山西鄉寧井壩灣煤礦井下自燃案例分析

牛立東

（中國大唐集團公司煤炭產業部，北京市西城區，100033）

隨著煤礦企業兼并重組整合工作的完成，兼并重組整合后的井田內部存在很多參與整合的小煤礦將予以關閉。在關閉過程中，由于小煤礦的開采方式一般為短壁開采或掘巷開采，因此在采空區或掘空巷道內產生大量的遺煤和松散的煤柱，部分巷道封閉不嚴或密閉墻損壞造成漏風等問題，在特定的情況下極易引發巷道內煤炭氧化、自燃或井下原著火點引起復燃造成火災，對煤礦安全生產構成極大的威脅。本文就山西鄉寧曹家渠煤業有限公司井下原著火點復燃治理案例進行分析。

1 著火點復燃發現經過

山西鄉寧曹家渠煤業有限公司是2007年由原曹家渠煤礦、井壩灣煤礦整合而成。2009 年經晉煤重組辦發 〔2009〕85 號文件批復，被兼并重組整合進入山西鄉寧焦煤集團東溝煤業有限公司。

2011年8月20日15時26分，山西鄉寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司監控室顯示井下740巷一部帶式輸送機機頭 （1＃測點）和總回風巷 （4＃測點）一氧化碳 （CO）傳感器超限報警，報警值為0.0024%，監控室值班員立即向調度室及地面值班礦長進行匯報，并電話通知井下維檢員進行處理。維檢員到達現場進行排查，并對現場傳感器進行調校。同時地面值班礦長電話通知井下帶班礦長。帶班礦長帶領瓦檢員到達現場進行實測，未檢測到CO，但傳感器顯示異常，維檢員對傳感器進行更換，傳感器更換后，停止報警。

2011年8月21 日8 時53 分，監控室再次顯示740巷一部帶式輸送機機頭CO 傳感器超限報警，報警值為0.0024%；7404采煤工作面上隅角（3＃測 點）CO 傳 感 器 超 限 報 警，報 警 值 為0.0024%，值班員立即匯報調度室和地面值班礦長，并電話通知井下維檢員到現場進行處理。維檢員到達現場通過排查，傳感器、分站、線路等均無異常。同時井下帶班礦長安排瓦檢員對兩處報警點CO 濃度進行實測，檢測結果均為0.0025%。帶班礦長立即要求井下所有人員撤離。

2011年8月22日15時30分，鄉寧縣煤炭局及鄉寧縣礦山救護隊到達。4 名救護隊員入井探查，17時45分到達1＃測點 （740一部帶式輸送機機頭），現場測量CO 濃度為0.086%；18時55分到達2＃測點 （740運輸巷水倉），經實測CO 濃度為0.006%；3＃測點 （7404 采煤工作面上隅角）CO 濃度為0.008%，4＃測點 （7404 回風巷）CO濃度為0.015%。

經研究分析，毛則渠煤炭有限公司井下的CO濃度超標可能是鄰近的原山西鄉寧曹家渠煤業有限公司井下的著火點復燃引起CO 沿上分層采空區蔓延至毛則渠煤炭有限公司。

2011年8月22日18時50分，鄉寧縣礦山救護隊到達曹家渠煤業有限公司，打開運輸巷密閉。19時30分，3名救護隊員從運輸大巷入井，進入130m 后發現巷道有積水無法通過。材料井近200m處由于水淹巷頂也無法通過。救護隊員從材料巷一處原廢舊巷道進入立井井底，在距立井井底約120m 處發現煙霧，無法觀察。在整個觀察過程中O2濃度都在20% 以上，瓦斯最高濃度0.04%。在距煙霧200 m 左右測得CO 濃度為0.0014%。

2011年8月23日凌晨4時，臨汾市礦山救護隊10名指戰員在鄉寧救護中隊一名隊員的引導下，從帶式輸送機運輸井口進入，對著火地點進行偵查。從原廢棄的巷道到達回風井底，向前約120m處因煙霧蔓延，無法通過。返回后再從廢棄巷道通過冒落區約30m 處通過一條聯絡巷進入材料巷進行偵查。當通過變電所口后，在前方約60m 發現火源。經檢測，CO 濃度為0.4%，瓦斯為2%。偵查工作結束，于凌晨5時10分返回地面。

2 火源位置分析及應對措施

經現場探查，發現毛則渠煤炭有限公司1＃著火點是主要火源，應以撲滅該火源為井下滅火工作的切入點，然后逐步擴展。1＃著火點距巷道交叉口之間為60～70 m 的砌碹巷道，巷道為1 m 碹，高2m，寬2.5m；該巷道為2＃煤層下分層巷道，進風量約為200m3／min左右，火點位于砌碹巷道頂部；火點蔓延方向與風流方向相對。

在距1＃著火點9～10m 處，經檢查溫度、氣體均正常，火點未蔓延到此處；用炸藥爆破該處2～3m 左右的砌碹巷，清理出道路，進入砌碹巷道頂部進行滅火。

先由救護隊對爆破地點進行有害氣體、溫度檢測。在確定各項指標不超標的情況下，在救護隊的監護下，煤礦組織工人對砌碹巷道進行爆破。爆破完成后，由救護隊對爆破地點進行有害氣體、溫度檢測。在確定有害氣體、溫度不超標的情況下，由煤礦組織人員對爆破點進行清渣、修路、挑頂、支護等工作。以上工作完成后，再由救護隊在砌碹巷頂部自上向下，逆燃火點蔓延方向用水滅火。煤礦工作人員及時跟進救護隊滅火進度，對已滅火區域及時進行支護。

