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《煤炭矿井设计防火规范》(报批稿)
2017-09-17 | 阅:  转:  |  分享 
  
UDC

中华人民共和国国家标准GB

GB-201







煤炭矿井设计防规范

Codefordesignofpreventionofminefireincoalmines

稿



























201--发布201--实施

中华人民共和国住房和城乡建设部

联合发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局





中华人民共和国国家标准



煤炭矿井设计防规范



Codefordesignofpreventionofminefirecoalmine



GB-201







主编:

批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期:201年月日

















出版社

201北京前言

本规范是根据住房和城乡建设部《2011年工程建设标准规范制订、修订计划》建标[2011]17号的要求,由中煤科工集团重庆设计研究院会同有关单位共同编制完成的。

本规范在编制过程中,进行了广泛调查研究,经多次征求全国煤炭行业有关专家和单位意见,参考了国内外有关资料,反复修改,最后经审查定稿。

本规范共分6章,主要内容包括:总则、术语、外因火灾防治、内因火灾防治、井下火灾测、防灭火设施及器材等。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国煤炭建设协会负责日常管理工作,由中煤科工集团重庆设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改或补充之处,请将意见及有关资料寄交中煤科工集团重庆设计研究院(地址:重庆市渝中区长江二路178号,邮编:400016;传真:023-68811613),以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位和主要起草人和主要审查人:

主编单位:中煤科工集团重庆设计研究院

参编单位:煤炭工业合肥设计研究院

中煤西安设计工程有限责任公司

中煤科工集团武汉设计研究院

中国矿业大学

中煤科工集团重庆研究院



主要起草人:





主要审查人:



目次

1总则

2术语符号

2.1术语

2.2符号

3外因火灾防治

3.1一般规定

3.2电气火灾预防措施

3.3其他火灾预防措施

4内因火灾防治

4.1一般规定

4.2灌浆

4.3注氮

4.4喷施阻化剂

4.5灌注三相泡沫

5井下火灾检测及监控

5.1观测点及仪器配备

5.2监测监控

5.3束管监测系统

6防灭火设施及器材

6.1井下防灭火器材

6.2消防材料库及器材配备

附录A井上消防材料库器材配置

本规范用词说明

引用标准名录

附:条文说明Contents

1Generalprovisions 1

2TermsandSymbols 2

2.1Terms 2

2.2Symbols 4

3Externalfireprevention 7

3.1Generalrequirement 7

3.2Electricalfireprecautions 7

3.3Otherfireprecautions 9

4Spontaneousfireprevention 11

4.1Generalrequirement 11

4.2Grouting 11

4.3Nitrogeninjection 15

4.4Sprayinginhibitor 17

4.5Perfusionthree-phasefoam 17

5Firedetectionandmonitoringofunderground 20

5.1Observationpointissetandinstrumentswith 20

5.2Monitoringandcontrol 20

5.3Beamtubemonitoringsystem 21

6Anti-fightingfacilitiesandequipment 22

6.1Undergroundfireequipment 22

6.2Firelibrarymaterialsandequipmentwith 23

AppendixAFireMaterialLibrarymainequipmentconfiguration 24

Explanationofwordinginthiscode 28

Listofquotedstandards 29

Addition:Explanationofprovisions 30

1总则

1.0.1为规范煤炭矿井防火设计,防和减少火灾危害,确保煤矿生产安全,制定本规范。

1.0.2本规范适用于新建、改建和扩建煤矿的井下防火设计。

1.0.3煤矿防火设计应坚持预防为主,综合治理的原则,做到安全适用、技术先进、经济合理。

1.0.4煤矿防火设计除应符合本规范外,尚应符合现行国家有关标准的规定。2术语符号

2.1术语

2.1.1自燃倾向性coalspontaneouscombustiontendency

煤在温下氧化能力的内在属性。

2.1.自然发火期spontaneouscombustionperiod

煤从接触空气到自燃所经过的时间。

2.1.外因火灾exogenousfire;externalfire

外部火源灾。

2.1.内因火灾spontaneouscombustion;spontaneousfire



2.1.5阻化剂retarder



2.1.6灌浆grouting



2.1.7土(灰)水比ratioofclaytowater

防灭火浆液中固体材料自然堆积体积与水体积之比。

2.1.防火门fire-proofdoor;firedoor;minefiredoor

防止井下火灾蔓延和控制风流的安全设施。

2.1.自然发火三带threezonesofcoal;pontaneouscombustion

采煤工作面由切顶线向采空区方向形成的散热带(冷却带)、氧化带和窒息带。

2.1.10临界氧浓度criticaloxygenconcentration

采空区空气中使煤炭不能发生自燃的最高氧气浓度。

2.1.1惰化防火指标inertionindexforprevention

煤的防火临界氧气浓度值。

2.1.1惰化灭火指标inertionindexforextingishment

彻底扑灭火源并不再复燃的临界氧气浓度值。

2.1.1开放式注氮opentypeofnitrogeninjection

在需要注氮的区域未封闭时注氮。

2.1.1封闭式注氮sealtypeofnitrogeninjection

为控制火情或防止瓦斯爆炸,将发生火灾或积聚瓦斯的区域先封闭后再注氮。

2.1.1三相泡沫three-phasefoam

在浆液中添加一定比例的发泡剂并引入气源,使浆液发泡,进而形成集气、液、固三相于一体的泡沫防灭火材料。

2.1.发泡剂foamingagent

具有较高的表面活性、能有效降低液体的表面张力而发泡的物质。

2.1.1发泡器Foammaker

将引入气源和含发泡剂的浆液充分混合而发泡的装置。

2.2符号

Q——矿井灌浆量;

n——同时灌浆工作面数;Qw——回采工作面的灌浆量;

G——工作面日产量;

W——工作面灌浆宽度;

h——灌浆覆盖厚度;

δ——土水比倒数;

M——浆液制成率;

ρc——煤的密度;

H——工作面回采高度;

L——工作面长度;

N——灌浆添加剂防灭火效率因子;

t——灌注时间

D1——管临界直径;

Q——量

α——固体颗粒的抑紊减阻系数;

λ——水的摩阻系数;

g——重力加速度;

——颗粒平均自由沉降速度;

△——注浆管道当量粗糙度;

ρm——浆液密度;

ρs——灌浆材料真密度;

ρ——水密度;

HT——注浆管道总水头损失;

Kζ——注浆管道局部阻力系数;

——管路段数;

LG——分段管路长度

i——输浆管路沿程水力坡降;

v——浆液流速;

D——管道内径;

K——系数;

us——颗粒与管道的摩擦阻力系数;

Hp——输浆泵清水扬程;

Hl——输浆管道排出点管中心与输浆泵吸入口管中心的高差;

H0——输浆管道末端剩余水头;

Km——输浆泵扬程降系数;

Kf——输浆泵磨损扬程折减系数;

QN——注氮流量;

Q0——采空区氧化带的漏风量;C1——采空区氧化带内的原始氧浓度;

C2——采空区防火惰化指标;

CN——注入氮气中的氮气纯度;

P1——输氮管路供氮绝对压力;

P2——输氮管路末端绝对压力;

Qmax——管路最大输氮量;

D0——基准直径;

Di——实际输氮管路直径;

Li——相同直径管路的长度;

λ0——基准管路的阻力损失系数;

λi——实际输氮管路的阻力损失系数;

V——喷施量;

Q——吨煤用液量η——工作面丢煤率;

S——工作面日进度;

——日灌注三相泡沫气——日灌注三相泡沫量——发泡剂的发泡倍数;

Qf——添加发泡剂量;

nj——发泡剂添加比例nd——灌注点数;Qh——三相泡沫的小时灌注量。

3外因火灾防治

3.1一般

3.1.1煤矿必须建立井下消防系统和装设反风设施。

3.1.2防火门设置应符合下列规定:

1进风井口应装设防火铁门,防火铁门必须严密并易于关闭,打开时不妨碍提升、运输和人员通行;不设防火铁门时,必须采取防止烟火进入矿井的安全措施。

2暖风道和压入式通风的风硐应至少装设2道防火门。

3井下机电设备硐室应设置向外开启的防火铁门。

4井下主排水泵房与主变电所硐室之间应设置防火栅栏铁门。

3.1.3新建矿井的井架和井口房以井口为中心的联合建筑,必须采用不燃性材料建筑。

3.1.4井巷支护材料选择应符合下列:

