矿井防灭火

第六章 防灭火

第一节 煤层自然发火危险性及防灭火措施

一、煤层自燃发火危险性 1、煤层自燃发火危险性

根据2011年4月河南省工业和信息化厅《河南省工业和信息化厅关于对中平能化集团所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》（豫工信煤〔2011〕201号）煤层自燃发火等级鉴定结果，该煤层为Ⅰ类，属容易自燃煤层，自燃发火期1～2个月。

2、邻近矿井煤层自燃发火危险性

邻近的首山一矿各煤层属于不易自燃煤层，详见表6-1-1，但按易自燃煤层设计防灭火系统。本矿区的八矿、十矿、十二矿戊、己组煤层均为自燃煤层，发火期4～6个月。

邻近的首山一矿煤层着火点试验成果表

二、煤的自燃预防措施 （一）开拓开采方面的措施 1、巷道布置与开采顺序

本采区采用立井、斜井综合开拓，主要开拓、大巷、车场、石门等巷道布置在煤层顶、底板岩层内；对于布置在煤层中的巷道则采用挂网锚喷，喷厚150mm左右，并铺设砼底板等全封闭措施，并要求加强维护，严防冒顶，防止煤层暴露

在外。

在生产和建设过程中，应根据煤层的暴露情况合理调整煤层巷道的支护形式，原则是：及时封闭暴露的煤层或尽量缩短暴露时间，从而减轻煤层自燃的可能性。尽量不掘和少掘设计外的辅助性巷道，及时密闭采空区和废弃巷道，以避免风流紊乱、串风并减少漏风。加强观测，对工作面顺槽等煤层暴露的巷道，如发现有自燃倾向的，立即对巷道中暴露的煤层表面采取喷浆或注胶等封闭措施，防止其进一步的氧化。

2、采煤方法

采用走向长壁综采采煤方法，全部陷落法管理顶板。工作面采用后退式回采方式。

工作面配备了先进的大功率的设备，开采过程中可以降低故障率，加快推进速度，在自然发火期内回采完毕，采后立即封闭采空区，在时间和空间上减少了煤炭的氧化，降低了自然发火的可能。综采面上隅角安设CO传感器，监测自然发火情况。

开采时，尽量减少采空区残煤，尽量少留煤柱或不留煤柱，提高资源回采率，浮煤要清理干净，以利于预防采空区煤层自燃。及时密闭采空区和受采动影响的不可采煤层，提高封闭墙质量，建立封闭管理台帐，定期（7天）检查墙内外的气温变化。工作面煤壁、刮板输送机和支架保持直线，支架间的煤、矸清理干净。液压支架必须接顶，顶板破碎时要超前支护，严格控制采高，严禁采高大于支架最大支护高度或小于支架的最小支护高度。

（二）通风方面的措施

根据采区开拓开采布局，采用中央并列式通风，系统简单，要求加强管理，控制内部漏风，降低通风阻力等综合措施。

回采工作面为走向长壁后退式回采方式，全负压“U”形通风方法，工作面进回风巷平直，支护良好，通风阻力小，工作面至停采线后要及时撤出所有设备、设施并进行密闭，避免向采空区漏风。

各风门、风量调节设施等位置进行了合理设置，以尽量降低负压，控制漏风。

主通风机设有反风装置，可满足全区反风要求，工作面巷道及相关巷道，均设有反风风门及通风巷道可实现采区或工作面反风。

（三）监测方面的措施

设有KJ2000型（原有系统升级后）煤矿安全监测监控系统，对采区的环境（主要监测井下各种有害气体及工作的作业条件，如：高、低浓度甲烷（瓦斯）气体、一氧化碳、风速、温度、压力、负压、煤位传感器，局部通风机应设风筒传感器，带式输送机设置烟雾等。）与安全（监控井上下主要生产环节的各种生产参数和主要设备的运行状态参数。主斜井胶带机、副井提升机、运输下山带式输送机、大巷带式输送机、转载带式输送机、工作面顺槽带式输送机、井下变电所、井下水泵房、主通风机、局部通风机、空压机、综采工作面采煤机、井下风门开关、配电开关和磁力启动器等的运行状态和参数。）进行监测监控。同时根据矿井的灾害程度，设有KSS-200型矿井火灾多参数色谱监测系统，用于本煤矿气体成分监测,预报煤层自然发火，一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报。

