中厚煤層綜采工作面過大斷層防煤塵自燃技術(shù)

摘 要：針對中厚煤層綜采工作面過大斷層時，為防止煤塵自燃，研究實施了系列防火技術(shù)，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：中厚煤層；綜采；大斷層；煤塵自燃

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.056

1 概況

3226綜采工作面是梁寶寺能源公司3200采區(qū)下部第二個條帶工作面，在推采620m時，遇落差9.0mf6正斷層，斷層該斷層與工作面斜交，夾角為64°。梁寶寺礦井3煤層屬于一類易自燃煤層，煤層發(fā)火期為3～6個月。3226綜采工作面需要過斷層時由于推采速度較慢，再加上工作面過斷層處局部托頂煤，易造成面后遺煤較多，為防止面后漏風(fēng)造成采空區(qū)浮煤氧化自燃，采取以下綜合防止自然發(fā)火技術(shù)。

2 防煤塵自燃技術(shù)研究與實施

2.1 監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)

（1）束管監(jiān)測：利用KSS-200型礦用火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測系統(tǒng)（30路），通過副井井筒下放至各分路箱，從分路箱將束管引至3226綜采工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷，系統(tǒng)通過束管取樣，利用安裝在地面的抽氣泵，將所采樣的氣體送入分析儀中，分析儀將分析的氣體相關(guān)參數(shù)輸入計算機(jī)進(jìn)行比較判斷，繪出CO變化趨勢和格雷哈姆系數(shù)（CO/△O2），對主要標(biāo)志氣體如CO 、CO2、C2H4、CH4等進(jìn)行分析，對出現(xiàn)煤炭自然發(fā)火及其隱患進(jìn)行定性、定量分析，做到煤炭自燃發(fā)火早期預(yù)報。對3226綜采工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷兩處監(jiān)測點，每三天抽氣分析一次。利用KJ95N安全監(jiān)控系統(tǒng)在3226綜采工作面回風(fēng)巷安設(shè)一氧化碳傳感器進(jìn)行監(jiān)測，作為探測煤炭自然發(fā)火的輔助措施。對安全監(jiān)測系統(tǒng)和束管監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及時進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)溫度上升明顯、有芳香族碳?xì)浠衔?、CO濃度超過0.0024%或增加較快時，要立即匯報采取有效的針對性措施。

（2）人工取樣化驗：為防止因束管損壞漏氣造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題出現(xiàn)，保證3226綜采工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性，除了由通防區(qū)加強(qiáng)對束管管路的檢查外，安排束管監(jiān)測工對3226綜采工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷氣體進(jìn)行取樣，使用束管監(jiān)測系統(tǒng)的色譜儀對氣樣進(jìn)行分析化驗。

（3）現(xiàn)場檢查：由通防區(qū)安排瓦斯檢查員對3226綜采工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷氣體情況進(jìn)行檢查，每班對CO、CO2、CH4氣體濃度、溫度檢查兩遍，利用紅外線測溫儀在3226綜采工作面回風(fēng)隅角對采空區(qū)進(jìn)行溫度檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即匯報。

2.2 埋管注漿技術(shù)

（1）注漿工藝：每天三班利用礦內(nèi)防滅火注漿站對采空區(qū)進(jìn)行注漿，每班注黃土不得少于15m3。

（2）建立防滅火注漿系統(tǒng)：地面注漿站→風(fēng)井→風(fēng)井底車場→西總回風(fēng)巷→西翼回風(fēng)巷→3200采區(qū)回風(fēng)巷→3200回風(fēng)皮帶聯(lián)巷→3200采區(qū)皮帶巷→3226皮帶順槽→3226軌皮順聯(lián)巷→3226軌道順槽→工作面采空區(qū)

（3）防滅火注漿系統(tǒng)管路敷設(shè)：自地面注漿站起至3200回風(fēng)皮帶聯(lián)巷為Φ159mm的鋼管，從3200回風(fēng)皮帶聯(lián)巷至3226軌道順槽為Φ108mm的鋼管。在工作面溜尾處安裝Φ108mm鋼管，實行埋管注漿，在采空區(qū)中形成一道泥漿帶，覆蓋在面后采空區(qū)的浮煤上，減少浮煤與氧氣的接觸，防止采空區(qū)浮煤的氧化。之后每隔50m重新敷設(shè)一路Φ108mm鋼管，待新敷設(shè)管路埋到30m時替換到新敷設(shè)管路上進(jìn)行注漿。以此方法交替注漿，在面后采空區(qū)形成一道道泥漿帶，達(dá)到防止采空區(qū)浮煤氧化自燃的目的。

