煤矿预防煤层自然发火措施.doc

*******煤业有限责任公司预防煤层自然发火安全 技术措施 ********煤业有限责任公司 二〇一四年九月二十二日 审批意见及签字表 职务意见签字日期调度室 通防科 机电科 技术科 安全科 生产矿长 安全矿长 机电矿长 技术矿长 矿长 目录 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 4 二、煤层自燃预测及防治措施 5 一、煤的自燃的预测 5 二巷道布置与开采顺序方面措施 8 三采煤工艺的措施 9 四.通风方面的措施 10 三、防灭火系统 11 一流动汽雾阻化剂 11 二灌浆 13 二氮气防灭火 20 ******煤业有限责任公司 预防煤层自燃发火安全技术措施 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 1、煤的自燃倾向性及自燃发火期 根据本矿井4号煤层自燃倾向等级鉴定报告,4号煤层属自燃煤层自燃倾向分类为Ⅰ级,其他煤层未作鉴定,矿井揭煤后立即采样送有资质的单位补作鉴定。在未作鉴定前,按容易自燃煤层进行管理。 煤炭自燃倾向等级鉴定结果表 煤层编号 全硫 St.d 水分 Mad 灰分 Ad 挥发分 Vdaf 焦渣 等征 真相 对密 度 煤的吸氧量 cm3/g干 煤 自燃倾 向分类 10号0.2 12.72 9.74 42.06 1.44 0.87 Ⅰ级备注一类容易自燃;二类自燃;三类不易自燃 二、煤层自燃预测及防治措施 一煤的自燃的预测 1、建立观测系统 为及时掌握自燃发火动向,必须做好观测站点的建设,气样的采集、分析、记录和火灾的判断,矿井应建立预防自燃发火观测系统,观测站点的布置如下图所示。在采煤工作面设置共设7个观测点,其中固定观测点2个,设在靠近辅运大巷侧;移动观测点2个,设在靠采煤工作面侧,临时移动观测点3个,设在采煤工作面靠采空区侧。 观测站点的布置与观测应符合下列求 1、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站点,进 行系统的、定期的观测。观测站点应设在矿压较小的地点,至少长10m的一段巷道支护规整、断面不变,巷内无一切风阻物,以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。井下观测站点分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。 2、采区、工作面固定观测站点在采区、工作面的进回风流都必须各建立一个观测站点,并符合井下测风站的要求。其观测站点的位置应使进风观测点能控制全部进风流,回风观测点能控制全部回风流,即两个观测站点间不允许有其它的进风流和回风流。 3、移动观测点在工作面的进回风巷内距工作面10 20m处设置,并随工作面的推进而移动的观测点。 4、临时观测点发生有异常现象,为缩小火区范围以便准确查找火源点而增设的观测点。 5、各观测站每星期至少采取2次气进行分析。 6、一般防火监测探头的观测气样为一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、氧气、风量、风温及氮气等。 7、在KJ110N矿井安全监控系统中须配备温度传感器、CO传感器,随时监测采掘工作面风流中的温度和CO浓度,一旦超限,及时采取相应的措施,防止煤层自燃。 2、建立自燃发火束管监测系统 本矿采用淄博祥龙测控技术有限公司生产的KSS-200型煤矿自燃火灾束管监测系统,该系统主要安装在采区,单独运行, 监测采区或工作面气体成分和预报自燃发火;可用于矿井高产高效工作面采空区气体监测或中小型矿井自然发火预报。 