王村礦8126工作面瓦斯與火災(zāi)防治技術(shù)研究

何國青

摘要：針對綜采工作面上隅角瓦斯局部積聚，遇到意外摩擦產(chǎn)生火花，導(dǎo)致上隅角積聚瓦斯燃燒，為了防止事故繼續(xù)擴(kuò)大，通過采取兩順槽注水，臨巷注羅克休封閉巷道，采空區(qū)上部地面打孔注液態(tài)二氧化碳，最后在兩順槽巷構(gòu)筑土袋墻的立體綜合防滅火措施，成功消除了事故，避免了事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：綜放工作面;上隅角;瓦斯燃燒;注水封閉;注液態(tài)二氧化碳;注羅克休

王村煤業(yè)延深井主采山西組4號層，煤層平均厚度2.8m，下距3-5號合并層層間距為30m，礦井工業(yè)儲(chǔ)量17578.6萬噸，可布面儲(chǔ)量5000萬噸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬t/a，服務(wù)年限58年，屬于高瓦斯礦井。8126工作面順槽長度為2413m，工作面長度為220m，煤層厚度平均為2.8m，一次采全高。該面因斷層影響分兩部分回采，第一部分可采長度706m，已采長度為680m，剩余26m停采;第二部分在距離輔運(yùn)巷663m位置施工一外切眼，外切眼寬7m，高3.2m，現(xiàn)已施工完成。該工作面上覆1.5m為巖石層，其上有0.4-1.5m煤層。該層煤的自燃發(fā)火傾向性鑒定，原煤的吸氧量：0.50cm3/g，自燃傾向性等級為：Ⅱ級，自燃傾向性為：自燃，最短自燃發(fā)火期為88天。

1 上隅角瓦斯燃燒事故過程

8126工作面采用全負(fù)壓通風(fēng)方式，采用抽排風(fēng)機(jī)配合風(fēng)障治理瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)量為2320 m3/min，回風(fēng)量為1952 m3/min，抽排風(fēng)機(jī)型號為FBCD-NO.7.1-2*30kW，風(fēng)筒直徑1000mm，吸風(fēng)量為383m3/min，出風(fēng)量401m3/min，平行回風(fēng)巷靠工作面處打“L”型風(fēng)帳。

該面相鄰8128工作面和8124工作面。8128工作面正在生產(chǎn)，采位超前8126工作面1051m，回采期間未發(fā)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w和溫度異常;8124工作面為備用面。

2015年4月9日21時(shí)08分，因更換抽排風(fēng)機(jī)高壓開關(guān)互感器而停止8126工作面抽排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。21時(shí)23分工作面上隅角發(fā)生瓦斯燃燒，現(xiàn)場匯報(bào)，火是從抽排風(fēng)筒冒出。事故現(xiàn)場燒壞上隅角向外伸縮風(fēng)筒和風(fēng)帳約20m;瓦斯探頭掉在地上;距切頂線約7-8m處風(fēng)筒落地，長度約4-5m，此位置有頂板冒落，長約2m，厚度0.4-0.5m，寬度約1m，方向是沿兩鋼帶空隙，并有頂網(wǎng)燒焦痕跡。通過對8126工作面CH4：CO氣體濃度監(jiān)測監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)突變的分析，再結(jié)合現(xiàn)場觀測的情況，2015年4月9日21時(shí)08分至2015年4月10日凌晨8時(shí)，8126工作面上隅角間斷性發(fā)生了五次瓦斯燃燒。

2 瓦斯燃燒事故原因分析

結(jié)合8126工作面日常管理狀況，判定不是采空區(qū)自然著火。原因有：首先該工作面從未發(fā)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w（除膠輪車在2126巷運(yùn)行外），見一氧化碳傳感器記錄;其次該面采空區(qū)溫度一直保持在20度左右;第三該面一次采全高，且古塘冒落7-8m高，頭尾三角區(qū)覆蓋較嚴(yán);第四該煤層自然發(fā)火期88天，即便采空區(qū)頭尾三角區(qū)有少量浮煤，由于開采速度快，也不會(huì)導(dǎo)致浮煤迅速氧化產(chǎn)生大量熱量。

