浅谈综放工作面末采及撤除期间防灭火技术.docx

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浅谈综放工作面末采及撤除期间防灭火技术

浅谈综放工作面末采及撤除期间防灭火技术

摘要：

为了更好地做好综放工作面的末采及撤除期间的防灭火工作，通过对煤层自然发火期和防灭火方法的分析，提出了采用注氮、注浆、注胶、注阻化剂等多种措施结合的方式解决期间煤层易自燃的方法，实践应用表明多种方式结合的综合防灭火技术确保了工作面的正常撤除。

关键词：

综放工作面，拆除，防灭火，注氮，注胶，注浆

Abstract:

Inordertodoabetterjobattheendfacecavingminingandremovalofanti-fireduringtheworkperiodbyspontaneouscombustionofcoalandanti-firemethodofanalysis,theuseofnitrogeninjection,grouting,plasticinjection,injectioninhibitorvarietyofmeasuressuchasthewaytoresolvespontaneouscombustionduringcoalmethod,combinedwithpracticalapplicationofavarietyofwaysthatacomprehensivefirepreventiontechnologytoensuretheremovalofthenormalface.

Keywords:

cavingface,removal,anti-fire,nitrogeninjection,plasticinjection,grouting

1前言

跃进煤矿位于河南省义马市境内，井田面积2.27K㎡，始建于1958年，后经两次改扩建，设计生产能力120万t/a，2010年矿井瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井，煤层有自燃倾向性，为一级自然发火矿井，鉴定自然发火期为30d，最短为15d，煤尘有爆炸危险性，爆炸指数为41.76%。

2工作面概况

23130综放工作面位于跃进矿23采区，开采2-3煤层，地面标高+510～+522m，工作面标高-292～-335m，工作面设计走向长度为1124m，倾斜长185m，煤层平均厚度为7.5m，煤层倾角10°～16°，该工作面2009年5月正式进入回采，2011年5月封闭结束，工作面煤层平缓，地质构造简单，地压大，易底鼓、片帮和冒顶，在接近切眼处煤层有起伏，对回采稍有影响。

由于采深较大，地压现象明显，巷道变形较严重，工作面采用U型通风方式，漏风通道多，上邻23110采空区，与23区专用回风巷相邻。

3末采及撤除期间面临的问题

23130作为我矿第一个综放工作面，在末采和撤除期间没有经验，且防灭火班组建立时间短，对井下防灭火技术的研究及实践还需要时间探索，防灭火技术还不成熟。

停采后，用彩条布封闭顶帮时，支架上部靠近煤壁处漏空大，为防灭火工作埋下了隐患。

这次面临的综放工作面撤除是巨大的机遇和挑战。

4技术实践

4.1末采期间

由于煤的自然发火周期短，对防灭火技术的要求高，根据我矿目前的防灭火手段和矿领导的决定，采取了多种防灭火方法综合作用，多管齐下，综合防治。

4.1.1注胶：

在工作面距停采线40m时，综采队在上、下隅角每隔3m，进行一次垛煤袋墙封堵，墙体宽0.8-1.0m，并且接顶接帮。

袋墙垛完后，我队对其进行注胶封堵，充分填满上、下隅角袋墙空间，由于胶体脱水速度慢，持久性好，能长期滞留在易发火部位，降低煤体复燃的可能性。

同时大量固料的存在，即使脱水也能堵塞漏风通道，尽可能减少了采空区的漏风量。

4.1.2注氮：

随着工作面的不断前移，在距停采线23m时，充分利用工作面上、下隅角及架间埋入采空区的注氮管路，采用地面制氮机和23区制氮机连续不断地注入氮气，以惰化采空区遗煤的氧化过程，降低采空区中的氧气含量，破坏煤炭自燃的一个要素使其氧含量降到煤自燃临界值以下，从而达到防止煤体自燃的目的。

注入氮气后增加了采空区内混合气体的总量，能够减少采空区内外之间的压力差，从而起到减少采空区外部向内部漏风的作用。

同时直至工作面结束。

同时每班巡检好注氮管路的完好情况，严禁氮气漏泄于巷道中，并保证氮气浓度不小于97%，工作面及上隅角风流中O2浓度不低于18%，同时，调整好井下及地面制氮机房的制氮效率，加大对23130的注氮量，氮气量不低于500m³/h，确保了防灭火工作的正常开展。

4.1.3注浆：

在工作面上巷分别推进至距停采线35m、25m、10m时，依次分别向采空区压入三趟Ø100mm的注浆管，注浆管离底板不低于1.5m，每趟注浆管前端1.5m长度范围内设计十字交叉孔。

