沛城煤礦易自燃煤層開采綜合防滅火技術

王英杰

摘要：易自燃煤層的綜合防滅火技術，不僅關系到礦井的經濟效益，更直接影響到礦井的安全生產和可持續發展。為了減少煤炭資源損失，根據沛城煤礦7370回采工作面綜合防滅火技術的實際應用，對防滅火問題提出簡單、實用、可靠的解決方法，為易自燃煤層的防滅火技術提出建設性的意見，取得了較好的經濟效益，為類似條件下的回采積累了經驗。

關鍵詞：走向長壁；回采易自燃煤層；防滅火

中圖分類號：TD752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0099-02

1 工程概況

該面煤厚平均為3.7m。傾角平均36°。工作面為走向條帶式開采，全部垮落法管理頂板，爆破落煤。煤塵具有爆炸性，煤塵爆炸指數41.47%，火焰長度50mm以上，自燃發火傾向為二類，該煤層自燃發火期為1～3個月，最短發火期30天左右。相對瓦斯涌出量3.41m3/t，絕對瓦斯涌出量1.09m3/min；相對CO2涌出量3.19m3/t，絕對CO2涌出量1.02m3/min。

2 日常防滅火安全技術措施

2.1 采空區內埋管注MEA-1防火劑

2.1.1 方式方法：在該面回風隅角的下部預埋三路直徑50mm每路長度為50m的注膠鋼管，注膠口深入采空區切頂線以內不低于6m，端頭2m為打眼花管。第一路鋼管直接深入采空區內；第二路管路口在距第一根管口前端15m處預設；第三路管路口在距第二根管口前端15m處預設，三路管子固定在上幫，每班用壓力泵通過預埋管路向老塘注MEA-1膠體，預埋管路要與前一條管路提前5m向外連接，以達到阻化采空區浮煤防止自燃的目的。

2.1.2 標準及要求：MEA-1膠體配比濃度為6‰，注膠壓力泵為TBW-50/15泥漿泵。每班需MEA-1防滅火劑2袋計40kg，需要用水量為6.67m3。將MEA-1防滅火劑和水混合在拌料池內，使膠體充分膨脹后再注入采空區，每桶料注膠時間為30min，需MEA-1防滅火劑6kg，每班注膠時間為3.3h。

2.2 插管注MEA-1防滅火劑

2.2.1 方式方法：沿該面傾向用注膠泵從上隅角開始向下直至下隅角往采空區隔段插管注MEA-1和水混合膠體，注膠量以現場發現膠體且不影響工作面生產為準。若上隅角出現空頂，每班要專人用TBW-50/15泥漿泵在上隅角切頂線向里噴灑LFM與MEA-1混合材料，噴灑時要均勻全面，保證采空區碎煤得到徹底濕潤。

2.2.2 標準及要求：插管間距3m±0.5m，插管直徑15mm，插管高度離頂0.4m，插管一端在50cm長范圍內，每隔10cm鉆3個直徑3mm鉆孔，端頭帶尖。每次向采空區內插管深度不低于1.5m。如下隅角冒落不實，落煤比較松散，可采用3m管路進行插管注膠。

2.3 上、下隅角設置擋風簾

運輸巷尾部回料滯后距切頂線不得超過1m，每次運輸巷尾部的刮板機要將尾部浮煤清理干凈，嚴禁滯后，上、下隅角老塘側設置擋風簾，回柱后立即恢復，減少向采空區漏風時間。

2.4 工作面推進及防滅火要求

減少向采空區漏風，下出口超前不得少于兩檔，每檔長度不少于六棚，每月回采進度不得低于50m。

該面進行分次爆破，爆破間隔延長，及時將煤外運，避免通風斷面縮小，造成向采空區漏風增加。

初放期間，必須對切眼內幫、頂及四周進行阻化，第一次放頂后必須對切眼頂煤進行噴灑阻化劑；每班回柱前對采空區浮煤采用MEA-1防滅火劑進行噴灑，使采空區落煤得到徹底阻化。

