工作面回采专项防火措施.docx
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工作面回采专项防火措施
工作面回采专项防火措施
根据西安科技大学对11113工作面防火技术与装备研究成果,安徽建筑工业学院对采空区“三带”测定、通风系统均压、抽采平衡技术研究的成果和经验,结合现场施工编制潘北矿11313工作面顶分层回采期间防治自然发火技术措施。
1.概况
1.1工作面概况
11313工作面位于矿井东一(A组煤)采区,工作面沿走向布置,设计可采走向长780m,倾斜长123m,上风巷长1125m,下顺槽长1055m,可采储量52.4万吨,工作面上风巷标高-413.8~-442.5m,下顺槽标高-455.8~-480.4m。
工作面计划回采时间2013年4月~2013年12月。
3煤面内厚4.55~7.22m,平均5.77m,煤层比较稳定,结构简单,属于半亮-半暗型煤,硬度较小。
3煤层上距4-1煤约70m,下距1煤层0.5~1.99m,平均1.28m。
1煤厚2.52~4.35m,平均3.5m。
根据11313工作面上下顺槽实际揭露资料,发育断层14条,其中落差大于3m的7条,小于3m的7条。
由于A组煤厚度较大,采用分层开采方式,其中A组煤分两层开采,先采3煤顶分层,采高4.5m。
。
11313工作面A组煤自燃发火期3~6个月。
1.2通风系统
该面采用U型通风方式,11313工作面顶分层回采期间预计配风量为1080m3/min。
进风路线:
①地面→副井→-490m东翼运输大巷→-490m东翼轨道石门、-490m东翼皮带石门→-490m东翼A组煤皮带巷→11313下顺槽→11313工作面
②地面→副井→-490m东翼运输大巷→-490m东翼轨道石门→11313下顺槽进料联巷→11313下顺槽→11313工作面
回风路线:
11313工作面→11313上顺槽→A组煤回风上山→-490m东翼A组煤回风巷→-480m东翼回风石门→-490m东翼回风大巷→风井→地面;
1.3防灭火系统
(1)灌浆系统
地面设有泥浆搅拌站,总容量144m3,安设制浆能力13.6m3/h的泥浆搅拌机3台,泥浆用Φ168×12mm管路通过钻孔向井下-490m东、西采区输送。
11313上风巷布置一路2吋灌浆管路,约1070m。
灌浆管路敷设路线:
地面灌浆站→灌浆钻孔→-490m东翼回风大巷→-480m东翼回风石门→-490m东翼A组煤回风巷→A组煤回风上山→11313上顺槽→11313工作面老塘。
灌浆参数选择:
灌浆参数:
灌浆材料选用粘性黄土,泥浆水土比5:
1。
黄土量:
Q=K×M×L×Ls×Kr
式中K-灌浆系数,取0.04;
M-煤层开采厚度,取4.0m;
L-倾向长度,取123m;
Ls-工作面日推进度,取3m;
Kr-煤炭回收率,取93%;
则每天需浆量Q=0.04×4×123×3×0.93=54.9m3。
(2)注氮系统
地面建有注氮车间,安装KGZD-1000型制氮机两台,单台制氮量为1000m3/h,产氮浓度不低于97%。
干管(Φ194×12mm)由风井井筒安装,井下敷设Φ133×5mm无缝钢管至-490m东、西翼采区。
11313下顺槽布置一路4吋注氮管路,约1060m。
注氮管路铺设路线:
地面制氮车间→风井→-490m东翼回风大巷→-490m东翼胶带机大巷→-490m东翼皮带石门→东翼A组煤皮带巷→11313下顺槽→11313工作面老塘。
2.回采期间防灭火技术措施
2.1自然发火监测
1)通风队在以下地点必须设点进行防火检查,并建立检查台账:
①工作面上隅角、回风流、采空区(测点进入采空区或煤岩体内不少于300mm)每小班设点检查1次;②断层附近、架顶遗煤量大的支架间安设测点,支架间测点架顶、架尾每天检查1次;工作面架档每周全面检查1次;若发现异常,增加架间检查次数;③抽采管路每天检查1次。
2)测气员采用鉴定器、温度计检查工作面上述测点CO、温度等参数,每周抽取气样分析1次。
出现CO地点,每天必须取样用气相色谱仪分析。
3)工作面回风流安置CO传感器,安全监控系统实时监测,监测到回风风流中有CO时,必须立即汇报相应领导。
4)使用红外热成像仪进行巷道、工作面温度异常点监测。
5)束管监测
利用JSG-7型火灾预报束管监测系统,在工作面上隅角设置固定观测点,自动巡回采样、分析。