3.2电气火灾预防措施

3.2.1井下电气系统防火措施应符合下列规定:

1应采取限制单向接地电容电流不超过10A的措施配电变压器低压侧严禁采用中性点直接接地系统,地面中性点直接接地的变压器或发电机严禁直接向井下供电。

配电应装设过流、短路保护装置;用配电的最大三相短路电流开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性校验。

电压在36V以上和可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带或钢丝、铅皮或屏蔽护套等有保护接地。电气设备的保护接地装置和局部接地装置和主接地极连成接地网。

采区电气设备使用3300V供电时,制定专门的安全措施。

3.2.2井下电气设备及保护方式应符合下列规定:

主变电所的高压馈电线上,装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上,装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。

由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置。

低压馈电线上,装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置,自动切断漏电的馈电线路。

3.2.3井下电缆选择应《煤矿用阻燃电缆执行标准》MT818的应符合下列规定:

1在立井井筒、钻孔套管或倾角为45°及以上巷道中敷设的高压电缆,应采用聚氯乙烯、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装护套电力电缆。

2在倾角45°以下井巷中敷设的高压电缆,应采用聚氯乙烯、交联聚乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装护套电力电缆。

3移动变电站的电源电缆,应采用高柔性和高强度的矿用监视型屏蔽橡套电缆。

3.2.4井下电缆敷设应符合下列规定:

1在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。

3.2.5井口防雷电装置应符合下列规定:

1经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线,在入井处装设防雷电装置。

2由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。

3通信线路在入井处装设熔断器和防雷电装置。

3.3其它火灾预防措施

3.3.1井下带式输送机应符合《煤矿用带式输送机安全规范》GB22340的规定应符合下列规定:

应使用阻燃输送带。

非金属材料零(部)件安全性能应符合《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》MT113的规定。

矿用安全型和限矩型偶合器使用可燃性传动介质。调速型液力偶合器使用油介质时,采用良好的外循环系统和完善的超温保护措施。

带式输送机头部宜设置清扫装置温度、烟雾和自动洒水装置3.3.2井下瓦斯抽采管路选择及安装应符合下列规定:

1抽采管路管材宜选择金属管材,选用非金属管材时,其抗静电、阻燃等性能应符合《煤矿用非金属瓦斯输送管材安全技术要求》AQ1071的。

2抽采管路应具有良好的气密性、足够的机械强度,并采取防漏、防砸等措施。

3通往井下的金属管路应采取防雷电和隔离措施。

开采容易自燃、自燃煤层的矿井抽采采空区低浓度瓦斯时,应在靠近吸入口的管路上安设自动喷粉抑爆装置,性能应《瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置通用技术条件》AQ1079的。

3.3.3井下瓦斯抽采泵站应符合下列规定:

1泵站位置应选择在稳定、坚硬的岩层中,不应受采动影响,泵站硐室应采用不燃性材料支护;

2泵站与主要巷道及硐室的安全距离应符合《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB50471的;

泵站内除设置消防管路系统外,还应配备消防器材,出口应设向外开启的防火铁门,铁门上应装设便于关闭的通风孔。

3.3.4井下油品储存和使用应符合下列规定:

1井下无轨胶轮车运输不能直达井口时,井下可设加油硐室,无轨胶轮车能直达井口时应在地面加油。

2除加油硐室外,井下其他地点不存放柴油,硐室储油量不超过井下所有车辆8h的用油量。储油量增加时,应制定专门的安全措施,按规定程序批准,最多不超过井下所有车辆ld的用油量。

3车辆应在加油硐室内加油,加油关闭发动机,使用专用防爆加油装置。

3.3.5井下加油硐室设计应符合下列规定:

1独立通风2应采用不燃性材料支护3应装设向外开启的防火铁门,铁门上装设便于关闭的通风孔应设置火灾报警装置,扑灭燃油火灾的灭火器材

5除防爆照明系统、防爆加油装置外,不其他电气设备。

3.3.6井下空气压缩机设置应符合《煤炭工业矿井设计规范》GB50215的规定应符合下列规定:应选择排气温度较低的空气压缩机空气压缩机硐室应布置在进风巷道内采用不燃性材料支护有独立的回风系统空气压缩机至后冷却器之间的管道应能方便拆卸及清除积炭压缩空气管道系统应避免死区、盲管和急剧转角。在管道的最低部位、上山等处均应设置油水分离器。管道连接的密封和衬垫材料应采用阻燃材料。4内因火灾防治

4.1一般

4.1.1矿井防火设计以鉴定的煤层自燃倾向性等级为依据。

4.1.2矿井防火设计采取预防煤层自发火的综合治理措施,并符合下列规定:

2未采用放顶煤开采自燃煤层的矿井,应建立灌浆注氮或喷施阻化剂等防灭火系统,装备预测预报系统。

3开采不易自燃煤层的矿井,可建立喷施阻化剂或注氮等防灭火系统。

4开采容易自燃和自燃煤层的矿井应设置自然发火观测站或观测点。

4.1.3开采容易自燃和自燃煤层的矿井,开拓巷道及采区上、下山(盘区大巷)应布置在岩层或不易自燃的煤层中布置在容易自燃和自燃煤层中时,应采用砌碹、锚(网)喷等不燃性材料支护封闭煤层。

4.1.4开采容易自燃和自燃煤层的矿井,采煤工作面应采用后退式回采,采区和回采工作面尺寸应根据煤层自燃倾向性、自然发火期、回采工作面推进度以及煤层防灭火措施等确定。

4.1.5采用顶板陷落法开采容易自燃自燃厚煤层时,不留设护顶煤。

4.1.6开采容易自燃和自燃煤层的矿井宜降低通风阻力,矿井通风负压不超过2940Pa。

4.2灌浆

4.2.1灌浆系统选择应符合下列规定:

1灌浆集中取运灌浆材料距离较远时,宜采用地面集中灌浆系统。

2灌浆分散灌浆材料丰富可就地时,宜采用地面分区灌浆系统。

3灌浆量较小,从地面输送浆液困难时,可选择井下移动灌浆系统。

4.2.2地面灌浆站位置应符合下列规定:

1应便于浆液输送及制浆材料运输。

2宜与矿井场地联合布置。

3应选择在地质条件。

4.2.3地面灌浆站设置应符合下列规定:

1应满足制浆工艺及设备布置的要求。

2储料场应能存储不小于3d的灌浆材料。

3储浆池容积应满足灌浆要求,不小于10min灌浆量。

4防雷电、防火灾、防冻、采暖、通风、废水处理、噪声防治等附属设施应符合相规定。

4.2.4井下灌浆材料选择应符合下列规定:

1灌浆材料可选择黄土、粉煤灰等惰性材料。

2灌浆材料和添加剂不得具有可燃性、助燃性、毒性、辐射性等灌浆材料性能指标应符合《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702的规定。

4.2.5灌浆浆液制备工艺宜采用机械搅拌制浆。

4.2.6开采容易自燃煤层、自燃煤层宜随采随灌灌浆受回采限制时,可采用采后灌浆。

4.2.7矿井灌浆量可按下列公式计算:

(4.2.7-1)

(4.2.7-2)

式中:Q——矿井灌浆量,m3/;

n——同时灌浆工作面数;

Qw——工作面灌浆量,m3/;

G——工作面日产量,t/d;

W——工作面灌浆宽度,m;

h——灌浆覆盖厚度,可取0.05~0.25m;

δ——土水比倒数,可取~5;

M——浆液制成率,0.9;

ρc——煤的密度,t/m3;

H——工作面回采高度,mL——工作面长度,m;

N——灌浆添加剂防灭火效率因子t——灌注时间,h。

4.2.8输浆管道管径内径应不大于临界直径临界直径可按下式计算:(4.2.8)式中:D——管临界直径内径,m;

Q——量,m3/h;

α——固体颗粒的抑紊减阻系数,可取0.9;

λ——水的摩阻系数;

g——重力加速度,m/s2;

——颗粒平均自由沉降速度,可取0.001~0.01,m/s;

△——注浆管道当量粗糙度,钢管取0.000046,m;

ρm——浆液密度,t/m3;

