2022年防灭火设计 （最新修订）.doc

山西XXXXXX煤业有限公司 2022年矿井防灭火设计 山西XXXXXX煤业 通风区 二O二一年十二月 山西XXXXXX煤业有限公司 矿井防灭火设计 矿井防灭火设计内审人员名单 姓 名 专 业 职 称 签 字 矿山开采 高级工程师 机电 高级工程师 煤矿安全 工程师 煤矿开采 工程师 矿山开采 工程师 通风 工程师 会审意见 矿井防灭火设计编制人员名单 姓 名 专 业 职 称 签 字 煤矿开采 助理工程师 地质 工程师 煤矿开采 高级工程师 通风 助理工程师 机电 工程师 煤矿开采 助理工程师 通风 助理工程师 煤矿安全 助理工程师 目 录 第一章 矿井概况1 第一节 地理概况1 第二节 地质构造2 第三节 煤层赋存4 第四节 煤质5 第五节 瓦斯、煤尘及煤层自燃情况5 第六节 地温6 第七节 开拓开采情况6 第八节 矿井通风7 第九节 历史发火情况及火区8 第十节 矿井周边煤矿8 第二章 矿井火灾危险性分析8 第一节 矿井火灾分类分析8 第二节 自燃火灾危险性分析9 第三章 煤层自然发火预测预报指标体系11 一、煤层自燃倾向性11 二、煤层自然发火期12 三、煤层自然发火标志气体及临界值12 四、煤层自然发火预兆预警值13 第四章 矿井火灾监测系统13 第一节 井下自然发火监测系统13 第二节 人工采样监测系统20 第三节 安全监控系统20 第五章 矿井防灭火系统及设施22 第一节 自然发火综合防治系统22 第二节 消防洒水系统37 第三节 井上、下消防材料库和防火构筑物43 第六章 内因火灾防治技术方案50 第一节 工作面“进回风巷道”防灭火技术方案50 第二节 工作面安装期间防灭火技术方案52 第三节 工作面回采期间防灭火技术方案54 第四节 工作面回撤期间防灭火技术方案57 第五节 工作面推进缓慢期间防灭火技术方案58 第六节 已封闭采空区自然发火防治方案59 第七章 外因火灾防治技术方案59 第一节 电气设备火灾防治技术方案59 第二节 带式输送机火灾防治方案67 第三节 地面建筑防火技术方案68 第四节 防止地面明火引发井下火灾技术方案69 第五节 防止地面雷电波及井下技术方案70 第六节 火工品火灾防治方案70 第七节 明火及电氧焊防灭火措施方案72 第八节 油脂及其他可燃物品防治方案74 第八章 矿井防灭火管理制度75 第一节 防灭火管理组织机构75 第二节 防灭火岗位责任制76 第三节 防灭火管理制度83 第九章 火灾应急预案92 第一节 事故类型和危险程度分析92 第二节 应急处置组构成94 第三节 各小组应急处置职责95 第四节 信息报告程序98 第五节 应急处置99 第六节 应急恢复112 第七节 应急终止112 第八节 应急保障物资准备112 第一章 矿井概况 第一节 地理概况 一、 交通位置 山西XXXXXX煤业有限公司位于XX 县县城西南直距22km的XX 镇XX 村，行政隶属于XX 镇。地理坐标东经11106′07″11106′48″，北纬3741′54″3742′49″。井田位于XX 县城西南直距22km的XX 镇XX 村，东南直距XX 镇7.5km，省道S218在井田东部南北方向穿越井田，沿省道S218东南行6.5km即与国道G2XX相接，距孝柳铁路XX 煤焦集运站31km，交通较为方便。见交通位置图1-1-1。 二、地形、地势及水系 井田位于XX 山脉中段的西麓，为一中山丘陵区，属典型的XX 山系黄土高原地貌，地表切割较强烈，井田总体呈西高东低之势，最高处位于西北部山顶，标高为1254.80m，最低处在井田东南部沟底，标高为1070.00m，相对高差为184.8m。 该区属黄河流域三川河水系，井田内无常年性河流。但沟谷纵横，沟中平时干涸，雨季有短暂洪流，沿较大沟谷向南流出井田外，最终汇入北川河，经三川河流入黄河。 三、气象及地震 本区为暖温带大陆性季风气候，属半湿润地区。据XX 县气象资料显示，年平均降水量为500mm，最大降水量744.8mm，蒸发量大于降水量，年平均气温在8.9℃，最高气温达36.4℃，最低气温－30.5℃。每年10月底起降雪冻冰，最大冻土深度117cm，翌年3月底开始解冻，冰冻期160天以上。风向全年多西北风，少东南风7、8、9月，风速一般为1.7-2.6m/s，最大风速21m/s。 