第二节 防灭火方法

根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局《关于加强煤矿防灭火工作的通知》（安监总煤行 [2008] 161号文件）要求，本着“预防为主、综合防治”的方针，设计采取以灌浆为主的防灭火系统和预测预报系统，并配合喷洒阻化剂、MEA矿用灭火剂、加强现场管理等措施进行综合防治。

一、灌浆防灭火

灌浆防灭火技术在我国有自然发火危险的矿井中用得较普遍，泥浆能够吸热降温，对煤体还有包裹作用，达到隔氧的目的，对于采空区的防灭火效果显著，已成为与井下内因火灾斗争的主要措施之一。

（一）现有防灭火系统

十三矿东风井现设有灌浆站、制氮机房，灌浆站浆池容积2×15m3，制氮机房设备为地面移动式膜分离制氮机型号：DM-1000一台，氮气产量：1000Nm3/h，灌浆（注氮）主干管路规格为Ф100mm，注浆管路总长为2800m，东风井地面浆

池设置有２个主要控制4寸泄浆阀门。注浆采用行走式搅拌机进行搅拌，材料采用粉煤灰、MEA、黄泥。东风井灌浆（注氮）范围为己一、己三采区。

十三矿西风井现设有灌浆站，浆池容积2×15m3，灌浆主干管路规格为Ф100mm，注浆管路总长为2000m，西风井地面浆池设置有２个主要控制4寸泄浆阀门。注浆采用行走式搅拌机进行搅拌，材料采用粉煤灰、MEA、黄泥。西风井现设有灌浆站灌浆（注氮）范围为己二采区。

根据生产能力核定报告，现有防灭火设备可满足现有己一、己二、己三采区的正常生产和接替。

己四采区设计配套建设独立的防灭火设施。

设计考虑了以黄泥灌浆防灭火系统为主，以注氮等为辅的防灭火方法，加强安全监测、监控等综合防治措施。

（二）己四采区灌浆防灭火 1、概述

灌浆方法采用埋管灌浆，并进行随采随灌。这种灌浆方法具有简便、省管材等优点。

在地面灌浆站，利用地面与井下灌浆点的自然压差进行灌浆。工作面采用埋管灌浆，并进行随采随灌。这种灌浆方法具有简便、省管材等优点。具体操作为：沿回风顺槽在采空区预先铺好约8m的灌浆管，预埋管一端通采空区，一端接25m长的胶管，工作面采空区放顶后立即开始灌浆，随着工作面的推进，按放顶步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管进行下一次灌浆。另外，在采空区封闭前，应进行封闭灌浆。

2、灌浆量计算及选择 （1）灌浆工作制度

每天3班工作，每班纯灌浆时间为3.5h。 （2）日灌浆所需土量

根据采煤工作面参数，计算需黄土量105m3。 （3）泥水比

根据矿井的实际灌浆效果，确定泥水比为1：4。 （4）每日制浆用水量

Qs1=Qtδ=105×4=420（m 3/d）

式中：Qs—制备泥浆用水量，m 3/d；

δ—泥水比的倒数。 （5）每日灌浆用水量

Qs2= KsQtδ=1.2×105×4=504（m 3/d）

式中：Ks—用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数。 （6）灌浆量 每日灌浆量：

Qj1=(Qs1+ Qt)M=(420+105)×88%=462 (m3/d)

