“六位一體”降溫技術(shù)在7011綜放工作面的應(yīng)用

[摘 要]根據(jù)姚橋媒礦7011綜放工作面的氣體高溫情況，分析了產(chǎn)生高溫的原因，提出了“六位一體”的綜合降溫措施。

[關(guān)鍵詞]回采工作面；煤炭自燃；綜合降溫；氣流溫度；風(fēng)流穩(wěn)定

中圖分類號(hào)：TD82319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）15-0201-01

1.概況

姚橋礦7011綜放面位于中央采區(qū)下部，東北為袁堂斷層防水煤柱線，西南為中央采區(qū)下山，東南為7009采空區(qū)。工作面標(biāo)高為-670～-858m，走向水平長(zhǎng)度為2400m，傾斜長(zhǎng)度191m，7#煤厚度4.79—6.0m，平均厚度5.4m，煤層傾角5°～20°，平均傾角12°，工作面斜面積470500平方米，7#煤工業(yè)儲(chǔ)量350.6萬(wàn)噸，回采煤量為298萬(wàn)噸。

2.氣體溫度升高原因分析

⑴ 工作面平均回采率為86%，采空區(qū)內(nèi)遺留了大量的煤炭，特別是兩道的煤炭無(wú)法回收，全部丟進(jìn)采空區(qū)。

⑵ 當(dāng)工作面過(guò)斷層時(shí)，為了避免采煤機(jī)割過(guò)多的巖石，工作面不是丟底煤，就是丟頂煤，因此有大量煤炭只能丟進(jìn)采空區(qū)。

⑶ 工作面過(guò)斷層時(shí)，推進(jìn)速度變慢，加上支架上部頂煤破碎，從而為煤炭的緩慢氧化提供了充分條件。

⑷ 工作面過(guò)頂板破碎帶、過(guò)探巷、過(guò)兩道掘進(jìn)遺留的高冒區(qū)時(shí)，推進(jìn)速度變慢，煤炭氧化會(huì)加速。

以上原因是加快煤炭自燃，使氣體溫度升高。從而使采空區(qū)的高溫氣體都會(huì)涌向工作面及回風(fēng)巷，造成工作面及回風(fēng)巷的氣溫升高。另外采煤機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、移變等電氣設(shè)備工作時(shí)也發(fā)熱，也會(huì)推升氣溫升高。特別在炎熱的夏天，工作面的溫度達(dá)到26.5℃--27.5℃，機(jī)巷回風(fēng)溫度達(dá)到28.5℃--30.5℃。

3.綜合降溫措施

根據(jù)上述原因分析，為了防止工作面回采過(guò)程中煤炭出現(xiàn)自燃，使氣體溫度升高，主要采取了以下幾項(xiàng)綜合降溫技術(shù)措施：

3.1 采空區(qū)注漿，抑制煤炭自燃

利用材料道事先已經(jīng)預(yù)埋好的一趟4英寸注漿管路進(jìn)行注漿，隨著工作面的推進(jìn)注漿管出漿口埋入采空區(qū)中，每隔30米～50米掐開(kāi)一次。當(dāng)采空區(qū)出現(xiàn)煤炭自燃預(yù)兆后，及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注漿，可抑制煤炭自燃的發(fā)展，使采空區(qū)的氣體溫度降低，也就減少采空區(qū)的高溫氣流涌向工作面及回風(fēng)巷。

3.2 堵漏風(fēng)，減緩采空區(qū)遺留煤氧化速度

⑴ 在工作面回采期間，進(jìn)風(fēng)隅角掛擋風(fēng)幛，要求貼幫貼頂，回風(fēng)隅角設(shè)置導(dǎo)風(fēng)幛，工作面推進(jìn)時(shí)，擋風(fēng)幛和導(dǎo)風(fēng)幛必須及時(shí)移挪，減少向采空區(qū)漏風(fēng)，也就減緩采空區(qū)內(nèi)遺留煤炭的氧化速度。

