許福平

(霍州煤電集團(tuán)公司曹村煤礦，山西 霍州 031400)

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

赤峪工區(qū)總回風(fēng)斜井周邊火區(qū)的監(jiān)測(cè)與防治

許福平

(霍州煤電集團(tuán)公司曹村煤礦，山西 霍州 031400)

赤峪工區(qū)為霍州煤電集團(tuán)曹村煤礦整合礦井，其回風(fēng)斜井周邊存在火區(qū)，由于漏風(fēng)量大、火區(qū)分布狀態(tài)不明等原因，導(dǎo)致CO異常涌出，威脅煤礦安全生產(chǎn)。為此，采取調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)、利用速凝固化劑封閉漏風(fēng)源、加強(qiáng)監(jiān)控等一系列措施，對(duì)火區(qū)進(jìn)行綜合防治。結(jié)果表明:一周后，CO濃度大幅下降，C2H4氣體消失，火災(zāi)得到了有效控制，可為同類問(wèn)題的處理提供借鑒。

回風(fēng)料井;火區(qū)密閉;通風(fēng)系統(tǒng);CO;監(jiān)測(cè);防治

赤峪工區(qū)、宋莊煤礦是霍州煤電集團(tuán)曹村煤礦的整合礦井，與原曹村煤礦合體，實(shí)施一體化開(kāi)采。其中:整合前的赤峪工區(qū)為單一源匯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);以主斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。由于回風(fēng)斜井與周邊的火區(qū)存在裂隙溝通關(guān)系，加之，巷道年久失修、漏風(fēng)嚴(yán)重等因素，致使周邊火區(qū)不能有效控制，回風(fēng)斜井巷內(nèi)一直有CO涌出現(xiàn)象。雖經(jīng)采取多項(xiàng)措施，使CO濃度控制在15×10－6～20 ×10－6，但造成人力、物力消耗較大，而且采取的措施效果不明顯。為確保一體化開(kāi)采礦井的安全生產(chǎn)，決定對(duì)赤峪回風(fēng)斜井周邊的火區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與防治技術(shù)研究。

1 火情監(jiān)測(cè)

赤峪工區(qū)自整合以來(lái)，回風(fēng)斜井巷CO濃度一直為3×10－6～5×10－6，該巷道從2010年2月開(kāi)始采取封閉管理措施，每天由2名瓦檢員進(jìn)行檢查，其他人員嚴(yán)禁隨意進(jìn)入，實(shí)行日檢測(cè)匯報(bào)制度。4月15日檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)總回風(fēng)巷中CO濃度忽然增至18×10－6;16日該巷架棚支護(hù)段頂板裂隙中CO濃度為131×10－6，巷道風(fēng)流中已達(dá)到 19 ×10－6，巷壁局部達(dá)到27×10－6;17日該巷架棚支護(hù)段頂板CO仍異常涌出，濃度140×10－6，總回風(fēng)巷風(fēng)流中CO濃度達(dá)24 ×10－6。表明:火區(qū)發(fā)展迅速［1－2］。

為進(jìn)一步了解火區(qū)的發(fā)展及確定火區(qū)的位置，共設(shè)序號(hào)為A～G的8個(gè)測(cè)點(diǎn)，見(jiàn)圖1，并與4月26日實(shí)施綜合滅火方案，方案實(shí)施前后各測(cè)點(diǎn)CO的濃度變化見(jiàn)圖2。

圖1 火區(qū)監(jiān)控點(diǎn)與密閉墻布置圖

圖2 各測(cè)點(diǎn)CO濃度變化曲線

從圖2可以看出:從實(shí)施滅火工程至5月7日，歷時(shí)1周，火勢(shì)得到了有效的控制。

2 防控措施

2.1 合理調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，減少火區(qū)漏風(fēng)

赤峪煤礦通風(fēng)方式為抽出式，總回風(fēng)量2 100 m3/min，通風(fēng)負(fù)壓達(dá)到2 600 Pa，存在通風(fēng)路線長(zhǎng)(12 000余m)，巷道斷面較小，一般為8～9 m2，特別是總回風(fēng)斜井內(nèi)巷道失修、頂板壓力大、裂隙較多、斷面較小(最小區(qū)段僅4～5 m2)，造成主扇高負(fù)壓運(yùn)行，導(dǎo)致周邊火區(qū)供氧充足，是火區(qū)不能得到有效控制的主要原因。因此，對(duì)赤峪通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理調(diào)整，即封閉赤峪回風(fēng)斜井，原進(jìn)風(fēng)斜井作為曹村礦的進(jìn)風(fēng)井口之一，提高有害氣體涌出點(diǎn)的氣壓，減少火區(qū)向外漏風(fēng)，有效遏制火區(qū)蔓延［3］。

另外，對(duì)2個(gè)廢棄井口(編號(hào)為03#、07#)采取封閉措施，以減少漏風(fēng)。03#立井井筒直徑2 m、深度70 m，填黃土220 m3;07#立井井筒直徑2.5 m、深度90 m，填黃土450 m3，將2個(gè)井口全部填死，并進(jìn)行澆灌處理，澆灌厚度均為1 m，各立碑1塊作為標(biāo)志［4］。

2.2 合理確定封閉位置，確保有效封堵

由于赤峪總回風(fēng)斜井周邊火區(qū)巷道較多，且與進(jìn)、回風(fēng)井的聯(lián)巷也較多，目前雖采取封閉措施，但封閉的質(zhì)量不高，仍存在漏風(fēng)現(xiàn)象。在原通風(fēng)系統(tǒng)不改變的情況下，火區(qū)內(nèi)的有害氣體，經(jīng)由回風(fēng)斜井直接排出地面，不會(huì)進(jìn)入工作面;但通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整后，火區(qū)內(nèi)的有害氣體涌出后有可能隨著新鮮風(fēng)流進(jìn)入工作面，對(duì)井下工作面形成威脅。

