防灭火安全技术措施样本.doc

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第一章 井田概况
一、 地理概况
1、 井田位置与交通
韩家湾井田位于陕西省榆林市神木县最北端陕蒙省界3～4km处。隶属于神木县大柳塔镇韩家湾村。乌兰木伦河自北向南从井田西面5km处流过。铁路有从神木北经山西朔州到黄骅港煤炭港口的双线电气化煤炭专用铁路; 贯穿矿区南北的西( 安) —包( 头) 铁路的神包段与神( 木) —黄( 骅港) 铁路于神木北站相接, 该线的石圪台站距本矿6km。公路有神东公路( 神木—东胜) 和在店塔至神木段重合的榆府公路, 以及从矿区西边经过的210国道。神东公路经过大柳塔镇和石圪台, 由石圪台到本矿井约6km, 有石韩进场公路相通, 现已改造修建成二级砼路面。从本矿经石圪台北到鄂尔多斯( 原东胜市) 、 南到大柳塔、 店塔和神木县均有公路相通。交通十分方便。
2、 地形地貌
地貌单元大致分两类: 风沙区位于煤矿东、 北部, 沙丘连绵, 波状起伏, 地形相对较平坦, 相对高差较小; 水系不发育。黄土丘陵沟壑区位于煤矿西、 南部, 梁峁相间分布, 植被稀少, 水土流失严重。地表大部分为第四系黄土和风积沙所覆盖, 基岩主要出露于煤矿西南部沟谷。
井田内地形东高西低, 东部的风台梁最高为+1340m, 井田西南部的糖酱渠沟底标高约为+1200m, 一般标高+1300m。
井田北部边界以外, 为布袋壕大面积低洼湿地区域, 地形平坦, 水沟纵横, 地下水十分丰富, 本井田内邻近北界线有少部分区域在此富水范围的南边缘上。
3、 气候条件
神木矿区属中温带半干旱大陆性气候, 冬季干旱寒冷, 夏季炎热, 但冷热多变, 日温差悬殊, 春末夏初风沙频繁, 夏末秋初多暴雨。
矿区平均气温6.2～8.5℃, 历史日最高气温38.9℃, 最低气温-31.4℃。年平均降雨量330mm, 平均蒸发量达2506mm, 年均冻结最大深度1.46m, 每年11月至第二年三月为冻结期。

