采空区自然发火“三带”的数值模拟研究

采空区自然发火“三带”的数值模拟研究

王浩1魏威2

（1、江苏省徐州机电工程高等职业学校，江苏徐州2210112、江苏徐州矿务集团生产技术部，江苏徐州221001）

划分“三带”有三种标准，即以采空区内的漏风强度、氧气浓度和温度分布来划分。本文研究某矿2324工作面采空区温度的变化规律，不宜作为划分“三带”的指标，因此结合前两项指标，利用数值计算方法研究采空区遗煤漏风状态和氧气浓度分布，分析采空区自然发火的危险性，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。

1工作面概况及相关参数

1.12324工作面概况

2324面位于-700m水平西二采区，开采煤层为下石盒子组3煤，为易燃煤层，自然发火期为3个月，最短时间只有46天，地面标高+32.1m，工作面标高-574~-625m。该面四周均为采空区，上部为2122面采空区，下部为13202面采空区，西部为2123面采空区，东部为1121面采空区。其中，13202面在收作期间采空区出现高浓度CO。2324工作面走向长530m，倾向长136m，煤层总厚0.1~3m，倾角8°，回采方式为高档普采。

1.22324工作面通风参数

按工作面倾向长度，平均间隔布置若干测点，每个测点埋设两个温度传感器和一根束管，并沿工作面倾斜及材料道布置一趟Ф50mm钢管，将温度引线和取样束管放置于钢管内，测温取样测点布置系统图，如图1所示。

对2324工作面通风参数测定结果如表1所示。

图1测温取样测点布置系统图

试验测得：进风道绝对压力：1065.3hPa，温度22.3℃，相对湿度55%，标高-606.7m，出口道绝对压力：1063.5hPa，温度24.6℃，相对湿度55%，标高-589.3m。

表12324工作面通风参数测定结果

1.3采空区数值计算基本物性参数取值

数值计算中的主要参数取值如表2所示。

表2数值计算中各主要参数取值表

1.4该矿采空区松散煤体孔隙率的取值

孔隙率是决定采空区漏风风流运动的重要参数，它直接关系到采空区渗流流场中气体的渗流强度。另一方面，孔隙率会影响到煤体的

传热性能，因此对煤的自然发火过程影响极大。采空区空隙系数较难

确定，一般采用物理相似材料模拟试验来确定。采空区内平均空隙率

在各

区一般不同，由该矿采空区岩层

调

查资

料取值如图2所示。

2工作面采空区自然发火的数值模拟

2.1概述

编制数值计算程序可以以多种程序语言来实现，诸如FORTRA N、C、C++等。而目前流行的工具语言MATLAB，内含丰富的函数库和工

具箱可以利用，避免了使用传统的编程语言一切要从零开始的困境。因发火的数值模拟计算。

为了研究方便，忽略垂直于工作面方向的流场变化，将整个采空区风流场看成二维渗流问题，研究图1所示的采空区域内（工作面长110m，采空区走向长400m）的风流流动规律。利用有限元技术将渗流区域分成一系列的三角形单元，网格划分图如图2所示，其中三角形单元数5632个、节点数2921个。由于采空区距工作面120m处以后，基本都处于窒息带，因此本文重点研究0~120m范围内的三带情况。

图3采空区模拟区域单元剖分图

2.2数值计算结果及“三带”划分

根据实际测量，2324工作面风量为487m3/min，两端压差为34.8Pa。利用有限元数值计算结果如图3和图4，分别为采空区在正常风量下漏风流线和等速线图，根据目前国内采用的确定“三带”范围的风速界限0.1~0.24m/min，得出2324工作面的可能自燃带的范围如图阴影部分所示。可见可能自燃带的范围：沿采空区中心线宽50m，起自距工作面10m处；沿采空区两侧宽42m，起自工作面18m处。此结果和由现场测试的结果基本吻合。

图4采空区漏风流场流线图图5采空区内漏风等速线图2.3采空区内氧气浓度分布规律

计算条件：初始氧浓度为新鲜空气中氧的摩尔浓度（体积浓度为21%）9.375mol/m3。新鲜气流温度为23℃，相应的松散煤体耗氧速度V0(T)

为0.68mol/（m3.h）。工作面边界取第一类边界，采空区其余边界取第二类边界。计算结果如图5所示。由图中可见，氧气浓度从进风侧向回风侧逐渐减小，其原因主要为漏风流中氧气逐渐和采空区遗煤结合，发生氧化反应所致。

2.4工作面风量对“三带”的影响

受工作面风量的影响，当风量发生变化时，自燃带的范围也随之变

摘要：本文利用有限元方法对某矿2324工作面采空区自然发火“三带”进行数值模拟研究，得出采空区三带范围，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。

关键词：采空区；自然发火“三带”；数值模拟

测点编号风量（m3/min）测点编号风量（m3/min）

1 480

2 463

3 428

4 391

5 352

6 436

7 473

27--

隧道长时间涌水，并且涌水量较大不仅会影响隧道施工进度和安全，严重的还会造成区域地下水失衡，

破坏地下水资源，从而影响周边居民饮水等。因此，查明隧道附近地下水的空间分布范围、

动态特征等情况是指导隧道安全合理施工的重点和难点。

大地电磁法和瞬变电磁法均是对地下水体很敏感的物理探测方

法，两者相结合能、相互对比，能更准确地反演地下水体，

从而较精确的确定地下水体情况。本文为应用大地电磁方法和瞬变电磁法在复杂电磁环境下开展地下水体特征探测工作积累了宝贵的经验。

1方法简介

大地电磁测法（MT ）是利用天然场源获取地体数据，

从而探测地下信息的方法[1]，其测量的是大地中电磁场产生的电分量。其理论基础是

Maxwell 方程[2]。它的场源为交变电磁场，在距离场源较远的地方，

大地电磁场可视为垂直于地面入射的平面波。该设备轻便、

操作简单，其接收频率广泛，接收频率越低，

测深越深。瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Methods ）或称时间域电磁

法（Time domain Electromagnetic Methods ），简写为TEM ，一种时间域电磁法[3-8]。它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激

发下引起的涡流场的问题。其工作原理为：

通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场（一次场），在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失

