我礦工作面生產(chǎn)方式采用的是綜采放頂煤開采,采空區(qū)遺留煤炭較多,為采空區(qū)防止遺煤自燃埋下了重大的安全隱患。為防止綜采工作面采空區(qū)發(fā)生煤炭自燃,特制定專項安全技術(shù)措施如下:
一、 封堵進、回風隅角
1、由綜采隊分別在4*********工作面、4*********工作面的進、回風隅角用快速砌壘材料(FSA快砌材料)每隔10米構(gòu)筑一道阻燃隔離墻(墻體要緊貼垮落區(qū),墻寬以并排兩個編織袋寬度為準)。通風隊在此墻體上噴涂XX-15快速噴涂材料,最大限度的減少向采空區(qū)漏風,降低供氧條件。
2、在綜采工作面?zhèn)渥隳軌蚱鲋穸葹?span>250mm墻體的材料,包括紅磚、水泥和沙子;材料碼放在輔運巷距工作面20m處、主運巷風門之間;材料必須靠幫碼放整齊,不得影響正常的通風和行人。
二、均壓防火
1、在綜放工作面主運順槽設(shè)置調(diào)節(jié)墻,調(diào)節(jié)工作面兩道進回風壓差。停采期間降低工作面風量,保持配風在800~1000 m3/min。
2、 保持工作面上下出口凈斷面達原設(shè)計斷面的95%以上,保持工作面兩道材料設(shè)備碼放整齊;在回風側(cè)設(shè)置引風簾,增大回風隅角的風量,稀釋并排除回風隅角有害氣體。
3、每兩天由測風員對綜放工作面進行一次全面測風,摸清本采區(qū)區(qū)域通風壓能分布情況,施行區(qū)域均壓。
三、加強瓦斯檢測
1、 工作面設(shè)專職瓦檢員檢查瓦斯。瓦斯檢查設(shè)點為:⑴ 工作面風流;⑵ 回風隅角;⑶ 后部溜子上、中、下三點及距工作面回風巷10m以外回風巷。瓦檢員3~4小時檢查一次,檢查情況及時通報看面人員及通風調(diào)度;當瓦斯超限時,必須按《煤礦安全規(guī)程》第136條、138條、139條規(guī)定處理,并立即匯報礦調(diào)度室;瓦檢員現(xiàn)場交接班。
2、 在工作面回風順槽距工作面10m處及回風隅角安設(shè)瓦斯自動檢測報警斷電儀,連續(xù)監(jiān)測回風流中瓦斯?jié)舛?,報警濃度為CH4≥1.0%,斷電濃度CH4≥1.5%,復電濃度為CH4<1.0%,斷電范圍為工作面及回風流中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。回風隅角還必須懸掛氧氣、一氧化碳自動檢測報警儀。瓦斯自動檢測報警斷電儀、氧氣、一氧化碳自動檢測報警儀每七天必須校驗一次,保證其正常工作。
3、加強工作面下隅角氣體檢查,對4*********、4*********工作面束管進行每周不少于3次的巡檢,檢查束管是否有破口、斷裂、堵塞等,束管管線吊掛是否平直;每天出具1份工作面采空區(qū)氣體分析報告。同時通過使用取氣球膽采集工作面上隅角氣樣,與束管分析結(jié)果進行對比,監(jiān)測人員每天必須按時、準確做好束管監(jiān)測報表,并及時報送通風技術(shù)組以便及時掌握采空區(qū)的自燃發(fā)火狀況。發(fā)現(xiàn)有異常時要立即報告礦領(lǐng)導。
4、通風技術(shù)主管負責對采空區(qū)煤炭自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報報表和束管氣體分析報告進行分析,建立監(jiān)測檔案。每周將分析報告結(jié)果上報通風副總和總工程師。
5、通風隊加強對采空區(qū)地面裂縫漏風的檢查;由總工程師協(xié)調(diào)加強對采空區(qū)地面裂縫的封堵工作,杜絕地表向采空區(qū)漏風。
四、注氮防滅火
1、采空區(qū)內(nèi)注入大量的高濃度的氮氣后,氧氣濃度相對減小,氮氣部分地替代氧氣而進入到煤體裂隙表面,這樣煤表面對氧氣的吸附量便降低,在很大程度上抑制或減緩了遺煤的氧化放熱速度。
