.
内蒙古蒙西矿业有限公司
库里火沙兔煤矿
防治自然发火的措施
编写：内蒙古蒙西矿业有限公司库里火沙兔煤矿通防部 审核: 杨俊刚 边振坤 彭海岷 魏华峰 批准：郭纯阳
2016年5月3日修订 2016年5月5日实施
本矿井9煤层属Ⅱ级自然煤层，根据初设安全专篇说明书，采用灌浆防灭火系统为主和配备阻化剂防灭火系统作为辅助的防灭火措施。
一、防治自然发火措施 （一）、开拓开采方面的措施
1、回采工作面采用后退式回采，减少采空区漏风。 2、尽可能提高盘区和工作面的煤炭回收率，减少丢煤。 3、选择合理的工作面推进度，防止浮煤自燃。采用条带跳采推进法及时封闭条区采空区，防止采空区浮煤氧化自燃。
（二）、通风方面的措施
1、采用合理的工作面配风量，减少采空区漏风，缩短氧化带宽度。在保证安全生产的前提下，尽量减少工作面配风量，降低工作面发火的危险性。
2、均压通风。采用风机和风窗配合的办法来调节风压，使工作面的风压与其采空区的风压保持平衡，从而制止新鲜风流供给采空区，以防浮煤自然发火。
3、密闭堵漏和喷浆堵漏。对采空区及时封闭，用移动式注浆泵通过钻孔向采空区注凝胶，杜绝采空区漏风。
4、挂帘堵漏风防灭火。在工作面下隅角坚持挂风帘，以改变此处风量的方向和增加进风通道的风阻。
5、对服务年限长的主大巷，盘区大巷进行锚喷支护，封闭巷道煤壁 与空气的接触，防止巷道煤壁氧化自燃。
（三）监测方面的措施
为提高矿井生产的安全性，生产期间可逐步建立矿井安全生产监测系统及束管监测系统，尽早发现发火征兆，及时防止火灾进一步扩大。
二、综合防灭火措施 （1）、阻化剂防灭火 1、设计依据
本矿井设计生产能力1.20Mt/a，移交1个综采工作面，工作面采用U型通风系统，走向长壁采煤法。010901回采工作面平均采高为3.60m，煤层为Ⅱ级自燃煤层。
2、阻化剂的选择
选择阻化剂，应综合考虑以下几个方面：
（1）来源广泛，货源充足，购置方便、价格便宜； （2）阻化率高，阻化寿命长；
（3）配制容易，井下使用操作方便，工艺过程简单； （4）对井下设备和金属构件腐蚀性小，对人体无危害。 从目前我国各矿的应用结果来看，褐煤、烟煤最适合的阻化剂为工业氯化钙及卤块、片。本矿井煤类为长焰煤和不粘煤，选用货源充足、运贮方便、使用广泛的工业氯化钙（CaCl2·5H2O）作为阻化剂。
3、阻化剂喷洒参数计算及确定 （1）阻化剂溶液的浓度和密度
根据其它生产矿井使用效果，设计取阻化剂溶液浓度为20%，密度为1.11t/m3，具体参数在煤层开采时通过试验确定。
（2）原煤的吸药液量和松散煤（浮煤）的密度
原煤的吸液量应由实测取得，设计取67kg/t。 松散煤的密度应由实测取得，设计取1.0t/m3。 （3）工作面一次喷洒量
工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的遗煤量和遗煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱堆积带等处，需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑一定的加量系数。工作面每天喷洒一次。
G＝K1K2LBhA
式 中：G—工作面一次喷洒量，kg；
K1—易自燃部位喷洒加量系数，一般取1.2； K2—松散煤（浮煤）的密度，1.0t/m3； L—工作面长度， 110m； B—一次喷洒宽度，取4.5m； h—底板浮煤厚度，取0.02m； A—原煤（浮煤）的吸液量，67kg/t。 G＝1.2×1.0×110×4.5×0.02×67=796（kg） 则工作面一次喷洒所需阻化剂用量为： G阻＝G×P
式 中：P—阻化剂溶液的浓度，20％； G阻＝796×0.2=159（kg） （4）巷道煤壁的喷洒量 G0＝KL0A0 式 中：
G0—喷洒范围内巷道所需溶液的喷洒量，kg；
K—喷洒加量系数，一般取1.2； L0—喷洒巷道的长度，取1000m；
A0—巷道单位长度的吸液量，取1.2kg/m（实际操作需实测）。 G0＝1.2×1000×2=2400（kg） 则巷道喷洒所需的阻化剂用量为： G巷阻＝2400×0.2=480（kg）
