沈北綜放工作面防治自然發(fā)火應(yīng)用

黃仲義 趙俊峰

摘要：綜采放頂煤工作面防火問題一直是制約沈北采煤主工藝改革中的難題。蒲河礦通過近幾年在東翼采區(qū)及西翼采區(qū)等采面防治自然發(fā)火實(shí)踐，逐漸摸索出了蒲河礦綜放工作面有針對(duì)性的綜合防火措施，通過采取綜合防火措施取得成功。

關(guān)鍵詞：易自燃煤層;綜放面;防治自然發(fā)火

1 ?概 ?況

蒲河煤礦井田內(nèi)煤種為褐煤，煤層為中厚煤層，煤質(zhì)松軟，易風(fēng)化，采煤方法為走向長壁后退式布置，采煤工藝為綜合機(jī)械化放頂煤，采空區(qū)管理方式為自然跨落法。煤層自然傾向性為容易自燃，在散熱不好的條件下，氧化快、升溫高。煤層圍巖為軟巖、高應(yīng)力、強(qiáng)膨脹，致使煤的自然發(fā)火期短，自然發(fā)火期39～82天。2012年瓦斯鑒定為高瓦斯礦井。

礦井通風(fēng)方式為中央并列抽出式，3個(gè)立井，兩入一排，回風(fēng)井安有2臺(tái)BD-II-8-No23型主通風(fēng)機(jī)。礦井具有完善的防火注沙系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、防滅火注氮系統(tǒng)、防塵供水系統(tǒng)。

2 ?采面巷道掘進(jìn)期間防火措施

掘進(jìn)期間采用錨網(wǎng)、錨索、架棚、噴漿等聯(lián)合支護(hù)方式，掘進(jìn)期間重點(diǎn)防火措施是巷道噴漿，蒲河煤礦掘進(jìn)期間著重噴漿質(zhì)量，其目的主要是隔絕空氣中的氧氣與煤體的接觸，減少煤體暴露時(shí)間，降低煤炭氧化速度。掘進(jìn)過程中杜絕出現(xiàn)高頂，對(duì)出現(xiàn)的高頂，進(jìn)行預(yù)埋鐵管注河沙進(jìn)行充填嚴(yán)密。

3 ?回采過程中防火措施

3.1 ?回采期間自燃隱患分析

⑴工作面初采期間，采面相對(duì)瓦斯涌出量大，所以采面推進(jìn)度較慢，且開采初期采空區(qū)不易跨落，采空區(qū)遺留煤炭較多，尤其是切眼附近的煤體暴露氧化時(shí)間長，附近煤體的供氧條件相對(duì)較好，容易形成較大自燃隱患。

⑵由于綜放面超前壓力影響，頂煤在回采前已破碎，破碎區(qū)受到較長時(shí)間的氧化升溫，巷道、端頭支架及過渡支架頂煤不放，采空區(qū)冒落不實(shí)，空洞較大，漏風(fēng)嚴(yán)重，增強(qiáng)了自燃的危險(xiǎn)性。并造成兩順巷道壓力大，巷道噴漿層脫落或裂縫，兩順超前支護(hù)因巷道壓力大，超前支護(hù)隨采面推進(jìn)對(duì)巷道進(jìn)翻修，造成巷道煤體提前暴露氧化。

⑶工作面回采經(jīng)過斷層附近時(shí)，煤層及其頂板松軟破碎，斷層處煤體受地質(zhì)構(gòu)造作用非常破碎，且表面活性結(jié)構(gòu)增多，浮煤丟入采空區(qū)后，比其它區(qū)域浮煤的自燃危險(xiǎn)性大。工作面過斷層時(shí)，受斷層落差影響，頂煤不能夠全部放出，使采空區(qū)遺煤增多，而且過斷層時(shí)推進(jìn)速度慢，采空區(qū)供氧充分，使斷層附近容易發(fā)生自燃隱患。