据中华人民共和国标准GB50011-2001建筑抗震设计规范，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震动峰加速度值为0.10g。 第二节 地质构造 一、区域地质构造 井田大地构造位置处于河东煤田北段的XXXX向斜褶曲带中段的东翼，区域构造主体呈向西倾斜的单斜构造，在单斜构造上又发育有次级的褶曲和断裂构造。 1、褶曲 区内（XX 矿区）褶曲发育，为主要构造形态。 （1）中阳XX 向斜。南起中阳县城，中经XX 城西，北至勘探区边界，延伸45km，为本区控制性构造。向斜轴部蜿蜒于盆地西部，南段走向NNW，中段由NW转向 NE，成一半圆形，构成XX 矿区中部宽阔带，北段走向NNW，近端部转向NE。向斜轴部宽缓，西翼倾角较大，一般15-25或更大，东翼较为宽缓，倾角一般10左右。 （2）王家坡向斜、背斜。隐伏构造，经由王家坡村南，向斜通过村北，走向NE，延伸约6000m。 （3）大土河向斜、背斜。在大土河村西出露，轴部平缓，翼宽300-500m，走向NNE，延伸约7000m。 （4）刘家湾向斜。显见于刘家湾村西，为一短轴大幅度复向斜，延伸约3000m。 （5）茂塔向斜。隐伏构造，走向NE，延伸3500m。 （6）举头背向斜。亦属钻孔控制的隐伏构造，走向NE，延伸2000m。 次一级的褶曲大致平行排列，与主向斜斜交，乃为本区之构造形态之又一特点。 在中阳XX 向斜北部的西侧（XX 详查区界外）发育有轴向大致平行于中阳XX 向斜的南岭上背斜、杜家沟向斜和佛香山向斜（见区域图）。 2、断层 分布在XX 详查区西部边缘，均为高倾角正断层。 （1）朱家店断层（F1）。显见于南部朱家店村南及金罗镇西，走向NNW-NW，倾向NE，倾角70-75，最大落差70-100m，延伸长度约16km，为南部主要断层构造。 （2）炭窑村断层（F7）。北部炭窑村下，见奥陶系灰岩与变质岩接触，走向NNE，倾向SE，倾角75，落差约500m，延伸长度30km，成为XX 矿区北部西缘之天然边界。 （3）另外，尚有落差小于10m的几条小断层。 （4）在中阳XX 向斜北部的西侧（XX 详查区界外）发育有一条走向NE、倾向NW的正断层，延伸长度9.5km。 二、 井田构造 1、井田位于中阳-XX 向斜轴部，受该构造控制，井田总体构造形态为向斜构造，向斜轴位于井田西部，向斜轴向为NE，向SW倾伏，地层倾角1-6。井田内未见陷落柱，断层不发育，仅在开采2号煤层时，仅发现落差为1m以下的2条小断层，对开采工作面布置无影响。 2、井田内未见岩浆侵入现象。 3、井田构造复杂程度类型属简单类型。 第三节 煤层赋存 井田内共有可采煤层5层，为山西组2、3、5号煤层和太原组9、10号煤层。根据钻孔资料和矿井生产揭露情况，现对各可采煤层分述如下 1、2号煤层 位于山西组上部，上距K4砂岩底约15m，煤层厚度为0.40-0.97m，平均为0.67m，该煤层含0-1层夹矸，井田东部被剥蚀。煤层不稳定局部可采。煤层顶板为中砂岩、粉细砂岩，局部为泥岩；底板为中砂岩、砂质泥岩及细砂岩。 2、3号煤层 位于山西组上部，上距K4砂岩底约22m，上距2号煤层底平均6.10m，煤层厚度为1.04-1.40m，平均为1.25m，含0-1层夹矸，夹矸厚度0.07-0.08m。根据井下巷道揭露和209号钻孔，井田东部被剥蚀，赋存区煤层稳定可采。煤层顶板为细砂岩，局部砂质泥岩；底板为中砂岩、砂质泥岩。井田中部及东北部大面积采空。 3、5号煤层 位于山西组下部，上距3号煤层平均23.86m，距下部K3砂岩顶约5m，煤层厚度为2.70-3.82m，平均为3.18m，含有3层夹矸，夹矸厚为0.03-0.14m。井田东部被剥蚀，赋存区稳定可采。该煤层顶板为砂质泥岩，局部中粗粒砂岩及泥岩；底板为砂质泥岩，局部为中砂岩及细砂岩 第四节 煤质 2号煤为特低灰-低灰之焦煤；3号煤为低灰-高灰、低硫之焦煤；5号煤为中灰-高灰、中低硫之焦煤；9号煤为低灰、高硫之焦煤；10号煤为特低灰-中灰、中低硫之焦煤。 根据上述煤质特征和煤的工艺性能，井田各可采煤层均可作炼焦用煤。 第五节 瓦斯、煤尘及煤层自燃情况 一、瓦斯等级鉴定 根据山西省XX XXX综合测试中心2020年8月鉴定结果显示，我矿绝对瓦斯涌出量为1.68m/min，相对瓦斯涌出量为0.73m/t，绝对二氧化碳涌出量为2.48m/min，相对二氧化碳涌出量为1.07m/t。