沛城煤礦易自燃煤層開采綜合防滅火技術(shù)

王英杰

摘要：易自燃煤層的綜合防滅火技術(shù)，不僅關(guān)系到礦井的經(jīng)濟(jì)效益，更直接影響到礦井的安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。為了減少煤炭資源損失，根據(jù)沛城煤礦7370回采工作面綜合防滅火技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對防滅火問題提出簡單、實(shí)用、可靠的解決方法，為易自燃煤層的防滅火技術(shù)提出建設(shè)性的意見，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為類似條件下的回采積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：走向長壁；回采易自燃煤層；防滅火

中圖分類號：TD752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0099-02

1 工程概況

該面煤厚平均為3.7m。傾角平均36°。工作面為走向條帶式開采，全部垮落法管理頂板，爆破落煤。煤塵具有爆炸性，煤塵爆炸指數(shù)41.47%，火焰長度50mm以上，自燃發(fā)火傾向?yàn)槎?，該煤層自燃發(fā)火期為1～3個月，最短發(fā)火期30天左右。相對瓦斯涌出量3.41m3/t，絕對瓦斯涌出量1.09m3/min；相對CO2涌出量3.19m3/t，絕對CO2涌出量1.02m3/min。

2 日常防滅火安全技術(shù)措施

2.1 采空區(qū)內(nèi)埋管注MEA-1防火劑

2.1.1 方式方法：在該面回風(fēng)隅角的下部預(yù)埋三路直徑50mm每路長度為50m的注膠鋼管，注膠口深入采空區(qū)切頂線以內(nèi)不低于6m，端頭2m為打眼花管。第一路鋼管直接深入采空區(qū)內(nèi)；第二路管路口在距第一根管口前端15m處預(yù)設(shè)；第三路管路口在距第二根管口前端15m處預(yù)設(shè)，三路管子固定在上幫，每班用壓力泵通過預(yù)埋管路向老塘注MEA-1膠體，預(yù)埋管路要與前一條管路提前5m向外連接，以達(dá)到阻化采空區(qū)浮煤防止自燃的目的。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)及要求：MEA-1膠體配比濃度為6‰，注膠壓力泵為TBW-50/15泥漿泵。每班需MEA-1防滅火劑2袋計(jì)40kg，需要用水量為6.67m3。將MEA-1防滅火劑和水混合在拌料池內(nèi)，使膠體充分膨脹后再注入采空區(qū)，每桶料注膠時間為30min，需MEA-1防滅火劑6kg，每班注膠時間為3.3h。

2.2 插管注MEA-1防滅火劑

2.2.1 方式方法：沿該面傾向用注膠泵從上隅角開始向下直至下隅角往采空區(qū)隔段插管注MEA-1和水混合膠體，注膠量以現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)膠體且不影響工作面生產(chǎn)為準(zhǔn)。若上隅角出現(xiàn)空頂，每班要專人用TBW-50/15泥漿泵在上隅角切頂線向里噴灑LFM與MEA-1混合材料，噴灑時要均勻全面，保證采空區(qū)碎煤得到徹底濕潤。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)及要求：插管間距3m±0.5m，插管直徑15mm，插管高度離頂0.4m，插管一端在50cm長范圍內(nèi)，每隔10cm鉆3個直徑3mm鉆孔，端頭帶尖。每次向采空區(qū)內(nèi)插管深度不低于1.5m。如下隅角冒落不實(shí)，落煤比較松散，可采用3m管路進(jìn)行插管注膠。

2.3 上、下隅角設(shè)置擋風(fēng)簾

運(yùn)輸巷尾部回料滯后距切頂線不得超過1m，每次運(yùn)輸巷尾部的刮板機(jī)要將尾部浮煤清理干凈，嚴(yán)禁滯后，上、下隅角老塘側(cè)設(shè)置擋風(fēng)簾，回柱后立即恢復(fù)，減少向采空區(qū)漏風(fēng)時間。

2.4 工作面推進(jìn)及防滅火要求

減少向采空區(qū)漏風(fēng)，下出口超前不得少于兩檔，每檔長度不少于六棚，每月回采進(jìn)度不得低于50m。

該面進(jìn)行分次爆破，爆破間隔延長，及時將煤外運(yùn)，避免通風(fēng)斷面縮小，造成向采空區(qū)漏風(fēng)增加。

初放期間，必須對切眼內(nèi)幫、頂及四周進(jìn)行阻化，第一次放頂后必須對切眼頂煤進(jìn)行噴灑阻化劑；每班回柱前對采空區(qū)浮煤采用MEA-1防滅火劑進(jìn)行噴灑，使采空區(qū)落煤得到徹底阻化。

3 定期防滅火安全技術(shù)措施

3.1 工作面下隅角砌筑擋風(fēng)阻燃墻

為減少采空區(qū)漏風(fēng)，使老區(qū)浮煤氧化終止，在下隅角砌筑袋裝擋風(fēng)阻燃墻，增加漏風(fēng)風(fēng)阻，隨著推進(jìn)逐漸被壓實(shí)，老區(qū)漏風(fēng)量減少，砌筑擋風(fēng)阻燃墻后在墻體上噴MK-15型快速密閉材料，確保墻體嚴(yán)密不漏風(fēng)。

