談煤礦綜放工作面防滅火技術(shù)

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摘要:為做好綜放工作面的防滅火工作，介紹了南屯煤礦綜放工作面工程概況，提出了一系列開(kāi)采過(guò)程中的防滅火措施，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，通過(guò)綜合應(yīng)用這些防滅火措施，能很好地防治工作面火災(zāi)，可達(dá)到更好地保障礦井綜采工作面安全生產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞:工作面;概況;防滅火;措施

引言

自然發(fā)火煤層，尤其是運(yùn)用綜采放頂煤工藝進(jìn)行開(kāi)采的煤層，其采空區(qū)存在較多的浮煤，若不能及時(shí)處理，極易導(dǎo)致自燃問(wèn)題。為有效避免內(nèi)因火災(zāi)的發(fā)生，在開(kāi)采過(guò)程中可采取注凝膠、注氮等措施，以及運(yùn)用賽福特SF－3高分子材料來(lái)封堵采空區(qū)的沿空掘巷，可有效避免內(nèi)因火災(zāi)的產(chǎn)生。

1工程概況

南屯煤礦井田，東邊起源為嶧山斷層，西邊臨界為里彥區(qū)和馬家樓斷層，南部則與北宿井田相臨，北邊接壤于東灘礦井。東西距離10．5km，南北則存在5．2km的寬度，共計(jì)為54．6km2。該煤礦的設(shè)計(jì)公司為原華東煤炭基本建筑公司所設(shè)計(jì)。井田的地質(zhì)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)為33019．7萬(wàn)t，可開(kāi)采的儲(chǔ)量為21465．9萬(wàn)t。煤層共有7層，3上，3、16上、17層整區(qū)具有穩(wěn)定的可采性，6、15上、18上層則只有局部可采。可采的煤層共有12．54m的厚度，其中3上、3層煤總厚8．56m，煤層保持3°～15°的角度。該礦井的沼氣濃度較低，存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，各個(gè)煤層之間都存在自然發(fā)火的跡象。

2開(kāi)采過(guò)程中的防滅火措施

為有效避免內(nèi)部火災(zāi)的發(fā)生，南屯煤礦采用了采空區(qū)注氮、煤層注水等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)防滅火目的。為了抑制自然發(fā)火的發(fā)生及延伸，提高生產(chǎn)的安全性，筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，提出了一些綜放工作面在開(kāi)采過(guò)程中的綜合防滅火措施。

2.1建立監(jiān)測(cè)監(jiān)控和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)

1)建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)。在軌道順槽采空區(qū)設(shè)置一個(gè)單芯束管，膠帶順槽應(yīng)當(dāng)在采空區(qū)回風(fēng)隅角處設(shè)置一個(gè)單芯束管，并隨著作業(yè)面的掘進(jìn)不斷向外推移，與回風(fēng)暗斜井束管的主管路形成連接，聯(lián)接至監(jiān)測(cè)室，以完成O2，CO，CO2，N2等各種氣體的濃度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，促使防滅火工作得以正常展開(kāi)。2)建立監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)。在膠帶順槽JS2部位分別安裝1臺(tái)CO、CH4和溫度傳感器;膠帶順槽與煤壁之間的距離小于10m處安裝1臺(tái)CH4傳感器;回風(fēng)隅角部位分別安裝1臺(tái)氧氣及一氧化碳傳感器，利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，使其傳到調(diào)度指揮中心;在回風(fēng)隅角的關(guān)門柱處，每班都需要設(shè)置一氧化碳、氧氣及甲烷易攜式報(bào)警儀，這些儀器的負(fù)責(zé)人為每班的班組長(zhǎng)，確保儀器可隨時(shí)使用;開(kāi)展有效的人工監(jiān)測(cè)，運(yùn)用相應(yīng)的氣體檢測(cè)儀來(lái)抽取樣本，使用氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，以此來(lái)檢測(cè)自然發(fā)火的狀況。人工采樣點(diǎn)的設(shè)置:進(jìn)風(fēng)及回風(fēng)隅角、回風(fēng)巷CO傳感器、10～60架范圍架后取點(diǎn)2個(gè)、留設(shè)的束管及其他異常部位。

2.2采取綜合防滅火措施

1)注氮體系。采用移動(dòng)式膜分離制氮設(shè)備來(lái)制造氮?dú)?，?jīng)過(guò)Φ108無(wú)縫鋼管傳輸?shù)阶鳂I(yè)面中，每間隔4h進(jìn)行一次注氮，停止生產(chǎn)檢修階段需要24h注氮。2)注漿體系。在工業(yè)廣場(chǎng)之內(nèi)安裝相應(yīng)的注漿系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)Φ159和Φ108無(wú)縫鋼管分別傳輸?shù)杰壍理槻鄣拈_(kāi)門部位和作業(yè)面，依據(jù)監(jiān)測(cè)的實(shí)際狀況來(lái)進(jìn)行運(yùn)用。3)噴灑阻化劑系統(tǒng)。采用移動(dòng)式噴射泵來(lái)噴灑阻化劑，并經(jīng)過(guò)Φ13高壓膠管傳輸?shù)阶鳂I(yè)面，每天都需要噴灑端頭。4)安裝防火門。分別在膠帶及軌道的順槽部位設(shè)置1個(gè)防火門。5)筑起隔離墻。在回采的過(guò)程中，每間隔50m就需要在兩順槽筑起隔離墻，避免頂板塌落之后三角形懸頂區(qū)域形成導(dǎo)風(fēng)通道。

