采空區CO泄漏事故分析及防治煤層自燃措施

羅 利

（淮北楊柳煤業公司， 安徽淮北市 235034）

采空區CO泄漏事故分析及防治煤層自燃措施

羅 利

（淮北楊柳煤業公司， 安徽淮北市 235034）

介紹淮北楊柳煤業公司10414綜采工作面采空區CO泄漏原因及防治煤層自燃的有效措施。通過底板抽采巷鉆場抽采管路向工作面采空區注入三相泡沫，同時加快工作面推進速度和對底板抽采巷、采空區進行注漿封堵，可有效地減少CO產生和外泄，從而達到防治采空區煤層自燃的目的。

綜采工作面；CO泄漏；煤層自燃；防范措施；三相泡沫

淮北楊柳煤業公司礦井由中煤南京設計院設計，采用立井開拓方式。礦井于2005年興建，設計生產能力定為180萬t／a，設計服務年限為55.8a。礦井主要開采煤層有3煤、8煤和10煤，根據《安徽省濉溪縣楊柳井田地質勘探地質報告》，礦井在詳查期間用集氣法采集利用瓦斯樣12個，其中31煤、32煤、71煤、72煤、81煤各1個，82煤2個，10煤5個。10煤層9－10－2孔在－634.70m處測得瓦斯含量（可燃基）為13.01cm3／g。原設計為高瓦斯礦井，現已鑒定為瓦斯突出礦井。

1 10414工作面概況及CO泄漏事故

10414工作面走向長平均1095m，傾向長180 m，煤層傾角為2°～11°，平均5°；工作面標高為－564.7～－598.3m。采場結構如圖1所示，該工作面為楊柳煤礦首采工作面，位于104采區東翼，上為10416工作面，下為10412工作面，目前2個工作面正在施工底板抽采巖巷。左為東翼回風大巷，右以小沈家斷層保護煤柱為界。工作面可采煤層為10煤，平均厚度為3.1m，10煤為突出煤層，具有自燃性。

10414工作面于2010年11月開始回采，工作面原設計為“Y”型通風，后來對工作面貫通前原尾部聯巷回風一段進行砌墻封堵，改為了“U”型通風。經過回采一段時間后，發現在尾部聯巷的密閉墻附近有大量CO泄漏。

10414綜采工作面所采煤層為10煤，煤層本身具有自燃傾向性，且綜放工作面回采率低，采空區浮煤多，采空區冒落空間充填物少、間隙大，具有漏風供氧條件，增加了采空區自燃帶的深度。在工作面回采的同時，底板巷、封閉墻受采動影響而破裂變形漏風，造成煤層的氧化帶不斷變化，容易造成自燃發火。根據現場監測發現CO2量不是很大，而CO的出現量有所增加，可知采空區內CO主要來源于煤層的不充分自燃，初步判定CO出口源在尾部聯巷封閉墻。

圖1 10414工作面結構

2 煤層自燃防治措施

經底板抽采巷鉆場穿層鉆孔的CO測試及尾部聯巷封閉墻內溫度測試分析，發火位置在切眼上部或組裝硐室內。處理方案及措施如下。

（1）調整系統，減少采空區漏風。該區域通風系統調整原則為：保持系統風流、風向穩定，供風量適當減少，降低采空區漏風。具體方案為：在104邊界專用回風道內設置控風設施，控制該區域總體風量，將104邊界巷回風量由3000m3／min調整到2800m3／min，以10416切眼局扇不喝循環風，10414風巷抽采巷、10416機巷抽采巷風向不變為原則，如10414風巷抽采巷風量太小或風流逆轉時，則增加供風量。控風設施保留的通風斷面積由總工程師負責確定，在通風區帶領封閉工運送材料，若控風設施處CO超標，則調量工作由救護隊負責施工。

（2）先利用10414風巷抽采巷36＃鉆場、10414切眼抽采巷5＃鉆場原有抽采管路注二相泡沫；待鉆孔施工完成，視處理情況決定是否注三相泡沫，由中國礦業大學專業人員在現場指導施工，機電副礦長組織人員配合。

（3）利用36＃鉆場打鉆注二相泡沫或三相泡沫。36＃鉆場打鉆設計、鉆機安裝及打鉆準備工作同步進行，總工程師負責鉆孔設計，機電副總負責鉆機搭火，生產技術部負責鉆孔送線，防突區負責打鉆施工。鉆孔參數見表1，方位角以左幫鉆場方向為0°基準角。鉆孔直徑為94mm，每個鉆孔必須按設計施工，打鉆過程中必須詳細記錄鉆孔資料。鉆孔布置如圖2所示，施工注水鉆孔時，防突區要把以前施工的抽放鉆孔的軟管去掉，并用黃泥封堵嚴實，去掉時要有救護隊人員現場監護。鉆孔施工順序為：2＃→3＃→1＃→4＃→5＃→6＃→7＃→8＃→9＃。

表1 鉆孔參數

3 結 論

（1）煤層具有自燃發火傾向的礦井，工作面推進前，必須檢查采空區四周通道是否封閉嚴實，嚴禁出現漏風現象，同時設計好防治煤層自燃發火措施；工作面推進時，加快工作面推進速度，可以縮短采空區自燃帶發生期時間；工作面推進后，必須對采空區四周通道進行封堵，防止漏風進氧，同時必須對底板抽采巷加固補強和注漿、封堵，防止CO的外泄和氧氣的進入。

圖2 鉆孔平剖面布置

（2）三相泡沫可以有效地防治采空區煤層自燃，此項技術的應用保證了具有自燃發火煤層的安全開采。

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2011－08－12）

羅 利（1986－），男，安徽淮北人，助理工程師，從事礦山技術方面工作。