2、對于采空區(qū)注氮防滅火而言,采空區(qū)注入氮氣后,提高了氣體靜壓,降低了漏入采空區(qū)的風量,減少了空氣與煤炭直接接觸的機會。
3、氮氣在流經(jīng)煤體時,吸收了煤氧化產(chǎn)生的熱量,可以減緩煤升溫的速度和降低周圍介質(zhì)的溫度,使煤的氧化因聚熱條件的破壞而延緩或終止。
4、采空區(qū)內(nèi)的可燃、可爆性氣體與氮氣混合后,隨著惰性氣體濃度的增加,爆炸范圍逐漸縮?。聪孪奚摺⑸舷尴陆担?。當惰性氣體與可燃性氣體的混合物比例達到一定值時,混合物的爆炸上限于下限重合,此時混合物失去爆炸能力。
(二)注氮方法
埋管注氮:在工作面的進風側(cè)采空區(qū)埋設(shè)一趟注氮管路,在距離進風隅角100米位置處分為兩支:一根接入采空區(qū),另一根接至進風隅角位置,隨著工作面不斷推進。兩支管路每隔60米斷開一次,采用邁步式輪流對采空區(qū)進行注氮。
注氮方式采取間歇斷式注氮。即在采空區(qū)擬處理區(qū)域注入一定量的氮氣后停止注氮,考察氮氣在該區(qū)域內(nèi)的滯留時間,隨著氮氣的泄漏,采空區(qū)內(nèi)的氧氣濃度會逐漸回升,當氧氣濃度回升至自然發(fā)火的臨界氧濃度之上時,開始新一輪的注氮;
根據(jù)采放高度、采空區(qū)碎脹系數(shù)、自然發(fā)火危險帶寬度等確定注氮口每開啟一次的注氮量。
注氮量的確定原則是使氮氣充滿整個需要惰化處理的區(qū)域,每個綜放工作面注氮量分為首次注氮量和間歇式注氮量。
1、4*********工作面首次注氮量可按公式1)計算。
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Q1=120×11×240×3×0.9=855360 m3
式中:Q1——首次總注氮量,m3;
????? W——惰化帶寬度,m;
????? H——惰化帶(采、放煤)高度,m;
????? L——惰化帶長度,m;
????? K1——采空區(qū)氣體置換系數(shù),取2-3;
????? K2——采空區(qū)松散系數(shù),0.5-0.9。
間歇式注氮的日注氮量用公式2)計算。
?????????????????? 2)
式中:Qn——間歇式注氮時日注氮量,m3;
????? b ——工作面日推進度,m;
????? L——工作面長度,m;
????? H——采、放煤高度,m;
K1——采空區(qū)氣體置換系數(shù),取2-3;
????? K2——采空區(qū)冒落矸石松散系數(shù),取0.8-0.9;
????? K3——工作面推進速度校正系數(shù),按公式3)計算。
?=200-80/200=0.6???? 3)??????????????????
式中:Lmax——采空區(qū)窒息帶與氧化帶自燃危險區(qū)邊界距工作面的距離,m;
????? Lmin——采空區(qū)氧化帶自燃危險區(qū)距工作面的最短距離,m。
?
=240×11×3×0.9×0.6
=4276.8m3
式中:Qn——間歇式注氮時日注氮量,m3;
???? ?L——工作面長度,m;
????? H——采、放煤高度,m;
K1——采空區(qū)氣體置換系數(shù),取2-3;
????? K2——采空區(qū)冒落矸石松散系數(shù),取0.8-0.9;
????? K3——工作面推進速度校正系數(shù),
如果注氮強度按3000m3/h計算,那么每日注氮時間為1.4256小時。
加強注氮工作,實現(xiàn)以注氮防火措施為主。要求制氮機每天注氮時間不少于1.5小時,即注氮量不低于4276.8m3/日。
2、
*********工作面首次注氮量可按公式1)計算。