⑷工作面前后刮板運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭和尾巴，因工作面較長，且為放頂煤工藝，運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸量及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長，造成機(jī)頭和機(jī)尾熱，從而造成機(jī)頭和機(jī)尾處的煤體升溫，加劇了機(jī)頭和機(jī)尾附近煤體氧化。

3.2 回采期間防治自然發(fā)火措施

3.2.1初采期間防火措施

（1）開采前，對(duì)切眼頂板預(yù)先打的防火孔進(jìn)行飽和式注白泥，并對(duì)上下隅角及架后暴露的煤噴注白泥。初采時(shí)隨采面推進(jìn)及時(shí)對(duì)架后空頂及浮煤噴注白泥。

（2）開采前在運(yùn)順下隅角預(yù)埋鋪設(shè)4寸注氮管路當(dāng)埋管深度超過10m時(shí)，根據(jù)防火需要向采空區(qū)進(jìn)行連續(xù)注氮，氮?dú)饬髁坎坏玫陀?00m3/h。工作面正?；夭蓵r(shí)，在運(yùn)順內(nèi)采面每推進(jìn)30m埋一趟注氮管。見附圖。

（3）隨工作面開采推進(jìn)，對(duì)架后進(jìn)行剪網(wǎng)放煤。采面開采推進(jìn)9米，對(duì)架后放凈見矸石，充分使尾巷頂板冒落后，對(duì)上、下隅角進(jìn)行封堵。在采面兩端頭架后適當(dāng)位置進(jìn)行打眼注白泥，并把兩順、隅角的氧化浮煤、木料必須回收干凈，兩順底板要清理干凈浮煤（矸）;如頂板未能充分冒落，必須采取高壓注水預(yù)裂放頂措施，使其充分冒落，頂板充分冒落后，對(duì)上、下隅角進(jìn)行封堵。

3.3 采面超前支護(hù)處兩順巷道防火措施

（1）對(duì)工作面運(yùn)順下幫、回順上幫長期氧化的煤至少提前切頂線5m及兩順切頂線以里頂部長期氧化的煤放出回收，放出回收的開幫深度不少于0.5m且必須見硬幫實(shí)底。

（2）對(duì)上下口頂板受壓力影響出現(xiàn)裂隙或幫頂露出浮煤，及時(shí)進(jìn)行打眼防火注白泥。

（3）上、下隅角前后3m外要剪網(wǎng)放頂，下隅角可縮梁回收完畢，若頂板完整堅(jiān)硬不跨落必須用袋子裝入矸石將尾巷封嚴(yán)，每3～4m進(jìn)行一次封堵;在袋子表面涂抹一層白泥將袋子間隙封好，防止尾巷進(jìn)空氣氧化煤體，若頂板破碎跨落必須將氧化煤放凈見矸。

（4）工作面上、下端頭架前移放煤后對(duì)端頭架后打眼注白泥。

（5）減少向采空區(qū)漏風(fēng)，每班必須在下隅角設(shè)置一道擋風(fēng)簾。

3.4 工作面遇斷層防火措施

（1）過斷層期間，在有異常地點(diǎn)進(jìn)行打眼注白泥工作，防治煤炭的氧化，并取樣進(jìn)行化驗(yàn)，分析煤炭的氧化速度。

（2）過斷層期間盡可能加快采面的推進(jìn)度。

（3）調(diào)整通風(fēng)、瓦斯抽采，根據(jù)瓦斯情況，調(diào)節(jié)上隅角抽采量和采面風(fēng)量，同時(shí)采取進(jìn)、回風(fēng)隅角封堵減少采空區(qū)的漏風(fēng)深度和自燃氧化帶深度。

3.5 工作面前后刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾處防火措施

（1）刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)前移后，對(duì)機(jī)頭、機(jī)尾前后氧化熱煤清理干凈，先進(jìn)行灑水降溫，并進(jìn)行噴灑白泥漿。

