受小窯火災(zāi)影響引發(fā)的次生火災(zāi)綜合治理技術(shù)應(yīng)用

李 東

(大同煤礦集團有限責(zé)任公司 同家梁礦，山西 大同 037025)

近年來，國家經(jīng)濟增長迅速，煤炭需求旺盛，在經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，部分不法分子私自打開已封閉的小窯井口非法開采，造成小窯采空區(qū)自燃發(fā)火，火災(zāi)蔓延引發(fā)大礦采空區(qū)自然發(fā)火或火災(zāi)氣體通過漏風(fēng)通道進入大礦采空區(qū)并從大礦密閉或工作面泄出。對大礦生產(chǎn)及人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

同家梁礦(以下簡稱該礦)2009年受小窯火災(zāi)影響發(fā)生采空區(qū)次生火災(zāi)及CO 氣體泄出，及時進行了治理，從中總結(jié)了對此類火災(zāi)的治理方法。

一 受小窯火災(zāi)影響出現(xiàn)CO 氣體及其治理經(jīng)過

2009年12月3日，救護隊在11#303 盤區(qū)取樣發(fā)現(xiàn)西一風(fēng)井底26#密閉出現(xiàn)CO 氣體，濃度為0.0162%，之后查明西一風(fēng)井風(fēng)道被打開，該礦組織人員于12月5日進行了封堵，12月7日檢查發(fā)現(xiàn)1035 大巷24#、27#、33#密閉出現(xiàn)CO 氣體，濃度在0.23～0.3%之間，12月8日地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)大井溝副井口密閉被打開，井口冒煙。在此之后該礦及時組織對地面小窯井口進行封堵、井下相關(guān)密閉進行加固，并采取了局部升壓等措施，在此之后，該礦加強了地面小窯井口的巡查力度，并多次發(fā)現(xiàn)西一井筒風(fēng)道、大井溝小窯、白土窯小窯等井口多次頻繁被拆開，井下相關(guān)區(qū)域CO 氣體逐步升高。西一風(fēng)井井底26#密閉CO 濃度最高達到21000ppm，CO 氣體從1035 大巷周邊密閉及大巷碹體泄出到1035 大巷，最高濃度達400ppm。初步分析該區(qū)域出現(xiàn)CO 的原因為小窯井口的頻繁開啟造成小窯采空區(qū)遺煤氧化或火區(qū)復(fù)燃波及該礦采空區(qū)，從而使采空區(qū)頻繁出現(xiàn)CO 氣體，并導(dǎo)致采空區(qū)自燃。鑒于上述情況，該礦采取了多種治理措施，進行綜合治理。

1.封堵漏風(fēng)通道

(1)井下密閉加固堵漏。對與采空區(qū)聯(lián)通的24#、33#、26#密閉進行加固，采用在原密閉外支設(shè)合板，灌注水泥砂漿的方法加固，灌注厚度達50 cm，并對墻體及周邊巷道進行噴漿，以此來減少密閉漏風(fēng)。

(2)地面井口封堵。由地質(zhì)、通風(fēng)部門及時排查相關(guān)區(qū)域地面原小窯井口，將被拆開的西一風(fēng)井風(fēng)道、大井溝小窯、白土窯小窯井口及時進行封堵，對部分漏風(fēng)出現(xiàn)CO 氣體的山體漏風(fēng)巖石裂縫在用水泥砂漿封堵后使用黃土進行覆蓋，徹底消除地面漏風(fēng)通道。

(3)1035 大巷噴漿封堵漏風(fēng)。1035 大巷由于受壓破壞，出現(xiàn)了碹體崩裂等現(xiàn)象，為消除通過碹體的漏風(fēng)。該礦及時對1035 大巷及相關(guān)密閉進行了噴漿工作，噴漿厚度達20 cm。消除了這一漏風(fēng)通道。

