防止采空区自燃发火设计方案及技术措施.docx

防止采空区自燃发火设计方案及技术措施防止采空区自燃发火设计方案及技术措施一、采面生产接继情况：2010 年度我矿正常生产时有二个回采工作面和 5 个掘进工作面，42201 回采工作面 10 月正式开始回采，预计 2010 年 12 月份底回采完毕，1005 运输巷掘进工作面预计于 2010 年 12 月与回风巷贯通，8101-1 掘进工作面计划于 2010 年 4 月下旬开始，于 2010 年 7月份形成工作面。二、采空区发火重点预防区域工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能：、1003 采煤面 2009 年 5 月份投产，目前正在回采，计划 2010 年 5 月份采完，如果采空区浮煤清理不干净，再者工作面推进速度缓慢，采空区封闭不严实，工作面采空区就有可能发生自燃发火。、8101 首采面与现 1003 工作面存在相同问题，也有自燃发火的可能性。3、已封闭的老采空区由于漏风通道存在有自燃发火的可能。三、氮气防灭火设计方案(一)、概况：现我矿煤矿井田内主采下 10#煤层，属自燃的特厚煤层，矿井采煤工作面采空区采用以注氮为主的防灭火系统。矿井已购置 一台 DQ-200 的地面制氮设备，能满足井下小时注氮 200m3 的要求。(二)、氮气防灭火工艺1、我矿氮气防灭火的氮气源由井上制氮机经已辅设好的100mm 管道将纯度 97%以上氮气注入到采空区以达到防灭火的目的。此项措施作为采煤工作面采空区防治煤层自然发火的主要措施之一，矿井在工作面推进速度慢，采空区自燃发火隐患大的前题下，则必须采取向采空区实施注氮。具体实施方案如下：在 1003 回采工作面上、下顺槽埋设直径为 108mm（或 70 mm）钢管，每隔 30 米设置一个三通，注氮严格按照规定的操作规程执行，一旦需要注氮则接通埋管与主管，对采空区实施注氮。埋管期间采煤队要注意保护好注氮管，严禁注氮管被撞开，影响埋管质量。1003 工作面通风通风路线为：主斜井井底车场轨、皮下山1003进风顺槽工作面1003 回风顺槽回风下山总回斜井地面。(三)、注氮气可靠性计算：1、制氮设备主要技术指标DQ-200 型氮气产量 200m3/h出口压力 0.8MPa氮气纯度97%，2、输氮系统从地面制氮机1003 进风顺槽，均采用直径为 100mm的钢管。注氮管路能否满足输送氮气要求通过下式计算P21-P22=0.0056(Qmax/1000)*L式中:P1-管道始端的绝对压力 MPaP2-管道末端的绝对压力 MPaQmax-最大输氮量 m3/hL-管路当量长度 kmL 计算式为：L=(D0/Di)5(i/o ) Li式中:D0-基准管径(D0=100mm)阻力损失系数: o =0.026Li-相同直径管路长度 kmDi-实际输氮管路内径 mmi-实际输氮管路直径的阻力损失系数Di=99mm，i=0.0296 将以上数据代入计算：L=（100/95）5（0.0296/0.026）1.10=1.597km假设管路未端绝对压力 0.2 Mpa将以上数据代入计算得:P21= 0.0056(200/1000)21.597+P22P1=0.21Mpa根据以上计算,从地面制氮机到 1003 采空区的输氮管路长度为 1100 米的情况下,管路初端压力只需 0.21Mpa，便可将 200m3/h 的氮气输送到 1003 采空区内，未端的绝对压力还有 0.2 Mpa,因此制氮机氮气出口压力 0.8Mpa 完全能满足要求。3、注氮地点安全通风量在输氮管路的沿途或工作面，假设 200m3/h 的氮气量全部泄漏到巷道里或工作面，是否漏氮的地区缺氧，其安全通风量是多大可按下式计算：QQn(Cn+C2-100)/( C1- C2) m3/min式中：Q-安全通风量Qn-氮气最大泄漏量 3.33 m3/minC1-工作面或进风巷中的氧含量 20.8%C2-注氮时采掘工作面安全氧含量18.5%Cn-氮气纯度 99.95%计算得: Q=3.33(99.95+18.5-100)/(20.8-18.5)=26.7m3/min根据计算工作面或巷道风量只要是大于 26.7 m3/min便是安全的，同时可算出 3.33m3/min 的氮气量全部泄漏到巷道里或工作面中，则氧气含量只降到 20.44%也是安全的。井下日注氮量计算：（1）火区空间体积计算：Vk=LIh(1-a)+m式中 Vk-火区空间体积 m3L-火区走向长度 m 取 L=15mI-火区倾斜长度 m 取 I=72ma-取冒落体碎裂系数取 a=1.3h-顶板冒落高度 取煤层厚的 3 倍（本地点为 0）m-采高 m 取 m=6m所以 Vk=LIh(1-a)+m=1572360+6=6480m3根据防火空间的大小及燃烧程度，注氮量应按防火空间的 0.37-2.5 倍计算,我矿暂定注氮量为防火