（2）加強(qiáng)設(shè)備對(duì)檢查維護(hù)工作，嚴(yán)禁過熱運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.6 監(jiān)測監(jiān)控防火監(jiān)控措施

（1）利用安全監(jiān)測系統(tǒng)分別在回風(fēng)順槽設(shè)置回風(fēng)流溫度、CO傳感器，工作面CO傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面及回風(fēng)順槽內(nèi)溫度、CO氣體連續(xù)監(jiān)測。

（2）安設(shè)火情監(jiān)測系統(tǒng)，分別在回風(fēng)風(fēng)流、上隅角、采空區(qū)設(shè)置束管過濾器。利用火情監(jiān)測系統(tǒng)循環(huán)監(jiān)測各地點(diǎn)CH4、CO、O2等八種相關(guān)氣體濃度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析判斷自然發(fā)火情況。

3.7 ?回撤期間防火措施

⑴降低風(fēng)量，減少漏風(fēng)。綜放工作面推進(jìn)至停采線后，在滿足安全需要的前提下，及時(shí)降低工作面風(fēng)量，以減少采空區(qū)和煤體裂隙漏風(fēng)。

⑵工作面支架停止前移后，對(duì)上、下隅角進(jìn)行封堵，封堵長度不小于10米。

⑶下口幫頂及上下端頭各10架及根據(jù)工作面實(shí)際情況進(jìn)行打孔注白泥。

⑷下隅角封堵后，向采空區(qū)注氮?dú)猓獨(dú)鉂舛炔坏陀?7%。

⑸隨著支架回撤對(duì)撤完支架處的采空區(qū)側(cè)和木垛頂板進(jìn)行打眼，并對(duì)其進(jìn)行飽和式注白泥，對(duì)回撤后的空區(qū)側(cè)及頂板不間斷地注水、注白泥，隨撤隨注。并在木垛通道側(cè)從運(yùn)順下幫設(shè)風(fēng)簾，長度不小于10m，要求風(fēng)簾接頂臥底，防止向空區(qū)漏風(fēng)。在撤完支架地點(diǎn)補(bǔ)注白泥和瑞米后仍有高溫顯現(xiàn)時(shí)，對(duì)頂板氧化浮煤要及時(shí)放凈，并及時(shí)向頂板、架后及空區(qū)側(cè)打高壓注水孔進(jìn)行注水。

⑺優(yōu)化組織管理，縮短回撤時(shí)間以回撤工作為重點(diǎn)，保證回撤通路暢通，優(yōu)化回撤工藝和組織管理，提高回撤速度，縮短回撤時(shí)間。

⑻加強(qiáng)監(jiān)測。在回撤面設(shè)專職瓦檢員隨時(shí)檢測CO、CO2、CH4和O2濃度、空氣溫度等情況，同時(shí)采用監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行24h監(jiān)測，超前分析，及時(shí)采取針對(duì)性措施，對(duì)有效預(yù)防自然發(fā)火起到了重要作用。

4 ?結(jié)束語

⑴針對(duì)綜放工作面存在的自燃隱患，在回采之前就要進(jìn)行治理，防止隱患點(diǎn)由于回采產(chǎn)生的條件變化演變?yōu)樽匀蓟馂?zāi)，進(jìn)而影響工作面的安全回采。

⑵防治綜放工作面自然發(fā)火要突出“預(yù)防為主”的原則，超前考慮，分析可能存在的自燃隱患，從而制定可行可靠的治理措施。

⑶使用多種監(jiān)測手段，及時(shí)掌握采空區(qū)等自燃隱患點(diǎn)的氣體成分變化情況，分析可能出現(xiàn)的后果，能夠正確指導(dǎo)自然發(fā)火防治工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)自燃隱患的可靠控制。

⑷加強(qiáng)對(duì)防火工作檢查管理及防火措施的落實(shí)。

作者簡介：1.黃仲義，蒲河煤礦通風(fēng)副總工程師;

2.趙俊峰，蒲河煤礦安監(jiān)處長，采礦高級(jí)工程師。

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