该系统由采样分析柜、电源控制箱、12路气体采样控制柜组成;安装于地面束管监测室,12路采样管经顺槽敷设到工作面采空区,采集回风巷及气样进行分析。 该系统可联机运行,亦可单独运行。单片机存贮15天分析数据。 束管监测系统框图计算机或监测系统 气体分析仪器 抽气泵 采样控制装置束管回采工作面、隅角、采空区气体 3、其它 1、人的感官可以察觉的自然征兆 ①巷道中出现雾汽或巷壁“挂汗; ②风流中出现火灾气味,如煤油味、松香味、臭味等; ③从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高; ④当空气中有毒有害气体浓度增加时,人们有不舒服的感觉,如头痛、头晕、精神疲乏等。 2、仪表检测 1有下列情况之一者,定为自燃发火 ①煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等; ②煤炭自燃使环境空气、煤层围岩及其它介质温度升高并超过70℃; ③采空区或风流中出现一氧化碳CO,其浓度已超过矿井实际统计的临界指标,并有上升趋势。 2有下列情况之一者,定为自燃发火隐患 ①采空区或井巷风流中出现一氧化碳,其发生量呈上升趋势,但尚未达到矿井实际统计的临界指标。 ②风流中出现二氧化碳CO,其发生量呈上升趋势,但尚未达到矿井实际统计的临界指标。 ③煤炭、围岩及空气和水的温度升高,并超过正常温度,但尚未达到70℃; ④风流中氧O2浓度降低,其消耗量呈上升趋势。 二巷道布置与开采顺序方面措施 1、主要巷道布置在岩石中 燎原煤矿采用斜井开拓,主斜井、副斜井、回风斜井布置在煤层的顶板岩石中,后期开采连接采区的运输大巷、回风大巷、辅运大巷布置在煤层中,沿煤层走向布置采煤工作面形成系统后回采。布置在有自燃、容易自燃煤层中的回采巷道,采用金属支 护,煤壁采用锚喷隔绝空气。 2、开采顺序 根据划定的井田范围,本矿共划分为二个采区一采区、二采区。采区开采顺序为一采区→二采区,煤层开采顺序由上至下。 三采煤工艺的措施 1、采煤方法 采煤工作面采用走向长壁式布置,采煤工作面采用综合机械化采煤,运输顺槽皮带运输。工作面采用液压支架支护,全部陷落法管理顶板。采煤工作面采用后退式的采煤方法。 2、采煤工作面采用走向长壁后退式采煤法,在回采过程中应尽量加快推进度。不丢失浮煤和顶煤,采煤工作面采到停采线时,必须密闭采空区,且尽量采取措施使顶板冒落严实。回采过程中不得任意留设设计外的煤柱。 3、在地质构造复杂、断层带、残留煤柱等区域开采时,应根据矿山地质和开采技术条件,在作业规程中另行确定采区开采方式和开采期限。 4、在煤巷掘进中出现冒顶区必须及时进行防火处理,并定期检查。 5、在采区开采设计中,必须预先选定构筑防火门的位置。当采煤工作面投产和通风系统形成后,必须按设计选定的防火门 位置构筑好防火门墙,并储备足够数量的封闭防火门的材料。 6、采煤工作面回采结束后,必须及时进行永久性封闭。 7、在采区开采设计中,必须明确选定自然发火观测站或观测点的位置并建立监测系统、确定煤层自然发火的标志气体和建立自然发火预测预报制度。所有检测分析结果必须记录在专用的防火记录簿内,并定期检查、分析整理,发现自然发火指标超过或达到临界值等异常变化时,立即发出自然发火预报,采取措施进行处理。 四通风方面的措施 1、采掘工作面均采用独立通风 矿井采煤工作面采用独立通风,采煤工作面采用“U”通风方式,采煤工作面回风巷与回风上山相连,为独立全负压通风;必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后45天内,必须在所有与已采区相连通的巷道中设置防火墙,全部封闭采区。 