一、采面生产接继状况:
2022 年度我矿正常生产时有一个回采工作面和2 个掘进工作面, 1860 水平南翼回采工作面三月正式开头回采,估计 2022 年 4 月份回采完毕, 1860 水平北翼运输大巷掘进工作面估计于 2022 年 5 月与二巷贯通, 1860 水平南翼掘进工作面打算于 2022 年 4 月下旬开头, 于 2022 年 7 月份形成 工作面。 二、采空区发火重点预防区域
工作面和以下地段有煤层自燃发火的可能:
1、 1860 水平南翼回采工作面 2022 年 5 月份投产,目前正在回采, 打算 2022 年 4 月份采完,假如采空区浮煤清理不洁净,再者工作面推动 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。
2、 1860 水平北翼首采面与现北翼二巷存在一样问题,也有自燃发 火的可能性。
3、已封闭的老采空区由于漏风通道存在有自燃发火的可能。
三、氮气防灭火设计方
(一)、概况:
现我矿煤矿井田内主采下 10#煤层,属自燃的特厚煤层,矿井采煤工
作面采空区采用以注氮为主的防灭火系统。矿井已购置 一台 DQ-200 的地 paas系统面制氮设备,能满意井下小时注氮 200m3 的要求。
(二)、氮气防灭火工艺
1、我矿氮气防灭火的氮气源由井上制氮机经已辅设好的φ 100mm 管 道将纯度 97%以上氮气注入到采空区以到达防灭火的目的。
此项措施作为采煤工作面采空区防治煤层自然发火的主要措施之一, 矿井在工作面推动速度慢, 采空区自燃发火隐患大的前题下, 则必需实行 向采空区实施注氮。
详细实施方案如下: 在 1003 回采工作面上、 下顺槽埋设直径为 108mm (或者 70 mm)钢管,每隔 30 米设置一个三通,注氮严格根据规定的操作 规程执行, 一旦需要注氮则接通埋管与主管, 对采空区实施注氮。 埋管期 间采煤队要留意爱护好注氮管,严禁注氮管被撞开,影响埋管质量。
1003 工作面通风
通风路线为:主斜井→井底车场→轨、皮下山→ 1003 进风顺槽→工 作面→1003 回风顺槽→ 回风下山→总回斜井→地面。
(三)、注氮气牢靠性计算:
1、制氮设备主要技术指标
DQ-200 型
氮气产量 200m3/h
出口压力 0.8MPa
氮气纯度≥97%,
2、输氮系统
从地面制氮机→1003 进风顺槽,均采用直径为 100mm 的钢管。 注氮管路能否满意输送氮气要求通过下式计算 P21-P22=0.0056(Qmax/1000)*L………………①
式中:P1-管道始端的肯定压力 MPa
P2-管道末端的肯定压力 MPa
Qmax-最大输氮量 m3/h
L-管路当量长度 km
L 计算式为:
L= ∑ (D0/Di)5×( λ i/ λo ) × Li……………②
式中:D0------基准管径(D0=100mm)
阻力损失系助勃器数: λo =0.026
Li-----一样直径管路长度 km
Di----实际输氮管路内径 mm
λ i----实际输氮管路直径的阻力损失系数 Di=99mm,λ i=0.0296 将以上数据代入②计算: L= (100/95) 5×(0.0296/0.026)× 1.10=1.597km
假设管路未端肯定压力 0.2 Mpa
将以上数据代入①计算得:
P21= 0.0056(200/1000)2×1.597+P22
P1=0.21Mpa
依据以上计算,从地面制氮机到 1003 采空区的输氮管路长度为 1100 米的状况下,管路初端压力只需 0.21Mpa,便可将 200 m3/h 的氮气输送到 1003 采空区内,未端的肯定压力还有 0.2 Mpa,因此制氮机氮气出口压力 0.8Mpa 彻底能满意要求。
3、注氮地点安全通风量
在输车载卫生间法兰锻造氮管路的沿途或者工作面, 假设200m3/h 的氮气量全部泄漏到巷道 里或者工作面,是否漏氮的地区缺氧,其安全通风量是多大可按下式计算:
Q≧Qn(水下作业Cn+C2-100)/( C1- C2) m3/min
式中: Q----安全通风量
Qn----氮气最大泄漏量 3.33 m3/min
C1----工作面或者进风巷中的氧含量 20.8%
C2----注氮时采掘工作面安全氧含量 18.5%
Cn----氮气纯度 99.95%
计算得: Q=3.33× (99.95+18.5-100)/(20.8-18.5)=26.7m3/min
依据计算工作面或者巷道风量只要是大于 26.7 m3/min 便是安全的, 同 时可算出 3.33m3/min 的氮气量全部泄漏到巷道里或者工作面中,则氧气含 量只降到 20.44%也是安全的。
井下日注氮量计算:
(1)火区空间体积计算: Vk=LI[h(1-a)+m]
式中 Vk----火区空间体积 m3
L----火区走向长度 m 取 L=15m
I----火区倾斜长度 m 取 I=72m
a----取冒落体碎裂系数取 a=1.3
h----顶板冒落高度 取煤层厚的 3 倍(本地点为 0)
m----采高 m 取 m=6m
所以 Vk=LI[h(1-a)+m]=15×72×[3×6×0+6]=6480 m3
依据防火空间的大小及燃烧程度,注氮量应按防火空间的 0.37-2.5 龙脑抑菌剂倍 计算 , 我 矿 暂 定 注 氮 量 为防 火 空 间 体 积 的 1.5 倍 。Q=kVk=1.5 × 6480=9720m3 采空区注氮量为注氮机工作 49 小时。
(四)、注氮操作方法
1、注氮前必需子细检查各项豫备工作,注氮埋管期间通风部要与采
煤队亲密协作好, 确保氮气管路及其附属安全装置完好, 检查各阀门开闭 状况是否符合要求,制氮装置完好性。