式中：Qj1—日灌浆量，m 3/d；

M—泥浆制成率,查表为0.88。 小时灌浆量：

Qj2=462/(3.5×3)≈44(m3/h) （7）泥浆密度 γj=1.2 t/m 3 3、泥浆制备 （1）取土方式

灌浆用黄土存放在灌浆站附近储土场内。 灌浆站内采用翻斗车进行机械取土。 （2）灌浆站

灌浆站布置在回风井场地内。 （3）制浆主要设备

灌浆站泥浆搅拌机（KNJ-150、7.5kW、380V型）为主要设备。 （4）泥浆制备

泥浆制备采用机械搅拌方式。黄土经浸泡2h后，就可进行机械搅拌，灰浆

浓度通过供水管的控制阀进行调节，灰浆搅拌均匀后，经15mm和10mm过滤筛流入灌浆管，然后送入采区注浆点。

（5）灌浆站制浆系统与工艺流程

灌浆站制浆系统：黄土由储土场，经铲车铲运到搅拌池，搅拌的泥浆由灌浆管送到井下。后期现场可根据实际使用情况考虑是否需要增加加压泥浆泵设备。

制浆工艺流程见图6-2-1。

根据计算，单个泥浆搅拌池的有效容积应为90m3。为了卸黄土方便和充分利用搅拌池的有效容积，制浆站设2个搅拌池，每个池的有效容积为90m3。

制浆站内共选用2台KNJ-150、7.5kW、380V搅拌机，2个搅拌池轮番工作。制浆站内设置2台电动闸阀，以启闭搅拌池的灌浆管路。

4、灌浆管路选择及管网验算

设计利用地面与井下灌浆点的自然压差进行灌浆，不设泥浆泵。后期现场可根据实际使用情况考虑是否需要增加井口及井下加压泥浆泵设备。

（1）注浆管网

在己四回风井场地设置注浆站，泥浆通过敷设在风井井筒中的D159×10无缝钢管下到井下再敷设至工作面回风顺槽至采煤工作面采空区。

经计算，风井井筒、井下管路均选用D159×10型无缝钢管，管路采用法兰连接。

为防止泥浆在管路中沉淀或堵塞，设计中管内泥浆的实际流速均大于临界流速，以保证泥浆在管路中正常流动。生产中应根据实际情况调整泥水比，以达到最佳的灌浆效果。

为了保证灌浆管路畅通，每次灌浆完毕，须用清水将管道内冲洗，冲洗时间不应小于30min。同时，在灌浆管路的最低点设置放水阀门，每次冲洗后，应将管内的泥水放掉，以免沉积阻塞管路。

（2）主要灌浆管路壁厚验算： 根据公式：

⎤

δ=0.5d1⎥+af+b

⎦=8.89mm

式中：

δ——管壁厚度，mm； d——管路内直径，mm； P——管路最大工作压力，kPa， γj——灰浆密度，t/m3；， H——井深，m；

Rc——许用应力，无缝钢管可取800×98.067k Pa；

af——因管壁不均匀的附加厚度，无缝钢管可取1.0～2.0mm； n——管路质量与壁厚不均的变动系数，取0.9。 根据上述公式计算，所选注浆管路直径、厚度满足要求。 （三）己四采区氮气防灭火

本着预防为主的方针，根据《煤矿安全规程》的要求，设计考虑对煤层自然

发火进行综合防治，将拖管、间歇式注氮系统作为采区防灭火的一种措施，并在井上下建立相应的防灭火安全监测、监控系统。

1、设计依据

己四采区采用以注氮作为防灭火的一项辅助措施，根据开拓及盘区布置，按最大防火用氮量计算，约为600m3/h。

2、制氮系统设备方案

根据防灭火要求，对己四采区注氮系统选用深冷空分式、变压吸附式或膜分离式制氮设备进行了方案比较。深冷空分制氮，产氮效率较低，能耗大，设备投资大，需要庞大的厂房，且运行成本较高，不完全适合我国煤炭行业行情，设计不予推荐；变压吸附式和膜分离式制氮，各有利弊，膜分离式制氮系统流程简单，比变压吸附式少一个缓冲罐，体积小，维修费用少，但膜分离式制氮要求气源的压力高，对气源除油、除水、除尘的要求高，设备投资较多，设计也不与推荐；而变压吸附式制氮系统，工艺简单，对气源的压力、除油、除水、除尘的要求不高，设备投资较少，备品备件易购，维护维修方便。经上述比较，己四采区采用变压吸附式制氮设备。

对于制氮系统的布置方式，国内常用的有地面集中式和井下移动式，设计对地面集中式供气和井下移动式两种方案进行了比较。

鉴于地面集中制氮系统，工作环境好，便于维护管理，设备投资少，故障率低，在相对静态的条件下工作，一旦出现故障，排除方便。当某处出现着火危险，可方便调用所有氮气集中进行高强度注氮，将着火危险消灭在萌芽中。而井下移动式制氮系统，机动灵活，使用方便，可根据使用需要开起相应设备，输气管路短，管材及安装费用低，损耗小，运行费用低；但所有电机、电器等均需严格按防爆等级执行，设备投资高，工作环境较差，维护费用高，体积也受到限制，特别是对于变压吸附式设备，吸附塔卧式安装，吸附剂的性能无法充分发挥。经上述综合技术经济分析比较，为了方便调用所有氮气集中进行高强度注氮，降低着火危险，设计推荐选用地面制氮系统。

3、制氮设备选型

根据采区布置及工作面所需注氮量情况，结合国内采用注氮防灭火矿井的设计生产情况，考虑到矿井注氮实际效果及一定的安全系数，确定己四采区选用1套KGZD-600型地面固定式制氮设备。

