綜采工作面收作期間防滅火技術(shù)

孫多潤(rùn)

（中煤新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153）

1 工作面概況

121303工作面位于口孜東礦一水平（-967m）西翼采區(qū)，是西翼采區(qū)13-1煤層第二個(gè)綜采工作面。該工作面可采長(zhǎng)度896.5m（風(fēng)巷）～855.3m（機(jī)巷），平均可采長(zhǎng)度875.9m，平均寬度330.2m。風(fēng)巷標(biāo)高范圍-744.1～ -897.7m，機(jī)巷標(biāo)高范圍-735.0m～895.8m，工作面對(duì)應(yīng)地表標(biāo)高+24.95～ +26.97m。13-1煤層平均厚度（含夾矸）為5.15m，工作面裝備191臺(tái)ZZ13000-27/60支架和1臺(tái)ZT13800/29/55端頭支架。

2 防滅火系統(tǒng)布置情況

（1）灌漿系統(tǒng)：從地面泥漿攪拌站通過管路輸送到121303工作面機(jī)巷至采空區(qū)。

（2）注氮系統(tǒng)：從地面制氮車間通過管路輸送到121303工作面機(jī)巷至采空區(qū)。

（3）束管檢測(cè)系統(tǒng)KSS-200：地面束管監(jiān)測(cè)室→風(fēng)井上口（16芯）→風(fēng)井（16芯）→西翼回風(fēng)大巷（一）（8芯）→121303工作面風(fēng)巷（單芯2路）→121303工作面采空區(qū)2路（1路使用，1路接替）、高抽巷1路。

（4）注液態(tài)CO2系統(tǒng)：礦有8臺(tái)cpw-2.0型液態(tài)CO2防滅火裝置，必要時(shí)可通過工作面架間預(yù)埋的液態(tài)CO2管路或使用121303工作面機(jī)巷灌漿管路對(duì)工作面采空區(qū)灌注液態(tài)CO2。

圖1 121303工作面防滅火系統(tǒng)示意圖

3 收作期間防滅火措施

3.1 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)措施

121303工作面停采線向北30m開始至工作面收作結(jié)束，每天對(duì)工作面進(jìn)行一次全面檢查，出現(xiàn)CO及溫度變化異常時(shí)要增加工作面檢查頻率。重點(diǎn)巡查工作面回風(fēng)流、上隅角、綜采支架架間、高抽巷封閉墻內(nèi)等地點(diǎn)。

（1）檢查工作面上隅角、回風(fēng)流CO

上隅角CO檢查方法為預(yù)先埋設(shè)CO檢查管，由防火工負(fù)責(zé)用鑒定器進(jìn)行抽氣檢查，并取樣進(jìn)行色譜分析。回風(fēng)流檢測(cè)后直接進(jìn)行取樣。

（2）檢查工作面綜采支架架間CO、溫度

在工作面停采線向北10m開始每10架設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)20個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)預(yù)埋CO檢查管5根（2m/根）。當(dāng)工作面推進(jìn)至距停采線5m時(shí)，在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間額外增設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)（共計(jì)19個(gè)測(cè)點(diǎn)），每個(gè)測(cè)點(diǎn)預(yù)埋CO檢查管并延接至停采線。檢查管使用6分鐵管（前端為200mm花管），檢查管進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)部不少于1000mm，利用鑒定器抽氣檢查CO，出現(xiàn)CO變化異常時(shí)進(jìn)行取樣分析。使用紅外測(cè)溫儀或溫度計(jì)對(duì)測(cè)點(diǎn)溫度進(jìn)行測(cè)定。

（3）每天對(duì)工作面高抽巷封閉墻內(nèi)CO檢查不少于1次并取樣分析。

（4）其他測(cè)點(diǎn)檢查：通防區(qū)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)需要設(shè)點(diǎn)的地方進(jìn)行設(shè)點(diǎn)檢查，檢查方法及次數(shù)必須符合相關(guān)規(guī)定。

（5）以上進(jìn)行檢查的地點(diǎn)必須做好記錄，并建立臺(tái)賬。

（6）利用鑒定器、膠皮管抽取氣體必須遵守以下規(guī)定：抽取采空區(qū)內(nèi)部或檢查管內(nèi)氣體時(shí)，必須抽10～15下，排凈鑒定器內(nèi)殘存氣體后再抽取氣體進(jìn)行檢查。將檢查氣體按照規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入CO鑒定管內(nèi)，檢查并記錄數(shù)據(jù)。檢查過程中若發(fā)現(xiàn)工作面架頂有高冒、裂隙，必須使用搗管進(jìn)行檢查氣體。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)管理

