高瓦斯、易自燃煤礦工作面回撤防滅火措施研究

楊學(xué)仁 王建林

（新疆大黃山豫新煤業(yè)有限責(zé)任公司通防部，新疆 阜康 831509）

1 概況

新疆大黃山煤礦行政區(qū)劃屬昌吉回族自治州阜康市管轄。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式，主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式，礦井屬高瓦斯礦井，可采煤層煤的自然發(fā)火期3～6個(gè)月，屬易自燃煤層。

此次回撤工作面為+733八尺綜采工作面，采用走向長壁垮落采煤法，一次采全高綜采放頂煤采煤工藝。工作面采用兩進(jìn)一回通風(fēng)方式，下巷標(biāo)高+733m，中巷標(biāo)高+780m，回風(fēng)巷標(biāo)高+810m。工作面可采走向長度1430m，傾向長度162m，準(zhǔn)備液壓支架108副，工作面坡度25°～29°。

2 組織措施

（1）調(diào)度室負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)防火治理工作中人力、物料及其治理措施監(jiān)督落實(shí)工作，負(fù)責(zé)向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)現(xiàn)場情況，向現(xiàn)場下達(dá)領(lǐng)導(dǎo)安排工作任務(wù)命令，并做好記錄，確保工作面回撤設(shè)備期間監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、監(jiān)控有效。

（2）綜采隊(duì)負(fù)責(zé)工作面勞力調(diào)配，工作面端頭堵漏、風(fēng)障掛設(shè)等措施落實(shí)。

（3）通防隊(duì)負(fù)責(zé)預(yù)埋注漿、注氮管路及措施的實(shí)施，噴灑阻化劑等工作。

（4）機(jī)運(yùn)隊(duì)負(fù)責(zé)對地面注氮機(jī)、注二氧化碳設(shè)備的日常維護(hù)，保證注氮量和氮?dú)鉂舛确弦螅⒍趸荚O(shè)備能夠隨時(shí)投入使用。

（5）救護(hù)隊(duì)負(fù)責(zé)在工作面支架等設(shè)備回撤期間，按照通風(fēng)部氣體檢查取樣要求每天做好工作面氣體檢查及取樣工作。

（6）安檢部負(fù)責(zé)工作面回撤支架等設(shè)備期間防滅火安全技術(shù)措施執(zhí)行情況的監(jiān)督。

（7）通風(fēng)部負(fù)責(zé)安全技術(shù)措施制定、檢查、督促及落實(shí)，并負(fù)責(zé)現(xiàn)場防滅火技術(shù)指導(dǎo)、工作面調(diào)配風(fēng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，及時(shí)匯報(bào)。

3 應(yīng)急準(zhǔn)備工作

（1）下巷、中巷及回風(fēng)巷提前構(gòu)筑均壓風(fēng)門，并安裝風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒到位，能夠隨時(shí)投入使用。

（2）提前聯(lián)系好液態(tài)二氧化碳廠家，氣體濃度符合要求，工作回撤期間若回風(fēng)流一氧化碳濃度達(dá)到10ppm時(shí)，能夠及時(shí)將二氧化碳運(yùn)輸?shù)轿弧?/p>

4 技術(shù)措施

4.1 調(diào)整工作面風(fēng)量，加強(qiáng)通風(fēng)管理

（1）工作面回撤支架等設(shè)備期間，減少工作面風(fēng)量，由目前風(fēng)量480m3/min，減小到300～350m3/min，適當(dāng)控制回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗的開啟面積，提高工作面風(fēng)流靜壓，抑制采空區(qū)氣體的涌出強(qiáng)度。

（2）工作面支架及設(shè)備自上而下回撤。

（3）工作面回風(fēng)流CO達(dá)到10ppm以上，則工作面啟動(dòng)均壓防滅火措施。

（4）測風(fēng)人員每3d必須對回撤工作面風(fēng)量測定一次，盡量保證上、下巷風(fēng)量保持一致。同時(shí)，保證工作面安全出口及其以外50m范圍內(nèi)通風(fēng)線路暢通。

