赤峪工區總回風斜井周邊火區的監測與防治

許福平

(霍州煤電集團公司曹村煤礦，山西 霍州 031400)

·技術經驗·

赤峪工區總回風斜井周邊火區的監測與防治

許福平

(霍州煤電集團公司曹村煤礦，山西 霍州 031400)

赤峪工區為霍州煤電集團曹村煤礦整合礦井，其回風斜井周邊存在火區，由于漏風量大、火區分布狀態不明等原因，導致CO異常涌出，威脅煤礦安全生產。為此，采取調整通風系統、利用速凝固化劑封閉漏風源、加強監控等一系列措施，對火區進行綜合防治。結果表明:一周后，CO濃度大幅下降，C2H4氣體消失，火災得到了有效控制，可為同類問題的處理提供借鑒。

回風料井;火區密閉;通風系統;CO;監測;防治

赤峪工區、宋莊煤礦是霍州煤電集團曹村煤礦的整合礦井，與原曹村煤礦合體，實施一體化開采。其中:整合前的赤峪工區為單一源匯的網絡結構;以主斜井進風，回風斜井回風。由于回風斜井與周邊的火區存在裂隙溝通關系，加之，巷道年久失修、漏風嚴重等因素，致使周邊火區不能有效控制，回風斜井巷內一直有CO涌出現象。雖經采取多項措施，使CO濃度控制在15×10－6～20 ×10－6，但造成人力、物力消耗較大，而且采取的措施效果不明顯。為確保一體化開采礦井的安全生產，決定對赤峪回風斜井周邊的火區進行監測與防治技術研究。

1 火情監測

赤峪工區自整合以來，回風斜井巷CO濃度一直為3×10－6～5×10－6，該巷道從2010年2月開始采取封閉管理措施，每天由2名瓦檢員進行檢查，其他人員嚴禁隨意進入，實行日檢測匯報制度。4月15日檢測中發現總回風巷中CO濃度忽然增至18×10－6;16日該巷架棚支護段頂板裂隙中CO濃度為131×10－6，巷道風流中已達到 19 ×10－6，巷壁局部達到27×10－6;17日該巷架棚支護段頂板CO仍異常涌出，濃度140×10－6，總回風巷風流中CO濃度達24 ×10－6。表明:火區發展迅速［1－2］。

為進一步了解火區的發展及確定火區的位置，共設序號為A～G的8個測點，見圖1，并與4月26日實施綜合滅火方案，方案實施前后各測點CO的濃度變化見圖2。

圖1 火區監控點與密閉墻布置圖

圖2 各測點CO濃度變化曲線

從圖2可以看出:從實施滅火工程至5月7日，歷時1周，火勢得到了有效的控制。

2 防控措施

2.1 合理調整通風系統，減少火區漏風

赤峪煤礦通風方式為抽出式，總回風量2 100 m3/min，通風負壓達到2 600 Pa，存在通風路線長(12 000余m)，巷道斷面較小，一般為8～9 m2，特別是總回風斜井內巷道失修、頂板壓力大、裂隙較多、斷面較小(最小區段僅4～5 m2)，造成主扇高負壓運行，導致周邊火區供氧充足，是火區不能得到有效控制的主要原因。因此，對赤峪通風系統進行合理調整，即封閉赤峪回風斜井，原進風斜井作為曹村礦的進風井口之一，提高有害氣體涌出點的氣壓，減少火區向外漏風，有效遏制火區蔓延［3］。

另外，對2個廢棄井口(編號為03#、07#)采取封閉措施，以減少漏風。03#立井井筒直徑2 m、深度70 m，填黃土220 m3;07#立井井筒直徑2.5 m、深度90 m，填黃土450 m3，將2個井口全部填死，并進行澆灌處理，澆灌厚度均為1 m，各立碑1塊作為標志［4］。

2.2 合理確定封閉位置，確保有效封堵

由于赤峪總回風斜井周邊火區巷道較多，且與進、回風井的聯巷也較多，目前雖采取封閉措施，但封閉的質量不高，仍存在漏風現象。在原通風系統不改變的情況下，火區內的有害氣體，經由回風斜井直接排出地面，不會進入工作面;但通風系統調整后，火區內的有害氣體涌出后有可能隨著新鮮風流進入工作面，對井下工作面形成威脅。

