綜采放頂煤工作面防滅火技術(shù)措施研究

溫道亮 趙林 孫傳利

摘 要：2016年，我礦緊抓采煤工作面防滅火工作不放松，嚴格落實防滅火綜合管理制度及各項安全技術(shù)措施，實現(xiàn)了礦井防滅火安全，保證了工作面的安全生產(chǎn)。為進一步提升礦井防滅火管理水平，現(xiàn)將本年度防滅火工作總結(jié)如下。

關(guān)鍵詞：綜采放頂煤；工作面；防滅火技術(shù)；措施研究

引言

煤炭自然發(fā)火是煤礦主要災害之一，發(fā)生火災輕則影響生產(chǎn)，重則可能燒毀煤炭資源和礦井設(shè)備，甚至可能引起瓦斯煤塵爆炸或火煙毒化礦井，給煤礦生產(chǎn)與安全造成極大的損失與危害。鑒于綜采放頂煤開采工藝的特點，所發(fā)生的煤層自然發(fā)火也有其特殊性，為了減少或防止煤層自燃火災對綜放工作面生產(chǎn)的影響，提高綜放開采的安全性，對綜放工作面煤層自然發(fā)火特點進行了分析，并針對潘津煤礦的具體情況，提出了切實可行的防滅火措施供其生產(chǎn)中借鑒采用。

1綜放工作面煤層自然發(fā)火特點

由于綜放工作面兩巷沿底板一次掘出，服務(wù)時間長，巷道頂煤較厚，過構(gòu)造時煤體較破碎，易于離層、壓裂冒落，且工作面回采方式的特殊性，使得煤體自燃危險性增大。綜合分析，綜放工作面煤層自燃特點主要體現(xiàn)在以下6個方面。（1）綜放開采工作面頂煤的采出率較低，一般不超過80%，采空區(qū)遺煤較多，并且在礦山壓力作用下以及在放煤動作的影響下，采空區(qū)的遺煤呈破碎狀態(tài)存在，為自然發(fā)火提供了條件。（2）放頂煤開采造成工作面頂板活動加劇，頂板冒落帶高度增大，采空區(qū)往往不能及時塌實，采空區(qū)漏風強度進一步增大，為自然發(fā)火提供了條件。（3）放頂煤開采比其他采煤方法推進速度慢，不能使采空區(qū)氧化自燃帶很快進入到窒息帶；同時，放頂煤開采采空區(qū)空間大，區(qū)內(nèi)空氣流動較慢，為采空區(qū)氧化自燃提供了良好的蓄熱環(huán)境。（4）為了保證綜放工作面良好的工作與安全環(huán)境，綜放開采一般采用支掩式支架與過渡支架，相對于工作面，綜放開采的采空區(qū)是一個封閉區(qū)域。此外，采空區(qū)遺煤的氧化帶與自燃帶一般在工作面30m之后，因而綜放開采采空區(qū)自燃火災具有較強的隱蔽性，不易發(fā)現(xiàn)，一旦在工作面發(fā)現(xiàn)異常時，采空區(qū)發(fā)火已經(jīng)形成。

2綜采放頂煤工作面防滅火技術(shù)措施

2.1防火門位置的選定與構(gòu)筑

1、為確保防火門長期正常穩(wěn)定使用，結(jié)合工作面實際情況，兩巷防火門均在距離巷道開門點不大于5米處施工，且必須在工作面生產(chǎn)前構(gòu)筑完成。2、防火門墻的構(gòu)筑應(yīng)符合下列要求：⑴防火門墻，必須用磚、沙、水泥等不燃性材料建筑。⑵墻體周邊掏槽均要見硬底、硬幫，與煤巖結(jié)實。⑶墻體無重縫、無干縫，灰漿飽滿，不漏風。⑷防火門必須保證靈敏可靠，在應(yīng)急情況下能夠及時關(guān)閉。3、工作面回采結(jié)束后，必須在45天內(nèi)撤除工作面內(nèi)全部物資，并完成工作面永久性封閉。

2.2氮氣壓注系統(tǒng)根據(jù)工作面實際情況，擬采用地面注氮車間內(nèi)制氮能力為600m3/h的制氮機對采空區(qū)注氮，300m3/h制氮機作為備用。注氮管路沿主井、西軌大巷、下車場、材聯(lián)、輔助軌道巷敷設(shè)，至二部上山上車場處分為2路：一路沿材聯(lián)、材料道敷設(shè)至切眼上端，釋放口留設(shè)進風隅角；一路軌皮1#聯(lián)絡(luò)巷、皮帶巷敷設(shè)至切眼下端，該管路留設(shè)2處釋放口，一個在回風隅角、一個在工作面切眼中部。隨工作面推采，每40～60米兩隅角各增敷設(shè)一路4寸管路，以便氮氣始終作用在氧化帶內(nèi)。

