吉新煤礦11A704綜放工作面氮?dú)夥罍缁?a href=http://www.haiwanghuyu.com/jscs/ target=_blank class=infotextkey>措施

　　兗礦新疆礦業(yè)公司吉新煤礦

　　2012年3月

　　第一章 11A704采煤工作面概況

　　一、工作面范圍

　　吉新礦11A704工作面是繼11A601首采工作面第一個接續(xù)工作面，該工作面位于一采區(qū)西翼北部，其北部未回采，西部與紅山洼礦煤礦相接，南部為煤層實(shí)體，東部為副井筒、回風(fēng)上山及其煤柱。工作面開采煤層底板等高線標(biāo)高為+910---+990米。自西向東逐漸增高。

　　二、工作面基本參數(shù)

　　工作面走向長1100m，傾斜長178m;開采上限標(biāo)高為+980m，下限標(biāo)高為+900m。工作面面積為195800m2 ,地質(zhì)儲量為1130887噸，可采儲量為897659噸。

　　工作面地表標(biāo)高+1050米-+1160米，工作面地表地形為山體丘陵及，溝底坡度約5°~7°，溝谷寬度30-150m。兩側(cè)山頂呈半圓——渾圓狀，山體比高約80——150m，山坡基巖裸露，植被生長稀疏，無牧民區(qū)等建筑。

　　從已揭露的A6、A7煤層及地質(zhì)勘察資料分析，該采區(qū)為單斜構(gòu)造，產(chǎn)狀220°∠10-20°。地層沿傾向有微弱的波狀起伏，沿北西向傾角逐漸減緩，表現(xiàn)在掘進(jìn)巷道時以7°--14°斜巷為主，礦區(qū)內(nèi)沒有成形的斷裂構(gòu)造。

　　從現(xiàn)有地質(zhì)資料及已揭露巷道圍巖分析，回風(fēng)巷掘進(jìn)至100米左右會遇到DF34號斷層，該斷層性質(zhì)為逆斷層，斷距為0-8米;走向EW,傾向NS,傾角65°，延展長度約95米。該斷層對11A704工作面及進(jìn)、回風(fēng)巷均有影響，進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)至約460米左右受DF28斷層影響，該斷層為逆斷層，斷距0-5米，走向SN,傾向EW傾角50°，由于該斷層與巷道僅為末段相交，故推斷對施工影響較小。進(jìn)風(fēng)巷在掘進(jìn)至700米處會與DF24逆斷層相遇，斷距在0-5米，傾角40°，對掘進(jìn)將產(chǎn)生一定影響。

　　除該工作面向西掘進(jìn)中呈現(xiàn)一個緩背斜外，未見其它褶皺構(gòu)造或巖溶或陷落柱構(gòu)造存在。

　　第二章 注氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)吉新煤礦A7煤層自燃傾向性鑒定結(jié)果，自燃傾向性等級為Ⅱ類。

　　該工作面推進(jìn)長度長，因此工作面防治自然發(fā)火工作重點(diǎn)在上下順槽頂板和采空區(qū)。11A704回采工作面以灌漿防滅火為主，注氮防滅火為輔的防滅火措施，現(xiàn)制定工作面采取注氮時的安全技術(shù)措施。

　　一、氮?dú)夥罍缁?a href=http://www.haiwanghuyu.com/sjsm/ target=_blank class=infotextkey>設(shè)計(jì)

　　一)注氮方式及其管路設(shè)置：

　　1.注氮方式分為預(yù)防性注氮和滅火注氮：

　　預(yù)防性注氮，即開放性注氮，回采期間，在不封閉工作面的情況下，向采空區(qū)間歇性注氮，必須嚴(yán)格控制注氮時間和注氮流量，確保采空區(qū)氣體逸出不得造成回采工作面或回風(fēng)流中有害氣體超限，達(dá)到防止自燃的目的。

　　滅火注氮也即封閉注氮，封閉區(qū)內(nèi)空間承受注氮增加氣體體積的能力，由密閉調(diào)節(jié)管上的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，并始終保持封閉區(qū)內(nèi)正壓狀態(tài)。

　　2.管路設(shè)置：

　　(1)注氮釋放口位置的選擇

　　對綜采放頂煤采空區(qū)的注氮，其注氮釋放口應(yīng)設(shè)置在采空區(qū)氧化帶內(nèi)，注氮釋放口距工作面的最大距離為：

　　Lmax=Le+Rn

　　式中：Le——采空區(qū)漏風(fēng)帶寬度，取10m;Rn——氮?dú)庥行U(kuò)散半徑，取5m。

　　則Lmax=Le+Rn=10+5=15m

　　故注氮釋放口設(shè)置于離工作面15m的進(jìn)風(fēng)側(cè)采空區(qū)底板上。

　　(2)管路布置

　?、俑鶕?jù)通風(fēng)負(fù)壓作用方向，工作面氮?dú)夤苈蜂佋O(shè)在工作面進(jìn)風(fēng)巷非行人側(cè)，離底板200～300mm，吊掛牢固;