⑵ 正常回采期間兩道老塘懸頂距離超過(guò)10m時(shí)，應(yīng)及時(shí)緊貼工作面進(jìn)、回風(fēng)隅角切頂線的位置，用魚(yú)鱗帶裝粉煤灰打各打一道隔離墻，遇工作面停產(chǎn)或工作面老塘氣體變化較大時(shí)應(yīng)在溜子道端頭支架處噴快速密閉。既能防止進(jìn)風(fēng)隅角向采空區(qū)漏風(fēng)，也能防止采空區(qū)的高溫氣流通過(guò)回風(fēng)隅角涌向回風(fēng)巷。

⑶ 加強(qiáng)工作面頂板管理，盡量保證頂板的完整。在頂板破碎區(qū)支架不要頻繁升降，避免破壞原頂板的完整性，出現(xiàn)漏頂或冒頂現(xiàn)象，防止空氣進(jìn)入，加快煤炭氧化速度。

⑷ 工作面架間的破碎帶及探巷采用壓注羅克休的方法進(jìn)行堵漏風(fēng)，使得支架上方頂煤自燃現(xiàn)象得到了控制。

3.3 向采空區(qū)壓注CO2 降低采空氣含氧量

當(dāng)工作面采空區(qū)煤炭自燃加快，氣體升高，無(wú)法進(jìn)行注漿時(shí)，可以利用溜子道事先已經(jīng)預(yù)埋好的一趟4英寸管路向采空區(qū)壓注CO2使采空區(qū)形成正壓，降低采空區(qū)的含氧量，可以阻止采空區(qū)遺留煤炭的氧化自燃，防止采空區(qū)氣體溫度升高涌向工作面。

3.4 保證工作面的風(fēng)流穩(wěn)定，降低氣體溫度

⑴ 為了降低工作面及回風(fēng)巷的氣體溫度，必須及時(shí)調(diào)整回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)，適當(dāng)加大回采工作面的通風(fēng)量。將原來(lái)正?；夭蓵r(shí)供風(fēng)量989m3/min調(diào)整到最大不超過(guò)1186m3/min。通風(fēng)量加大了，風(fēng)流速度也隨之加大，工作面及回風(fēng)巷的氣體溫度也就隨之降低。

⑵ 使用好回采工作面的通風(fēng)設(shè)施，保證通風(fēng)設(shè)施的完好。通風(fēng)科對(duì)溜子道處風(fēng)門定期進(jìn)行維護(hù)，風(fēng)門發(fā)生損壞時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行修護(hù)，確保綜放回采面的風(fēng)流穩(wěn)定性。

⑶ 溜子道通道風(fēng)門保持正常關(guān)閉，過(guò)車時(shí)要特別注意不要損壞風(fēng)門以及嚴(yán)禁兩道風(fēng)門同時(shí)打開(kāi)，以免造成回采工作面風(fēng)量不穩(wěn)定。

3.5 加大防塵降溫力度，降低氣流溫度

⑴ 加強(qiáng)進(jìn)、回風(fēng)兩道的防塵工作。在高溫季節(jié)，把規(guī)定每天早班用防塵水管沖洗兩道，改為每天三班沖洗。不僅可以降低巷道積塵，而且也可以降低氣流中的煤塵濃度，從而阻止懸浮的煤塵氧化而帶來(lái)的氣體溫度升高。

⑵ 加強(qiáng)風(fēng)流凈化水幕的使用，利用水在物理界中比熱容最大的優(yōu)點(diǎn)，采用風(fēng)流凈化水幕降溫，來(lái)吸收回采工作面的溫度。在回采工作面進(jìn)風(fēng)巷入口處安裝一道常開(kāi)的風(fēng)流凈化水幕。在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷距工作面20米和50米處各安裝2道風(fēng)流凈化水幕，做到常開(kāi)霧化效果最佳狀態(tài)。

⑶ 采煤機(jī)割煤時(shí)，要及時(shí)使用好各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)的自動(dòng)噴霧、采煤機(jī)的內(nèi)外噴霧和支架間的架間噴霧。這些噴霧的使用，既可以降低懸浮在空氣中的煤塵，也可降低從采空區(qū)和煤體中涌出來(lái)的氣體溫度。

