1、3105 综采工作面防灭火安全技术措施由于矿井开采布局调整,计划在 2014 年将 11#煤层作为下保护层进行开采,首采工作面为南一采区 3105 综采工作面,为确保安全高效开采,根据煤矿安全规程第二百二十八条规定,特制定该工作面防灭火安全技术措施。一、 南一采区概况南一采区煤层概况1、层间距南一采区 2#3#煤层间距为 1.7m18.0m,一般 1015m,平均12.0m。其中最小处位于 3212期与期交界的中部联巷与轨道巷交叉口一带,仅 1.7m,最大处位于南一下山 200 轨道巷南部的 376钻孔处,18m 左右。3#11#煤层间距 5465m 之间,平均 60m,变化较小。2、顶底板岩
2、性2#煤层顶、底板岩性煤层直接顶板岩性为粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩,厚 1.5m,岩石坚固性系数 46。煤层直接底板岩性为细砂岩、粉砂岩及泥岩,厚 1.98.8m,岩石坚固性系数 37。3#煤层顶、底板岩性煤层顶板:煤层仅在局部地段发育一层泥岩或粉砂质泥岩伪顶,厚 0.010.5m。煤层直接顶板为泥岩、粉砂岩、细砂岩和中砂岩,厚1.13.6m。岩层坚固性系数 38,受地质构造作用,煤层直接顶板岩性产生裂隙,破坏比较严重。基本顶为细砂岩、中砂岩,厚 8.7m,岩石坚固性系数 79。煤层底板:直接底板岩性为泥岩、砂质泥岩、细砂岩,厚1.07.8m,岩层坚固性系数 37。受地质构造作用,每次呢感底板变
3、化较大,一般呈团块状,在层滑构造发育区段,泥岩底板遭受破坏呈碎块状和鳞片状。煤层老底为细沙眼内和中砂岩,厚度 3.0m,分布均匀且稳定,岩石坚固性系数 68。11#煤层顶、底板岩性煤层顶板:直接顶板以石英砂岩为主,厚 2.512.16m,岩石坚固性系数 811,局部存在 1.0m 以下的粉砂岩、砂质泥岩伪顶。底板岩性为铝质泥岩、粘土泥岩,厚 1.46.4m,下距奥灰岩顶面1324m,平均 18m,坚固性系数 45。3、瓦斯地质:南一采区 2#煤瓦斯含量较小,平均 0.63 m/t,但 2#3#煤层间距较小区域(3212、期工作面分界的中部联巷一带) ,由于 3#煤层瓦斯沿裂隙上涌,造成局部 2
4、#瓦斯涌出量较大。3#煤层平均瓦斯含量 6.87m/t,一般 410m3/t。由于 3#煤层为煤与瓦斯突出煤层,应做好采掘期间瓦斯防突管理工作。根据巷道揭露情况可知,在采区中部南一 285 轨道巷 2#、4 #横穿一带 3#煤层瓦斯含量大,有喷孔现象,分析为区域地质构造应力集中造成。该处揭露 3#煤层顶板大型挠曲构造,为南西北东向挤压应力造成。11#煤层平均瓦斯含量 5.56 m/t,一般 37 m/t。在南一采区 3105 下斜巷掘进构成中,发现巷道瓦斯及硫化氢涌出量大,分析下部 11#煤层瓦斯在该处形成区域富集,通过岩层裂隙涌入工作面。4、11#煤自燃情况11#煤层在本区未发现自燃现象。2
5、013 年经重庆煤科院对南一采区 11#煤鉴定,结果为类自燃煤层(报告未出) 。自燃发火期参照象山矿井 5#煤层,61 天。5、11 #煤含硫情况含硫情况:采区 11#煤层含硫在 2.228.41%,平均 4.78%,属于特高硫煤。从硫份含量等值线图上可以看出本区深部含硫一般高于浅部。煤中的硫份赋存状态可分为三种:有机硫(SO.d) 、硫化铁硫(SP.d) 、碳酸岩硫(SS.d) ,其中有机硫、硫化铁硫含量较高。6、11 #煤开采历史情况我矿在平峒累计开采工作面 12 个,均为沿倾向布置的条带工作面,标高上部为 447m,下部为 340m。目前平峒已经回采结束,回采中未发现自燃及其他异常情况。
6、南一采区通风概况南一采区由南一主扇担负通风任务,进风井筒主要为 3#井、4 #井、平二大巷,回风经总回进入风井排出,风量 8255m3/min,负压3904Pa。主要为两个采面(2 #煤、3 #煤) 、六个掘进面、硐室及其他巷道供风。二、3105 工作面概况概况3105 工作面 11#煤层底板标高上部为 327m,下部为 245m,累计高差 82m。轨道巷略高于运输巷 5m。工作面煤厚 1.83.5m,平均2.65m。主要表现为上部较厚,中下部较薄的特点。11#煤层直接顶板岩性以石英砂岩为主,局部表现为中细砂岩,厚 2.2712.0m,浅灰 灰白色,部分为伪顶,厚 0.20.6m,泥质及泥灰质
7、胶结。石英砂岩抗压强度 548kg/cm3,抗拉强度 78kg/cm3,抗剪强度 355kg/cm3,普氏系数 9.0。直接底板泥岩、粉砂岩岩性,抗压系数 351kg/cm3,抗剪强度73kg/cm3,吸水率 2.15%,普氏系数 4.59。工作面绝对瓦斯含量为 4.56.5m3/t,平均 5.5m3/t。具有倾斜上部相对较小,倾斜下部相对较大的特点。11#煤层煤种为贫煤,3105 工作面煤层灰份含量 1525%,平均20%,具有倾斜上、下部大,中部小的特点,硫份含量 45.5%,平均4.8%,具有倾斜上部大,下部小的特点。工作面参数1、3105 工作面采用倾斜长壁采煤法;综采工艺;全部垮落法