（5）運(yùn)輸設(shè)備時(shí)嚴(yán)禁同時(shí)打開兩道風(fēng)門。

4.2 做好漏風(fēng)通道的封堵

（1）綜采隊(duì)對工作面上下端頭靠采空區(qū)側(cè)構(gòu)建煤袋墻厚度不小于1m，且黃泥全斷面抹面嚴(yán)實(shí)。

（2）必須在工作面上下端頭吊掛好擋風(fēng)帳。具體要求為：采面下端頭擋風(fēng)障第一道從巷道南幫沿著前立柱掛至20副支架位置。后尾梁設(shè)置風(fēng)帳，從工作面上幫緊貼網(wǎng)子掛設(shè)，每回撤一副支架，擋風(fēng)簾自上往下延伸。

（3）采面距停采線20m時(shí)停止放頂煤。

（4）采面中巷、上巷鉆孔在采面回撤支架等設(shè)備前全面排查，發(fā)現(xiàn)有鉆孔漏風(fēng)現(xiàn)象及時(shí)處理；救護(hù)隊(duì)每天對工作面鄰近密閉進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)漏氣點(diǎn)及時(shí)處理，并做好記錄。

4.3 采空區(qū)實(shí)施注氮惰化氣體

（1）必須確保注氮系統(tǒng)可靠。一是做好對工作面下端頭壓埋管強(qiáng)力注氮工作，二是做好工作面注氮管壓埋工作。注氮管壓埋位置在停采線位置向采空區(qū)50～60m之間壓埋一根（即1號(hào)管），停采線位置向采空區(qū)30～40m之間壓埋一根（即2號(hào)管），停采線位置向采空區(qū)15～25m之間壓埋一根（即3號(hào)管）。各管路要求有明顯標(biāo)識(shí)，注氮管埋設(shè)圖如圖1所示。

圖1 注氮管路埋設(shè)圖

（2）注氮量。1號(hào)管路首次注氮量不少于20000m3，2號(hào)管路首次注氮量不少于25000m3，3號(hào)管路首次注氮量不少于8000m3。1～3號(hào)管路首次注氮量結(jié)束后，要求1～3號(hào)管并聯(lián)實(shí)施連續(xù)注氮，每小時(shí)注氮量不小于500m3。

（3）工作面下端頭實(shí)施連續(xù)性注氮，注氮期間，注氮濃度必須保證在97%以上，前3d工作面要實(shí)施強(qiáng)力注氮量800m3/h 。每天安排人員對注氮機(jī)注氮濃度進(jìn)行取樣、化驗(yàn)，并及時(shí)將化驗(yàn)結(jié)果報(bào)調(diào)度室、通風(fēng)部。

（4）專用注氮管由通防隊(duì)負(fù)責(zé)巡查，確保注氮暢通可靠。

（5）根據(jù)實(shí)際情況，如需啟動(dòng)和停止注氮必須請示公司總工，經(jīng)總工同意后方可啟動(dòng)或停止注氮，調(diào)度室做好記錄。其他單位和個(gè)人嚴(yán)禁私自啟動(dòng)或停止。

4.4 工作面上部采空區(qū)及架后注漿

（1）通防隊(duì)注漿人員嚴(yán)格按照要求實(shí)施注漿工作，注漿濃度不得低于30%，要求做好注漿記錄。

（2）具體注漿位置。① 一是本分層注漿。在采面上端頭預(yù)埋管進(jìn)行架后注漿，在上端頭預(yù)埋注漿管路，第一根長度控制50～60m之間（1號(hào)管），第二根長度控制在30～40m之間（2號(hào)管），第三根長度控制在15～25m之間（3號(hào)管）。1～3號(hào)預(yù)埋注漿管對架后實(shí)施注漿，每班間歇式注漿時(shí)間每個(gè)管路控制在1.5h左右，架后1～3號(hào)管路循環(huán)注漿，每次注漿時(shí)間控制在30min左右。② 二是中大采空區(qū)注漿。在中巷及回風(fēng)巷施工鉆孔，向上部采空區(qū)注漿，要求多輪少量循環(huán)注漿，單孔混合注漿量控制在150～250m3之間，每班次注漿時(shí)間控制在2.5h左右。

（3）通風(fēng)部技術(shù)人員將注漿鉆孔的孔號(hào)和單孔注漿量如實(shí)、準(zhǔn)確地填寫和上圖，并及時(shí)調(diào)整注漿量。