掘进工作面采用压入式通风,为独立通风。 2、控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。 3、通风设施应设置在围岩坚固、地压稳定地点。还应避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。 4、加强对封闭墙的检修与维护。 5、矿井在开采过程中要注意观察,加强煤层自燃征兆的早 期识别工作。 三、防灭火系统 本矿所采煤层按容易自燃煤层进行管理。采用以灌浆为主、以阻化剂为辅的防灭火系统和预测预报系统,配备惰气灭火装置,并在采煤工作面回风巷和掘进工作面回风流中安设一氧化碳和 温度传感器,防止煤层自燃的发生。 一流动汽雾阻化剂 流动汽雾阻化剂防灭火技术,能充分地利用漏风通道裂隙微小漏风,使汽雾较均匀地进入釆空区,覆盖和湿润浮煤,阻止或减缓氧化。成本低,操作简便。对于缓及倾斜、缓-倾斜煤层均适用。 1.灭火原理 流动汽雾阻化剂防灭火技术是通过雾化器加速、加压使水溶液变为微小雾滴,雾滴以漏风风流为载体飘移到采空区,覆盖在残煤表面,对煤体产生物理和化学的综合作用,减少煤体表面与空气的接触面,抑制煤表面活化物氧化反应速度,达到防残煤自燃的目的。 2.阻化剂 选用来源广泛,价格便宜、阻化率高、配制容易、对设备无腐蚀的工业氯化钙CaCl25H2O和氯化镁MgCl26H2O作为 阻化剂。 3.工艺系统 采用机动性电动喷洒装置系统。 4.参数计算 阻化剂浓度取20;CaCl2或MgCl2溶液的平均密度为1.11t/m3;原煤的吸液量与煤的粒度、阻化剂浓度、煤的硬度及含矸率有关;设计的阻化剂防灭火措施仅是在特定时期对局部地点和注氮气系统尚未形成之前所采取的防灭火措施,其喷洒量根据不同地点确定。 5.喷洒设备 井下综采工作面利用已有一套BZ-36-3型阻化多用泵。主要技术指标 1 配套电机4kW380/660V防爆电机; 2外形尺寸1500490600mm长宽高; 3 最高压力4Mpa; 4 重量65kg; 5 最大流量36-55L/min; 6 最大射程28m接20m管路,平射无风时; 7 吸液高度4m; 8 喷枪孔径4mm、长度为350mm的喷枪一根; 9 四孔雾化喷头型式-切向离心式,孔径1.3mm,流量6.5L/min。 6.系统特点 机动灵活,防灭火范围大等特点。与其它防灭火方法相比,流动汽雾阻化剂具有防灭火效果好,工人劳动强度小等特点。 7.阻化剂防灭火的防腐措施 1在喷洒阻化剂前,必须对机械设备用防水帆布进行遮挡。 2在喷洒阻化剂时,不要对着机械设备及液压支架进行喷洒。 3对洒落在机械设备表面的阻化剂及时清除干净。 二灌浆 1、黄泥灌浆系统 1灌浆工艺系统及设备 矿井选用一套ZHJ系列矿用井下移动式防灭火注浆装置,该装置由煤炭科学研究总院沈阳分院生产,可在煤矿井下工作面及采空区具有煤炭自燃危险的地点,作为喷注以水为输送介质的泥浆、粉煤灰浆、阻化剂、石灰浆以及化学凝胶等浆液物质或更高粘稠液体及含有机械杂质和固体颗粒的浓缩粉的防灭火设备。同时,若井下工作面及采空区有自燃发火迹象时,矿方可采用地面分散钻孔黄泥灌浆,进行防灭火工作。 本矿井利用该设备采用向采空区压注水配黄泥浆。配套装备中主要包括自动搅拌制浆系统、加压输浆系统、压力 及流量调节系统以及电力控制系统。 ZHJ-12/1.2型井下移动式防灭火注浆装置主要技术指标表 注浆装置型号输入电 压 V 主电机 功率 kW 搅拌电 机功率 kW 储液箱 m3 注浆出口 压力 MPa 注浆流量 m3/h ZHJ-12/1.2 380/66 5.5 2.22 12 1.2 12 2灌浆方法 根据本矿开拓布置特点,井下采用随采随灌、埋管灌浆,通过在回风顺槽内设ZHJ-12/1.2型井下移动式防灭火注浆装置,从回风顺槽向工作面采空区灌浆,同时,在回采工作面配胶管向采空区进行洒浆。 