易自燃煤层131煤停产检修期间综合防灭火措施的应用总结.docx

1、易自燃煤层131煤停产检修期间综合防灭火措施的应用总结13-1煤综合防灭火技术在矿井停产检修期间成 功 应 用 总 结国投新集二矿抽排区牛多雨一、引言新集二矿13-1煤属易自燃煤层，煤成黑色、鳞片状碎块状、松软，内生裂隙较发育，最短发火期为20天，采用悬移支架放顶煤开采技术，巷道掘进时易形成高冒区，防灭火管理难度大，按照矿井生产计划，于8月13日-8月28日对矿井停产检修，为保证检修期间矿井防灭火安全，抽排区采取了综合防灭火技术，并且取得了成功，对易自燃煤层长时间停产综合防灭火技术的应用总结了宝贵的经验。二、矿井概况新集二矿位于凤台县城西14km,位于颍凤勘探区中段，西临新集一矿，东临新集三矿

2、。井田东西走向长约6km,南北宽5km.1993年7月开始破土动工，1996年10月正式投产，设计能力300万吨/年。矿井各开采煤层均具有自然发火倾向性，其中13-1煤的自然发火期较短，最短为20天，自燃倾向等级为级。矿井采用中央并列式通风，主井、副井进风，中央风井回风。三、工作面概况目前13-1煤有一个回采工作面（111302面）和两个掘进工作面（111310面和131309面），111302工作面所属煤层为13-1煤，平均厚度为7.4m，气煤，总体倾角-1621，平均为10，煤层结构为黑色、鳞片状碎块状，内生裂隙较发育、构造裂隙发育，局部裂隙充填黄铁矿膜，以亮煤为主，属半亮型煤。11131

3、0面和131309面围面期间，将穿过111308面多条老巷，整个回采期间均贯穿老 111308机巷。受巷道贯通影响，东翼13煤区域采空区将与中央13煤区域采空区大联通，防灭火形势十分严峻。四、综合防灭火技术1、测温技术：利用温度计和测温枪，通过检测煤壁和空气温度来判断煤炭自燃程度进行早期预防。2、气体分析技术：待检地点实取气样通过色谱仪进行分析，热解释放出碳氢类气体，通过是否含有自然发火标准性气体C2H2和C2H4 进行判定。3、束管检测技术：对风机巷分别布置一路直径为8mm监测束管， 24h不间断监测工作面上隅角至采空区15-30m范围内的气体成分变化情况。4、注灭火剂技术：通过大功率充填泵

4、对采空区及工作面捣杆注防灭火I号，消除自燃发火隐患。5、注瑞米充填料技术：通过多功能双液注浆泵压注树脂和催化剂的混合料，在压力的作用下使混合料注入煤体内，进而快速反应达到加固、堵漏的目的。6、灌浆技术：利用地面制浆站，通过管路对采空区灌浆，湿润煤炭阻止煤体氧化。7、注氮技术：对CO异常地点进行注氮，惰化气体，降低煤体稳定，抑制煤体自燃。8、堵漏技术：工作面上、下隅角通过施工黄泥挡墙并用注瑞米充填II号进行充填，减少采空区漏风量。9、注浆技术：对工作面风机巷CO超过200ppm，氧气浓度大于8%的高冒点进行复喷后注水泥浆进行加固，通过高压将水泥压注到煤层裂缝内，达到充填裂隙阻止煤体氧化的目的。五

5、、综合防灭火技术措施的落实（一）回采工作面1、合理配风，降风减漏措施矿井停产检修期间，合理有效地调整111302工作面的通风系统，减少向采空区漏风。根据工生产需要，将工作面进风量由600m3/min降至300m3/min，通过降风改变工作面漏风区域的压力分布，从而达到抑制遗煤自燃的目的。 图1 111302工作面矿井检修期间通风系统示意图2、工作面上、下隅角封堵漏风措施在矿井检修前，工作面上、下隅角每隔2m用阻燃抗静电编织袋装煤矸垒设成墙，每隔10m用黄泥施工一道密封墙，分段封闭，逐段封堵，墙体施工好后对墙体内注入瑞米充填II号，以达到充填裂隙减少漏风目的。矿井检修前预留2m煤柱不放顶煤，降低

