綜合防滅火技術(shù)在綜放工作面的應(yīng)用

文/張曉東

綜采放頂煤工作面的開采強(qiáng)度大，具有高產(chǎn)、高效、低耗等優(yōu)點(diǎn)，但采空區(qū)遺留殘煤多，冒落高度大，漏風(fēng)嚴(yán)重，隨之出現(xiàn)難以解決的自然發(fā)火問題，嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)，因此解決綜放工作面的自然發(fā)火問題十分必要。根據(jù)鶴崗礦業(yè)集團(tuán)公司富力煤礦綜采一隊(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況，采取了相應(yīng)的防滅火措施，解決了綜采放頂煤生產(chǎn)過程中自然發(fā)火問題。

一、-450南18-2層綜放工作面概況

（1）該區(qū)為-450南18-2號層，該區(qū)右部為F1斷層，左部為設(shè)計(jì)停采線，上部為上段溜子道，下部為本段溜子道，上段已回采完畢。走向670m，傾斜100m，采高2.4m，可采儲量73.8萬噸。

（2）煤層厚度平均8.16m，煤層傾角平均29°，煤質(zhì)中硬，煤層層理較明顯，節(jié)理較發(fā)育。煤質(zhì)灰分5.16%，揮發(fā)分35.99%，容重1.35。該區(qū)煤層頂板無偽頂，直接頂20.77m細(xì)砂巖，老頂為21.39m細(xì)砂巖，底板為17.1m細(xì)砂巖。

（3）發(fā)火期為8個月，屬容易自燃煤層，該區(qū)在采上段時，曾在采空區(qū)出現(xiàn)過發(fā)火隱患。

（4）相對瓦斯涌出量1.3m3/T，煤塵爆炸指數(shù)38.67%。

（5）工作面布置采用走向長壁后退式一次采全厚采煤法，選用綜采液壓支架放頂煤工藝，頂板管理采用全部垮落法。

（6）采用U型通風(fēng)系統(tǒng)。

二、綜合防滅火技術(shù)手段

1.加快推進(jìn)度

據(jù)富力煤礦的經(jīng)驗(yàn)，綜放工作面月推進(jìn)大于50m可避免自然發(fā)火。綜采一隊(duì)采高2.4m，采放比1∶2，放煤步距1.6m，循環(huán)進(jìn)尺0.8m，日循環(huán)3個，日進(jìn)度2.4m，月進(jìn)尺70m，可有效避免自然發(fā)火。

2.穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)

（1）確定最佳配風(fēng)量。在確保安全的前提下，盡量降低工作面進(jìn)風(fēng)量，確定配風(fēng)量為600m3/min。

（2）增阻調(diào)節(jié)風(fēng)量。在工作面回風(fēng)道設(shè)3道調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)回風(fēng)量，同時也降低工作面進(jìn)回風(fēng)側(cè)風(fēng)壓，抑制采空區(qū)漏風(fēng)和后部采空區(qū)有害氣體向外擴(kuò)散。

（3）穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)。對該區(qū)的所有風(fēng)門都安裝連鎖裝置、保證通風(fēng)設(shè)施完好、兩道風(fēng)門不同時敞開、控制工作面風(fēng)量波動、保持工作面風(fēng)量風(fēng)壓穩(wěn)定。

（4）采取以上控制風(fēng)流措施后、該面風(fēng)量穩(wěn)定在580～650m3/min，達(dá)到預(yù)期調(diào)風(fēng)目的。

3.預(yù)測預(yù)報(bào)

（1）專人定點(diǎn)檢查。從工作面回采開始、每天三班定人定點(diǎn)（回風(fēng)流、上隅角、工作面軟幫5m，10m，15m，20m，25m，30m，下隅角共 8 個點(diǎn)）檢查 CH4，CO2,CO，O2氣溫和下隅角水溫，及時掌握溫度變化情況，檢查后立即上報(bào)分析。

（2）定期取樣分析。每周取樣化驗(yàn)一次并根據(jù)化驗(yàn)和檢查結(jié)果，分析煤氧化程度，主要以取樣氣體中出現(xiàn)乙烯判定發(fā)火依據(jù)，及時提出預(yù)報(bào)，采取措施。

4.上下兩巷防滅火

（1）及時噴碹。在掘進(jìn)期間，隨著掘進(jìn)工作面的正常推進(jìn)，后面及時對巷道噴漿處理，減少煤體氧化時間，一般噴漿距工作面20m為宜，不影響工作面進(jìn)展，工作面原始壓力能得到釋放，噴漿后碹體不易脫落。

（2）打鉆注水及滅火劑。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每隔3m施工一排鉆孔，一排3個鉆孔，向巷道上中下幫放工，角度30°左右，深度以施工到頂板為宜。