，它有一个缓慢的衰减过程，在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，

即可了解地下介质的电性分布。

本次工程物探找水工作共采用了两种物探方法，即大地电磁法和瞬变电磁法。其中大地电磁法共敷设测线12条，测点752个；敷设瞬变

电磁测深剖面2条，点距3m 。利用综合物探方法进行地下水的勘探，主要是为了相互验证异常的可靠性，便于勘探成果的综合分析与解释，

提高勘探的准确性。

2工程概况

隧道斜穿北北东向山体，隧道区段内主要为碳酸盐岩地层，

少量碎屑岩及岩浆岩层，岩溶洼地，落水洞，

漏斗发育广泛。该区地层出露主要为第四系全新统、更新统、石炭系下统大塘阶石磴子段、

测水段、泥盆系上统锡矿山组上段和下段，并在北部有一条稳定的花岗岩脉侵入。隧道

区地层主要由泥盆系与石炭系厚层状灰岩组成，南部山地灰岩多裸露，溶洞、溶蚀裂隙、岩溶洼地发育；中部盆地落水洞、岩溶洼地、

岩溶泉点分布广泛。地下水主要通过南部山地灰岩中溶蚀裂隙、

层间裂隙，其次是隧道中部三个相对低洼岩溶盆地中的岩溶洼地、

落水洞直接渗入，以及覆盖层残积土中孔隙水的缓慢渗透，沿灰岩中近平行岩层走向的岩溶

裂隙通道及层间溶蚀裂隙径流。隧道施工受区域性构造的影响，

场地内断裂、褶皱构造较为明显。区内断裂相互连接构成了区内一个较复杂的含、导水系统。该隧道施工过程中多点多次产生突泥突水，地下水长时

间的大量由隧道流失，造成区域地下水位下降，

浅层岩溶裂隙水断流以及隧道上方一定区域地面塌陷等环境地质灾害，致使隧道穿越区的下

地下水疏干，导致附近自然村吃水困难，

故急需开展水体预测，了解水体分布规律

。3数据采集与解译

本次大地电磁法探测采用TR-2天然电场选频仪，共测量的十个频

大地电磁法与瞬变电磁法综合物探在某隧

道找水勘查中的应用

宋漪

（中南大学地球科学与信息物理学院勘基所硕士研究生，

湖南长沙410083）摘要：大地电磁法和瞬变电磁法均是对水体较为敏感的探测方法。

通过现场大量大地电磁法和瞬变电磁法探测，划分了基岩分界面，分析了隧道附近含水地质体的分布规律，并通过水文钻孔加以验证，应用大地电磁方法和瞬变电磁法在复杂电磁环境下开展地下水体特征探测工作提供了一定依据。

关键词：地下水体；大地电磁法；

瞬变电磁法化，其变化规律由数值计算结果整理如表3。

表3风量与“三带”变化关系根据以上数据绘出不同风量下自燃带区间的示意图，如图6所示，进行回归，得到回归方程为：进入自燃带的深度为：y 1=5E-06x 3-0.0058x 2+2.4544x-335.21R 2=0.9806进入窒息带的深度为：

y 2=6E-06x 3-0.0069x 2+2.878x-362.43

R 2=0.9756

通过以上公式可计算出，不同风量

下自燃带的范围。从以上数值模拟结果可见，当采空区工作面风量增加，

内部漏风相应增大，自燃带范围增加。

3结果及分析

通过以上研究得出该矿2324工作面采空区自燃规律，并形成了以下结论：（1）采空区自然发

火是个多因素综

合作用的结果，主要取决于煤自身的氧化放热性能、供氧条件及蓄热环境。其

发火模型要综合考虑松散煤体漏风状况和氧气浓度状态，是二者耦合

作用的非线性方程组。

（2）采空区渗透风流流速较低。而且在采空区内部分布不均，在采空区渗流入口和出口处较大，

而在中部区域相对较小。（3）在正常风量下，2324工作面的可能自燃带的范围：

沿采空区中心线宽50m ，起自距工作面10m 处；沿采空区两侧宽42m ，起自工作面

18m 处。此结果和由现场测试的结果基本相吻合。（4）氧气浓度从进风侧向回风侧逐渐减小，其原因主要为漏风流中氧气逐渐和采空区遗煤结合，发生氧化反应所致。（5）当工作面风量发生变化时，自燃带范围也发生变化。采空区工作面风量增加，自燃带范围扩大。因此在保证人员、设备、稀释瓦斯的前提下，降低工作面的风量可以减少向采空区的漏风，

缩小自燃带范围。作者简介院王浩（1977.6-）男，陕西乾县人，讲师，硕士，2000年毕业

于中国矿业大学采矿工程专业，现就职于江苏省徐州机电工程高等职业学校。通风量 /m 3/min 0.24m/min 风速线 距工作面距离/m 0.1m/min 风速线 距工作面距离/m

自燃带宽度/m 325 8 40 32

360 11 43 32

395 14 50 36

435 16 55 39

460 17 57 40

487 18 60 42

510 23 70 47

图6采空区内氧气浓度分布图

28

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采空区自然发火“三带”的数值模拟研究

作者：王浩， 魏威

作者单位：王浩(江苏省徐州机电工程高等职业学校,江苏 徐州 221011)， 魏威(江苏徐州矿务集团生产技术部,江苏 徐州 221001)

刊名：

科技创新与应用

英文刊名：Technology Innovation and Application

年，卷(期)：2012(34)

引用本文格式：王浩.魏威采空区自然发火“三带”的数值模拟研究[期刊论文]-科技创新与应用 2012(34)

防治煤层自然发火管理规定

防治煤层自然发火管理规定 第一节一般规定 第一条、生产和在建矿井必须制定矿井防治自然发火措施；矿井安全生产第一责任人和分管领导要从人、财、物方面给予保证，配备防灭火工作所需的仪器、设备；建立专门的防灭火队伍，配齐人员。 第二条、矿井必须建立健全各级防灭火齐抓共管责任制。矿长负全面领导责任；矿总工程师负责制定本矿防灭火工作规定、技术措施、组织新技术推广应用等；采掘等副矿长对分管范围内防灭火措施落实情况负责；副总工师对各分管范围内防灭火技术负责。 1、各矿通风区是防灭火业务技术的主管部门。 2、矿其他部门的防灭火职责，应根据本矿的部门责任划分，确定各单位的防灭火职责和任务。 第三条、矿井在安排年度、季度、月度工作计划时，必须同时按排防灭火计划。 第四条、井下每一生产水平均要按规定设立消防材料库，各矿井下消防材料库，应按下表规定配齐消防材料（各矿可根据需要适当增加），并要定期检查与更新；材料、工具不得挪作他用。 消防材料库物资配置表 序号 材料名称 单位 数量 1 瓦石 块 500 2 黄沙 立方米 15 3 黄泥 立方米 5 4 熟石灰 Kg 1000