從事故現(xiàn)場結(jié)合8126工作面回風(fēng)巷頂板壓力現(xiàn)狀分析，我們認(rèn)為著火原因是5126巷超前支護(hù)內(nèi)，錨桿螺絲口與鋼帶或墊片（或錨索與鎖具內(nèi)口）在頂板突然來壓時(shí)摩擦產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃鉆孔內(nèi)瓦斯，導(dǎo)致鉆孔內(nèi)瓦斯爆炸后再點(diǎn)燃頂板吊掛的抽排風(fēng)筒內(nèi)瓦斯。原因有：其一現(xiàn)場匯報(bào)火是從風(fēng)筒冒出;其二局部風(fēng)筒落地，并在此處有局部頂板冒落和頂網(wǎng)明顯燒焦痕跡;其三超前支護(hù)頂板壓力大，頂板下沉（0.3-0.5m），地鼓明顯;其四錨桿和錨索穿過頂板上覆0.4-1.5m煤層，鉆孔內(nèi)容易積聚瓦斯。由于這個(gè)原因的發(fā)生，點(diǎn)燃了上隅角瓦斯，從而引燃了上隅角內(nèi)遺棄的風(fēng)筒或浮煤。這些著火的風(fēng)筒或浮煤后來又不斷點(diǎn)燃古塘內(nèi)涌出的高濃度瓦斯。

3 采取治理措施

由于上隅角瓦斯局部積聚，隨時(shí)可能導(dǎo)致瓦斯爆炸，為了防止事故繼續(xù)擴(kuò)大，立即啟動(dòng)應(yīng)急措施全礦井井下人員全部撤出，將5126巷、2126巷兩順槽的風(fēng)水管路停風(fēng)、停水、電纜全部斷開，然后開展一系列治理措施。

3.1 注水封閉工作面兩順槽

通過在進(jìn)回風(fēng)順槽巷口斷開靜壓水管進(jìn)行注水封閉2126、5126巷。進(jìn)風(fēng)順槽注水位置距輔運(yùn)巷口106m，覆頂后灌水1600m3，回風(fēng)順槽注水位置距輔運(yùn)巷口221m，覆頂后灌水1700m3，由于兩順槽注水位置都是巷道最低點(diǎn)，積水已覆巷道頂板，將工作面臨時(shí)性封閉，有效減緩上隅角瓦斯燃燒事故進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 鄰巷打孔注羅克休

從5124巷、2128巷分別向2126、5126兩巷打孔注羅克休封閉巷道。在5124巷距輔運(yùn)巷口300m施工5個(gè)鉆孔，孔間距4m，孔深25m，共注羅克休686桶;在2128巷距輔運(yùn)巷口400m施工5個(gè)鉆孔，孔間距4m，孔深30m，共注羅克休314桶，羅克休膨脹后封閉工作面，再一次隔絕工作面與外面溝通，進(jìn)一步減緩上隅角瓦斯燃燒事故進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 地面打孔注液態(tài)二氧化碳

在地面打鉆孔向采空區(qū)注液態(tài)二氧化碳，結(jié)合地面勘察情況初步選定鉆孔位置為：上隅角向采空（下轉(zhuǎn)第105頁）（上接第102頁）區(qū)斜角19°，斜長105m，鉆孔深度約530～550m，孔徑211mm，共注液態(tài)二氧化碳200噸，將液態(tài)二氧化碳精準(zhǔn)注到上隅角瓦斯燃燒處，直接破滅火源。

3.4 封閉工作面兩順槽

在頭尾兩巷分別施工土袋墻、磚墻封閉火災(zāi)區(qū)域。在2126巷及5126巷回風(fēng)繞道口往里20m施工土袋墻，土袋墻底部7m，上部5m。土袋墻外面施工1m厚永久墻，墻上面留有啟封風(fēng)門，風(fēng)門用磚碴嚴(yán)。

治理措施如上圖所示。

4 治理效果

在瓦斯發(fā)生5次燃燒后，采空區(qū)已自燃的情況下隨時(shí)可能發(fā)生瓦斯爆炸導(dǎo)致事故擴(kuò)大，通過立即采用兩順槽注水，臨巷注羅克休封閉巷道，采空區(qū)上部地面打孔注液態(tài)二氧化碳，最后在兩順槽巷構(gòu)筑土袋墻的立體綜合防滅火措施，在最短的時(shí)間內(nèi)成功將瓦斯與火災(zāi)事故消除，避免了事故進(jìn)一步擴(kuò)大，有效減少傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

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