（3）抽漏點(diǎn)充填。對掘進(jìn)巷道期間出現(xiàn)的抽漏現(xiàn)象，及時充填，防止煤體氧化，聚集溫度。

5.切眼處防滅火

經(jīng)富力煤礦長期使用并研究，在切眼軟幫先施工兩排深孔，孔距為3m的鉆孔，上一排距底板1.5m；下一排距底板2.0m，仰角為35°，再向每個孔內(nèi)注6‰～8‰的MEA防滅火劑3～4m3，以煤壁出汗為宜。

6.工作面推進(jìn)一定距離防滅火

（1）采空區(qū)注漿。在該面材料道敷設(shè)一路∮108注漿系統(tǒng)形成前注水，形成后注漿（漿液水土比為4∶1）每推進(jìn)30m注漿1次，每次注漿以下隅角出漿為宜。

（2）減少采空區(qū)漏風(fēng)。一是掛風(fēng)帳子，有專人在工作面兩道上下隅角后掛風(fēng)帳子，風(fēng)帳子隨工作面軟幫前移。二是編織袋打墻，工作面每推進(jìn)5m在其兩道后用碎煤摻MEA-1防滅火劑，用水灑濕，裝進(jìn)編織袋砌墻。三是注封堵劑，在回風(fēng)道內(nèi)1.6m高度，每隔5m向煤柱施工深5m的∮50鉆孔，插入外端帶絲的∮25鋼管，用膨脹藥卷封孔，封孔長度不小于1m，每孔約注3～4m3，6‰～8‰ MEA-1 防滅火劑后每孔注 2～3m3封堵劑。

（3）注阻化劑。工作面軟幫放完煤后注阻化劑，注阻化劑順序由上向下，每開一刀軟幫注一次，阻化劑的配比濃度為20%，且不少于5kg/m2，每刀注540kg，注阻化劑必須做到專泵、專人、專用管路、專用工具。

（4）超前兩道防火措施。工作面上下兩道因受采動影響產(chǎn)生變形，須及時用錨桿和鋼帶加固，再噴碹處理。

（5）注氮防滅火。在采空區(qū)預(yù)埋設(shè)了一趟∮50mm注氮管路進(jìn)行開放性注氮，當(dāng)工作面推進(jìn)100m后，根據(jù)采空區(qū)浮煤氧化情況，開始對工作面進(jìn)行開放性注氮，以達(dá)到降低采空區(qū)氧氣含量，遏制浮煤氧化速度。

7.特殊地點(diǎn)防滅火

（1）工作面推進(jìn)至風(fēng)道抽放窩子采取防火措施。在窩子四周打鉆注阻化劑、滅火劑，將原有抽放鉆孔作消火鉆孔使用，向孔內(nèi)注水等，防止工作面過抽放窩子時出現(xiàn)隱患。

（2）工作面對過斷層、調(diào)面措施。工作面對過斷層、調(diào)面時推進(jìn)速度緩慢，除落實(shí)常規(guī)措施外，對工作面軟幫插鋼管向采空區(qū)注MEA防滅火劑，以向外流淌為宜，每班注漿1次。

8.回撤期間防滅火

（1）降低風(fēng)量。在回撤期間降低工作面風(fēng)量為200m3/min，通過回風(fēng)道調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)以保證風(fēng)流暢通、防止形成獨(dú)頭。

（2）上下隅角打墻、工作面灑滅火劑。工作面停止回采時，在上、下隅角先用碎煤摻滅火劑打墻、再用快速密閉噴涂封堵后，均撒MEA-1防滅劑，用水沖濕。

（3）放矸石帶、埋管注漿。工作面正常推進(jìn)距停采線40m時，放出一條矸石防火隔離帶。距停采線30m處埋管注漿。

（4）加快回撤進(jìn)度，準(zhǔn)備密閉材料。綜放工作面設(shè)備用18天就回收完畢。再用3天裝事先準(zhǔn)備的兩道密閉材料，將進(jìn)回風(fēng)道的密閉構(gòu)筑完畢，充沙隔絕。

9.封閉后防滅火

封閉后主要采用地面灌漿系統(tǒng)向采空區(qū)大范圍充填粉煤灰和砂子，形成以粉煤灰為主的膠體防滅火材料，預(yù)防采后采空區(qū)內(nèi)剩余煤炭自燃。

三、結(jié)論

通過富力煤礦-450南18-2層綜采一隊(duì)采取以上措施，以及使用引進(jìn)的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料和新工藝，該工作面在300天回采完畢和18天回撤完成，杜絕了煤層自然發(fā)火現(xiàn)象，保證了綜放工作面安全順利回采。共計(jì)采出原煤近80萬噸，實(shí)現(xiàn)利潤8000余萬元，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。