四臺(tái)礦11#層408盤區(qū)一氧化碳超限原因分析及綜合治理

【摘要】針對同煤集團(tuán)四臺(tái)礦408盤區(qū)11#層密閉一氧化碳?xì)怏w異常原因進(jìn)行了分析，主要采取地面黃土封堵、井下密閉墻充填粉煤灰，有效地解決盤區(qū)內(nèi)一氧化碳?xì)怏w超限問題，確保礦井安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】四臺(tái)礦；一氧化碳；原因分析；綜合治理

1、礦井概況

四臺(tái)礦位于大同市西27公里，是一座國有特大型現(xiàn)代化礦井，核定生產(chǎn)能力為500萬噸/年。開拓方式為主斜井、副斜井、副立井混合式開拓，現(xiàn)開采侏羅紀(jì)12#、14#煤層，采煤方法為單一走向長壁后退式采煤方法。礦井采用多風(fēng)井分區(qū)抽出式通風(fēng)，井田內(nèi)共有九個(gè)進(jìn)風(fēng)井，七個(gè)回風(fēng)井。煤層自燃傾向性為Ⅰ級(jí)，容易自燃，最短自然發(fā)火期為60天。礦井周邊原分布87座小煤礦，由于小煤礦的無序開采，與礦井采空區(qū)連通現(xiàn)象嚴(yán)重，自燃問題尤為突出，威脅著礦井安全生產(chǎn)。

2、一氧化碳超限的過程

408盤區(qū)四臺(tái)礦位于井田北部，11#層已基本采空，現(xiàn)只有連采隊(duì)回采斷層間的三角煤，周邊有后所溝2#層井、城區(qū)后所溝礦、中新唐山溝、北辛窯煤業(yè)公司四座煤礦。

2014年4月24日13：40分我礦408盤區(qū)總回風(fēng)巷測風(fēng)站一氧化碳傳感器間斷性報(bào)警，最大濃度34ppm。16：50分經(jīng)救護(hù)隊(duì)員檢查發(fā)現(xiàn)11#層408盤區(qū)尾部皮帶巷、軌道巷、回風(fēng)巷密閉墻周圍煤體裂隙滲漏出一氧化碳?xì)怏w，氣體通過連采11#層408盤區(qū)巷進(jìn)入總回風(fēng)巷，導(dǎo)致總回風(fēng)巷測風(fēng)站一氧化碳傳感器報(bào)警。墻外瓦斯0.1%，二氧化碳0%，氧氣20%，一氧化碳?xì)怏w最高濃度1200ppm。墻內(nèi)瓦斯2.2%，二氧化碳1.5%，氧氣12%，一氧化碳?xì)怏w最高濃度4200ppm，并且有不斷上升趨勢。礦上立即安排對該區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測并及時(shí)向調(diào)度室匯報(bào)監(jiān)測結(jié)果。

3、一氧化碳來源分析

自從11#層408盤區(qū)尾部密閉墻內(nèi)出現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w后，救護(hù)隊(duì)分別對408、307盤區(qū)相鄰密閉墻進(jìn)行氣體及溫度檢查，檢查結(jié)果均為發(fā)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w，初步判斷一氧化碳?xì)怏w來源于外部。

2014年5月25日凌晨1：30分采用鎖風(fēng)方法啟封11#層408皮帶巷尾部密閉墻，救護(hù)隊(duì)員佩戴呼吸器進(jìn)入該區(qū)域偵查。偵查區(qū)域內(nèi)空氣溫度最高20℃，無潮熱感。所見密閉墻體完好，手感溫度正常，無熾熱感。偵查區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)，也未發(fā)現(xiàn)浮煤自熱點(diǎn)，偵查區(qū)域巷內(nèi)煙霧無刺眼感。所有密閉墻內(nèi)外壓差在60-62mm水柱之間，風(fēng)向均向外。氣體取樣化驗(yàn)結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)火災(zāi)標(biāo)志性氣體乙烯、乙炔。外側(cè)與內(nèi)側(cè)密閉墻一氧化碳及其它氣體成分和濃度均接近。

