峁底矿13101综放工作面防灭火技术方案.doc

山西华润联盛峁底煤业有限公司特厚易自燃煤层综合放顶煤工作面防治煤炭自然发火技 术 方 案山西华润联盛能源投资有限公司安徽建筑大学2012年2月目 录一、矿井概况 1二、兼并重组前各矿井开拓生产情况 2三、13101综放工作面概况 5四、13101综合放顶煤工作面防灭火技术方案 94.1 总体思路 94.2 回采期间的煤火监测和防火技术方案 104.2.1 自然发火监测 104.2.2 工作面正常回采期间采空区自燃预防 114.2.3 工作面在停采期间采空区自燃预防 124.2.4 工作面临时停采的防火措施 134.2.5 通风系统管理 14五、应急准备 14六、工作面煤层自然防灭火应急预案 166.1 工作面CO气体超限应急方案 166.2 巷道CO超限应急方案 166.3 巷道自燃火灾应急方案 176.4 采空区自燃火灾应急方案 176.5 远距离采空区自燃灭火方案 186.6 旧巷自燃形成的火灾应急方案 19附件1：所需设备及材料明细表 20附件2：黄泥灌浆防火中胶体材料的应用 20一、矿井概况山西华润联盛峁底煤业有限公司由原兴县乔家沟煤矿、原山西兴杭隆矿业有限公司、原山西峁底煤业有限公司、原山西兴县王家崖煤业有限公司兼并重组而成，位于兴县城东南5km处，行政区划属于兴县奥家湾乡管辖，生产规模90万t/a。

井田位于河东煤田北部东边缘，南北长3.240km，东西宽2.340km，面积为5.5105km2批准开采13号煤层，深度由标高1060m至820m井田北部与山西华润联盛车家庄煤业有限公司相邻，西、东、南面无煤矿本区属于中低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，形成近南北向的山梁及沟谷井田总体地势南部高北部低，最高处位于井田中部，海拔+1234.90m，最低处位于井田北部，海拔+1028.00m，最大相对高差206.90m井田属于黄河流域蔚汾河水系，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村，全长81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村注入黄河，年径流量为0.621亿m3井田内无河流等地表水体，各沟谷平时干涸无水，为雨季泄洪通道井田内可采煤层为太原组13号煤层，位于太原组中下部，上距8-2号煤层72.69m，煤层厚度11.82-12.44m，平均12.08m，结构复杂，含1-5层夹矸，夹矸厚度为0.08-0.70m，一般为0.20-0.50m，岩性为泥岩煤层在井田东部被剥蚀，赋煤区稳定可采煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩13号煤层为低灰-中灰、中硫-高硫、高热值之气煤；属于低瓦斯煤层，瓦斯分带属N2-CO2带；挥发份为33.60%，硫为0.99%，煤的吸氧量为0.72cm2/g，自燃倾向性等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层，13号煤层的自燃发火期为3-6个月；火焰长度为30mm，抑制煤尘爆炸性最低岩粉量40%，鉴定结论煤尘具有爆炸性。

山西华润联盛峁底煤业有限公司属低瓦斯矿井，矿井正常涌水量预计2250m3/d，最大涌水量6000m3/d，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g兼并重组后，利用原山西峁底煤业有限公司主斜井为主斜井，在其西北约50m处开拓一斜井作副斜井，原回风立井仍作风井，以原山西兴杭隆煤业公司井田西部为首采区布置工作面二、兼并重组前各矿井开拓生产情况山西华润联盛峁底煤业有限公司由原兴县乔家沟煤矿、原兴杭隆矿业有限公司、原山西峁底煤业有限公司、原山西兴县王家崖煤业有限公司整合而成现将参与整合的煤矿生产建设情况分别叙述如下：1、山西兴县王家崖煤业有限公司该矿1986年建井，1990年投产，设计生产能力30万t/a，批准开采13号煤层，实际生产能力30万t/a开拓方式为斜井开拓（其井筒特征见表2-1）主井、副井砌碹、运输大巷锚喷，主井担负着提升、行人、进风、下料等任务，副井回风兼作人行出口，采煤方法为高档普采放顶煤，工作面悬移支架支护，顶板管理为全部垮落法矿车提升到井底车场，绞车串车提升，抽出式分区通风，风机型号为FBCZ-NO13，55kW，风量20.2-27.4m3/s矿井正常涌水量100m3/d，最大涌水量150m3/d。