ρs——灌浆材料真密度,t/m3;

ρ——水密度,t/m3

4.2.9输浆管路总水头损失可按下式计算:

(4.2.9-1)

(4.2.9-2)

式中:HT——注浆管道总水头损失,MPa;

Kζ——注浆管道局部阻力系数,可取0.1~0.15;

——管路段数;

Lj——分段管路长度,mi——输浆管路沿程水力坡降,MPa/m;

v——浆液流速,m/s;D——管道内径,m;

K——系数,可取11;

us——颗粒与管道的摩擦阻力系数,可取0.3~0.8

4.2.10当浆池位置与注浆点高差形成的静压大于注浆管道总水头损失与注浆管道末端剩余水头之和时,可采用重力输浆方式。否则,应采用加压输浆方式。

4.2.11输浆泵选择应符合下列规定:

1清水扬程可按下式计算:

(4.2.1)

式中:HP——输浆泵清水扬程,MPa;

H1——输浆管道排出点管中心与输浆泵吸入口管中心的高差,m;

H0——输浆管道末端剩余水头,MPa;

Km——输浆泵扬程降系数,可取0.85~0.95;

Kf——输浆泵磨损扬程折减系数,可取0.85~0.95。

2输浆泵流量和扬程应与注浆系统相适应。加压输浆系统应设置备用输浆泵,工作能力应不小于最大一台输浆工作泵。

4.2.12管道敷设及附属设施应符合下列规定:

输浆管道宜采用钢管。承受压力大于1.6MPa的管段采用无缝钢管室外埋地输浆管道管材应具有耐腐蚀和承受相应地面荷载的能力。

输浆管道阀门及管件的公称压力应大于管段承受的最大压力。

输浆管道敷设应符合下列规定:

1)管道敷设不宜出现两边高,中间低的凹型管段;

2)巷道内输浆管应沿巷壁敷设固定牢固,不得妨碍人员和运输设备通行。

输浆管道应采取防腐措施。井筒中的输浆管道防腐应按《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T5017执行。浆液流入输浆管道前应设置过滤筛网,筛网孔径宜为15mm~20mm。

4.2.13疏水系统应符合下列规定:

1在灌浆区下部的密闭墙底部设置排水孔或溢水孔。

2灌浆区下部采掘前,对灌浆区打钻孔或采取其他泄水措施。

4.3注氮

4.3.1注氮应符合下列规定:

3应设置连续监测采空区气体成分变化的监测系统。

4设置固定或移动温度观测站(点)监测措施。

4.3.2矿井制氮方法可采用变压吸附制氮、膜分离制氮和深冷空分制氮。

4.3.3制氮系统可选用地面固定式和井下移动式并符合下列规定:

1井下生产集中、氮气需求量较大时,宜集中布置地面固定式;同时生产的采区(盘区)相距较远、氮气需求量较大时,宜分区布置地面固定式。

2氮气需求量小,地面输送距离长时,可选择井下移动式。

4.3.4注氮方式应符合下列规定:

1采用开放式注氮当工作面受火灾隐患影响时,采用封闭式注氮。

2在工作面开采初期和停采撤架期间,或受地质构造、机电设备等影响造成工作面推进缓慢时,宜采用连续性注氮;工作面正常回采期间,可采用间断性注氮。

4.3.5注氮方法应根据采空区或火灾隐患区、注氮方式等因素确定可采用埋管注氮、拖管注氮、钻孔注氮、插管注氮和密闭注氮等。

4.3.6氮气释放口的位置应依据氮气的扩散半径、工作面参数及采空区分布规律确定,注氮管释放口应保持在采空区的氧化带内。

4.3.7回采工作面注氮量应采用下式计算:

(4.3.7)

式中:QN——注氮流量,m3/;Q0——采空区氧化带的漏风量,可取m3/min~20m3/min;

C1——采空区氧化带内的氧浓度,可取10%~15%;

C2——注氮防火惰化后临界氧浓度,可取7%;

CN——注入氮气中的氮气纯度,%。

4.3.8制氮设备选择宜按总注氮量并考虑1.2~1.5的备用系数确定。

4.3.9开采容易自燃煤层的矿井,设备备用数量和能力应按不低于正常运行设备的50%确定。

4.3.10输氮管路选择和敷设应符合下列规定:

1从地面供氮时,输氮管路应选用无缝钢管。从井下供氮时,在满足输氮压力,可选用耐压橡胶软管,但进入采空区或火区的管路采用无缝钢管。

2输氮管路铺设应减少拐弯,保持平、直、稳,接头不漏气。每节钢管的支点不少于两点,每节软管吊挂不少于4点。低洼处可设置放水阀;输氮管路的分岔处应设置三通和截止阀及压力表;输氮管路表面应防锈处理。

3输氮管路管径可按下式验算:

(4.3.10)

式中:P1——输氮管路供氮绝对压力,MPa;

P2——输氮管路末端绝对压力,不小于0.MPa;

Qmax——管路最大输氮量,m3/h;

D0——基准直径,150,mm;

Di——实际输氮管路直径,mm;

Li——相同直径管路的长度,km;

0——基准管路的阻力损失系数,取0.026;

i——实际输氮管路的阻力损失系数

4.4喷施阻化剂

4.4.1阻化剂选择应符合下列规定:

1阻化率高。

2材料来源充足,贮运方便,价格经济合理。

3对人体无害,对环境污染、设备腐蚀小。

4.4.2高硫煤宜采用水玻璃、消石灰阻化剂,其他煤种宜采用盐类阻化剂。

4.4.3盐类阻化剂溶液浓度宜控制在15%~20%,最低应不小于10%。在阻化剂中宜添加缓蚀剂,腐蚀率不大于3mg/d·20cm2。

4.4.4阻化剂喷施量按下式计算:

(4.4.4)

式中:V——喷施量,m3/d;

Q——吨煤用液量,m3,可取0.04~0.06;

η——工作面丢煤率,%;

S——工作面日进度,m。

4.4.5采用阻化汽雾防火工艺系统时,雾化器入口压力宜为3MPa~4MPa。高压泵的压力根据雾化器数量、管路长度、管路直径等参数确定。

4.4.6喷施设备能力应根据喷施量及雾化器入口压力综合确定。4.5灌注三相泡沫

4.5.灌注三相泡沫系统应符合下列规定:

1浆液制备和输送系统应符合本规范4.2节的相关规定2浆液输送管路的入口应设置孔径不大于8mm的过滤网3气源进入发泡器入口的压力大于该点至灌注点间的泡沫流动阻力,不低于0.2Mpa发泡器的安装位置灌注点距离不超过200m向上垂高不得大于20m三相泡沫输送管路以及采空区预埋管路的直径不小于108mm,采空区预埋管路应防堵塞措施。

4.5.三相泡沫材料选择应符合下列规定:

1制备三相泡沫材料应符合本规范4.2.4条的规定浆液的土(灰)水比倒数~6。气源应采用氮气或空气发泡剂不得具有可燃性、助燃性、毒性、辐射性、刺激性等。

4.5.3三相泡沫灌注应符合规定:

1同时灌注2走向条带采煤工作面可单独灌注3防治巷道高冒火区可采用钻孔灌注。4.5.4日灌注三相泡沫量1/5~1/34.5.5日灌注三相泡沫气量(4..5)

式中:——日灌注三相泡沫气m3/d;

Qj——日灌注三相泡沫量m3/d;

ns——发泡剂的发泡倍数,可取30。

4.5.6每日制浆所需的发泡剂量(4..6)

式中:Qf——添加发泡剂量,m3/d;

nj——发泡剂添加比例,%。

4.5.三相泡沫灌注时间按下式计算:

(4..7)

式中:n——灌注点数;

Q——三相泡沫的小时灌注量,取300m3/h。5井下火灾测5.1发火观测点设置及仪器配备

5.1.1发火观测点设置应符合下列规定:

1开采容易自燃及自燃煤层的矿井在工作面回风巷采区回风巷等地点设置发火观测点

2开采容易自燃煤层的矿井还应在煤层掘进工作面、采区回风巷等地点设置发火观测点

3发火观测点应选择在围岩及风流稳定,前后5m范围断面无变化、支护完好的巷道内

5.1.2发火观测点观测内容包括:一氧化碳、二氧化碳、、氧等气体成分和气温、水温等。

5.1.矿井应配备一氧化碳、温、煤自燃性测定仪等仪器仪表,其种类和数量应符合《矿井通风安全装备标准》GB/T50518的规定。

5.2监测5.2.2开采容易自燃、自燃煤层的采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷,应设置一氧化碳传感器。