4.5 工作面實(shí)施噴灑阻化劑

（1）回撤前，對架后進(jìn)行一次自上而下噴灑阻化劑措施，每5架實(shí)施一次，每次噴灑量控制在20m3左右，共計(jì)噴灑450m3。

（2）工作面設(shè)備回撤期間，在回撤后溜時(shí)對浮煤實(shí)施噴灑阻化劑。

（3）每回撤一副支架后對浮煤上實(shí)施噴灑黃土或阻化劑，厚度不低于2cm。

4.6 加強(qiáng)工作面氣體監(jiān)控

（1）安全監(jiān)測監(jiān)控工作必須跟進(jìn)到位，CH4、CO、溫度等傳感器按規(guī)定設(shè)置到位、定期標(biāo)校，確保傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

（2）回撤期間，每天對采面上隅角、工作面臨近密閉、回風(fēng)高位鉆場抽放孔進(jìn)行檢測和取樣，當(dāng)班瓦斯檢查員負(fù)責(zé)每2.5h向調(diào)度室匯報(bào)一次氣體檢測情況。

（3）安排好化驗(yàn)室人員，確保對取定的氣樣及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行化驗(yàn)分析。

5 應(yīng)急處置措施

5.1 上端頭冒堵塞、采面通風(fēng)處置措施

回撤設(shè)備期間，一旦上端頭區(qū)域垮落將回風(fēng)線路堵塞，立即調(diào)整工作面風(fēng)量。利用回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)控工作面風(fēng)量，以工作面瓦斯、風(fēng)速符合規(guī)定為原則實(shí)施調(diào)控。

5.2 工作面出現(xiàn)CO處置措施

（1）工作面回撤設(shè)備期間出現(xiàn)CO或回風(fēng)流CO達(dá)到10ppm以上，并呈持續(xù)上升之勢，則立即實(shí)施聯(lián)合均壓措施。

（2）利用回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，實(shí)施調(diào)控工作面風(fēng)量及風(fēng)壓。

（3）下巷選用2×30kW局部通風(fēng)機(jī)（一用一備），Φ1200mm“雙抗”風(fēng)筒；中巷選用2×15kW局部通風(fēng)機(jī)（一用一備），Φ800mm“雙抗”風(fēng)筒。必須堅(jiān)持“雙電源和自動(dòng)倒臺(tái)”。

（4）均壓措施期間，通風(fēng)部負(fù)責(zé)安裝“U”型壓力計(jì)觀測風(fēng)壓，利用空盒氣壓計(jì)觀測壓力。

（5）啟動(dòng)均壓設(shè)施及風(fēng)機(jī)，根據(jù)工作面CH4、CO、風(fēng)速、溫度等要求，合理調(diào)配采面風(fēng)量。

（6）實(shí)施均壓期間，均壓設(shè)施必須派專人設(shè)看護(hù)。一是防止設(shè)施破壞，二是防止局扇突然停運(yùn)能及時(shí)啟動(dòng)備用局部通風(fēng)機(jī)，三是每天定人定點(diǎn)測風(fēng)，四是發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，及時(shí)匯報(bào)。

（7）綜采隊(duì)負(fù)責(zé)連接均壓風(fēng)機(jī)電源，檢查好風(fēng)機(jī)，開關(guān)和看管均壓風(fēng)機(jī)、風(fēng)門，確保設(shè)備、設(shè)施使用、運(yùn)行可靠；通防隊(duì)負(fù)責(zé)做好回風(fēng)風(fēng)門檢修和均壓風(fēng)機(jī)風(fēng)筒連接、過風(fēng)門墻洞、過皮帶堵漏風(fēng)處理工作。

（8）均壓風(fēng)門進(jìn)出要輕關(guān)，嚴(yán)禁兩道風(fēng)門同時(shí)打開，風(fēng)窗嚴(yán)禁封堵或隨意取調(diào)節(jié)板。

（9）實(shí)施均壓期間，利用采面上端頭壓埋的注漿管路灌注二氧化碳，首次灌注二氧化碳不少于16000m3。

6 結(jié)語

通過以上措施的落實(shí)，新疆大黃山煤礦+733八尺綜采工作面（長162m，液壓支架108副）安全回撤，并實(shí)施永久密閉。此次工作面順利回撤，為此類高瓦斯、易自燃煤礦工作面回撤提供了技術(shù)保障。