　　②從工作面下口到制氮機(jī)的氮?dú)夤苈肪捎?Phi;108聚乙烯膠管，工作面下口埋入至采空區(qū)一根Φ108加厚100mm鋼管，鋼管與下順槽管路采用高壓軟管連接，加厚100mm鋼管固定在下部端頭支架上，隨下部端頭支架爬移。

　　二)滅火注氮：

　　1.滅火注氮也即封閉注氮，工作面一旦發(fā)生自然發(fā)火事故或因故封閉時，因設(shè)備龐大繁重，不宜撤出，在上、下兩巷適當(dāng)位置設(shè)置密閉，對工作面實(shí)施封閉，順風(fēng)向?qū)Ψ忾]區(qū)注氮，封閉區(qū)內(nèi)空間承受注氮增加氣體體積的能力，由密閉調(diào)節(jié)管上的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，并始終保持封閉區(qū)內(nèi)正壓狀態(tài)。

　　2.注氮管理：

　　(1)注氮量的多少，主要依據(jù)采空區(qū)內(nèi)氣體監(jiān)測成份決定，與工作面推進(jìn)度和煤的自然發(fā)火期有關(guān)。該措施以距工作面30米處采空區(qū)內(nèi)氣體成份進(jìn)行調(diào)整，確保O2濃度小于10%，CO濃度小于0.005%。當(dāng)工作面出現(xiàn)高溫、異味等情況時，都應(yīng)加大注氮量。

　　(2)加強(qiáng)工作面及回風(fēng)流的氧氣檢測，發(fā)現(xiàn)O2濃度小于18%，必須立即停止工作，減小注氮量，待O2濃度大于18%后，方可恢復(fù)工作。

　　(3)氮?dú)饧兌炔坏玫陀?7%。

　　(4)注意檢查工作面、回風(fēng)流，特別是回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛龋l(fā)現(xiàn)上述地點(diǎn)瓦斯?jié)舛瘸迺r，可適當(dāng)減小或停止注氮。

　　(5)利用氮?dú)夤苈返谝淮蜗虿煽諈^(qū)注氮，或停止注氮后恢復(fù)注氮，必須先排出管路中的空氣，避免將空氣注入采空區(qū)。

　　三)氮?dú)夥罍缁饏?shù)計(jì)算及確定

　　1.注氮量：

　　(1)防火注氮量：

　　工作面防火注氮量的大小，主要取決于采空區(qū)的幾何形狀、氧化帶空間大小、巖石冒落程度、漏風(fēng)量大小及采空區(qū)內(nèi)氣體成份的變化等諸多因素。由于煤礦條件各異，目前尚無公認(rèn)的計(jì)算方法，可參考下列公式并按國內(nèi)外實(shí)際參數(shù)比較而定。

　　按產(chǎn)量計(jì)算

　　QN=〖A/r×N1×N2÷24〗X〖(C1/C2)-1〗 m3/h

　　式中：A------日產(chǎn)量。取1746噸

　　r------煤的容重。取1.31t/m3

　　N1----管路輸?shù)省Ｒ话闳?.9

　　N2----采空區(qū)注氮效率。0.3～0.7，取0.5

　　C1-----空氣中的氧含量。取20.9%

　　C2-------采空區(qū)防火惰化指標(biāo)。取7%

　　則QN=〖1746/1.31×0.9×0.5÷24〗×〖(20.9/7)-1〗=49.6 m3/h

　　(2)根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)估算 (噸煤需5m3)

　　QN=5×A/24

　　式中：A------日產(chǎn)量。取1746噸

　　則QN=5×1746/24=363.75 m3/h

　　2.滅火注氮量：

　　撲滅采空區(qū)火災(zāi)的工藝比較復(fù)雜，且需氮量也大，主要取決于發(fā)火區(qū)域的幾何形狀、氧化帶空間大小、漏風(fēng)量大小、火源范圍和燃燒時間的長短等諸多因素。

