%之间,平均为4.07%,5号煤层水分含量在 2.06%~6.50%之间变化,平均为4.11%。
(5)煤的破碎程度
煤的破碎程度越高,吸氧面积越大,自燃危险性越高。
(6)煤的瓦斯含量、孔隙度及导热能力等物理性质也是影响自燃倾向的因素。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。
根据地质报告,井田内各煤层常见贝壳状及参差状断口,外生和内生裂隙不发育,脆性差。
(7)煤层厚度、倾角、埋藏深度。
煤层厚度与倾角愈大,自燃危险性愈大。
在厚煤层开采时,由于开采条件复杂,回收率较低,盘区煤柱易遭破坏,采区封闭不严,漏风较大等原因造成容易自燃。此外,煤是不良导热体,煤层愈厚,愈易造成良好的热积聚条件。煤层埋藏深度增加,煤的原始温度增加,自然水份减少,也将使自燃危险性增加。
(8)地质构造
煤层遭到地质作用(如褶曲、断层、破碎带及岩浆侵入等)破坏的地点,自燃发火比较频繁。原因是地质构造破坏处,煤质较松,有大量裂隙;围岩裂隙渗水,都使煤的氧化能力提高。岩浆侵入区,煤层受到局部干馏,煤的孔隙率增加,强度降低,自燃危险性也可能增大。本井田地质构造简单。
(9)围岩性质
煤层顶板坚硬而裂隙发达,冒落后块度较大,采空区漏风大,供氧条件良好。若底板也较坚硬,则煤柱所受地压大,易破坏,均有利于煤层自燃;如顶板松软,冒落后采空区充填较致密,且能很块压实,则采空区遗煤的自燃危险性大大
减少。
根据地质勘探报告,煤层伪顶、直接顶底板以泥岩、砂质泥岩为主,占83.6%,余为砂岩占16.4%,砂岩中以粉砂岩为主。岩石物理力学性质测试结果表明:5号煤顶板泥岩自然状态单轴抗压强度11.0 MPa,底板泥岩自然状态单轴抗压强度18.8 MPa;煤层顶、底板围岩强度较低,以较弱岩石为主,软化系数均<0.75,属易软化岩石。岩体质量一般或中等,较稳定。
(10)开拓方式及采煤方法
盘区主要采用煤巷开拓,支护方式为锚(网)喷为主。
采煤方法对自燃发火的影响主要取决于采空区遗煤量及其集中程度、顶板管理方法、煤层切割情况、煤柱破坏程度以及采空区封闭难易程度等。本矿井各煤层的开采方法主要采用综采放顶煤和普通综采采煤方法。其中综采放顶煤采空区的遗煤量比普通综采大。
(11)漏风条件
空气流通不仅使煤氧化,同时又把氧化生成的热量带走。风速很小,供氧量不足;风速过大,热量不能积聚,都不会发展成自燃火灾。因此,只有在既有风流流通而又风速不大的情况下,煤才可能自燃。顶板冒落的采空区,煤巷冒顶、垮帮处,压碎的煤柱等地点的漏风,往往具备了这种自燃条件。
2、煤的自燃倾向性鉴定结果
依据内蒙古煤矿矿用安全产品检验中心(内蒙古安科安全生产检测检验有限公司)2009年12月对我矿5#煤层、6#煤层煤尘爆炸性、煤自燃倾向性进行了鉴定,鉴定结果5#煤层、6#煤层煤尘有爆炸性,煤的吸氧量0.93cm3/g,煤属于Ⅰ级容易自燃。
3、综合机械化开采煤层自燃的特点
本矿井主要采用综采放顶煤和普通综合机械化采煤法。
综采的易发火区为“二道二线”(工作面运输道、回风道、开切眼、停采线)。
二、煤的自燃预防措施
(一)开拓开采方面的措施
1、合理进行巷道布置
根据井田开拓部署和采区巷道布置,矿井生产初期开采5和6上号煤层,井下各开拓、准备和回采巷道主要以全煤巷布置为主,布置在5、6上煤层中;部分硐室及联络巷布置在煤层顶底板岩石中。另外先期开采的5和6上号煤层,煤层瓦斯含量低,属较容易自燃煤层和易爆煤层。煤层伪顶、直接顶底板以泥岩、砂质泥岩为主。地质报告通过钻孔的岩石物理力学性质试验,岩体质量一般或中等,较稳定。。
根据确定的井口位置和开拓开采方式,矿井采区利用盘区辅助运输大巷、胶带输送机大巷和回风大巷直接布置回采
工作面,三条盘区大巷均布置在5、6上煤层中。盘区工作面回采后,三条大巷处于压力集中区,压力经过较长一段时间后才能释放,巷道可能有一定程度的破坏。由于开采工作面布置需要,沿盘区大巷需布置通向工作面顺槽的联络,造成盘区大巷开口较多,开口处巷道断面较大,回采后如果密闭不严,将可能引起漏风,对矿井通风安全以及防治煤层自然发火不利。
考虑以上情况,为提高巷道抗压强度,保证开拓、准备巷道以及主要硐室应具有的服务年限,设计原则上采用矩形断面。另外,为满足防止煤层自然发火的需要,在现有的煤岩资料条件下,设计巷道的支护形式选用锚网喷联合支护。喷射混凝土(砂浆)的厚度根据巷道跨度的不同而不同。若实际揭露的煤岩性质发生变化,或煤层顶底板岩性较差,或遇断层破坏带,则必须采取锚网喷加锚索或架拱形钢棚或混凝土砌碹等复合支护。
采取留设足够的三条大巷保护煤柱,尽量减小三条盘区大巷受采动影响。加强巷道观测,巷道施工中向煤壁压注阻化剂,及时对巷道破坏段进行注浆、修复等维护措施,必要时采用补打锚索,以减少巷道破坏。同时对巷道高冒、松动离层及裂隙处,采用注凝胶堵漏。压注的凝胶必须充满全部空间,其外表面应喷浆封闭,并定期观测,发现老化、干裂时,应予重新压注。
对于采后工作面与大巷的平巷口,立即进行永久性封闭,采用压注阻化剂加防火墙的方法防火。防火墙设两道,间距大于5m,以不燃材料构筑,两墙之间以掺阻化剂的泥浆充填实。防火墙上应设注浆管、观测管和排水管。如发现密闭区有自燃发火预兆,应及时通过防火墙上的注浆管向密闭区注惰性气体。
2、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,尽量减少形成“孤岛”工作面。
采煤方法为走向长壁后退式采煤法,全部陷落法管理顶板,采用灌浆、注惰性气体、喷洒阻化剂等防灭火方式。这种长壁式采煤法回采率高,巷道布置比较简单,便于加快回采速度,缩短采空区暴露时间。
3、提高回采率,加快回采速度,即可提高产量又可以在空间上和时间上减少煤炭的氧化作用。生产技术管理人员必须考虑合理的回采速度和合理划分采区,且采完后立即按有关规定封闭采空区。
4、在盘区开采设计中,预先选定构筑防火门的位置。当采煤工作面投产和通风系统形成后,必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙,并储备足够数量的封闭防火门的材料。当采煤工作面回采结束后,立即进行永久性封闭。
5、在盘区开采设计中,明确选定自燃发火观测站或观测点位置,并建立束管监测系统,确定煤层自然发火的标志
气体和建立自燃发火预测预报制度,所有检测分析结果必须记录在专用的防火记录簿内,并定期检查、分析整理,发现自燃发火指标超标或达到临界值等异常变化时,立即发出自燃发火预报,采取措施,进行处理。
6、在煤层中掘进巷道时,对巷道中出现的冒顶区必须用不燃材料充填密实。锚喷或砌碹支护后的空隙与冒落处也必须用不燃材料充填密实,并定期检查。
7、盘区设计根据自然发火期来确定盘区的开采期限,从而确定盘区规模。
8、控制风流的巷道预留出能保证实现通风、防火措施的位置。
9、采用喷洒阻化剂防止煤层自燃。
10、防火墙上应预埋注浆管、观测管和排水管。
11、当顶板不容易冒落时,采取有效措施(如放炮等),使整个采空区顶板冒落并压实,特别是切眼及停采线、各种煤柱附近,以减少漏风。