6、煤体破碎程度，隔绝采空区漏风通道。3、工作面采空区侧安设捣杆进行防火观测措施111302工作面倾斜长92m，为了及时准确掌握工作面采空区内的情况，沿工作面全长每隔5m布置一组捣管，长度分别为6m、4m、2m，采用不同长度的防火捣管对采空区46m范围内气体进行取样检测，捣管布置示意图见附图，观测捣杆采用直径6分的钢管且顶端侧壁留有小孔，用于观测采空区气体成分，并通过捣管向采空区注氮、注灭火剂等防灭火材料。图2 111302工作面捣杆布置示意图4、温度检测措施通过捣杆利用温度计检测上下隅角采空区及切眼煤体内气体温度，利用测温枪测量煤壁及空气温度，对测量数据前后进行比对。同时在回风巷内安设一氧化碳、

7、温度传感器，随时监测空气中一氧化碳和温度变化情况。5、束管监测措施工作面检修前在111302风巷分别布置两路直径为8mm监测束管，两路束管采样器间隔15m，风巷沿上帮铺设至工作面上隅角处，直至进入工作面采空区15m位置时开始监测，当进入30m时断开，使用另外一根束管，如此往复，监测工作面上隅角至采空区15-30m范围内的气体成分变化情况，束管在进入采空区前，采用直径4分铁管加以保护，采样管兼作观测管。6、采空区预防性灌浆措施在矿井停产检修前，工作面上口预埋两路灌浆管路，一路20m，一路40m，加弯头向下5m拐弯，进入采空区加0.5m花管子。灌浆管路出口进入采空区20m后即开始灌浆至进入采空区4

8、0m为止。通过预埋的灌浆管路向采空内灌黄泥浆，黄泥均匀地分散在煤体上，黄泥对煤的颗粒进行包裹，减少煤与氧气的接触和反应面，同时可以湿润煤体，降低煤炭低温氧化的速度。7、注氮防灭火措施矿井停产检修前，在111302机巷布置一趟108mm注氮管至下隅角，并每隔40m设一个“三通”闸阀，以保证就近连接管路向高冒点注氮。在三通向上改加一路0.6m-0.8m的90短接弯头，提前预埋20m和12m各一根，与90弯头合茬交替使用向采空区注氮(氮气浓度不得低于97%)。在切眼铺设一路2寸注氮管路，每隔8m设一个三通配带闸阀，机巷主管路接2个1.5寸三通（一个使用一个备用），2个三通间隔一根管路，在矿井停产检修

9、期间持续向工作面注氮。8、注MEA-1灭火剂措施KYB-120/10大功率充填泵将防灭火剂和水按照重量进行配比（1:166）水溶液压注采空区侧煤体中。成胶后具有致密性、成膜性和附壁性，胶体在煤体中边流动边渗透，边增稠边包裹煤体，封堵裂隙堵漏风效果好，增强采空区的气密性，减少向采空区漏风，全面提高阻燃效果，抑制煤炭自热氧化。9、工作面喷水泥浆措施：矿井检修前，对工作面全长范围内靠采空区侧、煤壁侧及顶板进行喷水泥浆，上、下隅角附近5m范围内巷道进行全断面喷水泥浆，喷水泥浆厚度不少于100mm，且不留孔洞。（二）掘进工作面1、预测预报措施（1）检查范围风巷及联巷煤层顶部区域。风巷及联巷内所有高冒区域

10、。巷道回风流。（2）检查项目以CO、温度为主，矿井检修期间每天取样分析CH4、CO2、C2H2、 C2H4、 C2H6、 N2、O2等气体浓度。（3）预测预报方法人工检测。人工捣孔、多种气体检定器测试为主，并对重点隐患区采取气体进行色谱分析。监测监控系统。在回风巷口向里1015m处设置一台CO传感器，对回风流中的CO气体浓度进行24h连续监测。对高冒区、断层区的检查要多布孔，重点隐患区要进行排查。2、喷、注浆措施（1）111310机风巷及131309风巷在矿井停产检修前，喷浆范围两帮棚卡至巷道顶部范围内喷浆，靠采空区侧全断面喷浆，停产检修期间将迎头退后10m范围内全断面喷浆，厚度不低于100m