因此，合理確定封閉火區(qū)位置十分關(guān)鍵，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和研究，決定對(duì)通往赤峪進(jìn)風(fēng)大巷(450水平大巷)的6條聯(lián)巷、總回風(fēng)巷與450水平大巷末端交叉點(diǎn)處、總回風(fēng)巷內(nèi)漏風(fēng)較嚴(yán)重的4條巷道進(jìn)行封閉(見(jiàn)圖1)，確保有效封堵。

2.3 采用新型材料進(jìn)行有效封堵，確保封堵效果

在赤峪回風(fēng)斜井封閉工程中采用礦用新型“速凝固化劑”作為封堵材料，所有密閉墻體均重新構(gòu)筑，具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 赤峪總回風(fēng)井的密閉墻材料技術(shù)參數(shù)

密閉墻設(shè)計(jì)選用“兩墻一料”的工藝進(jìn)行，即在原密閉墻前破碹掏槽，在破碹處分別砌筑兩道石墻，石墻厚度每道為50 cm，兩道石墻間隙為1 m，在1 m間隙處充填速凝固化劑筑新的密閉墻，見(jiàn)圖3。

圖3 密閉墻施工示意圖

采用速凝固化材料構(gòu)筑密閉墻體，其效果表現(xiàn)為兩點(diǎn):一是該材料經(jīng)過(guò)加水?dāng)嚢韬?，濃度達(dá)到60%左右時(shí)，具有很強(qiáng)的滲透力，漿液能夠有效滲透到煤幫裂縫和頂板夾層中。在進(jìn)行二次膨脹后，使料漿和巷道幫頂緊密黏結(jié)，結(jié)成了一個(gè)嚴(yán)密的整體，解決了傳統(tǒng)密閉墻不能接幫接頂?shù)膯?wèn)題。保證了墻體密實(shí)牢固，不漏風(fēng)，不透氣。二是該材料具有強(qiáng)度隨時(shí)間變化的特點(diǎn)，時(shí)間越長(zhǎng)，其抗壓強(qiáng)度越大，3天后可以達(dá)到2 MPa以上，28天終凝后，可以達(dá)到5 MPa以上，完全符合安全規(guī)程要求，可以有效支撐巷道礦壓，保證封閉效果。

2.4 加強(qiáng)封閉區(qū)段的日常監(jiān)測(cè)及氣體分析

為確保在封閉之后能對(duì)封閉巷道內(nèi)的有害氣體進(jìn)行分析，同時(shí)掌握閉墻內(nèi)外的壓力變化，在施工閉墻時(shí)預(yù)留觀測(cè)孔(增設(shè)閥門(mén))，預(yù)留管路安設(shè)“U”型壓差計(jì)，在閉墻前安設(shè)瓦斯、CO及溫度傳感器，做到對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)閉墻及火區(qū)的管理嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第237、247、248條等相關(guān)管理規(guī)定［5］。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)整合礦井總回風(fēng)井周邊火區(qū)采用調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，選取合理的封閉位置及選取特殊材料進(jìn)行有效封堵及日常的監(jiān)測(cè)檢查管理，確保了礦井火區(qū)的有效控制，保證了礦井安全生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)氣體成分及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，各項(xiàng)指標(biāo)均符合《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定要求，火區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)明顯降低，火區(qū)得到了有效控制，效果明顯。

［1］ 鄧存寶，王繼仁，洪林.礦井封閉火區(qū)內(nèi)氣體運(yùn)移規(guī)律［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004.23(3):296－298.

［2］ 張光前.太平煤礦急傾斜煤層自然傾向性與火區(qū)治理技術(shù)研究［D］.重慶大學(xué)，2008.

［3］ 賈廷貴，王樹(shù)剛，曲國(guó)娜，等.風(fēng)路敏感特性對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性的影響［J］.采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2012，29(1):140－143.

［4］ 馬 礪，姜廣臣，董伯頂.八一煤礦802火區(qū)的綜合治理［J］.礦業(yè)安全與環(huán)保，2005，32(3):64－65.

［5］ 王冰山，尤文順，王冰松.柴家溝煤礦井下火區(qū)治理與啟封決策［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2012，40(1):78－82.

Monitoring and Prevention＆Control on Fire Zone of the Total Return Air Inclined Shaft in Chiyu Mine

Xu Fu－ping

The Chiyu work area is integrated mine which belong to the Caocun mine of Huozhou coal electricity group，which has a fire zone near its return air inclined shaft.Because of the large amount of air leakage and the unknown distribution of the fire zone，the CO emission is always abnormal，acting as a threat to mine safety and production.In this respect，the following measures have been taken to realize the prevention and control that adjusted the ventilation system，made closure of air leakage source by speed solidification agent and enhanced the monitoring.The results show that after a week，the concentration of CO decreases greatly and the C2H4emission vanishes.The fire hazard has been controlled effectively，which can provide a useful reference when the similar problems arise.

Return air inclined shaft;Fire enclosure;Ventilation system;Carbonic oxide;Monitoring;Prevention and control

TD75+2

A

1672－0652(2012)08－0029－03

2012－07－02

許福平(1971—)，男，山西洪洞人，2004年畢業(yè)于太原理工大學(xué)函授班，工程師，主要從事礦井通風(fēng)管理工作(E －mail)zxk0357@163.com