綜放工作面啟封及回撤期間的綜合防滅火技術(shù)措施研究

【摘 要】棗泉煤礦12206綜放工作面因CO氣體濃度超限，2010年1月進行了封閉，4月初施工專用防滅火措施巷，向采空區(qū)施工長、短鉆孔，覆蓋整個工作面支架后方7.5m-15m采空區(qū)范圍。通過鉆孔共向采空區(qū)注入高分子膠體約19275kg，注入復合膠體約4325kg，注水約6145m3，注入黃泥漿約4351m3，利用采空區(qū)埋管注氮961142m3。實踐證明，通過采取綜合防滅火措施，結(jié)合礦井火災監(jiān)測系統(tǒng)，對封閉區(qū)域溫度及氣體情況進行分析，實現(xiàn)了工作面的成功啟封，保障了工作面的正常接替。

【關(guān)鍵詞】煤礦；綜放面；回撤；綜合防滅火

隨著綜采放頂煤開采技術(shù)的推廣應用，受開采強度高、采空區(qū)遺煤多等因素影響，停采撤架時間較長，如不及時采取有效的防滅火技術(shù)措施，則易發(fā)生礦井采空區(qū)和局部區(qū)域的自燃事故，導致工作面的封閉，影響礦井的正常安全生產(chǎn)。因此，在礦井停采撤架期間，采取有效的綜合防滅火措施，對安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

1.礦井概況

棗泉煤礦位于寧夏回族自治區(qū)靈武市寧東鎮(zhèn)，為低瓦斯、低二氧化碳礦井。礦井所采煤層均有爆炸危險性，煤的自燃傾向性為I類，屬易自燃煤層，最短自然發(fā)火期僅為35天，礦井通風方式為分區(qū)式通風，通風方法為抽出式。

12206工作面位于12采區(qū)北翼，工作面走向1588m，傾向長250m，煤層厚度8m，采用綜采放頂煤開采，沿底板開采，2008年10月13日開始回采，2009年12月2日開采完畢。由于工作面CO氣體濃度超限，2010年1月5日對工作面進行封閉（圖1），1月6日礦組織在風巷距離工作面煤壁16m處施工了一道臨時密閉，距離臨時密閉500mm處施工了一道厚度500mm的料石密閉，閉面進行了噴漿處理，并在兩道密閉間灌注瑞米充填材料進行堵漏，機巷在原有厚度為1000mm料石密閉的基礎上，距離該密閉5m處又施工了第二道厚度為1000mm的永久密閉，兩道密閉間距為500mm，灌注充填材料進行堵漏，閉面進行了噴漿處理。

2.防滅火技術(shù)措施

工作面封閉初期，機巷密閉內(nèi)CO最高達9850ppm后，在工作面風巷增加了一趟4寸注氮管路，工作面風、機兩巷同時進行注氮，3月10日后工作面密閉內(nèi)CO降至10ppm以下，氧氣濃度降至2.0%以下，密閉內(nèi)外壓差為270Pa，溫度為16℃~18℃。

2010年4月4日至5月10日組織施工了長度為260m的專用防滅火措施巷，5月13日~5月28日在措施巷向工作面支架后方施工了60個高位鉆孔，邊打孔邊注水、注膠，其中長孔13個，短孔49個。長孔終孔位置為支架后約15m范圍，采取先灌水后灌注復合膠體；短孔終孔位置為支架后約7.5m范圍，采取先灌水后灌注高分子滅火膠體。截止6月20日，工作面防滅火措施工程全部結(jié)束，向采空區(qū)注入高分子膠體約19275kg，注入復合膠體約4325kg，注水約6145m3，注入黃泥漿約4351m3，利用采空區(qū)埋管注氮961142m3。

工作面封閉前，20#支架架間溫度最高，達到30.1℃，采取防滅火措施后穩(wěn)定在18.5℃。鉆孔、風機兩巷閉內(nèi)氣體采樣結(jié)果為：O2濃度穩(wěn)定在5.0%以下；C2H6、C2H2、C2H4濃度為0，CO濃度穩(wěn)定在10ppm以下，機巷出水溫度穩(wěn)定在20℃以下。符合《煤礦安全規(guī)程》工作面啟封的相關(guān)要求。

3.12206工作面防滅火效果評價

3.1鉆孔氣體變化分析

根據(jù)鉆孔施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)和人工采樣數(shù)據(jù)，鉆孔施工完畢后，從部分鉆孔內(nèi)涌出微量CO，濃度最高達到11ppm；從工作面70#支架和20#支架、機巷密閉內(nèi)、風巷密閉內(nèi)、風巷上隅角等5處預埋的束管檢測結(jié)果看，CO濃度一直穩(wěn)定在10ppm以下。經(jīng)鉆孔自上而下注水、注膠、灌漿、注膠體泥漿的措施后，采空區(qū)CO呈下降趨勢，趨于平穩(wěn)，最高濃度為8ppm。

3.2鉆孔溫度變化狀態(tài)分析

封閉前，工作面20#、70#支架間溫度最高，分別為30.1℃和28.3℃，經(jīng)過注膠、注水和黃泥灌漿處理后，根據(jù)措施巷20#、70#支架后方7m范圍施工的兩個測溫孔測定，溫度穩(wěn)定在18.5℃和15.8℃左右，采空區(qū)溫度變化趨勢平緩，且總體呈下降趨勢。

3.3機巷出水溫度

根據(jù)水溫的檢測，機巷出水溫度逐漸下降，在采空區(qū)內(nèi)部出水溫度相同的前提下，說明采空區(qū)內(nèi)部高溫區(qū)域溫度逐漸降低，采空區(qū)氣體溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢。

3.4防滅火效果綜合評價

從以上溫度及氣體趨勢來看，工作面封閉區(qū)域溫度已下降到20℃以下，并呈穩(wěn)定趨勢；鉆孔內(nèi)CO濃度保持在10ppm以下。12206工作面封閉后所采取的各項防滅火措施取得了成效，在工作面啟封后可根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定相應措施進行防治。工作面啟封后，對架間局部溫度異常點頂部進行注水，在措施巷內(nèi)對應位置施工鉆孔，選擇相應的灌注材料進行防治。

4.結(jié) 語

棗泉煤礦12206工作面已于2010年6月成功啟封，保證了工作面的正常接替。通過采取綜合防滅火技術(shù)措施，降低了密閉內(nèi)的CO濃度及火區(qū)溫度，為工作面的安全回撤創(chuàng)造了有利條件。礦井防滅火是一項復雜的系統(tǒng)工程，單一的某項防滅火措施存在很大的局限性，應采用綜合防滅火技術(shù)措施來治理火區(qū)，達到礦井高效率防滅火和安全生產(chǎn)的目的。參考文獻

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