井下回采工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.72m/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.24m/min。.根据上述数据并依据矿井瓦斯等级鉴定办法的规定，确定为低瓦斯矿井。 二、煤尘爆炸性鉴定 根据2020年7月17日山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品的测试结果，5号煤层火焰长度40mm，抑制煤尘最低岩粉量60，煤尘云最低着火温度590℃，煤尘层最低着火温度300℃，煤层具有煤尘爆炸性。 三、煤层自燃倾向性及自然火发期、标志性气体鉴定 根据2020年7月17日由山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品进行了测试，5号煤层吸氧量0.54cm/g，全硫1.45，水分0.30，挥发分27.34，自燃倾向性等级为II类，自燃倾向性质为自燃；自燃发火期为88天;自燃标志气体是CO，可采用CO相对量和变化率为自燃趋势预测预报指标，结合C2CH4相对量进行自燃状态预测预报。 第六节 地温 根据XX 详查钻孔资料和矿井生产调查，本区地温无异常，为正常地温井田。 第七节 开拓开采情况 一、矿井开拓方式 1、井田开拓方案 （1）矿井采用主立井，主井净直径4.8m，净断面积为18.1m2，总垂深206m,井筒落底于5号煤层。井筒内装备一对9t标准双钩箕斗，担负矿井原煤提升和进风任务。 （2）副斜井，净宽5.0m，净断面积为18.8m2，倾角21，井筒落底5号煤层960m标高，斜长440m。井筒内装备单钩串车、架空乘人器，担负矿井全部辅助提升、人员上下和进风任务，设台阶扶手，为矿井的一个安全出口。 （3）回风立井，净直径4.0m，净断面积12.6m2，至5号煤垂深193m，装备封闭式梯子间，担负矿井回风任务，为矿井的一个安全出口。 （4）矿井开采全井田各煤层时，主立井井筒落底于5号煤层底 ，主立井通过进风平巷与5号煤煤仓上口相连，5号煤运输大巷通过运输上山到5号煤煤仓上口。副斜井已落底于960m标高，在960m标高建井底车场，通过井底平车场直接连通5号煤层轨道大巷。 2、采区划分及开采顺序 采煤采煤工作面回采方向采用后退式，采区采用后退式顺序开采。 3、巷道断面及支护形式 主水平5号煤层二采区运输、轨道、回风大巷均沿5号煤层底板布置，运输大巷净宽3.6m，净高3.1m，净断面11.16m2，矩形断面，锚网喷加锚索支护；轨道大巷净宽3.6m，净高3.1m，净断面11.16m2，矩形断面，锚网喷加锚索支护；回风大巷净宽3.6m，净高3.1m，净断面11.16m2，矩形断面，锚网喷加锚索支护。 第八节 矿井通风 1、矿井采用中央分列式通风，风机的工作方式为机械抽出式，主立井、副立井进风，回风立井回风的通风系统。井筒服务于全井田。 2、工作面采用一进一回的的“U”形通风方式，掘进工作面采用压入式通风方式。 3、矿井需要风量4290m/min，矿井实际进风量5043m/min，有效风量4840m/min，矿井总回风量为5122m/min，有效风量率为91.39，大于87；矿井外部漏风率为3.4，小于5，矿井通风能满足安全生产需要，井巷中的风流速度、温度全部符合煤矿安全规程的有关规定。 4、根据2019年11月山西省XX XXX综合测试中心鉴定最新矿井通风阻力测定报告，矿井通风系统阻力分布合理，通风系统属于通风容易矿井。 5、装2台FBCDZ№26型对旋轴流式通风机，1台工作，1台备用，配用电机功率2355kW。 第九节 历史发火情况及火区 我矿采空区未发生过内因自然发火情况，无火区。 第十节 矿井周边煤矿 井田北邻XXXXX煤业有限公司，南邻XXX有限责任公司XXXX煤矿，东、西部无相邻矿井。 第二章 矿井火灾危险性分析 第一节 矿井火灾分类分析 一、矿井火灾是煤矿主要灾害之一 1、引起矿井火灾的基本要素有以下三点 （1）热源具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。在矿井里煤的自燃、瓦斯煤尘爆炸、爆破作业、机械摩擦、电流短路、吸烟、烧焊以及其它明火等都可能是引火的热源。 （2）可燃物在井下，煤本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。