舊巷高溫火點(diǎn)產(chǎn)生原因分析與預(yù)防措施

劉瑞文

（西山煤電股份公司馬蘭礦，山西 古交 030206）

舊巷高溫火點(diǎn)產(chǎn)生原因分析與預(yù)防措施

劉瑞文

（西山煤電股份公司馬蘭礦，山西 古交 030206）

摘 要隨著礦井服務(wù)年限的增加，采掘過程中遺留舊巷數(shù)量也不斷增加，由于舊巷煤炭自燃而引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)的80%以上，舊巷火災(zāi)的處理與防治已經(jīng)成為礦井安全工作的一個(gè)重點(diǎn)。本文結(jié)合大興礦一起舊巷自然發(fā)火事件的處理過程，分析了舊巷高溫火點(diǎn)產(chǎn)生發(fā)展的特點(diǎn)和原因，并根據(jù)影響高溫火點(diǎn)產(chǎn)生因素提出噴漿、注漿、注泥、噴灑阻化劑，合理布置、安排采掘計(jì)劃，及時(shí)封閉、合理調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)等一系列預(yù)防措施，有效處理和防治舊巷火災(zāi)的發(fā)生。

關(guān)鍵詞采掘舊巷；高溫火點(diǎn)；防滅火

1　問題的提出

大興礦1990年投產(chǎn)，隨著礦井開采的延伸，采掘過程中遺留舊巷數(shù)量也不斷增加，且在較短時(shí)間內(nèi)因開采接續(xù)安排無法進(jìn)行封閉，部分舊巷為煤巷，大興礦的煤炭自然發(fā)火期較短，1990—2002年間共發(fā)生自然發(fā)火54起，其中49起是煤柱、高頂、底板、煤倉(cāng)、密閉等巷道煤炭?jī)?nèi)因火災(zāi)，該礦N2采區(qū)自然發(fā)火點(diǎn)位置示意圖見圖1.礦井舊巷火災(zāi)的處理與防治是安全工作中不可忽視的一個(gè)重點(diǎn)。

圖1　大興礦N2采區(qū)自然發(fā)火點(diǎn)位置示意圖

N2706工作面回采封閉后，N27層軌道巷一直是防火工作的重點(diǎn)，該區(qū)域巷道內(nèi)曾多次發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)，并及時(shí)采取了注白泥、鋪撒阻化劑、噴漿等措施。2013年2月22日，巡檢人員在N2405回風(fēng)立眼上口巷道里聞到有輕微煤焦油味，相關(guān)人員加強(qiáng)了對(duì)N27層軌道巷的防火檢查工作，但未發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)。2013年2月23日7：57，N2705回風(fēng)立眼上口一氧化碳傳感器達(dá)到24×10－6，巡檢人員第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)N2705回風(fēng)立眼上口兩個(gè)風(fēng)眼出現(xiàn)自然發(fā)火點(diǎn)，遂即采用澆水的方式消除。

2　舊巷自然發(fā)火原因分析

2.1舊巷遺留煤炭較多

N2705、N2706煤層平均厚度為5.35 m，N2705采用大采高采全高、N2706采用綜放開采，根據(jù)回采工藝需求工作面停采后必須留設(shè)一定距離的安全煤柱，同時(shí)由于地質(zhì)條件較為復(fù)雜，造成巷道頂板、底板、巷幫遺留大量煤炭。

2.2煤炭的自身物理化學(xué)性質(zhì)

大興礦N27層煤炭自燃傾向性較高，2005年、2009年，撫順煤科院、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)對(duì)大興礦煤炭自燃傾向性進(jìn)行鑒定，鑒定結(jié)果：送鑒煤樣均為一類容易自燃煤炭，且N27層等地點(diǎn)煤炭火成巖侵入嚴(yán)重，煤炭氧化性普遍提高，7層煤常溫狀態(tài)（20℃以上）就能氧化，產(chǎn)生CO，并且在供氧穩(wěn)定情況下，CO產(chǎn)生量隨時(shí)間呈線性增長(zhǎng)（圖2），在N27層煤開采過程中，多次發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火隱患。