井下移动注浆系统灌浆工艺流程取土场人工取土后,通过井下防爆无轨胶轮车运送至回采工作面回风顺槽,采用人工上料的方式;设计井下移动式防灭火注浆装置制浆用水利用井下回风顺槽消防洒水管路接水,由高位储水池接管,经过主井、运输大巷、回风顺槽通过控制阀门及胶管,向注浆装置中的搅拌机输送用水;最后通过泥浆搅拌机机械搅拌方式进行制浆,并通过注浆管路向回采工作面注浆和洒浆。 根据本矿井土源、水源都比较紧张的具体情况和煤层自燃的一般特点,灌浆时应注意灌好两道、两线即上、下顺 槽、切割眼和停采线,在采空区周围密封的泥浆带,以达到即保证灌浆效果,又减少水、土消耗的目的。必要时,也可采用其它方法灌浆。 同时,为保证生产安全,采空区灌浆后必须脱水。 具体方法 1埋管灌浆 在放顶前沿工作面回风顺槽在采空区预先铺好灌浆管一般预埋58m钢管,预埋管一端通采空区,一端接胶管,胶管长2030m,放顶后立即开始灌浆。随工作面推进,按放顶步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管,牵引一定距离灌一次浆。 2洒浆 从灌浆管道接出一段胶管,沿倾斜方向分段20m一段向采空区均匀地洒浆。 井下移动式防灭火注浆管埋设详见图。 井下移动防灭火注浆装置位置及管路埋设图 3、灌浆参数的计算及选择 1灌浆站工作制度 地面灌浆站与矿井工作制度相一致,全年工作时间为330天,灌浆工作与回采工作紧密配合进行,本矿井回采为三采一准,故灌浆站考虑三班灌浆,每天纯灌浆时间为12h 。 2灌浆所需土量 QK 煤r G d m /45.6231.1272703.03⨯ 式中 K 灌浆系数,参照类似矿井取为0.03; G 矿井日产量,2727t ; γ煤的容量,1.31t/m 3; Q 1灌浆所需土量,m 3。 3日灌浆实际所需土开采量 Q 2αQ 1 1.162.45 68.7m 3/d 式中 α取土系数,取1.1; Q 2日灌浆实际所需土开采量,m 3; Q1日灌浆所需土量,m3。 4灌浆泥水比 考虑到该井田煤层埋藏较浅,以及本地区的灌浆实际情况,本矿井灌浆泥水比取为13.5。 5每日制浆水量 Q水1Q1δ 68.73.5 240.5m3/d 式中 Q水1每日制浆用水量,m3/d; δ灌浆泥水比,13.5; Q1每日灌浆所需土量,m3。 6每日灌浆用量Q水2 Q水2K水Q水1 式中 Q水2每日灌浆用水量,m3/d; K水用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数,取为1.15; Q水1每日制浆用水量,m3/d。 代入公式Q水2276.6m3/d 考虑到制浆工艺,制浆用水量按10备用,则每日实际制浆用水量为305.0m3/d。 4、泥浆的制备 1土源、水源及取土方式 土源利用本井田周围地面黄土,在工业场地北侧约200m 防洪堤上游取土,不足时也可在井田南部的奎洞沟及束会川下游,工业场地西南侧取土,从场外采土通过井下防爆无轨胶轮车运送至回采工作面回风顺槽,采用人工取土方式。 井下移动式防灭火注浆装置制浆用水利用井下消防洒水管路由高位储水池接管,经过主井、运输大巷、回风顺槽通过控制阀门及胶管,向注浆装置中搅拌机输送用水泵。 2制浆方式 ZHJ-12/1.2型井下移动式防灭火注浆装置设在回风顺槽内,该装置采用独特的双液结构设计,配备有1个搅拌箱2m3和1个储液箱2m3,同时可启动两个搅拌制浆系统,采用机械搅拌方式。 5灌浆管路 1管材 根据管路压力和泥浆流速的要求,经计算灌浆管路选用无缝纲管,回风顺槽内主干管选用DN50的无缝钢管。