一、矿井概况
山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司位于山西省柳林县城北偏西直距约20km王家沟乡圪塔上村、延家峁村、任家山村、后备村一带，属柳林县王家沟乡管辖。井田地理坐标:东经110°52′15″－ 110°54′11″,北纬37°36′14″－37°37′31″。批准开采4-9号煤层，矿区面积4.0716km2。 井田位于柳林县城北20km处，紧靠柳林—碛口公路，距孝柳铁路穆村站30km，距柳林—结绳焉公路3km，交通运输条件便利。 二、煤层自然发火危险性及防灭火措施 （一）煤层自然发火危险性
根据2006年5月7日由国家及煤化工产品质量监督检验中心对本矿4号煤芯煤样进行自燃倾向性进行了鉴定。鉴定结果：其吸氧量为0.3921cm3/g，自燃等级为Ⅲ，倾向性质为不易自燃煤层。
根据本次补3号孔8、9号煤芯采样，2009年10月12日由山西省煤炭工业局综合测试中心检验结果：8号煤层吸氧量0.59cm3/g，自燃等级为Ⅱ，倾向性质为自燃。9号煤层吸氧量0.67cm3/g，自燃等级为Ⅱ，倾向性质为自燃。
（二）煤的自燃分析预测 煤岩特性分析
1、从煤的炭化程度分析：
因煤层的自燃性随煤炭的变质程度的增高而降低；煤的炭化程度越低，挥发份含量越高，煤层自燃发火倾向越强。一般说来，褐煤易于自燃，烟煤中长焰煤危险性最大，贫煤及挥发份含量在12%以下的无烟煤难以自燃。本井田8号煤原煤挥发分平均27.01%，煤层自燃倾向性较大。
2、从煤岩成分分析：
因煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤，煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自燃倾向就大；而暗煤多的煤，一般不易自燃。井田内各可采煤层的物理性质相近，外观均呈黑色，条痕为黑褐色，光泽以玻璃光泽为主，少量为弱玻璃光泽，摩氏硬度为2-3，即松软-半坚硬，性脆，断
口为参差和阶梯状。据此分析8号煤层具有自燃危险性，自燃倾向性较强。
3、从煤的含硫量分析：
因含硫分越多，吸氧能力愈大，越易自燃。8号煤层硫分从0.64-2.81%为低硫分到高硫分，自燃倾向性偏高。
4、从煤的破碎程度分析：
由于煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，使煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性与风化率较大的煤就易于自燃。本井田8号煤层无风氧化带，据此分析8号煤层自燃危险性较小。
5、煤的赋存条件分析
本次设计矿井开采8、9号煤层，8号煤层平均厚度2.89m，属中厚煤层，煤层厚度较大，易于局部储热，故自燃发火倾向大；井田内无断层，构造复杂程度为简单，较有利于煤层自燃发火。
（三）开采技术条件
设计采用综合采煤方法开采易燃中厚煤层，容易造成采空区遗煤多，漏风大，给煤层自燃造成良好条件，增加自燃的可能性；因此，易发生自燃的区域为工作面“两线－两道”，即工作面开采线，停采线，进风道与回风道。
根据《煤矿安全规程》结合当地开采技术条件，设计采用有效的防治自燃的技术措施及装备。
综上所述，8号煤层自燃倾向性较大，据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，8号煤层自燃倾向为Ⅱ级。
（四）煤层的自燃预防措施 1、开拓开采方面的措施
(1)运输、轨道、回风大巷布置在煤层内，胶带大巷采用矩形断面，锚网索喷支护。轨道、回风大巷采用矩形断面锚网喷加锚索补强支护，胶带顺槽、轨道顺槽、进风顺槽、回风顺槽采用矩形断面锚网支护，机电硐室采用混凝土支护。
(2)回采工作面条带布置，减少煤柱损失；回采工作面采用后退式开采，
加速回采进度；尽一切可能防止煤层自燃发火。
(3)采用壁式采煤法回采率高，巷道布置比较简单，便于使用机械化装备与加快回采进度，有较大的防火安全性。
2、通风方面的措施
(1)回采工作面采用后退式开采，“U”型通风系统，对防止自然发火有利。
(2)回采工作面采完后及时构筑密闭墙，加强对采空区的密闭管理。 3、监测方面的措施