圖2　常溫煤樣氧化CO體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線圖

2.3通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整（風(fēng)量變化）影響

2012年12月22日N2906工作面2＃切眼與N2906入風(fēng)泄水巷貫通進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，N2906運(yùn)輸巷掘進(jìn)工作面回風(fēng)通過N2905運(yùn)輸巷回風(fēng)立眼、N2705回風(fēng)立眼進(jìn)入N2總排副巷，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整后N2905運(yùn)輸巷回風(fēng)立眼風(fēng)量大幅增加，在N2905運(yùn)輸巷回風(fēng)立眼發(fā)生自然發(fā)火前5天，N2705回風(fēng)立眼上口發(fā)生頂板冒落，通風(fēng)隊(duì)巡檢人員在冒落后及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)量改變并上報(bào)，礦安排維修一隊(duì)進(jìn)行翻修，導(dǎo)致N2905運(yùn)輸巷回風(fēng)立眼風(fēng)量發(fā)生變化。在以往工作中，發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)所在巷道在一周內(nèi)都進(jìn)行了通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，風(fēng)量的變化是影響舊巷自然發(fā)火的重要原因，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整風(fēng)量對(duì)N2905運(yùn)輸巷回風(fēng)立眼發(fā)生自然發(fā)火也起到了一定的作用。

2.4礦山壓力增強(qiáng)煤的透氣性

大興礦采區(qū)多采用3巷布置，既一軌道中巷、一皮帶中巷、一回風(fēng)中巷，一個(gè)工作面回采結(jié)束后，在其它工作面開采未結(jié)束前，3巷仍然使用，在礦山壓力作用下，巷道發(fā)生變形、幫頂煤體壓裂，煤的通氣性增強(qiáng)。N27層采區(qū)巷道兩幫壓力分布示意圖見圖3，圖中Ⅰ為N27層軌道中巷，Ⅱ?yàn)镹27層皮帶道，Ⅲ為N2703、N2706等工作面采空區(qū)，N2703綜采工作面回采結(jié)束后，Ⅰ、Ⅱ兩條巷道一直沿用至今，根據(jù)應(yīng)力分布規(guī)律，N27層軌道中巷處于應(yīng)力的集中區(qū)域，該區(qū)域也是發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)較多的區(qū)域。

3　措施與對(duì)策

3.1合理布置、安排采掘計(jì)劃

在采掘接續(xù)的安排上，盡量先采采區(qū)內(nèi)較遠(yuǎn)的工作面，雖然前期的掘進(jìn)工程量有所增加，但是在防火、巷道維修方面，有較大的益處。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量避免回風(fēng)立眼的使用，如有必要使用時(shí)，應(yīng)該盡量擴(kuò)大回風(fēng)立眼的斷面積，在立眼周圍充填不燃材料，防止煤炭直接暴露。N2705回風(fēng)立眼穿7層煤，周圍沒有采用阻燃材料進(jìn)行充填，導(dǎo)致煤炭直接暴露在空間中。

圖3　N27層采區(qū)巷道兩幫壓力分布示意圖

3.2及時(shí)清理遺留煤炭、封閉廢棄巷道、立眼

工作面開采結(jié)束后，軌道中巷、皮帶中巷等巷道不能進(jìn)行封閉，但與封閉工作面運(yùn)輸、回風(fēng)巷溝通的聯(lián)絡(luò)巷，即原回風(fēng)立眼已經(jīng)失去作用，在工作面回采結(jié)束后應(yīng)該在第一時(shí)間對(duì)其充填封閉，杜絕其巷道的自然發(fā)火隱患。N2705回風(fēng)立眼發(fā)生自然發(fā)火后，及時(shí)清理了N2705回風(fēng)立眼上口遺留的煤炭，并對(duì)N2705回風(fēng)立眼、N2905運(yùn)輸巷進(jìn)行了充填封閉。

3.3注漿、注泥、噴灑阻化劑

采用注白泥漿防火時(shí)，為防止泥漿流失，先對(duì)巷道煤柱松動(dòng)圈噴漿，然后在噴漿層內(nèi)壓注白泥漿，以提高白泥漿防火效果。大興礦N2701工作面回采期間，回風(fēng)巷外圍的三角煤柱因處于壓力集中區(qū)，巷道煤幫受壓力影響松動(dòng)變形嚴(yán)重，裂隙特別發(fā)育，長(zhǎng)期漏風(fēng)氧化，煤體內(nèi)CO高達(dá)300×10－6，經(jīng)采取噴漿措施后，CO濃度仍然持續(xù)不降，對(duì)此采取了在噴漿層內(nèi)壓注白泥漿措施，累計(jì)注白泥200多袋，防止了漏風(fēng)氧化發(fā)生自然發(fā)火事故。注白泥前后效果對(duì)比見表1.

表1　注白泥前后防火效果對(duì)比表

3.4舊巷噴漿、加固

煤巷長(zhǎng)時(shí)間暴露是引起自然發(fā)火的主要原因，采用噴漿隔絕煤體既能夠降低煤炭的自然發(fā)火隱患，又能夠?qū)ο锏乐苓吤后w進(jìn)行加固，減少巖層壓力顯現(xiàn)對(duì)巷道煤體的破壞，在N2701、N2703工作面回采后，對(duì)其周圍巷道進(jìn)行了噴漿，在防火方面取得了良好的效果。巷道噴漿前后情況對(duì)比見表2.