12、对已报废的溜煤眼采用压注阻化剂及以不燃材料封闭的办法防火。
13、对已报废的在煤层中的联络巷、采终线巷道采用压注阻化剂加防火墙的方法防火。防火墙设两道,间距大于5m,以不燃材料构筑,两墙之间以掺阻化剂的泥浆充填实。
14、对采煤工作面开切眼、停采线均应采用喷、撒阻化
剂防火。
15、井下全部巷道及硐室均采用锚(网)喷或混凝土砌碹支护,均为不燃材料。井下主要巷道连接处,井下胶带输送机机头、机尾前后各30m内,井下各机电硐室均采用锚(网)喷或混凝土砌碹支护。
(二)通风方面措施
在既定的生产条件下,矿井通风网路中漏风的数量与方向往往是煤炭自燃发展过程转化的决定性因素,防火对于通风的要求是:风流稳定,漏风量小和通风网路中的有关区段易于隔绝。
1、矿井设计工作面开采采用后退式回采。工作面开采均采用“U”型通风方式,一进一回。新风与乏风均不通过采空区,漏风小。
2、辅助运输大巷进风,回风大巷回风,实行分区通风,每个盘区及工作面均有独立回风系统,它的优点是降低矿井总风阻,增大矿井通风能力,减少漏风,易于调节风量,在火灾时期便于控制风流,隔绝火区。
3、调节风门、风门和风墙应设置在围岩坚固、地压稳定的地点,还要注意避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。
4、防火墙必须由不燃材料构成,必须密实,不能有漏风,并定期检查维修。
5、采取措施,降低盘区进、回风巷之间,区段进、回风巷两端的负压差,以减少漏风。
6、风门与调节风门造成的风压控制在100Pa以下。
7、风门、调节风门之间的距离要留有较大余地。
8、矿井作大的风量调整时,应测定防火墙内气体成分和空气温度。
9、在合适地点设立双向风门,使矿井既可全区实现反风,也可局部实现反风,以防火灾事故扩大。
10、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。
11、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。
(三)监测方面的措施
1、每周至少检查一次盘区的密闭情况,测定一次盘区回风巷道和可能发热地点的温度和风量,并应采取空气试样进行分析,每15天至少检查一次废弃巷道的密闭情况。所有检查、测定、分析结果,都必须记入防火记录簿内。
2、采用均压防灭火时,对采空区和火区内的漏风量、漏风方向、空气温度、防火墙墙内外气压差等,都必须按规
定进行定期检查、观测,并将结果登记造册。
3、使用JGS-7型矿用火灾预报束管监测系统,对每个可能发热的地点、防火墙、密闭、采空区、采煤工作面上下顺槽靠采空区部位等可能引发火灾地点进行连续监测。
4、防火检测的测点或站应具有代表性,由矿井防火灾领导小组确定,并且每个采区或回采工作面至少设立两处,此处的巷道至少要有10m长直线段,并符合井下测风站的要求。
5、防火检测时间间隔:盘区进、回风流中不大于3天;工作面采空区上隅角不大于3天;采空区回风侧防火墙不大于7天;其它地点不大于15天。
(四)火灾瓦斯爆炸与抑制措施
1、合理选择封闭顺序。在有瓦斯爆炸危险时一般应采用进、回风侧同时封闭法,在统一指挥下同时封闭进、回风防火墙上的通风口。
2、合理选择封闭位置。尽可能靠近火源进行封闭,封闭区不得存在漏风口。
3、加强火区气体成分的探测,正确判断瓦斯爆炸的危险程度。
4、正确选用防爆防火墙,采用砂袋防火墙(或石膏防火墙)施工时边通风边探测、边砌筑,迅速封口,撤离人员。
5、向火区充惰性气体或多水材料灭火。惰性气体采用
DT600/6膜分离制氮机向火区充氮气。
三、各种防灭火方法
(一)矿井防灭火方法的选择
《煤矿安全规程》第228条和232条规定:“开采容易自燃和自燃煤层的矿井,必须采取综合预防煤层自然发火的措施。”、“开采容易自燃~自燃煤层时,必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施,编制相应的防灭火设计,防止自然发火。”
1、预防性灌浆
预防性灌浆是目前我国使用较广泛的一种行之有效的预防煤炭自然的方法,主要针对回采工作面采空区遗留浮煤的自燃防治。灌浆材料主要有黄土、矸石灰、粉煤灰等,在水源比较丰富的地区甚为广泛。回采工作面的预防性灌浆方法主要采用埋管注浆、随采随注、洒浆、打钻灌浆和采后灌浆等,通过灌浆对采空区里残留的煤进行隔氧分离,减少煤炭氧化的机率,防治采空区煤层自燃。
根据《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范(AQ1055-2008)》(2009年1月1日实施):“开采容易自燃或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井,必须设计以灌浆为主的两种以上综合防灭火措施”。
2、氮气防灭火
氮气防灭火按照制氮设备的布置分为地面固定式注氮、地面移动式注氮和井下移动式注氮,其原理是通过向采空区注入不低于97%浓度的氮气,减少采空区内氧气的含量,抑制采空区内残留余煤的氧化。
3、阻化剂防灭火
阻化剂防灭火技术较先进、工艺系统简单、投资较少,且阻化剂来源广,阻化率高、价格低廉,对于缺水、少土地区煤矿的井下防灭火具有重大的现实意义。喷洒压注工艺主要有机动性喷洒压注系统、半永久性喷洒压注系统和永久喷洒压注系统。阻化剂防灭火系统不仅对采空区残留浮煤进行喷洒,还可对巷道或者煤柱的煤壁进行喷洒或者可采用钻孔进行压注,从而起到煤层自燃的阻化作用。
4、注凝胶防灭火
凝胶是一种较为新型的防灭火材料,主要以水为载体、以水玻璃为主剂、以硫酸或碳酸盐类为促凝剂和以灰土(黄土或石灰)为增强剂混合而成的不燃性防灭火材料。具有较强的渗透性、较好的密封性和较快的凝固性等特点,一般应用于较小空间或裂隙地点的发火隐患的治理。
近几年来,防灭火材料有了一定的发展和改进,如巴斯夫防火密闭材料、罗克休泡沫、威尔浮材料等一些有机高分子注浆材料等,主要应用在煤矿井下破碎煤岩体内、掘进巷道高冒区充填、密闭充填和喷涂等处,对防止煤层自然发
火起到了很好的效果。设计矿井注凝胶设备选用ZHJ型矿用移动注浆站一套
5、均压防灭火
均压防灭火技术是一项经济、实用、效果较好、技术含量较高的防灭火手段和措施。其实质是通过设置调压设施(装置)或调整通风系统,改变井下巷道中空气压力分布状态,尽可能减少或消除漏风通道(实施均压区域)两端的风压差,从而减少或消除漏风、抑制煤炭自燃发火乃至灭火的目的。
通过以上分析和论述,本矿井防灭火的方法主要有:预防性灌浆、氮气防灭火、阻化剂防灭火、注凝胶防灭火和均压防灭火等。
(二)矿井防灭火设备的选择
1、预防性灌浆
(1)灌浆系统的选择
灌浆系统分为集中灌浆和分散式灌浆,分散式灌浆又分为地面钻孔灌浆或分区灌浆和井下移动式灌浆。集中灌浆是在地面建集中灌浆站,灌浆材料通过预先敷设好的管路输送到井下用浆地点,该系统主要适用于煤层埋藏较深、矿井灌浆量大和取运土距离较远的矿井。分散灌浆主要适用于煤层埋藏浅、灌浆量不大、且运输距离短等条件下的矿井。根据井下各煤层赋存条件和煤层特征,设计选用地面集中灌浆系
