大傾角多斷層綜采工作面收作期間防滅火分析

趙金成

（淮北礦業(yè)集團渦北煤礦，安徽 渦陽233600）

1 工作面概況

8203綜放工作面走向長1810m，傾斜寬130m～149.8m，面積約249660m2。工作面采用綜采放頂煤回采，共安裝97架綜采放頂煤支架，采用“U”型通風方式，工作面標高在-545m～-660m范圍內(nèi)。開采的是81、82煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結構較復雜。受斷層影響煤層產(chǎn)狀傾向上會有較大變化，局部煤層傾角將達到40°以上。煤層總厚度為8.78m。工作面絕對瓦斯涌出量約為8～10m3/min，82煤自燃傾向性屬Ⅱ級、自燃。

2 發(fā)火原因

煤層具有自然發(fā)火危險，屬自燃煤層。該工作面煤層裂隙發(fā)育，構造復雜，斷層較多。復雜的地質(zhì)條件造成采空區(qū)跨落不嚴實及跨落后支架頂板、后幫部存有大量遺煤，給煤炭自燃提供了必要的條件。為控制頂板，工作面回采時經(jīng)常向煤體注加固劑，加固劑為有機材料，發(fā)生化學反應的同時產(chǎn)生熱量，存在煤體蓄熱的可能。

8203綜采面收作刷面期間，在工作面液壓支架頂部及后幫部出現(xiàn)CO氣體并呈持續(xù)上升趨勢,CO氣體最高時達150ppm，后采取具有針對性綜合防滅火措施，防滅火取得成功。

3 綜合防滅火措施

3.1 工作面停采前防治自然發(fā)火措施

停采前的防治自然發(fā)火措施是保證8203工作面安全停采收面的基礎，特制定以下安全措施。

1）工作面推進至停采線50m，綜采區(qū)要加強放煤管理，減少采空區(qū)丟煤，特別是在工作面上鋪網(wǎng)前20m更要加大放煤力度，最大限度地提高回收率。

2）綜采區(qū)加強對工作面上、下隅角的充填堵漏，在離停采線50m范圍內(nèi)開始，采用袋裝碎煤、快砌材料做隔離垛對上、下隅角進行封堵，垛墻厚度一般在1m左右，封堵范圍：下隅角由機巷下幫至第1架架尾，上隅角由風巷上幫至第97架架尾，并每間隔10m施工一道。

3）通防區(qū)要在風巷離停采線50m開始進一步加強灌漿管理，除原交替埋設的1趟灌漿管正常掐管對上隅角采空區(qū)灌漿外，在30m的位置向采空區(qū)加埋1趟灌漿管路延伸至工作面內(nèi)30m，在15m的位置向采空區(qū)加埋2趟灌漿管路延伸至工作面內(nèi)（向采空區(qū)加埋兩路灌漿管路，一路出口預留在風巷向下20m處。灌漿管從風巷人行側(cè)進行鋪設，經(jīng)上隅角沿老塘鏈板機外側(cè)向下延接。并及時利用所埋灌漿管路對停采線后部采空區(qū)和上隅角進行灌漿，消除采空區(qū)浮煤的蓄熱環(huán)境。

4）在鋪設灌漿管路時，綜采區(qū)要保證架尾留有足夠空間，并將埋設管路路線預先清理好，保證管路埋設后低于鏈板機溜槽，為鋪設灌漿管創(chuàng)造施工條件，以確保灌漿管路保護到位。

5）停采前，綜采區(qū)要盡可能將支架的側(cè)護板全部打開，支架高度保持在2.4m高。并保證支架的初撐力，防止漏頂、片幫。

6）通防區(qū)在工作面停采前30m，在機巷每隔10m預埋一趟2寸的注氮管路，管口向工作面方向延伸不少于4m，預埋管最里端的1m用花管并用鋼絲網(wǎng)纏繞保護。

7）8203機巷聯(lián)絡巷內(nèi)安裝一臺注氮機，并將管路連接到工作面內(nèi)部，并要具備長距離注氮的能力。

8）注氮期間，瓦檢員負責對工作面風流、工作面上隅角及工作面回風流進行巡視檢查，每班不少于3次。一旦發(fā)現(xiàn)氧氣含量低于20%時，必須停止注氮工作，撤出人員，立即向調(diào)度所匯報，查明原因，采取措施，進行處理。同時要確保注氮機出口氮氣濃度不得低于97%。

9）通防區(qū)及時延接灌漿、注氮管路及束管，接好的管路由綜采區(qū)負責保護，發(fā)現(xiàn)損壞時，立即匯報處理。通防區(qū)每天要安排管子工對灌漿及注氮管路進行巡查，發(fā)現(xiàn)損壞，要及時維修。

10）通防區(qū)應備足注膠、注氮所用2寸和6分鐵管、1寸軟管、凝膠等防火材料。

11）信息中心在工作面回風巷安裝一臺CO傳感器，實時監(jiān)測風流中CO情況，信息中心定期安人調(diào)校，確保探頭靈敏、可靠，通防區(qū)要在采空區(qū)上隅角內(nèi)埋設束管，隨時進行監(jiān)測。

12）加強防火預測預報，每班按排專人對8103風巷及上隅角附近加強檢查，一旦風流中溫度和CO出現(xiàn)異常情況，由通防區(qū)采取打撞管或施工防火鉆孔進行注膠封堵。

13）通防區(qū)要作好自然發(fā)火日常的預測預報工作，密切監(jiān)測工作面指標氣體，除正常的瓦斯檢查外，并在工作面上、下隅角、架間、風流等地點設置測點，每班測氣員隨身攜帶CO便攜儀和球膽，負責現(xiàn)場檢測和取樣，并作好記錄。

