南屯煤矿交流材料.ppt

预防为主、预测预控的煤层自然发火综合防治体系 兖矿集团南屯煤矿 概 况 兖矿集团南屯煤矿是一座年产400万吨的大型矿井。矿主采煤层为3层煤，属于自燃煤层，自然发火期3～6个月，实际最短自然发火期为18天。随着开采范围的扩大，矿井防治自然发火工作成为一通三防安全管理工作中的重点和难点，突出表现在以下几点： 一、大面积采空区连成一片，漏风联系更加复杂，控制采空区漏风越来越难，采空区自燃隐患难以治理； 二、开采或准备的孤岛综采（放）面多，工作面防灭火难度大； 三、受采场条件和冲击地压的影响，有的综采（放）面推进速度较慢； 四、受生产接续影响，工作面停采后不能及时撤除需要临时封闭。 南屯煤矿在各级领导支持帮助下，通过几代通风工作者不断推进技术创新，科技攻关，推广应用新技术、新工艺，实施预测预报预控，堵漏、均压、充填注浆（复合胶体）、注胶、喷洒阻化剂、压注惰泡等综合防灭火技术手段，积累了一定得经验，取得一定的成绩，矿井连续多年杜绝了煤层自然发火事故。现在向大家汇报一下我们的一些做法，不当之处敬请批评指正。 一、研究科学的煤层自然发火预测预报方法 意义：煤层火灾早期预报是矿井火灾预防与处理的基础，是矿井防灭火的关键，占有极其重要的地位。 南屯煤矿在煤层自然发火预测预报方面主要进行如下研究： （一）研究应用基于指标气体的浓缩吸附方法 煤炭自燃指标气体 ：CO、CO2、烷烃、烯烃以及炔烃等气体 ，选择哪些气体作为指标气体，就能可靠判断自燃发火的征兆，是至关重要的 。 指标气体在井下气流中的浓度小，低于现有检测仪器的检测精度，使得某些本应可以有效监控井下煤自燃的指标气体就可能检测不出或测不准而无法利用，给有效利用指标气体预报煤炭自燃造成了很大困难。 采用气体的吸附与浓缩技术，可提高检测气体的灵敏度，改善现有指标气体预报的缺陷。 判断井下煤自燃的状态，关键是掌握煤升温过程中各指标气体的生成速率与温度的关系，掌握浓缩后指标气体生成量、甲烷比、乙烷比、烯烷比与煤体温度的变化关系，才能可靠的预报煤炭自燃。 南屯煤矿通过对比分析，并考虑漏风因素的影响，主要选择烯烃和烯烷比作为自燃指标，并根据实验结果，得出烯烷比对应的特征温度。研究采用浓缩吸附技术，提高了烯烃和烯烷比作为煤层自然发火指标气体的灵敏度，改善了现有指标气体预报技术的缺陷，实现了煤层自燃火灾的早期预报，从而可为防灭火争得宝贵的时间。 （二）利用大型煤自然发火实验台，研究煤的自燃特性。 传统测定煤自燃性方法很多，但测定方法较为单一，与井下实际条件结合不明显。 南屯煤矿利用西安科技大学与兖矿集团联合研制的特大型煤自然发火实验台（ZRM-15型），模拟现场的实际浮煤堆积、蓄散热、漏风供氧等状况。 （三）研究应用红外线气体分析与气相色谱仪在束管监测系统中同步运行技术 南屯煤矿通过试验研究，把红外线气体分析仪和气相色谱仪结合在一起。 红外测量是以对非分散红外的吸收为基础，测量相关波段红外线的衰减幅度即可得到相应气体的浓度，由红外线气体分析仪分析一氧化碳，二氧化碳，甲烷和氧气，充分发挥红外线气体分析仪连续快速的优势； 使用气相色谱仪的氢焰检测器快速分析碳氢化合物，仅仅分析乙烯，乙烷和乙炔等气体，色谱仪对温度的稳定性要求降低，实现准确、稳定、连续、重复监测； 实践证明，红外线气体分析仪与气相色谱仪的同步运行的应用，可以实现束管系统快速、稳定、连续的气体分析，对于提高系统的自动化水平，保障系统连续分析精度，早期发现矿井自然发火隐患及隐患地点大量数据分析需要等方面都有显著的效果，具有重要的推广价值。 二、丰富防灭火手段，成功解决煤层 自然发火防治新困难 南屯煤矿通过技术革新和科技攻关，不断推广应用新材料、新工艺，丰富煤层自然发火防治的技术手段，有效的应对各种复杂的自然发火隐患，确保了矿井安全生产。主要内容如下： （一）液态二氧化碳防灭火工艺 （二）大流量注氮技术 2004年南屯煤矿购置了KMD-S-600膜分离制氮机，可连续开机对隐患地点实施注氮，氮气浓度均≥97%，制氮机流量达到600m3/h。该系统全部由PLC连网控制，主控面板为西门子（MS485/422/串行传输）触摸控制屏，有多个压力、温度、流量监测控制点且空压机具有温度、压力、电动机、过滤等多种保护，氮气纯度达不到97％直接放空，配备双套冷却循环水，系统操作简单，维护工作量小，运行稳定。井下氮气输送使用的是灌浆管路系统。 当工作面受断层、顶板破碎、冲击地压等因素影响回采速度很慢时，通过采空区埋管向采空区后部注入大量氮气，可以改变后部采空区气体成分，从而达到抑制采空区浮煤自然发火的目的。南屯煤矿应用此注氮方式，在一综放工作面两个月回采不到50米的情况下，保证了采空区后部浮煤没有出现自然发火隐患。 （三）惰气泡沫技术 向采空区注入惰性泡沫的