2.3 壓注、噴灑阻化劑技術(shù)

（1）壓注阻化劑：三班利用架間間隙通過插管、埋管方式，在工作面托頂煤段支架后，利用便攜式風(fēng)泵向采空區(qū)浮煤壓注阻化劑，使阻化劑覆蓋在面后的浮煤上，形成一層保護(hù)膜，起到隔離浮煤與氧氣接觸的作用。

（2）噴灑阻化劑：三班利用便攜式風(fēng)泵向工作面的進(jìn)回風(fēng)隅角采空區(qū)浮煤處、工作面面后浮煤處噴灑阻化劑，使阻化劑覆蓋在面后的浮煤上，形成一層保護(hù)膜，起到隔離浮煤與氧氣接觸的作用。

（3）選用多種阻化劑材料：阻化劑（MgCl2）、高效膨脹阻燃劑（Z-T型）、賽福特等。

2.4 施工防火墻技術(shù)

在工作面面后進(jìn)回風(fēng)隅角處加密設(shè)置防火墻，以減少面后漏風(fēng)。墻體采用全斷面構(gòu)筑，每隔10～15m施工1道。建筑防火墻按照以下原則：用編織袋裝黃土、黃土爐灰、浮碴摻加高效阻化劑砌筑防火墻；在工作面進(jìn)回風(fēng)側(cè)隅角處構(gòu)筑，墻體厚度1.5～3m，四周與順槽頂、幫和冒落矸石結(jié)實；必要時在墻體上噴涂高分子膨脹材料，以增強(qiáng)降低面后漏風(fēng)的效果。

2.5 懸掛擋風(fēng)簾技術(shù)

工作面進(jìn)回風(fēng)隅角懸掛擋風(fēng)簾，以減少向采空區(qū)漏風(fēng)。擋風(fēng)簾用舊風(fēng)筒布或塑料布制作，將進(jìn)回風(fēng)隅角及附近三組支架處擋嚴(yán)，進(jìn)回風(fēng)隅角處擋風(fēng)簾不再回收，以減少采空區(qū)漏風(fēng)。

2.6 風(fēng)量調(diào)節(jié)技術(shù)

（1）保證工作面上下順槽有效的通風(fēng)斷面，合理降低3226綜采工作面風(fēng)量，工作面進(jìn)回風(fēng)兩端的壓差不宜過大，以減少采空區(qū)漏風(fēng)。通防區(qū)安排測風(fēng)員每三天對工作面測風(fēng)一次，風(fēng)量及時調(diào)節(jié)，控制在設(shè)計風(fēng)量的105%以內(nèi)。

（2）在3226皮帶順槽（回風(fēng)巷）設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)風(fēng)門墻設(shè)置在圍巖堅固、地壓穩(wěn)定的位置，避免引起附近煤柱裂隙漏風(fēng)量的增大，并起到增加壓力，減少采空區(qū)漏風(fēng)的作用。

（3）加強(qiáng)3226皮帶順槽調(diào)節(jié)風(fēng)門的檢查、維修管理，確保系統(tǒng)合理、穩(wěn)定、安全、可靠。

3 效果驗證

11月7日至11月25日3226綜采工作面斷層帶最大、推采速度最慢，也正是3226綜采工作面回風(fēng)隅角CO濃度最高時段，并且11月10日至11月16日，由于現(xiàn)場條件影響3226綜采工作面回風(fēng)隅角未及時施工擋風(fēng)墻，回風(fēng)隅角CO濃度逐漸升高，最高達(dá)到35ppm，而在11月21日至11月23日，由于工作面局部低洼，臨時停止3226綜采工作面面后注漿，造成回風(fēng)隅角CO濃度升高達(dá)到37ppm。這些都表明，綜采工作面過斷層如果不高度重視，防滅火措施采取不利，極有可能發(fā)生自然發(fā)火。

4 結(jié)語

由于技術(shù)人員高度重視，通防專業(yè)研究制定的措施得力，實施單位落實措施有力，現(xiàn)場采取了行之有效的防止自然發(fā)火技術(shù)，得以杜絕了3226綜采工作面自然發(fā)火事故的發(fā)生。

作者簡介：王壘（1988-），男，山東肥城人，主要從事專業(yè)技術(shù)工作。