5.2.3自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外,宜设置一氧化碳传感器。

5.2.4带式输送机滚筒下风侧10m~15m处应设置烟雾传感器器一氧化碳传感器。

5.2.5开采容易自燃,自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。

5.2.6开采容易自燃和自燃煤层的矿井抽采采空区瓦斯时,瓦斯抽采管路中宜设置一氧化碳传感器。

5.2.7电缆密集场所主要带式输送机宜设置具有实时温度监测功能的线型光纤感温火灾探测系统。

5.3束管监测系统

5.3.1开采容易自燃及自燃煤层的矿井应设置自然发火束管监测系统5.3.2束管监测系统的监测点应设在采煤工作面上隅角、回风侧采空区内部、密闭区,以及其他可能自然发火的巷道中。束管管路敷设应符合下列规定:管应电缆

6防灭火设施及器材

6.1井下防灭火器材

6.1.1硐室灭火器选择应符合下列规定:

1可能发生固体物质火灾硐室,应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器或泡沫灭火器;

2可能发生液体火灾或可熔化固体物质火灾硐室,应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器或二氧化碳灭火器;

3可能发生气体火灾硐室,应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器或二氧化碳灭火器;

4可能发生物体带电燃烧的火灾硐室,应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器或二氧化碳灭火器,不得选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳灭火器。

6.1.2硐室灭火器规格应符合表6.1.的规定

表6.1.灭火器规格

灭火器类型 水型 干粉型 泡沫型 二氧化碳 手提式 推车式 手提式 推车式 手提式 推车式 手提式 推车式 灭火

剂充

装量 容量

(L) 6、9 45、60 — — 6、9 45、60 — — 重量

(kg) — — 6、8、10 50、100 — — 5、7 20、30 6.1.3硐室内灭火器配备应符合下列规定:

1每个硐室灭火器数量应配备2具~6具,可能发生液体火灾的硐室应至少设置0.5m3砂箱。

2设置液压装置的硐室、贮存油类的硐室和爆破材料库,应设置不少于1具的推车式灭火器。

3同一硐室选用两种及以上类型灭火器时,应选用灭火剂相容的灭火器。

4硐室内灭火器应设置在明显和便于取用的地点,不得影响安全疏散。

6.2消防材料库及器材配备

6.2.1井上消防材料库应设在井口附近,消防器材运输应直达井口,但不得设在井口房内。6.2.2井下消防材料库应设在每个生产水平的井底车场或主要运输大巷中,并应装备消防列车。6.2.3井上消防材料库器材配置附录附录A井上消防材料库器材配置

.0.1井上消防材料库主要器材配置表.0.1的规定。.0.2井消防材料库主要器材配置表.0.2的规定。表A.0.井上消防材料库主要器材配置

序号 器材名称 规格 配置数量 备注 井型

单位 小型 中型 大型 1 清水泵 流量≥10m3/h 台 1 1 1 或存放于

设备库中 2 泥水泵 流量≥10m3/h 台 1 2 2 或存放于

设备库中 3 消火水龙带 接口与井下消火阀门立柱出口匹配 m 600 700 800 4 多用消火水枪 接口与消火水龙带口径匹配 支 7 8 9 直流+喷雾 5 高倍数泡沫发生装置 发泡量≥200m3/min 套 1 1 1 或存放于

设备库中 6 消防泡沫喷枪 发泡量≥1.5m3/min 套 1 2 2 或存放于

设备库中 7 高倍数泡沫剂 发泡倍数≥500 t 0.3 0.4 0.5 或存放于

设备库中 8 消防泡沫剂 发泡倍数≥15 t 0.1 0.2 0.2 或存放于

设备库中 9 分流管 与井下洒水管快速接头匹配 个 2 3 4 10 集流管 与井下洒水管快速接头匹配 个 1 2 2 11 消火三通 个 2 3 4 根据井下不同管径分别配备 12 阀门 个 2 3 4 根据井下不同管径分别配备 13 快速接头及帽盖垫圈 与井下洒水管快速接头匹配 套 70 80 90 14 管钳子 适用于井下各种

消防管路 把 4 6 8 15 折叠式帆布水箱 ≥15L 个 2 2 2 16 救生绳 长20m 根 2 3 4 17 伸缩梯 高度4m 副 1 1 1 18 普通梯 绝缘 副 1 2 2 19 泡沫灭火器 9L 个 15 20 25 20 CO2灭火器 7kg 个 6 8 10 21 干粉灭火器 8kg 个 10 12 14 22 喷雾喷嘴 与井下洒水管快速接头匹配 个 2 3 4 23 泡沫灭火器起泡药瓶 500ml 个 15 20 25 硫酸铝溶液 500ml 个 15 20 25 碳酸氢钠溶液 24 灭火岩粉 粒度<0.3mm kg 300 400 500 25 石棉毯 ≥1×1m 块 3 4 5 26 风筒布 矿用阻燃 m 300 400 500 27 水泥 强度等级≥42.5 t 3 4 5 28 水玻璃 工业级 t 1 1 1 29 石灰 普通石灰 t 2 3 4 30 速接钢管 根据井下不同管径分别配备 节 100 120 150 每节10m 31 胶管 m 1000 1200 1500 根据井下不同管径分别配备 32 局扇 28kW 台 2 3 3 11kW 台 2 3 3 33 接管工具 KJ-20-46 套 2 3 4 34 单相变压器 容量≥10KVA 台 2 3 3 35 电力开关 QBZ 台 2 3 3 36 电缆 矿用阻燃 m 300 400 500 37 玻璃棉 kg 500 800 1000 — 38 风镐 台 1 2 2 39 安全带 承载500kg 条 3 4 5 40 镀锌钢丝绳 Φ12mm m 100 150 200 41 潜水泵 台 1 2 2 或存放于

设备库中 表.0.2井下消防材料库主要器材配置



号 器材名称 规格 配置数量 备注 井型

单位 小型 中型 大型 1 消火阀门立柱 接口与井下洒水管快速接头匹配 个 2 3 4 2 消火水龙带 接口与消火阀门立柱出口匹配 m 600 700 800 3 多用消火水枪 接口与消火水龙带口径匹配 支 4 4 4 直流+喷雾 4 变径管节 个 10 12 14 根据井下不同管径逐级配备 5 喷嘴 与井下洒水管快速接头匹配 个 28 28 28 6 分流管 与井下洒水管快速接头匹配 个 3 3 3 7 集流管 与井下洒水管快速接头匹配 个 2 2 2 8 垫圈 套 50 60 70 根据井下不同管径分别配备 9 钢管 m 600 700 800 根据井下不同管径分别配备 10 胶管 m 600 700 800 根据井下不同管径分别配备 11 管钳子 适用于井下各种消防管路 把 2 4 6 管件维修安装 12 接管工具 KJ-20-46 套 2 2 2 13 救生绳 长20m 根 2 3 4 14 伸缩梯 高度≥4m 副 1 1 1 15 泡沫灭火器 9L 个 15 20 25 16 CO2灭火器 7kg 个 6 8 10 17 干粉灭火器 8kg 个 6 8 10 18 喷雾喷嘴 与井下洒水管快速接头匹配 个 2 3 4 19 泡沫灭火器起泡药瓶 500ml 个 15 20 25 硫酸铝溶液 500ml 个 15 20 25 碳酸氢钠溶液 20 灭火岩粉 粒度<0.3mm kg 300 400 500 21 石棉毯 ≥1×1m 块 2 3 4 22 风筒布 矿用阻燃 m 300 400 500 23 水泥 强度等级≥42.5 t 1.0 1.5 2 24 石灰 普通石灰 t 1.0 1.5 2 25 安全带 承载500kg 条 3 4 5 26 绳梯 负载100kg 副 2 2 2 27 镀锌钢丝绳 Φ12mm m 100 150 200 28 麻袋或塑料纺织袋 107×74cm 条 300 400 500 29 砖 240×115×53mm 块 2000 3000 4500 30 砂子 细砂 m3 2 2 3 31 圆木 长3m,Φ10cm m3 1.5 1.5 2 32 木板 厚15mm~30mm m3 3 4 5 33 铁钉 2〞、3〞、4〞 kg 15 15 20 34 斧头 防爆铜斧 把 2 2 2 35 平板锹 铜质 把 3 4 5 36 手动水泵 流量≥10m3/h 台 1 1 1 37 水桶 50L 个 3 4 5 38 矿车 1t或1.5t标准矿车 辆 8 8 8 采用轨道运输的矿井配备。综采配1.5t,普采及炮采配1t。 本规范用词说明



1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的用词:

正面词采用必须,反面词采用严禁;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:

正面词采用应,反面词采用不应或不得;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:

正面词采用宜,反面词采用不宜;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用可。

2本规范中指明应按其他有关标准执行的写法为:应符合……规定或应按……执行

引用标准名录

1、《煤矿用带式输送机安全规范》GB223402、《煤炭工业矿井设计规范》GB50215

3、《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB50383

《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB50471《》GB、《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》MT113、《煤矿采空区阻化汽雾防火技术规范》MT/T699

、《煤矿防火用阻化剂通用技术条件》MT/T700

、《煤矿用氮气防灭火技术规范》MT/T701

、《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702

1、《瓦斯抽放管路自动阻爆灭火装置技术条件》MT/T720

、《煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件》MT/T757

《煤矿用阻燃电缆执行标准》MT818《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T5017、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ106417、《煤矿用非金属瓦斯输送管材安全技术要求》AQ1071



中华人民共和国国家标准









煤炭矿井设计防火规范









GBXXXXX-2013





条文说明







《煤炭矿井设计防火规范》GB50-2013,经住房和城乡建设部201年月日以建设部第号公告批准、发布。

为便于各单位和有关人员在使用本规范时能正确理解和执行本规范,特按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,。在使用中如发现本条文说明有不妥之处,请将意见函告中煤科工集团重庆设计研究院。

目次



1总则

2术语符号

2.1术语

2.2符号

3外因火灾防治

3.1一般

3.2电气火灾预防措施3.3其他火灾预防措施

4内因火灾防治

4.1一般

4.2灌浆

4.3注氮

4.4喷施阻化剂

4.5灌注三相泡沫

5井下火灾检测及监控

5.1观测点及仪器配备

5.2监测监控

5.3束管监测系统

6防灭火设施及器材

6.1井下防灭火器材

6.2消防材料库及器材配备

3外因火灾防治

3.1一般

3.1.1本条是关于井下消防洒水管路系统和矿井反风系统的规定,依据《煤矿安全规程》第122、218、523条、《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB50383和《矿井防灭火规范》(试行)第29条要求制定。

3.1.2本条是关于防火门设置的规定。

1依据《煤矿安全规程》第219条,进风井口应安设防火铁门,其目的是为了防止进风井口及附近一旦发生外因火灾时,产生的烟雾及有害气体在矿并通风压力作用下,进下而威胁矿井安全和对人员造成伤害。

2依据《煤矿安全规程》第220条,采用压入式通风的矿井,为了防止地面火灾进入暖风道或风硐内引发更大火灾,规定暖风道和压人式通风的风硐应至少装设2道防火门。

3依据《煤矿安全规程》第460条,井下机电设备硐室必须装设向外开的防火铁门,其目的是一旦硐室内部发生电气火灾时便于人员撤离,并防止人员拥挤在门口处而打不开防火门,延误人员撤离火区。在设置防火铁门时,铁门上应装设便于关严的通风孔,在正常情况下便于控制室通风,而在意外火灾情况时便于隔绝通风。

3.1.3本条是关于井架和井口房建筑材料的规定,依据《煤矿安全规程》第217条制定。井架、井口房及其周围的各种建筑是煤矿的要害和重要建筑物,里面安设着担负矿井原煤、矸石、材料和人员提升任务的主要设备若采用可燃性材料构筑,一旦发生外因火灾不仅这些建筑物和里面的各种设备被烧毁,造成矿井生产中断;而且火灾产生的烟雾及有害气体进人井下,威胁井下所有人员的生命安全而酿成重大灾害事故1962年6月3日,抚顺胜利矿立井东侧翻矸台动力电缆短路冒火,引燃井架内部的可燃物而发生火灾,将吊桶大绳烧断,在吊桶内的4名工人遇难。因此规定,新建矿井的永久井架和井口房、以井口房为中心的联合建筑,必须用不燃性材料建筑。

3.1.4本条是关于井巷支护材料选择规定井筒、井底车场、机电硐室和主要巷道内带式输送机机头等地点支护材料的规定,依据《煤矿安全规程》第221条制定。依据《煤矿安全规程》第220条制定

3依据《煤矿安全规程》第460条制定。3.2电气火灾预防措施

3.2.1本条文之所以规定井下供电的变压器或向井下供电的变压器或发电机中性点不直接接地,是因为变压器或发电机中性点直接接地系统容易引起电雷管先期超前引爆。

3.2.4本条文的规定,主要有以下原因:

1在总回风巷和专用回风巷瓦斯浓度相对较高、相对湿度较大、腐蚀性气体含量高,使电缆寿命缩短、故障率增高,一旦电缆出现故障、产生电火花,在总回风巷和专用回风巷中瓦斯浓度达到断电浓度时,敷设在其中的电缆必须停电,导致停电区域无法生产,当发生火灾时,也无法抢险救灾。

因此,在总回风巷和专用回风巷中敷设电缆。在有瓦斯抽放管路的巷道内,电缆与瓦斯抽放管路分别挂在巷道两侧是为了避免电缆漏电电流产生的火花引爆或引燃瓦斯。

3.2.5本条依据《煤矿安全规程》第459条制定,可采取如下措施:

轨道在距离井口5m处及其以外应选定至少2个自然接头,串入绝缘轨段,每个绝缘轨段长度不应小于3cm绝缘段之间的距离,大于电机车、列车的总长度两相邻绝缘段之间的铁轨和轨枕之间,加绝缘垫,保证轨、地之间的良好绝缘。

露天架空引入井口的金属管道,应每隔25m左右接地一次,并在井口附近将金属体进行不少于2处的良好集中接地,接地电阻值不大于20并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。

埋地或地沟内敷设的金属管道,在进出井口处应与防雷电感应的接地装置相连接。

金属管道引入井口前,采取绝缘技术处理。即在每根管道离井口外最近的2处法兰盘之间,串入不小于1cm后的绝缘衬垫,法兰盘用螺丝连接时,应加绝缘套管、垫圈。

3.3其他火灾预防措施

3..1本条根据《煤矿安全规程》第373条的规定和《煤矿用带式输送机安全规范》GB22340的第5条安全规则制定。

3.3.2本条说明如下:

1第1款是关于抽采管路管材选择有关内容,目前可考虑金属管材和非金属管材,但近年在山西、重庆等地已发生抽采管道内发生瓦斯爆炸和燃烧事件数次,因此本规范推荐宜选择金属管材。若选用非金属管材,其表面电阻很大,所产生的静电很难泄放入地,只能在表面积聚,因而形成很高的静电电位,威胁矿井生产安全。因此其抗静电、阻燃等性能应符合《煤矿用非金属瓦斯输送管材安全技术要求》AQ1071的要求。

2第2款、第3款是依据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB50471制定。

3第款是依据《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》AQ1076制定。

3.3.3本条依据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB50471制定。3.3.4~3.3.5依据《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ106制定。3.3.6目前国内外普遍认为积炭及润滑油之分解物是燃爆的内因,温度升高是燃爆的外因,即主要由温度过高和积炭层氧化放热反应所产生的混合爆炸性气体引起空气压缩机及管道系统燃爆发火。本条从选型设计角度对空气压缩机选择、布置及管道系统布置方面防止空气压缩机及管道系统燃爆发火事故的发生作了规定。

4内因火灾防治

4.1一般

4.1.1本条依据《煤矿安全规程》第228的要求制定。煤层自燃倾向性测定应按《煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法》GB/T20104执行测试分析仪器ZRJ-1自燃倾向性鉴定仪。其原理是每克干煤在常温(30)、常压(101325Pa)下的物理吸附氧量(Vd),再依据试样挥发份表1表对煤的自燃倾向性进行划分

表1干燥基无灰挥发份(Vdaf>18%)自燃倾向性分类

自燃倾向性等级 自燃倾向性 煤吸氧量Vd(cm3/g干煤) I 容易自燃 Vd>0.70 II 自燃 0.40>Vd≤0.70 III 不易自燃 ≤0.40 表2干燥基无灰挥发份(Vdaf≤18%)自燃倾向性分类

自燃倾向性等级 自燃倾向性 煤吸氧量Vd(cm3/g干煤) 全硫 I 容易自燃 ≥1.00 ≥2.00 II 自燃 <1.00 III 不易自燃 <2.00 4.1.2依据《煤矿安全规程》232条、242条,结合AQ1055标准的3.6.1.2的规定,对《矿井防灭火规范》(试行)第30条进行修改后制定。宽度4.1.3依据《煤矿安全规程》第229条,《矿井防灭火规范》(试行)第12条,AQ1055-2008的有关规定制定。

4.1.4依据《煤矿安全规程》第230条,结合AQ1055-2008标准3.2.2.1条,对《矿井防灭火规范》(试行)第14条修改而成。取消了采区后退式开采的要求,取消了230条中薄煤层开采除外的要求。

4.1.5依据《矿井防灭火规范》(试行)第11条中的部分内容而制定。

4.1.6(试行)内容而制定。

4.2灌浆

4.2.1本条内容对灌浆系统选择进行了规定。集中灌浆系统优点是工作集中,便于管理;人员少,效率高;占地少;缺点是初期投资大,建设时间长,采、运灌浆材料工作比较复杂主要适用矿井灌浆量大,且集中,取运材料距离较远。分区灌浆系统优点是建设速度快,投资少;缺点是灌浆站分散,管理分散,人员多,占用土地多主要适用灌浆分散,灌浆材料丰富可就地开采,取运材料。井下移动灌浆系统优点是机动灵活,灌浆距离短,管材消耗少,且发生堵管的机会小;缺点是生产能力低,管理分散,效率低。主要适用灌浆量不大,地面输送浆液困难。

4.2.2本条对地面灌浆站位置选择进行了规定。

1地面灌浆站位置要便于制浆材料(如:黄土、粉煤灰等材料)和水等运输到地面灌浆站,同时,灌浆站浆液制成后,要便于向井下各灌浆点运送。

2地面灌浆站与矿井场地联合布置,制浆材料等可利用矿井场地公路运输,灌浆站所需的水、电等外部资源可利用矿井场地内的,同时有利矿井集中管理。因此,条件许可宜与矿井场地联合布置,但应避免对场地内其它设施造成不利影响。4.2.3本条对地面灌浆站设置进行了规定。

1地面灌浆站设置应满足所选浆液制备工艺和所选制浆、灌浆设备布置条件和要求。

2本款对储料场设置进行了规定,为确保矿井灌浆的连续性,防止灌浆材料因运输等原因不能及时运输至地面灌浆站,故考虑储料场存储不小于3d的灌浆材料。

3本款对储浆池设置进行了规定,由于制浆设备能力与输浆设备能力常不一致,一般应设置储浆池对浆液进行调节。当采用输浆泵输浆时,为保护输浆泵,对储浆池容积也有一定要求。储浆池容积不宜过小。当采用双池搅拌制浆且制浆池交替使用时,制浆池可视为储浆池。

4.2.4本条是关于灌浆材料选择,依据《煤炭工业矿井设计规范》第7.2.4条和《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702制定。《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T7024.2.5本条内容是关于灌浆浆液制备工艺的选择。机械搅拌制浆应建立浆池,灌浆材料加水在浆池中搅拌成均匀浆液后即可输入井下。浆池应设2个以上,一个作注浆用,另一个进行搅拌制浆,交替使用;浆池的容积应能保证注浆量的要求。自动化机械搅拌制浆采用机械化成套装置,把灌浆材料和水定量混合制成浆,在制浆过程中要保证浆液配比和流量稳定可靠。水力制浆一般采用人工取土或机械取土(灰),将土(灰)疏松,经水力(水枪)冲刷混合成浆。或采用水枪直接取土成浆。水力制浆对土水比和成浆性能指标难以控制,故不推荐采用水力制浆工艺。

4.2.6本条内容是关于灌浆方法的选择。随采随灌,即随着采煤工作面的推进同时向采空区灌浆,其目的和作用:一是防止采空区遗煤自燃,二是胶结冒落的矸石,形成再生顶板而为下分层开采创造条件。对于开采容易自燃煤层和自燃煤层,随采随灌是一项有效的预防煤层自燃的措施。随采随灌可根据采区巷道布置情况的不同也是多种多样,如埋管灌浆、钻孔灌浆和洒浆等。

4.2.7灌浆量计算MT/T702的有关规定编制。

工作面上顺槽预埋管道灌浆,浆液从管道出口沿工作面倾向和走向自流扩散,如果使浆液沿走向不扩散流入工作面采场,影响工作面正常生产,则浆液沿工作面倾向自流扩散宽度一般不大于100m;如果需要增加灌浆宽度,需要在工作面支架后埋管灌浆,不仅会增加劳动强度,还会影响工作面正常生产。因此工作面灌浆宽度W取值可按照工作面宽度小于100m时,取工作面宽度,大于100m时,取100m。采用灌浆不能预防工作面发火的区域可增加灌注三相泡沫、注氮等措施。

覆盖厚度是指灌浆材料覆盖层厚度,其取值可根据煤层厚度、煤的自燃倾向性进行适当调整取值。煤层厚度越厚的容易自燃煤层,取大值;煤层厚度越薄的自燃煤层,取小值。具体取值可参考表3。

表3覆盖厚度类别 薄煤层(m) 中厚煤层(m) 厚煤层(m) 自燃煤层 0.05~0.1 0.10~0.15 0.15~0.2 容易自燃煤层 0.10~0.2 0.15~0.25 0.2~0.25 灌浆添加剂防灭火效率因子灌浆添加剂灌浆添加剂防灭火效率因子灌浆添加剂煤矿灌(注)浆防灭火技术规范MT/T702时,对该公式计算结果与现场实际灌浆量进行了对比,该公式能满足矿井灌浆防灭火需要。如神华集团乌达黄白茨矿业有限责任公司根据其煤层特性和开采条件,公式计算矿井最大灌浆量为62.88m3/h,矿井实际制浆量能力为60m3/h满足了矿井实际灌浆防灭需要。神华集团乌达五虎山矿业有限责任公司公式计算矿井最大灌浆量为61.52m3/h,矿井实际制浆量能力为60m3/h也满足了矿井实际灌浆防灭需要。

4.2.8本条文对输浆管道管径选择进行了规定。当输浆管道内径大于临界直径时,浆液流速小于临界流速,浆液中颗粒易发生沉积,堵塞输浆管道。故输浆管道内径不应大于临界直径。条文中给出的临界直径计算公式为行业标准《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702中规定使用的公式。各种手册中均有按钢管给出的水的摩阻系数值,故推荐使用。4.2.9输浆管路总水头损失为管道沿程水头损失局部水头损失之和。当输浆管路系统中含有管径不同的输浆管道时,不同管径输浆管道应分别计算。条文中给出的输浆管路水力坡降计算公式为行业标准《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702中规定使用的公式。

4.9.10输浆需要总压力为管道总水头损失和注浆管道末端剩余水头之和。当制浆站浆池位置高于用浆点位置,且其高差形成的静压大于输浆所需总压力时,可不设输浆泵。当无法满足静压输浆要求时,应加压输浆。

4.2.11本条文对输浆泵的选用、备用进行了规定。

1本款中给出的输浆泵清水扬程计算公式为行业标准《煤矿灌(注)浆防灭火技术规范》MT/T702中规定使用的公式。

2考虑到灌浆防火的安全性要求,规定按工作能力最大的一台工作泵进行备用。

4.2.12本条文对输浆管道管径、管材、敷设及防腐等进行了规定。

1考虑到输浆管道一般具有承受压力较大;安装拆卸较为频繁;井下条件复杂,易受碰撞;需要一定的耐磨损性能的特点,故推荐使用钢管最为适宜。管材及管件压等级应满足使用要求。