3.6 對(duì)工作面監(jiān)測(cè)監(jiān)控

⑴工作面回采期間，通過(guò)在材料道和溜子道破碎帶、高冒區(qū)預(yù)先埋好的束管，查火人員每天對(duì)束管內(nèi)的氣體進(jìn)行測(cè)定。

⑵ 查火人員還應(yīng)加強(qiáng)回采工作面預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。對(duì)頂板破碎帶、過(guò)探巷區(qū)、斷層區(qū)、兩道掘進(jìn)遺留的高冒區(qū)等隱患點(diǎn)的氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每天對(duì)工作面上、下隅角氣體檢查監(jiān)測(cè)一次，每周取樣化驗(yàn)一次，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)匯報(bào)，縮短檢查周期，并做好詳盡的記錄。檢查地點(diǎn)應(yīng)相對(duì)固定，以便對(duì)檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。

⑶ 利用現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，在回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷安裝甲烷、溫度、CO傳感器，能夠24h不間斷的對(duì)氣體異常情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。

4.效果分析

⑴ 注漿作為一種充填采空區(qū)防滅火措施，由于它在短期內(nèi)難以填實(shí)采空區(qū)形成黃泥或粉煤灰的立體堆積，因而它在處理綜放采空區(qū)漏風(fēng)及堆積煤炭自燃時(shí)，總難以達(dá)到預(yù)期的目的。

⑵ 由于向采空區(qū)注入CO2后形成正壓，阻止了空氣進(jìn)入采空區(qū)。經(jīng)過(guò)測(cè)定氧氣的濃度下降到12.6%，CO濃度下降到5ppm。低溫的CO2一方面對(duì)采空區(qū)有降溫作用，另一方面對(duì)采空區(qū)遺煤的自燃起到了阻止氧化的作用。

⑶ 工作面回采期間通過(guò)掛擋風(fēng)幛、設(shè)置導(dǎo)風(fēng)幛、打隔離墻、保持頂板完整性、噴快速密閉、壓注羅克休的方法進(jìn)行堵漏風(fēng)，使得煤炭自燃現(xiàn)象得到了控制。特別對(duì)高溫點(diǎn)、掛汗嚴(yán)重和CO氣體濃度較高的地點(diǎn)進(jìn)行了壓注羅克休，均取得了很好的堵漏效果。使高溫氣流生源點(diǎn)大大減少。

⑷ 通過(guò)保持回采工作面通風(fēng)設(shè)施的完好，兩道風(fēng)門不會(huì)同時(shí)打開(kāi)，保證工作面風(fēng)流穩(wěn)定的情況下，適當(dāng)加大供風(fēng)量，對(duì)沖淡有害氣體濃度及降低氣體溫度，保障職工的身體健康到了至關(guān)重要的作用

⑸ 通過(guò)增加回采工作面進(jìn)回風(fēng)兩道沖塵次數(shù)，風(fēng)流凈化水幕的常開(kāi)時(shí)間，以及采煤機(jī)割煤時(shí)及時(shí)使用采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、架間自動(dòng)噴霧和轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧，對(duì)防塵降溫起到了一定的作用。

以上綜合降溫技術(shù)的效果非常明顯，在炎熱的夏天，工作面的溫度由26.5℃--27.5℃降低到24.5℃--25.5℃，機(jī)巷回風(fēng)溫度由28.5℃--30.5℃降低到26.5℃--28.5℃。

5.結(jié)論

通過(guò)采取對(duì)采空區(qū)注漿、壓入CO2阻止煤炭氧化、回采工作面堵漏風(fēng)、穩(wěn)定工作面風(fēng)流、加大防塵降溫力度、監(jiān)測(cè)監(jiān)控“六位一體”的綜合降溫措施，較好地解決了7011綜放回采工作面在高溫季節(jié)時(shí)回采期間氣體溫度過(guò)高的一系列難題，為該綜放工作面的安全順利回采創(chuàng)造了有利的條件。

作者簡(jiǎn)介

劉運(yùn)龍，江蘇沛縣人，1970年12月出生，大學(xué)文化，助理工程師，現(xiàn)任中煤能源大屯煤電股份有限公司姚橋煤礦安監(jiān)科工作。