回采工作面防灭火设计1.docx
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回采工作面防灭火设计1
采煤工作面
防火设计及安全措施
XX矿业有限公司
2008年6月18日
审批意见
会审单位及人员签字:
编制:
年月日审核:
年月日
施工单位:
年月日安监科:
年月日
机电科:
年月日通风科:
年月日
总工:
年月日矿长:
年月日
采区概况
本工作面设计开采煤层为2号煤层,该工作面煤层赋存,不稳定煤层平均厚度8.31m硬度2~4。
煤种为长焰煤,煤层倾角为12-29℃,水分3.74%,灰分15.91%。
挥发份40.50%,发热量为6000大卡。
煤层顶板为泥岩,厚度为0.5-18m,局部直接顶为凝灰质砾岩。
特征黑色、致密、松散、破碎。
本煤层煤尘爆炸指数鉴定为煤尘具有爆炸性。
煤的自然倾向性鉴定,煤层发火期为4-6个月属易自燃发火煤层。
相对瓦斯涌出量3.96m3/T,绝对瓦斯涌出量4.69m3/min。
矿井为低瓦斯矿井。
矿井涌水量43.2m3/n。
工作面走向420米,倾斜100米。
面42000m2,服务年限为210天,工作面采用π放采煤法,循环进度1.0m,每天2个循环。
一、煤层自燃预防措施
1.采面通风方式为U型通风系统,后退式开采
风量计算:
(1)按瓦斯(二氧化碳)通风量计算
Q=100qkm3/minQ=100XQXK=100X0.345X1.6=55.2m3/min
(2)按工作面温度计算:
Q=60XVXSXKQ=60X1.0X7.0X0.6=252m3/,om
(3)按工作面最多人数计算:
Q=4XNQ=4X30=120m3/min
(4)按风速验算:
Q>15XSQ>15X6.8=102m3/min
根据上述验算确定工作面实际配风量为252m3/min,可满足采面通风量需要。
通风路线:
新风:
副井→三路车场→工作面运输巷→工作面
乏风:
工作面→采面回风巷→二路回风巷→风井→地面
二、注氮防火
1.注氮工艺流程
注氮方式和地点:
地点:
采空区内煤的自燃氧化带内,距工作面下出口25米内采空区安设氮气释放口。
注氮方式为开放式间断注氮。
2.注氮量的计算:
(1)按产量计算:
Qn=A/1440ptn1n2X{C1/C2-1}
式中:
Qn-注氮量m3/min
A-年产量t
P-煤的密度t/m3
T-年工作日,取360天
N1-管路输氮效率,取0.9%
N2-采空区注氮效率,取0.7%
C1-空气中氧气量,取20.8%
C2-采空区防火惰化指标取7%
Qn=36000/1440X1.35X300X0.9X0.7X(20.8%-1)=2m3/min
(2)按吨煤注氮量计算:
Qn=5AK/300X60X24Qn-注氮量m3/min
A-年产量K-回采率
Qn=(5X36000X0.7)/300X60X24=3m3/min
(3)按采空区氧化带氧含量计算:
Qn=(C1-C2)Qv/Cn+C2-1
式中:
Qn-注氮量m3/min
Qv-采空区氧化带漏风量
C1-采空区氧化带原始氧含量
C2-注入氮气纯度
Qn=(20.8%-7%)X10/97+7%-1=3.5m3/min
(5)按瓦斯量计算:
Qn=QoC/10-C
式中:
Qn-注氮量m3/min
Qo-采煤工作面风量m3/min
C-工作面回风流中瓦斯浓度0.4%
Qn=252X0.4%/10-0.4%=0.013m3/min
取上述最大值3.5m3/min,考虑1.5安全备用系数。
采空区防火注氮时,最大注氮量为5m3/min。
3.注氮工艺:
(1)注氮防火工艺系统
矿用氮气是以空气为原料,通过DT-500/b,产出大于97%高纯度氮气,出口压力为0.6MPa。
通过封闭¢50mm无缝钢管,每小时300m3氮气连续不断送到采空区内进行注氮防火,注氮防火工艺系统如图:
空压机—空压顶处理—制氮主机—产品氮气—管路—采空区
(2)注氮工艺
氮气防灭火技术的实质是向工作面采空区注入氮气,使采空区氧化自燃带惰化,其空气中氧气的体积浓度降至7%以上,抑制采空区煤炭氧化自然,从而达到防止自燃发火的目的。