（1）在工作面设自燃发火观测点，并建立监测系统，建立自燃发火预测预报制度。
（2）在井下设置KYSC-1 型井下移动式火灾气体束管采样监测系统 在进、回风顺槽按一定间距布置束管采样器，采空区气体成份测定范围大约距工作面150m左右，约50m设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测。
运输大巷 停采线 运输顺槽 采空区 开切眼 回风顺槽 采空区束管 采样泵 束管采样点
图 6-1-1 采空区束管布置图
（3）地面色谱分析
井下通过束管采样仪采样并送至地面色谱分析，分析参数主要有O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8，正常情况下，每天早班检测一次，工作面异常时，每班检测二次。
三、防灭火方法
（一）对采空区进行黄泥灌浆 1、灌浆系统
本次设计在地面工业场地设简易灌浆站，为全矿灌浆服务，灌浆方法采用随采随灌，即随采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离（约10m），以免泥浆影响回采工作。
灌浆站做法：副井口附近建两个灌浆池，池深1.8 m，直径2m，一侧设500 mm×500 mm×1800mm下液泵坑，池四周采用MU100机砖M75砂浆砌筑，墙体厚度370mm，池内壁采用3mm的钢板制作75×75角钢护角。
2、灌浆方法
由于本矿周围均为黄土沟坡，取土非常方便。故本次设计，在距灌浆池500m左右处设一个灌浆材料堆放场。场内的黄土经筛分后，利用一台ZL50型装载机将其运入灌浆池中搅拌，并通过下液泥浆泵和管路注入井下采空区。
灌浆方法采用埋管灌浆法，沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管(一般预埋5～8m钢管)，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，灌浆随工作面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。在灌浆区下部进行采掘时，要对上部灌浆区进行探放，探放积存浆水措施同探放水措施。
3、灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水的安全措施
(1)在对采空区进行灌浆前，要对采空区的积水进行疏排，将采空区内的积水排空后，方可进行灌浆。疏排措施同探放水措施。
(2)为防止灌浆后发生溃浆、透水的事故，首先要提高浆液的土水比(1:3左右)，使之能最大限度的提高防灭火效果。其次在顺槽的最低处安设一台泥浆泵，将流出的泥水排出，当发现有泥浆流出时，要停止灌浆。
4、灌浆参数的选择
(1)工作制度：与矿井工作制度相匹配，但需注意以下原则： 灌浆工作是与回采工作紧密配合进行。设计灌浆为三班灌浆，每天灌浆时间为10h，若矿井自燃发火严重，且所需灌浆的工作面较多，宜采用四班灌
浆，每天灌浆时间为15h。
(2)灌浆所需土量
日灌浆所需土量按下式计算： Q土=K·G/V煤 式中：
Q土—日灌浆所需土量，m3/d；
G —矿井日产量，根据设计，日产量为2727t；
V煤—煤的容重，根据地质报告，8号煤层容重为1.53t/m3; K—灌浆系数，为灌浆材料的固体体积与需要灌浆的采空区容积之比，参照大同局的经验，取0.15。 则：Q土=0.1×2727/1.53=178.2（t） (3)日灌浆所需实际开采土量 Q=αQ土 式中：
Q—日灌浆所需实际开采土量，m3/d；
α—取土系数（考虑土壤含一定杂质和开采，运输过程中的损失）；
取1.1。
Q=αQ土=1.1×178.2=196（t） (4)灌浆泥水比的确定
灌浆泥水比应根据泥浆的输送距离，煤层倾角，灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过试验确定，参照大同局经验，一般情况下为1：4，冬季时为l：5。
(5)每日制泥浆用水量 每日泥浆用水量按下式计算： Q水1=Q·δ 式中：
Q水1—制备泥浆用水量，m3/d： δ—泥水比的倒数，取4。 则：Q水1=196×4=784（m3/d）