復合頂板綜采工作面在旋轉回采過程中防止采空區煤炭自燃的研究與實施

巢建軍，翟建波

平煤股份七礦，河南平頂山 467000

復合頂板綜采工作面在旋轉回采過程中防止采空區煤炭自燃的研究與實施

巢建軍，翟建波

平煤股份七礦，河南平頂山 467000

平煤股份七礦戊9.10-16070綜采工作面的頂板為復合頂。由于受斷層影響，該工作面在回采過程中需要進行大角度旋轉回采。七礦進行了在采面旋轉回采過程中防止采空區煤炭自燃的研究與實施，具有較好的針對性和可操作性，所采取的防治技術可供類似條件礦井借鑒。

綜采面；復合頂板；旋轉開采；防自燃

1 工作面概況

平煤股份七礦戊四采區為一下山雙翼布置采區，采區共有戊8、戊9-10兩層煤，工業儲量1 673 萬t，可采儲量 1 128萬t。戊8煤層平均厚度1.7m，戊9-10煤層平均厚度2.7m，層間距9m。戊9.10煤層直接頂為灰色頁巖，厚度2～6m，基本頂為深灰色頁巖及灰色細粒砂巖，厚度5～10m；直接底為灰及深灰色頁巖，厚度3～6m，基本底為為砂泥巖，厚度10～15m，煤層傾角10°～15°采區中上部斷層較多，地質構造較為復雜。由于受到一條落差30m斷層分割，造成布置東翼上部的戊9.10-16050、戊9.10-16030、戊9.10-16010采面時均未達到采區東部邊界，布置戊9.10-16070采面時，為了把上3個區段斷層以東丟掉的資源回收出來，采面沿走向掘進476m到東部邊界后，又在斷層以東向南掘進300m，把上區段丟掉的儲量圈定出來。所以戊9.10-16070采面為“L”形布置（如圖）。采面合計走向長776m，采長180m，煤層厚度2.4m，儲量41.2萬t。回采時須先由南向北回采，然后調向900由東向西沿走向回采。

2 造成煤炭自燃的因素分析

戊9.10-16070綜采工作面煤層具有自燃發火傾向，自燃發火期6～12個月。工作面由南向北回采調整為東西方向回采需要旋轉90°，甩斜子回采預計需要3個月時間。戊9.10煤層為戊9、戊10兩層煤的合層，普遍有一層0.2～0.5m的夾矸，夾矸與直接頂之間煤層厚度0.1～0.3m，煤層硬度系數f=1.0，夾矸硬度系數f=1.2。為了保證煤質，采面須托住夾矸回采，采空區留有部分頂煤，給煤炭自燃留下了一定隱患。而且工作面90°甩斜子回采期間，采空區頂板可能垮落不及時，形成扇形面，使采空區漏風增加，所以在工作面調向回采期間，由于各種因素的影響，自燃發火期可能會縮短。根據本綜采工作面煤層頂板情況和工作面90°甩斜子回采期間可能出現的問題，確定防止煤炭自燃發火的基本思路是：加強觀測、綜合配套、最佳組合。

3 大角度旋轉回采過程中的防止煤炭自燃技術措施

3.1 加強觀測煤炭自燃發火的預兆

在工作面90°甩斜子回采期間，每班安排專職的檢查人員，重點加強采面上、下隅角的溫度變化情況和一氧化碳等有害氣體的觀測，觀測數據及時上報通風部門進行分析，做到及時發現煤炭自燃的前兆，及時采取綜合配套措施。

3.2 注水加阻化劑

采面割每刀煤移架前，在底板撒阻化劑，并撒水。在采面每隔5m向采空區預埋一趟2寸水管，隨采面推進，不斷延長管子，每班向采空區內注水。

3.3 灌漿措施

灌漿的作用一是隔氧，二是散熱。在回風巷內距采面10m左右向采面采空區按12°～22°角打5個鉆孔，鉆孔從支架上方穿過，末端距支架后15～20m。然后向鉆孔內注水和防滅劑。

3.4 上、下隅角封堵措施

上、下隅角封堵的主要作用是減少向采空區漏風。在采面上、下隅角端頭支架與上、下順槽外幫之間用雙抗編織袋裝黃土垛隔離墻，墻寬0.5m，接頂、靠幫嚴密。為了保證隔離效果，用快速密閉材料對隔離墻進行噴堵。同時，為了最大限度的減少向采空區漏風，在滿足采面需要的前提下，調低供風量。

3.5 注氮措施

向采空區注氮氣的主要作用是：1）使采空區內氧氣含量降低，氮氣含量增加，窒息滅火；2）使采空區內呈正壓狀態，致使新鮮空氣難以進入。

對于正在回采的采面，采空區淺部注氮，氮氣大部分被風流帶走，滅火作用小，只有深部注氮，才會起到決定作用。應采取注3天，停1天，保持采空區內的氮氣含量在97%以上。

4 防止煤炭自燃發火工作組織實施

1）成立戊9.10-16070綜采工作面防止煤炭自燃發火工作領導小組。組長：總工程師，副組長：通風副總工程師、采煤副總工程師，成員有：通風科長、技術科長、通風隊長、采煤隊長；

2）在采面向采空區預埋水管，隨采面推進，不斷延長管子，每班向采空區內注水工作由通風隊負責；

3）采面割每刀煤移架前，在底板撒阻化劑，并撒水工作由采煤隊負責；

4）打鉆灌漿措施，由通風隊負責落實；

5）上、下隅角封堵措施和注氮措施由通風隊負責施工，采煤隊協助工作。

5 結論

復雜地質條件下采煤工作面旋轉調向回采是一中較常見的開采方法，但是大角度旋轉回采期間，采面一端推進速度慢，再加上復合頂板留頂煤、丟底煤、浮煤等因素，容易造成采空區煤炭自燃。在生產過程中，要充分利用科學手段，對煤炭自燃災害進行監測分析，制定相應防范措施，以防為主，避免煤炭自燃災害對采煤工作的影響。七礦通過以上綜合措施的實施，有效的防止了采面自燃發火災害的發生。

TD8

A

1674-6708（2010）18-0084-01

巢建軍，曾任平煤集團七礦掘進隊技術員、隊長、調度室主任，現任平煤股份七礦調度副總