垞城煤礦22112綜采面煤層自燃防治技術(shù)

丁 強，張義倫

（徐州礦務(wù)集團(tuán)垞城煤礦，江蘇徐州 221142）

垞城煤礦22112綜采面煤層自燃防治技術(shù)

丁 強，張義倫

（徐州礦務(wù)集團(tuán)垞城煤礦，江蘇徐州 221142）

分析了垞城煤礦22112綜采工作面的一起煤層自燃事故的原因，介紹了對治理該工作面自燃所采取的措施、治理的效果以及應(yīng)該吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)。

自然發(fā)火;防滅火措施;效果

Technology of Preventing Coal Spontaneous Combustion in 22122 Full-mechanized Mining Face of Chacheng Colliery

2010年3月21日垞城礦22112綜采工作面在上隅角發(fā)現(xiàn)有CO，起初濃度為10×10－6，2d后上升到300×10－6，有明顯的發(fā)火征兆。如不及時采取措施，有可能造成采空區(qū)煤炭自然發(fā)火，嚴(yán)重威脅工作面生產(chǎn)和礦井安全。

1 煤層自燃原因

1.1 工作面基本概況

從22112工作面兩巷掘進(jìn)情況來看，該面煤層賦存不穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，中、小斷層較為發(fā)育，煤層厚度1.0～2.6m，煤層傾角30～37°，由北向南漸緩。該面處在－420～－600m水平，為北一采區(qū)。上區(qū)段未采，正上方為1煤12112工作面采空區(qū)，下部為1422工作面，現(xiàn)均已回采結(jié)束。工作面所采煤層為2煤，與上覆1煤層間距0～4m。2煤揮發(fā)分34.87%，自然發(fā)火期3個月，煤塵具有爆炸性。該面的瓦斯絕對涌出量為1.5m3/ min，屬低瓦斯區(qū)域。本面溫度24～25℃。

1.2 煤層自燃原因分析

工作面煤炭自然發(fā)火與煤炭本身是否具有發(fā)火傾向、工作面推進(jìn)速度及漏風(fēng)通道等因素有關(guān)。正在回采的22112綜采工作面所采煤層為2煤，發(fā)火期為3個月，具有發(fā)火傾向。但此工作面平均煤厚為1.6m，一次采全厚，采空區(qū)遺煤有限，不存在自燃條件。經(jīng)分析由于1，2層間距較小，煤炭氧化自燃應(yīng)為未采凈的1煤所致。

（1）工作面推進(jìn)速度慢。因工作面受斷層、支架設(shè)備老化和剛組建的隊伍技術(shù)不熟練等因素影響，工作面推進(jìn)速度較慢。前5個月共推進(jìn)105m，平均每個月的推進(jìn)速度20m左右。上覆未采凈的12112工作面遺有大量的浮煤，加之供氧條件較好，散熱性較差，導(dǎo)致12112工作面采空區(qū)遺煤氧化升溫，熱量聚集后極易發(fā)生自燃。

（2）上、下隅角處錨桿螺母拆卸不及時，網(wǎng)不及時剪，造成局部懸頂，形成了漏風(fēng)通道。

2 治理措施

為了查清發(fā)火點，在上隅角和工作面內(nèi)每隔5架設(shè)點觀察，并有專人負(fù)責(zé)，安排領(lǐng)導(dǎo)干部三班跟值班，每班測氣體2～3次，重點測CO，CH4和溫度3個參數(shù)。通過1d的測量和觀察，初步確定在工作面86號支架處是火源點。該面向下1～86號支架CO氣體基本為零，86號支架向上為遞減趨勢，但上隅角CO氣體仍然很高。這樣就基本確定86號支架上下3～5架為發(fā)火點。

在查清火源以后，主要采取以下措施:

（1）降低風(fēng)量 為了降低有害氣體的泄漏，對可能產(chǎn)生的漏風(fēng)通道進(jìn)行重新加固，堵住可能產(chǎn)生的漏風(fēng)通道，在工作面支架內(nèi)從上到下設(shè)置一道風(fēng)障，上隅角處壘防漏風(fēng)墻，以減少向采空區(qū)漏風(fēng)，減少有害氣體的排放。另外，在滿足通風(fēng)要求的前提下適當(dāng)降低風(fēng)量以減少有害氣體的排放。經(jīng)計算，供風(fēng)量由原先400m3/min調(diào)至350m3/min。

（2）注水降溫 為了降低發(fā)火點溫度，從86號支架向上至96號支架架間插管向采空區(qū)進(jìn)行注水。打鉆深度10m左右，然后順鉆孔插入直徑101mm管子，96號支架向上每3架插1根管子注水，上隅角插4根管子注水，且插入深度達(dá)到15m左右。每班不間斷注水，防止遺煤氧化，濕潤采空區(qū)，以工作面溢出漿水為止，并有專人進(jìn)行管理。

（3）注阻化劑 為了盡快切斷和降滅火源，在材料巷安泵向工作面注阻化劑。阻化劑主要成分是氯化鈣。將87～88號支架架間距調(diào)大，在此處一次向采空區(qū)埋入4根注漿管，注漿管采用4m的花眼鋼管，將阻化劑注入管內(nèi)。管子是特制的，每根管子上都鉆有若干個圓孔，便于漿體滲入，使之均勻地噴灑到煤體表面，并且不間斷地注入阻化劑，延緩煤的氧化過程。

（4）上隅角加裝水幕噴水降溫 在工作面的上隅角處，架設(shè)1架凈化水幕器，利用射流器不間斷地向采空區(qū)內(nèi)噴灑水幕，對煤體降溫，防止其溫度升高使其氧化加快。

通過采取以上安全技術(shù)措施，1周后，工作面CO濃度明顯下降，逐步下降到 （10～20）×10－6之間，在安全可控范圍內(nèi)，符合《煤礦安全規(guī)程》。消除了安全隱患，確保了工作面回采拆除期間的安全生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

該起煤層自燃雖然得到了控制，但也有較深刻的經(jīng)驗教訓(xùn)應(yīng)該吸取。

（1）在開采具有自燃傾向的煤層，要制定一套完善的防滅火安全技術(shù)措施，合理地進(jìn)行開采。上覆12112回采工作面留有大量遺煤，沒有及時進(jìn)行合理有效地處理，且有漏風(fēng)通道，導(dǎo)致22112工作面局部自然發(fā)火。

（2）開采具有自燃傾向的煤層，一定要合理組織，加快工作面推進(jìn)速度，避免發(fā)生煤層自燃。

（3）通過降低風(fēng)量、注水、注阻化劑、噴灑水幕等綜合防滅火措施，使垞城礦22112綜采工作面的發(fā)火征兆得到了有效地控制，為如何處理煤層自然發(fā)火積累了寶貴經(jīng)驗。

［1］王省身，張國樞.礦井火災(zāi)防治［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1990.

［2］劉小舟.煤礦火災(zāi)預(yù)防與防治技術(shù)現(xiàn)狀［J］.煤礦現(xiàn)代化，2005.

［3］鮮學(xué)福，王宏圖，等.我國煤礦礦井防滅火技術(shù)綜述［J］.中國工程科學(xué)，2001.

TD752.2

B

1006-6225（2011）04-0109-01

2011－02－14

丁 強 （1960－），男，江蘇海門人，研究員，現(xiàn)任徐州礦務(wù)集團(tuán)垞城煤礦安監(jiān)處長，長期從事煤礦安全生產(chǎn)管理工作。

［責(zé)任編輯:鄒正立］