2.3回采期間

1、綜采工區(qū)合理優(yōu)化勞動組織，保證人員出勤率，盡量加快推進度，并做好頂板管理工作。2、綜采工區(qū)要加強放頂煤管理，盡可能多的將頂煤放凈，從源頭上降低自然發(fā)火威脅。如遇頂板破碎不易管理時，采空區(qū)丟煤高度不得超過500mm。3、隨工作面推進，綜采工區(qū)負責兩巷壓風管路、供水管路的回撤，但必須保證以上2路管路距離工作面不大于30米，以滿足采空區(qū)注水及兩隅角噴閉封堵需要。4、出切眼后，及時開啟采空區(qū)注水閥門，對架后頂煤進行灑水降溫，水量大小以不影響工作面生產(chǎn)為宜。5、通防工區(qū)認真做好兩隅角及端頭架后遺煤壓注凝膠惰化處理工作，嚴格做到有煤必注，每注必滿。壓注凝膠時須確保插槍深度及凝膠壓注量，發(fā)現(xiàn)凝膠外溢及時變化插槍位置，以實現(xiàn)大范圍內(nèi)充填覆蓋。凝膠由水玻璃和碳酸氫銨按1：6（體積比）配比形成，其中基料為水玻璃，促凝劑為碳酸氫銨，可以根據(jù)現(xiàn)場情況適當調(diào)整，但必須以不堵塞管路為前提。隨工作面推進，當兩隅角頂板垮落較為充分時，每10米施工1道黃泥垛，黃泥垛打設(shè)必須保證牢固可靠，每層用兩排黃泥袋并逐層壓實，不得頭重腳輕，在傾斜巷道中打設(shè)時應(yīng)先將底板墊平，墻體要有適當?shù)挠浇恰?/p>

2.4積極引進礦井防滅火新技術(shù)、新設(shè)備，進一步提升了礦井防滅火裝備水平

目前，礦井具有較為完善的防滅火系統(tǒng)，主要有注氮系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)（包括地面注漿站、井下-700m水平臨時注漿站及移動注漿泵箱）、注二氧化碳系統(tǒng)（包括地面壓注氣態(tài)CO2系統(tǒng)和2個井下移動式壓注液態(tài)CO2防滅火裝置）、注凝膠系統(tǒng)、采空區(qū)注水系統(tǒng)及束管監(jiān)測系統(tǒng)。此外，礦積極引進新技術(shù)、新設(shè)備，裝備了GC-9860型氣相色譜儀、GL-KZ-100-MM-H型連續(xù)分布式光纖測溫系統(tǒng)和SL-99-600型制氮機，進一步提升了礦井防滅火裝備水平，增加了防滅火監(jiān)測及預防手段，為工作面安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。工作面安裝前期，為超前預防，做了大量工作，具體如下：1、切眼中部頂板存在較大面積冒空區(qū)域，且具備良好的積熱條件，有較大自燃發(fā)火可能，為此，通防工區(qū)積極與通防副總、總工程師商討解決方案，目前已使用固泰噴涂1號高分子材料將整個高冒區(qū)做噴涂封堵處理，隔絕冒空區(qū)浮煤與氧氣的接觸，抑制煤體自燃。2、受兩側(cè)采空區(qū)影響，切眼頂煤較為破碎，為減緩這部分煤體的氧化速度，目前已采取大量化壓注凝膠的方式充填煤體裂隙并包裹浮煤。3、及時加固、封堵了切眼下端老空區(qū)密閉，減小了因該密閉受損導致采空區(qū)有毒有害氣體外溢進而影響工作面安全生產(chǎn)的可能。4、超前沿切眼頂部施工了注水孔，并每隔6米預留了1路Φ13mm的高壓注水管路，以期工作面出切眼后能達到降溫、滅火之效。5、工作面兩巷均構(gòu)筑了防火門墻，暫將防火鐵門用防沖鏈固定在幫部，當工作面自燃發(fā)火形勢嚴峻且無法控制時，可實現(xiàn)對工作面的快速封閉，便于采取措施進行滅火。6、采空區(qū)基本是連通的，如采空區(qū)密閉處于負壓狀態(tài)，對采空區(qū)內(nèi)氣體成分變化會有較大的擾動，有引發(fā)采空區(qū)復燃的可能性。故在工作面安裝之前，將工作面通防系統(tǒng)進行了調(diào)整，即皮帶巷回風、材料道進風。

2.5救災、撤人措施

（1）工作面回采期間任何人發(fā)現(xiàn)工作面或其它地點發(fā)生火情時，必須立即匯報礦調(diào)度室。同時，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災時應(yīng)視火災性質(zhì)、火情情況首先利用現(xiàn)場一切可以利用的力量積極直接滅火，無法撲滅時，按照避災路線佩戴好自救器有組織地撤離。（2）礦調(diào)度室接到火警報告后，應(yīng)立即通知礦救護隊。救護隊在接到通知后，應(yīng)以最快速度趕赴現(xiàn)場，迅速查明火情，向礦值班領(lǐng)導、礦長、總工程師及調(diào)度室匯報。并根據(jù)火災情況，經(jīng)礦長、總工程師同意后迅速采取控制火勢的緊急措施，進行積極滅火。同時，礦調(diào)度室通知工作面回風流經(jīng)路線的工作人員佩戴自救器按照避災路線安全撤出。（3）礦調(diào)度室接到火警報告后，應(yīng)立即啟動《礦井防滅火預案》。在未經(jīng)礦長、總工程師的同意，任何人無權(quán)擅自改變該區(qū)域的通風系統(tǒng)。（4）現(xiàn)場一切人員在直接滅火時應(yīng)保證工作面風流方向的穩(wěn)定性，在火源的回風側(cè)設(shè)水幕，水幕區(qū)長度不小于10m，以降低火煙溫度和避免形成火風壓。

結(jié)語

自路天礦建礦以來，對于這種埋藏淺、采用綜采放頂煤工藝生產(chǎn)的煤層，使用綜合防滅火技術(shù)方案后，治理效果突出。工作面開采四年期間沒有出現(xiàn)過采空區(qū)自然發(fā)火現(xiàn)象，有害氣體濃度正常，沒有影響人員和設(shè)備的作業(yè)安全，保證了工作面的安全、高效生產(chǎn)。

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