綜放回撤面綜合防滅火技術(shù)淺析

[摘 要]根據(jù)姚橋媒礦7719綜放回撤面的防滅火情況，分析了該面煤炭自燃發(fā)火的原因，提出了“五位一體”的綜合防滅火措施。

[關(guān)鍵詞]綜合防滅火技術(shù) 易自燃煤層 綜放面

中圖分類號(hào)：TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0261-01

1、 概況

⑴姚橋煤礦7719綜放面位于東六采區(qū)，北以袁堂斷層保護(hù)煤柱為界，南以東六上山為界，東為7717綜放面采空區(qū)，西為7721設(shè)計(jì)綜放面，標(biāo)高-306 ～ -464m， 7煤走向長(zhǎng)1228m，8煤走向長(zhǎng)86m，傾向長(zhǎng)212m，傾角7°～21°，7煤均厚5.15 m，8煤均厚4.3 m，煤炭中硬。該綜放面整體形態(tài)為寬緩向斜構(gòu)造，軸部距切眼270m左右，向西傾伏，北翼傾角6°～20°，南翼傾角6°～10°。采區(qū)工作面采用走向長(zhǎng)壁布置，單翼仰俯采，采區(qū)中部布置軌道上山、皮帶上山、回風(fēng)上山三條上山。

⑵7719綜放面內(nèi)沿走向方向布置二條巷道，其中回風(fēng)巷（溜子道）布置在-306m的位置，進(jìn)風(fēng)巷（材料道）布置在-464m的位置。該綜放面為U型通風(fēng)系統(tǒng)，采用下行通風(fēng)。

⑶7719綜放面屬7號(hào)煤層，具有自燃發(fā)火傾向性，煤塵有強(qiáng)烈爆炸危險(xiǎn)性。該面還存在3個(gè)頂板破碎區(qū)，按支架編號(hào)分別為：7#～18#、49#～53#、120#～140#、125#～128#支架頂板上方。這些頂板破碎區(qū)存在自燃發(fā)火隱患，必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。

⑷7719綜放面于2015年4月07日回采至停采線，距停采線10m時(shí)上雙網(wǎng)、上鋼絲繩，頂煤不放。鑒于過去回收7247綜放面時(shí)出現(xiàn)了高溫點(diǎn)，CO嚴(yán)重超標(biāo)，被迫采用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)等問題，因此易自燃煤層綜放面回撤時(shí)，煤層自燃發(fā)火的防治是值得研究及探討的重要課題。

2、發(fā)火原因分析

⑴該綜放面平均回采率為86%，采空區(qū)內(nèi)遺留了大量的煤炭。

⑵該綜放面回采臨近結(jié)束時(shí)，為了保證支架回撤時(shí)的安全，工作面放煤量逐漸減小，至停采前10m左右范圍內(nèi)就不再放煤。

⑶該綜放面回采臨近結(jié)束時(shí)，推進(jìn)速度變慢，加上支架上部頂煤破碎，從而為煤炭的緩慢氧化提供了充分條件。

⑷該綜放面有4個(gè)頂板破碎區(qū)，這4個(gè)地點(diǎn)的煤炭氧化會(huì)加速，因此就存在4個(gè)自燃發(fā)火隱患點(diǎn)。

3、綜合防滅火措施

根據(jù)上述原因分析，為了防止回撤過程中煤炭出現(xiàn)自燃，主要采取了以下幾項(xiàng)技術(shù)措施：

3.1 采空區(qū)注漿

利用7719材料道事先已經(jīng)預(yù)埋好的3趟4英寸注漿管路進(jìn)行注漿，注漿管口距停采線分別為90m、60m和30m。隨著綜放面回采推進(jìn)逐漸接近停采線時(shí)，要逐漸加大注漿濃度，特別是30m管路的注漿，注漿濃度盡可能大。采用間歇式注漿，共注粉煤灰4300m3后基本抑制了煤炭自燃。

