綜放工作面防滅火技術(shù)措施及安全管理

李恒

摘 ?要：在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，由于對(duì)于煤炭需求量不斷增加，這也對(duì)采煤工作提出了更高的要求。煤礦開(kāi)采作業(yè)具有較高的危險(xiǎn)性，特別是煤礦綜放工作面防滅火工作的開(kāi)展情況更是直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)和職工的生命安全，因此在當(dāng)前煤礦生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，綜放工作面防滅火技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。在實(shí)際煤礦開(kāi)采作業(yè)時(shí)，綜放工作面煤層厚度較大，易發(fā)生自然發(fā)火，一旦防滅火工作不及時(shí)、不到位，必然會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)，從而對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)帶來(lái)較大的影響。因此需要做好綜放工作面防滅火工作，保證煤礦生產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：煤礦;綜放工作面;防滅火;技術(shù)措施;安全管理

中圖分類號(hào)：TD75 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）20-0189-02

Abstract： In the process of social development， due to the increasing demand for coal， it also puts forward higher requirements for coal mining work. Coal mining operation is highly dangerous， especially the fire prevention and extinguishing work of fully mechanized top coal caving face is directly related to the safety of coal mine production and the life safety of workers， so in the current process of coal mine production， fire prevention and fire extinguishing technology in fully mechanized top coal caving face has been paid increasing attention. In the actual coal mining operation， the coal seam in the fully mechanized top coal caving face is thick and prone to spontaneous combustion. Once the fire prevention and fire fighting work is not timely and not in place， it will inevitably cause serious fire， which will have a great impact on the normal production of the coal mine. Therefore， it is necessary to perform the fire prevention and fire fighting task in fully mechanized top coal caving face to ensure the safety of coal mine production.

Keywords： coal mine; fully mechanized top coal caving face; fire prevention and fire fighting; technical measures; safety management

前言

在煤礦開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，煤炭自燃是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，其是通過(guò)熱量的不斷累積使煤體溫度上升，從而達(dá)到著火點(diǎn)導(dǎo)致燃燒。在實(shí)際煤礦運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，煤炭自然發(fā)火是主要災(zāi)害，一旦火災(zāi)發(fā)生，必然會(huì)對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)帶來(lái)較大的影響，因此在煤礦實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，需要加強(qiáng)防滅火工作，這不僅是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，同時(shí)也是煤礦得以持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

1 綜放工作面煤層自燃發(fā)火特點(diǎn)

在綜采放頂煤時(shí)，利用綜采設(shè)備整層對(duì)厚煤層進(jìn)行開(kāi)采，并采用液壓支架進(jìn)行上部定部。在具體作業(yè)過(guò)程中，實(shí)質(zhì)就是在厚煤層下部掘進(jìn)一個(gè)分層的采煤巷道，利用綜采設(shè)備開(kāi)采時(shí)上部煤炭依靠煤的自重垮落，從液壓支架掩護(hù)梁的放煤口放出，再加工作面后部的刮板輸送機(jī)運(yùn)出。相較于分層開(kāi)采作業(yè)，綜采工序簡(jiǎn)單，材料消耗少，產(chǎn)量較大，具有效率高和成本低的特點(diǎn)。但在具體作業(yè)過(guò)程中，控制采出率和自然發(fā)火存在較大的難度，因此一般會(huì)用于不易自燃和6m以上厚度的緩斜厚煤層中開(kāi)采作業(yè)。綜放工作面兩巷沿底板一次掘出，巷道頂煤厚度較大，構(gòu)造時(shí)煤體具有較好的破碎度，易于離層和壓裂冒落，再加之工作面回采方式的特殊性，這也導(dǎo)致煤體具有較高的自燃危險(xiǎn)。綜放工作面煤層自然發(fā)火的特點(diǎn)大致可以歸納為以下幾個(gè)方面：

一是綜采工作面頂煤開(kāi)采率不高，這也導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)存在較多的遺煤，而且在礦山壓力和放煤動(dòng)作影響下，采空區(qū)遺煤往往呈現(xiàn)出破碎的狀態(tài)，這也為煤炭的自然發(fā)火提供了良好的條件。

二是在實(shí)際開(kāi)采放頂煤過(guò)程中，工作面頂板活動(dòng)加劇，導(dǎo)致頂板冒落帶高度變大，采空區(qū)無(wú)法及時(shí)塌實(shí)，增大了漏風(fēng)量，這也為煤炭自然發(fā)火提供了便利條件。

三是相較于其他采煤方法，放頂煤開(kāi)采推進(jìn)速度慢，采空區(qū)氧化自燃帶無(wú)法快速進(jìn)入到窒息帶。再加之放頂煤開(kāi)采時(shí)，采空區(qū)空間較大，空氣流動(dòng)過(guò)慢，這也為采空區(qū)自燃提供了良好的環(huán)境。