5 砖 块 2000 6 Φ20㎜分胶管米 300 7 Φ50㎜胶管 米 200 8 铁铲 把 20 9 手镐 把 10 10 牙钳 把 大小各三把 11 螺丝、螺帽 若干 12 12#铁丝 米 200 13 2、4、6寸铁钉Kg

各5 14 扒钉 个 50 15 小桶 个 10 16 泡沫、四氯化碳灭火器 个 各10 17 各种管接头（变头） 个 各10 18 木大板 块 50 19 5、10吨手拉葫芦 个 各1 20 5吨千斤顶 个 2 第五条、建立矿井防治自然发火工作检查制度及防治自然发火预测预报制度、对检查的问题或隐患及时采取措施处理。 第六条、新建矿井的所有煤层的自然倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位进行鉴定，生产矿井的新采区及延深新水平时，必须对所有煤层的自然倾向性进行鉴定，

防止采空区自燃发火设计方案及技术措施(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 防止采空区自燃发火设计方案及技术措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-3771-18 防止采空区自燃发火设计方案及技 术措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、采面生产接继情况： 20xx年度我矿正常生产时有二个回采工作面和5个掘进工作面，42201回采工作面10月正式开始回采，预计20xx年12月份底回采完毕，1005运输巷掘进工作面预计于20xx年12月与回风巷贯通，8101-1掘进工作面计划于20xx年4月下旬开始，于20xx年7月份形成工作面。 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、1003采煤面20xx年5月份投产，目前正在回采，计划20xx年5月份采完，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。

煤矿采空区在数值模拟中的处理方法

煤矿采空区在数值模拟中的处理方法 刘志河,马其华,曹建军 (山东科技大学资源与环境工程学院,山东青岛266510) [摘 要] 针对一般条件下的采空区,依据直接顶冒落和基本顶沉降的状况,将其划分为3个区域。通过现场观测得出的冒高经验公式和顶板冒落的碎胀值,在数值模拟中,作相应转化,划分出相应的区域,不同的区域采用不同的处理方式,使采空区更加接近现场条件。 [关键词] 采空区;数值模拟;模拟方法[中图分类号]O 241 [文献标识码]A [文章编号]1006 6225(2005)06 0004 02 A Si m ulativeM ethod of Gob in Nu m erical Si m ulation LI U Zhi he ,MA Q i hua ,C AO Jian j u n (Res ource&Environm ental Engi n eeri ng C ollege ,Shandong Un i versit y of Science &Techn ol ogy ,Q i ngdao 266510,C h i na) Abstrac t :B ased on the cond ition o f i m m ed i a te roo f fa lli ng and ma i n roof settle m en t ,directed t ow ard genera l cond ition ,the gob is d i v i ded into three areas .In nu m erical s i m u l ation ,correspond i ng d i v isi on i s done according to e m pir i ca l equation o f f a lli ng h i gh and the va l ue o f crack and s we lli ng .D ifferente process i ng m odes are adopted i n differente areas so that the gob is c l o ser to rea l conditi on .K ey word s :gob ;nu m erical s i m u l ation ;si m ulati ve m ethod [收稿日期]2005-07-18 [作者简介]刘志河(1980-),男,河北邯郸人,采矿工程专业硕士研究生,从事矿山压力与岩层控制方面的研究。 采场围岩的运移变形关系到工作面安全生产、顶板覆岩控制、顶板水防治等方面的问题。但是传 统的研究方法在应用上有很大的局限性,而且消耗的时间长、成本高,很难得到理想的分析结果。一些大型岩土数值模拟软件的开发,为采场覆岩问题研究提供了新的研究手段。由于还没有一套较好的专用于采场研究的软件,其他数值模拟软件在煤矿开采,特别是对采空区模拟方面存在很大的不足,使数值模拟在煤矿中的应用受到了很大的限制。 在一些有限元、有限差分等数值模拟程序中,如果没有对采空区进行一定的处理,就不可避免地使直接顶、基本顶及其覆岩在运动和传递力的方式上,与现场相比,发生了很大的变化。由此,数值模拟的计算结果就必然产生较大的出入。所以,有必要采取一定的手段,来弥补数值模拟研究方法上的这些不足。针对这些情况,本文在数值模拟中采空区处理方面做了一些有益地探讨。1 采空区区域划分 工作面推进后,随着支架的移动,直接顶开始冒落,然后基本顶岩梁断裂沉降将采空区冒落的岩层逐步压实。在推进方向上,根据基本顶岩梁沉降的程度和采空区中冒落的岩层的压实程度,可以把采空区分为3个区域,如图1 所示。 图1 采空区区域划分 区域 内基本顶岩梁尚未接触采空区内冒落的岩层,直接顶冒落的岩石松散堆积在采空区内;区域 内基本顶岩梁已经接触到采空区内冒落的岩层,是一个从基本接触到逐步压实的过度区域;区域!内基本顶岩梁基本沉降至最大值,采空区内冒落的岩层被压实,其中的应力已趋向于原岩应力。 据此,同样将数值模拟模型中的采空区也划分为这样3个区域。2 模型区域划分的原则 采场上方的岩层冒高有明显的规律性,在一定的采动条件下有确定的数值,不是不可捉摸的。一些现场实测研究了岩层弯曲沉降时的实际沉降值S A ,将S A 用采高表示,则 S A =K s ?h 式中,h 为采高;K s 是这些岩层在未冒落和未发生 4 第10卷第6期(总第67期) 2005年12月煤 矿 开 采CoalM i n i ng T echno l ogy V o1 10N o 6(Ser i es N o 67) Dece m ber 2005

防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施正式样本

文件编号：TP-AR-L3740 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施正式 样本

防止采空区自然发火的封闭及管理 专项措施正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 根据《贵州省煤田地质局实验室检测报告》鉴 定，我矿开采的XX煤层自燃倾向分类结论：三类， 不易自燃。但矿井必须以预防为主。为了防止采空区 自然发火，特制定防止采空区自然发火的封闭及管理 专项措施。 一、根据本矿实际，造成采空区自然发火的主要 因素有： 1、采空区浮煤多，氧化自燃发火。 2、瓦斯积聚达到爆炸条件后爆炸起火。 3、工作面的可燃材料在废弃后丢进采空区长时

间氧化自燃发火。 二、采空区主要防灭火措施 1、提高回采率，加快回采速度。回采工作面结束后，在45天内进行永久性封闭，以阻止残煤氧化自燃。 2、采取有效措施使整个采空区顶板冒落并压实，特别是切眼及停采线、各种煤柱附近，以减少漏风。 3、工作面的可燃材料在废弃后不能丢进采空区内，要回收到地面，防止废弃材料在采空区长时间堆积后氧化自燃。 4、加强通风管理，防止工作面和采空区瓦斯积聚。 5、采面上下尾巷随工作面推进及时采取临时封闭措施，减少采空区漏风。