表2　巷道噴漿前后情況對(duì)比表

3.5合理調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)、保證系統(tǒng)穩(wěn)定

大興礦是多層煤同時(shí)開采，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整時(shí)往往影響范圍較大，在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整時(shí)，要盡量避免影響易發(fā)生自然發(fā)火巷道的風(fēng)量。在通風(fēng)設(shè)施建筑上，要合理選擇設(shè)施的位置，避免由于通風(fēng)設(shè)施的建筑增大易自燃巷道的設(shè)施兩端壓差，在系統(tǒng)允許情況下，減少在易自然發(fā)火巷道構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施。

3.6增設(shè)CO傳感器、降低超限報(bào)警值

除了在礦井總排、采區(qū)總回風(fēng)巷道內(nèi)設(shè)置CO傳感器外，還應(yīng)該在各個(gè)采掘工作面回風(fēng)巷內(nèi)增設(shè)CO傳感器，這樣當(dāng)總排CO濃度上升時(shí)，可以在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)CO產(chǎn)生具體地點(diǎn)，及時(shí)采取措施。由于采區(qū)回風(fēng)巷、總排回風(fēng)巷的風(fēng)量較大，在稀釋作用下CO產(chǎn)生卻達(dá)不到超限范圍，監(jiān)控系統(tǒng)不能進(jìn)行報(bào)警，為了讓管理人員能夠明顯地通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火隱患，保安區(qū)將CO監(jiān)控的報(bào)警濃度從24×10－6降至為12×10－6，從而提高相關(guān)人員對(duì)CO的敏感程度。

3.7加強(qiáng)礦井防火管理

防火檢查實(shí)行礦、區(qū)、隊(duì)多級(jí)、區(qū)域負(fù)責(zé)制度，瓦檢員、測(cè)風(fēng)取樣工對(duì)巷道、高頂?shù)纫装l(fā)生自然發(fā)火地點(diǎn)實(shí)行日檢、周檢，實(shí)現(xiàn)礦井防火檢查無空白區(qū)域。同時(shí)，在煤體兩端負(fù)壓較大、承壓煤柱上施工防火觀測(cè)孔，實(shí)行周取樣、日巡檢制度，對(duì)自燃標(biāo)志性氣體上升的地點(diǎn)要增加取樣、檢查頻率，并及時(shí)采取措施。在曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過高溫隱患或可能出現(xiàn)高溫隱患的地點(diǎn)要設(shè)膠管、白泥、阻化劑等防火器材和材料。

4　結(jié) 語

1）合理布置采掘計(jì)劃，保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，是礦井防火工作的重要基礎(chǔ)。

2）通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整對(duì)舊巷自然發(fā)火起到了重要的影響作用，在通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整后一周內(nèi)，要加強(qiáng)調(diào)整區(qū)域各巷道的防火檢查工作，特別是風(fēng)量減少的煤巷。

3）煤層空間開挖后，在應(yīng)力作用影響范圍內(nèi)的巷道煤體透氣性大幅度增加，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力集中巷道的防火管理。

4）防火工作核心是管理，加強(qiáng)井下各地點(diǎn)的防火巡回檢查工作、取樣化驗(yàn)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火隱患并進(jìn)行處理，防止隱患擴(kuò)大升級(jí)。

5）廢棄巷道要及時(shí)進(jìn)行充填封閉，留用舊巷要及時(shí)采取噴漿、加固、注泥等安全技術(shù)措施。

參 考 文 獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TD75＋2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672－0652（2015）02－0021－03

收稿日期：2014－12－30

作者簡(jiǎn)介：劉瑞文（1988—），男，河北沙河人，2010年畢業(yè)遼寧工程技術(shù)大學(xué)，助理工程師，主要從事煤礦技術(shù)管理工作（E－mail）347309971＠qq.com

Cause Analysis and Preventive Measures of Old Lane High Temperature Fire Point

LIU Ruiwen

AbstractWith the increase of coal mine service life，the number of remained old lane also continues to increase in the process of mining.The fire that caused by old lane coal spontaneous combustion accounts for eighty percent in coal mine fire，old alley fire treatment and prevention have become a key to mine safety work.Combines with the treatment process of old alley spontaneous combustion in Daxing coal mine，analyzes the characteristics and reasons of high temperature fire point generation and development，and according to generated factors of affecting the high temperature fire point，puts forward a series of preventive measures such as whitewashing，grouting，pouring mud，spraying stopping agent，reasonable layout and arranging mining plan，timely sealing and reasonable adjusting ventilation system，it effectively treat，prevent and control the happening of fire in old lane.

Key wordsMining old lane；High temperature fire point；Fire preventing and extinguishing