在每趟注浆管出口进入采空区10m后开始向采空区实施注浆，浆液按水灰比5：

1进行配比，浆液添加物为粉煤灰，同时加入阻化剂，以对采空区遗煤进行阻化湿润，注浆量以工作面下拐溢浆为标准。

由于水灰比较小，结石率高，可有效充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小了煤与氧的接触和反应面；浆水浸润煤体，增加了煤的外在水分，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加了采空区的气密性。

灌浆时，严格按照“循环适量”的原则，严禁长时间在一个地方大量灌浆。

4.1.4注阻化剂

在工作面距停采线15m时，每天检修班时间利用远距离注胶泵对后溜子后边暴露的煤或矸石喷洒阻化剂一个循环，喷洒数量为每天30袋，阻化剂溶液浓度在15-20%，喷洒面积覆盖所有暴露的煤岩体。

阻化剂能够增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活能，形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面，同时充填煤柱内部裂隙，增加煤体的蓄水能力，水分蒸发吸热降温，从而达到降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。

4.1.5采用束管分析

安排专人每天抽取采空区和自燃隐患点气样，并利用KSS200C煤矿自燃火灾束管检测系统对其进行分析化验，掌握其发展变化趋势，同时根据气体浓度变化情况做出科学分析判断，及时做好预防工作。

4.2停采期间

工作面停采前，施工单位在23皮带巷安设局部通风机（风筒穿过上巷斜石门挡风墙），风机功率：

2x22kW、Ø600mm风筒。

我队接风筒至工作面下隅角。

上巷风筒吊挂在上巷上帮，工作面风筒吊挂在支架下两立柱之间。

下巷局部通风机安设在下巷斜石门与皮带下山联络巷之间（下巷掘进时风机位置），风机功率：

2x22kW、Ø600mm风筒。

风筒吊挂在下巷上帮，接到距停采线5m处。

同时安设“双风机、双电源”，自动倒台装置及风电瓦斯闭锁装置。

停采后，工作面风量控制在500m³/min左右，测风员每两天至少进行一次测风，确保风量稳定。

在正头绞车窝（位于工作面上拐，开口正对工作面，用作拆除工作面时撤出支架）施工、工作面扩帮完成后，综采队及时将下隅角溜子头及下巷的装载机、破碎机整体运出一段距离后，我队集中所有人员在最短时间内，在23130下巷距工作面煤壁5m处建造两道木段密闭，木段墙体厚度0.8m，断面15㎡，建墙时要掏槽、掏帮，墙上留返水孔、观察孔、注氮孔，返水孔距底板150mm高，观察孔、注氮孔距底板1.5m高。

同时在作业现场悬挂一台完好的便携式瓦检仪，严禁瓦斯积聚或超限作业现象。

在密闭建到2/3高度时，同时开启上下巷局部通风机。

具体标准如下图所示。

工作面正头绞车窝施工完成后，立即对绞车窝周边进行全断面封闭。

下巷密闭完工后，自密闭墙至下隅角进行全断面喷浆封闭。

封闭厚度不小于100mm。

喷浆封闭前，我队预埋钢管，封闭后，及时注胶充填严实。

负责该工作面的专职瓦斯检查员和防灭火人员认真检查好工作面上隅角及架间的CO气体，每5架设一个测点，每班至少检查两遍，并及时向通风科和队值班室汇报，发现高温隐患点时，做好标记，重点检测重点汇报，并建档跟踪管理。

工作面每拆除一架，防灭火人员就用CO便携和红外线测温仪对其进行测定，一经发现有高温点，立即采取措施进行处理。

同时，对每两架间打3个眼，每天不间断依次进行注水工作，但是没有起到好的效果，而后研究决定改为打2个眼，一个垂直顶帮向上，另一个倾斜深入采空区，保证打眼的质量，封闭好钻孔，全天不间断注水，充分湿润工作面顶帮煤体，消灭了自然发火隐患。

加强瓦斯抽放力度，防止上隅角瓦斯聚集。

同时，继续加强采空区注氮力度，每班对制氮管路进行巡检，确保氮气不泄露于巷道中，氮气浓度不小于97%，工作面及上隅角风流中的氧浓度低于18%。

5实践效果

通过以上防灭火技术的应用实践，23130工作面在末采及撤除期间，瓦斯和CO气体浓度成逐渐下降趋势，充分保证了工作面的正常撤除，整个末采、停采和撤除时间在30天内完毕，创造了我矿拆除工作面的时间最短记录，尤其是在综放工作面拆除方面填补了零的空白。

6结语

通过采取注氮、注浆、注胶等综合防灭火技术的推广使用，解决了在综放工作面末采及撤除期间的防灭火问题。

利用覆盖性、氮气的窒息性等共同作用来防治煤炭自燃。

事实证明，此类综合防灭火技术的实施，从根本上解决了煤炭自然发火的问题，特别是易自燃煤层的效果尤为明显，收到了良好的防灭火效果，促进了矿井的安全生产，同时也为类似条件下工作面撤除提供了良好的技术借鉴。