另外坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都有具有可燃性。 （3）氧气任何可燃物尽管有热源点燃，但是缺乏足够的氧气，燃烧是不能持续的，所以空气的供给是维持燃烧不可缺少的条件。 二、矿井火灾分类 1、根据引火的热源不同，将矿井火灾分为两大类 （1）外因火灾（或称外源火灾）是指由于外来热源如明火、爆破、瓦斯煤尘爆炸、机电设备运转不良、机械摩擦、电流短路等原因造成的火灾。 （2）内因火灾（或称自燃火灾）内因火灾是由于煤炭等易燃物质在空气中氧化发热并积聚热量而引起的火灾。它不存在外部引燃的问题，因此，又称自燃火灾。自燃火灾多发生在采空区，特别是丢煤多而未封闭或封闭不严的采空区；巷道两侧煤柱内及煤巷掘进高冒处等。 第二节 自燃火灾危险性分析 一、煤的自燃倾向性鉴定结果 1、根据2020年7月17日由山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品进行了测试，5号煤层吸氧量0.54cm/g，全硫1.45，水分0.30，挥发分27.34，自燃倾向性等级为二级，属II类自燃倾向性质煤层。 2、煤层自然发火危险性分析结果 煤炭的自燃能否发生除了取决于煤炭本身内存的物理、化学、力学等性质外，还与地质条件、开拓条件、通风条件等因素密切相关，采空区煤层自燃是由众多因素共同影响、相互作用的结果。 3、从煤的炭化程度分析 因煤层的自燃性随煤炭的变质程度的增高而降低；煤的炭化程度越低，挥发份含量越高，煤层自然发火倾向越强。一般说来，褐煤易于自燃，烟煤中长焰煤危险性最大，贫煤及挥发份含量在12以下的无烟煤难以自燃。5号煤为中灰-高灰、中低硫、中热值之焦煤。本井田5号煤原煤挥发分平均为26.16。 4、从煤岩成分分析 （1）因煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤，煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自燃倾向就大；而暗煤多的煤，一般不易自燃。本井田各煤层均呈黑色，玻璃和强玻璃光泽，硬度一般为2-3，有一定韧性，参差状，阶梯状断口，内生裂隙发育。 （2）煤岩成分以亮煤为主，次为暗煤、镜煤，丝炭少量。宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型，光亮型次之，少量暗淡型。煤层主要为条带状、线理状结构，层状构造，次为均一状结构，块状构造。 5、从煤的含硫量分析 因含硫分越多，吸氧能力愈大，越易自燃。5号煤层原煤硫分1.01～1.12,平均1.06，为低中硫煤。自燃倾向性偏低。 6、从煤的破碎程度分析 由于煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，使煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性与风化率较大的煤就易于自燃。本井田5号煤层比较疏松，据此分析煤层自燃危险性较大。 7、煤的赋存条件分析 井田内可采的5号煤层赋存稳定，为主要可采煤层。井田位于中阳-XX 向斜轴部，受该构造控制，井田总体构造形态为向斜构造，向斜轴位于井田西部，向斜轴向为NE，向SW倾伏，两翼地层倾角为4左右。 8、开采技术条件 设计采综合机械化采煤方法开采5号煤层，采空区遗煤和漏风，给煤层自燃造成良好条件，增加自燃的可能性；因此，容易发生自燃的区域为工作面“两线～两道”，即工作面开采线，停采线，进风道与回风道。 9、综合上述分析，本矿井开采5号煤层时，有自然发火危险性。 第三章 煤层自然发火预测预报指标体系 一、煤层自燃倾向性 根据2020年7月17日由山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品进行了测试，5号煤层吸氧量0.54cm/g，全硫1.45，水分0.30，挥发分27.34，自燃倾向性等级为II类，自燃倾向性质为自燃。 二、煤层自然发火期 根据2018年8月20日由山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品进行了测试，考虑到在井下实际生产过程中，影响煤自燃的因素众多，包括煤的堆积状态，没得湿润度，通风方式等等，介于每个矿的实际情况不同，这是在实验条件下无法模拟的，因此实验结果是一个最短的时间。