礦井防治自然發(fā)火的技術(shù)和應(yīng)用

翟偉

摘 要：通過對(duì)2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素，并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

中圖分類號(hào)：TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業(yè)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(xiàn)在共有3個(gè)可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發(fā)火煤層，自燃發(fā)火期10個(gè)月。由于開采年限長，隨著采空區(qū)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(jìn)行了綜合防治自然發(fā)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(fēng)巷，于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行了永久封閉，并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿，一直沒有封嚴(yán)，始終處于出風(fēng)狀態(tài)，密閉內(nèi)檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區(qū)5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發(fā)火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發(fā)火隱患。

2 原因分析

2.1 通風(fēng)壓力測定

由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜，漏風(fēng)通路判斷困難，為此筆者對(duì)2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定，對(duì)各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析，可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)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(fēng)路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變，T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)，T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動(dòng)，使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)充到2770，引起氧化加劇，出現(xiàn)汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

對(duì)鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿，對(duì)防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質(zhì)量，切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)。可以降低5煤層采空區(qū)的壓力，使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會(huì)把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對(duì)3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng)，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理，可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng)，使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

3.2 系統(tǒng)均壓

對(duì)南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定，以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源；對(duì)北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整，減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

3.3 設(shè)置觀測點(diǎn)，加強(qiáng)檢查分析

加強(qiáng)對(duì)2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，注意掌握變化趨勢，同時(shí)觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

3.4 采空區(qū)灌漿

對(duì)北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對(duì)密閉進(jìn)行灌漿，封堵漏風(fēng)通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實(shí)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(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如（表2），從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會(huì)

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

②分析漏風(fēng)通路，特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)，是防治自然發(fā)火的前提；噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ)，合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint

摘 要：通過對(duì)2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素，并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

中圖分類號(hào)：TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業(yè)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(xiàn)在共有3個(gè)可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發(fā)火煤層，自燃發(fā)火期10個(gè)月。由于開采年限長，隨著采空區(qū)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(jìn)行了綜合防治自然發(fā)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(fēng)巷，于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行了永久封閉，并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿，一直沒有封嚴(yán)，始終處于出風(fēng)狀態(tài)，密閉內(nèi)檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區(qū)5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發(fā)火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發(fā)火隱患。

2 原因分析

2.1 通風(fēng)壓力測定

由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜，漏風(fēng)通路判斷困難，為此筆者對(duì)2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定，對(duì)各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析，可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)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(fēng)路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變，T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)，T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動(dòng)，使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)充到2770，引起氧化加劇，出現(xiàn)汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

對(duì)鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿，對(duì)防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質(zhì)量，切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)。可以降低5煤層采空區(qū)的壓力，使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會(huì)把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對(duì)3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng)，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理，可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng)，使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

3.2 系統(tǒng)均壓

對(duì)南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定，以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源；對(duì)北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整，減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

3.3 設(shè)置觀測點(diǎn)，加強(qiáng)檢查分析

加強(qiáng)對(duì)2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，注意掌握變化趨勢，同時(shí)觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

3.4 采空區(qū)灌漿

對(duì)北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對(duì)密閉進(jìn)行灌漿，封堵漏風(fēng)通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實(shí)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(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如（表2），從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會(huì)

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

②分析漏風(fēng)通路，特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)，是防治自然發(fā)火的前提；噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ)，合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint

摘 要：通過對(duì)2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素，并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

中圖分類號(hào)：TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

唐山礦業(yè)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(xiàn)在共有3個(gè)可采煤層（5s、8s、9s），各煤層為自然發(fā)火煤層，自燃發(fā)火期10個(gè)月。由于開采年限長，隨著采空區(qū)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(jìn)行了綜合防治自然發(fā)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(fēng)巷，于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行了永久封閉，并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好，上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿，一直沒有封嚴(yán)，始終處于出風(fēng)狀態(tài)，密閉內(nèi)檢查瓦斯1%～2.5%，氧氣9%～15%，溫度26～29 ℃，CO無，副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s，溫度20 ℃，回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%～0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽（????T2193、T2194、T2195等）、鐵二區(qū)5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

1.2 發(fā)火情況

2008年4月，火檢員在2770檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%，溫度29 ℃，并伴有汽油味，存在明顯的自然發(fā)火隱患。

2 原因分析

2.1 通風(fēng)壓力測定

由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜，漏風(fēng)通路判斷困難，為此筆者對(duì)2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定，對(duì)各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析，可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有：①3671→2770密閉；②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)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(fēng)路線是：3671→2770，T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770，尤其是T2175與5082斷道之后，引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變，T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)，T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動(dòng)，使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)充到2770，引起氧化加劇，出現(xiàn)汽油味。

3 綜合治理方案

3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

對(duì)鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿，對(duì)防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150，保證封閉質(zhì)量，切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)。可以降低5煤層采空區(qū)的壓力，使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng)，還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會(huì)把2770的暢通供氧條件破壞掉，有利于防火。對(duì)3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng)，該密閉與2770的壓差最大，把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理，可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng)，使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

3.2 系統(tǒng)均壓

對(duì)南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定，以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源；對(duì)北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整，減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

3.3 設(shè)置觀測點(diǎn)，加強(qiáng)檢查分析

加強(qiáng)對(duì)2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查，每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，注意掌握變化趨勢，同時(shí)觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

3.4 采空區(qū)灌漿

對(duì)北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對(duì)密閉進(jìn)行灌漿，封堵漏風(fēng)通道。

4 治理效果

通過綜合治理方案的實(shí)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(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如（表2），從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆，確保了礦井安全。

5 治理體會(huì)

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

②分析漏風(fēng)通路，特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)，是防治自然發(fā)火的前提；噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ)，合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint