蔡園生建煤礦4304工作面煤層自燃防治技術(shù)研究

周 賀，張 穩(wěn)，馬 騰

（濟(jì)寧市蔡園生建煤礦，山東 濟(jì)寧 277606）

蔡園生建煤礦4304工作面煤層自燃防治技術(shù)研究

周 賀，張 穩(wěn)，馬 騰

（濟(jì)寧市蔡園生建煤礦，山東 濟(jì)寧 277606）

蔡園生建煤礦4304工作面存在煤層自然發(fā)火隱患，嚴(yán)重威脅礦井的生產(chǎn)安全。通過對該工作面自燃發(fā)火原因分析，結(jié)合礦井歷年來的煤層自燃防治經(jīng)驗(yàn)，提出了有針對性的防治措施，保障了工作面的順利回采。

煤礦；自然發(fā)火；防治

蔡園生建煤礦1982年9月建成投產(chǎn)，2012年核定生產(chǎn)能力為36萬噸/年。礦井采用立井單水平分區(qū)式開拓方式，采取巷道聯(lián)合布置后退式開采順序開采，主采煤層為3上煤、3下煤。3下煤平均厚度3.85m，有自燃發(fā)火傾向。同時(shí)，礦井逐步進(jìn)入后期開采，通風(fēng)安全保障難度越來越大，突出表現(xiàn)就是煤層自燃發(fā)火日趨嚴(yán)重。為此，在開采4304工作面時(shí)，煤礦采取了束管監(jiān)測、注漿封堵、均壓通風(fēng)等措施，確保了安全回采。

1 4304工作面煤層自燃情況分析

4304工作面為蔡園煤礦四采區(qū)3下煤二分層，位于采區(qū)北部，東為4300區(qū)段變薄帶，西為4320區(qū)段未采區(qū)，南臨四采區(qū)皮帶大巷，北為4320、4340、4360區(qū)段采空區(qū)。工作面傾斜長度169.6m，面積11517.6㎡。煤層最短自燃發(fā)火期為58d，自燃傾向等級為Ⅱ類，屬自燃煤層。

由于4304工作面處于四采區(qū)的后期開采，工作面小且不規(guī)則，巷道布置復(fù)雜，再加上北面的4320、4340、4360區(qū)段采空區(qū)漏風(fēng)和遺煤等不利因素影響，其自然發(fā)火隱患的危害性較大。

2 防治煤層自燃采取的措施

1）建立完善束管監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)預(yù)測預(yù)報(bào)。

礦井裝備了KSS-200型束管監(jiān)測系統(tǒng)，對井下密閉機(jī)抽化驗(yàn)分析，定期對回采工作面隅角、采空區(qū)密閉處瓦斯、二氧化碳、一氧化碳等進(jìn)行監(jiān)測分析。在安全監(jiān)控方面，利用KJ75N安全監(jiān)控系統(tǒng)在采煤工作面回風(fēng)側(cè)和采區(qū)回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷安裝一氧化碳傳感器和溫度傳感器，一旦一氧化碳濃度超限或溫度超標(biāo)，能及時(shí)反饋到安全監(jiān)控系統(tǒng)上，便于采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

2）采區(qū)注漿措施，進(jìn)行隔氧散熱。

（1）注入黃土漿液。漿液充填于遺煤縫隙之間，起到隔絕漏風(fēng)效果，防止遺煤氧化。同時(shí)，漿液增加了煤的外在水分，能夠抑制遺煤的自熱氧化進(jìn)程，對已經(jīng)自熱的遺煤有冷卻散熱的作用。

注漿量計(jì)算：

Q+=K×M×L×H×C=0.03×1.8×1.2×67.9×0.95=4.18m3

Q水=4.18×4×1.1=18.39m3

Q注=4.18+18.39=22.57m3

漿液的配比濃度土水比一般控制在1：3～1：8之間，我礦取1：4。

式中：K=灌漿系數(shù)，取0.01—0.05

M=煤層開采厚度，m

L=灌漿區(qū)走向長度，m

H=灌漿區(qū)傾向長度，m

C=回采率，0.95

（2）為提高隔氧封堵效果，也可以采取噴注SP-4樹脂發(fā)泡劑封堵漏風(fēng)點(diǎn)和注入MAB高分子材料和瑞馳1號封堵材料的措施。

3）采用均壓通風(fēng)技術(shù)，抑制采空區(qū)自然發(fā)火。均壓通風(fēng)能夠有效抑制采空區(qū)的自然發(fā)火，該技術(shù)對于防止4304工作面北面的4320、4340、4360區(qū)段采空區(qū)遺煤自燃起到積極作用。

4）加快工作面推進(jìn)速度，降低采空區(qū)的發(fā)火機(jī)率。在工作面形成階段，利用高效開拓運(yùn)輸機(jī)械，實(shí)現(xiàn)煤巷的快速掘進(jìn)。在工作面推采階段，加強(qiáng)人員組織管理，快速回采，使工作面開采時(shí)間大大小于煤層自燃發(fā)火期。

5）提高資源回收率，減少遺煤危害。遺煤是分層開采的煤層自然發(fā)火的重要因素，主要來自采后浮煤和頂?shù)酌骸闇p少遺煤，在回采4304工作面時(shí)，采取了回收頂煤、設(shè)置擋煤板等措施，最大限度提高回收率，減少引起煤層自然發(fā)火的物質(zhì)基礎(chǔ)。

6）加強(qiáng)應(yīng)急管理，降低火災(zāi)損失。制定應(yīng)急救援預(yù)案、災(zāi)害預(yù)防與處理計(jì)劃，做好工人應(yīng)急知識培訓(xùn)，定期開展應(yīng)急演練，提高全礦井應(yīng)急處置水平。

3 結(jié)論

煤層自然發(fā)火是煤礦生產(chǎn)安全中的一項(xiàng)較大隱患，需要綜合采取多種措施進(jìn)行防治。其中，預(yù)測預(yù)報(bào)是前提保障；做好開拓設(shè)計(jì)，優(yōu)化巷道布置，提高推采速度是基礎(chǔ)；注漿防滅火是回采過程中的主要防治方法；加強(qiáng)應(yīng)急管理是重要防范措施。

［1］張國樞.通風(fēng)安全學(xué)［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2007

［2］程衛(wèi)民，辛嵩，劉偉韜.礦井通風(fēng)與安全［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社.2009

［3］田勝榮.特厚煤層綜采防頂煤工作面防治自然發(fā)火技術(shù)初探［J］.煤礦安全，1995

周賀（1984—），男，大學(xué)本科，畢業(yè)于淮北煤炭師范學(xué)院，助理工程師。