3为避免停止输浆后浆液在管道凹处滞留,固体颗粒沉积并堵塞管道,故提出管道敷设不宜出现两边高,中间低的凹型管段。

4现行标准《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T5017对包括井筒内管道在内的井筒装备防腐蚀设计做出了规定。除井筒外,一般井下巷道内输浆管道防腐应在对管道和管件进行严格的预处理后涂以适合井下环境的防护涂料。

4.2.13本条对疏水系统进行了规定。

1灌入采空区的浆液中脱出的水一部分被围岩吸收,一部分滞留在灌浆区的下部空间。在灌浆区下部密闭墙的底部设置排水孔或溢水孔,对灌浆区内的积水进行排泄,并随时观察这些密闭墙的排水量的变化情况。

2灌浆区下部采掘前,为防止灌浆区引发溃浆,因此,必须在采掘前采取打钻孔等措施对灌浆区进行泄水。

4.3注氮

4.3.1本条是关于注氮防灭火设计的基本要求,依据《煤矿安全规程》第238条和《煤矿用氮气防灭火技术规范》MT/T701制定。

无论选择何种制氮设备,采空区注入的氮气浓度均不得低于97%。采用空分深冷原理制取的氮气,其浓度不得低于99.5%,采用变压吸附和膜分离原理制取的氮气时其浓度不得低于97%。

自燃采空区惰化防火指标:即煤的防火临界氧气浓度值。预防工作面采空区内煤炭自然发火,重点是将采空区氧化带进行惰化,使氧含量降到阻止煤炭氧化自燃的临界值以下,从而达到使氧化带内的煤炭处于不氧化或减缓氧化的状态。按煤炭氧化自燃的观点,采空区气体组分中除氧化外,氮气、二氧化碳等均可视为惰性气体,对煤炭的氧化起抑制作用。氧气是煤炭自燃的助燃剂,注氮后采空区氧化带内氧浓度的高低反映出注氮效果的好坏。据国内外实验研究表明:当空气中氧含量降到7%~10%时煤就不易被氧化,注氮后采空区氧化带内氧含量应小于7%自燃。

采空区惰化灭火指标:即彻底扑灭火源并使其不再复燃的临界氧气浓度值。实验研究表明,气体成分中当氧含量低于5%时就能阻止煤炭的氧化和燃烧,因此,为防止采空区内可燃气体因明火而发生爆炸,将火区惰化指标定为氧含量低于3%。

采空区惰化抑爆指标:即氧气浓度降低到瓦斯失去爆炸条件时的临界氧气浓度值。实验表明,气体成分中当氧含量低于12%时就能达到抑制瓦斯爆炸。

4.3.2本条内容是关于制氮设备的选择。制氮方法主要有变压吸附碳分子筛制氮、膜分离制氮和深冷空分制氮等,目前国内主要使用变压吸附碳分子筛制氮膜分离制氮设备,深冷空分制氮设备国内很少使用,膜分离制氮设备质量与国外产品存在一定差距,膜分离制氮设备价格高,后期维护运行(膜组件更换)成本高,此外膜分离制氮对气源的除油、除水、除尘要求高。变压吸附制氮设备在技术上、经济上和后期维护上具有明显的优势,宜优先选择变压吸附碳分子筛制氮设备。

4.3.3本条内容是关于制氮系统的选择。制氮系统的一般分为地面固定式、地面移动式和井下移动式三类,通常根据井田范围大小、制氮装置能力大小及制氮装置服务范围等因素综合选择:

1井下注氮地点相对集中、火灾隐患重、氮气需求量较大、制氮设备能力较大(>1000m3/h),井下运输及安设不便,宜集中布置地面固定式。井下多个采区同时生产,各采区相对分散(>5km),每一个采区氮气需求量较大,选择的制氮设备能力较大(>1000m3/h),井下运输及安设不便,宜分区布置地面固定式。

2井下注氮地点分散、地表至井下工作面距离远(>5km)的矿井,制氮设备能力较小(<1000m3/h)的矿井宜选择井下移动式。若制氮设备布置在平板车上,其长宽高尺寸必须满足井下运输要求。

4.3.4本条内容是关于注氮方式的选择。

注氮方式按注氮区域的状态可分为开放式注氮和封闭式注氮,按注氮时间上分为连续性注氮和间歇性注氮。开放式注氮是指在通风的情况下实施注氮,多用于工作面防火;封闭式注氮是指对火区或火灾隐患区域实施封闭的情况下注氮,适用于已密闭区域内的防灭火,多用于灭火。通常利用密闭墙上预留的专用注氮管或向密闭墙钻孔向封闭区内的火源点或火灾隐患实施注氮,达到防灭火的目的。

4.3.5本条内容是关于注氮方法的选择。

注氮方法分为埋管注氮、拖管注氮、钻孔注氮、插管注氮和密闭注氮等。

埋管注氮适用于采煤工作面回采过程中预防采空区浮煤自燃的注氮方法。在回采工作面回采过程中于进风侧沿采空区内预先先埋设一条专用注氮管路(其长度由考察确定)。当埋设一定长度后便开始进行防火注氮,同时再预埋第二条注氮管路,二者出氮口的距离可通过考察确定。当第二条管路的出口处于采空区氧化带和冷却带交界部位时,也就是第一、二注氮管路出口间的采空区为氧化带时,则第二注氮口开始注氮,同时停止第一管路的注氮,并再重新预埋注氮管路。如此循环,直至工作面回采结束。

拖管注氮也适用于回采工作面采空区的防火。基本做法是在工作面回采过程中在进风侧采空区预埋一定长度的厚壁钢管专用注氮管路,并与注氮主管保持相联通,其长度由考察采空区变化的宽度来确定。当预埋管路的出口处于采空区氧化带位置时则开始注氮。随着工作面的推进预埋的注氮管路也同步前移。其移动的方法主要是借助工作面液压支架或运输机头、机尾以及工作面进风巷的回柱绞车做牵引动力,使该管路始终处于采空区的氧化带内注氮。

该法的主要优点是节省注氮管路,而且保证注氮的位置始终在采空区的氧化带内。其缺点是实施注氮过程中工作烦琐,而且要求配合性较强。

钻孔注氮只适用具备条件的煤矿的防灭火,其基本方法是在地面或井下某巷道内向井下火灾或具有火灾隐患的区域内打钻孔,然后通过钻孔向该区实施注氮气,达到灭火或防火的目的。

插管注氮适用于处理工作面起采线、停采线或巷道高冒顶的火灾。其方法是向火源处直接插管,实施注氮。

4.3.7本条是关于回采工作面注氮量计算依据《煤矿用氮气防灭火技术规范》MT/T701制定。回采工作面注氮量采空区氧化带的漏风量注氮量实质是通过注氮将漏氧化带风氧浓度降低到防火惰化指标以下。工作面采空区氧化带的漏风量一般m3/min~20m3/min。影响工作面采空区氧化带的漏风量工作面通风方式采空区密闭性工作面采空区密闭性采空区氧化带的漏风量工作面采空区密闭性采空区氧化带的漏风量采空区氧化带的漏风量采空区氧化带的漏风量4.3.8本条是选择制氮设备时能力备用系数的相关内容,依据《煤矿用氮气防灭火技术规范》MT/T701制定燃燃燃。

4.3.9本条是关于备用制氮设备的相关内容,目前现有规范尚无要求。经调研,目前煤矿正在使用的制氮设备大多未设置备用制氮设备,同时考虑制氮防火有别于主要通风机和瓦斯抽采泵等,因此本规范仅针对开采容易自燃煤层的矿井提出设置备用制氮设备的要求,要求备用设备数量和能力按不低于正常运行设备的50%,同时要求备用设备型号应尽量与正常运行设备一致。

4.3.10本条是关于输氮管路选择和敷设的相关内容,依据《煤矿用氮气防灭火技术规范》MT/T701制定。不同直径输氮钢管阻力损失系数见表。表不同直径输氮钢管阻力损失系数

DN(mm) 70 80 100 150 200 250 300 400 0.032 0.031 0.0296 0.026 0.024 0.023 0.022 0.020 4.4喷施阻化剂

