塔山煤矿防灭火实施方案(06.4.21)

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1、同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究初步方案大同煤矿集团公司同煤大唐塔山煤矿有限公司煤炭科学研究总院重庆分院重庆大学中国矿业大学2006年3月26日同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究1矿井基本情况矿井位于大同煤田东翼中东部边缘地带，在大同市西南，距市区约30km。井田范围东西走向长17.22~20.84km，平均走向长24.3km，南北倾斜宽29.36~12.56km，平均倾斜宽11.7km，井田面积170.91km。井田内可采贮量总计为316298.35万t，其中主采5(3-5)＃

2、和8#煤层可采储量218242.25万t，占矿井可采储量的69.8%，按设计1500万t，矿井服务年限可达140a。井田内共有可采煤层5层，分别是山4#，2#、3#、5#、8#煤层，其中主要可采煤层为上组煤5(3-5)和下组煤8#煤层，按照盘区和煤层的接续程序，依次开拓开采塔山区一、二盘区上组煤的3-5#煤层和三盘区上组煤的山4#煤层，其余各盘区由山4#，2#、3#、5（3-5）#煤层，最后开采下组煤8#煤层。全井田分两个水平开采，前期第一水平（＋1070m）开采3-5#及以上煤层，并划分为8个盘区，一、二盘区分别布置综采放顶煤工作面。

3、后期第二水平（＋1030m）主采8#煤层。据«塔山煤矿初步设计说明书»（安全专篇），煤尘爆炸性：各煤层均存在煤尘爆炸危险性，爆炸指数一般为37%左右。煤的自燃性：据«塔山煤矿初步设计###说明书»（安全专篇），山4煤层属容易自燃煤层；2、8煤层属不易自燃煤层；##3～5煤层属自燃煤层，见表1；另据小窑调查，多数矿井3~5煤层有自然发火现象，堆积6~12个月即发热；自燃发火期为24个月。表1煤层爆炸性、自燃倾向性鉴定结果表煤层代号火焰长度加岩粉量有无爆炸性着火温度ΔT自燃倾向性mm％FT#山4煤1430有35377容易自燃2#煤1520有

4、36628不易自燃＃3-5煤4438有35619自燃～容易自燃2＃8煤7049有35828不易自燃2工作面概况该面3－5#煤层厚度13～22m，平均17m，煤层倾角3~10º。直接底为深灰色沙质泥岩，浅灰色含砂高岭岩，粉砂岩，夹不稳定煤层6#层，含植物化石。直接顶为灰黑色沙质泥岩，高岭岩，粉沙岩，局部含高灰煤，含植物化石。该面位于一盘区第二个工作面，运输巷断面呈矩形，宽度为5.5m，高度3.3m22断面18.15m，回风巷呈矩形，宽度为5.2m，高度3.5m断面18.2m。工作面长度230m，走向长度1450m，回采3.5m，放煤高度1

5、3.5m，设计年产原煤6003万t，设计通风量2000m/min。38102综放工作面的特点和火灾防治的难点8102综放工作面的特点：一是3-5#煤层自燃倾向性属自燃等级，在巷道掘进过程中已经出现过自燃现象；二是煤层厚度大，平均煤厚17m，局部最厚达到23m，采放比达到1:4，工作面推进速度慢。三是顶板比较坚硬，不易冒落，形成的采空区空间大，一旦出现大面积冒顶，采空区积聚大量的瓦斯容易被压出，一旦有火源存在，极易发生瓦斯爆炸；四是地面裂缝的封堵；五是密闭的巷道断面大，能否承受大的冲击地压和防治密闭漏风；六是三条主要运输巷道均布置在煤层，

6、既不沿底板，又不沿顶板，设计服务年限长达140年，受采动影响，很容易发生自燃。8102综放工作面火灾防治的难点：一是在抽采空区瓦斯的情况下，采空区的防灭火和抑爆瓦斯爆炸问题；二是所建密闭要能承受采空区大面积垮落形成的冲击地压。4主要研究内容鉴于目前全矿防灭火基本参数不全，为全面了解和掌握各煤层自然发火基本参数，便于指导8102综放工作面自然发火预测预报；同时由于矿井开采煤层的条件不同，为有针对性地开展防灭火工作，需要解决以下几个方面的技术问题。4.1实验研究采取塔山矿5（3－5）#煤层煤样，并进行以下实验研究：⑴对煤层煤样进行煤自燃倾向

7、性、煤尘爆炸性鉴定；⑵对煤层煤样进行升温氧化特性的实验，研究其煤层煤样的最短自然发火3期的评定；⑶煤层自燃潜伏期的研究；⑷煤层自然发火标志气体的研究；⑸煤层自然发火预测预报指标及临界值的研究；4.2现场工业性试验选择8102综放工作面作为试验工作面，并对其进行如下试验研究：⑴巷道掘进和回采期间自然发火防治技术研究；⑵综放面采空区自然发火防治技术（巷道高冒、开切眼、非正常回采、撤架期间）；⑶采空区自燃“三带”与工作面推进速度、自燃潜伏期间关系的研究；⑷采空区合理注氮流量、注氮时机、注氮地点、注氮方式和方法的研究；⑸工作面合理通风量的研究；

8、⑹采空区抽瓦斯与注氮的合理抽注关系；⑺新型密闭、材料、工艺及技术研究;⑻三相泡沫防灭火工艺及效果考察（见附件1－―中国矿业大学同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司三相泡沫防灭火技术方案）；⑼采空区冒落范围和漏风考察