四是在實(shí)際綜放開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，通常會(huì)采用支掩式支架與過(guò)渡支架，采空區(qū)則成為一個(gè)相對(duì)封閉的區(qū)域，這也為自然發(fā)火提供了條件。

五是綜放開(kāi)采工作面單面產(chǎn)量較高，而為了減少工作面搬家次數(shù)，工作面走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，煤體會(huì)長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，這也會(huì)縮短煤層最短自然發(fā)火期。

六是在開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，特厚煤層開(kāi)采實(shí)施的是分層綜放。在實(shí)際開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，在礦山壓力作用下，頂煤破碎，回采過(guò)程中上部采空區(qū)存在較多的漏風(fēng)源，漏風(fēng)量也較大，而且呈現(xiàn)出層流狀態(tài)，這會(huì)加速采空區(qū)遺煤的充分氧化和熱量積聚，易發(fā)生煤層自燃。

針對(duì)于以上特點(diǎn)可以看出，在利用綜采放頂煤開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，防滅火工作的重點(diǎn)主要集中在采空區(qū)，因此綜放工作防滅火的關(guān)鍵即要做好采空區(qū)自然發(fā)火的防范工作，以此來(lái)保證綜采工作的順利進(jìn)行。

2 綜放工作面不同回采時(shí)期的防滅火技術(shù)措施

2.1 初采階段

初采階段頂煤暴露相對(duì)完整，變形較小，移架后只有少部分頂煤出現(xiàn)垮落，而且在開(kāi)采初期也無(wú)法放頂煤，這樣就導(dǎo)致開(kāi)切眼處存在較多的遺煤。同時(shí)綜放工作面開(kāi)發(fā)眼處斷面較大，在礦壓影響下煤體易被壓裂破碎，從而形成漏風(fēng)供氧和蓄熱的環(huán)境。再加之綜放支加設(shè)備安裝時(shí)間較長(zhǎng)，初采階段系統(tǒng)之間還無(wú)法完全協(xié)調(diào)好，這也使工作面推進(jìn)速度慢。由于采空區(qū)范圍過(guò)小，而且壓實(shí)程度處于較低水平，針地采空區(qū)進(jìn)行灌漿作業(yè)時(shí)，積存難度較大，一般會(huì)沿阻力小的通道流向工作面，注入惰性氣體也易隨風(fēng)流散。這種情況下，切眼處煤的漏風(fēng)供氧情況直接決定了該處煤的自燃，因此在具體防滅火工作是，宜采取有效的堵漏措施。通過(guò)應(yīng)用膠體防滅火技術(shù)，其具有堵漏、降溫和固結(jié)水等特點(diǎn)，可以對(duì)漿液流失問(wèn)題進(jìn)行有效解決。具體可以將沙袋在工作面上下端堆砌成墻，并利用插管、預(yù)埋管或是鉆孔等將膠體灌注到切眼兩巷，從而形成兩道十分密實(shí)的膠體隔離帶，能夠起到堵漏風(fēng)的作用。

2.2 順利回采期間

系統(tǒng)經(jīng)過(guò)初采階段的磨合后，工作面推進(jìn)速度會(huì)有所提升，采放過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了合理銜接，而且遺留在采空區(qū)內(nèi)的浮煤數(shù)量也相對(duì)減少，縮小了采空區(qū)自燃帶過(guò)渡。因此在工作面順利回采階段，需要做好規(guī)律性指標(biāo)氣體的檢測(cè)，同時(shí)還要將廢棄的壓風(fēng)和靜壓水管預(yù)埋在采空區(qū)內(nèi)，并將其作為注氮和灌漿的管路，有序的向采空區(qū)內(nèi)注氮和灌漿，達(dá)到阻燃和降溫的效果。

2.3 工作面推進(jìn)受阻期間

煤層在演變過(guò)程中在地質(zhì)作用下會(huì)出現(xiàn)一些異常構(gòu)造帶，如褶曲、斷層、夾矸等，這必然會(huì)對(duì)煤層原有連續(xù)性和完整性造成不同程度的破壞。工作面推移至這些構(gòu)造帶位置時(shí)，推進(jìn)速度會(huì)變緩。而且在構(gòu)造帶位置處，斷層處煤層在擠壓和張拉作用下會(huì)堆積大量的浮煤，漏風(fēng)通道也十分復(fù)雜，漏風(fēng)情況較為嚴(yán)重。另外，自燃帶前移速度變緩，采空工浮數(shù)落長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)處于漏風(fēng)氧化和蓄熱升溫的狀態(tài)下。

