負(fù)壓側(cè)回撤綜放工作面綜合防滅火技術(shù)

王勝利 楊元偉 張華聲

（山東省濟(jì)寧運(yùn)河煤礦，山東 濟(jì)寧 272055）

1 工作面概況

運(yùn)河煤礦9305工作面是九采區(qū)第三個工作面，北臨9301綜放工作面采空區(qū)，西到工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，南到BF8斷層，屬于一側(cè)沿空的走向長壁綜放工作面。工作面傾斜長度152m，皮帶順槽長368.4m，軌道順槽長279m，工作面自2016年1月中旬開始生產(chǎn)，至2016年9月下旬推進(jìn)至停采線，共連續(xù)生產(chǎn)9個月。工作面煤層屬于自燃煤層,煤塵爆炸指數(shù)39.04%，最短自然發(fā)火期28d。因工作面采用放頂煤開采,兩側(cè)均為采空區(qū)，且工作面推進(jìn)速度慢，最慢時每月僅推進(jìn)30m，故工作面防滅火工作極為重要，是保障該工作面安全生產(chǎn)的前提。

工作面停采創(chuàng)條件至回撤期間，采空區(qū)丟煤量大，工作面停止不動，更易發(fā)生自然發(fā)火現(xiàn)象；更為重要的是由于條件限制，工作面回撤軌順不具備條件，只能在負(fù)壓側(cè)進(jìn)行回撤，極易造成采空區(qū)大量有毒有害氣體涌出，進(jìn)風(fēng)側(cè)新鮮風(fēng)流持續(xù)補(bǔ)給，對工作面安全回撤造成極為不利的影響。該礦通過采取積極主動的防滅火措施，在常規(guī)回撤防滅火措施的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，以較低的投入，杜絕了發(fā)火隱患，保障了工作面的安全回撤，并順利完成了永久密閉。

圖1 9305綜放工作面平面位置圖

2 工作面負(fù)壓側(cè)回撤

9305綜放工作面推進(jìn)至停采線20m處頂板開始鋪設(shè)鋼絲編織經(jīng)緯網(wǎng)護(hù)頂，10m處開始鋪雙層網(wǎng)，9m處開始上鋼絲繩共12根，超前第一根鋼絲繩，在雙層網(wǎng)上方加鋪一層阻燃風(fēng)筒布，最后支架前梁至煤壁上工字鋼配單體支柱創(chuàng)回撤條件。因工作面條件限制，軌順下出口距離停采線較近，巷道支護(hù)壓力極大，不利于回撤期間頂板管理，所以決定從皮順負(fù)壓側(cè)進(jìn)行回撤，軌順物料同時撤出。從9月4日創(chuàng)條件開始至9月18日創(chuàng)條件基本完成，隨后開始支護(hù)煤壁，施工穩(wěn)車硐室、拆裝架硐室，撤前后部運(yùn)輸機(jī)、煤機(jī)等，至10月4日開始調(diào)掩護(hù)架，本工作面共有支架102架，全部從皮順負(fù)壓側(cè)運(yùn)出。

3 工作面防滅火措施實(shí)施

因?yàn)樵摴ぷ髅娴那闆r比較特殊，為保障工作面的安全回撤，防止發(fā)生自然發(fā)火事故，在工作面回撤前一個月即制定了該工作面的回撤“一通三防”保障措施，對工作面“三帶”進(jìn)行提前預(yù)處理，對工作面自燃發(fā)火帶噴灑阻化劑、破碎煤體堵漏劑等防滅火材料進(jìn)行堵漏和碎煤包裹，縮短兩巷的封堵距離，加大采空區(qū)注氮量，架上雙網(wǎng)內(nèi)鋪設(shè)阻燃風(fēng)筒布，并且根據(jù)綜合保障措施，采取架后注凝膠，采空區(qū)及回撤冒落區(qū)注氮?dú)舛杌椭脫Q，打鉆孔注凝膠等，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)措施，加強(qiáng)取樣分析監(jiān)測，工作面一氧化碳等指標(biāo)氣體一直保持在較低水平。

（1）由于是在回風(fēng)側(cè)負(fù)壓區(qū)進(jìn)行回撤，提前在該工作面皮順回風(fēng)側(cè)設(shè)置兩道簡易風(fēng)門（圖1中貳），對采空區(qū)進(jìn)行增壓，減少采空區(qū)內(nèi)有毒有害氣體涌出。