矿井移交生产后，应根据工作面实际生产情况，测定采空区遗煤容重、厚度、吨煤吸液量，以确定工作面一次喷洒量。
4、阻化剂喷洒压注工艺系统及设备 （1）阻化剂喷洒压注工艺系统
阻化剂防灭火分为机动性、半永久性和永久性三种不同的喷洒压注系统，根据本矿井的实际情况，由于本矿井阻化剂防灭火仅作为灌浆防灭火的一种辅助防灭火措施，故不采用半永久和永久性喷洒压注系统，选用机动性电动喷洒压注系统，该系统工艺简单、施工快、投资小、机动性大。
在井下设置药液车（容量为2m3）和注液泵，由DN20mm输液管路从喷射泵沿运输顺槽铺设到工作面或其它防灭火处理地点，并与喷嘴和封孔器连接，由注液泵加压后向工作面或其它防灭火处理地点压注和喷洒阻化剂。本矿井主要对回采工作面底板浮煤、采空区以及回采巷道煤壁升温地段以及其它温度升高区域喷洒阻化剂。
（2）喷洒压注设备
选用电动喷洒压注装置，喷射泵型号为WJ-24型，该设备主要技术指标：工作泵压力1～2.5MPa，最大射程30m，阻化溶液喷射量为2.4m3/h，电机功率3.0kW，电压660V，体积1500×360×450mm，
质量约100kg。配套设备有D50.8mm的输送胶管及闸阀、喷、压力表、流量计等压注设备，每个回采工作面配1套。
5、预防阻化剂腐蚀机械设备和金属构件的措施
为防止阻化剂腐蚀机械设备、液压支架等金属构件，采取添加植酸化学助剂的措施。
（2）、火灾预报束管监测系统 1、系统组成
束管监测系统是利用真空泵，通过一组空心塑料管将井下监测地点的空气直接抽至分析单元中进行监测，由采样器、接管箱、放水器、除尘器、抽气泵、采样控制柜和分析单元组成。
2、JSG-8型束管监测系统
本矿井采用JSG-8型束管监测系统，系统通过束管取样，利用安在地面上的抽气泵、各种气体分析仪器以及微机等，连续监测井下巷道、采空区、密闭区中的CO、O2、CO2、CH4等气体组分浓度，根据CO变化趋势和格雷哈系数，早期预报煤炭自燃发火。
3、观测站、移动和临时观测点布置
在采区回风巷、工作面的进、回风巷各建立一个观测站，并符合井下测风站的要求，观测站的位置应使进风观测点能够控制全部进风流，回风观测点能够控制全部回风流；移动观测点布置在工作面进回风巷内距工作面10～20m处，临时观测点布置在工作面老空区或有异常现象的区域。
束管监测系统可并入矿井集中监测监控系统，作为矿井集中监测监控系统的一个子系统。
第三节 井下外因火灾防治
一、电气事故引发的火灾防治措施 1、各机电硐室、井底车场等火灾防治措施
井下机电设备硐室、井底车场及巷道均采用锚（网）喷或混凝土砌碹支护，砌碹的空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实。
井下水泵房、变电所等机电设备硐室，硐室内备有CO2灭火器、干粉灭火器、泡沫灭火器等灭火器材，并定期查验，保证完好，万一起火及时扑灭。
井下水泵房、变电所的进出通道设有密闭门和防火栅栏两用门，水泵房与变电所之间设置防火门，另外，对井下机电设备的操作要严格按照有关规程、规范执行，加强管理力度，防患于未然。
2、井下电气设备的防火措施 2、井下电气设备的防火措施
在+1438m轨道石门与回风斜井之间布置联络巷作为井下采区变电所，双回路供电电源引自地面10kV变电所10kV侧不同母线段，入井电缆选用两回MYJV22-10kV 3×185mm2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆，当一回电缆故障时，另一回电缆能够保证井下全部用电负荷的正常运行。井下供电系统采用中性点不接地系统。
入井电缆校验： （1）载流量校验
井下负荷计算电流292.4A，所选电缆在环境40℃时Ie=438A，满足要求；
（2）热稳定校验
三相最大稳态短路电流Id=3.91kA，短路电流周期分量有效值持
续tf=0.65s，热稳定系数c=165。
根据
计算允许最小面积S=19.0mm2，两回入井电缆截面均为185mm2，满足要求。
高压断路器选择：真空断路器额定开断电流为31.5kA，大于线路短路电流有效值3.91kA。
因此，两回入井电缆选用两回MYJV22-10kV 3×185mm2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆，能够满足要求。