3.2 綜放回撤面堵漏風(fēng)

⑴在7719綜放面轉(zhuǎn)載機(jī)回撤期間，工作面進(jìn)、回風(fēng)隅角必須吊掛好擋風(fēng)障，嚴(yán)禁漏風(fēng)。

⑵于2015年4月08日轉(zhuǎn)載機(jī)回撤后，緊貼綜放面進(jìn)、回風(fēng)隅角切頂線的位置，用魚鱗帶裝粉煤灰各打一道隔離墻。并對(duì)隔離墻內(nèi)壓、外噴羅克休防滅火材料2t并預(yù)埋了束管。

⑶于2015年4月09日對(duì)綜放面1～148#架后尾，下出口向上支架10m及上出口向下支架20m壓注并噴涂羅克休2.5 t，減少空氣進(jìn)入采空區(qū)。

⑷加強(qiáng)綜放面頂板管理，盡量保證頂板的完整。在頂板破碎區(qū)所有單體不要升足，單體上端升入半圓木即可，避免破壞原頂板的完整性。在綜放面架間4個(gè)頂板破碎區(qū)進(jìn)行壓注羅克休，做到密閉充實(shí)。壓注羅克休分4次進(jìn)行，第1次對(duì)125#～128#支架架間頂板CO氣體濃度較高，掛汗嚴(yán)重段進(jìn)行壓注，然后逐漸對(duì)120#～140#、49#～53#、7#～18#支架架間頂板破碎區(qū)進(jìn)行壓注。4次共壓注羅克休1.5 t。

3.3 向采空區(qū)壓注CO2 減少并杜絕空氣進(jìn)入采空區(qū)

在7719綜放面停采后，對(duì)回風(fēng)隅角氣體取樣化驗(yàn)，回風(fēng)隅角的CO濃度為150ppm，說明采空區(qū)已經(jīng)開始自燃。為了防止采空區(qū)和綜放面架間頂煤同時(shí)出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，于4月10日早班利用溜子道事先已經(jīng)預(yù)埋好的一趟4英寸管路向采空區(qū)壓注了二氧化碳8t。使采空區(qū)形成正壓，減少并杜絕空氣進(jìn)入采空區(qū)，大大減少了采空區(qū)氣體中氧氣的含量，阻止了遺留煤的氧化自燃。

3.4 綜放回撤面合理配風(fēng)

3.4.1及時(shí)調(diào)整綜放回撤面的通風(fēng)系統(tǒng)

⑴根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，綜放回撤面拆除支架期間工作面風(fēng)量不宜過大。在綜放面停采后，立即進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整，使回撤面風(fēng)量控制在400m3/min左右，以降低回撤面兩端的壓差，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。

⑵隨著7719綜放回撤面拆除支架工作的推進(jìn)，采空區(qū)冒落面積也在逐漸擴(kuò)大，測(cè)風(fēng)員每天對(duì)回撤面的風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)測(cè)定結(jié)果要及時(shí)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整，做到合理配風(fēng)，以保證撤架期間綜放面的風(fēng)量要求。

3.4.2綜放回撤面預(yù)留通風(fēng)道

⑴于2015年4月11日后部溜子回收后，在綜放面上出口后部打2個(gè)木垛，有效支護(hù)上出口。在綜放面下出口打3個(gè)木垛，做好了預(yù)留通風(fēng)道。木垛之間使用半圓木連接不少于4根，使三個(gè)木垛基本連成一個(gè)整體。

⑵拆除第一臺(tái)支架前在機(jī)巷靠近支架用δ200mm×2000mm以上的半圓木及時(shí)打上兩排走向?qū)优?，一梁三柱，棚?.8M，對(duì)接棚支護(hù)要前至煤壁，后到尾梁位置，在半圓木與每根鋼絲繩交叉點(diǎn)下方盡量打上DZ2500單體，打單體時(shí)向老塘側(cè)要有3°～5°的傾角，保證單體支撐有力。