为了更贴近矿井实际情况，我们在实验结果的基础上，综合考虑实际条件下影响煤自燃的诸多因素，经过修正系数的修正得出一个较为符合实际情况的天数，山西XXXXXX煤业5煤层修正系数为1.2，最终最短自然发火期天数为88天。 三、煤层自然发火标志气体及临界值 根据2017年10月20日由山西省XX XXX综合测试中心对我矿5号煤层采集样品进行了测试，我矿5煤层煤样应以CO作为标志性气体，并辅以C2H6、C2H4、C3H8、C2H2来掌握煤炭自燃情况，CO的出现并增大说明煤已经发生氧化反应，煤温达到30℃以上，C2H6的出现说明煤温达到60℃，C2H4出现表明煤温已经达到90℃，C3H8气体出现时说明煤温达到140℃，C2H2的出现则说明煤温至少达到220℃以上。 这些气体生成浓度均随煤温的升高表现处一定的规律性，其中CO浓度随温度的变化规律最好，因此，建议山西XXXXXX煤业以CO、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2为煤自然发火的标志性气体；井下检测到CO气体且浓度稳定增加，说明已有煤温度达到30℃，煤氧化正在进行，有发生自燃的危险；检测到C2H6说明煤温都达到60℃，煤的氧化的升温加速上升；检测到C2H4说明煤温度达到90℃；检测到C3H8说明煤温度达到140℃；检测到C2H2则说明煤温度至少已经达到220℃以上。 四、煤层自然发火预兆预警值 1、煤层自然发火预兆前期，人体无法感知，只能通过监测数据判断预警，依据煤层自然发火标志气体及临界值鉴定报告数据确定，井下检测到CO气体及温度达到25℃并持续升高时启动预警机制，应立即汇报，补充检测，增加检测频次，根据系统分析结论对处置措施优化调整，直至消除分险。 第四章 矿井火灾监测系统 依据煤矿防灭火细则、煤矿安全规程、煤矿安全生产质量标准化基本要求等各项规定，以内因火灾和外因火灾的防灭火为主线，确立“预防为主、早期预警、因地制宜、综合治理”的原则，加强监测监控，精准分析、早期预警，综合运用自然发火监测系统、安全监控系统和人工检查三种监测手段，实现早期预警，为优化改进防灭火措施提供依据，实现井下火情早发现、早处置。 第一节 井下自然发火监测系统 一、自然发火监测系统是借助束管将矿井井下各测点的气体经抽气泵负压抽取、汇总到指定地点，在借助气相色谱检测装置对束管采集的井下气样进行分析，实现对CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、O2、N2等气体含量的监测，其监测结果在以循环监测报告、取样分析报告方式提供数据的同时，亦可自动存入数据库中，以便今后对某种气体含量的变化趋势分析，从而实现对矿井自燃火灾的早期预报。 1、系统简介 （1）JSG-8型束管监测系统是利用抽气泵和一束16芯的塑料管缆远距离的抽取监测地点的气样，利用专用气相色谱仪进行全自动进样分析，实时测定各测点的气体组分浓度，同时可以对监测地点煤自燃过程中标志气体浓度超值时发出警报的成套装置。主要由地面气体分析中心和井下束管取样系统组成。 （2）JSG-8型矿井火灾多参数色谱监测系统示意图 JSG-8 （3）束管监测井下采样点及三带划分设置 在回采工作面的回风隅角、采空区、密闭区、巷道高冒区等易发生自然发火的地点设置采样点，并建立监测系统。 ①工作面采空区束管三带划分布置 采用现有的JSG-8型束管监测系统，依据我矿初步设计，在工作面上隅处布置束管采样器测点，采空区测定范围大约距工作面150m左右，分别每50m设一个测点对散热带、氧化带、窒息带进行监测。 ②密闭区、巷道高冒区设置采样点 采空区 开切眼 停采线 采空区束管 束管采样点 采空区密闭束管设置1芯在密闭墙内部留设10-15m，用于监测采空区内部气体，巷道高冒区设置1芯束管接设至高冒区顶部进行监测。 （4）检测制度 ①安排专人每天对采煤工作面采空区进行一次检测。 ②每周定期对井下所有火灾监测系统设置点进行一次监测，并监测温度及压差；发现有自然发火预兆的，应当每天抽取气样进行分析。 2、应用 （1）早期预测预报煤层自然发火，每周监测煤自燃过程中标志气体组分、浓度变化规律，防止自然发火和瓦斯爆炸。 （2）判断密闭火区的发展情况和火区熄灭程度，为启封火区提供科学数据。 （3）在防灭火作业中，跟踪了解作业区情况，为灭火措施提供保障。 