（2）該工作面北臨9301綜放工作面采空區(qū)，且共用一條皮帶運(yùn)輸順槽，兩工作面間隔煤柱5m，由于采動影響煤柱破壞較為嚴(yán)重，為防止相鄰采空區(qū)氣體涌出回撤空間以及回風(fēng)巷，在回風(fēng)巷道內(nèi)再施工兩道簡易風(fēng)門（圖1中叁），控制相鄰采空區(qū)風(fēng)壓，防止臨近采空區(qū)氣體涌出。

（3）工作面軌順物料回撤完畢后，第一時間封閉軌順，減少新鮮風(fēng)竄入老塘，拆除皮順聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門（圖1中壹），對皮順持續(xù)增壓。

（4）每個支架架間砸管三個，分別對架頂、后溜后、架后浮煤及破碎煤體進(jìn)行壓注凝膠（如圖2示），且利用氮?dú)?、凝膠兩項(xiàng)防火措施互為補(bǔ)充，采用惰化稀釋和封堵降溫雙管齊下，使采空區(qū)既不出現(xiàn)高溫，也沒有充足的氧氣氧化煤體。

圖2 架間注凝膠示意圖

（5）使用新型防滅火材料—LFM，對軌順即進(jìn)風(fēng)側(cè)端頭自燃發(fā)火帶預(yù)埋管路進(jìn)行預(yù)處理。該材料壓注方便，無需配比，成膠快，保水性好，堵漏效果好。

（6）提前在工作面頂網(wǎng)內(nèi)鋪設(shè)阻燃風(fēng)筒布，即超前工作面上第一根鋼絲繩前開始鋪布，將整個工作面頂煤隔開，斷絕新鮮空氣進(jìn)入采空區(qū)和有害氣體溢出的通道，且能防止凝膠外溢。

（7）使用發(fā)泡材料—瑞馳三號，對工作面兩隅角、高頂區(qū)、兩相鄰工作面破損煤柱體進(jìn)行封閉和充填，以及做臨時密閉墻材料，該材料發(fā)泡倍數(shù)大，韌性和強(qiáng)度較好，施工簡便，成型速度較快。

（8）由于在皮順負(fù)壓側(cè)進(jìn)行回撤，且皮順標(biāo)高較高，在皮順利用氣腿式鉆機(jī)向架后破碎帶及氣體溢出通道處施工鉆孔下套管，對架后注凝膠進(jìn)行降溫和封堵，針對性較強(qiáng)，且效果十分明顯。

4 結(jié)論

（1）由于目前國內(nèi)大部分礦井均采用抽出式通風(fēng)，綜放工作面在負(fù)壓側(cè)回撤，極易導(dǎo)致采空區(qū)大量有毒有害氣體涌出至回撤施工空間，影響安全回撤，所以應(yīng)增加負(fù)壓側(cè)風(fēng)壓，使采空區(qū)氣體不能大量涌出。

（2）工作面回采創(chuàng)條件期間，必須控制維護(hù)好頂板，此次工作面回撤期間，5～9號架、29～33號架頂板破碎出現(xiàn)空洞，一直是漏風(fēng)通道和隱患點(diǎn)，由于皮順回撤，軌順封閉不及時，持續(xù)補(bǔ)給氧氣導(dǎo)致出現(xiàn)指標(biāo)性氣體CO達(dá)到120ppm，所以，及時封閉工作面一側(cè)，切斷工作面全風(fēng)壓通風(fēng)狀態(tài)，實(shí)施局部通風(fēng)，越早越有利。

（3）由于每個煤礦煤質(zhì)不一，環(huán)境條件不一，各個煤礦都應(yīng)及時確定自己的“三帶”數(shù)據(jù)，所以應(yīng)提前埋設(shè)觀測管，對各個不同的工作面“三帶”分布情況測量清楚，便于有的放矢，取得明顯效果。

（4）因采動壓力影響及通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，時刻關(guān)注回撤工作面相鄰采空區(qū)內(nèi)的漏風(fēng)及氣體變化情況，防止相鄰采空區(qū)發(fā)生發(fā)火事故。

（5）新型發(fā)泡材料使用方便快捷，但屬于化學(xué)反應(yīng)，在使用過程中應(yīng)及時觀測使用地點(diǎn)氣體、溫度等環(huán)境變化情況，并在使用后隨時觀測一段時間，防止發(fā)生次生災(zāi)害以及后期對施工地點(diǎn)作業(yè)人員的身體影響。

（6）綜放工作面回撤是一個全面系統(tǒng)工程，涉及專業(yè)較多，應(yīng)提前開好回撤工作各專業(yè)協(xié)調(diào)會，隨著回撤工作的進(jìn)展，情況也會發(fā)生變化，應(yīng)及時編制相關(guān)的保障措施，便于指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)人員安全操作。