预防采空区自然发火措施

预防采空区自然发火措施 1、采煤工作面生产前，必须编制防灭火设计。设计中要包括：监测手段、监测方法、监测内容、均压防灭火等内容，并严格按设计施工。措施，并严格按措施执行。 2、采掘工作面作业规程中必须有防止自燃发火的专项 3、按设计或作业规程要求向采煤工作面供风，必须定期进行测定和调节工作面风量，防止因风量过大造成采空区漏风。、提高回采工作面煤炭回采率，减少采空区的可燃物。 4、采煤工作面初采、收尾时，必须采取措施，使开采线、停采线的顶板冒落严实。 5、减少向采空区的供氧量，及时封闭通向采空区的巷道。 6、通风设施的位置选择必须合理，防止出现漏风，有利于预防自燃发火。 78、为了提高防火墙、密闭墙的严密性，必须进行掏槽和用不燃性材料构筑，使其起到有效的作用。9、施工防火墙时，必须留有观测孔和措施孔，以便于观测密闭内的气体成份和气温，了解其变化情况。10、按照监测制度每天检查一次封闭区，每天检查回采工作面上隅角气体浓度，若发现 CO、气温增加，氧气浓度发生变化或出现其它异常现象，应立即向矿总工程师汇报，进行处理。11、回采工作面及采空区作为防火管理重点，必须加强检查，通风科领导要经常性对、温度等情况，以便及时采取措施。必要 CO各个采空区密闭进行检查，利用仪器仪表监测 风通道，降低采空区氧含量。时研究采用喷浆、注氮、注胶特殊的措施堵塞裂隙，隔断漏 12、工作面采用上隅角挂挡风帘，采空区喷洒阻化剂、减少工作面浮煤等针对性措施防止自然发火，工作面日推进速度不得小于作业规程中防灭火规定的日推进速度，做好工作面的防火工作。通风科要指定专人充填地表裂隙情况，防止地表裂隙漏风。、 1314、通风科要严格执行自燃发火预测预报制度，通风技术人员必须认真审阅并报矿总工程师审批。15、通风科、监测中心要充分利用好安全监测系统，及时准确监测井下各地点的温度、CH4 及 CO 浓度，严格自然发火预测预报制度，努力做到超前预防，防火于未燃。对安全监测系统安排专人用标气定期调校，保证监测准确。对井下监测线路、接头等加强巡查和维护，保证系统完好。16、总工负责组织定期召开防火专题会，经常研究、讨论防火对策，分析解决防火工作中出现的问题。通风科要制定专门的防止自然发火的措施，并严格按照制定的安全技术 措施落实到现场。17、不得任意留设设计外煤柱。采煤工作面留顶煤开采时，必须制定专项防灭火措施，并严格执行。18、矿井防灭火采用黄泥灌浆系统及注氮系统控制工作面自燃发火问题，特根据矿井实际情况，特制定以下措施：1（）提高工作面回采率，减少采空区丢煤。量要根据老塘浮煤情况进行，）从刷面开始对采空区浮煤进行阻化，开始时阻化2（． 后期放顶煤时，要每循环进行阻化。（3）每隔 10m 在上、下隅角用黄土、沙袋、粉煤灰或用添加阻化剂的碎煤袋砌 4-6m 。宽挡风墙，厚度 1.0-1.5m）架后出现高温点时用压力泵注防灭火剂。（4气体时，就开始注入氮气。注氮时按专项措施执行。）在采空区出现 CO （5 6）回采过程中，要对上、下隅角落煤重点阻化。（（7）要提前对上、下巷道帮顶四周用放灭剂进行阻化，对高冒点、高温点彻底阻化处理，防止这些长期暴露氧

预防煤层自然发火安全技术措施正式样本

文件编号：TP-AR-L6937 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 预防煤层自然发火安全 技术措施正式样本

预防煤层自然发火安全技术措施正 式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 煤矿井下的火灾有两种：一种是内因火灾，即由 于煤炭自燃着火引起的火灾；另一种是外因火灾，即 由于外部火灾，如电气明火、油脂着火、机械摩擦、 电焊、放炮、吸烟等各种明火及瓦斯煤层爆炸引起井 下支架、背板、皮带、电缆、煤炭等可燃物着火引起 的火灾。 目前我矿矿区内有可采煤层2#、5#、6#共三 层，属于高瓦斯突出矿井。为了预防煤层自燃发火， 特编制本安全技术措施，望各单位遵照执行。 第一章：防治矿井外因火灾安全技术措施

1、矿井的所有地面建筑、煤堆、矸石堆、木料场等处要指定防火措施和制度，并必须符合国家有关防火的规定。木料场、矸石堆、炉灰场距离进风井不得小于80m，木料场距离矸石堆不得小于50m。不得将矸石堆或炉灰场设在进风井的主导风向上风侧，也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷范围内。矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。 2、矿井均必须按《煤矿安全规程》的要求设计和建立地面消防水池和井下消防管路，并在矿井、水平和采区投产同时投入使用，并保证供到用水点，管中的水压不低于4kg/m2，水量不小于0.6m3/min。地面消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。 3消防管路的下列地点必须设置三通和阀门：

预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火措施

预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火安全技术措施 为预防井下采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火事故的发生，确保矿井的安全生产和职工的生命财产安全，特制定如下安全技术措施。 一、预防采空区自然发火 （一）回采期间 1、回采管理 （1）要提高工作面回采率，回采中严禁丢底、顶煤，减少采空区遗煤量。木料等可燃材料应回收干净，不得埋入采空区。 （2）利用工作面风巷埋设的防火灌浆管路对采空区进行随采随灌。 （3）工作面距停采线最后40m范围内，保证机、风巷均衡回采，防止因局部推进迟缓而造成采空区自然发火。 （4）到工作面停采时，生产单位要打开支架的侧护板，同时要保证联网质量及支架的初撑力，收作铺网要保证延至架后，落地压茬为准，有效防止采空区漏风。 2、隅角管理 （1）工作面上、下隅角必须充填背实，减少采空区漏风。 （2）当工作面回采至停采线60m后，采煤区每间隔10m施工一道隔离袋墙,对上、下隅角进行封堵。封堵范围：下隅角由机巷下帮至第1架架尾，上隅角由风巷上帮至最后1架架尾。至停采收作线，工作面机巷、风巷共施工隔离袋墙14道（机、风巷各7道）。已施工的隔离袋墙严禁拆除，以减少采空区供氧条件。 3、隔离袋墙设置要求 （1）施工隔离袋墙前，由采煤区提前联系通风区，通风区安排专人现场监督施工，保证施工质量符合要求。 （2）隔离袋墙采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，墙面竖缝要错开，逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，并与巷帮、顶板及架尾接实，保证四周封堵严密。