3、特点 （1）气体分析中心主要设置在地面，井下无电气设备，安全可靠，便于维护。 （2）特别对采空区和密闭区内采取气样，安全容易。 （3）一套系统服务于井下多点采样和气样的多组分分析。 （4）可实现较长距离地点的采样、监控。 4、主要技术参数 JSG-8气相色谱仪、色谱数据处理工作站、16芯束管、分路箱、过滤器、气体分析中心打印机、井下束管取样系统、过滤气体取样控制装置真空泵。 5、气体分析中心 （1）抽气泵进口无油抽气泵直接安放在控制柜内，将各监测取样点的气体抽至气体分析中心。 （2）气体取样控制部件内置设定程序，自动控制，巡回取样。 （3）专用气相色谱分析仪 ①、单柱箱、专用六通阀、甲烷转化装置。 ②、专用色谱柱，满足煤矿气体常量、微量组分和无机、有机组分全分析的特定需要实现煤矿气体全组分的分析，含矿井空气、火灾气体、瓦斯爆炸气体的常量（浓度）及微量（ppm浓度）组分的分析。常量O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H6、C2H4、C2H2。微量CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2。 ③、多种检测器互换，结构紧凑，灵敏度高。 自动控制，手动（球胆取样）进样，检测点可设置16路，各监控点连续、巡回采样监测。专用色谱数据处理工作站，实现自动控制采样、结果数据存储、报表打印等。分析速度快8分钟内完成矿井瓦斯爆炸气体常量O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H6、C2H4、C2H2等和火灾气体微量CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等组分的分析。8分钟内，一次进样完成瓦斯爆炸气体全组分分析和爆炸危险程度判别（爆炸三角形法）。 自然发火标志气体最小检测浓度 CO、C2H4C2H6、C2H2≤0.1ppm CH4≤0.1ppm O2、N2≤1ppm CO2≤0.1ppmu 系统精度≤1 热导检测器灵敏度≥5000mvml/mg 氢焰检测器检出限≤1.010-11g/s1.4专用色谱数据处理工作站 微机数据采集处理装置，色谱仪分析结果输出的模拟信号经A/D转换器转换为数字信号。 最新的三通道24位A/D转换器，自动显示分析谱图、分析结果，自动存储、打印。 单点、多点曲线校正，数据自动关联、显示、打印结果报告。 峰检测方式峰面积、峰高。 采样灵敏度0.1mv/s；。 量程1伏。 6、 井下束管取样部分 （1）取样管φ8mm聚乙烯塑料管（工作面束管进入采空区50m截断一次）。 （2）取气管缆16芯聚乙烯管集束而成，作为主干管将多路取样管连接1～8芯管缆到气体分析仪器进样单元。 （3）管路附件包括分缆箱、滤尘器、储、放水器等。 7、矿井气体专用色谱仪扩展应用 （1）实验室煤矿专用的取样气体分析色谱仪。快速、全自动化操作。 （2）可为周边其他矿井做气体分析服务。 二、专用管理软件 1、分析数据管理数据库、数据查询功能 （1）分析结果的自动存储，容量大，数据处理准确。 （2）可随时查询单点、多点当日、周内、月内组分分析结果浓度值。 2、采样点特征气体组分（如CO、C2H4、C2H2或O2、CO2、CH4等）时间浓度变化趋势曲线，超限报警等功能。 3、瓦斯爆炸危险程度判别（爆炸三角形法）专用软件，分析结果直接自动关联，自动判别爆炸点。 三、技术特点 1、本系统结合了色谱监测的高灵敏度，束管采样直接、无污染，微机控制、自动化程度高的优点，在运行过程中稳定、高效、操作简便。 2、运行稳定，可靠性强。由于进入色谱分析仪中的气体直接通过束管在井下采样，气体不会受到任何其它人为因素的影响，能真实的反映井下采样地点的气体变化情况。用束管采样气体，通过粉尘过滤器和滤水器进行过滤，结构简单，不易发生故障，适应井下多尘、潮湿的环境，所以系统运行稳定，分析结果准确可靠。 3、操作简便。整个系统在微机控制下运行，显示器和控制柜均能动态的反映出当前束管检测的工组状态，操作人员可以方便的设置各种参数来满足不同的监测需要。 第二节 人工采样监测系统 一、人工取样设计 没有布置束管采样点或采样束管不能到达，同时又需要进行气体分析的地点，可人工利用取气囊进行取样。取样时间每周定期取样，取样前必须用取样地点气体对取气囊进行23次冲洗。