淺析急傾斜煤層采空區密閉墻漏風源

摘 要：急傾斜煤層開采受開采特殊條件的限制，工作面在回采過程中架外煤遺留采空區較多，又加之工作面保護煤柱較少，所以采空區很容易與外界形成裂隙通道，從而造成自燃發火事故。只有準確的掌握了密閉墻的漏風源位置，才能有效的遏制采空區自燃發火事故，文章主要針對急傾斜煤層開采的特殊性，分析采空區密閉墻漏風源問題。

關鍵詞：急傾斜；采空區；密閉墻；漏風源

國投新集有限公司新集三礦為急傾斜煤層開采礦井，礦井核定生產能力為75萬噸/年。所采煤層為Ⅱ類自燃煤層，自燃發火期3～6個月，煤層傾角為60～90°。礦井的開采方式為采區內各煤層至上而下開采，工作面后退式，采用沿走向推進，偽傾斜柔性掩護支架放炮落煤，全部陷落法管理頂底板的采煤方法。急傾斜工作面回采結束后密閉墻漏風容易引起采空區自燃發火，因此，掌握密閉墻漏風源并采取合理的預防措施是確保采空區安全的重要途徑[1、2]。工作面回采結束后的密閉墻管理是新集三礦安全管理的重點，現以251105工作面密閉墻為例，對急傾斜煤層采空區密閉墻漏風源進行探析。

1 工作面簡介

11-2煤煤層賦存較為穩定，結構復雜，含2～3層夾矸，夾矸以砂質泥巖為主，煤層平均厚度3.8m。251105工作面位于西五石門西翼，東起西五石門煤柱線，西至工作面開切眼，可采走向長235.9m，垂高28.9m。該工作面上部為251103工作面采空區，東部為251106采空區，西部為261105工作面。煤層厚度2.1～3.5m，平均煤厚2.8m。251105工作面沿11-2煤走向布置回風巷、運輸巷，沿11-2煤傾向布置開切眼，開切眼布置在采面邊界。工作面回風巷和運輸巷均采用礦用11#工字鋼梯形棚支護，分別位于-407.4m水平和-438.3m水平。251105工作面于2011年9月26日回采結束，10月20日封閉結束，11月4日密閉墻注漿結束，并通過驗收。

2 事故經過

2012年1月5日14時24分，三礦KJ90NB安全監測監控系統顯示251105機巷閉前CO傳感器報警（報警點24ppm），且濃度處于上升的趨勢。礦區立即組織防滅火小組到現場進行勘察，小組到達現場發現機巷閉前有明顯的煤焦油味，而且閉前巷道底部有微量的煙霧涌出，密閉墻內CO達到200ppm，O2濃度20.60%，251105風巷密閉墻內測得CO濃度90ppm，O2濃度20.40%。防滅火小組立即采取應急措施對機巷密閉墻閉前及四周進行澆水降溫，隨著水量不斷的澆灌，機巷閉前CO傳感器顯示值也隨著降低，但從閉前巷道淋出的水溫不高，說明真正的著火點并沒有找到。待高溫點得到暫時控制以后，立即組織人員分析該處密閉墻漏風源，只有及時、準確的掌握該處密閉墻漏風源，積極采取措施降低密閉墻內O2濃度，才能徹底的消除此次自燃發火隱患。

3 密閉墻漏風源分析

3.1 機巷密閉墻四周漏風源

首先對風、機巷密閉墻夾層（厚度1m）上部施工二個注漿孔進行二次注漿，保證密閉墻嚴密不漏風。緊接著將機巷密閉前巷道（5m）向下臥底300mm，然后用水泥和黃沙對巷道進行抹平，然后對密閉墻四周用2m鉆桿進行打眼注漿，保證閉前巷道不向密閉墻內漏風。注漿結束后對機巷密閉墻進行檢查分析，發現機巷密閉墻觀察孔向外出風，取氣樣化驗分析O2濃度20.10%、CO濃度80ppm。綜合分析該處不能定義為此次自燃發火事故的主要漏風源，有必要進一步分析密閉墻漏風源準確位置。

3.2 機巷密閉墻下方漏風源

251105機巷密閉墻向下5m聯巷（長度4m）進行全斷面噴漿，噴漿厚度為50mm，噴漿結束后對251105機巷密閉墻進行現場勘察，機巷密閉墻向外出風，取氣樣進行色譜儀分析O2濃度19.60%、CO濃度50ppm，綜合分析該處也不能定義為此次事故的主要漏風源，所以需進一步分析密閉墻漏風源。

3.3 機巷密閉墻前料眼漏風源

以上二種方法都無法降低密閉墻內O2濃度，經研究決定對離251105機巷密閉墻最近的料眼進行全面檢查，因為該道生根眼為料眼，日常生產過程中只擔當打、運料任務，無法進行上、下員檢查。經人員佩戴保險帶下到料眼檢查后發現，該道料眼中段垛盤附近冒落非常嚴重，形成較多的冒點。

根據現場勘查的實際情況綜合分析，對該道料眼采取墩、注漿辦法，具體措施為：先在料眼下部向上0.3m位置用大板插實，再在大板上面抹上厚度≥0.2m的黃泥，待黃泥晾干后在上面注厚度≥1.0m的水泥漿；緊接著用黃泥對大板四周進行抹面，保證不漏漿。板墻墻體要嚴密不漏風；板墻設注漿管伸出墻外，并要求伸出部分不得大于300mm；待向眼內注的漿凝固后，生根眼其他部分用水泥和黃沙混合物充填，必須保證填實；墩眼結束后，對料眼四周分別打三個注漿孔，孔深為2m，注漿孔施工結束后下注漿管進行注漿。

密閉墻前料眼墩、注漿結束后，防滅火檢查小組對251105機巷密閉墻進行了全面檢查分析，發現機巷密閉墻觀察孔風流不出不進，U型壓差計顯示閉內外壓差為零，現場取氣樣利用Kss-2100色譜檢測分析發現，閉內O2濃度7.0%，CO濃度為0ppm。

分析認為急傾斜煤層開采密閉墻漏風源具有較強的特殊性，密閉墻漏風源較近水平煤層開采較多，研究起來也相對困難。且急傾斜煤層開采加之通風系統采用上行風，所以采空區自燃發火事故也隨之加劇。生根系統離采空區較近，與密閉墻形成的漏風通道比較隱蔽。同時，生根系統也是日常檢查的盲區和死角，生根眼的實時狀況無法及時掌握，從而不能及時處理小眼冒落，給處理采空區自燃發火事故造成了較大的挑戰。

圖1 生根眼下口墩眼示意圖

4 結束語

因受急傾斜煤層開采的特殊性，多種常見的防滅火手段無法應用，且急傾斜煤層開采保護煤柱較少，且通風系統都采用生根眼，煤眼和料眼在日常難以準確的掌握真實情況。又因工作面收作結束后施工密閉墻進行永久封閉時不能違反規定的擴散通風距離，所以收作工作面密閉墻離生根眼較近。若生根眼冒落地點較多，生根眼就很容易與密閉墻形成漏風通道，給后期的事故處理帶來較大的困難。故只有及時、準確的掌握采空區密閉墻漏風源，才能有效的遏制采空區自燃，保證煤礦安全生產。

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

[2]國家煤礦安全監察局.礦井火災防治（新）B類[M].徐州：中國礦業大學出版社，2004.

作者簡介：王震（1988，10-），男，安徽六安人，本科，助理工程師，現從事煤礦“一通三防”技術管理工作。