埋管注氮:
采取下层沿工作面溜子道铺设无缝钢管Φ50mm,管路采用法兰盘联结,一直联结到制氮机。
采空区埋管,管路是每隔25米设氮气释放口,当接近工作面时按注氮口间距向采空区埋设第2条支管,当第一支管路注氮口到达氧化带时,开始注氮,随着工作面向前推进25米,第二个释放口进入氧化带,关闭第一释放口,打开第二释放口进行注氮,以后依次类推。
氮气释放口:
氮气释放口其位置高于煤层地板200-300mm,采用木垛妥善保护,以免空口堵塞,影响注氮效果。
(3)输氮管路系统
在三路车场子设移动式DT—500/6制氮机,从制氮机输出口,三路总入风道到三路机道→下层溜子道→到工作面下隅角。
全部采用Φ50mm无缝钢管。
法兰盘联结,管路总长度820米。
4、安全措施:
(1)上下分层工作面上隅角处设置一台氧气传感器,24小时连续不间断的进行检测,报警浓度为18.5%,悬挂一台便携式氧气检定仪,悬挂的位置,距切顶线、巷壁、顶板200mm处,报警浓度18.5%,如果工作面上隅角回风流氧含量低于18.5%,立即停止作业,撤出人员,停止作业,停止注氮。
(2)瓦检员配备便携式氧气检定仪,对工作面、上隅角、下隅角、回风流4个观测点检查氧含量,工作面一个分层布置,4个观测点1#回风流2#上隅角3#工作面4#下隅角、瓦检员2个小时必须检查一次,每班检查4次及时填写记录,升井后及时填写防火,观测记录,做到井下记录和井上台帐要一致。
(3)工作面通风系统合理保证风流稳定,联络巷处2道风门,25底弯道通车风门煤仓口,2道风门、变电所风门、绕道风门、5处风门,灵活可靠,开关自如,联锁好,使风门严密不漏风,满足工作面所需风量252m3/min。
(4)注氮前,派专人负责检查注氮管路,不准有螺丝松动,漏气现象,管路畅通无阻。
注氮时,派专人详细检查管路是否有漏氮气的地方,如果有泄露现象,必须停止制氮机工作,处理完好后,方可正常注氮。
(5)制氮设备的管理人员和操作人员经培训考试合格取得合格证后,方可持证上岗,熟悉掌握,注氮工艺、注氮地点、注氮设备操作规程,严格按照操作规程作业。
(6)制氮机司机一定要及时按照机器维修保养的规定及时保养好制氮机。
(7)一、二分层工作面回风道距上隅角30米处设电话,保证通讯系统畅通无阻,电话设置的位置制氮机处,一二分层回风巷。
(8)注氮时、工作面、上隅角、回风巷有可能涌出大量的有毒有害气体,严格按照瓦斯管理规定执行。
(9)工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到1%时,必须停止用煤电钻打眼。
爆破地点,附近2米以内风流中,瓦斯浓度达到1%时严禁爆破,工作面及其它作业地点,电动机及其开关附近20m以内风流中,瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员进行处理。
(10)工作面放炮时要认真,认真执行一炮三检和三人连锁放炮制。
(11)加强对工作面的瓦斯监测,在距工作面回风巷端头5米处,安设甲烷传感器、温度传感器、一氧传感器、氧气传感器,甲烷传感器布置在巷道的上方,垂直悬挂,距顶板不得大于300mm,距煤壁不得小于200mm,瓦斯报警浓度1%,断电浓度1.5%,复电浓度不大于1.0%,断电范围为工作面及回风巷内的全部非电气设备。
氧气报警浓度为18.5%。
(12)传感器的使用:
A、每班作业前,必须对各种传感器进行检查,保证仪器的正常使用。
B:
随着工作面的向前推进,及时将传感器向外移动,保证达到规定距离的要求,爱护传感器,严禁甩打和碰撞。
C:
瓦检员使用便携甲烷、氧气报警仪或光学瓦斯检定器,检查瓦斯时,需与传感器进行对照,并将记录和检查结果报检测部门,当两者读数误差大于允许误差时,先依读数大的为依据,采取安全措施,并必须在8小时内上井对两种设备调校完毕。
D:
使用中的监测装置断电后,严禁自动复电,只有瓦斯浓度降到规程以下时,经瓦检员检查同意后,方可人工复电。
三、阻化剂防火
1.阻化剂参数计算