11、m。（2）对111310机巷过111308出煤联巷段前后10m范围内进行喷注浆，并注实，并对该处33#高冒点进行注瑞米充填II号。图3 111310机巷过111308出煤联巷喷注浆范围示意图（3）对131309风巷过131307采空区机巷闭净垛小于6m的巷段，全断面喷注浆并注实，并将过巷段上帮、顶板和两个肩窝全部喷、注浆，见图4。图4 131309风巷过131307机巷闭注浆范围示意图（4）在矿井检修期间，每班对111310机风巷及131309风巷内所有高冒点进行观测，并对出现CO的高冒点补注水泥浆，要求施工单位保质保量按期完成喷注浆工作，对未注实的高冒点，再压注瑞米充填II号进行巩固，彻底消

12、除高冒区自然发火隐患。详见下表。地 点范 围(m)高冒点测点位置(棚)工 期距离(m)棚 号111310风巷风巷口向里349m111#8月13日早班完成喷注浆2613#8月13日早班完成喷注浆31632#8月14日夜班完成喷注浆467134#8月14日夜班完成喷注浆575150#8月15日早班完成喷注浆682164#8月15日早班完成喷注浆794188#8月16日夜班完成喷注浆8104208#8月16日夜班完成喷注浆9119238#8月17日早班完成喷注浆10141283#8月17日早班完成喷注浆11152304#8月18日夜班完成喷注浆12156313#8月18日夜班完成喷注浆1316032

13、0#8月19日早班完成喷注浆14181363#8月19日早班完成喷注浆15196392#8月20日夜班完成喷注浆16265530#8月20日夜班完成喷注浆17289578#8月21日早班完成喷注浆18334668#8月21日早班完成喷注浆19340680#8月22日夜班完成喷注浆20349698#8月22日夜班完成喷注浆111310机巷机巷口向里3-136m136#8月23日早班完成喷注浆21633#8月23日早班完成喷注浆32847#8月24日夜班完成喷注浆479158#8月24日夜班完成喷注浆589178#8月25日早班完成喷注浆697194#8月25日早班完成喷注浆7111222#8月2

14、6日夜班完成喷注浆8117235#8月26日夜班完成喷注浆9127255#8月27日早班完成喷注浆10136273#8月27日早班完成喷注浆8月28日大班验收喷注浆131309风巷风巷口向里1-10m113#8月18日夜班完成喷注浆2613#8月18日夜班完成喷注浆3816#8月19日早班完成喷注浆41020#8月19日早班完成喷注浆8月28日大班验收喷注浆六、综合防灭火效果分析（一）回采工作面（1）通过工作面减风、上下隅角堵漏、注防灭火剂、喷水泥浆等措施的落实，有效地抑制了采空区内余煤氧化自燃，顺利阻断了煤体氧化通道。（2）通过向采空区注入氮气，有效地抑制了采空区遗煤自燃，惰化采空区内气体，

15、降低了采空区内氧气浓度，延长了自然发火期。（3）通过工作面捣杆向采空区内压注防灭火剂，利用防灭火剂与水混合后成胶后的致密性、成膜性和附壁性，实现稠边包裹煤体，有效地封堵煤体，增强采空区的气密性，全面提高阻燃效果，抑制煤体自热氧化的发展。（4）通过束管检测采空区气体、人工测温及监测监控风流中CO气体等措施的落实，实现了时时监控，有效检测。（5）通过综合防灭火措施前后，111302工作面82#架捣孔一氧化碳变化曲线图对比可知，工作面一氧化碳明显呈下降趋势。（二）掘进工作面（1）矿井检修期间通过对111310机风巷和131309风巷高冒区及过老巷处前后10m范围喷注浆，不仅加固了巷道顶板防止再次冒落，而且充填了煤层裂隙，对阻止煤体氧化起到了根本性的作用。（2）通过对111310风巷698#高冒点注浆前后一氧化碳对比曲线图，可以直观的看到一氧化碳由注浆前的389 ppm直降到注浆后的80ppm，注浆防灭火效果显著。（3）高冒点注浆防灭火，不仅具有工艺简单，价格低廉，加固效果好等优点，而且克服了瑞米充填材料保质期短的缺点，大大提升了矿井防灭火管理安全空间。