對礦井周邊小煤礦進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)2#層后所溝煤礦、城區(qū)后所溝礦、北辛窯煤礦地表有多處塌陷、裂隙，存在漏風(fēng)現(xiàn)象。于是在城區(qū)后所溝礦、北辛窯煤礦釋放六氟化硫，并在11#、12#層408盤區(qū)進(jìn)行接收，判斷兩座煤礦與礦井采空區(qū)有連通關(guān)系。

經(jīng)過現(xiàn)場勘查分析和查閱相關(guān)資料，確定11#層408盤區(qū)尾部密閉墻內(nèi)一氧化碳?xì)怏w來源于周邊小煤礦采空區(qū)火區(qū)，因礦井負(fù)壓影響，一氧化碳?xì)怏w采空區(qū)和煤體裂隙滲出，造成礦井408盤區(qū)一氧化碳?xì)怏w超限。

4、制定治理方案

（1）、地面治理方案

地測科和通風(fēng)區(qū)聯(lián)合進(jìn)行地表裂隙和小煤礦井口封堵情況普查，發(fā)現(xiàn)11#層408盤區(qū)8804面、8802面上覆地表有15條裂隙，2#層后所溝古窯井筒有四處塌陷，城區(qū)后所溝礦地表有多處裂隙，立即組織人員封堵地表塌陷、地表裂隙，封堵深度不小于3m，寬度不小于5m，保證封堵效果，避免地表裂隙和小煤礦井口漏風(fēng)。

（2）、井下治理方案

1）、對11#層408盤區(qū)尾部三道密閉墻周邊破碎煤體進(jìn)行噴漿，噴漿厚度不小于5cm，暫時(shí)封堵滲漏，防治盤區(qū)內(nèi)一氧化碳?xì)怏w超限。

2）、重新加固11#層408盤區(qū)尾部三道密閉墻，在原有三道密閉墻外各構(gòu)筑一道密閉墻，墻的間距為2米，對封閉的空間充填粉煤灰。為了便于檢查氣體、溫度和實(shí)施滅火措施，在封閉處預(yù)留觀察孔、措施孔與尾部三道密閉墻內(nèi)連通。

3）、對相鄰盤區(qū)的回采工作面實(shí)施均壓通風(fēng)，通過局扇加大工作面壓力，達(dá)到采空區(qū)壓力動(dòng)態(tài)平衡，減少一氧化碳外泄。利用調(diào)節(jié)風(fēng)窗控制工作面風(fēng)量，保證工作面風(fēng)流穩(wěn)定，盡量不向采空區(qū)供氧。

5、綜合治理效果分析

通過地面封堵、井下充填粉煤灰、均壓等綜合措施，11#層408盤區(qū)密閉墻一氧化碳逐漸減少，墻內(nèi)一氧化碳?xì)怏w在10ppm左右，盤區(qū)一氧化碳超限問題已基本解決。相鄰盤區(qū)回采工作面實(shí)施均壓通風(fēng)后，工作面一氧化碳?xì)怏w在20ppm以下。每天對密閉墻觀測管內(nèi)的CH4、CO2、CO、O2等情況進(jìn)行檢查，并進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析，將檢查結(jié)果匯報(bào)領(lǐng)導(dǎo)組。

6、結(jié)語

四臺(tái)礦周邊小煤礦不同程度地存在火區(qū)，通過這次針對不明火區(qū)采取的封堵、均壓等綜合防治措施，成功地治理了一氧化碳超限，確保礦井安全生產(chǎn)，也對今后防滅火積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。今后的生產(chǎn)實(shí)踐過程中，仍重點(diǎn)做好以下防治措施：加強(qiáng)對采后密閉及火區(qū)檢查；做好火區(qū)及采掘工作面的預(yù)測預(yù)報(bào)工作；杜絕人為因素造成自燃事故的發(fā)生；提高通風(fēng)設(shè)施的構(gòu)筑質(zhì)量，減少向采空區(qū)漏風(fēng)；加強(qiáng)礦井范圍內(nèi)地表塌陷治理力度；定期對周邊小煤礦進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)著火跡象，及時(shí)采取措施。

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作者簡介

苗勇（1986—），男，山西大同人，本科，助理工程師，從事煤礦“一通三防”管理工作。