统。即在井上设地面集中灌浆站,通过灌浆管路将泥浆输送至灌浆地点。
(2)灌浆参数计算
①工作制度:与矿井井下工作制度相匹配。井下采掘作业为“四六”制,设计每天灌浆时间为12h。
②日灌浆所需土量
Q土=K?G/V煤
式中:Q土—日灌浆所需土量,m3/d;
G —矿井日产量,根据设计,日产量为3636.4 t;
r煤—煤的容重,根据地质报告,煤层容重为1.40 t/m3;
K—灌浆系数,设计取0.01。
则:Q土= 26.0 m3/d;
③日灌浆所需实际开采土量
Q=αQ土
式中:Q—日灌浆所需实际开采土量,m3/d;
α—取土系数,取1.1。
Q= 28.6 m3/d;
④每日制泥浆用水量
Q水1=Q?δ
式中:Q水1—制备泥浆用水量,m3/d:
δ—泥水比的倒数,灌浆泥水比为1:3;
则:Q水1= 77.9(m3/d)
某某煤矿矿井防灭火专项设计 目录 第一章矿井概况 (1) 第二章矿井火灾隐患性分析 (3) 第三章矿井煤层自然发火预测预报指标体系 (9) 第四章矿井自燃火灾监测系统 (15) 第五章矿井防灭火系统 (20) 第六章矿井工作面重点区域防灭火技术方案 (34) 第七章矿井外因火灾防治措施及装备 (36) 第八章矿井井下消防洒水系统 (41) 第九章防火构筑物及井上、下消防材料库 (43) 第十一章矿井防灭火技术管理制度 (50)
某某煤矿矿井防灭火专项设计为认真贯彻国家的安全生产方针,进一步加强矿井防灭火管理工作,有效预防矿井火灾事故,保障煤矿职工的安全和健康,保护国家资源和财产不受损失,保证矿井生产正常进行。根据《煤矿安全规程》第260条的规定,结合我矿实际,编制了矿井防灭火专项设计。 第一章矿井概况 一、井田位置及交通 某某井田位于国家规划的“*********”的*部,地处******处,行政区划隶属*******管辖。 地理坐标为: 东经*********** 井田交通十分便利,*******对外交通和内部运输条件均较便利。 井田向东南距****约32km,*****城区距各大城市或火车站距离为:*******。 井田交通位置详见图1-1-1,井田在矿区中的位置见图1-1-2。 二、地形地貌 井田地处***接壤地带,井田东部地势较平缓,多被沙漠覆盖,分布沙丘、沙梁;其余全部为第四系黄土覆盖,呈现沟壑纵横的黄土梁峁地貌景观。井田地势总体南高北低,一般标高+1290~+1320m;黄土梁峁区地势
较高,一般标高+100~+160m。井田内最高点位于***,高程+***m;最低点位于井田北部的冲沟沟谷,高程+**m,相对高差***m。 三、地表水系 井田地表无大的水系,但冲沟较发育,主要为秃尾河支流红柳沟之上游支沟,其中贺家沟沿井田中部自东南向西北流过,流水受降雨影响非常大,虽流量有限(常断流),但下蚀作用强烈,切割深,造成地形破碎。 四、地震情况 根据国家地震局和建设部2010年颁发的GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,本区地震烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g。 图1-1-1 井田交通位置图 图1-1-2 井田在矿区中的位置示意图 五、气象特征 井田属温带大陆性干旱、半干旱季风气候。天气多变,春季干旱而多风沙,夏季炎热多雷雨,秋季凉爽而短促,冬季干冷而漫长,日照充足,雨热同季。年平均气温8.1℃,7~8月最高气温36.7℃,元月份最低气温-29.7℃,日温差15~20℃。年平均降水量414mm,年平均蒸发量1907.2mm。7-9月份为雨季,10月中旬降雪,翌年2月解冻,无霜期155天。冬季至春末夏初多风,最大风速可达18.7m/s,风向多为北西。最大冻土深度1460mm。 六、矿井通风概况 1. 通风方法 矿井通风方法为机械抽出式。
防灭火方案设计编制日期:2008年1月
第一章概况 依据《地质报告》1号煤层为容易自燃,6号煤层为不易自燃。10号煤层无鉴定报告。矿井为新建矿井,煤层自燃倾向性鉴定资料不全,因此设计按Ⅱ类容易自燃煤层进行设计和管理。同时加强通风管理工作,防止采空区、老巷长期漏风,防止巷道长期处于微风状态,防止煤层自燃发火,同时要加强外因火灾的防治工作。按煤层容易自燃设计和管理。 第一节开采煤层自燃预测及防治措施 一、煤的自燃预测及分析 内因火灾的形成必须具备以下四个条件: ①具有自燃倾向性的煤呈破碎状态并集中堆积存在; ②通风供氧; ③蓄热环境; ④维持煤的氧化过程不断发展的时间。 要形成自燃,以上四个条件缺一不可,若采取措施破坏其中一个或两个,乃至全部条件,便可有效的防止自燃。 1. 煤的自燃倾向性 煤的自燃倾向性主要取决于煤的煤化程度、水分、煤岩成分、含硫量等因素: (1) 煤的变质程度 煤化程度愈高的煤自燃倾向性愈小,但不能以煤的煤化程度作为判定自燃倾向性大小的唯一标志。
(2) 煤的水分 一定含量的水份有利于煤的自燃,而湿度过大,则会抑制煤的自燃。 (3) 煤岩成份 在常温条件下,丝煤是自热的中心,起着引火物的作用;镜煤与亮煤脆性大,灰份少最有利于自燃的发展;暗煤难以自燃。 (4) 煤的含硫量 硫在煤中有三种存在形式:硫化铁即黄铁矿、有机硫和硫酸盐。对煤的自燃起主导作用的是硫化铁,它对煤的自燃过程起加速作用。 (5) 煤的孔隙度和脆性 煤的孔隙度愈大、脆性愈大,煤愈容易自燃。完整的煤体一般不会发生自燃,一旦受压破裂,呈破碎状态存在,其自燃性将显著提高。 2. 煤层自然发火期 煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性,它取决于煤在常温下的氧化能力,是煤层发生自燃的基本条件。但一个矿井或煤层自燃发火危险程度并不完全取决于煤的自燃倾向性,还有煤层的地质赋存条件,开拓、开采和通风条件都有一定影响。 (1) 煤层地质赋存条件 厚煤层容易发生自燃发火,地质构造包括断层、褶曲、破碎带等容易发生自燃发火。
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