第二章 安全条件
一、 地质特征
( 一) 区域地质特征及构造
本矿井属陕北侏罗纪煤田。

井田位于鄂尔多斯台向斜东翼。境内是单斜构造, 地层总体走向北西西, 倾向南西西, 倾角一般1º左右。井田内无岩浆岩侵入, 也未发现较大的断裂和明显的褶曲。井田内地质构造简单。
( 二) 井田地质
依地质填图及钻孔揭露, 本区地层由老至新依次为: 三叠系上统永坪组( T3y) 、 中下侏罗统延安组( J1-2y) 、 中侏罗统直罗组( J2z) 、 新近系上新统保德组( N2b) 、 第四系中更新统离石组( Q2L) 、 全新统风积沙( Q4eol) 。现分述如下:
( 1) 上三叠统永坪组( T3y)
厚度大于133.12m。岩性以灰绿色厚层状中细粒长石沙岩为主, 局部为粗粒砂岩 粉砂岩薄层, 本组为井田煤系地层的沉积基底。
( 2) 中下侏罗统延安组( J1-2y)
该组为本井田内含煤地层, 假整合于上三叠统永坪组之上, 厚128.41～207.64m, 平均172.8m。岩性主要由灰白色中～细粒长石砂岩、 岩屑砂岩、 浅灰色粉砂岩、 砂质泥岩和煤组成。成煤古植物厥类为多, 次为裸子植物。
( 3) 中侏罗统直罗组( J2Z)
本组地层沿乌兰木伦河及糖酱渠有出露, 因受新生代的剥蚀仅存该组下部地层, 厚0～81.01m, 平均36.74m, 在井田内自西向东变厚。上部岩性为兰灰色砂质泥岩、 泥岩, 黄绿色粉砂岩及灰白色细砂岩组成, 呈互层状, 下部为灰白色厚层状粗～中粒长石砂岩。与下覆延安组地层呈假整合接触。
( 4) 新近系上新统保德组( N2b)
厚度0～6m, 平均1.00m, 沉积为浅红色、 棕红色粉质粘土。与下伏侏罗系中统直罗组地层呈不整合接触。
( 5) 第四系中更新统离石组( Q2L)
厚度0～19.64m, 平均6.92m。岩性以灰黄色、 棕黄色亚砂土为主, 夹亚粘土, 其中夹多层古土壤层, 具有柱状节理。偶含动物骨骼化石及碎片。与下伏地层呈不整合接触。
( 6) 第四系上更新统萨拉乌苏组( Q3s)
厚度0～53.76m, 平均18.35m, 沉积物由中细沙及粉沙组成, 间夹薄层粉沙土透镜体。分布在井田西南部的糖浆渠低谷地带, 有大面积出露。
( 7) 全新统风积沙层( Q4eol)
风积沙层( Q4eol) : 分布全区, 以片沙形式出露。岩性主要为浅黄色、 褐黄色中砂、 细砂、 粉砂, 其成分以石英为主。分选性差及磨园度较好。厚度变化较大0~32m, 平均4.67m。与下伏地层呈不整合接
二、 煤层及煤质
( 一) 煤 层
矿区煤层编号沿用《陕西省神木北部矿区石圪台井田煤炭勘探( 精查) 地质报告》的编号, 即含煤岩系自下而上分为Ⅰ～Ⅴ段, 每段含有一个煤组, 自上而下编号1～5组( 本区第一段沉积缺失, 无第一段5煤组的煤层) , 每组含有若干独立煤层, 各煤层的编号是在煤组号后冠以层号, 如4-2、 4-3、 4-4代表4号煤组的三个独立煤层, 分叉煤层则在煤号后冠以”上”, ”下”表示, 合并区煤层及分岔区下分层则去掉”下”字样。如2-2上、 2-2代表了2-2煤层的两个分岔煤层, 即2-2煤是复合与下分层煤层的合称。
1号煤组( 1-1、 1-2上、 1-2)
1-1煤层位于第五段顶部。在矿区内为一独立煤层, 原始沉积煤层薄且受直罗河的冲刷及上新世剥蚀, 矿区内仅有一个见煤点, 且不可采, ( J41号钻孔0.32m) , 故井田1-1煤层为不可采煤层。
1-2煤层位于第五段中部是个两分岔煤层, ( 1-2上及1-2煤层) 分层最大间距8.89m, 平均6.51m。
1-2煤层在矿区内有4个见煤点, 变化为0.73～3.12m, 平均煤厚1.86m。在矿区外围114号小煤窑采1-2上煤厚度大于1.50m
结构单一, 矿区内无夹矸, 厚度虽有变化, 但规律性明显, 在井田西部和南部可采, 属较稳定煤层。
1-2在矿区内有7个见煤点, 变化为0.20～3.02m, 平均煤厚2.59m。
结构单一, 矿区内无夹矸, 厚度虽有变化, 但规律性明显, 在井田西部和南部可采, 属较稳定煤层。
2号煤组( 2-2上、 2-2)
2-2上、 2-2两个分岔煤层在矿区内已复合, 即2-2煤层, 矿区内有9个见煤点, 在东边K77号孔不可采 K77钻孔0.20m厚) 煤层变化厚度为0.20～5.26m, 平均厚度4.10m。厚度变化规律明显; 由西向东变薄, 至东部边角处不可采, 系第Ⅴ段沉积冲刷所致。故总体上属大部分可采煤层, 矿区内厚度变化不大, 只是到了东部边角处因沉积冲刷急剧尖灭。
煤层结构单一, 为一稳定型煤层; 是主要可采煤层。
3号煤组( 3-1)
3-1煤层是第三段煤组唯一可采煤层, 矿区无分叉。全区可采。区内有9个见煤点, 厚度1.48～3.41m, 平均厚度2.63m。
煤层结构单一, 厚度变化小, 规律明显, 属稳定型煤层。是主要可采煤层。
4号煤组( 4-2、 4-3、 4-4)
无分岔均属单一煤层。
4-2煤层区内有4个见煤点, 厚度变化小, 为1.85～1.94m, 平均厚度1.89米。
结构简单, 全区可采, 属稳定型煤层。
4-3煤层区内有4个见煤点, 厚度变化为0.48～1.51m, 平均厚度1.10m。
结构单一, 为薄煤层, 在区内东部和北部可采, 故属较稳定型煤层。