2.3終采和回撤期間的防滅火措施

1)增強(qiáng)灑水。作業(yè)面應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)至停采線50m之后，及時(shí)有效地處理兩順槽端部的遺煤，充分潤(rùn)濕粉碎煤體，減小煤體的氧化速率。2)強(qiáng)化觀測(cè)。在進(jìn)行停采及撤架的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)作業(yè)面及采空區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，并及時(shí)校正CO與溫度傳感器，保證靈敏度及可靠性。3)適當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)量。停采之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其維持在800m3/min左右，隨著支架回撤，在成為掩護(hù)架之后，作業(yè)面應(yīng)當(dāng)采取軌道順槽局部供風(fēng)，利用Φ800mm風(fēng)筒聯(lián)接至回撤部位。4)設(shè)置感溫光纜。在兩順槽及停采線的切眼部位安裝感溫光纜，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化。5)注入凝膠。在回撤支架的過(guò)程中，作業(yè)面頂板塌落之后應(yīng)立即注入凝膠，及時(shí)處理遺煤。6)筑造密閉墻。作業(yè)面在采取局扇供風(fēng)之后，需要永久封閉運(yùn)輸順槽部位的防火門。一旦完成回撤，則需要立即永久封閉上順槽處的防火門。

2.4密閉后采空區(qū)防滅火措施

1)注氮。在封閉之后，應(yīng)及時(shí)注入氮?dú)?，并確保壓柱量維持在400m2/h左右，利用作業(yè)面軌道順槽之內(nèi)的防滅火管道來(lái)進(jìn)行壓注，當(dāng)束管之內(nèi)氧氣的濃度降低到3%以下，則需要停止注入。2)對(duì)氣體進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。自封閉之后，開(kāi)始采集束管及密閉內(nèi)外的樣品，并開(kāi)展有效的檢測(cè)，充分了解采空區(qū)內(nèi)部氣體的變化狀況，同時(shí)對(duì)密閉內(nèi)、外形成的氣壓差進(jìn)行分析。3)對(duì)溫度實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。通過(guò)運(yùn)用感溫光纜及地面檢測(cè)設(shè)施來(lái)監(jiān)測(cè)采空區(qū)的溫度變化，依據(jù)相關(guān)結(jié)果來(lái)采取針對(duì)性的措施。4)涂刷封堵材料。通過(guò)將賽福特SF－3高分子材料噴涂在采空區(qū)兩側(cè)的沿空掘巷及兩順槽的穿層部位，以實(shí)現(xiàn)堵漏的目的。

3實(shí)施效果分析

3.1回采期間效果分析

南屯煤礦在開(kāi)展回采作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)采空區(qū)內(nèi)的相關(guān)氣體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)未產(chǎn)生煤層自燃現(xiàn)象，具備較好的防滅火效果。

3.2密閉后采空區(qū)防滅火效果分析

南屯煤礦通過(guò)對(duì)密閉后采空區(qū)采取各個(gè)防滅火措施之后的氣體進(jìn)行分析可知，不存在煤層自燃問(wèn)題，具有較好的防滅火作用。

3.3噴涂封堵材料效果分析

南屯煤礦采空區(qū)在開(kāi)展防滅火管理的過(guò)程中，由于壓力會(huì)對(duì)其兩側(cè)的沿空掘巷造成一定的影響，進(jìn)而導(dǎo)致煤巖柱出現(xiàn)裂縫，采空區(qū)出現(xiàn)漏風(fēng)問(wèn)題。在運(yùn)用賽福特SF－3高分子材料進(jìn)行堵漏之后，利用了感溫光纜來(lái)監(jiān)測(cè)溫度的前后變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這是一種科學(xué)有效的防滅火措施。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在南屯煤礦多年防滅火工作實(shí)踐，以及結(jié)合自身的一些防滅火知識(shí)，筆者認(rèn)為要想做好綜放工作面的防滅火工作，必須充分重視以下幾點(diǎn)。1)應(yīng)創(chuàng)建起有效地監(jiān)測(cè)監(jiān)控及預(yù)報(bào)體系，對(duì)采空區(qū)內(nèi)煤層發(fā)生的自燃狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并依據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)，及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行預(yù)滅火。2)應(yīng)通過(guò)應(yīng)用噴灑阻化劑、注入氮?dú)獾却胧﹣?lái)開(kāi)展防滅火工作，這樣可有效避免采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)事故。3)在采空區(qū)周圍沿空掘巷的過(guò)程中，可以利用賽福特SF－3高分子材料來(lái)進(jìn)行堵漏，并再次壓制相應(yīng)的惰性氣體，這樣可達(dá)到更好的防滅火效果。

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作者：潘從旺 李壘 許召健 單位：兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