防治采空区自然发火的升级和措施.doc

纳雍小树林煤矿 防治采空区自燃发火的 设计方案及措施 2012年 防治采空区自燃发火的设计方案及措施 一、采面生产接继情况： 2012年度我矿正常生产时有一个回采工作面和2个掘进工作面，3136回采工作面5月下旬回采完毕， 2859运输巷掘进工作面预计于2012年3月与回风巷贯通，2859采面工作面计划于2012年6月上旬开始回采。 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： １、目前正在回采3136采面工作面，计划2012年5月下旬份采完，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。 ２、2859采面计划于2012年6月上旬开始回采也存在相同问题，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28#、31#煤层，属不易自燃的煤层，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φ100mm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3136和2859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。 3136工作面通风 通风路线为：主斜井→井底车场→31#轨、皮下山→3136进风顺槽→工作面→3136回风顺槽→31#回风下山→总回斜井→地面。 2859工作面通风 通风路线为：主斜井→井底车场→28#轨下山、31#皮下山→2859进风顺槽→工作面→2859回风顺槽→28#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→3136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………………① 式中:P1—管道始端的绝对压力MPa P2—管道末端的绝对压力MPa Qmax—最大输氮量m3/h L—管路当量长度 km L计算式为： L=∑(D0/Di)5×(λi/λo )× Li……………② 式中:D0------基准管径(D0=100mm) 阻力损失系数: λo =0.026 Li-----相同直径管路长度 km Di----实际输氮管路内径 mm λi----实际输氮管路直径的阻力损失系数 Di=99mm，λi=0.0296将以上数据代入②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①计算得: P21= 0.0056(200/1000)2×1.597+P22 P1=0.21Mpa 根据以上计算,从地面制氮机到2859采空区的输氮管路长度为1600米的情况下,管路初端压力只需0.21Mpa，便可将200 m3/h的氮气输送到2859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： Q≧Qn(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/min C1----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=LI[h(1-a)+m] 式中Vk----火区空间体积 m