　　撲滅采空區(qū)火災(zāi)的注氮量可按下式估算：

　　QN=V0×〖(C1/C2)-1〗

　　式中： QN-----注氮量。m3

　　V0------火區(qū)體積。m3

　　c1--------火區(qū)原始氧含量。取7%

　　c2--------注氮區(qū)欲達(dá)到的氧含量。取3%

　　火區(qū)體積按下式估算：

　　V0=LI〖h(a-1)+m〗

　　式中： V0------火區(qū)體積。m3

　　L------防火區(qū)的走向長度。取60m

　　I--------防火區(qū)的傾向長度。取176m

　　h-------頂板巖石冒落高度。H=βm

　　β------采高倍數(shù)。取平均值8

　　m-------采高。取3m

　　則V0=60×178×〖8×3×(1.3-1)+3〗

　　=108936m3

　　其中封閉區(qū)內(nèi)兩巷的空間未計(jì)。

　　則QN=108936×〖(7/3)-1〗

　　=141616.8m3

　　一般按5～7天撲滅火災(zāi)，則氮?dú)饬髁咳缦拢?/p>

　　5天時：Q=QN÷5÷24=769 m3/h

　　6天時：Q=QN÷6÷24=493m3/h

　　7天時：Q=QN÷7÷24=423m3/h

　　3.制氮機(jī)設(shè)置

　　礦井選用的制氮機(jī)能力為2x600 m3/h，可單機(jī)啟動，單機(jī)額定制氮能力為600 m3/h，考慮到工作面的實(shí)際情況和制氮機(jī)在運(yùn)行中的效率，(75%～80%)單機(jī)啟動的流量最低應(yīng)為450m3/h，雙機(jī)啟動的流量最低應(yīng)為900 m3/h。

　　管路系統(tǒng)：

　　氮?dú)夤苈方?jīng)制氮機(jī)房→風(fēng)井井筒→933車場→800回風(fēng)上山→11A704甩車場→11A704進(jìn)風(fēng)順槽→至工作面采空區(qū)。

　　二、井下火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)

　　為摸清11A704工作面采空區(qū)“三帶”關(guān)系，檢驗(yàn)注氮效果，確定采煤工作面最小安全推進(jìn)度、氮?dú)忉尫趴诘淖罴丫嚯x以及最安全、經(jīng)濟(jì)的注氮方案，為煤礦自燃火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治提供科學(xué)依據(jù)，依照《煤礦安全規(guī)程》和《礦井防滅火規(guī)范》的規(guī)定，結(jié)合礦井實(shí)際情況，編制了束管監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　一)設(shè)計(jì)方案

　　礦井安裝了SG—2003礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)，由GC4085色譜系分析儀、SG—2003系統(tǒng)分析軟件、工控機(jī)(P4、2.4G// 1G/160G/17液晶)、四通道24位A/D轉(zhuǎn)換器、激光打印機(jī)A3 1臺、氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器、凈化穩(wěn)壓電源、束管抽氣泵(水循環(huán)真空泵7.5KW 2BE1)、12分路箱、濾塵器、濾水器、管接頭等組成。

　　1.在工作面回風(fēng)順槽向采空區(qū)埋設(shè)監(jiān)測束管，用一根φ8mm束管穿入φ50鋼管中，每根束管負(fù)責(zé)一個測點(diǎn)的監(jiān)測。為防止監(jiān)測管堵塞，埋入采空區(qū)的φ50鋼管頭必須焊擋欄，并用物件蓋好。

　　2.采空區(qū)的氣體成分用埋管真空泵抽氣法進(jìn)行分析，目前暫定50米設(shè)一探頭，當(dāng)?shù)谝粋€探頭埋入采空區(qū)50米后，開始埋設(shè)第二個探頭，當(dāng)?shù)谝粋€探頭埋入采空區(qū)100米后，開始埋設(shè)第三個探頭，當(dāng)?shù)谝粋€探頭埋入采空區(qū)超過150米后，斷開第一根束管，撤消該測點(diǎn)，開始埋設(shè)第四個探頭，依此類推，始終保持采空區(qū)內(nèi)有三個探頭，監(jiān)測范圍為150米。

　　3.其它地點(diǎn)監(jiān)測探頭布置方案：

　　其它地點(diǎn)(如永久密閉、臨時密閉)因客觀條件較好，可根據(jù)實(shí)際情況布置，只需將φ8mm束管及探頭通過觀測管伸入密閉內(nèi)，然后將φ8mm束管就近接入附近巷道的分路箱。

　　二)預(yù)測預(yù)報工作

　　1.在下順槽皮帶機(jī)頭設(shè)KJ73N監(jiān)測系統(tǒng)的一氧化碳傳感器和溫度傳感器，傳感器每7天調(diào)校一次，用來檢測工作面的有害氣體。

