綜放工作面的末采及撤除期間的防滅火工作方法分析

摘要：社會經濟的發展帶動了對于資源和能源的需求，煤炭資源的開采和應用也得到了巨大的發展。為了切實保證綜放工作面末采的順利進行，做好末采及撤除期間的防滅火工作，必須針對煤炭發生火情的原因進行分析，并采取相應的處理措施。文章通過實例分析的方式，對綜放工作面的末采及撤除期間的防滅火工作進行了分析和闡述。

關鍵詞：綻放工作面；防滅火工作；煤炭資源

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0093-02

社會經濟的發展和進步，使得人們的生活水平不斷提高，新的技術和設備得到了極大地開發和利用，對于能源的需求也越來越大。煤炭資源作為維系我國社會經濟發展的重要能源，其產量和質量對于社會穩定具有十分巨大的現實意義。為了保證煤炭開采的安全性，防止火災等災害的發生，必須采取針對性的措施和手段，對煤炭的開采進行防護。

1 綜放工作面防滅火概述

所謂綜放工作面，是對綜合機械化放頂煤回采工作面的簡稱，是指在煤層厚度足夠的前提下，在普通采煤面的基礎上，增設大功率刮板輸送機，用于開采和運輸之前采煤機難以采到的煤炭資源。

在煤炭的開采過程中，不僅會遇到塌方、瓦斯、滲水、機械故障等危險，還可能發生火災現象，嚴重威脅煤礦的生產安全。究其原因，一部分是由于設備故障、線路短路等引起的，但是絕大部分原因還是由于煤層自燃造成的。煤層自燃，是指暴露在空氣中的煤，由于氧化放熱導致溫度逐漸升高，至70℃～80℃以后溫度升高速度驟然加快，當達到煤的著火點（300℃～350℃）時，引起燃燒。通常情況下，煤層的自燃存在潛伏期、自熱期以及燃燒期三個階段，可能需要準備相當長的一段時間，因此難以進行準確預測。一般來說，煤炭發生自燃的地點包括：（1）有大量遺煤而未及時封閉或封閉不嚴的采空區（特別是采空區內的聯絡巷附近和停采線處）；（2）巷道兩側和遺留在采空區內受壓的煤柱；（3）巷道內堆積的浮煤或煤巷的冒頂、垮幫處。

而綜放工作面幾乎完全符合以上的條件，因此其發生煤炭自燃的幾率極高，必須及時做好防滅火工作。

2 實例分析

某中型煤礦年生產煤炭60萬噸左右，總面積3.23km3，煤炭儲量豐富，但是存在自燃的傾向和條件，火災隱患嚴重。

2.1 綜放工作面概況

該綜放工作面位于整個礦區的中心位置，煤炭存量豐富，質量較好，深度在-210m～-254m之間。煤層平均厚達到11.3m，煤層傾角10°～16°，整個工作面設計走向長l024m，寬235m，均高15m。與2009年開始進行回采，到2012年年底回采結束，進行了封閉處理。

區域內水文地質條件良好，巖層為頁巖，地址構造相對簡單。但是，由于開采深度較大，受壓力影響，煤層出現有輕微的起伏變形，對于回采工作的效率產生了一定程度的影響。為了保證回采工作的順利進行，在工作面頂部采取了相應的支護措施，并對礦井的通風措施進行了改造，與礦井的主通風管道相連。

2.2 末采過程中的防滅火技術

之前提到，煤炭的自燃一般都存在較長的潛伏期，但是一旦潛伏期結束，就會迅速爆發，其發火的周期相對極為短暫。因此，具有一定的突發性和不確定性，對于防滅火技術也提出了更高的要求。該煤礦的管理人員結合實際情況，充分發揮出自身豐富的經驗，設置了極為有效的防滅火措施，使得煤礦生產安全得到了保證。

