累厚易發(fā)火煤層聯(lián)合布置開采防滅火技術

摘 要：通過對易自燃累厚煤層聯(lián)合開采的實踐，從中總結了具有實用性的防治火技術，從防滅火方面，提供了具有指導性的可行性技術方案。

關鍵詞：累厚煤層 易自燃 聯(lián)合布置 防滅火技術

鶴崗分公司益新煤礦井田煤層賦存較穩(wěn)定，共有36個煤層，其中可采和局部可采29層，煤層總厚度87.42米，含煤系數(shù)8.82%，主要煤質為氣煤、焦煤、1/3焦煤，各煤層均有自然發(fā)火和煤塵爆炸危險，發(fā)火期2-6個月，最短發(fā)火期11天，煤塵爆炸指數(shù)34.15%-39.28%。而三水平北二石門區(qū)有11個可采煤層，分別是13#、15#、16#、18#、21-1#、21-2#、22-1#、22-2#、28#、29#、30#，該區(qū)內(nèi)各煤層間距平均30多米，間距最近煤層21-1#、21-2#，煤層厚度2-15米。由于三水平北二石門區(qū)域斷層多、地質構造復雜、塊段小、舊區(qū)較多，因此防火問題是安全開采過程中始終應妥善解決好的問題。

1、三水平北二石門區(qū)15#層煤層賦存情況

1、1三水平北二石門區(qū)15#層位于益新煤礦北部，右二段煤層厚度平均為8米，塊段走向345米，傾斜90米，可采煤量30萬噸，煤質松軟層節(jié)理發(fā)育。煤層呈單斜構造，本區(qū)有分界斷層F16，落差50米，由于受逆斷層影響，區(qū)內(nèi)煤層瓦斯含量較大。

1、2三水平后部區(qū)15#層左一段，煤層平均厚度9.3米，塊段走向320米，傾斜95米，本區(qū)煤層發(fā)育完全、節(jié)理正常，煤厚較穩(wěn)定，由亮煤和半亮煤組成，煤質松脆、局部有夾石，煤層硬度系數(shù)f=1.4（中硬），區(qū)內(nèi)煤層厚度平均為9.3米，距煤層底板6.4米有一層煤頁巖夾矸。開采期間預計絕對瓦斯涌出量4.8米3/分，發(fā)火期2—4個月，儲量32.3萬噸。

1、3三水平后部區(qū)15#層中塊，區(qū)域內(nèi)有斷層FC（正）落差40米，傾角23°，本區(qū)內(nèi)煤層賦存較穩(wěn)定，煤層平均厚度9米，煤層產(chǎn)狀變化不大，呈單斜構造，走向呈曲線較穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)煤層構造形態(tài)寬緩傾斜，煤層走向和傾向不平直，塊段走向205米，傾斜105米，可采儲量22.4萬噸。開采期間絕對瓦斯涌出量3.6米3/分，發(fā)火期2—4個月。

三水平北二石門區(qū)15#層上部為15#層一分層采空區(qū)，。針對舊區(qū)存在漏風采取以下措施：

通過采取有效的舊區(qū)石門封閉、舊區(qū)堵漏、掘進噴碹、抽漏高頂充填、壓注阻化材料、降壓通風、無用巷道立即封閉充填、采空區(qū)充填隔絕材料、采空區(qū)注阻化材料及采用束管實時監(jiān)測的手段，杜絕了自燃發(fā)火事故，共采出煤量84。7萬噸，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟、安全效益。

2.掘進及開采期間防滅火情況

2.1、掘進期間防滅火情況

三水平北二石門15#層掘進期間，采取沿煤層底板隨掘隨噴碹的方式施工，對煤質松軟抽漏地段采用注雙灰（粉煤灰、水泥）、瑞米Ⅲ號等材料充填抽漏空間，同時按圖2方式向巷道頂板布鉆，注氯化鎂及MEA阻化材料，每組鉆孔間距5米。由于該煤層發(fā)火期較短，雖然采取了上述措施，但掘進期間右二段切眼及回風道巷道頂部出現(xiàn)CO，CO濃度達180 ppm；中塊掘送上下順槽期間，聯(lián)絡巷頂部出現(xiàn)CO，CO濃度最大達1200ppm，連續(xù)長度達110米。基于觀測及時，采取上述打鉆注阻化材料、充填不燃性材料、巷道重新噴碹等措施，及時消滅了隱患。由于中塊聯(lián)絡巷頂部存在舊區(qū)，巷道壓力較大，煤體破碎，為此，在左二段貫通后立即將該段采取充砂處理，充砂量960米3，徹底與舊區(qū)隔絕。通過巷道頂板發(fā)火我們看出，由于巷道噴碹厚度符合要求，頂板揭煤處發(fā)火后，有害氣體及火點煙霧只由碹體縫隙外溢，巷道風流中CO均不超限，火點煙霧輕微，滅火人員可就近直接滅火，巷道噴碹及時發(fā)現(xiàn)給防滅火工作創(chuàng)造了極為有利的條件。