（3）在施工隔离袋墙前，必须对灌浆管（注氮管）进行确认，不得将灌浆（注氮管）预留管口封于隔离袋墙之中；管路要靠帮靠底，不得悬空。 4、职责划分及要求 （1）通风区加强采区主要风门监管、巡查与维护，确保通风系统稳定、可靠。采煤区要加强机、风巷的维护，保证通风断面，降低通风阻力。 （2）通风区在风巷距停采线80m处进一步加强灌浆管路管理。工作面每推进20m距离再加埋1趟50灌浆管路,（即分别在80m、60m、40m和20m的位置加埋一趟灌浆管路），并及时利用所埋灌浆管路，对采空区进行灌浆，消除采空区浮煤的蓄热环境；在机巷距停采线80m、60m、40m和20m位置各加埋一趟注氮管路，以便于发现发火隐患时，可以及时利用管路进行注氮消除隐患；距停采线20m时在工作面每10架架间埋设一根防火措施管，延至架前挂牌管理。 （3）在埋设工作面的灌浆、注氮管路时，采煤区要保证上、下隅角留有足够空间，并将埋设管路路线预先清理好，为铺设灌浆、注氮管路创造施工条件。 （4）通风区对延接好的灌浆、注氮管路进行编号、挂牌管理，牌板字迹清晰明显，易于识别。生产单位负责保护好管路，严禁浮煤、碎矸掩埋灌浆、注氮管路，发现损坏时，立即汇报处理。 （5）工作面风巷迈步式压埋2趟检测束管，迈步步距为20m，距停采线20m时在下隅角加埋一路取样检测束管，编号、挂牌管理。铺网结束前，瓦斯检查工每班通过束管对采空区气体情况进行检测，每周取气样进行化验分析。 （二）收作期间措施 1、通风及瓦斯管理 （1）通风区在收作前负责指定机、风巷局部通风机安装位置，保运区负责将局部通风机安装到位，做到“三专三闭锁”。 （2）工作面拆除期间，施工单位必须保证留巷有效通风断面不

采空区自然发火“三带”的数值模拟研究

采空区自然发火“三带”的数值模拟研究 王浩1魏威2 （1、江苏省徐州机电工程高等职业学校，江苏徐州2210112、江苏徐州矿务集团生产技术部，江苏徐州221001） 划分“三带”有三种标准，即以采空区内的漏风强度、氧气浓度和温度分布来划分。本文研究某矿2324工作面采空区温度的变化规律，不宜作为划分“三带”的指标，因此结合前两项指标，利用数值计算方法研究采空区遗煤漏风状态和氧气浓度分布，分析采空区自然发火的危险性，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。 1工作面概况及相关参数 1.12324工作面概况 2324面位于-700m水平西二采区，开采煤层为下石盒子组3煤，为易燃煤层，自然发火期为3个月，最短时间只有46天，地面标高+32.1m，工作面标高-574~-625m。该面四周均为采空区，上部为2122面采空区，下部为13202面采空区，西部为2123面采空区，东部为1121面采空区。其中，13202面在收作期间采空区出现高浓度CO。2324工作面走向长530m，倾向长136m，煤层总厚0.1~3m，倾角8°，回采方式为高档普采。 1.22324工作面通风参数 按工作面倾向长度，平均间隔布置若干测点，每个测点埋设两个温度传感器和一根束管，并沿工作面倾斜及材料道布置一趟Ф50mm钢管，将温度引线和取样束管放置于钢管内，测温取样测点布置系统图，如图1所示。 对2324工作面通风参数测定结果如表1所示。 图1测温取样测点布置系统图 试验测得：进风道绝对压力：1065.3hPa，温度22.3℃，相对湿度55%，标高-606.7m，出口道绝对压力：1063.5hPa，温度24.6℃，相对湿度55%，标高-589.3m。 表12324工作面通风参数测定结果 1.3采空区数值计算基本物性参数取值 数值计算中的主要参数取值如表2所示。 表2数值计算中各主要参数取值表 1.4该矿采空区松散煤体孔隙率的取值 孔隙率是决定采空区漏风风流运动的重要参数，它直接关系到采空区渗流流场中气体的渗流强度。另一方面，孔隙率会影响到煤体的 传热性能，因此对煤的自然发火过程影响极大。采空区空隙系数较难 确定，一般采用物理相似材料模拟试验来确定。采空区内平均空隙率 在各 区一般不同，由该矿采空区岩层 调 查资 料取值如图2所示。 2工作面采空区自然发火的数值模拟 2.1概述 编制数值计算程序可以以多种程序语言来实现，诸如FORTRA N、C、C++等。而目前流行的工具语言MATLAB，内含丰富的函数库和工 具箱可以利用，避免了使用传统的编程语言一切要从零开始的困境。因发火的数值模拟计算。 为了研究方便，忽略垂直于工作面方向的流场变化，将整个采空区风流场看成二维渗流问题，研究图1所示的采空区域内（工作面长110m，采空区走向长400m）的风流流动规律。利用有限元技术将渗流区域分成一系列的三角形单元，网格划分图如图2所示，其中三角形单元数5632个、节点数2921个。由于采空区距工作面120m处以后，基本都处于窒息带，因此本文重点研究0~120m范围内的三带情况。 图3采空区模拟区域单元剖分图 2.2数值计算结果及“三带”划分 根据实际测量，2324工作面风量为487m3/min，两端压差为34.8Pa。利用有限元数值计算结果如图3和图4，分别为采空区在正常风量下漏风流线和等速线图，根据目前国内采用的确定“三带”范围的风速界限0.1~0.24m/min，得出2324工作面的可能自燃带的范围如图阴影部分所示。可见可能自燃带的范围：沿采空区中心线宽50m，起自距工作面10m处；沿采空区两侧宽42m，起自工作面18m处。此结果和由现场测试的结果基本吻合。 图4采空区漏风流场流线图图5采空区内漏风等速线图2.3采空区内氧气浓度分布规律 计算条件：初始氧浓度为新鲜空气中氧的摩尔浓度（体积浓度为21%）9.375mol/m3。新鲜气流温度为23℃，相应的松散煤体耗氧速度V0(T) 为0.68mol/（m3.h）。工作面边界取第一类边界，采空区其余边界取第二类边界。计算结果如图5所示。由图中可见，氧气浓度从进风侧向回风侧逐渐减小，其原因主要为漏风流中氧气逐渐和采空区遗煤结合，发生氧化反应所致。 2.4工作面风量对“三带”的影响 受工作面风量的影响，当风量发生变化时，自燃带的范围也随之变 摘要：本文利用有限元方法对某矿2324工作面采空区自然发火“三带”进行数值模拟研究，得出采空区三带范围，从而为制定采空区防灭火技术措施提供理论依据。 关键词：采空区；自然发火“三带”；数值模拟 测点编号风量（m3/min）测点编号风量（m3/min） 1 480 2 463 3 428 4 391 5 352 6 436 7 473 27--