制氮设备输氮压力为0.6MPa，产氮气600m3/h，氮气纯度≥97%。制氮设备自带排气量30m3/min，排气压力0.85MPa的空压机、配套的冷干机等设备。电控随主机配套供货。整套制氮设备冷却方式为风冷冷却。

为了方便安装与检修，制氮站内设手动单梁起重机1台。 4、注氮管路

注氮管路由制氮站经地面沿己四进风井井筒敷设至井下，经计算制氮站经井筒至井底至各工作面的管路选用D159×4.5mm无缝钢管1趟。

输氮管路压力损失计算：

根据注氮管路系统布置及矿井注氮量计算注氮管网初端所需压力： P1={0.0056（Qmax/1000）2Σ（D0/Di）5（λi/λ0）×Li+P22}1/2

={0.0056（600/1000）2[（150/150）5（0.024/0.026）×3.5]+0.32}1/2 =0.311 （MPa）

井筒及井下各工作面进风顺槽注氮管路均采用快速管接头连接，其中闸阀，管座等管件处采用法兰连接。

5、灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水措施 （1）改善巷道布置方式。

（2）延长灌浆管出口，以便密闭周围的泥浆能迅速沉淀。

（3）灌浆期间除观察脱水地点、巷道压力变化情况外，还要定期测定灌浆区的脱水量，灌浆结束后，当脱水量小于灌入水量的70%时，应增设脱水钻孔。

（4）灌浆结束后，应及时关闭灌浆管闸阀外，并在灌浆管上卡上铁皮，以杜绝窜浆机会。

（5）灌浆结束后，在灌浆区下端每隔30～50m打专用脱水孔，以加快脱水速度。

（6）灌浆脱水工程结束后，主管灌浆部门应向设计及讯息工期部门提供灌浆及脱水情况技术分析报告，以便制定防水措施。

（7）灌浆区下进行施工或拆除密闭时，必须制订专门的防探水措施，并报矿总工程师批准。

（8）灌浆脱水期必须到达规定期限，方可拆除密闭或施工巷道。 （9）定期、系统地测定采土场黄土物理性质。

（10）主管部门要及时收集灌浆区下泥浆沉淀资料，经常总结透浆预兆，加强安全教育。

三、火灾预报束管监测系统

系统选用KSS-200型矿井火灾多参数色谱监测系统。系统由自动取样器、专用色谱分析仪、色谱数据处理工作站以及束管采样单元组成。其中，自动取样器具有32路束管接口，数据处理工作站可控制自动取样器，循环采集各路束管的气样进行分析。同时，还留有手动进样口，可以分析人工采集的任何地点的气样。

1、设备设置

火灾预报束管监测系统采用双回路电源供电，以保证系统安全可靠地工作。 根据井下工作面、采空区发火观测点的设置情况和预留发火观测点的情况，主下井束管管缆选择为16芯，配套设备也按照16芯束管的配套能力选择。主束管管缆沿主斜井下井，在工作面的上下顺槽内采用单芯束管。

2、观测点设置

综采工作面共设置5个束管测点，用于投产时工作面及采空区的火灾防治，设置地点为：

布置在综采工作面回风顺槽上隅角（即工作面测点）； 布置在综采工作面回风顺槽口； 布置在综采工作面运输顺槽口；

布置在综采工作面回风顺槽距离工作面10m处； 布置在综采工作面采空区（距工作面30m处）； 其余地点根据实际情况临时设置。 3、管路束管布置：

监测室总管分开后将各单管插接到控制柜的各束管接头上并作好相应标识。 束管管缆为聚乙烯管，井下束管吊挂，束管吊挂高度距巷道底板1.8米，水

平固定间距小于1.5米。

采空区束管套地质钻管保护，每根束管负责一个测点的气样，为了防止采空区集水堵塞束管，每个探头抬高0.5米以上。

4、注氮防灭火对气体成分变化和温度变化的监测措施

（1）已四采区采用束管监测系统对采空区气体成分和温度变化进行监测。

（2）由防灭火小组对井下注氮区域气体成分变化和温度变化的监测建立台账。

（3）对所有注氮区域内气体成分变化和温度变化每周至少检查一次，并挂牌管理，检查结果认真填写到管理排版上。

（4）检查注氮区域内气体成分变化和温度变化时每次两人，协同作业。

（5）每周对注氮区域内气体成分取样束管分析，人工采气时，需设专人，定时、定地点采样，重点分析氧气（O2）、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）、乙炔（C2H2）八种气体含量及其变化情况。