（1）通防區(qū)要加強(qiáng)工作面通風(fēng)系統(tǒng)的管理及通風(fēng)設(shè)施的檢修和維護(hù)，確保工作面收作期間通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠。

（2）121303工作面停采線向北30m至工作面鋪網(wǎng)結(jié)束期間，應(yīng)適當(dāng)減少工作面供風(fēng)量，以滿足工作面防火工作需要；工作面回采至停采線位置到工作面拆除完畢期間，通防區(qū)視工作面情況可降低工作面風(fēng)量。采取以上措施時(shí)必須確保工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛炔怀^0.6%，風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，必須采取相應(yīng)措施。

（3）在工作面鋪網(wǎng)及收作期間及時(shí)對(duì)上、下隅角采用雙抗編織袋裝不燃性材料充填嚴(yán)實(shí)并用黃泥將周邊縫隙封堵嚴(yán)實(shí)，在下隅角閉墻外掛風(fēng)障，風(fēng)障要靠邊、靠頂掛設(shè)，減少向采空區(qū)漏風(fēng)。

3.3 工作面灌漿和噴注防滅火材料措施

（1）工作面在收作期間，當(dāng)工作面出現(xiàn)CO，并呈持續(xù)上升趨勢(shì)時(shí)，每天對(duì)采空區(qū)進(jìn)行預(yù)防性灌漿不少于一次，灌漿時(shí)間與灌漿量兼顧工作面下口出漿情況。生產(chǎn)單位負(fù)責(zé)及時(shí)將灌漿水泵出，出漿水量較大不能及時(shí)泵出時(shí)，要立即停止灌漿，防止積（漿）水，采取間歇性灌漿。

（2）工作面灌漿管路采用預(yù)埋式灌漿，除正常埋管外，可利用121304工作面風(fēng)巷向121303工作面采空區(qū)施工的防火鉆孔或121303機(jī)巷1#鉆場(chǎng)施工的防火鉆孔向采空區(qū)灌漿。

（3）工作面停產(chǎn)后，須對(duì)工作面上隅角及上隅角往下不少于15架、下隅角及下隅角往上不少于10架范圍內(nèi)的漏風(fēng)點(diǎn)，采用噴注充填材料進(jìn)行堵漏（有條件的情況下可對(duì)整個(gè)工作面進(jìn)行封堵），減少向采空區(qū)漏風(fēng)。采空區(qū)上、下隅角擋墻進(jìn)行充填，充填時(shí)，使用膠管將6分鐵管與噴注槍頭連接，將6分鐵管插入擋墻內(nèi)不少于300mm進(jìn)行噴注。

（4）若工作面及兩巷局部出現(xiàn)高冒區(qū)（點(diǎn)），首先用不燃性材料充填嚴(yán)實(shí)，之后根據(jù)防火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)情況隨時(shí)噴注充填材料。

（5）若巷道出現(xiàn)高冒空頂區(qū)，充填堵漏時(shí)，措施孔應(yīng)施工在巷道頂板上，措施孔角度與巷道頂板控制在60°以上，鉆進(jìn)深度不低于1.0m，下置1.0m、Ф20mm鐵管，外露不超過0.1m。

（6）在收作期間，可根據(jù)工作面及采空區(qū)CO、溫度情況決定是否注凝膠。使用注漿泵向隱患處壓注凝膠時(shí)，凝膠配比為：碳酸氫氨:水玻璃:水按照1:0.5:7，根據(jù)凝膠輸送距離，成膠時(shí)間控制在 2～5min。

（7）通防區(qū)備足防火材料及操作工具，收作期間防火工隨時(shí)準(zhǔn)備使用防火材料進(jìn)行封堵，地面灌漿站加強(qiáng)檢修，加大取土量，保證工作面收作期間灌漿所需。