煤矿采空区煤体自燃原因分析

煤矿采空区煤体自燃原因分析 火灾作为矿井生产中的常见灾害之一，对井下生产安全有着严重影响。根据相关统计显示，中国八成以上煤层存在自然发火倾向，矿井火灾总量中九成左右由煤炭自燃引发。通过对以往各大科研院校针对煤层自燃现象开展的各项研究的深入分析，可发现采空区煤炭自燃的出现主要受到煤层自燃倾向、煤体粒度、回采面推进速度、漏风量等因素影响。 1、煤层自燃倾向 煤炭自身就是典型的可燃物，其自身节理裂隙的发育又为O2提供了可依附的环境，使其能发生氧化并产生热量，当周围环境具备良好的聚热条件时，煤炭便会不断聚热升温，最终达到其着火点后便会发生煤炭自燃。通常来说，煤炭种类的不同使得其物理特性也存在相异性，因此将煤炭的吸氧能力作为其自燃能力的表征数据，在实际生产中可借助专业的监测设备，对所采煤层煤体吸氧能力进行测定，并结合其它辅助修正指标，可实现对煤炭自燃发火能力的有效确定，从而为井下火灾防治提供参考和指导。 2、煤体粒度 井下生产回采作业中，支架上部煤体会在支架的反复支撑中发生破碎，并在作业过程中难以避免地落入采空区内。此时，煤体破碎程度越大，落入采空区浮煤粒度越小，则其越容易发生氧化，进而引发自燃现象。 煤样粒径越小，其对O2的吸附能力越强，氧化并发生自燃的概率也越高。这不仅解释了破碎煤体与采空区浮煤容易发生自然发火现象的原因，同时也为更加有效认识和防范采空区浮煤自燃提供了理论指导。 3、回采面推进 通过对回采面漏风量、推进距离、采空区温度等数据的监测显示，采空区内温度的变化同回采面的推移距离存在一定关系。当回采面正常推移时，采空区内浮煤的氧化升温时间相对有限，温度未达到着火点便随着回采面的推移而进入窒息带。但当回采面推移无法正常开展或速度较慢时，采空区浮煤便会长时间置于氧化升温带，从而持续增温至着火点，诱发自燃发火现象。通常，在生产作业时，遭遇断层、褶曲等特殊地质条件时，回采面推移必然会放慢速度，这便会导致此时采空区火灾的发生几率大幅提升。 预防为主一直是采空区火灾防治的基础原则。有效落实预防为主的原则，必须充分借助先进的科学技术，针对采空区自然发火的条件和原因，构建相应的自然发火措施。徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。

防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施

防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施根据《贵州省煤田地质局实验室检测报告》鉴定，我矿开采的XX煤层自燃倾向分类结论：三类，不易自燃。但矿井必须以预防为主。为了防止采空区自然发火，特制定防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施。 一、根据本矿实际，造成采空区自然发火的主要因素有： 1、采空区浮煤多，氧化自燃发火。 2、瓦斯积聚达到爆炸条件后爆炸起火。 3、工作面的可燃材料在废弃后丢进采空区长时间氧化自燃发火。 二、采空区主要防灭火措施 1、提高回采率，加快回采速度。回采工作面结束后，在45天内进行永久性封闭，以阻止残煤氧化自燃。 2、采取有效措施使整个采空区顶板冒落并压实，特别是切眼及停采线、各种煤柱附近，以减少漏风。

3、工作面的可燃材料在废弃后不能丢进采空区内，要回收到地面，防止废弃材料在采空区长时间堆积后氧化自燃。 4、加强通风管理，防止工作面和采空区瓦斯积聚。 5、采面上下尾巷随工作面推进及时采取临时封闭措施，减少采空区漏风。 三、其它有关安全管理措施 1、合理布局通风设施位置，尽量避免井巷与采空区贯通。 2、每周至少检查一次采空区的密闭情况，测定一次采空区回风巷道和可能发热地点的温度和风量，并对采空区空气试样进行分析，每15天至少检查一次废弃巷道的密闭情况。 3、采煤工作面必须严格按照作业规程要求进行作业，不向采空区丢煤或少丢煤，采高必须严格控制，不留顶煤或底煤，端头及工作面的浮煤应清扫干净，不得遗留到采空区。 4、与采空区相关联的巷道，必须设置永久密闭与采空区隔离。

矿防治自然发火管理规定

某矿防治自然发火管理规定我矿属二级自然发火矿井，煤层自然发火期只有3~6个月，为确保矿井安全生产，加强防治自然发火管理，根据《规程》及《矿井防灭火规范》要求，特制订本规定。 第一条矿井必须建立健全防火灌浆系统 1、13-1煤层工作面回采前必须提前接齐灌浆管路并和工作面同时移交生产，没有灌浆管路的工作面不得生产。 2、采区灌浆干管直径不得小于108mm，工作面灌浆管直径不得小于50mm，灌浆管路由机电安装工区负责安装，并每旬检查一次，发现问题及时处理，检查要有记录。 3、地面灌浆站采用机械搅拌，黄土制浆，必要时添加阻化剂，保证灌浆质量，土水比不小于1:5。

4、13-1煤层回采工作面（包括分层开采的底分层工作面）都必须进行随采随灌，因故三天不能灌浆时，必须经生产矿长批准 停灌报告。 5、分层开采的底区工作面在回采前必须进行打钻补浆，并 有专门的防火措施。 6、回采面收作后，必须及时撤出设备，综采设备在40天 内拆除完毕普采、炮采设备在15天内拆除完毕，通风区在规定时间（1.5个月）内封闭、灌浆。 7、封闭墙施工要有安全措施，施工时要保证质量，确保严 密不漏风，墙外巷道加强支护并清理干净，封闭墙体要留有观察孔、灌浆孔，巷道口要设置棚栏警标，封闭墙实行图、牌、板和台帐管理。 8、新施工的采空区封闭墙要及时灌浆、灌满，并对井下所 有封闭墙进行补浆，减少采空区漏风。