1 总则 1.0.1 为了合理地设计水喷雾灭火系统,减少火灾危害,保护人身和财产安全,制定本规。 1.0.2本规适用于新建、扩建、改建工程中生产、储存装置或装卸设施设置的水喷雾灭火系统的设计;本规不适用于运输工具或移动式水喷雾灭火装置的设计。 1.0.3水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾,闪点高于60℃的液体火灾和电气火灾。并可用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。 1.0.4水喷雾灭火系统不得用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾,以及水雾时保护对象造成严重破坏的火灾。 1.0.5水喷雾灭火系统的设计,除应执行本规的规定外,尚应符合国家现行有关标准、规的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1水喷雾灭火系统 water spray extinguishing system 由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成,向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。 2.1.2传动管 transfer pipe 利用闭式喷头探测火灾,并利用气压或水压的变化传输信号管道。 2.1.3响应时间 response time 由火灾自动报警系统发出火警信号起,至系统中最不利点水雾喷头喷出水雾的时间。 2.1.4水雾喷头 spray nozzle 在一定水压下,利用离心或撞击原理将水分解成细小水滴的喷头。 2.1.5水雾喷头的有效射程 effective range of spray nozzle
水雾喷头水平喷射时,水雾达到的最高点与喷口之间的距离。 2.1.6水雾锥 water spray cone 在水雾喷头有效射程水雾形成的圆锥体。 2.1.7雨淋阀组 deluge valves unit 由雨淋阀、电磁阀、压力开关、水力警铃、压力表以及配套的通用阀门组成的阀组。
山西灵石国泰红岩煤业有限公司防灭火专项设计
实施时间:2012年度
红岩煤矿防火专项设计 为有效防止矿井火灾,根据煤矿煤层条件、井田采掘计划安排,特编制此2012年防灭火设计。 一、矿井概况: 矿井采用斜井单水平开拓,采煤方法为倾斜长壁一次采全高综合机械化采煤法,全部垮落法管理顶板。煤炭种类为焦煤。矿井瓦斯等级属低瓦斯矿井,煤层属一级自燃发火煤层,自燃发火期为3-6个月。防灭火方法以灌浆为主,以喷洒阻化剂、移动式注氮防灭火系统为辅的防灭火方法,灌浆防灭火系统现在建设中。 二、防灭火总体要求 根据2012年度的采掘计划安排,防灭火重点为:矿井各采掘工作面为有效防止煤层自然发火,防灭火设计本着“预防为主,防消结合,依靠科技进步,采取多种形式防灭火”的原则,具体规定如下: 1、2012年度,井下所有掘进巷道高冒区、巷道透采空区或接近采空区、有自然发火征兆的其它架棚巷道及综采采空区、老采空区必须采取装帮顶灌浆措施;对部分灌浆地点使用凝胶防灭火新材料替代黄泥灌浆或与黄泥灌浆混合使用。 2、矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统,管路必须按规定铺设到位。井下消防管路每隔100米设置支管和阀门,皮带道消防管路每隔50米设置一组支管和阀门。消防管路距离采掘工作面不超过20米。 3、矿井必须有完整的灌浆系统,灌浆管路距掘进工作面不超过100米,采煤工作面风道必须接至距工作面40米,运输道必须接至停采线位置。2012年度主要灌浆地点:掘进工作面透老塘及巷道高冒区和自然发火隐患地点。 4、灌浆防灭火是按适当比例混合制成一定浓度的浆液,并通过管路注入到容易自然发火区域,利用浆液中的固体沉淀充填浮煤缝隙堵塞漏风通道,减少供氧量,并且包裹浮煤,隔绝氧气与煤体的接触,防止氧化。浆液中的水分能够抑制煤自热氧化发展,利用浆液中的沉淀及其粘性和包裹性,与周围破碎煤
YF-ED-J8287 可按资料类型定义编号 综采工作面注氮防灭火设 计实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日
综采工作面注氮防灭火设计实用 版 提示:该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全,以及交通运输安全等方面的管理,使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 我矿23103工作面即将开始回采,工作面 通风系统为材料巷进风,措施巷、皮带巷回 风。因采用综放工艺回采,其采空区遗煤较 多、范围广、空间大,加之所采13#煤自燃倾向 性等级为Ⅱ类,工作面防灭火工作十分重要。 参照煤炭科学研究总院沈阳研究院20xx年5月 编制的《斜沟煤矿主采煤层自然发火综合防治 方案设计》及集团公司其他矿井防灭火经验, 采用注氮防灭火措施的有效覆盖率较高、适应 性较好,能有效的保证工作面回采期间防灭火
安全。为了防止输氮管路和采空区泄漏氮气造成人员伤害、保证注氮防灭火效果,特编制如下专项设计。 一、工作面概况 1、采煤工作面位置: 工作面位于21采区北翼,南邻21采区三条上山,北部、东部、西部均为实煤区,上部为8#煤的18107、18109采空区,平均层间距为46.29m。 2、工作面有关参数 走向长度:2420.9m,煤层厚度为5.95-16.68m,平均13.8m。 平均采高:机采3.6m,放煤高度10.2m。 瓦斯等级:低瓦斯,容重:1.44t/m3。 煤层硬度:f=2~5,煤质牌号:气煤。
2014年矿井防灭火设计xx 煤矿二0 一四年 矿井 防灭火设计 矿总工程师: 生产副矿长: 安全副矿长:
副总工程师:调度室:安全检查科:生产技术科:审 核:编制:日期:
审批意见:
一、矿井概况 目前,矿井有 1 个回采工作面即11051回采工作面,采煤方法为综合低位放顶煤采煤法;2 个煤巷综掘工作面即25011 运输顺槽掘进工作面、1201 运输顺槽掘进工作面; 3 个炮掘工作面即二采区回风下山掘进工作面、二采区轨道下山掘进工作面、二采区回风大巷掘进工作面。 矿井于2011 年7 月28 日取煤 5 层煤样,经煤尘爆炸性鉴定,其抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80%,煤尘具有爆炸性。 矿井自燃发火期一般为3?6个月,最短28天,矿井于 2011 年7 月28 日取煤 5 层煤样,经煤自燃倾向性鉴定,其检验报告结论为:煤自燃倾向性等级为I类,煤的自燃倾向性为容易自燃。 2012 年矿井瓦斯等级鉴定结果,矿井最大相对瓦斯涌出量为0.32m3/t, 最大绝对瓦斯涌出量为 1.31m3/min ,鉴定结 果矿井属瓦斯矿井。矿井通风方式为中央分列式,通风方法为机械抽出式。目前矿井总进风量3157m3/min, 总回风量3267m3/min, 掘进工作面采用局扇压入式通风,其它各用风地点均为全风压通风。 为坚持“安全第一,预防为主”的安全生产方针,加强矿井防灭火管理工作,有效抑制煤炭自燃发火,提高矿井抗灾能力,确保矿井安全生产和职工人身安全,特编制本年度矿井防灭火设计。 二、2014 年我矿防灭火重点区域 1、目前矿井回采的11051 工作面和准备回采的1201 工作面 及采空区; 2、其它巷道自燃发火区;