（1）隔氧降溫。具體可以利用黃泥或是粉煤灰包裹碎煤或是對(duì)裂紋孔隙進(jìn)行填堵，以此來(lái)對(duì)煤氧結(jié)合進(jìn)行有效隔離。浮煤溫度的控制可以利用水汽化吸熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且在水氣化后也能夠?qū)γ簩颖砻媾c氧氣的結(jié)合進(jìn)行有效隔離。為了能夠?qū)⒉煽諈^(qū)的氧氣置換出來(lái)，可以通過(guò)注惰氣來(lái)降低氧氣濃度，并從源頭上阻斷煤氧結(jié)合。通過(guò)應(yīng)用高倍三相泡沫技術(shù)，其集上述三項(xiàng)技術(shù)于一體，效率高，可以對(duì)煤自由基的產(chǎn)生起到抑制作用。（2）加快工作面推進(jìn)速度。在工作面推進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)受到阻礙時(shí)，具體可以采用放炮、更換割煤機(jī)切齒等措施來(lái)強(qiáng)行進(jìn)行推進(jìn)，促使采空區(qū)自燃帶快速移動(dòng)，縮短浮煤在自燃帶中的滯留時(shí)間，避免出現(xiàn)氧化自燃，以此來(lái)防范遺煤自燃問(wèn)題。

2.4 工作面撤架期間

回采完的綜放工作面，宜鋪網(wǎng)撤架，在具體鋪網(wǎng)作業(yè)時(shí)，只割煤不放煤，這不僅利于回撤工作面支架，同時(shí)還能夠減少采空區(qū)漏風(fēng)問(wèn)題，并將大量的煤遺留在采空區(qū)內(nèi)。而且回撤支架后頂煤會(huì)出現(xiàn)垮落，遺煤整體破碎呈現(xiàn)出松散狀態(tài)，這給遺煤自燃發(fā)火提供良好的條件。

在防滅火過(guò)程中，利用三相泡沫連續(xù)灌注工作面上下端頭較長(zhǎng)距離和工作面架間短距離，使泡沫溢出端頭或是支架尾部。利用沙袋在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷端頭堆砌密閉墻，并要留設(shè)灌漿和注氮的管路。完成沙袋墻施工后，在密閉墻內(nèi)墻附近插管至碎煤內(nèi)部進(jìn)行膠體材料灌注，并將固化泡沫噴涂在外墻，增強(qiáng)密閉墻的整體氣密性。在工作面進(jìn)風(fēng)巷，通過(guò)預(yù)埋的注氮管路將氮?dú)忾L(zhǎng)距離和持續(xù)不斷注入，注射過(guò)程中還要對(duì)氮?dú)饧兌冗M(jìn)行檢驗(yàn)，保證氮?dú)獾募兌仁冀K處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

3 加強(qiáng)綜放工作面開(kāi)展防滅火安全管理的建議

3.1 應(yīng)抓好工作面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在具體針對(duì)綜放工作面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，具體要依據(jù)工作面所處的地質(zhì)條件，針對(duì)巷道進(jìn)行合理布置。同時(shí)還要根據(jù)具體的工作環(huán)境，積極采取多種綜合防滅火措施，并制定具有針對(duì)性的方案，確保方案能夠得到有效落實(shí)。

3.2 應(yīng)抓好綜合防滅火技術(shù)措施的執(zhí)行和管理

在煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，宜根據(jù)具體的作業(yè)規(guī)程和措施來(lái)制定相關(guān)的防滅火執(zhí)行方案，并做好防滅火執(zhí)行方案的落實(shí)工作。對(duì)于采區(qū)領(lǐng)導(dǎo)班子，宜強(qiáng)化日常監(jiān)督管理，確保方案能夠到有效落實(shí)。

3.3 應(yīng)大力做好職工的安全防火思想教育

在煤礦防滅火工作中，人是最為主要的因素，這就需要在日常工作中加強(qiáng)職工安全防火思想教育，使職工在思想上對(duì)安全防火有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，努力提高其工作的責(zé)任心和自身的綜合素質(zhì)，這樣才能夠嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)措施規(guī)定的內(nèi)容做好防滅火工作。而且職工通過(guò)全面提高自身的職業(yè)素質(zhì)，也能夠確保技術(shù)措施內(nèi)容的正確執(zhí)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前煤礦日常生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，需要在不斷實(shí)踐和探索過(guò)程中提升防滅火技術(shù)水平，確保防滅火技術(shù)措施能夠獲得良好的執(zhí)行效果。而且在具體操作過(guò)程中，還要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)綜放工作面防滅火技術(shù)措施內(nèi)容進(jìn)行更新，從而保證綜放工作面能夠穩(wěn)定、高效和安全的運(yùn)行，進(jìn)一步確保煤礦生產(chǎn)的安全。

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