9、井下所有人员要爱护灌浆设施，不准擅自关闭，损坏及 拆卸灌浆管路，影响正常灌浆。 第二条建立自然发火的预测与预报制度。 1、13-1煤层的回采工作面、收作面及其它有自然的煤柱、高冒处、均应建立自然发火预测预报，收集整理有关气温参数，井 下所有的封闭的墙都要由老硐检查工负责每周检查一次，检查内容：CH4、CO2、CO、气温、水温，每次检查都要有专门的记录，对13-1 煤层回采工作面上隅角及其它有自然发火隐患的地点，必须每周取 样化验分析，发现问题及时处理。 2、13-1煤层回采工作面回风流、各采区回风道安设CO监 测探头。 3、井下各工作地点严禁一氧化碳超限作业，当一氧化碳浓 度超过24PPM时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。如发现自然发火征兆（巷道温度、湿度增高、出现雾气、煤壁挂汗有煤油味、汽油味等），自然发火隐患或出现高温点（煤体氧化、温度上升至35℃以上、）都必须立即停止工作，采取措施进行处理。

瓦斯抽放条件下采空区流场数值模拟

瓦斯抽放条件下采空区流场数值模拟 摘要：针对采空区内埋管、瓦斯尾巷、高位瓦斯巷这三种采空区瓦斯治理方法，基于矿井通风理论、多孔介质渗流理论，建立了采空区流场计算模型，通过数值模拟，研究了三种瓦斯抽放方法的抽放效果以及对采空区流场的影 响范围，并为瓦斯抽放过程中的采空区火灾防治提供有效的建议。 关键词：采空区；瓦斯抽放；流场；自然发火；数值模拟 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号： 1006-4311（2015）13-0057-02 1 采空区瓦斯分布及运移规律 采空区内风流流动主要分为紊流区、层流区、静止区三个区域。每个区域空间大小主要由漏入采空区风量的大小、工作面长度、开采高度等因素决定的。由于采空区内气体流动缓慢，因此混合气体内瓦斯浓度的分布处于一种相对比较稳定的动态平衡状态，其具体表现为采空区瓦斯浓度由工作面向深部以及由底板向顶部冒落带方向上的逐渐增大，因此造成在采空区内存在着一个等瓦斯浓度的曲面梯度[2，3]。 由于在采空区内既有采动空隙，同时存在着原有围岩空

隙，因此瓦斯气体在采空区内的运动主要表现为煤块内解析、低雷诺数流动以及煤岩采动空隙系统内的大雷诺数流动[4]。在邻近层区域围岩空隙内的气体流动主要是单一的瓦斯气 体流动，而冒落带内则是空气与瓦斯混合气体的流动。 2 采空区流场数学模型 2.1 理想混合气体状态方程 采空区内的混合气体由瓦斯、空气组成，在混合气体中，为方便简历模型，首先假设气体分子没有体积，各分子之间也无作用力，即将其假设为理想气体，由各种理想气体混合在一起所形成的气体即为理想混合气体。 理想混合气体的状态方程： 式中：P为外界绝对压力，Pa； V为混合气体的体积，m3； m为混合气体的质量，kg； M为混合气体的摩尔质量，kg/mol； R0为普适气体常数，R0=8.31J/（mol?K）； T为外界绝对温度，K。 2.2 采空区混合气体流动方程 将采空区内空隙视为连续的渗流空间，通过引入空度因子，并忽略各组分气体由于分子质量不同所引起的气体密度变化与紊流效应，然后运用质量守恒定律、N-S方程，推导 可得：

自然发火防治的现场安全管理正式样本

文件编号：TP-AR-L8118 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 自然发火防治的现场安全管理正式样本

自然发火防治的现场安全管理正式 样本 使用注意：该管理制度资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 (1)采区巷道是否布置在煤层中，有无防火措 施。 (2)是否采用后退式布置工作面。 (3)对旧巷道是否认真处理。 (4)巷道冒顶是否处理。 (5)三角点是否处理。 (6)工作面结束后是否处理。 (7)采区结束后是否在45天内进行永久性封闭。 (8)采区内有无超过30℃的高温地段，是否处 理。

(9)气体分析是否经常进行。 (10)对隐患地点是否经常注水，能否起作用。 (11)是否采用注氮防火，注氮的浓度是否在97%以上。 (12)灭火管路接设是否满足要求，平时堵管口有无异物或煤块在管内。 (13)是否采用束管监测，其探头位置是否合适。 (14)是否利用束管监测来分析自然发火规律，有问’题是否及时处理。 此处输入对应的公司或组织名字 Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here

预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火措施

预防采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火安全技术措施为预防井下采空区、冒高处、煤柱破坏区自然发火事故的发生，确保矿井的安全生产和职工的生命财产安全，特制定如下安全技术措施。 一、预防采空区自然发火 （一）回采期间 1、回采管理 （1）要提高工作面回采率，回采中严禁丢底、顶煤，减少采空区遗煤量。木料等可燃材料应回收干净，不得埋入采空区。 （2）利用工作面风巷埋设的防火灌浆管路对采空区进行随采随灌。 （3）工作面距停采线最后40m范围内，保证机、风巷均衡回采，防止因局部推进迟缓而造成采空区自然发火。 （4）到工作面停采时，生产单位要打开支架的侧护板，同时要保证联网质量及支架的初撑力，收作铺网要保证延至架后，落地压茬为准，有效防止采空区漏风。 2、隅角管理 （1）工作面上、下隅角必须充填背实，减少采空区漏风。 （2）当工作面回采至停采线60m后，采煤区每间隔10m施工一道隔离袋墙,对上、下隅角进行封堵。封堵范围：下隅角由机巷下帮至第 1 架 架尾，上隅角由风巷上帮至最后1 架架尾。至停采收作线，工作面机巷、风巷共施工隔离袋墙14道（机、风巷各7道）。已施工的隔离袋墙严禁拆除，以减少采空区供氧条件。 3、隔离袋墙设置要求 （1）施工隔离袋墙前，由采煤区提前联系通风区，通风区安排专人现场监督施工，保证施工质量符合要求。 （2）隔离袋墙采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，墙 面竖缝要错开，逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，并与巷帮、顶板及架尾接实，保证四周封堵严密。 （3）在施工隔离袋墙前，必须对灌浆管（注氮管）进行确认，不得将灌浆

