納林河二號礦井首采面綜合防滅火技術(shù)研究

張作華,王永峰（中煤能源鄂爾多斯分公司,內(nèi)蒙古 伊金霍洛017200）

納林河二號礦井首采面綜合防滅火技術(shù)研究

張作華,王永峰
（中煤能源鄂爾多斯分公司,內(nèi)蒙古 伊金霍洛017200）

摘 要：本文介紹了納林河二號礦首采工作面在正常生產(chǎn)期間，通過采取綜合防滅火技術(shù)，防止采空區(qū)遺煤的自然發(fā)火，確保了工作面回采期間的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；防滅火；措施

1　31101工作面概況

31101工作面位于納林河二號礦井首采區(qū)中部，北以回風(fēng)順槽、南以膠運(yùn)順槽、輔運(yùn)順槽、西以一號輔助運(yùn)輸大巷、東以切眼為界，工作面走向長3030m，寬240m，煤層平均厚度5.5m，傾角1～3°，地質(zhì)儲量519.9萬噸，為運(yùn)輸方便，在膠運(yùn)順槽、輔運(yùn)順槽之間每100米設(shè)有一道聯(lián)絡(luò)巷，鄰近區(qū)域沒有采空區(qū)。（見圖1）煤樣吸氧量0.89 cm3/g，自燃傾向性等級為Ⅰ級，屬于容易自燃煤層，煤層的自燃發(fā)火期一般為40～60天。工作面采用走向長壁采煤法，頂板管理方法為全部垮落法。采用兩進(jìn)一回的 Y 型通風(fēng)方式，工作面風(fēng)量為2800m3/min。

2　31101工作面防滅火重點(diǎn)區(qū)域

（1）切眼附近。切眼從掘進(jìn)揭露煤體至回采間隔時(shí)間長，表體煤炭同空氣接觸時(shí)間長，自燃發(fā)火隱患大。

（2）停采線附近。在接近停采線1m停采后不能及時(shí)撤面、封閉，而導(dǎo)致自燃危險(xiǎn)性增加。因此，停采線附近是采空區(qū)最易發(fā)生自燃火災(zāi)的地點(diǎn)，是防滅火工作的重中之重。

（3）采空區(qū)。工作面回采期間遺留的碎煤較多，如果工作面漏風(fēng)較大，黃泥灌漿和注氮不及時(shí)或效果不好，會導(dǎo)致積聚碎煤溫度升高，從而引起自燃發(fā)火。

（4）臨時(shí)停采期間，工作面、采空區(qū)及已施工完的密閉內(nèi)側(cè)煤體。工作面在回采過程中，由于受外界某種原因臨時(shí)停采時(shí)，工作面、采空區(qū)及已施工完的密閉內(nèi)側(cè)煤體氧化升溫時(shí)間長，自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性也隨之增加。

井下煤炭自然發(fā)火會給礦井安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至發(fā)生人身傷亡的重大事故[1]。而在煤炭自燃事故中，采空區(qū)自燃事故占 60%以上，因此，做好采空區(qū)防滅火工作對于易自燃發(fā)火礦井更是重中之重。

3　采空區(qū)防滅火的具體措施

采空區(qū)自然發(fā)火主要是采空區(qū)浮煤或煤柱連續(xù)供氧而引起，只要隔絕供氧或改變浮煤能夠自燃的條件，就可以防止自然發(fā)火。

3.1 合理組織生產(chǎn)

根據(jù)鄰近區(qū)域的開采經(jīng)驗(yàn)，月推進(jìn)度在 55 m 以上使采空區(qū)遺煤盡快進(jìn)入窒息帶，為此加快工作面的推進(jìn)速度，堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)，合理組織生產(chǎn)，確保日平均割煤5刀以上，日推進(jìn)度達(dá)4 m 以上；同時(shí)提高煤炭回采率，杜絕留頂煤或底煤，盡量將浮煤清理干凈，從源頭上杜絕煤炭自燃。