（6）每次取样气囊要统一编号，以免混乱，同时保证不得漏气。

（7）发现异常问题、及时向领导汇报，由通风战线领导组织分析存在问题，并进行整改。

二、阻化剂灭火

（1）阻化剂选择

根据阻化剂防灭火经验，阻化剂选择由氯化铵、尿素、氯化钙、碳酸氢铵、碳酸二氢铵、磷酸二氢铵等组成。

（2）工艺及设备

为节约投资和适应工作面位置不断变化的要求，采用机动性阻化剂喷洒压注系统，利用自制箱体作为贮液箱，配备注水泵组成阻化剂压注系统，向煤壁压注阻化剂或向采空区喷洒阻化剂。

（3）参数计算

根据其它矿区使用效果，阻化剂溶液浓度控制在15～20%之间为宜。

工作面合理的药液喷洒量取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生

煤炭自燃部位，如工作面的上下口、巷道煤柱破碎堆积带等处，需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要考虑一定的加量系数。

工作面一次喷洒量可按下式计算：

V=K1K2LShAγ

式中：

K1——易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；

K2——采空区遗煤容量（t/m3）,采取遗煤样实测确定；

L——工作面长度，m；

S——一次喷洒宽度，m；

H——采空区底板上遗煤厚度，m；

A——吨煤的吸液量，t/t煤，应通过试验测得；

γ——阻化剂的容重。

采区投产后，应根据工作面实际生产情况，测定采空区遗煤情况、试验测得吨煤吸液量，确定工作面一次喷洒量。

工作面前方煤体压注阻化剂，取决于煤体的吸液量和煤体的渗透半径，根据平顶山矿区经验，一般每10m一个钻孔，可满足压注要求。

阻化剂防灭火作为灌浆防灭火的补充，本次设计暂不列入投资，生产期间可根据实际情况选择使用。

三、MEA矿用灭火剂防灭火

MEA煤矿灭火胶体含水量高，受热失水速度慢，不易产生大量水煤气；MEA灭火胶体在一定温度下能促使煤体表面形成隔热，隔气的焦化层，全面提高阻燃效果和灭火功效；MEA煤矿灭火剂中含有能抑制烟雾及阻断自由基链式反应的物质，能大大提高灭火效能和灭火速度，并能有效阻止复燃。MEA煤矿灭火在兖州、义马、平顶山、大同等矿区的一系列现场灭火实践表明，这种灭火剂效率高，火情不反复，用量小，无异味，指标气体呈“跳水”方式下降，取得了令人瞩目的灭火功效。

使用环境及材料配比： -1

（1）破碎煤柱及局部构造

用密集浅孔的方式在特定区域布置钻孔注浆注入MEA灭火剂到相应火点，1t水配6kgMEA-1A灭火剂或10kgMEA-1B灭火剂。

（2）巷道高冒及离层区

打钻注浆，首先按1t水配28～35kgMEA封堵剂的标准，将1～2m3的MEA封堵剂胶体注入煤体形成堵漏支撑带，再按1t水配6～7kgMEA-1A灭火剂或10 kgMEA-1B灭火剂的比例，注入相应数量的MEA灭火剂胶体。

