陈家山煤矿预防自燃发火措施及工作面防灭火设计_学位论文.doc

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1、陈家山煤矿预防自燃发火措施及工作面防灭火设计批准：总工程师：审批：通风矿长：通风副总；安质科：通防科：编制单位：通防科编制人：杜营科2014年2月4日19陈家山煤矿预防自燃措施及工作面防灭火设计铜川矿业公司陈家山煤矿四采区开采的4-2#煤层，属易自然发火煤层，发火期为3-6个月，最短发火期为24天，为了有效地防止采区发生火灾，我矿采用对采区进行黄泥灌浆、采空区注氮、气雾阻化、三项泡沫和观测预报等相结合的综合防灭火措施，为确保矿井安全生产，特编制陈家山煤矿采区防治自然发火防灭火设计及防治采区自然发火措施。2013年矿井四采区回采工作面为423综采放顶煤工作面。A、423工

2、作面防治煤炭自燃发火设计结合我矿现有防灭火手段，423综放工作面采用以黄泥灌浆为主，采空区注氮、汽雾阻化、注三项泡沫、落山堵漏、观测预报等综合防灭火措施，确保工作面安全生产。一、黄泥灌浆系统设计：1、灌浆系统：安子沟地面灌浆站→安子沟1#风井→东翼总回→东翼回风大巷→423回顺外段→423回顺通423卸压抽采巷1#横川→423卸压抽采巷→灌浆孔→采空区。192、灌浆方法：采用随采随灌和采后灌浆法。采用随采随灌的方法，即随着采煤工作面推进，滞后工作面30～40m从423卸压抽采巷灌浆孔向采空区灌浆，钻孔间距15m。3、灌浆量的确定：（1）、钻孔灌浆量QK=K×L/×H×M

3、×C=0.06×15×7.27×165×0.756=816.2m3式中：QK——钻孔灌浆量，m3L/——钻孔间距，15mH——采高，7.27mM——工作面斜长，165mC——回采率，0.756K——灌浆系数，0.06（2）、工作面灌浆量Q=QK×L/L/=816.2×1880/15=102297m3式中：QK——钻孔灌浆量，816.2m319L——工作面走向长，1880mL/——钻孔间距，15mM——工作面斜长，165mQ——工作面灌浆量（3）、脱水系统：在423运回顺排水点安设污水泵，将污水排至区段水仓。二、注氮防灭火：1、注氮系统：（1）安子沟制氮站，一套KGZD9

4、7-1000和KGZD-1000制氮设备，其制氮量为均1000m3/h,（2）注氮系统（管路ø150mm钢管），安子沟制氮站→安子沟2#风井→东翼总回→东翼回风大巷→423反风道→423运顺→采空区。2、注氮工艺：回采工作面采空区采用埋管注氮，即：工作面运顺铺设一趟Φ150注氮管路，当管路埋入采空区10m时开始注氮，当管路埋入40m时，开始埋设第二趟管路，当第二趟管路埋入10m时向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，这样循环往复，直至工作面采完为止。3、注氮方式：回采工作面注氮采用连续性注氮。194、计算423工作面回采所需的注氮量：①按产量计算：QN=[A/(24pt

5、h1h2)]×(c1/c2-1)=[1500000/(24×1.4×330×0.9×0.8)]×(0.2/0.07-1)=348(m3/h)式中：QN——注氮流量，m3/hA——年产量，t;t——年工作日，取330dp——煤的密度，t/m3;h1——管路输氮效率，%　h2——采空区注氮效率，%c1——空气中氧含量，一般取20%；c2——采空区防火惰化指标，取7%。②按吨煤注氮量计算QN＝5×Ak/330×24=5×1500000×0.756/330×24=715(m3/h)式中：QN——注氮流量，m3/h；19A——年产量，t；k——工作面回采率，75.6%。现矿井制氮

6、装备能力为1700m3/h，①注氮体积：V=L×H×M×K1×K2=1880×165×7.27×0.756×0.8=1363917m3式中：V——423采空区注氮体积m3L——采空区注氮走向长度1880mH——采空区注氮倾斜长度165mM——工作面采高7.27mK1——工作面回采率75.6%K2——采空区空间率80%②注氮量Q＝V（C1-C2）/C2＝1363917（0.08-0.03）/0.03＝2273195m3式中：Q——注氮量m3C1——注氮前采空区氧气平均浓度8%C2——注氮后火区熄灭氧气浓度指标3%195、注氮监测：（1）每日三班派人在回风巷进行检查，发现O

7、2＜19%时，立即撤出人员，减小注氮量（或者停止注氮），待风量中O2＞19%时方可恢复工作。（2）每天三班检查工作面、上隅角及回风流中的瓦斯情况，发现采空区内大量涌出瓦斯时，风流瓦斯超限，立即撤出人员、减小注氮量（或者停止注氮），待瓦斯降到1%以下时方可恢复工作。三、汽雾阻化防灭火：1、汽雾阻化系统：在423工作面运顺安设汽雾阻化泵一台，2m3储液搅拌箱一个，沿运顺铺设汽雾管路至工作面喷雾点，在喷雾点安设汽雾发生器进行喷雾。2、汽雾发生器安装数量及位置：根据我矿实际，结合工作面漏风情况，在工作面前、后落山、20#、40#、60#架处各安装