山南井22516回采面采空區自然發火處理實踐

劉勇軍，溫小林

（江西花鼓山煤業有限公司，江西 新余338019）

山南井為江西花鼓山煤業有限公司主力礦井，設計能力300kt／a，核定生產能力280kt／a。始建于1985年10月，1992年12月投產?，F有礦權范圍包括兩個井田，東南部為山南勘探井田（稱南翼），主采D9煤層；西北部為大禾山井田（稱北翼），主采D5煤層。南翼D9和北翼D5煤層均有自燃發火傾向，其自然發火等級均為Ⅱ級，發火期為4～6個月。

22516 采面位于山南井北翼－460m水平二采區。其范圍：東至專用回風上山保安煤柱線，西至主副井井筒保安煤柱線，北至22512工作面保安煤柱，南至－448m標高D5煤層等高線。該工作面開采D5煤層，其煤層厚度3～5 m1，傾角8°～13°，工作面可采儲量27.5萬噸，可采期25個月。采煤方法為∏型梁放頂煤。

1 問題的提出

22516 工作面于2011年3月開始開采，采空區防止煤炭自燃方法為黃泥注漿和灑漿。2012年2月7日工作面上隅角保安煤柱一線突然冒“青煙”并伴刺鼻的煤焦油味。16時45分回風巷一氧化碳傳感器顯示數據為0.0523%、瓦斯傳感器顯示數據為0.12%、溫度傳感器顯示數據為27°。17時20分救護隊員戴機沿上隅角保安煤柱一線，即“青煙”流出的反方向向采空區偵察尋找“青煙”源頭，到15m處發生垮冒無法前行。現場檢測一氧化碳濃度為0.1153%，瓦斯濃度為0.15%，環境溫度27.5°。利用紫外線測溫儀向采空區15m探測，其環境溫度與現場相同，亦為27.5°。初步判斷“青煙”源頭應在采空區30m以外（見圖1）。

圖1 22516采面通風系統及“青煙”源頭分析

2 “青煙”源頭分析

從“青煙”流經范圍內的巷道布置、采空區范圍、保安煤柱幾何尺寸以及救護隊員偵察的情況綜合分析，一致認為采空區發火點即“青煙”源頭在距離工作面43m的采空區聯絡巷附近可能性最大。因為當時注漿或灑漿的時候，聯絡巷附近處在“免壓區”，煤柱相對完整，隨著工作面的推進，工作面懸壁過長，周期來壓將煤柱壓碎，散落四處的煤炭由于采空區漏風供氧和裸露時間超期而自燃發火冒“青煙”。

3 火區的處理

由于火區產生在采空區43m以外，顯然注漿、注氮、注水等常用滅火方法無法實施，而最有效的方法就是杜絕或減少向采空區的漏風。于是采取了以下措施：

1）一氧化碳流經路線范圍，除救護隊員偵察檢查外，其它人員嚴禁進入。

2）一氧化碳外溢期間嚴禁采空區放頂煤開采。

3）加快工作面推進速度，力爭推進速度超過煤炭自燃的速度。

4）工作面上、下隅角用黃泥袋壘墻并噴射混凝土封閉，以阻斷下隅角向火區供風，上隅角給火區回風。

5）上到頂下到底沿工作面采空區側吊掛阻燃檔風簾，隔斷采空區縫隙漏風。

通過以上措施的實施，2012年2月9日至13日一氧化碳外溢濃度趨穩，2012年2月14日開始，一氧化碳外溢濃度緩慢下降，經過2周連續觀察，其一氧化碳下降速度為每日（3～5）×10－6。5月10日“青煙”消失，一氧化碳濃度為58×10－6，其后一氧化碳下降速度減緩，有時一天下降1×10－6，有時幾天下降1×10－6，至7月13日一氧化碳消失并維持數月。

4 幾點體會

1）∏型梁放頂煤工藝應用，存在采空區“空洞”處理問題，也是國家2013年必須淘汰的落后采煤工藝，應慎用或不用。

2）有自然發火傾向煤層建議采用無煤柱開采。

3）加快工作面推進速度，必須確認火區及工作面作業范圍瓦斯濃度不超限方可實施。

4）日常黃泥注漿必須確保質量。

5）煤錨、網、梁聯合支護下順槽下幫、上回巷上幫的支護材料（錨桿、托板、金屬網、梯子梁）要隨采隨破壞剪斷，盡量縮小上、下隅角的范圍。