（3）开切眼、停采线及架后火区灭火

1t水配20～25kgMEA封堵剂，封闭开切眼、停采线及进行架后灭火，钻孔布置根据矿井具体情况。井下移动式泵选择较大功率和压力的污水泵或潜水泵。

MEA矿用灭为剂作为灌浆防灭火方式的补充，本次设计暂不列入投资，生产期间可根据实际情况选择使用。

四、其它综合防灭火措施

1、主要进、回风巷采用锚网喷全封闭支护。

2、工作面采完后立即封闭采空区。

3、在井下所有进回风相交处均设有双向双道风门，在需调节风量处设有调节风门。

4、巷道布置考虑了全矿井反风，区域反风及局部反风系统。

5、通风机房设有反风装置，必要时可进行局部及全矿井反风。

6、井下按有关规定设置温度和CO探头。

7、其它措施。

a、主通风机应定期进行性能测定，掌握其特性，并随着季节变化及时调整风机工况，确保井下各用风点供风稳定、合理。

b、工作面采完后及时密闭，杜绝漏风。

c、工作面上下隅角张挂风帘，阻止向采空区漏风；破碎煤壁及裂缝等漏风处，喷射高效速凝剂沙浆。

d、发火征兆明显处，用高压泵压注或喷洒“凝胶”胶体，覆盖煤体、隔氧

降温；对采空区顶部和巷道高冒顶部的高温点和火区，辅以注耐高温胶体措施。

e、发生火灾时的避灾路线详见避灾线路示意图。

f、应设立专门机构，加强技术攻关，积极摸索适应本矿的经济、安全、有效的综合防灭火措施。

第三节 采区外因火灾防治

一、电气事故引发的火灾防治措施

1、机电设备硐室防火措施

为防止机电设备硐室内意外事故引发的火灾，首先，每个机电硐室内均配备二氧化碳灭火器和干粉灭火器，同时放置灭火沙箱，根据不同的着火对象选用相应的灭火设备。其次，为防止火灾时事故扩散，机电硐室门均采用防火门。

2、电气设备的防火措施

井下电气设备均采用矿用防爆型设备，且为无油设备，各变电所均为两个以上的回路供电，电气设备和供电线路均设有过载、速断、漏电等保护。

井下电压等级为：6kV、1140V、660V、127V等。

采掘设备采用1140V或660V，照明及手持式用电设备采用127V。

地面、井下所有线网和设备均按规程规定和要求设有防雷等保护接地网。 己四采区综采工作面移动变电站二次侧配电设备均具有检漏装置，从而避免采煤面电气设备和电缆接地的可能性；在生产中应严格遵守《煤矿安全规程》中各项规定，加强供配电现场安全管理工作，保证综采工作面供配电系统的安全运行。工作面的动力电缆敷设在刮板机的电缆槽内，设计中采用的高、低压开关在设备出现过载、短路、漏电、断相等故障时能自动切断电源，具有漏电闭锁及试验功能。此外，高压设备还具有电动机电缆地线监控、控制电源的绝缘监控等功能，从而防止井下综采面等电缆因短路、漏电等故障而引起火灾。

3、井下电缆

井下电缆均采用煤矿用阻燃电缆，电缆的选择、敷设、连接等均按规程的第442、第466～第472条规定和要求进行。

根据矿井井下设备配备负荷统计，己四采区井下用电负荷如下：

有功功率： Pj1=3066.5kW

无功功率： Qj1=2581.1kvar

视在功率： Sj1=4008.2kVA

计算电流： Ij1=385.7A

功率因数： cosφ=0.77

经计算，己四采区选用2回MYJV42-6kV 3×240型煤矿用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆下井至己四采区6kV中央变电所，当1回电缆故障，另外1回电缆能够满足该变电所所有用电设备正常供电要求。

己四采区下井电缆由己四采区工业场地（即风井工业场地）经副立井引至己四采区6kV中央变电所进线柜。

各变电所内至干式变压器的6kV高压电源线路采用MYJV-6kV型煤矿用交联聚氯乙稀绝缘电力电缆，其它至移动变电站等经常移动的等高压设备采用MYPTJ-6kV煤矿用监视型橡套软电缆；综采工作面的采煤机、掘进机采用MCPJB-0.66/1.14型采煤机金属屏蔽监视型橡套电缆；其它低压电缆选用MYP-0.66/1.14、MYQ-0.3/0.5型煤矿用阻燃橡套软电缆。

上述电缆均具有煤矿矿用产品安全标志，选择电缆均按满足载流量、温升、经济电流密度、动热稳定性、电压降进行选择和校验。

大巷等固定敷设的电缆沿硐室壁用电缆挂钩或电缆卡子固定敷设，经常移动的橡套电缆用电缆挂钩敷设。电缆间的连接均采用具有煤矿安全标志的矿用防爆型电缆连接器或防爆接线盒进行连接。

4、井下电气设备的各种保护

井下电气设备的保护均按照《煤矿安全规程》和《煤矿井下供配电设计规范》要求设置，具体如下：

（1）井下高压馈出线上装设的保护装置

① 高压馈出线上设有选择性的单相接地保护装置，并作用于信号；当单相接地故障危及人身、设备及供配电系统安全时，保护装置动作于跳闸。

② 供移动变电站的高压馈出线上，除必须装设有选择性的动作于跳闸的单

相接地保护装置外，还设有作用于信号的电缆绝缘监视保护装置。

③ 井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。

（2）井下低压馈出线上装设的保护装置

① 井下变电所低压馈出线上，除装设短路和过负荷保护装置外，还装设有检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置，以保证在漏电事故发生时能自动切断漏电的馈电线路。