4.4.1本条内容是关于阻化剂选择的基本要求,依据《煤矿安全规程》第235条和《煤矿防火用阻化剂通用技术条件》MT/T700制定。

4.4.2本条内容是关于不同煤种有其最适宜的阻化剂。根据国内矿井经验,高硫煤宜采用水玻璃、消石灰阻化剂,其他煤种宜采用盐类阻化剂。

4.4.3本条内容是关于常用阻化剂使用参数的选择。阻化剂目前主要有盐类(CaCl2、MgCl2、NaCl等),氢氧化钙溶液,硅凝胶阻化剂等,但应用最广泛的属盐类阻化剂,阻化剂的浓度是其防火的一个重要参数,它决定防火效果,又影响吨煤成本。根据国内矿井经验,盐类阻化剂浓度一般控制在15%~20%之间,最低不小于10%。

阻化剂对普碳钢的腐蚀率应不大于3mg/d·20cm2,故在阻化剂中宜添加缓蚀剂,使其腐蚀率保持在允许范围内。

4.4.4本条内容是关于工作面阻化剂喷施量计算,依据《煤矿采空区阻化汽雾防火技术规范》MT/T699制定。公式中吨煤用液量为每吨浮煤(含护顶煤)的用液量,根据国内矿井经验,吨煤用液量均在50kg左右,根据溶液密度换算成体积约为0.05m3,故按0.04m3~0.06m3取值。

4.4.5本条内容是关于采用阻化汽雾防火工艺系统时高压泵压力的确定。根据国内矿井经验,雾化器入口的压力达到3MPa~4MPa才能起到雾化防火的要求;高压泵压力应根据工作面雾化器设备个数、管路长度、管路直径等参数综合确定。

4.5灌注三相泡沫

4.5.本条内容是关于三相泡沫系统的设计内容。

三相泡沫是由气相(氮气或空气)、固相(粉煤灰或黄泥等)、液相经发泡而形成的具有一定分散体系的混合体。粉煤灰或黄泥等固三相泡沫AQ1055的有关规定,首先需要建立的灌浆系统,三相泡沫三相泡沫量相泡沫系统浆液制备和输送系统气源入口压力不低于0.2Ma要求是为了满足浆液和气体的充分混合和三相泡沫的输送和灌注的要求,该数据是中国矿业大学多年的研究结果。

三相泡沫发生装置应尽可能的安装在灌注点附近,以保证气源和浆液均匀混合,并能将形成的三相泡沫压注到防灭火区域内为宜。

综合考虑三相泡沫在管路中的阻力损失、材料选择经济合理性以及运输连接方便性,三相泡沫输送管路的直径宜首选DN100。

4.5.2本条内容是关于三相泡沫组的选择。

三相泡沫首先在制浆站中,将一定比例的水与材料搅拌混合形成,通过泵输送到材料气相的选择基于安全的考虑和气体被煤和水的吸收性。氮气的溶水性比二氧化碳低55倍,CO2比N2易被不同种类的煤吸收1535倍。这种特性就确定了空气与氮气被作为三相泡沫的气相。

4.5.4根据现场实践及中国矿大的研究,三相泡沫量1/5~1/3/4)即可达到同等效果。

5井下火灾检测及监控

5.1观测点设置及仪器配备

5.1.1本条是关于自然发火观测站或观测点设置要求及自然发火观测站或观测点的观测内容观测站或观测点设置要求依据《煤矿安全规程》第24条及《矿井防灭火规范》(试行)第38条制定5.2监测监控

5.2.1是关于一氧化碳传感器设置有关内容,依据《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB50581和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029的关制定。一氧化碳传感器5.2.2~5.2.5是关于一氧化碳、温度和烟雾传感器设置有关内容,依据《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB50581和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029的关制定。

5.2.6本条是关于抽采采空区瓦斯时抽采管路中一氧化碳传感器设置有关内容,依据《煤矿安全规程》148条制定。

5.2.7线型光纤感温火灾探测器是一种应用光纤(光缆)作为温度传感器和信号传输通道的线型感温火灾探测器,是近年来国际上出现的一种光、机、电、计算机一体化的高新技术产品,适用于易燃、易爆或有强电磁干扰的场所。其具有以下特点:

1既是温度传感器,又是信号传输的通道。感温光纤纤芯材料为二氧化硅,具有耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点,属本质安全型。

2本身轻柔纤细、体积小、重量轻,便于布设安装,可维护性强。

3灵敏度高,可靠性好,使用寿命长。

近年来,线型光纤感温火灾探测器开始涉足煤炭行业,越来越多的光纤系统应用在煤矿,一般认为,易发生外因火灾的场所(如电缆敷设密集场所、主要胶带机等)宜选择线型光纤感温火灾探测器,需要监测环境温度(如容易自燃煤层工作面采空区)时宜选择具有实时温度监测功能的线型光纤感温火灾探测器。国内某研究机构的资料,在石油化工企业的电缆敷设场所明确推荐缆式线型感温探测器和光纤感温探测器,设计中可根据场景酌情选择。

5.3束管监测系统

5.3.1本条是关于配备自然发火束管监测系统的规定。该条根据《矿井通风安全装备标准》GB/T50518第3.1.4制定。6防灭火设施及器材

6.1井下防灭火器材

6.1.1本条是关于硐室灭火器种类选择的规定,依据《建筑灭火器配置设计规范》GB501403.1节、4.2节的规定。

6.1.2本条是关于硐室灭火器规格的规定,依据《建筑灭火器配置设计规范》GB50140附录A定,同时考虑到井下硐室空间狭小、发生火灾时灭火较困难,同时井下作业人员为体质强壮的男工人,故考虑配置大规格的手提式灭火器和推车式灭火器。

6.1.3本条内容式关于硐室内灭火器配备的说明:

1本款是关于硐室内灭火器数量配备规定,小型硐室宜设置2~4具灭火器,大、中型硐室宜设置4~6具灭火器,设置液压装置的硐室、贮存油类的硐室、爆破材料库和井下变电所宜设置4~6具灭火器。

考虑到在发生火灾时,若能同时使用两具灭火器共同灭火,则对迅速、有效地扑灭初期火灾非常有利,同时,两具灭火器还可起到相互备用,即使一具失效,另一具仍可正常使用。同时,井下硐室空间相对狭小,从消防实战考虑,失火后可能会有许多人同时参加紧急灭火行动。如果同时到达同一个灭火器设置点来取用灭火器的人员太多。而且许多人都手提1具灭火器到同一个着火点去灭火,则会互相干扰,使得现场非常杂乱,影响灭火,容易贻误战机。况且硐室中的灭火器数量太多,对硐室内正常作业不利,对安全疏散不利。

2设置液压装置的硐室、贮存油类的硐室和爆破材料库发生火灾危害较大,较难扑灭,手提式灭火器作业时间相对较短,故考虑设置不少于1具的推车式灭火器,增强灭火能力。

3本款是关于灭火剂相容性规定,防止在同一硐室内选配的各类灭火剂之间发生不利灭火的相互反应而制订的,选择灭火器时应保证不同类型灭火器内充装的灭火剂,不论是同时使用还是依次(先后)使用,都应防止因灭火剂选择不当而引起干粉与泡沫、干粉与干粉、泡沫与泡沫之间的不利于灭火的相互作用,以避免因发生泡沫消失等不利因素而导致灭火效力明显降低。不相容的灭火剂见《建筑灭火器配置设计规范》GB50140中附录E的规定。

4本款是关于硐室内灭火器设置位置的规定,硐室内灭火器设置位置明显和便于取用的地点,有利于灭火;井下硐室内空间相对狭小,加大了安全疏散难度,故灭火器设置位置应避免对安全疏散造成阻碍。

6.2消防材料库及器材配备

6.2.1本条内容是关于井上消防材料库设置的基本要求,依据《煤矿安全规程》第225条制定。考虑到无轨运输情况,本规范将应能轨道直达井口改为应能运输直达井口。6.2.2本条内容是关于井下消防材料库设置的基本要求,依据《煤矿安全规程》第225条制定。6.2.3本条是关于井下消防材料库器材配备内容,依据《矿井防灭火规范》(试行)第28条制定删了部分日常常用器材并按井型配备消防材料库器材配备主要直接灭火器材、引水灭火工具、防护工具、清理火场和构筑密闭工具以及密闭材料。



























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(本文系王为端首藏)