自然发火设计
说明：我矿101-1底层综采工作面位于-352至-435右翼，平均走向长度300m，倾斜长度为120m。 101-1底层综采工作面上部为101-1顶层采空区，该煤层为长焰煤，低硫、低灰、高挥发份，属于低变质的长焰煤，Ⅱ类自燃煤层，自燃发火期较短，最短约为3个月，故防火工作非常重要。为此，特制定如下防治自然发火专项设计。
一、 施工防火钻 1. 开采前打钻
1) 由通风段负责在开切眼倾斜方向每隔1.5米(即每个架间)施工2个注水钻孔，即在后立柱顶板位置向尾梁方向施工1个注水钻孔，夹角60°；在前后立柱顶板位置施工1个注水钻孔，夹角为75°孔深4～5米，进行封孔注水，注水覆盖面必须全部彻底浇透为止。
2) 回风盲巷内打钻注水，即由通风段负责在回风盲巷闭前顶板向闭内施工扇形防火钻向闭内注水，施工钻孔不少于3个。
2. 开采过程中打钻（即有自然发火趋势时）
1) 由通风段负责在回风隅角位置利用岩石爬道钻向上隅角以下空区方向施工扇形注水孔，钻孔深度为架后不少于12m，钻孔终孔位置打到采空区浮煤上部位置。每组扇形钻孔不少于3个，走向每推进10m施工一次 。钻孔的开孔位置、
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倾角及方位由通风段现场按实际情况具体给定。 2) 由通风段负责在下转角向支架后排空区上部方向施工扇形注水孔。钻孔深度为架后不少于12m,每组扇形钻孔不少于3个，走向每推进10米施工一次。钻孔的开孔位置、倾角及方位由通风段现场按实际情况具体给定。
3) 工作面每个架间后排打钻注水，钻孔深度为尾梁后不少于10m，倾角25～300之间。第一轮结束后接着打第二轮、第三轮…直至工作面结束。
4) 上下转角及架间后排空区施工钻孔时边钻边注水时，每钻进及退出一节杆注水不小于10min，彻底浇透后排空区浮煤。
5) 两道超前支护段顶板施工防火钻注水，由通风段负责对工作面入、回风巷超前支护段内顶板施工注水钻孔，钻孔间距为每隔1.6m施工一个，每个钻孔深度为4～5米，钻孔施工完后，用1寸套管下管封孔（封孔深度不小于0.8米）后注水。
6) 工作面回风巷在上出口以外每隔10m向（101-1顶层）空区内施工注水钻孔一个，所有钻孔施工完毕后下套管封孔设置阀门兼具向上一分层空区注水、观测及抽放三种用途。在没有注水前或注水后利用钻孔观测上一分层空区有害气体情况及必要时抽放瓦斯。
7) 工作面运输巷在下出口以外每隔10m向（101-1顶层）空
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区内施工注氮钻孔一个，所有钻孔施工完毕后下套管封孔设置阀门兼具向上一分层空区注氮、注水及观测三种用途。在没有注氮前用于注水或观测上一分层空区内有害气体情况。
8) 由通风段负责对入、回风巷所有高顶、顶板破碎或裂隙较多处进行打钻封孔注水。钻孔深度打到顶板为止，钻孔施工完毕后，由通风段对所有高顶每原班进行一次全面注水，防止自然发火。
二、砌筑防火门墙
1) 开采前由通风段负责在101-1底层运输巷拉门口里6米（如图所示）位置，施工防火门墙一道，厚度不小于600mm。 2) 由通风段负责在回风巷拉口门里8米处（如图所示）位置，施工防火门墙一道,厚度不小于600mm。 3) 两处防火门墙施工必须达到质量标准化要求。
4) 防火门墙作用：在工作面有自然发火现象时能够立即对工作面进行封闭。
三、注氮 1．本层埋管注氮
1) 由通风段负责在101-1底层综采下顺自开切眼开始埋入4吋注氮铁管一根，随工作面向前推进，预埋4吋注氮铁管用法兰盘连接向外引出；待第一根注氮管路埋入后排10～12米后开始注氮；埋入后排的注氮管路不得间断，每根埋管间隔为
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15m；待第二根管路埋入15米时，第一根报废，改注第二根；如此反复直至工作面采终为止。
