綜采放頂煤工作面防滅火技術措施研究

溫道亮 趙林 孫傳利

摘 要：2016年，我礦緊抓采煤工作面防滅火工作不放松，嚴格落實防滅火綜合管理制度及各項安全技術措施，實現了礦井防滅火安全，保證了工作面的安全生產。為進一步提升礦井防滅火管理水平，現將本年度防滅火工作總結如下。

關鍵詞：綜采放頂煤；工作面；防滅火技術；措施研究

引言

煤炭自然發火是煤礦主要災害之一，發生火災輕則影響生產，重則可能燒毀煤炭資源和礦井設備，甚至可能引起瓦斯煤塵爆炸或火煙毒化礦井，給煤礦生產與安全造成極大的損失與危害。鑒于綜采放頂煤開采工藝的特點，所發生的煤層自然發火也有其特殊性，為了減少或防止煤層自燃火災對綜放工作面生產的影響，提高綜放開采的安全性，對綜放工作面煤層自然發火特點進行了分析，并針對潘津煤礦的具體情況，提出了切實可行的防滅火措施供其生產中借鑒采用。

1綜放工作面煤層自然發火特點

由于綜放工作面兩巷沿底板一次掘出，服務時間長，巷道頂煤較厚，過構造時煤體較破碎，易于離層、壓裂冒落，且工作面回采方式的特殊性，使得煤體自燃危險性增大。綜合分析，綜放工作面煤層自燃特點主要體現在以下6個方面。（1）綜放開采工作面頂煤的采出率較低，一般不超過80%，采空區遺煤較多，并且在礦山壓力作用下以及在放煤動作的影響下，采空區的遺煤呈破碎狀態存在，為自然發火提供了條件。（2）放頂煤開采造成工作面頂板活動加劇，頂板冒落帶高度增大，采空區往往不能及時塌實，采空區漏風強度進一步增大，為自然發火提供了條件。（3）放頂煤開采比其他采煤方法推進速度慢，不能使采空區氧化自燃帶很快進入到窒息帶；同時，放頂煤開采采空區空間大，區內空氣流動較慢，為采空區氧化自燃提供了良好的蓄熱環境。（4）為了保證綜放工作面良好的工作與安全環境，綜放開采一般采用支掩式支架與過渡支架，相對于工作面，綜放開采的采空區是一個封閉區域。此外，采空區遺煤的氧化帶與自燃帶一般在工作面30m之后，因而綜放開采采空區自燃火災具有較強的隱蔽性，不易發現，一旦在工作面發現異常時，采空區發火已經形成。

2綜采放頂煤工作面防滅火技術措施

2.1防火門位置的選定與構筑

1、為確保防火門長期正常穩定使用，結合工作面實際情況，兩巷防火門均在距離巷道開門點不大于5米處施工，且必須在工作面生產前構筑完成。2、防火門墻的構筑應符合下列要求：⑴防火門墻，必須用磚、沙、水泥等不燃性材料建筑。⑵墻體周邊掏槽均要見硬底、硬幫，與煤巖結實。⑶墻體無重縫、無干縫，灰漿飽滿，不漏風。⑷防火門必須保證靈敏可靠，在應急情況下能夠及時關閉。3、工作面回采結束后，必須在45天內撤除工作面內全部物資，并完成工作面永久性封閉。

2.2氮氣壓注系統根據工作面實際情況，擬采用地面注氮車間內制氮能力為600m3/h的制氮機對采空區注氮，300m3/h制氮機作為備用。注氮管路沿主井、西軌大巷、下車場、材聯、輔助軌道巷敷設，至二部上山上車場處分為2路：一路沿材聯、材料道敷設至切眼上端，釋放口留設進風隅角；一路軌皮1#聯絡巷、皮帶巷敷設至切眼下端，該管路留設2處釋放口，一個在回風隅角、一個在工作面切眼中部。隨工作面推采，每40～60米兩隅角各增敷設一路4寸管路，以便氮氣始終作用在氧化帶內。