表2-1 井筒特征表特征名称坐标斜长（m）坡度方位XY高程（H）主斜井.08.3911002951830风井（斜井）.08.391058135352852、山西兴杭隆矿业有限公司为奥家湾乡车家庄村村办矿，1979年建井，1981年投产，开采13号煤层，1996年由车家庄南煤矿和屈家沟煤矿联营改造而成，联营改造设计生产能力15万t/a，实际生产能力为15万t/a采用斜井开拓，走向长壁式采煤方法，高档放顶煤，工作面刮板机运输，大巷皮带运输、绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井正常涌水量300m3/d，最大涌水量为380m3/d矿井为低瓦斯矿井煤尘具有爆炸性，属自燃煤层表2-2 井口坐标井筒XYH主斜井.08.381041.70副斜井.08.381048.703、山西峁底煤业有限公司1993年建井，一直未正式生产，只在试产时形成两处采空区2004年开始改扩建，属基建井，生产规模15万t/a，批采煤层13号煤层，井田面积1.4888km2开拓方式为综合开拓，主副井为斜井，风井为立井通风方式为中央并列式井田内的采空区，为原矿井房柱开采煤层煤尘具爆炸性，煤的自燃倾向性为易自燃煤层，自燃发火期3-6个月。

矿井正常涌水量370m3/d，最大涌水量为400m3/d表2-3 井口坐标井筒XYH主斜井.95.401053.000副斜井.68.561075.878回风立井.45.571072.8784、兴县乔家沟煤矿1984年建井，1989年投产，设计能力6万t/a，生产能力6万t/a,批采13号煤层，井田面积0.7709km2开拓方式为斜井开拓，采煤方法短臂式，炮采落煤通风方式为中央并列式，煤层煤尘具有爆炸性，煤的自燃倾向性为易自燃矿井正常水量360m3/d，最大涌水量400m3/d根据井下揭露和实测，井田内无古空区各整合矿井采空区分布如下：原乔家沟煤矿井田范围有4处采空区，位于该井田的中、北部原山西兴杭隆矿业有限公司井田范围东部全被采空，形成连续成片采空区原山西峁底煤业有限公司有2处采空区，位于其井田范围东、东部原山西兴县王家崖煤业有限公司6处采空区，位于其井田范围的北部，采空区面积较大山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司是由原兴县车家庄煤矿、原山西兴县东坡煤业有限公司、原山西兴县程家沟煤业有限公司整合而成，其中原兴县车家庄煤矿与本井田最近1、原车家庄煤矿建于1957年，1958年投产，批准开采13号煤层，井田面积3.1197km2，生产规模21万t/a。

开采方式为混合开拓，采煤方法走向长壁式炮采落煤多年生产已在该井田范围中东部形成大面积采空区经调查，该矿边界与本井田边界相距300m以上，无越界开采现象2、原山西兴县程家沟煤业有限公司建于1992年，一直未投产，批准开采13号煤层，井田面积0.9750km2，设计生产规模30万t/a矿井开拓方式为斜井开拓，走向长壁式炮采落煤，未正式生产，试生产时形成2处采空区3、原山西兴县东坡煤业有限公司，1958年投产，批准开采13号煤层，井田面积1.0000km2，生产规模6万t/a矿井开拓方式为斜井开拓，采煤方法为走向长壁式炮采落煤多年生产已形成5处采空区三、13101综放工作面概况13101工作面位于西采区北翼，走向长1360m，倾向长160m，面积m2西临乔家沟煤矿，东部为13208工作面，现已经成为采空区工作面标高+884.8~+896.7m，地面标高+1164.7m地表为黄土沟梁，峁底村耕地工作面沿13#煤层底板回采，煤层整体赋存较稳定，煤层层理节理发育，无断层等地质构造揭露，厚度在11.8～12.32m之间，平均厚度为12.06m；其中含2-4层夹矸，硬度系数平均为1.5，煤层倾角3～9，平均6。