3.4 工作面注氮措施

利用121303工作面機(jī)巷預(yù)埋的注氮管路向采空區(qū)連續(xù)注氮。加強(qiáng)制氮機(jī)檢修、維護(hù)確保制氮機(jī)24h連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。每天安排專人對(duì)制氮車間氮?dú)鉂舛冗M(jìn)行取樣化驗(yàn)，氮?dú)鉂舛鹊陀?7%嚴(yán)禁使用。121303工作面停采線向北30m開始到停采線向北10m位置，屬于工作面正?；夭煞秶?，每天注氮量不少于13000m3；121303工作面停采線向北10m到停采線位置，工作面鋪網(wǎng)期間因推進(jìn)速度較慢，每天注氮量不少于14000m3；121303工作面停采至工作面收作結(jié)束因工作面停采，停采期間每天注氮量不少于15000m3。結(jié)合工作面采空區(qū)氧化情況適時(shí)加大注氮量，

圖2 121303工作面防滅火工程示意圖

3.5 注液態(tài)CO2措施

（1）在工作面停采線向北10m開始根據(jù)工作面采空區(qū)氧化情況確定是否灌注液態(tài)CO2，停采刷擴(kuò)及支架拆除期間根據(jù)工作面采空區(qū)遺煤氧化情況確定合理調(diào)整CO2灌注次數(shù)和灌注量。

（2）根據(jù)工作面長(zhǎng)度按7路預(yù)埋注液態(tài)CO2管路，分別在上隅角、160#架、120#架、80#架、40#架、30#架及下隅角處預(yù)埋（可根據(jù)工作面實(shí)際情況選擇灌注位置）。其中下隅角可利用預(yù)埋的灌漿管路灌注，工作面架間5處及上隅角CO2管路由綜采一隊(duì)提前15～20m各預(yù)埋一路直徑51mm高壓軟管，并負(fù)責(zé)工作面各路高壓軟管之間的連接，確保工作面可連續(xù)灌注CO2。

3.6 防火鉆孔

收作期間，利用121304工作面風(fēng)巷向121303工作面采空區(qū)施工的防火鉆孔或121303工作面機(jī)巷1#鉆場(chǎng)施工防火鉆孔向采空區(qū)灌漿，機(jī)巷防火鉆場(chǎng)內(nèi)的鉆孔需覆蓋下隅角向上30架范圍。

3.7 其他措施

（1）通防區(qū)加強(qiáng)對(duì)該面防滅火系統(tǒng)的巡查維護(hù)工作，確保防滅火系統(tǒng)正常。

（2）加強(qiáng)工作面監(jiān)控檢測(cè)分析的管理，確保KSS-200束管監(jiān)測(cè)及光纖傳感防自然發(fā)火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)正常運(yùn)行。束管管路吊掛在巷道的頂幫，并且要平直、無折彎，氣樣能及時(shí)傳輸?shù)降孛媸鼙O(jiān)測(cè)分析室。通防區(qū)每天必須派專人檢查束管系統(tǒng)，保證束管吊掛整齊，連接處嚴(yán)密不漏氣。

（3）地面氣體分析人員必須堅(jiān)守崗位，嚴(yán)禁脫崗、睡崗，嚴(yán)格按系統(tǒng)操作規(guī)程操作，分析報(bào)告及時(shí)傳達(dá)通防區(qū)、礦領(lǐng)導(dǎo)，通防區(qū)根據(jù)實(shí)際情況采取措施進(jìn)行處理。

（4）在工作面收作期間，通防區(qū)應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，安排相關(guān)人員負(fù)責(zé)工作面收作措施的落實(shí)及現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)護(hù)，認(rèn)真檢查作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)、瓦斯、頂板及一氧化碳情況，發(fā)現(xiàn)隱患要及時(shí)采取相應(yīng)措施處理，不能處理時(shí)要停止工作，撤出人員，匯報(bào)礦調(diào)度。

（5）工作面停產(chǎn)時(shí)，地測(cè)科要及時(shí)提供工作面地質(zhì)剖面圖，以利于分析采空區(qū)遺留煤體情況。

（6）如發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火征兆必須立即停止工作，向礦調(diào)度匯報(bào)，并采取措施進(jìn)行處理。

（7）收作涉及施工單位應(yīng)合理組織施工，加快收作進(jìn)度，盡量減少收作時(shí)間，確保工作面防滅火安全。

4 結(jié)語

通過采取各種綜合防滅火措施，確保了工作面回撤期間防滅火安全，對(duì)類似條件下防滅火工作有一定的參考價(jià)值。