3.2 保持合理風(fēng)量

保持合理的風(fēng)量對采空區(qū)煤層自燃防治及有害氣體的控制是非常必要的，風(fēng)量過大，會造成采空區(qū)空氣的增加，因此為減少采空區(qū)漏風(fēng)、防止采空區(qū)浮煤發(fā)生自燃，在滿足安全生產(chǎn)的前提下，工作面風(fēng)量盡量降低，穩(wěn)定在2800m3/min左右。

3.3 噴灑阻化劑

阻化劑采用工業(yè)氯化鈣。該材料不污染井下空氣和危害人體健康,正常推進(jìn)情況下，每班對工作面底板（頂板）浮煤、采空區(qū)以及采煤工作面上下端口地段以及溫度升高區(qū)域噴灑15%的氯化鈣溶液，利用阻化劑包裹煤表面，形成保護(hù)層，以隔絕未回收的浮煤與空氣接觸，降低煤的氧化速度。

3.4 采空區(qū)注氮防滅火

3.4.1 注氮防滅火方式

氮?dú)廨斔凸苈费?1101工作面膠運(yùn)順槽巷道底板敷設(shè)1趟φ219無縫鋼管作為干管。注氮地點(diǎn)選擇在工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)，注氮釋放管口應(yīng)處于采空區(qū)氧化帶內(nèi)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)把氮?dú)忉尫趴诘奈恢枚榫喙ぷ髅?0m處。先在第一條注氮支管配備氮?dú)忉尫趴趶濐^，隨工作面推進(jìn)50m后開始注氮，同時(shí)第二條注氮支管配備氮?dú)忉尫趴趶濐^，當(dāng)推過第二條注氮支管氮?dú)忉尫趴趶濐^50m后，通過三通裝置切換至第二條注氮支管，同時(shí)斷開第一條注氮支管并在末端配備氮?dú)忉尫趴趶濐^，以此類推。

3.4.2 注氮管路的鋪設(shè)要求

（1）要求平、直、穩(wěn)，接頭不漏氣。每節(jié)鋼管的支點(diǎn)不少于兩點(diǎn)，不允許在管路上堆放他物。低洼處可設(shè)置放水閥。

（2）氮?dú)廨斔凸苈凡捎梅ㄌm盤連接，管路及管件均進(jìn)行防腐處理，刷黃色油漆，沿材料巷從外向里編號管理。

（3）定期對輸?shù)苈愤M(jìn)行試壓檢漏。

（4）在注氮主管每隔300m設(shè)置一個(gè)三通閥門作為觀察點(diǎn)，定期測定注氮管路中的氧氣濃度，確保注入的氮?dú)鉂舛炔恍∮?7%，且氣源穩(wěn)定可靠。

3.5 加強(qiáng)監(jiān)測

（1）在回風(fēng)順槽內(nèi)設(shè) CO 傳感器，連續(xù)監(jiān)測回風(fēng)流中CO 濃度。

（2）安排專職瓦檢員在工作面50m范圍內(nèi)每天對綜采面采空區(qū)、上隅角、聯(lián)巷密閉進(jìn)行一次氣體采樣分析，尤其是一氧化碳濃度的檢測分析，并繪制變化曲線，以便及早發(fā)現(xiàn)發(fā)火征兆。

（3）在回風(fēng)上隅角安設(shè)束管檢測系統(tǒng)，由綜采隊(duì)負(fù)責(zé)及時(shí)延接束管監(jiān)測管路，保證其連續(xù)正常工作。

4　結(jié)論

納林河二號礦井在首采面開采過程中，嚴(yán)格技術(shù)管理，采取綜合防滅火措施，從源頭上預(yù)防火災(zāi)隱患，在回采過程中沒有出現(xiàn)過一次自然發(fā)火征兆，確保了回采期間的安全生產(chǎn)。在與納林河二號井同類型煤層的開采中，具有較好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈學(xué)軍，張滿圈，蘇現(xiàn)保等．礦井防滅火注漿系統(tǒng)的改造[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2005,32(01):61-62．

作者簡介：張作華（1973-），男，江蘇沛縣人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：安全管理。