（注氮管）预留管口封于隔离袋墙之中；管路要靠帮靠底，不得悬 空。 4、职责划分及要求(1)通风区加强采区主要风门监管、巡查与维护，确保通风系统稳定、可靠。采煤区要加强机、风巷的维护，保证通风断面，降低通风阻力。 (2)通风区在风巷距停采线80m处进一步加强灌浆管路管理。工作面每推进20m距离再加埋1趟DN50mi灌浆管路，(即分别在80m 60m 40m和20m的位置加埋一趟灌浆管路)，并及时利用所埋灌浆管路，对采空区进行灌浆，消除采空区浮煤的蓄热环境；在机巷距停采线80m、60m、40m和20m位置各加埋一趟注氮管路，以便于发现发火隐患时，可以及时利用管路进行注氮消除隐患；距停采线20m时在工作面每10架架间埋设一根防火措施管，延至架前挂牌管理。 ( 3)在埋设工作面的灌浆、注氮管路时，采煤区要保证上、下隅角留有足够空间，并将埋设管路路线预先清理好，为铺设灌浆、注氮管路创造施工条件。 (4)通风区对延接好的灌浆、注氮管路进行编号、挂牌管理，牌板字迹清晰明显，易于识别。生产单位负责保护好管路，严禁浮煤、碎矸掩埋灌浆、注氮管路，发现损坏时，立即汇报处理。 (5)工作面风巷迈步式压埋2趟检测束管，迈步步距为20m距停采线20m 时在下隅角加埋一路取样检测束管，编号、挂牌管理。铺网结束前，瓦斯检查工每班通过束管对采空区气体情况进行检测，每周取气样进行化验分析。 (二)收作期间措施 1 、通风及瓦斯管理 ( 1)通风区在收作前负责指定机、风巷局部通风机安装位置，保运区负责将局部通风机安装到位，做到“三专三闭锁”。 ( 2)工作面拆除期间，施工单位必须保证留巷有效通风断面不低于3m；控制工作面风量在500nVmin左右，并满足回风流甲烷浓度不超过0.3%、温度不超过26C 的要求。 ( 3)施工单位要管理好通风设施，严禁人为损坏，通风区加强维护。 （4）当工作面负压通风不能满足要求时，必须开启进、回风侧局部通风机，施工单位必须安设专职司机看管局部通风机。

防止自然发火设计

肥城白庄煤矿有限公司防止煤层自然发火设计 编写：姜庠洲 技术科： 安监处： 总工程师： 时间：2012年7月15日

白庄煤矿防止煤层自然发火设计 一、矿井概况 肥城白庄煤矿有限公司（以下简称白庄煤矿）位于山东省肥城市境内，肥城煤田的西部，隶属于山东能源肥城矿业集团公司。白庄煤矿1979年1月建成投产，原设计能力为30万t/a， 1998年扩建后设计生产能力为90万t/a，2011年核定生产能力为140万t/a。井田面积15.0698km2，现有可采储量2451.2万t。 矿井开拓方式为立井多水平分区开拓，分三个水平，-150m水平现已收缩完毕，无采掘活动。-250m水平和-430m水平为生产水平，-250水平开采煤层为3煤层，-430水平主要开采7、8、9、10煤层。采煤方法为走向长壁后退式，全部垮落法管理顶板。 矿井通风方式为中央边界抽出式。新、老副井进风，南、北风井回风。南风井安设两台型号为FBCDZ№28型轴流式通风机，北风井安设两台型号为FBCDZ№24型轴流式通风机。 全井共有五个可采煤层，即3、7、8、9、102煤层，平均厚度9.6m；井田内各可采煤层爆炸指数均在35～45%，具有爆炸危险。 根据《关于印发<2011年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果审查意见>的通知》，山东省肥城矿业集团有限责任公司白庄煤矿瓦斯绝对涌出量1.73m3/min,相对涌出量0.65m3/t，二氧化碳绝对涌出量9.77m3/min,相对涌出量3.64m3/t，为低瓦斯矿井。 二、煤层自然发火分析 根据煤炭科学研究总院抚顺分院2005年11月15日对该矿所提供的3、7、8、9、10煤的自燃倾向性鉴定结果，3、9、10煤属于Ⅱ类自燃；3煤层最短发火期试验为60天，9煤层最短发火期试验为66天，10煤层最短发火期试验为55天。

防治采空区自燃发火设计方案及措施

防治采空区自燃发火设计方案及措施 一、采面生产衔接情况： 我矿正常生产时有1个回采工作面，4201综采工作面预计2014年7月初结束回采。4202综采工作面预计2014年7月上旬正式开始回采，预计2015年7月份底回采完毕。 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、4202综采工作面2014年7月份投产，计划2015年7月份采完，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送自燃发火。 2、4201工作面采空区也存在有自燃发火的可能。 三、防治采空区自燃发火设计方案 （一）、概况： 现我矿主采4#煤层，自燃等级Ⅱ级，属自燃煤层，矿井采煤工作面采空区采用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶为防灭火方法，以及束管监测预报系统、传感器监测系统和人工检测的防灭火系统。 （二）、黄泥灌浆防灭火 灌浆防灭火技术已在我国有自燃发火危险的矿井中得到普遍应用，也取得了良好的效果。灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力。 1、灌浆防灭火特点 灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，

沿输浆管路借助于自然压差或泥浆泵输送到井下，然后通过钻孔或专门的灌浆引管向可能或已经发生自燃的区域灌注，以防止自燃火灾的发生或治理火区。其主要作用是（1）利用浆液的渗透作用和粘着力可使浆液覆盖在煤体表面，其中的固体物沉淀后可充填于浮煤缝隙之间，包裹浮煤，从而隔绝氧气与煤体的接触，防止氧化；（2）浆液中的水分有助于增加煤的外在水分，抑制煤自热氧化的发展，同时有利于已经自热煤体的散热。 灌浆防灭火技术在我国具有自燃发火危险的矿井得到了普遍应用，并取得了较好的防灭火效果，由于综放工作面开采的4-1号煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防灭火技术。 2、采用灌浆防灭火的适用条件 1、煤层为自燃-容易自然煤层。 2、煤层采用仰斜开采的方法。 由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法适用于本矿。但由于这种方法具有以下缺点：(1)浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限；(2)不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象；(3)易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。故综放工作面在使用时应与其他防灭火方法配合使用。 灌浆防灭火方法主要注重于“灭”，即煤层出现自燃发火征兆时而使用，若煤层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔7-10运行一次，以保证该系统的可靠性。 3、灌浆材料选择 灌浆材料必须满足以下要求： 1、不含可燃物或助燃物；