綜放工作面初采初放期間防滅火技術(shù)研究

摘 要：陜煤彬長集團胡家河煤礦在綜采放頂煤工作面初采期間采用采空區(qū)綜合防滅火措施，成功地消滅了綜采放頂煤工作面采空區(qū)煤層自燃發(fā)火隱患，確保了綜采放頂煤工作面安全回采，為類似條件綜采放頂煤工作面初采期間防滅火提供了借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：綜放工作面；初采期間；防滅火

煤炭自燃是煤礦的主要災(zāi)害之一，我國具有自然發(fā)火危險的煤礦所占比例大、覆蓋面廣。國有重點煤礦中，具有自然發(fā)火危險的占47.3%，煤炭自燃而引起的火災(zāi)占總數(shù)的90%以上。近年來，隨著開采技術(shù)和開采設(shè)備的發(fā)展，一部分煤礦采用綜采放頂煤工藝，而這種方法易造成采空區(qū)遺煤多、漏風(fēng)嚴(yán)重，因此針對綜放工作面初采期間自燃發(fā)火特點進行分析，并結(jié)合胡家河煤礦的實際情況，采取切實可行的措施，具有借鑒意義。

1 工作面概況

胡家河煤礦位于陜西省咸陽市彬長礦區(qū)中北部的涇河?xùn)|側(cè)，行政區(qū)劃隸屬彬縣、長武縣管轄，設(shè)計產(chǎn)能500萬t/a，高瓦斯礦井，綜放主采4#煤層，4#煤層屬于Ⅰ類自燃，煤塵有爆炸危險性，其火焰長度為200mm，自然發(fā)火期為3-5個月，最短發(fā)火期20d。礦井采用中央并列式通風(fēng)，主、副井進風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)。

401102工作面是401盤區(qū)的第2個綜放工作面，該工作面傾向長度180m，走向長度1643m，煤層傾角3°～5°，平均厚度23.5m，采用走向長壁后退式綜合機械化放頂煤分層開采，目前回采上分層煤平均厚度13.5m（采高為3.5m，放煤高度10m），全部垮落法管理頂板。工作面采用四巷式布置，即運輸順槽、回風(fēng)順槽、泄水巷及高位瓦斯抽放巷。

2 初采初放期間自燃隱患出現(xiàn)

401102綜放工作面監(jiān)測點布置在上隅角、下隅角和工作面支架間和高抽巷抽放管內(nèi)，另外在工作面架后預(yù)埋束管，每35m留設(shè)一個三通，各測點通過氣體采樣分析CO、CO2、CH4、C2H6、O2等指標(biāo)氣體。

401102工作面于4月28日開始生產(chǎn)，每天推采4.8m，至5月2日開始進行放煤，距開切眼19.2m。從5月9日開始，高抽巷抽放管路內(nèi)CO有緩慢上升趨勢，5月12日高抽巷CO達71ppm，此后每班高抽巷CO呈逐步升高趨勢，由此判斷，采空區(qū)高溫區(qū)域煤溫氧化速度變快，CO濃度最高達103ppm。

3 原因分析

（1）采空區(qū)遺煤多。工作面放煤之前，工作面推進19m沒有進行放頂煤，遺留在采空區(qū)的頂煤量較多，加之開始放煤后頂煤放煤不充分，導(dǎo)致采空區(qū)存在大量遺煤。（2）漏風(fēng)嚴(yán)重。工作面由于礦壓問題支護強度增加，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護的方式，但在回采開始退錨桿及錨索困難，頂板沒有弱化處理，工作面放煤后兩順槽頂板沒有垮落，形成大面積懸頂，形成了漏風(fēng)通道。

4 綜合防滅火技術(shù)

4.1 工作面上下隅角封堵漏風(fēng)

采用水泥發(fā)泡保溫板封堵上下隅角未跨落區(qū)域。水泥發(fā)泡保溫板是一種高性能無機保溫材料，它是一種多孔輕質(zhì)高性能板材，是由多種無機膠凝材料與改性劑、發(fā)泡劑等添加劑制成的一種導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫隔熱性能好的無機保溫材料。具有重量輕、施工方便、密閉性能好、防爆阻燃和成本低的特點。

在401102工作面上下隅角每天利用水泥發(fā)泡保溫板施工一道全斷面墻體，墻體表面采用氣動注漿泵噴注卡弗尼固化泡沫，使墻體在工作面液壓支架前移后不易垮塌。

4.2 高抽巷施工鉆孔

根據(jù)當(dāng)時巷道施工情況，高抽巷里段已封閉，由于高抽巷里段有226m的下坡，由401102回順向高抽巷里端坡頂施工3個鉆孔，鉆孔全孔下Φ50mm的套管封全孔，灌注清水、黃泥漿及凝膠，從而達到隔絕氧氣、煤體降溫的目的，如圖1。

4.3 回順施工高位防滅火鉆孔

在401102回順向工作面正幫施工高位防滅火鉆孔，每組設(shè)計3個孔，孔間距為1米，孔深不小于65米，終孔位置為煤層頂板向上3米，鉆孔全孔深下Φ89mm套管。該鉆孔前期做為瓦斯抽采鉆孔使用，后期終孔位置進入采空區(qū)20m后，做為防滅火鉆孔使用，灌注清水、三相泡沫及凝膠，封堵起到“一孔雙用”的效果，見圖2。

5 結(jié)束語

（1）通過采取以上幾種防滅火措施，成功解決了初采初放期間高抽巷處采空區(qū)CO濃度異常的問題，消除了采空區(qū)發(fā)火危險性，CO濃度變化趨勢如下圖3所示。

（2）以注凝膠、上下隅角封堵、施工防滅火鉆孔灌注三相泡沫和凝膠等綜合防滅火技術(shù)在401102工作面的實施，保證了該工作面初采期間安全、正常的開采。該綜合防滅火技術(shù)在的401102工作面的成功應(yīng)用為綜放工作面初采初放期間防止煤炭自燃治理提供了新的技術(shù)手段和寶貴經(jīng)驗。

參考文獻

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作者簡介：葉志（1986-），男，陜西咸陽人，助理工程師，2010年本科畢業(yè)于河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)，現(xiàn)就職于陜煤彬長胡家河礦業(yè)有限公司，從事于煤礦“一通三防”技術(shù)管理工作。