除本矿变电所高低压开关柜采用矿用一般型电气设备外，其余井下电气设备均采用防爆型设备，井下各变电所均为双回路供电，电气设备和供电线路均设有保护接地、漏电等保护。
井下电压等级：10kV、3.3kV、1.14kV、0.66kV、127V。 综采设备设备采用3.3kV、1.14kV或0.66kV供电、照明及手持式用电设备采用0.127kV供电。
掘进设备采用1.14kV或0.66kV供电、手持式用电设备采用0.127kV供电。
运输大巷、井下各机电硐室、井底车场、运输顺槽、采煤工作面等采用KHN-20型矿用萤光灯作为固定照明。掘进工作面、回风巷等处不设固定照明，均采用矿灯照明。
地面、井下所有线网和设备均按规程规定和要求设有防雷等保护接地网。
按照《煤矿安全规程》规定采区电气设备使用3300V供电时，应制定专门的安全措施，以防触电、火灾等事故发生。主要安全措施如下：
（1）采用3300V矿用电气设备必须通过部级技术鉴定。 （2）3300V系统投入运行前，必须按有关规定进行验收、检查、试验。
（3）3300V系统投入运行后，必须按有关规定进行各项试验及整定工作。
（4）应装设3300V单相接地保护，保护接地按有关规定进行各项试验。
（5）高压电气设备附近和电气设备可能被人触及的裸露带电部分，应悬挂防止触电的警告牌和防护网；
（6）电气设备操作必须严格遵守规程有关规定，实施持证上岗，专职专责进行操作；
（7）3300V电缆线路具有绝缘监视功能，供配电开关设备应具有绝缘监视和绝缘闭锁功能；
（8）3300V矿用监视屏蔽型橡套电缆的相互间连接及与设备连接，必须采用专用电缆终端。
（9）3300V电缆线路应与其它低压线路明确区分。 3、井下电缆
井下电缆均采用煤矿用阻燃电缆。电缆的选择、敷设、连接等均按规程的第442、第466～第472条规定和要求进行。
根据设计确定的下井电缆供电方案及下井电流计算并按经济电流密度、动热稳定选择校验电缆截面，下井电缆共计选用4回煤矿用阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆。由地面10kV变电所10kV侧不同母线段引2回MYJV22-10kV 3×35 mm2型电缆，沿主斜井井筒敷设至井下主水泵房10kV配电室；引2回MYJV22-10kV 3×185 mm2型电缆，沿
主斜井井筒敷设至井下采区变电所。各变电所当一回进线电源电缆故障时，另一回电缆能够保证用电负荷的正常运行。
井下高压电缆采用矿用隔爆型高压电缆接线盒连接，照明线路采用煤矿用橡套电缆，干线与支线的连接采用热补法或矿用隔爆型接线盒连接。
井下电缆选择：井下高压电缆采用MYJV22-10kV型煤矿用阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆；MYPTJ-10kV型煤矿用阻燃金属屏蔽监视型橡套电缆；低压电缆选用MCPT-3300、MYP-3300、MYP-1140、MYP-1000、MZ-0.3/0.5型煤矿用阻燃橡套电缆。
4、井下电气设备的各种保护
井下矿用高压配电装置具有过载保护、短路保护、选择性漏电保护、绝缘监视保护、和欠压脱扣保护等功能；矿用隔爆型低压真空馈电装置具有过载保护、短路保护、断相保护和选择性漏电保护等功能；低压磁力起动器及真空启动器具有过载保护、短路保护、低电压保护和失压保护等功能；矿用隔爆型移动变电站具有漏电保护、漏电闭锁、过载保护、短路保护和欠电压保护等功能；矿用隔爆型煤电钻综合控制装置具有短路保护、过载保护、漏电保护、远距离停送电等功能。根据配电网络的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性及电缆的热稳定性。用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。
井下设有完整的接地系统，电气设备的金属外壳和构架必须进行保护接地，接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超过2Ω；每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的接地线的电阻值，不得超过1Ω。主接地极、辅助接地极及其连接母线，均应按规程规