3.2 穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)

該面風(fēng)量每周測定一次，供風(fēng)量嚴(yán)禁超出300～320m3/min范圍，如礦井風(fēng)量發(fā)生變化、巷道貫通、采區(qū)系統(tǒng)調(diào)整時，及時對該面風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，確保風(fēng)量穩(wěn)定。根據(jù)防滅火要求，若出現(xiàn)CO，可適當(dāng)降低風(fēng)量。

3.3 加強(qiáng)氣體及監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)檢查

3.3.1 CO濃度的檢查周期應(yīng)根據(jù)CO濃度大小而定，在回風(fēng)隅角CO濃度小于24ppm時，每天檢查一次；否則，應(yīng)每班檢查一次。CO濃度的測定地點(diǎn)為：（1）回風(fēng)隅角：隅角切頂線距巷道上幫及頂板各1m處；（2）回風(fēng)道：上出口外20m處巷道中部；沿切頂線向下每10m一個點(diǎn)，直至運(yùn)輸巷，測點(diǎn)在頂板肩窩處。回風(fēng)隅角CO濃度達(dá)24ppm后，應(yīng)每天計(jì)算CO氣體的絕對涌出量。

3.3.2 檢測手段和方法。回風(fēng)隅角、回風(fēng)流用多種氣體檢測器、便攜式CO報(bào)警儀，檢測測點(diǎn)的CO、O2濃度；用溫度計(jì)測定空氣溫度；用紅外溫度測定儀測定采空區(qū)內(nèi)溫度。

3.3.3 根據(jù)要求對7370工作面安裝傳感器位置及標(biāo)準(zhǔn)：

回風(fēng)隅角瓦斯傳感器，位置在切頂線向外200mm處，距頂板不大于300mm，距幫不大于200mm，CH4報(bào)警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復(fù)電濃度∠0.8%。

上出口瓦斯傳感器，位置在工作面上出口向外≤10m處，距頂板不大于300mm，距幫不小于200mm，CH4報(bào)警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復(fù)電濃度<0.8%。

回風(fēng)流瓦斯傳感器，位置在材料巷出口向里10～15m處，距頂板不大于300mm，距幫不小于200mm，CH4報(bào)警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復(fù)電濃度<0.8%。

回風(fēng)流及上出口向外30m處各安裝一個CO傳感器，位置在回風(fēng)巷向里10～15m處，位置在上出口向外30m處，報(bào)警濃度≥24PPm。

回風(fēng)流溫度傳感器，位置在回風(fēng)巷向里10～15m處，報(bào)警濃度≥30℃。

回風(fēng)流風(fēng)速傳感器，位置在回風(fēng)巷向里10～15m處。

3.3.4 地面中心站值班應(yīng)設(shè)置在礦調(diào)度室內(nèi)，24h有專職值班員值班，確保該面監(jiān)控設(shè)備完好數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。發(fā)現(xiàn)問題要及時制定措施處理及原因分析。

4 特殊防滅火安全技術(shù)措施

4.1 注三項(xiàng)泡沫

在邊切眼回采20m之后注一次三項(xiàng)泡沫；當(dāng)隅角切頂線處CO濃度達(dá)到24ppm時，方可對采空區(qū)采取注三項(xiàng)泡沫，方法可采用埋管及插管注入法（方法同注MEA-1防滅火劑），注泡沫量以現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)泡沫流到工作面不影響生產(chǎn)為準(zhǔn)（每推進(jìn)10m，注三項(xiàng)泡沫一次，量以覆蓋老塘為準(zhǔn)）。

4.2 汽霧阻化

方式方法：為提高霧化效果，配比濃度MgCl2∶水=1∶5，配料要均勻，泵站壓力調(diào)至4MPa。在該面中下部老塘冒落不充分時，利用該面的進(jìn)風(fēng)將汽霧帶進(jìn)采空區(qū)，使其后部落煤得到徹底阻化，確保達(dá)到阻化效果。

4.3 工作面氣體檢查

每班對上隅角、回風(fēng)出口三角門向里10～15m處、用探杖從上隅角開始向下每10m直至下隅角進(jìn)行檢查、記錄。正常情況下，每班注膠前、注膠后、回料后對各點(diǎn)一氧化碳?xì)怏w監(jiān)測1次，如發(fā)現(xiàn)CO升高，需增加監(jiān)測次數(shù)?；仫L(fēng)流CO低于10ppm用便攜式CO報(bào)警儀檢查，超過10ppm用多種氣體檢測器檢查。

在該面外新鮮風(fēng)流處安裝兩臺局部通風(fēng)機(jī)，若發(fā)現(xiàn)面內(nèi)和回風(fēng)流CO超限或大于等于100ppm，作業(yè)人員禁止在超限區(qū)逗留，必須懸掛警標(biāo)，撤出工作面作業(yè)人員，及時開啟局部通風(fēng)機(jī)稀釋氣體，采取相應(yīng)措施，防止中毒事件發(fā)生。只有在專職人員檢查CO低于規(guī)程以下，人員方可

進(jìn)入。

5 結(jié)語

沛城煤礦易自然煤層綜合防滅火技術(shù)逐漸成熟，取得了較好的安全生產(chǎn)效果。