⑶綜放面第二臺(tái)支架拆除后，在靠近煤壁側(cè)用半圓木打上木垛預(yù)留通風(fēng)道，以后每3架打一只木垛，到90架以后每4架打一個(gè)木垛，直至120架后就不再打木垛預(yù)留通風(fēng)道，可使用2m長(zhǎng)的半圓木每拆除一架打一只三角支撐，半圓木要放正，上端靠煤幫放穩(wěn)用鐵絲拴在網(wǎng)上，與底板成70°夾角。當(dāng)遇到頂板破碎帶時(shí)，木垛相應(yīng)加密。

3.5 對(duì)綜放回撤面監(jiān)測(cè)監(jiān)控

⑴7719綜放面回收面之前，在工作面破碎帶、進(jìn)回風(fēng)隅角預(yù)埋束管，在材料道和溜子道距停采線10m、20m、40m位置預(yù)埋束管，每天對(duì)束管內(nèi)的氣體進(jìn)行測(cè)定。

⑵ 利用現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，在回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷安裝甲烷、溫度、CO傳感器，能夠24h不間斷的對(duì)氣體異常情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

⑶ 綜放面回撤期間，查火人員每天應(yīng)當(dāng)對(duì)綜放面進(jìn)、回風(fēng)隅角及架間破碎帶頂煤仔細(xì)監(jiān)測(cè)，檢查地點(diǎn)為：進(jìn)、回風(fēng)隅角、回風(fēng)以及氣體不穩(wěn)定段的架后破碎帶頂煤，并做好詳盡的記錄。檢查地點(diǎn)應(yīng)相對(duì)固定，以便對(duì)檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。

4、效果分析

⑴ 注漿作為一種充填采空區(qū)防滅火措施，由于它在短期內(nèi)難以填實(shí)采空區(qū)形成黃泥或粉煤灰的立體堆積，因而它在處理綜放采空區(qū)漏風(fēng)及堆積煤炭自燃時(shí)，總難以達(dá)到預(yù)期的目的。

⑵ 由于向采空區(qū)注入了8噸CO2后形成正壓，阻止了空氣進(jìn)入采空區(qū)。經(jīng)過測(cè)定氧氣的濃度下降到12.6%，CO濃度下降到5ppm。低溫的CO2一方面對(duì)采空區(qū)有降溫作用，另一方面對(duì)采空區(qū)遺煤的自燃起到了阻止氧化的作用。

⑶ 綜放面架間的破碎帶采用壓注羅克休的方法進(jìn)行堵漏，使得架上頂煤自燃現(xiàn)象得到了控制。對(duì)高溫點(diǎn)、掛汗嚴(yán)重和CO氣體濃度較高的地點(diǎn)分4次進(jìn)行了壓注羅克休，均取得了很好的堵漏效果。

⑷通過打木垛和使用單體對(duì)回撤面進(jìn)行支護(hù)，確保了預(yù)留通風(fēng)道的穩(wěn)定性和可靠性，使得該綜放面直至4月28日回撤完畢仍能保持350m3/min左右的風(fēng)量，對(duì)于稀釋有毒有害氣體，創(chuàng)造了良好的回撤工作環(huán)境，起到了至關(guān)重要的作用。

5、結(jié)論

通過采取對(duì)采空區(qū)注漿、壓入CO2阻止氧化及降溫、均壓、堵漏風(fēng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控的“五位一體”綜合放滅火措施，較好地解決了7719綜放回撤面期間易自燃發(fā)火煤層的一系列難題，為該綜放面的安全順利回撤創(chuàng)造了有利條件。

作者簡(jiǎn)介：

劉運(yùn)龍，江蘇沛縣人，1970年12月出生，大學(xué)文化，助理工程師，現(xiàn)任中煤能源大屯煤電股份有限公司姚橋煤礦安監(jiān)科工作。