七氟丙烷灭火系统设计规范 1.1.1 七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍,惰化设计浓度不应小于惰化浓度的1.1倍。 1.1.2 固体表面火灾的灭火浓度为5.8%,其它灭火浓度可按本规范附录A 中附表A-1的规定取值,惰化浓度可按本规范附录A 中附表A-2的规定取值。本规范附录A 中未列出的,应经试验确定。 1.1.3 图书、档案、票据和文物资料库等防护区,灭火设计浓度宜采用10%。 1.1.4 油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区,灭火设计浓度宜采用9%。 1.1.5 通讯机房和电子计算机房等防护区,灭火设计浓度宜采用8%。 1.1.6 防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。 1.1.7 在通讯机房和电子计算机房等防护区,设计喷放时间不应大于8s ;在其它防护区,设计喷放时间不应大于10s 。 1.1.8 灭火浸渍时间应符合下列规定: 1 木材、纸张、织物等固体表面火灾,宜采用20 min ; 2 通讯机房、电子计算机房内的电气设备火灾,应采用5 min ; 3 其它固体表面火灾,宜采用10 min ; 4 气体和液体火灾,不应小于1 min 。 1.1.9 七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送。氮气的含水量不应大于0.006%。 储存容器的增压压力宜分为三级,并应符合下列规定: 1 一级 2.5+0.1MPa(表压); 2 二级 4.2+0.1MPa(表压); 3 三级 5.6+0.1MPa(表压)。 1.1.10 七氟丙烷单位容积的充装量应符合下列规定: 1 一级增压储存容器,不应大于1120kg/m 3; 2 二级增压焊接结构储存容器,不应大于950kg/m 3; 3 二级增压无缝结构储存容器,不应大于1120kg/m 3; 4 三级增压储存容器,不应大于1080kg/m 3。 1.1.11 管网的管道内容积,不应大于流经该管网的七氟丙烷储存量体积的80%。 1.1.12 管网布置宜设计为均衡系统,并应符合下列规定: 1 喷头设计流量应相等; 2 管网的第1分流点至各喷头的管道阻力损失,其相互间的最大差值不应大于20%。 1.1.1 3 防护区的泄压口面积,宜按下式计算: f x x P Q F 15 .0= (3.3.13) 式中 x F —— 泄压口面积(m 2); x Q —— 灭火剂在防护区的平均喷放速率(kg/s); f P —— 围护结构承受内压的允许压强(Pa)。 1.2.1灭火设计用量或惰化设计用量和系统灭火剂储存量,应符合下列规定: 1 防护区灭火设计用量或惰化设计用量,应按下式计算: ) C (C S V K W 11100·-= (3.3.14-1) 式中 W —— 灭火设计用量或惰化设计用量(kg); 1C —— 灭火设计浓度或惰化设计浓度(%); S —— 灭火剂过热蒸汽在101KPa 大气压和防护区最低环境温度下的 比容(m 3/kg); V —— 防护区的净容积(m 3);
水喷雾灭火系统设计规范 GB50129-95 主编部门: 中华人民共和国公安部批准部门: 中华人民共和 国建设部 发布日期: 1995年1月14日施行日期: 1995年9 月1日 关于发布国家标准《水喷雾灭火系统设计规范》的通知 根据国家计委计综[1987] 2390号文的要求, 由公安部会同有关部门共同编制的《水喷雾灭火系统设计规范》, 已经有关部门会审, 现批准《水喷雾灭火系统设计规范》GB50129-95为强制性国家标准。自1995年9月1日起施行。 本标准由公安部负责管理, 其具体解释等工作由公安部天津消防科学研究所负责, 出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。 中华人 民共和国建设部 1995 年1月14日
1 总则 1.0.1 为了合理地设计水喷雾灭火系统, 减少火灾危害, 保护人身和财产安全, 制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建工程中生产、储存装置或装卸设施设置的水喷雾灭火系统的设计; 本规范不适用于运输工具或移动式水喷雾灭火装置的设计。 1.0.3 水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾、闪点高于60 ℃的液体火灾和电气火灾。并可用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。 1.0.4 水喷雾灭火系统不得用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾, 以及水雾对保护对象造成严重破坏的火灾。 1.0.5 水喷雾灭火系统的设计, 除执行本规范的规定外, 尚应符合现行的有关国家标准的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1. 1 水喷雾灭火系统Water spray extinguishing system 由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成, 向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。 2.1.2 传动管Transfer pipe
气体灭火系统设计 规范
气体灭火系统设计规范 Code for design of gas fire extinguishing systems 标准号:GB 50370- 发布日期:年 03 月 02 日 实施日期:年 05 月 01 日 发布单位:中华人民共和国建设部 / 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 出版单位:中国计划出版社 摘要:本规范是根据建设部建标 [ ]269 5- 文《——年度工程建设国家标准制定、修订计划》要求编制完成的。本规范共分六章内容包括 : 总则、术语和符号、设计要求、系统组件、操作与控制、安全要求等。 其中,第 3.1.4、3.1.5、3.1.15、3.1.16、3.2.7、3.2.9、3.3.1、3.3.7、3.3.16、3.4.1、 3.4.3、3.5.1、3.5.5、4.1.3、4.1.4、4.1.8、4.1.10、5.0.2、5.0.4、5.0.8 等条为强制性条文。 1 总则 1.0.1 为合理设计气体灭火系统,减少火灾危害,保护人身和财产的安全,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建的工业和民用建筑中设置的七氟丙烷、 IG541 混合气体和热气溶胶全淹没灭火系统的设计。 1.0.3 气体灭火系统的设计,应遵循国家有关方针和政策,做到安全可靠、技术先进、经济合理 1.0.4 设计采用的系统产品及组件,必须符合国家有关标准和规定的要求。 1.0.5 气体灭火系统设计,除应符合本规范外,还应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 防护区 protected area 满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。 2.1.2 全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system 在规定的时间内,向防护区喷放设计规定用量的灭火剂,并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。