2.2初采期间防灭火技术措施
1)工作面初采期(工作面推进0m-50m)每推进10m,采煤队负责在上、下隅角用“双抗”编织袋装煤(矸)各建一道隔离袋墙,厚度不小于2m,高度接顶,左右到煤帮及综采支架,充填墙用黄泥抹实,确保密实不漏风。
图2.4采空区两道沙袋充填示意图
2)工作面初次来压后,通过上隅角预埋的灌浆管路灌黄泥浆、下顺槽预埋注氮管路至采空区注氮。
3)在工作面上、下顺槽距切眼40~60m位置按扇形布置方式提前向采空区施工钻孔,钻孔终孔位置位于工作面煤层顶板以上3m。
工作面初次来压后使用ZHJ-10/1.8G矿用移动式防灭火注浆装置通过钻孔向工作面上、下部压注MCJ12或MEA-1高分子胶体各200m3,处理区域为工作面上下部各30m范围内。
如下图所示:
图2.5切眼钻孔位置布置示意图
2.3工作面正常回采期间防灭火技术措施
1)严格跟顶回采,合理调整支架起伏和控制采高,提高回采率,降低采空区浮煤量;保证月推进速度在60m以上,降低采空区浮煤氧化时间。
2)正常回采时,采煤队每次移架对架后进行洒浆,通风队负责监督。
3)当支架间测点检测有CO时,增加采取支架间灌浆钻孔灌浆方法。
利用Ф19mm高压胶管将打入老塘方向的6分灌浆铁管与敷设至工作面的2吋灌浆软管合茬灌浆。
架间钻孔采取非连续灌浆方式,每次灌浆3~5分钟,钻孔孔口漏浆要立即停止灌浆,防止工作面大量跑浆。
4)工作面过断层时,适当加大架后洒浆量;视情况增加采用上隅角预埋2趟灌浆管路交替灌浆和下顺槽预埋注氮管路向采空区注氮措施;过落差大于5m的断层,提前在上顺槽或下顺槽施工钻孔向采空区断层遗煤区域压注MCJ12或MEA-1高分子胶体(若架间具备钻孔施工条件,可以适当从架间向采空区施工部分钻孔)。
5)工作面日推进度小于2刀或存在自然发火隐患时,利用下顺槽预埋注氮管连续向采空区注氮或CO2,压注期间监测工作面上隅角CO2、CH4浓度,确保不超限。
通风队要经常检查注氮管路及闸阀情况,确保能对工作面后方老塘进行不间断的注氮防灭火,注氮时注入的氮气浓度不得小于97%。
6)工作面过断层或异常区期间(正常回采时视采空区垮落情况)采煤队对上、下三角用“双抗”编织袋装煤、矸充填严实,充填墙用黄泥抹实,确保密实不漏风,充填的煤矸不予回收利用。
每次移架后要对充填墙进行加固处理。
7)工作面过断层或异常区利用顶板走向钻场内低位灌浆钻孔实施灌浆。
2.4工作面停采期间防灭火技术措施
1)在工作面停采前50m开始,每推进10m,采煤队负责在上、下隅角用“双抗”编织袋装煤(矸)各建一道隔离袋墙,厚度不小于2m,高度接顶,左右到煤帮及综采支架,充填墙用黄泥抹实,确保密实不漏风。
2)上隅角预埋三趟灌浆管灌浆。
第一趟40m长,从停采线前40m位置开始预埋;第二趟30m长,从停采线前30m位置开始预埋;第三趟长20m,从停采线前20m位置开始预埋。
三趟管路前端9m均为花管,外端分别安设闸阀控制。
3)下隅角预埋两趟注氮管。
第一趟长30m,从停采线前30m位置开始预埋;第二趟20m长,从停采线前20m位置开始预埋。
两趟管路前端9m均为花管,外端分别安设闸阀控制。
若工作面测点检测有CO或存在其它自然发火隐患时,连续向采空区注氮。
4)在工作面上顺槽按扇形布置方式提前向采空区施工防火钻孔,钻孔终孔位置位于工作面煤层顶板以上3m,利用钻孔向上、下两端头压注MCJ12或MEA-1高分子胶体各200m3,在工作面上下部各30m范围形成胶体隔离。
当胶体隔离带形成后向采空区内连续注氮,惰化采空区。
5)若架间具备钻孔施工条件,适当从架间向采空区施工部分钻孔压注MCJ12高分子胶体或黄泥浆。
钻孔终孔位置距架后5~8m,距架顶3m。
6)工作面回采结束后,及时撤除工作面设备并在收作线附近进行双墙永久封闭,收作期间另行编制专项防火措施经审批后贯彻执行。
2.5通风系统管理
1)通风队设专人检查外围通风设施并作好检查记录,若通风设施损毁应即时修复,确保工作面通风系统稳定。
在保证工作面安全生产条件下,合理控制工作面风量。
2)工作面停采时间超过1周,须制定临时停采期间均压系统调整技术措施,严格控制采空区漏风,确保通风系统稳定。
3)调整本工作面区域内的通风系统要编制专门的安全技术措施,报矿总工程师批准后方可进行执行。
3.应急防灭火技术措施
3.1应急准备
1)防灭火系统及装备:
氮气防灭火系统、ZHJ-10/1.8G矿用移动式防灭火灌浆装置、注胶防灭火系统。
2)防灭火材料:
黄土或粉煤灰、MCJ12高分子胶体灭火剂或MEA-1煤矿防灭火剂。
3.2工作面煤层自然防灭火应急预案
3.2.1工作面CO气体超限应急措施
1)加快工作面推进速度;
2)采用“双抗”胶丝袋装煤(矸)充填上下三角,减少向采空区的漏风;
3)加大灌浆量、对隐患区域压注高分子胶体;
4)控制工作面风量,减小向采空区漏风;
5)采取系统均压措施,升高工作面压力,减少采空区有害气体的涌出;
6)利用瓦斯抽放钻孔或注氮管向采空区内压注液态CO2气体或黄泥浆。
3.2.2巷道CO超限应急措施
1)判断CO来源及隐患区域,对隐患区域压注液态CO2对隐患区域进行迅速惰化降温。
2)针对隐患区域压注高分子胶体,吸收煤体热量彻底隔绝。
3)控制风量,减小漏风。
3.2.3巷道自燃火灾应急措施
一旦发现巷道自燃情况,必须按照《煤矿安全规程》的有关规定,立即采取措施控制自燃。
1)判定巷道自燃火区范围及严重程度;
a)根据巷道气体监测数据,判定自燃程度;
b)采用红外热成像仪测定巷道表面温度,推断高温区范围;
c)在可自燃区域打钻探测,确定火区范围和严重程度。
2)确定注胶灭火范围及注胶量
根据判定出的巷道火区范围和严重程度,确定注胶灭火范围,并初步估计总的灭火注胶量。
3)布置注胶钻孔注高分子胶体
根据确定的注胶范围,从火区上风侧开始布置注胶钻孔,钻孔孔间为2~3m,长度为4~6m,倾角60度,下1寸套管,并封孔。
注胶材料选用MCJ12或MEA-1灭火剂形成高分子胶体,添加量为:
2%。
3.2.4采空区自燃火灾应急措施
工作面推进速度较慢时,可能出现采空区自然发火。
一旦出现该类自燃,必须按照《煤矿安全规程》有关规定组织灭火救灾工作。
1)确定自燃区域的程度和距工作面的距离
根据工作面温度及气体分析,判断采空区高温区域位置和距工作面的深度和火势大小,并采用相应的应急措施。
a)若自燃区域离工作面距离小于20m,则停止推进,采用灌浆、注胶直接灭火。
b)若自燃区域离工作面距离大于20m,则加快工作面推进速度。
c)若工作面自燃火灾难以控制时,立即断电、撤人,建立临时密闭,制定并实施相应的灭火启封措施。
2)近距离采空区自燃灭火措施
布置注胶钻孔注高分子胶体:
在工作面架间(或在工作面煤壁施工钻机窝),向支架顶后部采空区布置注胶钻孔,钻孔终孔位于支架顶2~3m,终孔间距2~3m。
下套管并封孔,套管直径为1寸,在注胶灭火过程中,必须设专人检测工作面、上隅角和回风流的气体变化情况。
3)远距离采空区自燃灭火措施
a)采用“双抗”胶丝袋装煤(矸)充填上下三角,减少向采空区的漏风;
b)对采空区两端进行封堵和注复合胶体;
c)控制工作面风量,减小向采空区漏风;
d)若工作面气体浓度较高,人员无法进行工作,则采用系统均压,升高工作面压力,减少采空区有害气体的涌出量,保障工作面有害气体在生产允许的范围内。
e)向采空区压注液态CO2,惰化降温采空区
4.避灾路线
避火灾路线:
11313工作面→11313下顺槽→11313下顺槽进料联巷→-490m东翼轨道石门→-490m东翼运输大巷→-490m井底车场→副井→地面。
5.职责划分
1)通风科负责防火措施编制,负责防火钻孔设计工作,负责监督防火措施的执行。
2)地质测量科负责地质预测预报工作,提供准确的地质资料。
3)调度所负责协调各部门之间工作,记录并及时将防火信息向有关领导汇报。
4)安监处负责监督检查防火措施的执行情况,组织排查防火隐患。
5)生产技术科参与防火计划制定,合理安排生产计划,监督落实工作面防火措施的执行。
6)抽采队负责按防火措施要求施工封闭墙、防火钻孔及注高分子胶体。
7)通风队负责日常防火预测预报并建立台帐,负责灌浆、注氮、注CO2等防火工作;现场监督防火措施的执行。
8)监测监控队负责安装维护防火监测系统做到灵敏可靠;监控中心站实时掌握CO传感器数据的变化,发现问题应及时向调度所汇报。
9)生产准备队负责安装维护灌浆、注氮管路。
10)采煤队负责落实防火措施,按照防灭火措施的要求组织生产,对现场出现的异常情况及时汇报调度所。
附件1:
措施附图
1)11313工作面顶分层平、剖面图
2)11313工作面顶分层通风、防火系统及避灾路线示意图
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