2.2、采面概況

三水平北二石門后部區(qū)15#層右二段可采煤量30萬噸，煤層自燃發(fā)火期2—4月。該區(qū)煤層的頂板及底板均為粉砂巖。該塊段走向長度345米，傾斜長平均90米，煤層平均厚度8米，煤質松軟，層理、節(jié)理較發(fā)育，易于冒落，工作面布置采用一元一匯，走向長壁后退式滑移支架放頂煤采煤法。

三水平北二石門后部區(qū)15#層左一段，煤層平均厚度9.3米，塊段走向320米，傾斜95米，工作面采用U型通風方式，采煤方法為：走向長壁后退式綜采放頂煤開采

三水平北二石門后部區(qū)15#層中塊，可采煤量24.4萬噸，區(qū)域內(nèi)有斷層FC（正）落差40米，傾角23°，本區(qū)內(nèi)煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度平均為8.0米，煤層產(chǎn)狀變化不大，呈單斜構造，走向呈曲線較穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)煤層構造形態(tài)寬緩傾斜，煤層走向和傾向不平直。工作面布置采用一元一匯，走向長壁后退式滑移支架放頂煤采煤法。

2、3開采期間防火情況

該區(qū)三塊煤在開采期間，上、下順槽采取巷道補噴及繼續(xù)對巷道頂部注雙灰和阻化劑等防火措施，舊區(qū)、舊巷采取隨時充砂隔絕、堵漏措施，每循環(huán)向采空區(qū)噴灑阻化劑，合理減少采面供風量，加快采面推進度，提高回采率，控制采空區(qū)丟煤，減少浮煤自燃發(fā)火。

在依次進行開采過程中，三水平北二石門區(qū)15#層右二段開采期間工作面配風280米3/分，左一段配風370米3/分，中塊供風420米3/分，充分利用抽放系統(tǒng)采取多種行之有效的抽采方式使各工作面的回風及上隅角瓦斯控制在在0.4-0.6%之間，避免供風量偏高導致上、下順槽巷道頂部浮煤自燃發(fā)火現(xiàn)象的發(fā)生，采面得以正常生產(chǎn)。

當右二段采面推進45米時，回風川出現(xiàn)CO，CO濃度最高達到4600ppm，并且出現(xiàn)乙烯，其濃度為36ppm。為治理揭煤點浮煤自燃問題，防治隱患升級，利用爬道鉆機向見煤點附近打鉆并通過插入煤體中的一寸管壓注黃泥及防滅火劑及粉煤灰，經(jīng)會戰(zhàn)，注黃泥及防滅火劑2噸，粉煤灰18噸，對抽冒空間充填嚴密， CO絕跡，工作面正常開采。

為實現(xiàn)三水平北二石門后部區(qū)15#層右二段225采空區(qū)的氣體成分全天侯實時監(jiān)測，安設了煤層自燃發(fā)火束管監(jiān)測預報裝置，對上、下順槽及采空區(qū)五處隱患地點進行埋管監(jiān)測，該系統(tǒng)在防止采面發(fā)火，防止隱患升級，早預報早處理中發(fā)揮了巨大的作用。

經(jīng)束管監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，三水平北二石門后部區(qū)15#層右二段采面回風道原四叉口處CO濃度68ppm，結合監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析研究后，及時對隱患地點的舊區(qū)、舊巷和停采線進行打鉆注黃泥漿、充灰，先后共注6.5噸，注粉煤灰28噸，回風道co絕跡。

3.結論

3.1、對于累厚易自燃發(fā)火煤層，如有條件可以先開采頂分層鋪底網(wǎng)，從而在瓦斯大量釋放的同時，為下分層開采創(chuàng)造條件，使下部開采過程中瓦斯涌出量小，頂板巖石與煤隔離，形成再生頂板，提高煤質等級，提高煤炭回收率，減少采空區(qū)丟煤。

3.2 加大抽放負壓、多鉆孔、推廣頂板高抽巷及采取綜合防滅火技術是保證厚煤層開采的必不可少的手段之一，高位抽放瓦斯鉆孔多打孔、嚴封閉，又可作為防滅火鉆孔使用。

3.3沿底掘送的上下順槽掘進期間，采用巷道噴喧、巷道頂部打鉆插管注防滅火材料，同時利用束管監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測，是防治瓦斯、防滅火的有效手段。

3.4從設計入手杜絕上、下順槽在煤層中開門，為采后封閉創(chuàng)造密封條件。對閉內(nèi)充砂隔絕，對停采線充砂，防止舊區(qū)漏風避免發(fā)火。

3.5易自燃發(fā)火煤層殘區(qū)開采，舊區(qū)堵漏工作是關鍵性的環(huán)節(jié)，堵漏的效果對殘區(qū)發(fā)火影響較大，力爭對所有與舊區(qū)相通的采后封密閉均進行閉內(nèi)充砂、隔絕。

作者簡介：

田傳濱，男，1968年出生，本科學歷，現(xiàn)在龍煤鶴崗礦業(yè)公司益新煤礦生產(chǎn)科工作。