礦井防治自然發火的技術和應用

翟偉

摘 要：通過對2770及相關系統進行分析，找出造成礦井自然發火的關鍵因素，并提出噴漿堵漏風、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關鍵詞：系統 自然發火 綜合治理

中圖分類號：TD75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業公司始建于1878年，距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2。現在共有3個可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發火煤層，自燃發火期10個月。由于開采年限長，隨著采空區和廢棄巷道的增多，給礦井防火帶來了巨大的壓力，為此筆者就2770密閉進行了綜合防治自然發火的嘗試。

1 概況

1.1 工作面概況

2770位于我礦北翼二水平七石門以里，是5煤層3652、3654工作面的回風巷，于1999年七南石門5煤層采區回采結束后對其進行了永久封閉，并進行了預防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內跑漿，一直沒有封嚴，始終處于出風狀態，密閉內檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風瓦斯濃度為0.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區I采區9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區也可以通過采空區上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時發現該閉上頂CO濃度達到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發火隱患。

2 原因分析

2.1 通風壓力測定

由于該系統極為復雜，漏風通路判斷困難，為此筆者對2770和相關系統的通風壓力進行了測定，對各密閉進、出風情況進行觀測。結果如表1。

2.2 漏風系統分析

從2770相關系統和壓力測定結果分析，可以確定造成2770密閉出風的漏風路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770密閉；③T2193下溜子道密閉→2770密閉；④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區的漏風方向發生改變，T2151和T2150密閉由出風變為進風，T2159由進風變為出風，部分往9煤層采空區運動，使T2194溜子道密閉由進風變為出風，其余漏風就通過采空區裂隙帶往北翼運動，補充到2770，引起氧化加劇，出現汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統堵漏風

對鐵二區I采區的9煤層T2193下各密閉進行噴漿，對防治鐵二區I采區自然發火起到封堵漏風通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統的過多串風的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質量，切斷T2150系統內密閉進風。可以降低5煤層采空區的壓力，使T2150由進風變為出風，還有可能把9煤層采空區瓦斯轉移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對3671密閉進行堵漏風，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進行抹面處理，可以減少往北翼系統的漏風，使高溫點缺氧無法繼續發展。

3.2 系統均壓

對南翼、鐵二區I采區的5、9煤層和北翼副巷2770各相關密閉進行壓力測定，以確定各漏風路線和主要漏風源；對北翼系統和相關系統進行壓力調整，減小北翼副巷系統的壓差。

3.3 設置觀測點，加強檢查分析

加強對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進行化驗分析，注意掌握變化趨勢，同時觀測鐵二區I采區和西翼副巷等各閉的進出風情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數據。

3.4 采空區灌漿

對北翼系統的2770密閉和2770橫管密閉進行噴漿加固和堵漏風。然后對密閉進行灌漿，封堵漏風通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實施，2770密閉CO得到了有效抑制，并取得了很好的效果。2770密閉自燃發火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數如（表2），從開始治理到現在未出現任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會

①防治礦井自然發火，特別是密閉內的自然發火，由于是完全封閉狀態，無法通過眼睛觀察發現高溫點，必須通過有效的手段，比如壓力測定和氣體性質，來發現高溫點，從而利用有效的治理措施防治自然發火。

②分析漏風通路，特別是復雜通風系統，是防治自然發火的前提；噴漿堵漏風、均壓防滅火、預防性灌漿是基礎，合理的通風系統是關鍵。endprint

摘 要：通過對2770及相關系統進行分析，找出造成礦井自然發火的關鍵因素，并提出噴漿堵漏風、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關鍵詞：系統 自然發火 綜合治理

中圖分類號：TD75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業公司始建于1878年，距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2。現在共有3個可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發火煤層，自燃發火期10個月。由于開采年限長，隨著采空區和廢棄巷道的增多，給礦井防火帶來了巨大的壓力，為此筆者就2770密閉進行了綜合防治自然發火的嘗試。

1 概況

1.1 工作面概況

2770位于我礦北翼二水平七石門以里，是5煤層3652、3654工作面的回風巷，于1999年七南石門5煤層采區回采結束后對其進行了永久封閉，并進行了預防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內跑漿，一直沒有封嚴，始終處于出風狀態，密閉內檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風瓦斯濃度為0.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區I采區9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區也可以通過采空區上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時發現該閉上頂CO濃度達到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發火隱患。

2 原因分析

2.1 通風壓力測定

由于該系統極為復雜，漏風通路判斷困難，為此筆者對2770和相關系統的通風壓力進行了測定，對各密閉進、出風情況進行觀測。結果如表1。

2.2 漏風系統分析

從2770相關系統和壓力測定結果分析，可以確定造成2770密閉出風的漏風路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770密閉；③T2193下溜子道密閉→2770密閉；④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區的漏風方向發生改變，T2151和T2150密閉由出風變為進風，T2159由進風變為出風，部分往9煤層采空區運動，使T2194溜子道密閉由進風變為出風，其余漏風就通過采空區裂隙帶往北翼運動，補充到2770，引起氧化加劇，出現汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統堵漏風