② 井下移动变电站或配电点引出的馈出线上，装设短路、过负荷和漏电保护装置。

③ 低压电动机的控制设备，具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置与远方控制装置。

④ 煤电钻装设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止的综合保护装置。

（3）井下电气设备的保护接地

① 电压在36V 以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备外壳的金属外壳、金属构架、铠装电缆的钢带或钢丝、铅皮或屏蔽护套必须与井下接地网可靠连接。

② 己四采区井下中央变电所、采区中部变电所、瓦斯抽放站变电所和大巷机头变电所的接地极均设置在附近的水沟内，各配电点均设置局部接地极，并通过电缆接地芯线、铠装电缆金属包层、机电硐室内的接地母线与井下各变电所、配电点接地极及现有井下接地系统可靠连接，并形成不间断的井下接地网，井下接地网上任意一点测得的电阻值，不得大于2Ω。

③ 其它装有电气设备的硐室或单独安装的高压电气设备处、低压配电点、连接电力电缆的金属接线装置处均设置局部接地极；无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（带式输送机巷）以及有变电所单独供电的掘进工作面，至少分别设置1组局部接地装置。

④ 局部接地极（辅助接地极）设在巷道的水沟、积水坑内或其它潮湿地点，

每一移动式或手持式电气设备局部接地极之间的保护接地电缆芯线或与芯线相应的接地导线的阻值不应大于1Ω。

变电所内高压真空配电装置采用智能型BRD-T系列矿用微机综合保护装置，具有单相接地保护、两段式定时限过流保护、反时限电流保护和欠压释放保护等保护功能，且整定值及动作时限连续可调。

综采工作面、掘进工作面等处的移动变电站一、二次侧均附有保护控制箱，具有过载、短路、漏电、断相等保护功能。

矿用防爆型低压开关KBZ、低压磁力起动器QJZ具有短路保护、过载保护、选择性漏电保护和断相保护等功能。

为保证人身安全，所有电气设备的金属外壳、配电装置的金属构架、电力电缆接线盒、电缆金属外皮等均应可靠接地。

5、采区电气设备的安全措施

（1）为综采工作面的采煤机、刮板机和转载机等设备配电的电气开关均具有检漏装置，从而避免采煤面电气设备和电缆接地引起事故的可能性。

（2）矿井在生产中应严格遵守《煤矿安全规程》中各项规定，移动变电站为中性点不接地方式。所有电气设备的金属外壳、配电装置的金属构架、钢筋以及靠近带电部分的金属围栏和金属门、电力电缆接线盒和终端盒、电缆金属外皮及穿线钢管等均保护接地。

（3）工作面的动力电缆敷设在刮板机的电缆槽内，按规定进行各项试验，加强供配电现场安全管理工作，定期检查、维护、修理，按照《煤矿安全规程》的规定，井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆等，从而保证综采工作面供配电的安全运行。

（4）选用可靠的电气设备，采用的高、低压开关在设备出现过载、短路、漏电、断相等故障时能自动切断电源，开关在合闸前还具有漏电闭锁及试验功能。此外，高压设备还具有电动机电缆地线监控、控制电源的绝缘监控等功能，从而防止井下综采面电缆因短路、漏电等故障而引起火灾、爆炸。

本矿井在生产过程中应严格遵守《煤矿安全规程》的规定，加强供配电现场

安全管理工作，从而保证井下各种电压等级进行供配电的安全运行。井下电气设备需按有关规定定期检查、维护、修理，特别是井下不得带电检修、搬迁电气设备，不得带电移动电缆和电线。

二、带式输送机着火的防治措施

1、井下带式输送机使用的胶带为阻燃型，其安全性能和技术要求应符合MT147和MT668规定。带式输送机托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料，都必须阻燃和抗静电，其安全性能应符合MT113的规定。

2、带式输送机巷道顶部设有防爆照明灯具进行照明。

3、带式输送机设有驱动轮防滑保护、烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置及防胶带跑偏装置。

4、带式输送机巷道设有自动洒水装置。

5、机头机尾硐室设有自动喷淋灭火系统。

6、带式输送机巷道设有火灾监测监控装置。

7、井下带式输送机装备考虑了综合保护措施，该保护装置具有煤位信号、速度、温度、烟雾、洒水、拉线停车开关、自动联锁控制等功能。驱动装置和电控均选用矿用防爆型。

三、其它火灾的防治措施

1、防止地面明火引发井下火灾的防治措施

（1）杜绝火源。严禁将烟火带入井下，不许在井下使用明火；地面井口房和通风机房附近20m范围内禁止明火；井口房设有消火栓及手提式灭火器；井下严禁用灯泡、电炉等取暖。