2) 埋设注氮管路要求立管埋设，上部花管段必须顶到顶板，花管段长度不小于0.5m，即立管与花管段总长度不小于2.5m。
2. 101-1顶层下顺闭内注氮
由通风段负责将101-1顶层下顺闭内4寸管路与-435右翼6寸注氮管路连接，并设好阀门、流量计，必要时对闭内进行注氮。 3. 101-1顶层空区内注氮
由通风段负责在底层工作面运输巷下出口以外每隔10m向（101-1顶层）空区内施工钻孔一个，所有钻孔施工完毕后下套管封孔设置阀、门流量计兼具向上顶层空区注氮、注水及观测三种用途。在没有注氮或注水时作为观测顶层空区有害气体情况。 4. 101-1综采工作面与左翼采面注氮量分配
1）101-1综采工作面与左翼132-1综采注氮量分配；根据现注氮机产氮气量经现场观测最高可达到600m3/h。 按具体情况供给101-1综采工作面及132-1综采工作面注氮量分别为400 m3/h及200 m3/h。
2）101-1综采工作面注氮量分配为：工作面后排空区注氮量为300 m3/h；顶层下顺闭内注氮量为50 m3/h；底层运输巷向顶层空区内注氮量为50 m3/h；注氮时，三处注氮必须并联联合进行。 5. 如有特殊变化及需要时根据实际情况可另行调节和分配注氮流量。
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6. 为确保101-1综采工作面注氮管路畅通，每小班由通风段跟班段长负责对工作面注氮管路、注氮流量、浓度等情况进行观测、检查、一旦发现注氮管路出现问题、注氮流量减小或氮气浓度低于97%时应立即汇报、并查明原因进行处理。 四、堵漏
1. 开采过程中由通风段负责对0米下帮~1号架子后用风障挡严，上要接顶下要落地，防止漏风，风障必须一套备用。
2. 工作面在下盲巷回收时，每次回收后由采煤段负责通风段负责砌沙墙并满抹，用漏风管检查达到严密不漏风为止。由一采段负责回收下转角滞后于溜子尾至少一刀，以留出沙墙位置，必要时施工沙墙闭防止漏风。
3. 上转角每次回收后由综采段负责对后排放严，回收时现场有瓦检员、跟班段长及安全员监督指挥综采段负责将木料等可燃物回收干净并放严，如不能收严则必须必须用丝袋装碎煤堵严，最大程度减少漏风。 五、注浆注水
1. 自开切眼开始预埋注浆管向后排注浆，预埋的注浆管路每隔10米预埋一根，预埋注浆管端出口设到工作面上隅角以下3～4米处。 2. 以上措施效果较好时可不注浆，需要注时必须用预埋好的2寸埋管注浆。
3. 注浆前必须提前在工作面上部隅角预先埋好注浆管路，埋入上隅角的注浆管路为2寸铁管，浆管头上布满∮0.5cm小孔，管出口
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要做成半开即可，预埋注浆管端出口设到工作面上隅角以下3~4米处。注浆时以工作面或下顺槽见浆为准做为结束注浆的标准。 4. 利用上隅角预埋2吋注浆管向采空区后排注入大量的浆水，根据本采面的情况，浆水注入后会自动流向后排空区及下部空区，有利于防止自然发火。
5. 高位注浆注水，若工作面回风巷CO浓度超过0.0024%，且有增长趋势，即有自燃发火现象发生时，在入、回风道及工作面局部地点向采空区后排所判断氧化区域施工高位钻孔，钻孔呈扇形分布，钻孔中位置打到采空区所判断氧化区域上部的直接顶为止，终孔间距为后排采空区倾斜方向3～5m左右，利用钻杆边打钻边进行注水。
6. 井下设移动注浆（设备）2处，分别设置在-345右翼运输巷及-520皮带井车场位置。采区封闭后对夹层内注浆、注三合灰或需要时对工作面进行注浆、洒水。 六、均压
1. 若101-1底层综采工作面空区CO浓度超过0.05%，且有增长趋势即有自燃发火现象发生时，由通风段负责在回风设均压风门2道。 2. 通过调节回风均压风门，在满足工作面供风量要求的前提下，降低101-1底层综采工作面上下端压差，使工作面上下端压差趋近与零。使后排采空区漏风量降至最低，提高注氮效果，抑制采空区内浮煤氧化速度，达到延缓氧化放治自燃发火的目的。 3. 均压风门可调风窗、闭锁、低帘、齐全可靠。
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4. 回风均压局扇设置在-435右运输巷（如图所示）位置，功率为2*11KW（主供一台、备用一台）。均压风筒出口正常时接至工作面上隅角不小于10米处。特殊情况时距离可根据实际情况调节确定。
5. 使用∮600mm变∮485mm抗静电阻燃风筒，具体为局扇至101-1底层回风160m使用∮600mm风筒，其余280m使用∮485mm风筒。 七、加强检查及观测
1. 日常要加强架上及后排松散煤体的温度检查，顶层观测孔出入风情况，有害气体变化等。发现温度异常要及时处理并要及时施工防火钻孔注水降温。
2. 除按常规方法检查上隅角、回风流及入风流巷道高顶内的有害气体（CO、CO2、CH4）、温度外，还必须检查工作面每个架间和尾梁处有害气体浓度及温度。
3. 由综采专职瓦检员负责每班向架上顶板及后排的浮煤处利用远红外测温仪进行测量温度，并作好记录，如有异常立即汇报矿调度及通风段值班段长，查明原因采取措施进行处理。 八、束管监测、化验
1.正常开采时，顶层孔内，后排空区束管内有害气的浓度每小班由101-1底层综采工作面瓦检员进行一次全面检测，每天由一班瓦检员负责进行取样送到通风段利用现有KSS-200气体化验分析，气体化验分析内容为：CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、O2、N2；
2.每原班由通风段负责对综采回风，后排束管及顶层孔内有害气进行
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一次抽气取样利用现场有KSS-200气体化验分析仪进行化验析，并与瓦检员现场取样化验分析结果相比较，化验结果若有不同之处必须查明原因进行处理认无误后，方可将化验结果以表的形式上报总工程师、通风部及各有关部门。
3.一但发现采面回风、后排采空区及顶层采空区内的CO和 C2H6、C2H2、C2H4发火标志性气体浓度及待测地点温度有增高趋势，立即汇报有关领导，应立即根据实际情况采取措施进行处理。
4.每小班由综采工作面专职瓦检员负责全面检查一次束管监测系统及管路的完好情况，确保束管正常使用。
5.根据我矿多年防火实际经验，对以下标志气体变化规律可按以下数据进行参考： 1) 一氧化碳CO
i. ii.
常温200C～500C,CO浓度在0～0.002%左右
空区煤500C～1000C时，CO浓度持续上涨，回风浓度约0.002～0.03%，空区浓度为0.06～0.1%。
iii.
空区煤1000C～1500C时，CO浓度持续上涨，回风浓度约0.03～0.05%，空区浓度为0.1～0.7%。 iv.
空区煤˃1500C回风浓度约0.05～0.08%，空区浓度为0.7～1.7%。 v.
空区煤6000C~8000C时，回风浓度约0.08～0.09%，空区浓度为1.2～1.7%。
2) 乙烷C2H6
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i. 1000C时即出现，即自热期才开始出现，直到燃烧期，浓度在0.001～0.09%
3) 乙烯C2H4
i.
1500C以上时即出现，初期（潜伏期）无，自热初、中期无，后期干熘开始出现，浓度从0.0002～0.096%之间，此后即出现C2H2。
4) 乙炔C2H2
i.
出现明火即伴随C2H2出现，可从0.0005迅速上涨到0.007～0.05%之间。
5) 在工作面上隅角及回风测风站分别设自燃发火观测站一处，共计2处；每小班由上部瓦检员进行一次测定，并做好记录。 九、后附101-1底层综采工作面防火注浆、注氮系统示意图。
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