開區(qū)均壓防滅火技術(shù)在謝橋礦的實(shí)際應(yīng)用

祁建建+李玉飛+宋高長+李文忠

摘 要：為了更好地了解開區(qū)均壓[1]防滅火技術(shù)在回采及收作工作面的實(shí)際應(yīng)用，通過對(duì)謝橋礦11316、1341（3）收作面防治自然發(fā)火所采取得開區(qū)均壓防火措施，在實(shí)際應(yīng)用中的效果，進(jìn)行總結(jié)，論證了開區(qū)均壓防火在防治煤層自然發(fā)火火中的重要性和可行性，對(duì)礦井通風(fēng)防火管理及安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：開區(qū)；均壓；自然發(fā)火；論證；可行性

謝橋礦位于安徽穎上縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量400萬噸，1997年投產(chǎn)，后經(jīng)技術(shù)改造生產(chǎn)能力提升到1000萬噸。2013年礦井實(shí)際產(chǎn)量1050萬噸，2014年礦井計(jì)劃產(chǎn)量為1100 萬噸。可采面積約38.2km2。礦井一水平通風(fēng)系統(tǒng)為兩翼對(duì)角式通風(fēng)，二水平為中央并列式通風(fēng)。礦井目前開采煤層為13-1、11-2、8、6煤層，均屬于Ⅱ類自燃煤層，自然發(fā)火期3～6個(gè)月。因此，如何在工作面收作期間，利用開區(qū)均勻防滅火技術(shù)消除煤層自然發(fā)火隱患，對(duì)礦井通風(fēng)防火管理及安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

一、目前主采煤層賦存概況

6煤層（突出煤層）：為區(qū)段較穩(wěn)定的大部分可采煤層，厚度0～4.75m，平均2.18m，下距離5煤層間距為4.7～25.2m，平均層間距18.12m。頂板以砂質(zhì)泥巖或粉細(xì)砂巖為主，底板為泥巖及細(xì)砂巖為主。

13-1煤層（突出煤層）：為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層，厚度0.79～8.28m，平均4.72m。下距11-2煤層間距平均為66.95m。頂?shù)装鍘r性均為泥巖及砂質(zhì)泥巖。

二、開區(qū)均壓防滅火措施實(shí)際應(yīng)用情況

（一）11316收作工作面應(yīng)用情況

謝橋礦6煤層經(jīng)鑒定具有自燃傾向性，煤層自燃發(fā)火期為3～6個(gè)月。該面煤厚變化大，且頂板局部發(fā)育有6-2煤，距6煤頂板0～8.3m，6-2煤厚0～0.8m，造成采空區(qū)遺煤較多。

收作期間，工作面的風(fēng)量降至950 m3/min，以減小工作面風(fēng)壓和采空區(qū)漏風(fēng)。并采取上隅角埋管灌漿、鉆場(chǎng)鉆孔灌漿及工作面灑漿（或MEA-1防火材料），抑制煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長自燃發(fā)火期。同時(shí)實(shí)施下隅角注液態(tài)CO2，使該區(qū)域內(nèi)空氣惰化，使氧氣濃度小于煤自然發(fā)火的臨界氧濃度，從而防止煤氧化自燃或使已經(jīng)形成的火區(qū)窒息的防滅火技術(shù)。

11316綜采面在收作期間采取全負(fù)壓通風(fēng)，在拆除至130架支架期間上隅角及架檔CO濃度明顯上升，架檔CO濃度最大值達(dá)到120PPm；之后將工作面風(fēng)量自950 m3/min降至720 m3/min，CO濃度仍成上升趨勢(shì)，無明顯效果。

后通過更改通風(fēng)方式，第一步，在工作面進(jìn)風(fēng)順槽設(shè)置控制風(fēng)壓設(shè)施并利用全風(fēng)壓風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，在進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)行修砌封閉墻，通過封閉墻上預(yù)留措施管進(jìn)行通風(fēng)，將工作面總風(fēng)量控制在720 m3/min，進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)量降至330 m3/min，緊接著采取以下兩種供風(fēng)方式：