工作面同选用DN50的无缝钢管及高压胶管接管,为了拆接方便,顺槽和回采工作面管路采用快速接头。 2倍线 根据一些矿井的实践经验,井下移动式防灭火注浆装置 在注浆防灭火时距离回采工作面较近3050m,故管道压力损失小,同时,井下移动式防灭火注浆装置自带加压泵,设计不另增设,实际灌浆过程中可根据泥浆流动效果及采空区充填情况,考虑调整泥水比。 生产单位在每次灌浆前后应用清水清洗管路,以免堵管。 6灌浆安全措施 1采区巷道布置及安全 ①采区大巷由开拓大巷兼作,工作面顺槽布置布置2条,分别为回风顺槽和运输顺槽,相邻回采工作面顺槽之间留设20m隔离煤柱顺槽中心间距离25m。工作面后退式回采。工作面停采线距采区巷道40m,工作面开采完毕后在停采线砌筑密闭防火墙,墙体必须用防水材料砌筑。 ②派专人定期检测注浆灭火区、注浆防火工作面及其采空区内的气温、煤温和出水温度。 ③建立注浆防灭火专门机构,配备专业施工队伍,负责灌浆工程的施工和日常管理工作。所有人员必须经过培训合格后才能上岗。 ④每班或每个灌浆循环结束后必须用水清洗管路系统,防止堵塞管路。 ⑤灌浆操作地点要求a、通风必须良好,禁止设在盲巷内;b、支护必须可靠,不得设在临时支护地点;c、必须有良好的排水、除尘和防火条件;d、操作人员应佩戴必要的个 人防护用品。 2灌浆区排水 ①排水方式 注入采空区的浆液的脱水时间一般为715d,浆液中脱出的水一部分被围岩吸收,一部分滞留在注浆区的下部空间。注浆区的排水采用如下两种方式 a、在注浆区下部的密闭墙的底部设置排水孔或溢水孔,在注浆后应随时观察这些密闭墙的排水量的变化情况。 b、在注浆区下部进行采掘前,必须对注浆区进行打钻孔或采取其他措施进行泄水。 ②排水设备 为了防止注浆区溃水,配备小水泵3台,2用1备,其型号为BQS15/22/2.2型,电机功率2.2kW。 二氮气防灭火 本矿井在地面黄泥灌浆站的水源或土源供给不足,井下无法满足黄泥灌浆的情况下,可采用注氮防灭火方法进行火灾预防或灭火。 1、氮气防灭火的技术要求 根据煤矿安全规程的规定,本矿井的氮气既用作预防性注氮,也用作灭火性注氮。日常根据需要进行预防性注氮,当发现有火灾征兆时,采用连续注氮直到征兆消除。 注氮防灭火惰化指标 1采空区惰化氧浓度指标不大于煤自燃临界氧浓度; 2惰化灭火氧浓度指标不大于3; 3惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度指标小于12。 2、设计依据 1气候条件 本区气候特征为冬季寒冷且时间长,夏季炎热且时间短,温差变化大。全年少雨蒸发大,霜、冰期均较长,属干旱半干旱的大陆性气候。冬、春季多风,风向多为西北,最大风速20m/s,平均风速2.3m/s。 2开拓方式、采煤方法 本矿井采用平硐开拓方式,采煤方法为长壁综采。 3煤层赋存条件、地质构造 井田内可采煤层共2层,即Ⅳ-2、Ⅵ-1煤层,煤层为近水平煤层,倾角13,为大部可采的稳定煤层。 本矿井基本构造形态为单斜构造,矿区内没有大、中型断层,没有褶皱,但煤层底板有极其宽缓的波状起伏,沿井田东、南侧Ⅳ-2煤层露头有火烧岩,井田构造简单。 4矿井达到0.90Mt/a时,1个综采工作面回采,配备制氮设备1套。煤层有自燃发火倾向时,设计要求向回采工作面采空区连续注入氮气,并且注氮量、注氮步距符合要求。 3、注氮工艺系统及设备 1制氮设备的选择 设计利用矿井已有井下移动式制氮装置DT300/6型矿用碳分子筛制氮装置一套。 制氮设备技术参数见表。 