綜放工作面末采撤架期間自然發火防治技術

劉方健

(兗州煤業股份有限公司鮑店煤礦,山東濟寧 273500)

綜放工作面末采撤架期間自然發火防治技術

劉方健

(兗州煤業股份有限公司鮑店煤礦,山東濟寧 273500)

針對鮑店煤礦73上03綜放工作面末采及支架回撤期間防滅火技術研究，通過綜合運用多種防滅火手段，保證了工作面末采及支架回撤的順利進行，為其他工作面的末采、支架回撤提供了借鑒。

綜放工作面 收面回撤 自然發火 氣體檢測

1 礦井概況

73上03綜放工作面是鮑店煤礦七采區東翼3上煤層第二個區段的工作面。東起工作面切眼，緊鄰鮑店煤礦與東灘煤礦邊界保護煤柱；北鄰已回采完畢的73上05（73下05）工作面，南鄰尚未回采的73上01工作面；設計停采線運順端距七采東部回風巷37m。工作面內煤層產狀變化不大，總體趨勢為西高東低、南高北低，呈一單斜構造。煤層走向大致為140°～180°，傾向大致為50°～90°，煤層傾角為3～11°，平均7°。3上煤與3下煤間的層間距厚為 2.20～5.05m。工作面走向長度761m；傾向長度175m。工作面煤層厚度4.90～5.41m，平均5.35m。

經測定，鮑店煤礦煤層為易自燃煤層，自然發火期為3～6個月。由于73上03綜放工作面采空區頂板跨落，與73上05（73下05）、73上07（73下07）工作面采空區溝通；且73上05工作面撤架期間曾有自然發火現象，所以采空區自燃的發生，威脅工作面末采生產和撤架期間的安全。因此，研究工作面末采撤架期間的防滅火技術，對其他工作面生產期間防滅火技術具有重要的指導意義。

2 末采期間防滅火技術

末采期間的防滅火技術從氣體檢測、隔離墻封堵和灌注粉煤灰漿體三個方面入手。

2.1 氣體檢測

在73上03工作面兩順槽距設計停采線40m、20m時分別預埋束管對采空區氣體進行檢測，買入采空區內的束管均套入鋼管進行保護，確保束管內氣體通暢。通過束管取樣分析采空區CO、CO2、C2H4、C2H2等氣體濃度來判斷檢測地點遺留煤炭自燃狀況。同時，瓦斯檢查員對兩順槽及開切眼頂煤松動、沿空煤柱壓酥地點的指標性氣體進行循環檢查，確保及時發現異常點。

2.2 隔離墻封堵

減少采空區漏風是控制煤自燃的有效手段，因此在采空區兩巷施工隔離墻進行封堵可以有效減少采空區氧濃度和漏風量，抑制采空區遺留煤炭自燃的發展。

（1）工作面停采前40m時，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并預埋注漿管路和束管，并做好標識。（2）工作面停采前20m時，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并預埋注漿管路和束管，并做好標識。（3）工作面停采后，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并噴賽福特密封材料，最大程度減少隅角漏風。

隔離墻布置如圖1。

2.3 灌注膠體灰漿

圖1 73上03工作面束管、漿管及隔離墻布置圖

氧氣是使煤自燃的重要因素，當空氣中氧含量低于10%時則具有窒息性，所以隔絕采空區破碎煤體與空氣的接觸可起到預防自燃和消滅自燃火災的作用。利用粉煤灰注漿系統對采空區壓注粉煤灰膠體漿，在注漿站漿池漿液中加入水玻璃，在現場利用壓注泵就近向管路中壓入小蘇打促凝劑。進入采空區的膠體灰漿將碎煤包裹起來，隔斷與空氣接觸，增加采空區密實性，減少了漏風，從而達到預防自然發火的作用。

沿工作面兩順槽向采空區預先敷設Φ89注漿管路，注漿管路敷設數量及位置如圖1所示。工作面放頂后隨即向采空區注漿。每施工一道隔離墻前將注漿管路斷開，隔離墻施工完畢后繼續向采空區注漿，直至工作面停采。

3 撤架期間防滅火技術

3.1 通風措施

工作面停采后，立即調整工作面通風系統，恢復73上03運順回風聯絡巷調節風門，控制撤架期間工作面的風量，將工作面風量由1000m3/min降為500m3/min，減少向采空區漏風量。

3.2 敷設架間束管

工作面停采后回撤前，立即在工作面架間敷設氣體檢測束管，平均每20架敷設一組，每組兩路束管，一路引至架頂松散煤體內部，一路引至架后松散煤體內部。束管敷設完畢后建立檢查臺賬，現場懸掛檢查牌板，工作面支架回撤期間每天檢查破碎煤體內氣體情況并記錄，分析自然發火各項指標性氣體弄不變化情況、溫度變化情況。對于特殊地點，如頂煤破碎區、冒頂區等，必須另外增設束管。

3.3 施工注膠鉆孔

工作面停采后，每隔5個支架，利用鉆機在支架間隙按照前、中、后方向施工3個鉆孔。前部終孔點在支架后浮煤區，中部終孔點打到頂梁上部及架后浮煤，后部終孔點打到采空區。每個鉆孔均用Φ15套管封孔，如遇現場頂板破碎嚴重，無法抽出鉆桿或無法下入套管，則直接把鉆桿留在孔內。

利用泥漿泵通過鉆孔將MEA封堵劑壓注到架頂及架后松散破碎煤體中，由于MEA封堵劑對煤壁及其裂隙具有粘附、充填的作用，膠體連續性好，有良好的散熱能力，可恢復并加強破碎煤體的整體散熱功能，達到防風堵漏效果。

注意事項：（1）每個孔注漿量大約5m3，不能往同一個鉆孔大量注漿。（2）注漿過程中，臨近頂板滲出漿液，應立即停止該鉆孔注漿，改注其它鉆孔，待漿液凝結后，再補注一次，確保注漿效果。（3）施工過程中，注意與現場回撤人員的溝通，確保安全前提下注漿工程按計劃開展。

3.4 局部高溫點排查

若各測點CO濃度超過24ppm且上升較快，出現C2H4、C2H6等指標性氣體時，應利用煤礦用本質安全型紅外熱成像儀對工作面進行溫度掃描，確定火區分布、火源位置或異常高溫點位置。對異常地點采取打鉆壓注高效膨脹阻燃劑或凝膠處理，消除局部煤層高溫點。

4 結語

通過對鮑店煤礦73上03工作面末采及工作面支架回撤期間采取的以膠體灰漿防滅火技術為主的綜合防滅火技術，確保了工作面采煤支架的安全回撤及工作面及時封閉。事實證明了膠體粉煤灰漿防滅火技術的有效性，同時，也為其他相類似煤層開采過程中的防滅火技術提供借鑒。