第五章矿井防灭火 第一节概况 一、煤的自燃倾向 2煤层的自燃发火倾向,从大兴井田96―9号孔中取样化验结果:原煤着火点在345℃~385℃之间,其还原样和氧化样的着火点之差在20~35℃之间。结论是煤样自燃倾向性等级为Ⅲ属不易自燃煤。但是2002年7月1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2煤层和3煤层的自燃倾向鉴定结果为:2煤层、3煤层的煤样自燃倾向等级均为二类自燃。随着开采范围的扩大,若局部通风系统不合理,密闭没有及时施工,也可造成煤层自燃发火。如2002年11月副井以北300m处、-43m以上采空区发生自燃发火,造成重大经济损失应引起足够重视,今后应切实加强通风管理,保证矿井的安全生产。从上面叙述,可以看出钻孔中取样与井下取样化验结果是有差别的,14上煤层、16煤层自燃发火倾向现阶段难以准确鉴定,只有在井下开拓中采样化验结果更为真实,而且按照有关规定,煤矿必须每年采样化验。 二、设计拟采用的防灭火措施 本矿井扩大区主采煤层为薄煤层,设计采取了以预防为主,防治结合,针对难点,综合治理的方针。主要措施有:开拓开采技术措施、通风安全技术措施、喷洒或压注阻化剂、束管监测等防治措施。 第二节开采煤层自燃预测和防治措施 一、煤的自燃预测及分析 1.煤的自燃预测 (1)煤的炭化程度(变质程度) 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。 (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。
陕西刘家村煤业有限公司矿井防灭火专项设计 总工程师: 通风矿长: 通风副总: 审核: 编制: 二〇二一年二月
目录 前言 (5) 1 矿井概况及安全条件 (9) 1.1井田概况 (9) 1.2矿井四邻 (9) 1.3井田地层 (10) 1.4地质构造 (10) 1.5可采煤层 (13) 1.6煤质 (14) 1.7安全条件 (14) 1.8矿井开拓开采 (15) 2 矿井自燃风险评价及总体设计方案 (17) 2.1刘家村煤业内因火灾(自燃火灾)风险评价 (17) 2.2矿井防灭火技术简介 (18) 2.3刘家村煤业自燃防治技术对策 (19) 2.4刘家村煤业矿井防灭火设计总体方案 (20) 3 煤自燃监测系统和预测预报制度 (22) 3.1煤自燃标志气体测试及优选 (22) 3.2刘家村煤业2号煤自燃标志气体及预测预报指标体系 (26) 3.3矿井火灾观测点设置 (27) 3.4煤自燃监测系统 (27) 3.5人工检测和取样分析 (31) 3.6矿井火灾预测预报管理 (31) 4 灌浆防灭火系统 (33) 4.1灌浆防灭火技术特点 (33) 4.2灌浆材料选择 (33) 4.3主要灌浆参数计算 (34) 4.4灌浆系统选择 (35) 4.5灌浆设备及方法 (36) 4.6灌浆方法 (38) 4.7输浆管路 (38) 4.8灌浆操作规程 (40) 4.9灌浆管理 (41) 4.10灌浆防灭火技术指标 (46) 5 阻化剂防灭火系统 (47) 5.1阻化剂防灭火特点 (47) 5.2阻化剂的选择 (47) 5.3阻化剂浓度的确定 (48) 5.4阻化剂防火系统选择 (48) 5.5阻化剂防灭火工艺 (48)
自动喷水灭火系统设计规范 第一章总则 第1.0.1 条为了保卫社会主义建设和公民生命财产的安全,贯彻"预防为主,防消结合"的方针,合理设计自动喷水灭火系统,减少火灾危害,特制定本规范。第1.0.2 条自动喷水灭火系统设计,应根据建筑物、构筑物的功能,火灾危险性以及当地气候条件等特点,合理选择喷水灭火系统类型,做到保障安全、经济合理、技术先进。 第1.0.3 条本规范适用于建筑物、构筑物中设置的自动喷水灭火系统。本规范不适用于火药、炸药、弹药、火工品工厂等有特殊要求的建筑物、构筑物中设置的自动喷水灭火系统。 第1.0.4 条自动喷水灭火系统的设计,除执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关设计标准和规范的要求。 第二章建筑物、构筑物危险等级和 自动喷水灭火系统设计数据的基本规定 第2.0.1 条设有自动喷水灭火系统的建筑物、构筑物,其危险等级应根据火灾危险性大小、可燃物数量、单位时间内放出的热量、火灾蔓延速度以及扑救难易程序等因素,划分以下三级: 一、严重危险级:火灾危险性大,可燃物多、发热量大、燃烧猛烈和蔓延迅速的建筑物、构筑物; 二、中危险级:火灾危险性较大,可燃物较多、发热量中等、火灾初期不会引起
迅速燃烧的建筑物、构筑物; 三、轻危险级:火灾危险性较小,可燃物量少、发热量较小的建筑物、构筑物。危险等级举例见附录二。 第2.0.2 条各危险等级的建筑物、构筑物其自动喷水灭火系统的设计喷水强度、作用 面积和喷头工作压力等应符合下规定: 湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统和预作用喷水灭火系统设计的基本数据不应小于 表2.0.2 的规定。三种自动喷水灭火系统设计的基本数据表03.2.0.2 第2.0.3 条水幕系统的用水量,宜符合下列要求: 一、当水幕作为保护作用或配合防火幕和防火卷帘进行防火隔断时,其用水量不应小于0.5 升/秒。 二、舞台口、面积超过3 平方米的洞口以及防火水幕用水量不宜小于2 升/秒。第三章消防给水 第一节一般规定 第3.1.1 条自动喷水灭火系统的用水,可由室外给水管网、消防水池或天然水
( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 关于开展煤矿防灭火安全专项 检查(新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
关于开展煤矿防灭火安全专项检查(新编 版) 一、安全专项检查的主要内容 1、煤矿企业安全生产责任制和隐患排查治理、防灭火、自然发火预测预报等制度的制定和执行情况;各级各岗位人员防灭火责任制落实情况。 2、矿井电缆和机电设备的管理情况。井下电缆和机电设备等是否取得“MA”标志,带式输送机安全保护设施是否齐全有效;电气设备是否存在失爆、短路、过热、欠压等保护齐全情况;是否存在国家明令淘汰和禁止使用的设备及材料,特别是非防爆高压开关、非阻燃皮带和非阻燃电缆等情况;是否按有关标准规定对重要设备、材料进行检测;有无违规存放油料现象。 3、煤矿井下使用的空气压缩机的压力表、安全阀、断油(或断