2.3回采期間

1、綜采工區合理優化勞動組織，保證人員出勤率，盡量加快推進度，并做好頂板管理工作。2、綜采工區要加強放頂煤管理，盡可能多的將頂煤放凈，從源頭上降低自然發火威脅。如遇頂板破碎不易管理時，采空區丟煤高度不得超過500mm。3、隨工作面推進，綜采工區負責兩巷壓風管路、供水管路的回撤，但必須保證以上2路管路距離工作面不大于30米，以滿足采空區注水及兩隅角噴閉封堵需要。4、出切眼后，及時開啟采空區注水閥門，對架后頂煤進行灑水降溫，水量大小以不影響工作面生產為宜。5、通防工區認真做好兩隅角及端頭架后遺煤壓注凝膠惰化處理工作，嚴格做到有煤必注，每注必滿。壓注凝膠時須確保插槍深度及凝膠壓注量，發現凝膠外溢及時變化插槍位置，以實現大范圍內充填覆蓋。凝膠由水玻璃和碳酸氫銨按1：6（體積比）配比形成，其中基料為水玻璃，促凝劑為碳酸氫銨，可以根據現場情況適當調整，但必須以不堵塞管路為前提。隨工作面推進，當兩隅角頂板垮落較為充分時，每10米施工1道黃泥垛，黃泥垛打設必須保證牢固可靠，每層用兩排黃泥袋并逐層壓實，不得頭重腳輕，在傾斜巷道中打設時應先將底板墊平，墻體要有適當的迎山角。

2.4積極引進礦井防滅火新技術、新設備，進一步提升了礦井防滅火裝備水平

目前，礦井具有較為完善的防滅火系統，主要有注氮系統、注漿系統（包括地面注漿站、井下-700m水平臨時注漿站及移動注漿泵箱）、注二氧化碳系統（包括地面壓注氣態CO2系統和2個井下移動式壓注液態CO2防滅火裝置）、注凝膠系統、采空區注水系統及束管監測系統。此外，礦積極引進新技術、新設備，裝備了GC-9860型氣相色譜儀、GL-KZ-100-MM-H型連續分布式光纖測溫系統和SL-99-600型制氮機，進一步提升了礦井防滅火裝備水平，增加了防滅火監測及預防手段，為工作面安全生產奠定了基礎。工作面安裝前期，為超前預防，做了大量工作，具體如下：1、切眼中部頂板存在較大面積冒空區域，且具備良好的積熱條件，有較大自燃發火可能，為此，通防工區積極與通防副總、總工程師商討解決方案，目前已使用固泰噴涂1號高分子材料將整個高冒區做噴涂封堵處理，隔絕冒空區浮煤與氧氣的接觸，抑制煤體自燃。2、受兩側采空區影響，切眼頂煤較為破碎，為減緩這部分煤體的氧化速度，目前已采取大量化壓注凝膠的方式充填煤體裂隙并包裹浮煤。3、及時加固、封堵了切眼下端老空區密閉，減小了因該密閉受損導致采空區有毒有害氣體外溢進而影響工作面安全生產的可能。4、超前沿切眼頂部施工了注水孔，并每隔6米預留了1路Φ13mm的高壓注水管路，以期工作面出切眼后能達到降溫、滅火之效。5、工作面兩巷均構筑了防火門墻，暫將防火鐵門用防沖鏈固定在幫部，當工作面自燃發火形勢嚴峻且無法控制時，可實現對工作面的快速封閉，便于采取措施進行滅火。6、采空區基本是連通的，如采空區密閉處于負壓狀態，對采空區內氣體成分變化會有較大的擾動，有引發采空區復燃的可能性。故在工作面安裝之前，將工作面通防系統進行了調整，即皮帶巷回風、材料道進風。

2.5救災、撤人措施

（1）工作面回采期間任何人發現工作面或其它地點發生火情時，必須立即匯報礦調度室。同時，現場人員發現火災時應視火災性質、火情情況首先利用現場一切可以利用的力量積極直接滅火，無法撲滅時，按照避災路線佩戴好自救器有組織地撤離。（2）礦調度室接到火警報告后，應立即通知礦救護隊。救護隊在接到通知后，應以最快速度趕赴現場，迅速查明火情，向礦值班領導、礦長、總工程師及調度室匯報。并根據火災情況，經礦長、總工程師同意后迅速采取控制火勢的緊急措施，進行積極滅火。同時，礦調度室通知工作面回風流經路線的工作人員佩戴自救器按照避災路線安全撤出。（3）礦調度室接到火警報告后，應立即啟動《礦井防滅火預案》。在未經礦長、總工程師的同意，任何人無權擅自改變該區域的通風系統。（4）現場一切人員在直接滅火時應保證工作面風流方向的穩定性，在火源的回風側設水幕，水幕區長度不小于10m，以降低火煙溫度和避免形成火風壓。

結語

自路天礦建礦以來，對于這種埋藏淺、采用綜采放頂煤工藝生產的煤層，使用綜合防滅火技術方案后，治理效果突出。工作面開采四年期間沒有出現過采空區自然發火現象，有害氣體濃度正常，沒有影響人員和設備的作業安全，保證了工作面的安全、高效生產。

參考文獻：

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