4-4煤层区内有4个见煤点, 厚度变化为0.68～1.04m, 平均厚度0.91m。
煤层结构单一, 为薄煤层, 厚度变化有规律, 在区内西部和南部可采, 为较稳定型煤层。
4-3、 4-2两层煤标高均在1100m以下, 尚未划归本矿开采范围之内。
可采煤层特征表1-2-1。

( 二) 煤 质
经煤质化验测定, 本井田各煤层皆属特低灰、 特低硫、 富油、 低溶灰、 化学反应性强、 热稳定性好、 抗碎强度高、 可透性好的不粘煤31号。
( 仅2-2、 3-1、 4-2局部地段为长焰煤41号) , 是良好地动力和化工用煤。井田内各煤层主要化学指标综合平均值见表
井田内各煤层主要化学指标综合平均值

主要指标

水分
( Wad)
％

灰分
( Aad)
％

全硫
( st-d)
％

磷份
( pd)
％

挥发份
( vdaf)
％
干燥基低位发热量
( 原)
mJ/kg
各煤层综合平均值
9.08～10.86
6.80～9.23
<1.00
0.003～0.007
33.88～36.48
27.10～28.22
三、 矿井瓦斯、 煤尘、 地温、 煤层自然发火倾向性及顶底板
( 一) 瓦 斯
井田内共采集瓦斯样43个, 其自燃瓦斯成分基本为氮气, 含量一般大于93％, 只在13个样中有甲烷含量, 一般为4～8％。有一个样品甲烷可燃成分达47.72％。结合邻近井田及本井田基建巷道中瓦斯测试, 在风流中2-2、 3-1煤层中的甲烷百分含量分别小于0.3％和0.4％, 与测试样品结果一致, 本井田瓦斯分带属二氧化碳氮气带( CO2－N2) 。根据 提供的瓦斯和二氧化碳测定结果报告表, 矿井属低瓦斯矿井。
( 二) 煤尘爆炸性
依据《陕西省神木北部矿区石圪台井田煤炭勘探( 精查) 地质报告》采煤尘样31个, 各煤层煤尘经测试, 各煤层的煤尘均属有爆炸性危险的煤层。
根据煤炭科学研究总院重庆分院提供的《韩家湾煤矿煤尘爆炸特性测试报告》, 煤尘爆炸指数为37.42, 有爆炸性。
( 三) 煤层自燃情况
精查地质报告中对所有煤层的自然发火倾向作过化验测定, 证实除4-4煤属自然发火煤层外,其它煤层均属容易自然发火煤层,但从矿区十多年生产实践证明,全矿区基本无井下煤层自然发火的实例, 特别是井下煤层中巷道和采空区内从未发生过自然发火。
根据煤炭科学研究总院重庆分院 7月提供的《韩家湾煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定测试报告》, 该矿煤炭自燃倾向分类为二类, 属自燃发火煤层。
( 四) 地温
本井田属无高温地热危害的地温正常区, 地温梯度平均值为2.9℃/100m。
第三章 火灾原因分析
一、 采煤工作面火灾原因分析
采煤工作面顶板冒落后, 在运、 回顺落山角压差的作用下, 沿采空区的漏风区间有一定量的风流流过, 并形成了三个区域, 即靠近工作面的冷却带、 自燃氧化带和采空区深部的氧气窒息带。冷却带靠近采煤工作面, 经过的风量大、 风速较高, 氧化反应产生的热量不能积聚, 因此在冷却带不能发生遗煤自燃现象。自燃氧化带满足煤炭发生自燃的低温氧化条件和热量积聚条件, 采空区自燃氧化带浮煤自燃, 是采场发生自然发火事故的主要原因。氧气窒息带处在采空区深部, 处于该区域的遗留在采空区的浮煤不能发生氧化反应。
第四章 防灭火措施
1、 一般规定
( 1) 在移动列车、 油脂( 乳化液、 润滑油) 存放点皮带机头等有可能发生火灾的地点配置防灭火液压泵站、 干粉灭火器、 防火铲、 砂箱和水管等灭火器材和设施。在运输巷应每隔50m设置阀门和支管。