第一步：采取了回風(fēng)順槽全風(fēng)壓風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)向工作面供風(fēng)、進(jìn)風(fēng)順槽封閉墻體預(yù)留措施管供風(fēng)方法，工作面總風(fēng)量約710 m3/min，進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)下降至330m3/min。

第二步：工作面支架拆除完畢后，回收拆除設(shè)備時(shí)，進(jìn)風(fēng)順槽預(yù)留措施管封閉，工作面僅采用全風(fēng)壓風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，工作面風(fēng)量410 m3/min。

通過采用以上兩種開區(qū)均壓調(diào)節(jié)方式，使風(fēng)流受阻，增加工作面回風(fēng)側(cè)及上隅角的風(fēng)壓，減少工作面入排風(fēng)道間的通風(fēng)壓差，使采空區(qū)漏風(fēng)帶縮短，進(jìn)而使采空區(qū)內(nèi)原有的自燃帶寬度變小，窒息帶前移，從而使上隅角及架檔CO濃度逐漸下降，CO濃度最大值從13～30PPm，降為0 PPm，直至安全封閉。

（二）1341（3）收作工作面應(yīng)用情況

謝橋礦13-1煤層經(jīng)鑒定具有自燃傾向性，煤層自燃發(fā)火期為3～6個(gè)月。該面煤層賦存較穩(wěn)定，煤層總厚6.3m。煤層直接頂板為泥巖和13-2煤， 13-2煤厚度為1.97～3.04m，工作面回采期間最低采高不小于4.2m，煤層增厚處最大采高不大于6.0m。屬于大采高采煤工作面，采空區(qū)遺煤較多。

收作初期，采取上隅角埋管灌漿、鉆場(chǎng)鉆孔灌漿、下隅角注液態(tài)CO2等防火措施，通過抑制煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長其自燃發(fā)火期，以保障收作拆除期間的防火安全，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查數(shù)據(jù)，效果不太明顯，CO濃度仍有上升趨勢(shì)。后對(duì)工作面通風(fēng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，在回風(fēng)順槽設(shè)置控制風(fēng)壓設(shè)施，并采用局扇供風(fēng)，對(duì)工作面的風(fēng)壓進(jìn)行開區(qū)調(diào)節(jié)，工作面總回風(fēng)量為1100 m3/min，進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)為300 m3/min，局扇供風(fēng)與下順槽供風(fēng)形成對(duì)流，以降低進(jìn) 、回風(fēng)側(cè)的壓差，從而達(dá)到減小工作面風(fēng)壓和采空區(qū)漏風(fēng)的效果。并使采空區(qū)漏風(fēng)帶縮短，采空區(qū)內(nèi)原有的自燃帶寬度變小，窒息帶前移，保證了拆除期間，工作面防火形勢(shì)的穩(wěn)定。工作面架檔CO最低2ppm，最大為65ppm，上隅角CO最大為35ppm。

三、結(jié)論

1、開區(qū)均壓防滅火技術(shù)，可以縮短采空區(qū)漏風(fēng)帶，使自燃帶[3]寬度變小，窒息帶前移，使采空區(qū)遺煤自燃現(xiàn)象得到抑制，可以有效的延長自然發(fā)火期。

2、在對(duì)工作面進(jìn)行開區(qū)均壓調(diào)節(jié)時(shí)，為減少進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)量，可以對(duì)進(jìn)風(fēng)順槽提前封閉，加快了封閉進(jìn)度。

3、實(shí)踐證明，采用開區(qū)均壓調(diào)節(jié)，對(duì)以后工作面收作防火有著極其重要的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪忠達(dá).礦井均壓滅火中兩種調(diào)壓氣室密閉[J].全國煤炭青年科技獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)及研討會(huì)，2009：167-168.

[2]蔡永樂.礦井防滅火技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社版，2009.

[3]王德明.礦井火災(zāi)學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社版，2008.endprint