因此，合理確定封閉火區位置十分關鍵，經過現場勘查和研究，決定對通往赤峪進風大巷(450水平大巷)的6條聯巷、總回風巷與450水平大巷末端交叉點處、總回風巷內漏風較嚴重的4條巷道進行封閉(見圖1)，確保有效封堵。

2.3 采用新型材料進行有效封堵，確保封堵效果

在赤峪回風斜井封閉工程中采用礦用新型“速凝固化劑”作為封堵材料，所有密閉墻體均重新構筑，具體技術參數見表1。

表1 赤峪總回風井的密閉墻材料技術參數

密閉墻設計選用“兩墻一料”的工藝進行，即在原密閉墻前破碹掏槽，在破碹處分別砌筑兩道石墻，石墻厚度每道為50 cm，兩道石墻間隙為1 m，在1 m間隙處充填速凝固化劑筑新的密閉墻，見圖3。

圖3 密閉墻施工示意圖

采用速凝固化材料構筑密閉墻體，其效果表現為兩點:一是該材料經過加水攪拌后，濃度達到60%左右時，具有很強的滲透力，漿液能夠有效滲透到煤幫裂縫和頂板夾層中。在進行二次膨脹后，使料漿和巷道幫頂緊密黏結，結成了一個嚴密的整體，解決了傳統密閉墻不能接幫接頂的問題。保證了墻體密實牢固，不漏風，不透氣。二是該材料具有強度隨時間變化的特點，時間越長，其抗壓強度越大，3天后可以達到2 MPa以上，28天終凝后，可以達到5 MPa以上，完全符合安全規程要求，可以有效支撐巷道礦壓，保證封閉效果。

2.4 加強封閉區段的日常監測及氣體分析

為確保在封閉之后能對封閉巷道內的有害氣體進行分析，同時掌握閉墻內外的壓力變化，在施工閉墻時預留觀測孔(增設閥門)，預留管路安設“U”型壓差計，在閉墻前安設瓦斯、CO及溫度傳感器，做到對各項參數的實時監測，對閉墻及火區的管理嚴格執行《煤礦安全規程》第237、247、248條等相關管理規定［5］。

3 結論

通過對整合礦井總回風井周邊火區采用調整通風系統，選取合理的封閉位置及選取特殊材料進行有效封堵及日常的監測檢查管理，確保了礦井火區的有效控制，保證了礦井安全生產，通過對氣體成分及有關參數進行分析，各項指標均符合《煤礦安全規程》有關規定要求，火區各項指標明顯降低，火區得到了有效控制，效果明顯。

［1］ 鄧存寶，王繼仁，洪林.礦井封閉火區內氣體運移規律［J］.遼寧工程技術大學學報，2004.23(3):296－298.

［2］ 張光前.太平煤礦急傾斜煤層自然傾向性與火區治理技術研究［D］.重慶大學，2008.

［3］ 賈廷貴，王樹剛，曲國娜，等.風路敏感特性對通風系統風流穩定性的影響［J］.采礦與安全工程學報，2012，29(1):140－143.

［4］ 馬 礪，姜廣臣，董伯頂.八一煤礦802火區的綜合治理［J］.礦業安全與環保，2005，32(3):64－65.

［5］ 王冰山，尤文順，王冰松.柴家溝煤礦井下火區治理與啟封決策［J］.煤炭科學技術，2012，40(1):78－82.

Monitoring and Prevention＆Control on Fire Zone of the Total Return Air Inclined Shaft in Chiyu Mine

Xu Fu－ping

The Chiyu work area is integrated mine which belong to the Caocun mine of Huozhou coal electricity group，which has a fire zone near its return air inclined shaft.Because of the large amount of air leakage and the unknown distribution of the fire zone，the CO emission is always abnormal，acting as a threat to mine safety and production.In this respect，the following measures have been taken to realize the prevention and control that adjusted the ventilation system，made closure of air leakage source by speed solidification agent and enhanced the monitoring.The results show that after a week，the concentration of CO decreases greatly and the C2H4emission vanishes.The fire hazard has been controlled effectively，which can provide a useful reference when the similar problems arise.

Return air inclined shaft;Fire enclosure;Ventilation system;Carbonic oxide;Monitoring;Prevention and control

TD75+2

A

1672－0652(2012)08－0029－03

2012－07－02

許福平(1971—)，男，山西洪洞人，2004年畢業于太原理工大學函授班，工程師，主要從事礦井通風管理工作(E －mail)zxk0357@163.com