　　2.工作面生產(chǎn)后每隔2天在工作面下順槽和回風(fēng)隅角取樣化驗(yàn)分析一次，并視防滅火要求增加取樣點(diǎn)和縮短取樣的間隔時間。

　　3.瓦檢員每班對回風(fēng)隅角和回風(fēng)流用一氧化碳檢測管或一氧化碳便攜儀檢查一次一氧化碳濃度情況。

　　4.工作面回風(fēng)隅角采空區(qū)布置一路地面抽氣的束管監(jiān)測點(diǎn)，連續(xù)監(jiān)測采空區(qū)內(nèi)一氧化碳的變化情況;銅鼓以上手段，做出工作面是否有發(fā)火隱患。

　　三、其它防止自燃發(fā)火措施

　　為了防止采空區(qū)浮煤氧化升溫，降低采空區(qū)氧濃度和漏風(fēng)強(qiáng)度，對綜放工作面如下專項(xiàng)措施：

　　1.確保采空區(qū)頂板及時垮落，提高頂煤回收率，減少采空區(qū)的浮煤量，采用超前頂煤松動爆破進(jìn)行頂煤弱化，使頂煤和頂板及時冒落，從而減少采空區(qū)浮煤與氧的接觸空間，減少了采空區(qū)浮煤氧化的機(jī)遇。

　　2.每次放頂，移架、回柱前，必須用清水先將隅角頂、幫沖洗一遍,然后再移架、回柱。

　　3.采煤隊(duì)負(fù)責(zé)班班沖洗采面端頭架子附近頂幫及隅角，要做到頂幫煤體和老塘碎煤的水分始終處于飽和狀態(tài)。

　　4.隅角浮煤必須班班清掃干凈，后部溜子機(jī)尾浮煤每次移溜前必須攉干凈，嚴(yán)禁浮煤壓入老塘內(nèi)。在隅角攉浮煤、支護(hù)等工作人員嚴(yán)禁就地坐下休息。

　　5.工作面結(jié)束生產(chǎn)時的防滅火措施

　　(1)考慮到停采線防滅火的需要、停采線地勢及停采線建密閉位置等綜合因素，確定11A704停采線的每次實(shí)際注漿量為3000m3，采用多輪反復(fù)灌漿的方式。

　　(2)工作面停產(chǎn)后,要立即對工作面進(jìn)行限風(fēng)處理，并在工作回風(fēng)端頭各施工一道隔離墻。

　　(3)工作面停采后必須在45天內(nèi)撤出并封閉。封閉前先施工5米沙袋墻后，再施工永久密閉，并預(yù)埋注漿管路后封閉。封閉后及時對停采線進(jìn)行預(yù)防性灌注黃土泥漿。

　　(4)必要時利用11A704皮帶順槽的注氮管路進(jìn)行注氮。

　　6.提高工作面推進(jìn)速度，保證月推進(jìn)速度不低于50m。

　　四、 隊(duì)伍組織

　　注氮過程中，各種各樣的情況都有可能發(fā)生，如管路漏氣、堵塞、致使注氮量下降現(xiàn)象。因此，必須有專職人員定期下井檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保注氮系統(tǒng)不間斷工作。因此必須有專業(yè)隊(duì)伍和技術(shù)管理人員。

　　必須配備專業(yè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)注氮的日常管理，其任務(wù)包括制定注氮時的各項(xiàng)安全措施，檢查工程實(shí)施情況。總結(jié)分析注氮效果，研究和改進(jìn)注氮技術(shù)方案，組織實(shí)施新技術(shù)、新工藝的推廣等。

　　五、避災(zāi)路線

　　1.所有入井人員必須經(jīng)過安全知識培訓(xùn)，熟悉避災(zāi)路線及避災(zāi)方法，知道應(yīng)急措施且能自救互救。

　　2.發(fā)生水、火、瓦斯、煤塵事故時沿如下路線撤離，當(dāng)有害氣體超限或發(fā)生火災(zāi)、瓦斯、煤塵事故時，應(yīng)馬上佩戴好自救器撤離。

　　3.工作面發(fā)生瓦斯、煤塵和火災(zāi)的避災(zāi)原則：

　　逆著風(fēng)流向近處地面撤退。

　　軌道順槽的人員迅速戴上自救器：

　　11A704工作面軌道順槽→11A704上部車場→副井→地面。

　　皮帶順槽及工作面人員：

　　11A704作面→11A704下部車場→副井→地面。

　　4.水災(zāi)時避災(zāi)路線：

　　軌道順槽的人員：

　　11A704工作面軌道順槽→11A704上部車場→副井→地面。

　　皮帶順槽的人員：

　　11A704工作面→11A704下部車場→副井→地面。