13#煤层相对涌出量3.01m3/t，属易自燃煤层，自燃发火期3~6个月，煤尘具有爆炸性顶板为泥灰岩和砂质泥岩，底板为泥岩直接顶为黑色砂质泥岩，厚1.7~3.2m，平均2.4m，泥质结构，层状构造，含炭质，层理、节理发育老顶灰白色泥灰岩，厚2.4~5.2m，平均4.2m，泥质结构，层状构造，层理发育底板为灰色泥岩，含少量黄铁矿，厚2.67~36.5m，平均33.65m13101工作面整体为单斜构造，构造简单北回风顺槽在掘进到500处出现一个大的陷落柱，并且在掘进到此段时顶板涌水量增大考虑到以上原因，所以在北回风巷道450m处开切眼运输巷在掘进到170m后顶板出现多处顶板空顶现象13101工作面运输顺槽和回风顺槽沿煤层走向布置，开切眼沿煤层倾向布置运输顺槽和回风顺槽均为矩形，采用锚杆（索）、钢带、网支护，运输顺槽宽4.7m，高3.5m，断面16.45m2；回风顺槽宽4.0m，高3.5m，断面14.0m2；切眼宽8.0m，高3.5m，断面28.0m2工作面采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法回采，采高3.2m，放煤高度为8.86m，采放比1:2.7713101北运输顺槽、北回风顺槽分别与西下山运输巷、西下山回风巷相连，后期南运输顺槽、南回风顺槽与峁底一采区盘区巷道相通。

13101综放工作面采用全负压进行通风，通风系统采用U型通风系统，前期通风路线：新鲜风流经主斜井→运输大巷→西下山运输巷→13101运输顺槽→工作面→13101轨道顺槽→回风绕道→西下山回风巷→回风大巷→副斜井→地面；后期通风路线：主井→运输大巷→13101运输顺槽→13101工作面→13101回风顺槽→集中回风巷→风井→地面工作面风量约800 m3/min图3-1为13101综放工作面巷道布置示意图图3-1 13101综放工作面示意图13101工作面自2011年3月开始回采，日推进度1.6m，回采期间多次出现CO情况，具体如下：1、在13101北运输顺槽向上往原乔家沟煤矿采空区施工探煤巷，施工约100m，原乔家沟煤矿采空区内CO大量涌出，最大达1300ppm，随后立即对探煤巷进行封闭处理2、13101工作面回采期间，上部多次穿过原乔家沟煤矿老巷道，CO向工作面大量涌出，导致回风流中CO达500~600ppm随后通过原乔家沟煤矿主副井地面堵漏，工作面端口砌筑充填跺，向采空区注黄泥浆和MEA阻化液等防灭火措施进行有效控制13101工作面所回采的13煤属易自燃煤层；煤厚平均12.06m，采用综合机械化放顶煤法回采，采高3.2m，放煤高度8.86m，采空区遗煤多；工作面风量大，达800 m3/min，并且工作面距地表不到200m，煤层埋藏浅，地表多处存在裂隙，可与工作面上部的原乔家沟煤矿老巷道沟通，地面漏风通道多，均导致13101工作面采空区漏风量大；工作面推进度慢，仅1.6m/日。

这些条件均易引发13煤的自燃发火，从而加大13101工作面防灭火的难度因此，为保证13101工作面的安全开采，根据矿井实际情况，提出适合峁底煤矿13101工作面防灭火方案，为煤矿安全高效开采煤炭自燃防治提供科学的指导，同时可为类似煤层开采条件提供借鉴作用，具有广泛的推广应用价值四、13101综合放顶煤工作面防灭火技术方案4.1 总体。