14）通防區(qū)在停采前14m、8m，分別在97架架尾及老塘角埋設束管，上述束管布置在2寸管路內(nèi)進行鋪設，管路接頭安接牢固，防止因管路斷裂擠壓損壞束管。以便測氣員隨時通過束管對采空區(qū)溫度和氣體情況進行監(jiān)測和取樣。

15）工作面正常回收期間，綜采區(qū)要保護好防滅火管路和設備，發(fā)現(xiàn)防滅火管路和設備有損壞要立即通知通防區(qū)，通防區(qū)要及時處理。

16）工作面機、風巷預先砌筑合格的防火墻基礎，并將機風巷封閉所需瓦石、水泥、黃沙等材料堆放到位。

3.2 收作期間防治自然發(fā)火措施

1）在工作面收作期間，首先要保證通風系統(tǒng)正規(guī)合理、穩(wěn)定、可靠。

2）8203收作工作面風量控制在500m3/min左右，以減小工作面風壓，減少向采空區(qū)漏風。

3）施工單位要愛護和保管好所有通風設施，嚴禁人為損壞，同時通防區(qū)要及時修復被損壞的設施。

4）在工作面收作期間通防區(qū)要加強工作面各地點的瓦斯管理，防止出現(xiàn)局部瓦斯積聚，當發(fā)現(xiàn)瓦斯超限時，要立即停止工作，撤出人員進行處理。

5）在工作面收作時瓦斯不超過0.5%前提下，控制或停止瓦斯抽放。

6）停采期間加強氣體溫度監(jiān)測。每班由固定測氣員隨身攜帶便攜式CO報警儀和溫度計，隨時對冒空區(qū)、回風流、上隅角等地點進行檢查，同時要在工作面每5組支架設置一個測點，每班要對架間測點檢查一次，并做到定期取樣化驗分析，對異常地點采用打撞管進行取樣化驗。無論是測氣員還是CO傳感器測定發(fā)現(xiàn)冒空區(qū)，上隅角CO氣體超標、CO濃度出現(xiàn)較快上升速度、溫度有升高趨勢和其它自然發(fā)火征兆時，必須停止一切工作，撤出人員，及時向通防區(qū)、調(diào)度所匯報，以采取措施進行處理。

7）出架前及時對上、下隅角進行封堵，綜采區(qū)采用袋裝碎煤、快砌材料做隔離垛施工封堵墻，封堵范圍：下隅角由機巷下幫至第1架架尾，上隅角由風巷上幫至第97架架尾。封堵后通防區(qū)負責向墻垛內(nèi)注膠、注氮，并確保封堵質(zhì)量。

8）綜采區(qū)要保證支架撤除后煤壁側(cè)能夠正常通風、通道高要不低于1.8m,寬不能小于1.5m。通防區(qū)要對采空區(qū)設點檢查，發(fā)現(xiàn)有異常，要及時采取措施處理。

9）通防區(qū)要加強灌漿管理，利用風巷預埋的灌漿管各抽排管路向采空區(qū)，確保漿液質(zhì)量，水土比不小于5：1，適當添加阻化劑，每100m3加入10公斤阻化劑，并保證質(zhì)量。

10）通防區(qū)確保井下移動注氮機正常運轉(zhuǎn)，做到24小時不間斷注氮，注氮期間安專人三班檢查注氮管路情況，防止管路跑，漏氣現(xiàn)象，并確保注氮機出口不得低97%，注氮期間，通防區(qū)安專人佩戴測氧儀負責對工作面風流及回風流中氧氣濃度進行巡回監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)O2含量低于20%時，立即停止注氮，撤出人員，查明原因，進行處理。

11）加強注膠管理工作，充分利用防火材料，及時對機、風巷冒頂區(qū)、上隅角、采空區(qū)等有自然發(fā)火隱患的地點打撞管進行注膠，做到堵嚴堵實。

12）綜采區(qū)在工作面配備兩箱CO2滅火器，保證完好。

13）綜采區(qū)研究制定切實可行的收作安全技術措施，合理組織勞動工序，強化干部跟班，落實責任制，加快收作進度。

3.3 收作后永久封閉

1）工作面收作完成后在工作面停采線上下端頭使用袋裝碎煤添加快砌材料各施工一道5m長袋垛，然后緊貼袋垛施工永久封閉，墻體之間用膠或羅克休充填，外墻采取氣密性處理，對墻體進行噴漿，同時對預留的注漿管要進行保護，最后施工總封閉，封閉墻嚴格按標準施工，確保封密墻質(zhì)量。

2）封閉結束后，及時對通風系統(tǒng)進行調(diào)整，對停采線進行均壓處理。

3）嚴格按《規(guī)程》規(guī)定，在45天內(nèi)完成工作面收作封閉。

4 總結

1）當采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火預兆后，應根據(jù)頂板的冒落壓實狀況、浮煤遺留分布等狀況，通過鉆孔找出火源點的位置，采取有針對性、切實可行的措施。

2）大傾角綜采工作面收作時，收作位置應盡量避免選在地質(zhì)條件復雜及構造處。

3）頂板走向鉆孔及上風巷煤壁邊孔應有選擇性使用，灌漿時工作面無出水或出水量較小的灌漿孔方可使用。

4）收作時期，通風系統(tǒng)穩(wěn)定是非常重要的，漏風會使采空區(qū)內(nèi)的有害氣體因壓力變化而突然涌人工作面，同時漏風也會降低防滅火期間注氮的效果，控制進、回風壓差的措施應慎重。