新窑煤业防灭火专项设计
第一节 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及预测
根据《资源储量检测说明书》，还原样燃点与氧化样燃点之差值△T1－3℃及还原样燃点Ｔ１℃判断，井田内各煤层均属易自燃煤层。
2011年12月，矿方委托陕西煤矿安全装备检测中心对本井田4-2、4-3号煤层爆炸危险性、自燃倾向性等级进行了鉴定，结论为I类容易自燃煤层，煤尘有爆炸危险性。2017年3月矿方委托陕西煤矿安全装备检测中心对本井田5-2号煤层爆炸危险性、自燃倾向性等级进行了鉴定，结论为I类容易自燃煤层，煤尘有爆炸危险性。
二、煤层的自燃预防措施 1. 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煤炭回收率，减少采空区丢煤。
回采工作面发火的主要地点是采空区浮煤氧化自燃，因此，提高回收率，减少采空区丢煤量，对降低回采工作面采空区发火机率有较明显的功效。 （3）选择合理的工作面推进度，防止浮煤自燃
采空区按煤层的自燃条件分为冷却带、氧化带和窒息带。一般来说，在工作面外部条件不变的情况下，冷却带和氧化带的宽度只在一个有限的范围内波动，并随工作面一起推进。因此加快工作面的推进度，可以缩短采空区浮煤在氧化带内的暴露时间，有效地防止煤层自燃。
本设计综采工作面日推进度均达到3.3m，年推进度可达1089m。设计推进度有利于防止采空区浮煤氧化自燃。
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（4）回采巷道口处设防火门墙，储备足够数量的封闭防火门材料，以防火灾扩大。
2. 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 采空区氧化带宽度在浮煤厚度和地温一定的情况下，主要受采空区漏风影响，而采空区漏风量在特定工作面则主要取决于工作面供风量。根据有关生产矿井和科研机构提供的统计资料显示，采空区漏风量与工作面供风量的平方成正比关系。因此，回采工作面合理的配风量是有效减少采空区漏风，缩短氧化带宽度，防止采空区浮煤自然发火的主要措施之一。
本设计综采工作面配风量为18m3/s，矿井在实际生产过程中，应根据工作面实际的瓦斯涌出量进行合理调整，在保证安全生产的前提条件下，尽量减少工作面的配风量，以降低工作面发火的危险性。 （2）密闭堵漏和喷浆堵漏措施
为了杜绝或减少工作面及采空区漏风，工作面采完后及时在回采巷道设密闭墙对采空区进行封闭。在煤柱产生裂隙的地方及时挂网喷浆，以防向采空区漏风和煤层氧化。当上层煤采完后，在废弃巷道口设密闭墙，防止人员进入。
矿井绝大部分巷道布置在煤层中，如巷道产生裂隙或高冒顶时，易造成向巷道帮或顶内漏风，引起巷帮或巷顶内煤层氧化自燃，因此必须采取挂网喷浆堵漏等有效措施防止巷道漏风。 （3）挂帘堵漏风防灭火
工作面采空区进风侧是采空区漏风的主要通道，为减少此处漏风，在工作面下隅角坚持挂风帘，以改变此处风流方向和增加漏风通道的风阻。在工作面回采过程中，作业人员往往会觉得风帘碍事，经常将风帘扯下，为此，必须有专人负责风帘的完好。
（4）对服务年限长的巷道进行锚喷支护，封闭巷道煤壁，防止巷道煤壁因
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与空气接触而氧化自燃。
（5）本矿井工作面采用两进一回的通风系统，上一个工作面的辅助运输巷兼做下一工作面的回风巷。为了防止作面巷道之间联络巷向采空区进风，工作面回采结束后应及时对联络巷进行密闭处理和对复用巷道因采动影响产生的裂隙等进行二次维护，确保工作面风流与采空区的隔绝。
（6）由于本区煤层埋藏较浅，工作面推进过程中地面不可避免地会出现采动裂缝，要求在地面采用推土机或人工及时进行填埋，以减少漏风。 （7）各盘区设盘区专用回风巷，回采巷道口处设防火门墙，储备足够数量的封闭防火门材料，以防火灾扩大。
3. 监测方面的措施
本矿井设有安全监测、监控及火灾预报束管监控系统，发现有发火征兆时，可及时采取相应的措施，防止火灾发生或火灾进一步扩大。