( 2) 、 工作面风流不稳定时, 立即停止作业, 并及时向公司调度中心汇报, 查明原因并把问题解决后方可恢复生产。
( 3) 、 对工作面、 两顺槽及其联络巷的浮煤和杂物进行全面清理, 严禁给采空区大量遗煤。
( 4) 、 对各台机器的传动部位要定期检查维修, 严禁与外界发生磨擦。皮带滚筒、 机仓浮煤要及时清理, 皮带的防滑、 防偏等保护装置和喷雾洒水设施必须齐全完好, 防止磨擦积煤引起火灾。
( 5) 、 杜绝电气短路、 漏电、 失爆产生火花。
( 6) 、 井下使用的润滑油、 棉纱、 布头等必须存放在盖严的铁桶内。
( 7) 、 井下严禁存放汽油、 机油及变压器油, 如必须使用, 需将剩余部分及时升井( 包括用过的棉纱、 布头等) , 并严格按有关规定执行。
( 8) 、 一旦出现自燃发火事故, 回风流工作人员必须立即停止作业, 撤至进风巷道中, 并在公司统一指挥、 调度下由通维队和救护队组织力量对发火地点进行处理。在火情得到有效控制前, 不得恢复生产。
2、 注氮防灭火:
( 1) 、 氮气来源及输氮系统:
利用井下制氮设备, 由制氮硐室至1101前落山,铺设一趟输氮管路( 管路Φ108*4.5mm钢管) , 铺设路线: 井下制氮硐室→1-2煤管子道→1盘区回风大巷→1101皮带顺槽→采空区。
( 2)、 注氮工艺:
回采工作面采空区埋管注氮, 给工作面运顺铺设一趟注氮管路, 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, 当第二趟埋入10m时( 埋入采空区氧化带与冷却带交界部位) 向采空区注氮 同时停止第一趟管路注氮, 这样循环注氮, 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, 氮气浓度不得小于97%。
每天三班检查工作面特别是上隅角及回风流中瓦斯情况, 发现采空区瓦斯大量涌出或氧含量减少时, 立即撤出人员, 减少注氮量, 待瓦斯降到1％以下时方可恢复工作。
3、 气雾阻化剂预防采空区遗煤自燃发火
( 1) 、 汽雾阻化系统
在工作面运顺安设汽雾阻化泵一台, 1 m3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, 在工作面前落山处各安装2个汽雾发生器, 经过漏风将雾化液带到采空区, 起到防灭火作用.
( 3) 、 汽雾阻化工艺过程
将阻化剂按20%比例加入储液搅拌箱中溶解后, 经过滤进入喷雾泵, 加压后进入喷雾点, 经汽雾发生器将药液转化为汽雾, 随漏风带入采空区。
( 4) 、 每班喷药量计算
根据工作面煤的厚度、 采煤高度, 采空区遗煤量计算喷药量, 覆盖吨煤量 , 取 1.2kg/T, 则每班喷阻化液量为:
V ＝NMHBPCK/ RD
＝6×200×2.6×0.8×1.29×0.05×1.2/(0.8×1050)
＝0.23m3

式中: V: 每班割煤喷阻化液量:
N --每班采煤刀数 (6刀);
M --工作面倾斜长度 (200m);
H -- 工作面平均煤厚 (2.6m);
B -- 每刀割煤宽度 ( 0.8m);
P -- 煤的容量 (1.29T/m3);
C -- 煤损失率 ( 5%) ;
R -- 雾化率 ( 80%) ;
K -- 覆盖吨煤量 ( 1.2kg/T) ;
D - 阻化液比重 ( 1050kg/m3) ;
每刀割煤喷阻化剂时间:

T＝V/( m×Q) ＝0.23/( 2×0.05) ＝2.3( 小时)

式中:

T -- 每刀割煤喷阻化剂时间 ( 小时) ;
m -- 汽雾发生器的个数 ( 2个) ;
Q -- 汽雾发生器的流量 ( 0.05 m3/h) ;
V -- 每刀割煤喷阻化液量 ( 0.23 m3) ;
4、 监测监控:
( 1) 、 束管监测分析
在1101工作面切眼距后落山50米、 100米及后落山共埋设3个采样头, 随着工作面的推采, 在回顺每50m埋设1个。在后落山及距后落山50m的回顺各安设1个采样头, 并随着工作面的推采而移动。经过采样头抽取气样, 对采空区、 落山及回顺的气体进行分析。
( 2) 、 传感器监测监控
在1101工作面后落山或回顺距工作面切眼30～50 m范围内安设1个CO传感器, 对工作面后落山及回顺风流CO进行监测监控。
5、 观测预报及均压防灭火措施:
( 1) 、 1101采面观测
在1101工作面回采过程中火观员每天对1101上隅角、 回风巷气体检查一次, 汇报一次, ( 内容: CH4、 CO 、 CO2、 温度) , 发现异常情况及时向调度汇报, 做到早发现、 早预防、 早处理, 防患于未然。
( 2) 、 构筑防火门
在1101回风巷、 运输顺槽、 辅运巷开口以里50m和1050m处各做防火墙一道, 在用砖做防火门墙, 墙附近要备够封口的材料, 并码放整齐。
生产期间防灭火措施
( 一) 合理调配工作面风量, 减少采空区漏风。工作面前后落山角实行动态封堵, 在前、 后端头支架移完后及时用珍珠岩袋将工作面前后端头支架与硬帮的空间封堵严密, 增加采空区的漏风路线风阻。
( 二) 加强注氮设备、 系统的维护保养。到当前为止, 注氮依然是预防和扑灭采空区内部自燃的最有效和最直接的办法, 注氮后, 稀释了采空区漏风自燃带O2浓度。神东防火研究成果表明: 自燃危险区域分布在距工作面进风侧100m-200 m、 回风侧100m-150m、 中部距工作面60m-80m处。工作面平时不注氮, 一旦发现回风落山角CO浓度超过0.0024%或其它自燃发火征兆时, 立即启动制氮装置进行封闭注氮, 有效阻止采空区遗煤与氧发生自燃反应。
   ( 三) 加快采面的推进速度。缩短采空区浮煤处于漏风带低温氧化的时间, 同时加强前后落山角超前支护段巷道的支护, 防止煤壁受采动压力影响产生裂隙而造成煤体超前发生低温氧化。
( 四) 及时密闭辅运巷通皮带联络巷, 并对密闭墙表面刷涂和喷涂瑞米高分子弹性体堵漏材料, 对墙体顶部和四周充填罗克休泡沫材料, 减少裂隙漏风。
( 五) 由于浅地表开采, 基岩厚度较薄, 回采塌陷引发地表产生大量裂隙。因此要定期到采空区地表查看, 及时采用人工或机械封填地表裂缝, 以减少地表漏风。
( 六) 安装束管检测系统, 加强采面自燃发火的预测、 预报工作, 在工作面进风落山角、 风巷、 回风落山角采空区安设采样器, 确保系统运行正常, 数据分析准确。
( 七) 距停采线150m开始, 每推采50m, 在上隅角埋设一个CO取样器, 对采空区实行24h不间断观测。同时, 每班设专人采气样, 进行地面气体分析。工作面回撤前及回撤期间, 采取灌注三相泡沫为主,与汽雾阻化、 撒盐等相结合的综合防灭火手段,防患于未然。工作面回撤结束后, 立即在进、 回顺及回撤通道内同时施工防火墙, 将工作面彻底封闭。施工防火墙时, 墙体采用砖混结构, 单道墙厚度不小于1m, 两墙之间充填黄土厚度不小于1m。防火墙位置根据现场实际情况由通风部门确定。