水)保护、过流保护、超温保护等装置是否齐全可靠,压缩机油闪点、压缩机的安装位置及周边环境是否符合规定。 4、煤层的自燃倾向性鉴定及综合防灭火措施落实情况。是否按规定进行了煤层自燃倾向性鉴定;开采容易自燃煤层的矿井,巷道布置、支护方式、开采方法、防灭火系统是否符合规程要求;开采容易自燃煤层的采区,是否编制相应的防灭火设计、采取综合防灭火措施,是否设置专用的回风巷。采用放顶煤方法开采自燃煤层的矿井,是否采取灌浆、注氮、注凝胶、喷洒阻化剂等综合防灭火措施;采区、工作面开采后是否及时封闭采空区,防火密闭、设施是否符合要求。 5、矿井安全监控系统是否按规定安设一氧化碳、温度等传感器且正常运行;防灭火仪器仪表数量是否按规定配备、完好并定期检测标校,消防水池、管路系统、消防材料库设置,消防器材配备情况是否符合规定,入井人员是否随身携带自救器。 6、煤矿企业是否制定并报批矿井火灾应急救援预案,是否按规定组织培训、演练并定期修改完善;矿井主要通风机的反风设施是
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
煤矿矿井综合防灭火专 项设计 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
2017年下对门煤矿 矿井综合防灭火专项设计 编制人:李艳波 编制日期:二0一七年四月二十日 纳雍县曙光乡下对门煤矿矿井防灭火专项设计会审表
目录 第一章矿井概况 (5) 一、矿井基本情况 (5) 二、开拓与开采系统 (5) 三、主要可采煤层赋存及储量 (6) 四、地质构造 (8) 五、水文地质 (8) 六、煤的自燃性及地温 (10) 第二章矿井通风 (11) 一、通风系统 (11) 二、矿井监测系统 (11) 第三章井下内因火灾防治 (12) 一、自燃防灭火预测 (13) 二、矿井内因火灾防灭火措施 (16) 第四章井下外因火灾防治 (19)
一、电气事故引发火灾防治措施及装备 (20) 二、其它火灾的防治措施及装备 (26) 第五章供水系统 (37) 一、井下给水系统 (37) 二、井下洒水系统 (38) 第六章建立完善的自救和互救系统 (39) 第七章火灾事故应急处理预案 (40) 一、总则 (40) 二、事故类型和危害程度分析 (43) 三、应急处置基本原则 (44) 第一章矿井概况 一、矿井基本情况 矿山位于纳雍县城南西约45km处,属纳雍县曙光乡所辖。开采范围极值地理坐标:东经105°16′11″~105°16′42″,北纬:26°43′11″~26°43′40″。 下对门煤矿矿山距307省道15km,距阳长镇政府所在地约15 Km,距纳雍一电厂16Km,距纳雍二电厂8km;距纳雍县城45 Km,至滥坝火车站56 Km,交通方便(见交通位置图1-1-1)。 根据《下对门煤矿资源/储量核实报告》:矿区地形属云贵高原中低山丘陵浅切割地貌,总体呈西部高,北东低,最高点位于西部的山头,标高,最低点位于北东的冲沟出口处,标高约
武所屯煤矿防灭火设计 一、矿井概况 矿井开拓方式为立井单水平,开采方法采用走向长壁(倾斜长壁)后退式采煤法,全部垮落法管理顶板。矿井初步设计根据武所屯井田的煤层赋存、构造及开采条件等情况,将煤层分为上、下两组,上组为12下(1.2m厚)、14煤层联合开采,下组开采16煤层。目前正在开采太原组16煤层,平均厚度0.83m。 1、煤质情况 12下煤层为气煤,属于高热值煤,发热量为3000大卡;16煤为肥煤,属于特高热值煤,发热量为5500大卡。 2、地质条件 井田内断裂构造较为发育,通过钻探及二、三维地震勘探,结合生产勘探、实际揭露对井田构造进行了重新整合,落差大于100 m的断层有3条;落差10~100 m的断层3条;落差5~10 m的断层4条;落差在1m左右的断层较多,大约有50余条。本井田地层走向NEE,倾向W,地层倾角平缓,一般0~8度。褶曲特点是跨度较大,幅度较小,多被断层切割,形态多变且不完整,且轴向也不甚明显。 根据《煤矿地质工作规定》(安监总煤调[2013]135号)第十一条中地质构造复杂程度的分类标准,武所屯煤矿内断层因素的复杂程度符合“含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大,小断层较发育,很少受岩浆岩的影响,不影响采区的合理划分,但采煤工作面的连续推进有一定的影响。主要包括:①产状平缓,沿走向和倾向均发育宽缓褶皱,或伴有一定数量的断层;②简单单斜、向斜或背斜,伴有较多断层,或局部有小规模的褶曲及倒转。”的条件,属中等构造。因此,武所屯生建煤矿的地质构造复杂程度为中等类型。 3、矿井通风 地面安装FBCDZNO22型主要通风机两台,一台工作,一台备用,电机功率为2×220Kw的。工作方法为抽出式,矿井通风方式为中央并列式,
23103综放工作面注氮防灭火专项设计 〔2019〕通设号 编制单位:****煤矿通风科 编制时间:2019年10月25日
23103综放工作面注氮防灭火专项设计审批: 矿总工程师: 生产副总: 地测副总: 矿调度: 安监处: 生产技术科: 通风科: 机电供应科: 综采队: 编制:
23103综放工作面注氮防灭火专项设计 我矿23103工作面即将开始回采,工作面通风系统为材料巷进风,措施巷、皮带巷回风。因采用综放工艺回采,其采空区遗煤较多、范围广、空间大,加之所采13#煤自燃倾向性等级为Ⅱ类,工作面防灭火工作十分重要。参照煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年5月编制的《****煤矿主采煤层自然发火综合防治方案设计》及集团公司其他矿井防灭火经验,采用注氮防灭火措施的有效覆盖率较高、适应性较好,能有效的保证工作面回采期间防灭火安全。为了防止输氮管路和采空区泄漏氮气造成人员伤害、保证注氮防灭火效果,特编制如下专项设计。 一、工作面概况 1、采煤工作面位置: 工作面位于21采区北翼,南邻21采区三条上山,北部、东部、西部均为实煤区,上部为8#煤的18107、18109采空区,平均层间距为46.29m。 2、工作面有关参数 走向长度:2420.9m,煤层厚度为5.95-16.68m,平均13.8m。 平均采高:机采3.6m,放煤高度10.2m。 瓦斯等级:低瓦斯,容重:1.44t/m3。 煤层硬度:f=2~5,煤质牌号:气煤。 自燃倾向性:Ⅱ类自然,煤层倾角(度):6.8°~10.7°,平均8.9°。 工作面倾斜长: 214.34m。 一、注氮防灭火方案 1、注氮防灭火措施的适应性和有效性分析 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燃;氧气含量降至3%以下时,可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。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,即是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:1)氮气可以充满任何形状的空间并将氧气排挤出去,从而使火区中因氧含量不足而将火源熄灭,或者使采空区中因氧含量不足而使遗煤不能氧化自燃;2)在有瓦斯和火存在的气体爆炸危险区内,注入氮气能使可燃性气体失去爆炸