（2）井下和地面井口房内不得从事电焊、气焊等工作。如果必须进行，则必须遵守《煤矿安全规程》的相关规定。

（3）设有地面消防水池和井上下消防管路系统。井下消防管路系统中每隔100m设置有支管和阀门，在胶带输送机巷中每隔50m设置有支管和阀门。主斜井工业场地、已四采区工业场地地面均设消防水池，按规定必须经常保持足量的水量。

（4）在井上设有消防材料库。井上消防材料库可通过矿车直达井口，消防材料库内储存有足够的消防材料和工具。

（5）井下爆炸材料库、主要机电硐室、材料库、井底车场、使用胶带输送机或液力耦合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中均配备有手提式CO2灭火器。

2、防止井下爆破引发火灾的措施

（1）井下爆破材料必须选用正规厂家的合格产品，且必须分批次、分品种存放在爆破材料库内，并经过检验后方可下井。

（2）井下爆破材料的使用必须严格管理，使用前由放炮员专人领取，当班未用完的必须送回发放室保存。

（3）必须采用毫秒电雷管，炮泥要填实，放炮前必须检测瓦斯等有害气体浓度，并对其周围物料进行清理，严禁堆放易燃易爆物品。严禁使用产生火焰的爆破材料和工艺。

3、防止地面雷电波及井下

（1）此次设计无地面架空线路引入井下。

（2）主斜井、己四进风井通向井下的各种金属管路、轨道及金属构件在地面井口附近做不少于2处的接地，接地电阻不得大于5Ω，两接地极的距离大于20m。

（3）通讯线路必须在入井处装设熔断器和避雷器，接地电阻不得大于1Ω。

（4）向井下供电的地面矿井35/6kV变电所35kV侧和6kV侧高压柜母线均装设避雷器，向井下供电的出线柜装设三相过电压保护器，同时，在井下各变电所进出线高压柜装设防止雷电过电压和操作过电压的HY5WS系列过电压保护器，且新增下井电缆金属包层等在井下6kV中央变电所重复接地。

4、在井下清洗风动工具必须在专用硐室内进行。

其它如防止机械摩擦、撞击等引燃可燃物的措施详见第九章。

5、已四工业场地不设木料场，木料由现有工广副井入井。

6、己四采区工业场地不设永久排矸场，矸石仓选址位于场地南侧的自然冲

沟内，进风井井口距矸石仓105m，本地区冬季主导风向为东北风，矸石仓布置在主导风向的下风侧，井口不受粉尘危害也无高温气体侵入的危险。进风井井筒附近无露头煤存在，同时井筒在工业广场保护煤柱保护范围之内。

第四节 防火构筑物

一、井下防火门

井下机电硐室如井下中央变电所、采区变电所等均设有防火栅栏两用门，防止火灾事故的进一步扩大。

二、井下消防材料库

在井底车场设有消防材料库，并按规定配备有足够的消防材料。消防材料配备参照《矿井防灭火规范》有关规定确定，详见表6-4-1。库房内的消防材料和工具非因处理事故不得使用，因处理事故所消耗的材料，必须及时补齐。最终库存备用品数量及种类应根据相关规定配备齐全。

三、井下防火墙

采煤工作面投产，通风系统形成后，必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙。采煤工作面回采结束后，须及时砌筑永久性封闭。井下发生火灾不能直接灭火时，必须砌筑防火墙，封闭火区，并应严格按照《煤矿安全规程》的规定进行管理。

防火门墙设置位置应满足以下要求：

1、预计可能自然发火的地点（部位）；

2、当火灾发生时，防火门墙的位置可使封闭的火区(或空间区域)范围最小；

3、当火灾发生时，构筑防火门最易封闭严密，不漏风；

4、当火灾发生时，构筑防火门不会引起风流反转、煤火逆退和回流等火灾伴生现象；

5、当火灾发生时，构筑防火门有利于火灾时期的风流调节、调度和防治火灾气体的蔓延扩大。

6、当火灾发生时，构筑防火门有利于火区的控制、管理和启封；

7、有利于在“安全、迅速、有效”的前提下进行施工工作。

根据采区开采技术条件，设计在工作面顺槽停采线外预筑一防火墙，防火墙的位置可根据巷道煤壁情况适当调整，确保位于稳定煤岩中，并按相关规定备齐材料。

消防材料库备用品表

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