2.2.1 注膠：指在末采過程中，當工作面距離終采線差距在40m左右時，每隔適當的距離，建設相應的隔離結構，對其進行封堵，并進行注膠強化。一般來說，墻體的寬度在1m左右，高度與礦井的高度相當。在注膠封堵完成后，由于膠體具有良好的密封性，且脫水速度相對緩慢，具有良好的持久性，可以長期存在，從而阻絕遺留煤層與空氣接觸的機會，降低煤炭自燃的可能性。

2.2.2 注氮：與注膠技術相比，注氮技術主要是利用煤礦中設置的注氮管道，采用制氮機人工制造氮氣，并源源不斷地注入礦井中，提高空氣中氮的含量，降低氧含量，從而使得殘留煤炭的氧化過程變得極為緩慢，也使得煤炭的自燃沒有充足的氧氣支撐，從而有效避免火災的發生。氮氣的大量注入，也可以使得采空區的混合氣體總量有所增加，從而減少采空區與外部環境的壓力差，防止外部空氣的流入，也可以降低煤炭自燃發生的幾率。應用注氮技術進行防滅火時，必須定期對注氮管道進行檢查，并對采空區內部的氣體含氮量進行檢測，確保管道的密封性良好，同時空氣中氮氣的濃度在97%以上。如果注氮管道泄漏，可能使得工作面的氮氣含量升高，影響工作人員的人身安全和開采的順利進行。

2.2.3 注漿：注漿技術的防火原理與注膠和注氮技術基本相似，都是通過對空氣中氧氣含量的調整，防止煤炭自燃現象的發生，相比之下，注漿技術具有施工簡單、成本低廉等優點，同時并不是一次成型的。當煤層的開采進入末采期，接近停采線附近時，可以分三次，在采空區設置注漿管，進行分別注漿。結合該綜放工作面的實際情況，選擇的注漿管道直徑為120mm，在設置時，其距離底板在150mm以上，在注漿口設計有十字交叉型的孔洞，便于注漿施工。在注漿之前，需要對漿液進行配置。從經濟性和實用性的角度出發，漿液的水灰比為6：1，為了保證漿液具有良好的凝固性，需要在其中添加粉煤灰和阻化劑等添加劑。通過注漿施工，可以對采空區進行封閉，從而減小煤與氧的接觸和反應面，增加了煤層中水分的含量，同時還可以對煤層中積聚的熱量進行吸收和釋放，有效避免煤炭自燃現象的

發生。

2.2.4 做好監控工作：要安排專人每天對采空區煤層的溫度等進行檢測，及時發現煤炭自燃的趨勢，并采取相應的措施進行處理，及時做好防火工作，預防火情的發生。

2.3 撤除期間的防滅火方法

在開采結束后，為了防止殘留煤炭的自燃，仍然需要維持礦井的通風設備，保持穩定的風速和風量，確保采空區域的正常通風，從而避免煤炭在相對封閉沉悶環境中的自燃。將采煤機、運輸巷的裝載機、破碎機等運輸設備及液壓支架運出采空區后，要立即對礦井巷道進行封閉處理。為了保證施工速度，可以使用木質隔離墻進行臨時密閉，隔離墻的墻體厚度必須滿足實際隔離要求，不能為了減少成本而偷工減料。一般情況下，墻體的厚度要達到80mm。在保證密封效果的同時，要留出返水孔、觀察孔和注氮孔，并保證其高度的合理。密封完成后，可以通過向采空區注入不可燃有色氣體的方式，檢查其密閉性能，并安排專門的觀察和監測人員，每天通過觀察孔對其進行查看，如果發現煤炭出現自燃趨勢，必須立即進行跟蹤和匯報，并及時進行處理，將事故扼殺在萌芽之際。

3 結語

總之，煤礦綜放工作面末采及撤除期間的防滅火工作是十分重要的，更是極為必要的。采取相應的防滅火措施，可以有效解決煤炭的自燃隱患，保證煤炭開采的安全進行，促進煤炭行業的穩定發展。

作者簡介：師勇（1971—），男，陜西彬縣人，供職于陜西華彬煤業股份有限公司蔣家河礦，研究方向：煤礦開采。