8、;两顺沿倾斜方向布置,可采长度 713 米;切眼沿走向布置长度 180米。2、3105 工作面两顺巷道均采用 13.8m(净宽 4.6m净高3.0m)矩形断面;切眼采用 15.6 m(净宽 6.0m净高 2.6m)矩形断面。工作面平均采高 2.6 米。3、3105 工作面采用沿空留巷柔模墙技术,模墙尺寸为 2m(厚)3m(高)3m(长) 。3105 工作面瓦斯治理采用风排加抽采的方式。风排采用“Y”型通风,配风量在 1200m3/min(工作面 900 m3/min,轨道巷 300 m3/min) ;瓦斯抽采采用顶板岩巷、采空模墙压管方式。6.04 灰岩奥陶系 峰峰组地 层统 组柱状1:500
9、层厚(m) 岩石名称粉砂岩 2.00.85 2#煤山西组下二叠统 1.27 粉砂岩6.7 细砂岩砂质泥岩 3.6 中砂岩2.75.45 3#煤 1.89 粉砂岩 10.33 细砂岩 4.3 石英砂岩上石炭统太原组9.82 砂质泥岩 21.67 石英砂岩 砂质泥岩6.3 石英砂岩4.0311#煤3.2 1.17 泥岩10.84 粉砂岩石英砂岩 3.51 本溪组 3105 工作面综合地质柱状图三、防灭火技术方案气体检测1、煤层着火主要检测的气体是 CO。由于工作面采用留巷支护,采用在模墙中部压设 4 寸管路(带阀) ,每隔 60m 一个,深入采空即可。每班由瓦检员打开 4 寸管阀门对采空内的 CO
10、、温度情况进行人工检测一次。2、在线监测:在工作面模墙口、回风口及回风巷长度超多500m 后增设一个 CO 传感器,以达到在线监测 CO 变化情况。并在回风增设一个温度传感器,以达到随时监测回风温度变化情况。工作面推进度根据其他矿资料及韩城矿业象山矿井资料,暂定 3105 工作面采空氧化升温带宽度为 120m,按煤层自燃发火期 61 天计算,要求工作面每天至少推进 2m,每月推进度不得低于 60m。方案以黄泥灌浆为主、煤层注碱水方法为辅的综合防灭火技术方案,1、黄泥灌浆地面建设灌浆站,厂址选择在平硐工业广场 3#井附近,标高+447m,灌浆能力配 50m3/h,主管路选用直径 5 寸(也可与工
11、作面 4寸支管同尺寸)的铁质即可。灌浆时采用自流(与工作面高差在120m202m)或加压均可(加压时,灌浆能力可提高至 100m3/h) 。本方案采用自流即可满足。黄泥灌浆优点在于原材料取用于上体黄土与水混合一定比例后,通过管路进入井下,实施随采随灌的方式,预防火灾。具体方案为在地面建立灌浆站(平硐工业广场靠近 3#井筒) ,管路通过 3#井+290m 水平+280m 大巷11 #煤轨道上山联巷3105 轨道巷(3105 运输巷)采空,管路暂定为 4 寸铁管,采取随采随灌的方式。在 3105 工作面运输巷、轨道巷沿负帮各铺设一趟 4 寸灌浆管路,对轨道巷侧工作面推采后切眼位置模墙上压设第一个
12、4 寸管路与轨道巷内灌浆管路对接,管路伸入采空不得低于 500mm,而后每隔 30m压设一根管路。开启阀门从运输巷、轨道巷同时对采空进行灌浆一次,每次时间不得低于 24 小时。灌浆后的排水措施:工作面由于均采用仰采,灌浆后,水可通过采空从切眼自流至下部+285m 水平或+185m 水平,然后通过水沟(或模墙下部预留口)自流至水仓排出地面,确保工作面安全生产。2、煤层注碱水利用轨道巷超前 20 米范围内的本煤层钻孔进行深孔注碱水来治理在 3105 轨道巷距离切眼 20 沿巷道正邦布置顺层钻孔,钻孔与巷帮垂直,距离巷道底板 1.5 米,仰角 1-2,偏角 5,孔深130m,钻孔间距 5m.四、安全
13、防护措施下隅角及模墙口堵漏。在工作面的下隅角及模墙口每生产班移架后采用煤袋子封堵。具体要求为:底板用黄土垫底,每层煤袋子之间铺 100mm 黄土,顶部用黄土填实,墙体厚度不小于 600mm,砌好后用黄土勾缝堵漏。构筑防火门。在 3105 运输巷、轨道巷两巷停采线至巷道口之间、在下部回风与全风压混合处前 20m(原则不留岔口巷道) ,选择顶板支护完好的地点各设置一道防火门,防火门采用插板式设计(横插) ,墙体厚度800mm,中部留槽,所需木板尺寸与防火门墙体配套,厚度 30mm,宽度 300mm,用白铁皮包好后,上架码放在防火门墙体附近备用(设计见附图) 。风量配备。作面配风量不低于 900m3/min,轨道巷配风不低于 300 m3/min,满足风排瓦斯要求的同时,尽量减少采空漏风。采空密闭。采空密闭满足防爆墙要求的同时要便于观察采空内情况。采用双墙之间充填不燃性材料,单墙厚度不低于 1m,墙体间距 3m。墙体留有观察孔及气体检测孔。暴漏煤体喷浆。对于“Y”型回风巷道负帮暴漏煤体,在工作面每推进 30m 时,进行喷浆封堵一次,减少煤体暴漏面