第二节 防灭火方法
本矿井拟采用灌浆防灭火为主，注氮气、喷洒阻化剂、均压通风为辅的综合防灭火措施；同时井上下建立相应的防灭火系统和安全监测、监控系统。
一、灌浆防灭火 1、灌浆系统的选择
预防性灌浆是目前我国使用较广泛的一种行之有效的预防煤炭自燃的方法。灌浆材料主要为黄土或电厂粉煤灰代用。灌浆系统基本上分为集中灌浆和分散灌浆。地面钻孔灌浆和分区灌浆适用于煤层埋藏浅、灌浆区分散、土源丰富，可就地采土或运距近；井下移动灌浆适用于灌浆量小，输浆困难的条件。集中灌浆适用于煤层埋藏较深、矿井灌浆量大，且盘区生产集中、取土距离较远的条件。本井田煤层埋藏较浅、灌浆量较大，矿井生产集中，设计采用集中灌浆系统。
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根据灌浆注胶防灭火系统相关资料，灌浆中加入胶体，可对粉煤灰或黄土浆液进行改性，提高其利用率，改善其防灭效能，避免“溃水、溃浆”等次生事故的发生。因此，设计推荐灌浆注胶系统。
2、灌浆方式的选择
在工业场地场地建一座灌浆站，制成泥浆后经滤浆机流如泥浆池，再通过D108×7的无缝钢管沿主井送至井下回风大巷（或盘区回风巷），然后由支管接入工作面回风顺槽，根据工作面煤层发火征兆对采空区可进行随采随灌或采后灌浆。灌浆方式为工作面洒浆或从回风顺槽向采空区打钻灌浆。
3、灌浆参数计算及选择 ① 灌浆工作制度：
地面灌浆站一般与矿井工作制度一致，全年工作日330d，每日灌浆时间视煤层发火情况而定，本设计每日纯灌浆时间暂按6h考虑。
② 灌浆参数选择：
灌浆系数 0.027m3/t； 水土比 4：1； ③ 矿井日灌浆所需黄土量： Q土1＝K·γG3
＝0.027×4545.45÷1.32＝92.98m/d 煤式中：Q土1——灌浆所需土量，m3/d
G ——矿井日产量，1500000/330=4545.45 t/a γ——煤的密度，4-2煤层为1.32t/m3； K ——灌浆系数，取0.027m3/t ④ 矿井日灌浆所需实际开采土量 Q土2＝α·Q土1＝1.1×92.98＝102.28m3/d
式中：Q土2——日灌浆实际所需开采土量，m3/d;
α——取土系数（土壤中杂质和开采运输中的损失）一般取1.1。
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⑤ 每日制泥浆用水量： QS1= Q土1·δ＝92.98×4＝371.92m3/d 式中：δ——泥水比的倒数，取4。 ⑥ 每日灌浆用水量：
QS2＝KS·Q土1·δ＝1.1×92.98×4＝409.11m3/d 式中：QS2——灌浆用水量，m3/d；
KS——用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，一般取1.1～1.25，取1.1。
⑦ 每日灌浆量：
Qj1＝（Q土1＋QS1）·M＝（92.98＋371.92）×0.910＝423.06m3/d 式中：M——泥浆制成率，取0.910。 4、灌浆材料
煤矿井下常用的灌浆材料，一般多采用粘土、亚粘土、轻粘土等，在粘土缺乏的矿区，也可以采用粉煤灰代用。本矿井灌浆材料就地选用黄土。
5、胶体材料
胶体材料按照性能分类有固水降稳性、渗透和堵漏性、阻化性、热稳定性、充填性等，为了更好地发挥水、灌浆材料和胶体材料的防灭火性能，针对不同的现场环境、使用条件、应用工艺和原料，应进行分析商榷，设计建议业主委托西安科技大学矿山应用技术研究所研究的确定具体的胶体材料。
6、地面灌浆站
地面灌浆站布置在工业场地主斜井东部，灌浆站内设有：
制浆车间一座，L×B×H=32.0×20.0×10.0m。内设：定量给料机一台，型号ZSL-40，N=15KW；皮带输送机一套，型号DT75，N=4KW；胶体制备机一台，型号ZLJ-60，N=18.5KW；滤浆机一台，型号LJ-60C，N=7.5KW；渣浆泵两台（一用一备），型号KZJ50-50，Q=57m3/h，H=110.7m，N=90KW。潜
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