范要求和设计文件要求安装敷设和运行管理。
本矿井在生产过程中应严格遵守《煤矿安全规程》的规定，加强供配电现场安全管理工作，从而保证井下各种电压等级进行供配电的安全运行。
5、井下电气设备的检查、维护、修理和调整
井下电气设备需按有关规定定期检查、维护、修理。按照《煤矿安全规程》的规定，井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。
6、通讯电缆必须在入井处装设熔断器和避雷器，接地极电阻不得大于1Ω，以免地面雷电波侵入。
7、防止电气设备引起的瓦斯、煤尘爆炸和触电等事故的措施 （1）杂散电流的防治
井下交流3300V、1140V、660V电气设备均采用屏蔽阻燃橡套电缆，以减小交流杂散电流。同时在各变电所内均选用了选择性漏电保护装备，加强了对低压电网绝缘电阻的监视并提高了漏电保护动作的可靠性。
（2）防触电及防静电措施
矿井井下设有完善的保护接地网，其组成如下：
① 在井下主、副水仓各设一处主接地极，接地极面积大于0.75m2，厚度为5mm；
② 在配电硐室、工作面配电点、高压接线盒等处均设有局部接地极。每一移动式或手持式电气设备至局部接地极之间保护接地用的电缆芯线和直接接地导线的电阻值都不得大于1Ω；
③ 检漏设备设有辅助接地极； ④ 各电气设备均设有接地螺栓。
上述各接地极均用接地极、接地螺栓均用接地母线（包括接地扁钢、铠装电缆之金属钢带，橡套电缆的接地芯线）连接起来形成统一完整的接地网，在网上任一点所测得的接地电阻不大于2Ω，此接地网不仅确保在各类故障时迅速切除故障以保障人身安全，也完全可以满足防静电电阻的要求。
井下采用抗静电塑料制品如风筒、胶带、带式输送机托锟等。 （3）防止井下电气着火事故
① 井下变电所高低压开关柜及各配电点供40kW以上电气设备，均选用高分断能力、快速动作的真空断路器。此外高低压配电系统均设有安全可靠的继电保护及选择性检漏保护装置，以确保电气故障可迅速可靠地排除。
② 变电所及配电点均选用隔爆型干式变压器，变电所均设有向外开的防火安全门并根据有关规定配备足够的灭火器及防火砂箱。
③ 入井电缆及变电所至采区变电所电缆选用矿用阻燃型钢带铠装电缆；其余低压电缆均选用矿用阻燃型屏蔽橡套电缆。
二、带式输送机着火的防治措施
为预防带式输送机发生事故、产生火灾隐患，主要采取以下防治措施及装备
1、井下带式输送机使用的胶带为阻燃型，其安全性能和技术要求应符合MT147和MT450规定。带式输送机托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料，都必须阻燃和抗静电，其安全性能应符合MT113的规定。
2、带式输送机巷道顶部设有照明灯具进行照明。
3、防止张力下降造成输送带与驱动滚筒发生打滑，带式输送机
设有恒张力拉紧装置，并在驱动滚筒装设防滑保护装置，烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置及防胶带跑偏装置。
4、可能发生逆转的带式输送机均设有逆止器。 5、带式输送机均设有制动器，且制动器为防爆型。 6、带式输送机采用防爆电动机，符合GB3836.2标准规定。 4、带式输送机巷道设有自动洒水装置。 5、机头机尾硐室设有DMH型自动灭火系统。
6、带式输送机巷道设有火灾报警装置及监测监控装置。 7、井下带式输送机装备考虑了综合保护措施，该保护装置具有煤位信号、速度、温度、烟雾、洒水、拉线停车开关、自动联锁控制等功能。驱动装置和电控选用防爆型。
8、装设温度保护、烟雾保护、堆煤保护和自动洒水装置。 9、机头及机尾硐室设火灾报警自动灭火系统，装设监测监控装置与矿井监测监控系统联接。
10、带式输送机均设置头、尾部防护栏，每隔约250m设置一个过桥。主斜井带式输送机安装全封闭防护罩，以保护主斜井人车运行安全。
11、带式输送机装备钢丝绳芯输送带在线自动监测系统80\" Cord Guard System和防撕裂保护装置。
12、带式输送机巷道一侧留有人行通道，另一侧留有检修通道，通道宽度满足《煤矿安全规程》要求。