對鐵二區I采區的9煤層T2193下各密閉進行噴漿，對防治鐵二區I采區自然發火起到封堵漏風通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統的過多串風的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質量，切斷T2150系統內密閉進風。可以降低5煤層采空區的壓力，使T2150由進風變為出風，還有可能把9煤層采空區瓦斯轉移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對3671密閉進行堵漏風，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進行抹面處理，可以減少往北翼系統的漏風，使高溫點缺氧無法繼續發展。

3.2 系統均壓

對南翼、鐵二區I采區的5、9煤層和北翼副巷2770各相關密閉進行壓力測定，以確定各漏風路線和主要漏風源；對北翼系統和相關系統進行壓力調整，減小北翼副巷系統的壓差。

3.3 設置觀測點，加強檢查分析

加強對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進行化驗分析，注意掌握變化趨勢，同時觀測鐵二區I采區和西翼副巷等各閉的進出風情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數據。

3.4 采空區灌漿

對北翼系統的2770密閉和2770橫管密閉進行噴漿加固和堵漏風。然后對密閉進行灌漿，封堵漏風通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實施，2770密閉CO得到了有效抑制，并取得了很好的效果。2770密閉自燃發火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數如（表2），從開始治理到現在未出現任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會

①防治礦井自然發火，特別是密閉內的自然發火，由于是完全封閉狀態，無法通過眼睛觀察發現高溫點，必須通過有效的手段，比如壓力測定和氣體性質，來發現高溫點，從而利用有效的治理措施防治自然發火。

②分析漏風通路，特別是復雜通風系統，是防治自然發火的前提；噴漿堵漏風、均壓防滅火、預防性灌漿是基礎，合理的通風系統是關鍵。endprint

摘 要：通過對2770及相關系統進行分析，找出造成礦井自然發火的關鍵因素，并提出噴漿堵漏風、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關鍵詞：系統 自然發火 綜合治理

中圖分類號：TD75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業公司始建于1878年，距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2。現在共有3個可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發火煤層，自燃發火期10個月。由于開采年限長，隨著采空區和廢棄巷道的增多，給礦井防火帶來了巨大的壓力，為此筆者就2770密閉進行了綜合防治自然發火的嘗試。

1 概況

1.1 工作面概況

2770位于我礦北翼二水平七石門以里，是5煤層3652、3654工作面的回風巷，于1999年七南石門5煤層采區回采結束后對其進行了永久封閉，并進行了預防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內跑漿，一直沒有封嚴，始終處于出風狀態，密閉內檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風瓦斯濃度為0.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區I采區9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區也可以通過采空區上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時發現該閉上頂CO濃度達到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發火隱患。

2 原因分析

2.1 通風壓力測定

由于該系統極為復雜，漏風通路判斷困難，為此筆者對2770和相關系統的通風壓力進行了測定，對各密閉進、出風情況進行觀測。結果如表1。

2.2 漏風系統分析

從2770相關系統和壓力測定結果分析，可以確定造成2770密閉出風的漏風路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770密閉；③T2193下溜子道密閉→2770密閉；④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區的漏風方向發生改變，T2151和T2150密閉由出風變為進風，T2159由進風變為出風，部分往9煤層采空區運動，使T2194溜子道密閉由進風變為出風，其余漏風就通過采空區裂隙帶往北翼運動，補充到2770，引起氧化加劇，出現汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統堵漏風

對鐵二區I采區的9煤層T2193下各密閉進行噴漿，對防治鐵二區I采區自然發火起到封堵漏風通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統的過多串風的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質量，切斷T2150系統內密閉進風。可以降低5煤層采空區的壓力，使T2150由進風變為出風，還有可能把9煤層采空區瓦斯轉移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對3671密閉進行堵漏風，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進行抹面處理，可以減少往北翼系統的漏風，使高溫點缺氧無法繼續發展。

3.2 系統均壓

對南翼、鐵二區I采區的5、9煤層和北翼副巷2770各相關密閉進行壓力測定，以確定各漏風路線和主要漏風源；對北翼系統和相關系統進行壓力調整，減小北翼副巷系統的壓差。

3.3 設置觀測點，加強檢查分析

加強對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進行化驗分析，注意掌握變化趨勢，同時觀測鐵二區I采區和西翼副巷等各閉的進出風情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數據。

3.4 采空區灌漿

對北翼系統的2770密閉和2770橫管密閉進行噴漿加固和堵漏風。然后對密閉進行灌漿，封堵漏風通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實施，2770密閉CO得到了有效抑制，并取得了很好的效果。2770密閉自燃發火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數如（表2），從開始治理到現在未出現任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會

①防治礦井自然發火，特別是密閉內的自然發火，由于是完全封閉狀態，無法通過眼睛觀察發現高溫點，必須通過有效的手段，比如壓力測定和氣體性質，來發現高溫點，從而利用有效的治理措施防治自然發火。

②分析漏風通路，特別是復雜通風系統，是防治自然發火的前提；噴漿堵漏風、均壓防滅火、預防性灌漿是基礎，合理的通風系統是關鍵。endprint