SIIS26—5綜放工作面初采階段綜合防滅火技術的應用

摘要：文章首先對SIIS26-5綜放工作面進行概述，提出放頂煤工作面自然發火的問題，并對滅火技術和滅火措施進行詳細分析和闡述，最后得出結論，進一步豐富了防治自然發火經驗。

關鍵詞：SIIS26-5 綜放工作面 防滅火

1 工作面概況

SIIS26-5綜放工作面位于南二軌道上山南側，北至預計采終線，南至井田邊界，淺部以一段6-5下運輸順槽為界，深部以三段6-5回風順槽為界。2007年7月8日切眼與風巷貫通，工作面形成。7月23日開始安裝綜放支架。8月7日工作面正式開始回采。該工作面采用U型通風系統，配風量為600m3/min。

2 問題的提出

六家煤礦自然發火期一般為1-3個月，最短15天，自然發火較為嚴重。SIIS26-5綜放工作面是布置的第二個綜采放頂煤工作面。初采過斷層，由于工作幫片幫嚴重，造成架前抽頂，支架拔后柱，破碎段只得采取炮掘架大棚通過，工作面推進度極度緩慢。采空區自然發火隱患隨時威脅著工作面的順利回采。

如何保證在如此困難的情況下，工作面初采期間不發生采空區自然發火？

3 綜合防滅火技術的應用

3.1 技術依據

3.1.1 采空區自燃“三帶”及其特征

隨著自然垮落采空區的回采工作面向前推移，形成冒落區，含有比較豐富的漏風通道，這一區域的浮煤雖然因氧化反應釋放熱量，但絕大部分熱量隨風流帶走，缺乏熱量積聚的條件，因此，一般不會發生自然發火。這一區域就是“冷卻帶”。

隨著工作面的推移，松散的冒落區被壓實，漏風通道減少。此時的漏風，一方面攜帶著足夠的氧氣供給浮煤，保證浮煤氧化的繼續進行；另一方面漏風不能帶走氧化所生成的熱量，氧化熱不斷積聚，最終激烈氧化階段，甚至出現明火燃燒現象。這一區域就是“氧化帶”。

“氧化帶”往里延伸，冒落區壓實，漏風消失，漏風流經氧化帶時，其中所含的氧氣已消耗，只有很少一部分漏風能抵達這一壓實區。因此，這一區域內浮煤的溫度仍比較高，由于漏風不能供給足夠的氧氣而被迫處于窒息狀態，因此這一區域被稱為“窒息帶”。

3.1.2 煤炭自燃的條件

①有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態。②有較好的蓄熱條件。③有適量的通風供氧。④上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發火期。

3.2 綜合防滅火技術措施

3.2.1 進行準確的預測預報

①設立工作面自然發火觀測站。觀測地點為回風巷、上隅角、回風巷切頂線以里。②利用埋設的束管監測系統監測采空區的各種氣體變化情況。技術要求如下：

a沿工作面切眼切頂線方向均勻布置采樣點12個。b埋設在采空區及回風順槽超前支護段的束管用2寸無縫鋼管保護。c現場監測時，通過采樣泵將12個采樣點的氣樣分別采集到12個球膽內，化驗室進行分析。d所有檢測分析結果必須記錄在專用的防火記錄簿內，并定期檢查、分析整理。

3.2.2 開區均壓，合理配風

針對采空區并聯漏風在回風巷使用臨時風門調壓，在工作面推進度極為緩慢的時期使用。7月8日至8月14日配風量為600m3/min，自8月14日，風量為510m3/min。經工作面氣體觀測，氧化帶明顯前移，寬度變窄。

3.2.3 上下隅角封堵，減少采空區漏風量，控制氧化帶“氧化呼吸”

隨著工作面向前推進，在工作面上下隅角切頂線處，利用黃土和碎煤裝草袋剁墻封堵，墻外附掛風筒布。自8月13開始，至9月6日，上隅角封堵13次，下隅角封堵14次。經實測，采空區漏風量最多可以減小至40m3/min。

3.2.4 采空區埋管灌漿、注凝膠，包裹可燃煤體

埋管出口自開切眼位置開始邁步埋設，灌漿量以工作面不溢漿為準。自8月24日開始灌漿，至9月2日，共灌漿6小時20分鐘，漿量220m3。

3.2.5 采空區注氮，動態抑制氧化帶氧氣濃度，惰化氧化帶

采用開放式埋管注氮工藝，具體情況如下：a使用井下移動式膜分離制氮裝置，型號為DM-400，配套壓風機電機功率160KW，輸出氮氣純度大于97%，實際產氮量430m3/h。b輸氮管路為4寸無縫鋼管，自工作面運輸順槽布置。c埋管管路為2趟4寸無縫鋼管，交叉邁步埋設，分別與4寸站管相連。d 24小時連續注氮。e安排2名瓦檢員隨時檢查工作面風流中氧氣濃度，超限停注。

自8月28日開始，至9月5日，共注氮91.5小時，注入氮氣量41241m3。從氣樣分析結果來看（氣體分析結果見下表），注氮前后，采空區一氧化碳明顯下降，最高值從0.071%降至0.028%。

4 結語

4.1 實際效果

4.1.1 一氧化碳情況

回風傳感器顯示：7月份平均濃度9.05ppm，最大濃度37.5ppm；8月份平均濃度18.32ppm，最大濃度95ppm；9月1日至4日，平均濃度9.05ppm，最大濃度37.5ppm。

一氧化碳檢定管檢查：9月5日二班，回風巷0.0024%，上隅角0.004%，切頂線以里0.028%。

4.1.2 取氣樣化驗情況

自8月28日取氣樣送公司化驗室化驗，至9月4日未出現C2H4和C2H2。一氧化碳：a回風巷最低為9月3日0.0049%，最高為9月5日0.0081%；b切頂線以里最低為8月29日0.01%，最高為8月28日0.025%；c架后8月29日61號支架后0.071%，9月5日41號支架后0.028%。

4.1.3 工作面推進情況。至9月3日，回風巷推進20米，運輸巷推進32米。

4.1.4 工作面初采階段，在月推進度僅30余米的情況下，未出現自然發火。

4.2 結論

4.2.1 礦井防滅火是一項系統工程，不能僅僅依靠一兩項技術措施，但不同情況的防滅火工作所采取的技術措施要有所側重。

4.2.2 SIIS26-5孤島綜放工作面初采期間綜合防滅火技術的成功運用，為困難條件下回采工作面生產贏得了有效時間，創造了巨大的間接經濟效益，對于防治自然發火積累了經驗。

參考文獻：

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作者簡介：

陳超（1973-），男，內蒙古平莊能源股份有限公司六家煤礦，總工程師，多年來一直從事煤礦技術管理工作。