3 定期防滅火安全技術措施

3.1 工作面下隅角砌筑擋風阻燃墻

為減少采空區漏風，使老區浮煤氧化終止，在下隅角砌筑袋裝擋風阻燃墻，增加漏風風阻，隨著推進逐漸被壓實，老區漏風量減少，砌筑擋風阻燃墻后在墻體上噴MK-15型快速密閉材料，確保墻體嚴密不漏風。

3.2 穩定通風系統

該面風量每周測定一次，供風量嚴禁超出300～320m3/min范圍，如礦井風量發生變化、巷道貫通、采區系統調整時，及時對該面風量進行調整，確保風量穩定。根據防滅火要求，若出現CO，可適當降低風量。

3.3 加強氣體及監測監控系統檢查

3.3.1 CO濃度的檢查周期應根據CO濃度大小而定，在回風隅角CO濃度小于24ppm時，每天檢查一次；否則，應每班檢查一次。CO濃度的測定地點為：（1）回風隅角：隅角切頂線距巷道上幫及頂板各1m處；（2）回風道：上出口外20m處巷道中部；沿切頂線向下每10m一個點，直至運輸巷，測點在頂板肩窩處?；仫L隅角CO濃度達24ppm后，應每天計算CO氣體的絕對涌出量。

3.3.2 檢測手段和方法。回風隅角、回風流用多種氣體檢測器、便攜式CO報警儀，檢測測點的CO、O2濃度；用溫度計測定空氣溫度；用紅外溫度測定儀測定采空區內溫度。

3.3.3 根據要求對7370工作面安裝傳感器位置及標準：

回風隅角瓦斯傳感器，位置在切頂線向外200mm處，距頂板不大于300mm，距幫不大于200mm，CH4報警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復電濃度∠0.8%。

上出口瓦斯傳感器，位置在工作面上出口向外≤10m處，距頂板不大于300mm，距幫不小于200mm，CH4報警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復電濃度<0.8%。

回風流瓦斯傳感器，位置在材料巷出口向里10～15m處，距頂板不大于300mm，距幫不小于200mm，CH4報警濃度≥0.8%、CH4斷電濃度≥1.0%、CH4復電濃度<0.8%。

回風流及上出口向外30m處各安裝一個CO傳感器，位置在回風巷向里10～15m處，位置在上出口向外30m處，報警濃度≥24PPm。

回風流溫度傳感器，位置在回風巷向里10～15m處，報警濃度≥30℃。

回風流風速傳感器，位置在回風巷向里10～15m處。

3.3.4 地面中心站值班應設置在礦調度室內，24h有專職值班員值班，確保該面監控設備完好數據準確。發現問題要及時制定措施處理及原因分析。

4 特殊防滅火安全技術措施

4.1 注三項泡沫

在邊切眼回采20m之后注一次三項泡沫；當隅角切頂線處CO濃度達到24ppm時，方可對采空區采取注三項泡沫，方法可采用埋管及插管注入法（方法同注MEA-1防滅火劑），注泡沫量以現場發現泡沫流到工作面不影響生產為準（每推進10m，注三項泡沫一次，量以覆蓋老塘為準）。

4.2 汽霧阻化

方式方法：為提高霧化效果，配比濃度MgCl2∶水=1∶5，配料要均勻，泵站壓力調至4MPa。在該面中下部老塘冒落不充分時，利用該面的進風將汽霧帶進采空區，使其后部落煤得到徹底阻化，確保達到阻化效果。

4.3 工作面氣體檢查

每班對上隅角、回風出口三角門向里10～15m處、用探杖從上隅角開始向下每10m直至下隅角進行檢查、記錄。正常情況下，每班注膠前、注膠后、回料后對各點一氧化碳氣體監測1次，如發現CO升高，需增加監測次數。回風流CO低于10ppm用便攜式CO報警儀檢查，超過10ppm用多種氣體檢測器檢查。

在該面外新鮮風流處安裝兩臺局部通風機，若發現面內和回風流CO超限或大于等于100ppm，作業人員禁止在超限區逗留，必須懸掛警標，撤出工作面作業人員，及時開啟局部通風機稀釋氣體，采取相應措施，防止中毒事件發生。只有在專職人員檢查CO低于規程以下，人員方可

進入。

5 結語

沛城煤礦易自然煤層綜合防滅火技術逐漸成熟，取得了較好的安全生產效果。