殘煤開(kāi)采綜合防滅火技術(shù)

張金玉

摘 要：介紹了西安煤業(yè)公司通過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)出一套切實(shí)可靠地綜合機(jī)械化放頂煤方法，復(fù)采易自燃煤層時(shí)的防滅火技術(shù)。

關(guān)鍵詞：易自燃煤層；復(fù)采；防滅火

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.150

2006年8月，西安煤業(yè)公司首個(gè)綜采工作面0703區(qū)正式生產(chǎn)，揭開(kāi)了殘煤上綜采的序幕，經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證可行后，全公司10個(gè)單扒采煤工作面陸續(xù)裝備成綜采工作面。煤業(yè)公司通風(fēng)部門針對(duì)綜采防滅火方面存在的問(wèn)題，認(rèn)真進(jìn)行分析和歸納，結(jié)合本單位實(shí)際，提出解決方案并付諸實(shí)施，并積極引用礦井防滅火新技術(shù)，研究出適合殘煤開(kāi)采的防滅火方法，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹該方法。

1 準(zhǔn)備采區(qū)掘進(jìn)期間防火工作

掘進(jìn)期間，隨掘進(jìn)巷道向前方施工，每隔5米向頂板方向打一組兩個(gè)防火鉆，鉆孔與水平成30°仰角，與中心線成15°夾角，孔深8～12m，下直徑25㎜，長(zhǎng)度1500mm的鐵插管，插管間采用絲扣連接，下管長(zhǎng)度一般為4.5～10.5m，用封孔劑封嚴(yán)插管與鉆孔間的空隙。插管外側(cè)安設(shè)閥門，用高壓膠管與水管或注漿管相連接，隨時(shí)注水或泥漿。注漿前先用壓力水拉通插管，然后各個(gè)鉆孔循環(huán)注漿，每個(gè)鉆孔注漿量0.5～3m/次，泥漿注入頂板后，迅速脫水，達(dá)到降溫并充滿煤層裂隙及包裹煤體的目的，切斷煤層供氧條件阻止煤體氧化，起到防火作用。接設(shè)2寸鐵管作為注漿管路，注漿使用煤礦用注漿泵，設(shè)在進(jìn)風(fēng)水平大巷。

2 開(kāi)采期間工作面的防火措施

沿走向超前40米向工作面打注水防火鉆，在工作面運(yùn)輸、回風(fēng)順槽內(nèi)，分別沿煤層傾斜方向，向工作面每隔5米間距打一注水鉆，鉆孔長(zhǎng)度一般為15米，鉆孔下直徑25mm鐵插管，向煤層中注水，水壓力為25M a，循環(huán)注水，使回采工作面煤體及頂板始終保持潮濕狀態(tài)，起到防塵、防火作用。

3 工作面上下順槽的防火措施

根據(jù)工作面實(shí)際情況，合理配備工作面風(fēng)量，在上下順槽內(nèi)局部見(jiàn)舊巷、采跡處重點(diǎn)加強(qiáng)防火工作。采用發(fā)板碹或噴漿等方法隔絕與舊巷采跡的聯(lián)系，發(fā)板碹或噴漿前預(yù)留好注漿管，然后用雙液注漿泵向隔絕區(qū)內(nèi)注水泥玻璃水，確保不漏風(fēng)、不氧化、不自燃發(fā)火。

4 綜采工作面采空區(qū)的防火措施

相對(duì)于兩道、兩口而言，采空區(qū)自燃發(fā)火隱患不易發(fā)現(xiàn)，不易處理，只能在防火上下功夫，在采區(qū)投產(chǎn)前，在工作面運(yùn)輸順槽接設(shè)一趟4寸 E管路至采空區(qū)內(nèi)，并與地面注氮機(jī)房相聯(lián)，末端埋入采空區(qū)用4寸鐵管，法蘭連接，管口位置一米范圍內(nèi)，鉆三排直徑30mm左右圓孔，管口位置搭設(shè)木垛，并用菱形網(wǎng)包裹防止管口被浮煤堵上，影響注氮效果。向采空區(qū)內(nèi)連續(xù)注氮?dú)?，使采空區(qū)內(nèi)的遺煤不氧化或降低氧化速度，達(dá)到采空區(qū)預(yù)防性防火要求，并且班班通過(guò)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)內(nèi)的注氮情況進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析。

經(jīng)過(guò)了一個(gè)時(shí)期的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)選擇合理的時(shí)段對(duì)采空區(qū)進(jìn)行間歇性注氮，既可以滿足采空區(qū)防火需要，又可以節(jié)約大量電能，于是我們根據(jù)用電的“峰谷平”三個(gè)時(shí)段，確定了“躲峰填谷”的注氮方法，即用電高峰時(shí)段不開(kāi)注氮機(jī)，用電平、谷時(shí)段開(kāi)注氮機(jī)注氮。僅此一項(xiàng)全公司兩臺(tái)注氮機(jī)每月可節(jié)省費(fèi)用30余萬(wàn)元。

隨著采空區(qū)注氮時(shí)，束管監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不斷積累，我們通過(guò)對(duì)采空區(qū)氣體成分進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，并有針對(duì)性的停止注氮、改變注氮管頭位置，通過(guò)對(duì)采空區(qū)埋設(shè)束管化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論：在采煤工作面正常推進(jìn)度（小班一條幫0.5米，全月開(kāi)幫40～45米）情況下，只需要在采煤工作面下隅角以里5～15米位置，埋設(shè)注氮管，注氮流量在300m3/h時(shí)，氮?dú)饧纯缮⒉荚谘趸瘞Х秶鷥?nèi)，起到與下隅角以里30～50米位置埋設(shè)注氮管同樣的防火作用。

根據(jù)注氮數(shù)據(jù)的總結(jié)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們確定了最合理的注氮“拖管”長(zhǎng)度。所謂最合理就是既能保證注氮管頭位置在工作面下隅角以里5～15米位置，又能隨著開(kāi)幫及時(shí)把管頭拖出來(lái)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)拖管如果超過(guò)10米，埋入下隅角后，難以拖出，于是確定拖管長(zhǎng)度為8米（整根厚壁管），埋入距離為5～7米，每天由采煤段配合防火段用手搖葫蘆或單體液壓支柱拖管，就這樣每個(gè)采煤工作面均可以節(jié)省其走向全長(zhǎng)的注氮埋管費(fèi)用。

2015年初，采煤工作面上下兩口更換了自移式端頭支架，我們用溜子鏈或特制的連接裝置把注氮拖管直接固定在端頭支架上，支架行走，直接帶動(dòng)注氮拖管，真正實(shí)現(xiàn)了拖管步距與工作面開(kāi)幫進(jìn)度同步。就這樣通過(guò)不斷改革，拖管注氮方法已經(jīng)演變成一套較為成熟、日趨完善、成本低廉、操作可靠、切實(shí)可行的采空區(qū)防火手段，為殘煤開(kāi)采采空區(qū)防滅火提供了重要保障。

西安煤業(yè)公司殘煤上綜采十年來(lái)，通過(guò)大量實(shí)踐和不斷研究創(chuàng)新，我們摸索出了“兩道循環(huán)注漿、隅角拖管注氮、采面高壓注水、砂幫減少遺煤、結(jié)束快速撤面、及時(shí)封閉注嚴(yán)”的殘煤開(kāi)采工作面綜合防滅火方法。沒(méi)有發(fā)生一起采空區(qū)自燃發(fā)火事故，防滅火成效顯著。