鑒于1＃著火點位于底分層砌碹巷道，底部著火已被水澆滅。全力以赴對頂層巷道的2＃著火點直接滅火。同時，救護隊安排專人繼續對1＃著火點進行監視，用水熄滅頂部掉下的余火。

由于曹家渠煤業有限公司總回風巷CO 濃度達到0.0024%左右，并有煙氣，直接影響救護隊員到達2＃著火點附近。指揮部決定，立即安排毛則渠煤炭有限公司有關人員逐漸打開原曹家渠回風井防爆門，使立井形成進風，毛則渠煤炭有限公司回風井回風，以便曹家渠煤業總回風巷CO 濃度和煙氣大幅度下降。

在條件具備后，救護隊進入井下2＃著火點直接滅火。2＃著火點熄滅后，在靠近1＃著火點附近的進風巷道構筑進風密閉。

進風密閉構筑后，由井壩灣煤礦總回風巷通過熄滅的2＃著火點通往1＃著火點的拱貫，在2＃著火點的回風側構筑回風密閉。

山西鄉寧焦煤集團東溝煤業有限公司 （井壩灣煤礦）井下平面示意圖見圖1。

3 著火原因分析及滅火方案

3.1 著火原因分析

事后，山西鄉寧曹家渠煤業有限公司對著火原因進行了分析，原著火點復燃是由于礦井長時間停產，井下頂板壓力增加，造成部分密閉墻損壞漏風，使原著火點處氧氣濃度增加，達到復燃條件，引起著火點復燃，并引發附近支護圓木燃燒，進一步擴大燃火面積。

圖1 山西鄉寧焦煤集團東溝通煤業有限公司 （井壩灣煤礦）井下平面示意圖

3.2 滅火方案確定

（1）鎖定井下火區范圍。經各部門協作多次下井排查，分別在火點附近巷道中進行密閉，向火區內注水；后經山西省第五地質工程勘查院采用物探方式對井下進行勘查，劃定火區范圍為12000m2。

（2）對井下火區進行注漿滅火。地面由地質隊對火區范圍進行物探控制，2011年9月10日準備工作就緒后正式開機打鉆，設計布孔39個，其中村民墳下2個，攪拌池下2個，通過調整，共完成鉆孔35個。最高位置1號鉆孔深度為200 m，最低位置17號鉆孔深度為130.58m。總鉆孔深度為5743.89m。累計采用水泥漿2455.23m3，黃土泥漿15944.77m3，總注漿量為18400m3。注漿工作開始后，井下CO 濃度和溫度下降效果明顯，注完后各地點CO 濃度均為0。

注漿期間，井下安排專職瓦斯員、救護隊員配合，24h監測井下CO 及有毒有害氣體濃度、溫度、水蒸氣等。隨時掌握山頂注漿位置和注漿量，觀測各密閉前滲漿、滲水及CO 濃度變化情況，及時分析，采取相應措施處理。安排專職抽水員及電工往密閉內注水，每天做好記錄匯報給指揮部。

（3）隔離火區。為徹底滅火，防止死灰復燃和火區范圍擴大，造成更大損失，影響周邊礦區和公司未來開采設計，請示領導后決定：沿火區周圍掘進隔離巷道并回收煤柱，在火區周圍形成采空區隔離，同時清理相關巷道浮煤，以達到與火區隔離的目的。

沿火區周圍掘進隔離巷道3067 m，巷道設計為梯形斷面，上寬3.2 m，下寬4 m，高2.3 m，采用工字鋼架棚支護，棚距0.5m。

注漿時，為不影響巷道通風系統，2＃～3＃火點未注漿。

通過半年多的觀察，井下各地點CO 濃度均為0，水溫正常。由于該礦井煤層屬自燃煤層，自燃傾向性Ⅱ級，2006 年有煤層自燃現象。加之當時2＃～3＃火點未注漿，為了確保 安全，決定再從巷道中敷設一趟注漿管，在2＃～3＃火點之間注水泥漿，注漿高度1m，目前該項工作正在進行，為日后啟封火區和回撤設備做準備。

4 結語

（1）通過這次火災的處理可以知道，在長期停產的礦井密閉管理上要進行檢查加固，并實時監測密閉區域CO 濃度及其他火災指標氣體含量，防止引發重大災害事故。

（2）這次火災處理應用了先進的物探方法圈定了火區，為火區的診斷和治理提供了有效而科學的依據。

（3）火災的治理綜合應用了注水、注漿及氣體分析的技術措施，確保了火區治理及時有效。

（4）將火區周邊采用掘巷隔離，使新的采區不再受到火區的影響，以進一步保護礦區的安全生產及開拓部署。

［1］ 牛立東，王常興等.廢棄小煤窯采空區自燃火區治理關鍵技術的應用研究 ［J］.中國煤炭，2010 （1）

［2］ 隋濤，潘躍飛，鄔劍明.同位素測氡法探測火源位置在柴里煤礦火區治理中的應用 ［J］.山西煤炭，2006 （3）