(1)底板浮煤G1=K1LBH1A1
G1=1.2X70X1.2X0.3X0.05=1.51T
K1—一次喷洒加量系取1.2
L——工作面长度70m
B——一次喷洒宽度1.2m
N1——底板浮煤厚度0.3m
A1——浮煤吸液量0.05t/t
(2)顶板一次喷洒量G2=K2LBN2A2
G2=1.35X70X1.2X0.5X0.011=0.623T
K2——护顶煤密度1.35m/m3
L——工作面长度70m
B——一次喷洒宽度1.2m
H2——护顶煤厚度0.5m
A2——顶煤吸液量0.011t/t
一次喷洒量G=G1+G2=1.51+0.623=2.13T
一次喷洒阻化剂重量2.13X20%=0.426T
总计需要氯化镁420X0.426=178.92T
2.喷洒阻化剂工艺
在回风巷距工作面30米处设置储液箱,将水和氯化镁按20%的浓度配制成阻化剂液体,利用喷射泵通过管道输送到可能发生自燃发火工作面采空区内,把采空区内的浮煤全部浇洒达到浮煤与氧气彻底隔绝。
随着工作面的延长,溜子道增加一台喷射泵,二台同时进行喷洒租化剂。
四、预防性灌浆
1.灌浆工艺
当工作面采过10米后,对采空区进行拉管灌浆,随采随灌法,做好预防性灌浆。
2.灌浆参数计算
Qt=KMLHC
K-灌浆系数,取1.5
M-煤层开采高度,3m
L-灌浆区的走向长度400m
H-灌浆区的倾斜长度100m
C-回采率70%
Qt=1.5X3X400X100X70%=126000m3
QtX1/6=21000m3
每次灌浆量为525m3
总计需要土方量为21000m3。
3.防溃浆措施
1.使用草莲子做围堰壁。
2.围堰的四周要同巷道帮壁接实打牢。
3.充填流量要均匀适度,切忌流量忽大忽小,接近充满时要适当减少流量。
4.围堰构筑完成后,背好套棚打齐打牢中心顶子。
5.充满灌浆时设压力表观察管路压力,当发现管路压力大时要及时打开安全阀停止冲浆。
6.充填时,充填地点前后两端各50米范围内其他人员一律禁止在充填区逗留。
7.灌浆区设置滤浆闭浆灌浆区和工作区分开。
五、安全监控系统
采煤工作面回风巷设有氧气、一氧化碳、温度、瓦斯传感器连续不断的把数据准确无误的输送到监控中心,及时掌握各地点的气体、温度变化情况,做好预测预报,以便指导矿井防灭火工作。
六、预防措施
1.加快回采速度,减少采空区浮煤暴露时间,该区可采煤量45万吨,每月按3-3.5万吨计算可采13个月。
从08年7月份开采到09年8月份末,从走向420计算,每月推进60米,还得用8个月到09年5月末,所以必须加快回采速度,加快循环速度。
2.采空区内的顶煤一定要清理干净,提高煤炭资源回采率,减少采空区浮煤危险堆积。
3.回采结束时,立即撤出工作面内的支柱π型钢梁和运输机,撤设备时间2天必须撤完。
4.测风员每天详细测定上下分层的风量,及时调节控制风量,保证工作面风流稳定风量充足。
5.通风设施必须坚固牢靠,防止漏风,风门必须灵活可靠,联锁灵敏,开关自如。
6.开采前对工作面,进行一次全断面喷洒阻化剂。
7.采区结束后,立即封闭进行充沙粉煤灰,防止向采空区供风供氧,预计充沙量3140m3,粉煤灰220m3。
8.采过每个山上口都要及时进行封闭,做好堵漏工作。
9.防火观测每天对所有地点进行详细检查,各种气体和温度做好记录,及时填写材料绘制曲线图汇报矿总工程师。
七、外因火灾的预防
1.低压馈电线上必须装设检漏保护装置,煤电钻必须使用漏点闭琐,短路过负荷断相远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置。
2.井下高压电动机动力变压器的高压控制设备,应具有过短路过负荷,接地和欠压释放保护。
3.坚决杜绝电火事故,如煤电钻、电机、变压器、开关、插琐、连接三通打点器、电缆及损坏过负荷短路引起的电火花。
4.坚决杜绝爆破起火
5.对井下使用的润滑油棉纱,布头等、必须存放在有盖严的铁桶内,不得乱仍乱放,严禁将剩油废油泼洒在巷道内。
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