DT300/6型移动式碳分子筛立式注氮机技术参数 设备型号 产氮量m3/h氮气压 力 MPa 外型尺寸 长宽高m 95 97 98 99 DT300/6 360 300 285 185 ≥ 0.60 3.71.451.84车 2注氮方法 a、预防性注氮 为节省钢材消耗,工作面采空区防火采用拖管注氮工艺。注氮方式在工作面正常回采期间采用间断式注氮。当监测系统提供出有发火征兆时开始实施注氮。在工作面进风侧运输顺槽沿采空区埋设一定长度的钢管作为注氮管,它的移动主要是利用工作面顺槽回柱绞车牵引,注氮管路随工作面的推进而移动,使其始终埋入采空区一定深度。 将5节10m长的Φ894.5的地质钻杆用丝扣连接,然后将钻杆管路沿运输顺槽铺设到工作面下隅角,当工作面推进时管路便逐渐埋入采空区,管路埋入采空区长度应始终保持 在1535m 之间,以便拉管。为防止采空区碎矸堵塞出氮口,可预先将距出氮口2m 内的钻杆上钻许多小孔,以使氮气流动畅通。当工作面出现发火征兆时,将埋入采空区内的钻杆拉至距切顶线15m 处,然后用20m 长的橡胶软管将其与顺槽管路接通,此后即可注氮。并随着工作面的推进,当出氮口距离工作面切顶线35m 左右时,切断氮气,拔掉橡胶软管,用绞车将钻杆再拉至距切顶线15m 处,连接好橡胶软管继续注氮,如此反复,直到把有发火征兆的范围甩入采空区窒息带为止。 注氮管埋设及释放口位置详见图。注氮释放口采空区 注氮管埋设及释放口位置图 工作面回风顺槽运输顺槽 ≥制氮装置束管监测传感器束管 地质钻杆橡胶软管 注氮管的埋设及氮气释放口的设置应符合以下要求 ①氮气释放口应高于底板,并用石块等加以保护。 ②氮气释放口之间的距离,应根据采空区“三带”宽度、注氮方式和注氮强度、氮气有效扩散半径、工作面通风量、氮气泄漏量、自然发火期、工作面推进度以及采空区冒落情况 等因素综合确定。释放口间距一般在3050m之间,第一个释放口距工作面的距离不得小于10m。 ③注氮管一般采用单管,管道中设置三通,从三通上接出短管进行注氮。 b、灭火性注氮 采用钻孔注氮、插管注氮和墙内注氮。 钻孔注氮在施注地点附近巷道向井下火区或火灾隐患区域打钻孔,通过钻孔将氮气注入火区。 插管注氮工作面起采线,停采线,或巷道高冒顶火灾,可采用向火源点直接插管进行注氮。 墙内注氮利用防火墙上预留的注氮管向火区或火灾隐患的区域实施注氮。 2注氮方式 从空间上分为开放式注氮和封闭式注氮;从时间上分为连续性注氮和间断性注氮。 工作面正常生产过程的预防性注氮采用开放式、间断性注氮;工作面开采初期和停采撤架期间,或因遇地质构造、机电设备等原因造成工作面推进缓慢,采用开放式、连续性注氮;对密闭的火区进行注氮为封闭式、连续性注氮。 3安全管理 ①在注氮过程中,工作场所的氧浓度不得低于18.5,否则停止作业并撤除人员,同时降低注氮或停止注氮,或增 大工作场所的通风量; ②制氮设备的管理人员和操作人员,须经理论培训和实际操作培训,考试合格,才能上岗; ③采空区进行注氮防火或对火区进行注氮灭火时,应编制相应的安全技术措施,并经矿总工程师审批后,方可实施; ④建立制氮设备的操作规程,工种岗位责任制和注氮防灭火管理暂行规定等规章制度; ⑤应建立和健全注氮防灭火台账。 4注氮管理 ①注氮量的多少,应根据采空区中的气体成分来确定,以距工作面20m处采空区中约氧浓度不大于10作为确定的标准。如果采空区中CO浓度较高50ppm,或者工作面CO浓度超限,或出现高温、异味等自燃征兆,都应加大注氮强度。 ②合理设置监测传感器,加强对采空区、工作面和回风顺槽中O2、N2和CO的监测;同时,由瓦斯检查员随时对工作面及其回风顺槽的O2、CO和CH4浓度进行检查,要保证工作面风流中的氧气浓度。发现工作面氧气浓度降低,应暂停注氮或减少注氮强度。 ③注入氮气的纯度不得低于97。 ④注意检查工作面及回风顺槽风流中的瓦斯涌出情况,若发现采空区大量涌出瓦斯,风流瓦斯超限时,可适当降低 注氮强度。 ⑤第一次向采空区注氮，或停止注氮后再次注氮时，应 先排出注氮管内的空气，避免将空气注入采空区中。 （ 5）注氮工艺系统 采用井下移动式制氮注氮系统，其具有 制氮设备井下布 置方便、灵活，氮气输送距离短、节省管路，不占地等优点。 （ 6）注氮设备 Ⅳ-2 煤综采工作面利用 DT300/6 型移动式碳分子筛立式 注氮设备 1 套。该移动式碳分子筛立式制氮设备产氮气量 300m3/h， 工作压力 0.65Mpa ， 装机容量 255kW ， 电压 660V ， 设备由空气储罐、制氮主机、过滤系统及过滤装置、空压机 组成，并分别放置在 4 辆平板车上，井下移动方便。 工作原理新鲜风流经空压机压缩后输往贮气装置，空 气经除油降温后进入制氮主机，空气经过变压吸附分离成 O2 和 N2， O2 输往工作面， N 2 输往采空区，同时在回风侧测定 采空区中氧含量。当氧含量远小于 O2 临 值时停机，采空区氧 含量接近氧含量 O2 临 7～ 10 时开机注氮， 就这样随着工作面 推进，间隔向采空区注氮以防自燃。 （ 7）注氮设备布置和注氮管路 移动式注氮装置布置运输顺槽巷道内，注氮管路经运输 顺槽铺设至工作面采空区。 氮气输送管按制氮机的氮气产量计算，即按氮气流量 26 400m3/h 计算。 经计算， 制氮装置管路选用 DN89 无缝钢管， 管路铺设长度为 500m。 （ 8）堵漏措施 工作面需风量大，是向采空区漏风的主要来源，煤、氧 接触又是煤层自燃的根本原因。为了保证注氮防灭火的有效 性，应采取严格的堵漏措施以及有效的火灾监测系统，使防 灭火区的漏风量降到最低限度。 本矿井堵漏采用凝胶堵漏剂（煤粉灰 30、水玻璃 3 、 铝酸钠 1.5 、其余为水） 。 （ 9）注氮气体监测 采空区应同时预埋束管监测探头，在注氮管或支管分叉 处必须设置观察点。为了考察注氮的流向及分布，可借助施 放 SF6 示踪气体加以检测。 9、有固定或移动的温度观测站（点）和监测手段 为及时掌握自燃发火动向，采煤工作面布置 7 个观测点，其 中在采煤工作运输巷、回风巷靠近辅运大巷侧各布置 1 个固定 观测点；在采煤工作运输巷、回风巷靠近工作面侧各布置 1 个移 动观测点；在采煤工作面靠近采空区侧布置 3 个临时观测点。观 测点的布置如下图所示 27 工作面 固定观测站 移动观测点 临时观测点 一氧化碳增量法预测工作面火灾示意图 观测站（点）的布置与观测应符合下列求 ①、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站（点） ，进行 系统的、定期的观测。观测站（点）应设在矿压较小的地点，至 少长 10m 的一段巷道支护规整、 断面不变， 巷内无一切风阻物， 以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。井下观测 站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。 ②、 采区、工作面固定观测站（点） 在采区、工作面的进 回风流都必须各建立一个观测站（点） ，并符合井下测风站的要 求。其观测站（点）的位置应使进风观测点能控制全部进风流， 回风观测点能控制全部回风流，即两个观测站（点）间不允许有 其它的进风流和回风流。 ③、 移动观测点在工作面的进回风巷内距工作面 10～ 20m 处设置，并随工作面的推进而移动的观测点。 28 ④、 临时观测点发生有异常现象，为缩小火区范围以便 准确查找火源点而增设的观测点。 ⑤、 各观测站每星期至少采取 2 次气进行分析， 根据分析结 果，采取措施防止煤层自燃。 29