气样采集后24小时内必须送至气样分析室进行数据分析，如超过24小时，重新取样，以保证分析数据准确。 二、自然发火观测点设计 根据XX 煤业井下的实际情况，自然发火观测点主要设置在以下地点 1、回采工作面皮带、轨道顺槽距巷口10～15m处； 2、回采工作面上隅角，工作面距切顶排10～15m处； 3、采区回风巷测点设置在采区回风巷测风站附近； 4、井下出现巷道高冒区后，及时设置自然发火观测点； 5、发火观测点应设置在围岩及风流稳定、前后5米范围内断面无变化、支护完好的巷道内； 6、发火观测点观测内容包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体成分和气温、水温。 第三节 安全监控系统 一、以温度和CO传感器为主的监测传感器煤层自燃监测系统 根据煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2019）的规定，矿井建立了KJ90X型安全监控系统，实现对瓦斯、CO、温度、风速等参数的动态监控，全部覆盖矿井各点. 1、CO传感器 采煤工作面回风巷、回风隅角、带式输送机滚筒下风侧10～15m处、采区回风巷、一翼回风巷和总回风巷必须设置CO传感器。其中采煤工作面回风隅角CO传感器布置在回风巷距切顶线1.0m以内的上帮；采煤工作面CO传感器的设置如图所示。 图3-1-1 采煤工作面一氧化碳传感器的设置 CO传感器应垂直悬挂在巷道的上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。CO传感器报警浓度为0.0024。 2温度传感器 采煤工作面回风巷、回风隅角、机电硐室、采区回风巷应设置温度传感器，其中采煤工作面回风隅角温度传感器布置在回风巷距切顶线1.0m以内的上帮；采煤工作面温度传感器设置如图所示。 图3-1-2 采煤工作面温度传感器的设置 温度传感器垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应不影响行人和行车，安装维护方便。 采煤工作面温度传感器的报警值为30℃，机电硐室温度传感器的报警值为34℃。 第五章 矿井防灭火系统及设施 第一节 自然发火综合防治系统 一、矿井防灭火系统选择 1、本矿井5号煤层有自然发火危险，开采有自然发火危险的煤层时，正确的选择开拓系统和开采方法，合理实施通风措施，减少漏风是提高矿井先天防火能力的关键。回采过程中，通过监测手段及时预测自然发火，采取防治措施，预防和消除自然发火。 2、阻化剂是一种高效的防灭火药液；阻化剂防火技术自问世以来一直被广泛应用；阻化剂的主要作用是阻止氧和煤结构上的活动链环羧基反应，使煤炭和氧的亲合力降低；阻化剂具有主动排斥氧和煤化合的功能；选用的阻化剂为氯化物、水玻璃等，阻化溶液浸入到煤体的裂隙中，它是一种吸水能力很强的物质，它吸收水分覆盖在煤的表面，也减少了氧与煤接触的机会，延长煤的自然发火期；因此选择阻化剂防灭火为本矿井日常防灭火措施。 3、黄泥灌浆系统建设周期较长，管路布置复杂，但其一次建成永久使用，且工业场地附近黄土层资源丰富，该方法也是矿井常用的一种防灭火方法。 4、结合矿井的实际情况，设计采用阻化剂防灭火、黄泥灌浆相结合的防灭火方法。 二、合理进行巷道布置 1、井下尽量少留设煤柱，取消尾巷，减少自燃隐患。为防止在“两线”处丢失大量煤炭，工作面布置时，开切眼和停采线位置的巷道可沿煤层顶板掘进，以减少采空区浮煤。 2、设计采煤方法为长壁后退式采煤法。这种采煤法回采率高，巷道布置比较简单，便于加快回采速度，缩短采空区暴露时间。 3、提高回采率，加快回采速度 提高回采率，加快回采速度，即可提高产量又可以在空间上和时间上减少煤炭的氧化作用。根据工作面采空区“三带”宽度，确定工作面最小推进度。 4、在煤层中掘进巷道时，对巷道中出现的冒顶区必须用不燃材料充填密实。 5、采取有效措施，使采空区顶板冒落并压实，特别是切眼及停采线、各种煤柱附近，以减少漏风。 6、对已报废的溜煤眼采用不燃材料进行充填密闭。 7、对已报废的在煤层中的联络巷、采终线巷道采用防火墙进行密闭。密闭厚度不小于0.50m，以不燃材料构筑。 8、在采煤工作面两巷口修建防火门，防止发生火灾事故，火灾蔓延。 三、通风方面措施 1、在既定的生产条件下，矿井通风网络中漏风的数量与方向是煤炭自燃发展过程转化的决定性因素，防火对于通风的要求是风流稳定，漏风量小和通风网路中的有关区段易于隔绝。 