受小窯火災影響引發的次生火災綜合治理技術應用

李 東

(大同煤礦集團有限責任公司 同家梁礦，山西 大同 037025)

近年來，國家經濟增長迅速，煤炭需求旺盛，在經濟利益的驅動下，部分不法分子私自打開已封閉的小窯井口非法開采，造成小窯采空區自燃發火，火災蔓延引發大礦采空區自然發火或火災氣體通過漏風通道進入大礦采空區并從大礦密閉或工作面泄出。對大礦生產及人員構成嚴重威脅。

同家梁礦(以下簡稱該礦)2009年受小窯火災影響發生采空區次生火災及CO 氣體泄出，及時進行了治理，從中總結了對此類火災的治理方法。

一 受小窯火災影響出現CO 氣體及其治理經過

2009年12月3日，救護隊在11#303 盤區取樣發現西一風井底26#密閉出現CO 氣體，濃度為0.0162%，之后查明西一風井風道被打開，該礦組織人員于12月5日進行了封堵，12月7日檢查發現1035 大巷24#、27#、33#密閉出現CO 氣體，濃度在0.23～0.3%之間，12月8日地面調查發現大井溝副井口密閉被打開，井口冒煙。在此之后該礦及時組織對地面小窯井口進行封堵、井下相關密閉進行加固，并采取了局部升壓等措施，在此之后，該礦加強了地面小窯井口的巡查力度，并多次發現西一井筒風道、大井溝小窯、白土窯小窯等井口多次頻繁被拆開，井下相關區域CO 氣體逐步升高。西一風井井底26#密閉CO 濃度最高達到21000ppm，CO 氣體從1035 大巷周邊密閉及大巷碹體泄出到1035 大巷，最高濃度達400ppm。初步分析該區域出現CO 的原因為小窯井口的頻繁開啟造成小窯采空區遺煤氧化或火區復燃波及該礦采空區，從而使采空區頻繁出現CO 氣體，并導致采空區自燃。鑒于上述情況，該礦采取了多種治理措施，進行綜合治理。

1.封堵漏風通道

(1)井下密閉加固堵漏。對與采空區聯通的24#、33#、26#密閉進行加固，采用在原密閉外支設合板，灌注水泥砂漿的方法加固，灌注厚度達50 cm，并對墻體及周邊巷道進行噴漿，以此來減少密閉漏風。

(2)地面井口封堵。由地質、通風部門及時排查相關區域地面原小窯井口，將被拆開的西一風井風道、大井溝小窯、白土窯小窯井口及時進行封堵，對部分漏風出現CO 氣體的山體漏風巖石裂縫在用水泥砂漿封堵后使用黃土進行覆蓋，徹底消除地面漏風通道。

(3)1035 大巷噴漿封堵漏風。1035 大巷由于受壓破壞，出現了碹體崩裂等現象，為消除通過碹體的漏風。該礦及時對1035 大巷及相關密閉進行了噴漿工作，噴漿厚度達20 cm。消除了這一漏風通道。

2.調整通風系統，減風降壓

1035 大巷既是該礦大型設備運輸的主要通道，也是一條主要的進風巷道，該區域的原通風系統為1035 大巷→303 石門→西二風井;1035 大巷→聯絡斜井→1013 大巷→西三風井，由于從1035 大巷碹體泄出的CO 氣體逐步升高，1035 大巷內CO 最高濃度達到400ppm，從聯絡斜井下泄的氣體與1013 大巷新鮮風流匯合后風流中的CO 濃度仍高達20ppm，為防止對生產區域人員造成影響，該礦及時對該區域進行系統進行調整，(通過該巷進入西二、西三系統的風量分別為800m3/min 和1200m3/min)，在1035 大巷分風點前施工兩道風門，將原1035 大巷通過聯絡斜井進入西三系統的風路改為通過聯絡斜井進入1035 大巷流向303 石門。同時調整了303 石門通往西二風井的風量，通過該巷道的風量降低到600m3/min，這樣既防止了有毒有害氣體進入西三系統，對生產區域人員造成威脅，又減少了1035大巷的負壓，從而大大減少了通過采空區的漏風。

3.灌注高水凝膠及粉煤灰，隔離采空區火區

對西一井底與刀把子采空區聯通的共324 米巷道以及1035 大巷碹體后的空間灌注粉煤灰形成隔離帶，減少采空區漏風，防止CO 外泄進入1035 大巷。灌注方法采用在密閉上打孔灌注或在1035 大巷打孔穿過煤柱與準備灌注隔離的巷道打孔，孔口末端盡可能接近巷道頂板，采用漿液泵將粉煤灰、水和高水凝膠混合攪拌后灌入隔離巷道，在初始灌注時，為防止采空區內的可燃性氣體發生爆炸，在粉煤灰中加入少量的羅克休等高分子防滅火材料。累計灌入粉煤灰約4000m3。

4.建立灌漿系統進行灌漿

黃泥灌漿是采空區火區最行之效的治理方法，該區域灌漿系統目前已有4 個灌漿孔，從灌漿效果及此次CO 泄出分析，刀把子采空區域及西一風井井筒應為今后灌漿的重點，因此該礦在刀把子采空區邊界及西一井筒布置2 個灌漿孔，對該區域進行黃泥灌漿，目前已灌入黃土近10 萬m3。

通過采取上述措施，該區域防滅火工作取得良好的成效，目前1035 大巷風流中已無CO 氣體泄出，26#密閉內CO 已降低到11000ppm，氧氣濃度降低到2.3%以下，保證礦井安全生產。

二 總結

此次火災是由于小煤窯偷挖盜采，持續給采空區供氧，導致小煤窯采空區著火，通過井下塌通巷道，致使大礦采空區密閉出現高濃度CO，產生前期發火跡象。

快速治理火災隱患必須注意以下幾點:

1.準確判斷出CO 異常點，確定發火的具體位置。(由于小煤窯的亂采亂掘，沒有詳細的開采圖紙說明，致使井下采空區記錄不明朗，采空區的塌通，導致井下復雜網路中，難以明確具體的著火地點，只有通過大礦的密閉取樣、檢測，來確定區域是否發火。)采取有針對性的治理方法。

2.為了保證大礦安全生產，減少國家的財產損失，均壓通風、降風堵漏能確保大礦在工作面回采期間安全生產，保障作業人員生命安全。

3.工作面密閉以后，開始對11#303 盤區域灌注黃泥漿，大面積的封堵漏風通道，達到降溫滅火目的，隔絕小煤窯火災對大礦的安全生產影響防止火災的發生。

4.需要大礦平時加強對小煤窯采空區聯通地帶的密閉監測，采空區一旦發生自燃火災，大量有毒有害氣體將通過漏風通道進入大礦，嚴重威脅礦井安全和職工人身安全，是困擾同煤集團安全生產的重大難題，給各礦帶來很大安全隱患。