復(fù)采放頂煤工作面自然發(fā)火防控技術(shù)研究

閆春來　秦鵬

【摘要】山東省兗州市大統(tǒng)礦業(yè)有限公司楊莊煤礦受資源儲(chǔ)量影響，準(zhǔn)備復(fù)采F9305工作面。該工作面開采煤層為3煤，自燃傾向性等級為Ⅱ類，屬自燃煤層，最短自然發(fā)火期為80天。工作面采用放頂煤開采，在回采過程中兩端頭及架后部分遺煤不能及時(shí)回收并進(jìn)入采空區(qū)，工作面推進(jìn)速度慢，氧化帶不能及時(shí)進(jìn)入窒息帶，破碎煤體持續(xù)接觸氧氣，存在自然發(fā)火隱患。

【關(guān)鍵詞】復(fù)采放頂煤自然發(fā)火防控 技術(shù)研究

一、 項(xiàng)目概述

F9305工作面整體位于原9311已采區(qū)域內(nèi)，為我礦首個(gè)復(fù)采工作面，破碎煤體經(jīng)過二次擾動(dòng)，裂隙進(jìn)一步發(fā)育，漏風(fēng)強(qiáng)度大，且工作面回采期間穿過原工作面開采線、停采線，自燃風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增大。

如何對復(fù)采工作面自燃風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析研判，掌握破碎煤體氧化自燃規(guī)律與特性，完善防滅火技術(shù)措施手段，構(gòu)建復(fù)采工作面煤層自燃應(yīng)急防控技術(shù)體系，保證工作面回采期間防火安全，為下一步復(fù)采工作面防火提供理論和經(jīng)驗(yàn)是需要解決的主要問題。

二、自然發(fā)火防控技術(shù)

1、針對F9305復(fù)采工作面現(xiàn)狀，首先對工作面采空區(qū)“三帶”進(jìn)行測定，掌握實(shí)際開采條件下采空區(qū)浮煤分布規(guī)律、氧氣分布規(guī)律和漏風(fēng)規(guī)律；確定工作面采空區(qū)三帶劃分指標(biāo)，判定采空區(qū)三帶范圍氣體動(dòng)態(tài)移動(dòng)規(guī)律；確定工作面自燃危險(xiǎn)區(qū)域及工作面最小安全推進(jìn)速度；預(yù)測工作面采空區(qū)在不同速度推進(jìn)時(shí)自燃危險(xiǎn)性。

2、采取了注氮、注漿、注阻化泡沫、打設(shè)隔離墻、架后噴灑阻燃劑、兩端頭打設(shè)隔離墻，兩端頭頂板、軌順非采幫打孔注膠、兩端頭架后噴注水玻璃膠體、采空區(qū)埋管抽樣檢測等綜合防滅火措施。F9305工作面回采期間兩順槽頂煤不能及時(shí)在關(guān)門柱垮落時(shí)，必須在兩順槽平行于巷道布置兩排注膠孔，一排在人行道側(cè)，另一排在非人行道側(cè)，鉆孔垂直于巷道頂板打設(shè)。注膠孔排距為2±0.2m，每排孔間距為3±0.2m，排與排之間的鉆孔邁步布置，以增加防滅火材料的擴(kuò)散性?？咨罡鶕?jù)頂煤厚度確定，一般以不打透上方采空區(qū)為準(zhǔn)。然后往鉆孔內(nèi)下設(shè)注膠管，注膠管孔口使用棉紗、水泥等材料進(jìn)行封堵；然后向注膠管內(nèi)壓注阻燃劑（MEA）。

3、工作面臨時(shí)停采，采取了封閉注氮、開放性封閉注氮、壓注阻化泡沫等措施，延緩采空區(qū)遺煤氧化速度。

4、工作面進(jìn)入原工作面停采線、開采線前，沿煤壁打設(shè)注漿孔、壓注水泥和注粉煤灰漿處理，達(dá)到了充填架固定頂板防漏風(fēng)目的。

5、F9305軌道順槽非采幫采空區(qū)出現(xiàn)自燃隱患期間，采取了打設(shè)深孔、高位注漿孔注漿、注氮、注凝膠等綜合防滅火措施，為防止隱患區(qū)域進(jìn)入采空區(qū)后再次出現(xiàn)自燃隱患，采取了將注漿鉆孔管路外延，實(shí)施遠(yuǎn)程高位注漿、注氮，成功消除了自燃隱患。

6、工作面架后埋設(shè)了監(jiān)測束管，每天堅(jiān)持人工采樣和束管抽樣化驗(yàn)分析，異常點(diǎn)布置監(jiān)測探孔，定期采樣分析。隨時(shí)掌握氣體變化狀況。

三、 結(jié)論

1、通過實(shí)施以上方案措施，現(xiàn)F9305工作面已推進(jìn)約500m，未出現(xiàn)嚴(yán)重自燃隱患，防火管控措施得力有效，保證了工作面正常回采。同時(shí)也掌握了復(fù)雜煤層自燃的特性參數(shù)，探索了松散煤體漏風(fēng)規(guī)律及自燃危險(xiǎn)區(qū)域，構(gòu)建了復(fù)采工作面煤層自燃應(yīng)急防控技術(shù)體系。

2、為今后我礦及周邊礦井復(fù)采煤層安全回采、提高資源回收率，減少能源損失、延長衰老礦井服務(wù)年限，以及減輕社會(huì)就業(yè)負(fù)擔(dān)都具有很大意義和重要的參考價(jià)值，下一步在全國推廣必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，發(fā)展前景廣闊。