2、每个采区及工作面均有独立回风系统。 3、调节风门、风门和风墙应设置在围岩较坚固、地压稳定的地点，还应注意避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。调节风门应安设在回风巷内，安设位置风流稳定，方便安装。 4、防火墙必须由于不燃材料构成，必须密实，并定期检查维修。 5、降低采区进回风巷之间、区段进回风巷两端的负压差，以减少漏风。 6、矿井进行大的风量调整时，应测定防火墙内气体成分和空气温度。 7、在合适地点设立双向风门，使矿井既可全区实现反风，也可局部实现反风，以防火灾事故扩大。 8、井下风门均安装闭锁装置，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳定。 9、利用风压调节法防火，设置调压装置或调整通风系统，以降低漏风通道两端风压差，减少漏风量，达到抑制自燃的目的。 四、监测方面措施 1、回采工作面采用后退式开采，“U”型通风系统，对防止自然发火有利。 2、每周至少检查一次采空区的密闭情况，并应采集气样进行分析。 3、使用矿用束管火灾监测系统，对每个可能发热的地点、防火墙、密闭、采空区、采煤工作面上隅角等可能引发火灾地点进行连续监测，每周检测一次。 4、如某个地点发现自然发火标志气体，应加强该地点的检测，每天至少进行一次，并及时采取有效的防治措施。 五、阻化剂防灭火 1、阻化剂防火原理 阻化剂大都是吸水性很强的溶液，当它们附着在易被氧化的煤体表面时，吸收了空气中的水分，在煤体表面形成了含水液膜，从而阻止了煤与氧的接触，起到了隔氧阻化作用；同时水在蒸发时吸收热量，使煤体降温，从而抑制煤的自热和自燃，延长自然发火期的作用。 2、阻化剂选择 工业氯化钙CaCl2阻化效果好，货源充足，运贮方便，使用较广泛，故我矿选用阻化剂为工业氯化钙CaCl2。 3、阻化剂浓度确定 阻化剂浓度的合理性是降低成本、提高阻化效果的重要方面。根据我矿往年使用效果来看，20的溶液阻化率较高，阻化效果较好。 4、阻化剂防火系统选择 目前我国煤矿常用永久式、半永久式和移动式三种喷洒压注系统，我矿选用移动式喷洒阻化剂系统。 （1）移动式储液箱和注液泵安装放置在采煤工作面的平巷中，距工作面30m左右，经过高压软管管路将阻化剂输送到工作面进行喷洒，该系统工艺简单、施工快、投资小、机动性大。因此，我矿选用移动式阻化剂喷洒压注系统，在采煤工作面向采空区的遗煤喷洒阻化液防止煤炭自燃。 5、阻化剂防火装备 液压泵是阻化剂防火技术中的关键设备，3BZ36/2型矿用阻化泵，重量轻，运输携带方便，尤其对于井下自然条件较差，设备和人员运行不方便，难以运进较大设备的地点最为合适。该泵可用喷枪直接向残煤喷射阻化剂，又可利用雾化喷头喷雾。 其主要技术规格如下 形式煤矿井下轻便型担架式； 配套电机3KW双电压防爆电机 外形尺寸长宽高890465470mm； 转速705r.p.m； 最大射程20m 吸液高度710米 额定流量36L/min； 工作压力2.0MPa； 喷枪 孔经4mm，长度为350mm； 重量68KG 6、阻化剂防火工艺 在工作面轨道巷适当位置（尽量靠近工作面）布置一台阻化泵,负担采空区的喷洒工作，沿顺槽和支架布置一趟高压胶管管路，阻化泵配一支喷枪，由专人手持喷枪，从运输、回风顺槽煤柱侧和支架间隙向采空区喷洒，每个支架间喷洒一次，每次喷洒必须湿润架间尾部全部采空区遗煤，初采前整个工作面喷洒一次，如遇停产、过断层、收尾等情况时，必须对采空区加大喷洒频率，正常回采期间每班喷洒一次，每班在割煤移架后安排专人进行喷洒。 8 6 5 4 3 2 2 采 空 区 工 作面 1 7 9 喷洒系统工艺图如下图所示 图4-5-1 移动式喷洒系统工艺图 1-供水管路；2-药液箱；3-吸液管；4-压力表；5-阻化多用泵；6-高压胶管；7-阀门；8-三通；9-喷枪 8、5号煤层工作面一次喷洒量 （1）底板浮煤喷洒量 G1K1K2LBh1A1 式中G1按重量计算浮煤一次喷洒量，t； K1一次喷洒加量系数，一般取1.2； K2松散煤（浮煤）密度，K2 t/m3； L工作面长度，L m； B一次喷洒宽度，B m； h1底板浮煤厚度，取h10.1m； A1原煤（浮煤）的吸液量，取A10.0471t/t。 G1K1K2LBh1A1 t （2）工作面一次喷洒量GG