2.調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，減風(fēng)降壓

1035 大巷既是該礦大型設(shè)備運輸?shù)闹饕ǖ?，也是一條主要的進風(fēng)巷道，該區(qū)域的原通風(fēng)系統(tǒng)為1035 大巷→303 石門→西二風(fēng)井;1035 大巷→聯(lián)絡(luò)斜井→1013 大巷→西三風(fēng)井，由于從1035 大巷碹體泄出的CO 氣體逐步升高，1035 大巷內(nèi)CO 最高濃度達到400ppm，從聯(lián)絡(luò)斜井下泄的氣體與1013 大巷新鮮風(fēng)流匯合后風(fēng)流中的CO 濃度仍高達20ppm，為防止對生產(chǎn)區(qū)域人員造成影響，該礦及時對該區(qū)域進行系統(tǒng)進行調(diào)整，(通過該巷進入西二、西三系統(tǒng)的風(fēng)量分別為800m3/min 和1200m3/min)，在1035 大巷分風(fēng)點前施工兩道風(fēng)門，將原1035 大巷通過聯(lián)絡(luò)斜井進入西三系統(tǒng)的風(fēng)路改為通過聯(lián)絡(luò)斜井進入1035 大巷流向303 石門。同時調(diào)整了303 石門通往西二風(fēng)井的風(fēng)量，通過該巷道的風(fēng)量降低到600m3/min，這樣既防止了有毒有害氣體進入西三系統(tǒng)，對生產(chǎn)區(qū)域人員造成威脅，又減少了1035大巷的負壓，從而大大減少了通過采空區(qū)的漏風(fēng)。

3.灌注高水凝膠及粉煤灰，隔離采空區(qū)火區(qū)

對西一井底與刀把子采空區(qū)聯(lián)通的共324 米巷道以及1035 大巷碹體后的空間灌注粉煤灰形成隔離帶，減少采空區(qū)漏風(fēng)，防止CO 外泄進入1035 大巷。灌注方法采用在密閉上打孔灌注或在1035 大巷打孔穿過煤柱與準(zhǔn)備灌注隔離的巷道打孔，孔口末端盡可能接近巷道頂板，采用漿液泵將粉煤灰、水和高水凝膠混合攪拌后灌入隔離巷道，在初始灌注時，為防止采空區(qū)內(nèi)的可燃性氣體發(fā)生爆炸，在粉煤灰中加入少量的羅克休等高分子防滅火材料。累計灌入粉煤灰約4000m3。

4.建立灌漿系統(tǒng)進行灌漿

黃泥灌漿是采空區(qū)火區(qū)最行之效的治理方法，該區(qū)域灌漿系統(tǒng)目前已有4 個灌漿孔，從灌漿效果及此次CO 泄出分析，刀把子采空區(qū)域及西一風(fēng)井井筒應(yīng)為今后灌漿的重點，因此該礦在刀把子采空區(qū)邊界及西一井筒布置2 個灌漿孔，對該區(qū)域進行黃泥灌漿，目前已灌入黃土近10 萬m3。

通過采取上述措施，該區(qū)域防滅火工作取得良好的成效，目前1035 大巷風(fēng)流中已無CO 氣體泄出，26#密閉內(nèi)CO 已降低到11000ppm，氧氣濃度降低到2.3%以下，保證礦井安全生產(chǎn)。

二 總結(jié)

此次火災(zāi)是由于小煤窯偷挖盜采，持續(xù)給采空區(qū)供氧，導(dǎo)致小煤窯采空區(qū)著火，通過井下塌通巷道，致使大礦采空區(qū)密閉出現(xiàn)高濃度CO，產(chǎn)生前期發(fā)火跡象。

快速治理火災(zāi)隱患必須注意以下幾點:

1.準(zhǔn)確判斷出CO 異常點，確定發(fā)火的具體位置。(由于小煤窯的亂采亂掘，沒有詳細的開采圖紙說明，致使井下采空區(qū)記錄不明朗，采空區(qū)的塌通，導(dǎo)致井下復(fù)雜網(wǎng)路中，難以明確具體的著火地點，只有通過大礦的密閉取樣、檢測，來確定區(qū)域是否發(fā)火。)采取有針對性的治理方法。

2.為了保證大礦安全生產(chǎn)，減少國家的財產(chǎn)損失，均壓通風(fēng)、降風(fēng)堵漏能確保大礦在工作面回采期間安全生產(chǎn)，保障作業(yè)人員生命安全。

3.工作面密閉以后，開始對11#303 盤區(qū)域灌注黃泥漿，大面積的封堵漏風(fēng)通道，達到降溫滅火目的，隔絕小煤窯火災(zāi)對大礦的安全生產(chǎn)影響防止火災(zāi)的發(fā)生。

4.需要大礦平時加強對小煤窯采空區(qū)聯(lián)通地帶的密閉監(jiān)測，采空區(qū)一旦發(fā)生自燃火災(zāi)，大量有毒有害氣體將通過漏風(fēng)通道進入大礦，嚴(yán)重威脅礦井安全和職工人身安全，是困擾同煤集團安全生產(chǎn)的重大難題，給各礦帶來很大安全隱患。