自动喷水灭火系统 设计规范
中华人民共和国国家标准 自动喷水灭火系统设计规范 GBJ84—85 主编部门:中华人民共和国公安部 批准部门:中华人民共和国国家计划委员会 施行日期:1986年7月1日 目录 第一章总则 第二章建筑物、构筑物危险等级和自动喷水灭火系统设计数据的基本规定第三章消防给水 第一节一般规定 第二节消防水池和消防水箱 第四章喷头布置 第一节一般规定 第二节仓库的喷头布置 第三节舞台、闷顶等部位的喷头布置 第四节边墙型喷头布置 第五章系统组件 第一节喷头 第二节阀门与检验、报警装置
第三节监测装置 第四节管道 第六章系统类型 第一节湿式喷水灭火系统 第二节干式喷水灭火系统 第三节预作用喷水灭火系统 第四节雨淋喷水灭火系统 第五节水幕系统 第七章水力计算 第一节设计流量和管道水力计算 第二节减压孔板和节流管 附录一名词解释 附录二建筑物、构筑物危险等级举例 附录三本规范用词说明 第一章总则 第1.0.1条为了保卫社会主义建设和公民生命财产的安全,贯彻“预防为主,防消结合”的方针,合理设计自动喷水灭火系统,减少火灾危害,特制定本规范。 第1.0.2条自动喷水灭火系统设计,应根据建筑物、构筑物的功能,火灾危险性以及当地气候条件等特点,合理选择喷水灭火系统类型,做到保障
安全、经济合理、技术先进。 第1.0.3条本规范适用于建筑物、构筑物中设置的自动喷水灭火系统。 本规范不适用于火药、炸药、弹药、火工品工厂等有特殊要求的建筑物、构筑物中设置的自动喷水灭火系统。 第1.0.4条自动喷水灭火系统的设计,除执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关设计标准和规范的要求。 第二章建筑物、构筑物危险等级和自动喷水 灭火系统设计数据的基本规定 第2.0.1条设有自动喷水灭火系统的建筑物、构筑物,其危险等级应根据火灾危险性大小、可燃物数量、单位时间内放出热量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素,划分以下三级: 一、严重危险级:火灾危险性大,可燃物多、发热量大、燃烧猛烈和蔓延迅速的建筑物、构筑物; 二、中危险级:火灾危险性较大,可燃物较多、发热量中等、火灾初期不会引起迅速燃烧的建筑物、构筑物; 三、轻危险级:火灾危险性较小,可燃物量少、发热量较小的建筑物、构筑物。 注:危险等级举例见附录二。 第2.0.2条各危险等级的建筑物、构筑物其自动喷水灭火系统的设计喷水强度、作用面积和喷头工作压力等应符合下列规定: 湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统和预作用喷水灭火系统设计的基本
七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系 统设计规范 1 总则 第1.0.1条 为了合理设计七氟丙烷灭火系统,减少火灾危害,保护人身及财产的安全,制定本规范。 第1.0.2条 本规范适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建工程设置的七氟丙烷全淹没灭火系统。 第1.0.3条 七氟丙烷灭火系统的设计,应做到安全可靠、技术先进、经济合理. 第 1.0.4条 七氟丙烷灭火系统可用于扑救下列火灾: 1、电气火灾; 2、液体火灾或可熔化的固体火灾; 3、固体表面火灾; 4、灭火前应能切断气源的气体火灾。 第1.0.5条 七氟丙烷灭火系统不得用于扑救下列物质的火灾: 1、含氧化剂的化学制品及混合物,如硝化纤维、硝酸钠等; 2、活泼金属,如钾、钠、镁、钛、锆、铀等; 3、金属氢化物,如氢化钾、氢化钠等; 4、能自行分解的化学物质,如过氧化氢、联胺等。 第1.0.6条 灭火剂七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF3CHFCF3 ,其质量应符合下列技术指标。 性能 技术指标 纯度 ≥99.6%(摩尔/摩尔) 酸度 ≤3ppm 水含量 ≤10ppm 不挥发残留物 ≤0.01% 悬浮或沉淀物 不可见 第1.0.7条 七氟丙烷灭火系统设计,除执行本规范外,尚应符合现行的有关国家标准的规定。 2 术语、符号 2.1术语 第 2.1.1条 防护区 能满足七氟丙烷全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。 第 2.1.2条 全淹没灭火系统 在规定的时间内,向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷,并使
其均匀地充满整个防护区的灭火系统。 第 2.1.3条 预制灭火装置 按一定的应用条件,将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先组合成套的灭火装置。 第 2.1.4条 组合分配系统 用一套七氟丙烷储存装置保护两个或两个以上防护区的灭火系统 第 2.1.5条 灭火浓度 在101Kpa大气压和规定的温度条件下,扑灭某种火灾所需七氟丙烷在空气中的最小体积百分比。 第 2.1.6条 惰化浓度 当引火源加入时,在101Kpa大气压和规定的温度条件下,能抑制空气中任意浓度的可燃气体或可燃液体蒸汽的燃烧发生所需的七 氟丙烷在空气中的最小体积百分比。 第 2.1.7条 浸渍时间 在防护区内维持设计规定的七氟丙烷浓度,使火灾完全熄灭所需的时间。 第 2.1.8条 充装率 充装在储存容器中的七氟丙烷质量与容器的容积之比,单位为kg/m3。 第 2.1.9条 泄压口 七氟丙烷喷放时,防止防护区过压的开口。 2.2 符号 表2.2 编号 符号 单位 涵 义 2.2.1 C % 七氟丙烷灭火(或惰化)设计浓度 2.2.2 D mm 管道内径 2.2.3 Fc cm2 喷头孔口面积 2.2.4 Fx m2 泄压口面积 2.2.5 g m/s2 重力加速度 2.2.6 H m 喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差 2.2.7 K / 海拔高度修正系数 2.2.8 L m 计算管段的计算长度 2.2.9 n 个 储存容器的数量 2.2.10 nd 段 管网计算管段数量 2.2.11 Ng 个 安装在计算支管流程下游的喷头数量 2.2.12 P0 绝压MPa 储存容器额定增压压力