殘煤開采綜合防滅火技術

張金玉

摘 要：介紹了西安煤業公司通過多年的實踐經驗與監測數據，總結出一套切實可靠地綜合機械化放頂煤方法，復采易自燃煤層時的防滅火技術。

關鍵詞：易自燃煤層；復采；防滅火

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.150

2006年8月，西安煤業公司首個綜采工作面0703區正式生產，揭開了殘煤上綜采的序幕，經過實踐驗證可行后，全公司10個單扒采煤工作面陸續裝備成綜采工作面。煤業公司通風部門針對綜采防滅火方面存在的問題，認真進行分析和歸納，結合本單位實際，提出解決方案并付諸實施，并積極引用礦井防滅火新技術，研究出適合殘煤開采的防滅火方法，現簡要介紹該方法。

1 準備采區掘進期間防火工作

掘進期間，隨掘進巷道向前方施工，每隔5米向頂板方向打一組兩個防火鉆，鉆孔與水平成30°仰角，與中心線成15°夾角，孔深8～12m，下直徑25㎜，長度1500mm的鐵插管，插管間采用絲扣連接，下管長度一般為4.5～10.5m，用封孔劑封嚴插管與鉆孔間的空隙。插管外側安設閥門，用高壓膠管與水管或注漿管相連接，隨時注水或泥漿。注漿前先用壓力水拉通插管，然后各個鉆孔循環注漿，每個鉆孔注漿量0.5～3m/次，泥漿注入頂板后，迅速脫水，達到降溫并充滿煤層裂隙及包裹煤體的目的，切斷煤層供氧條件阻止煤體氧化，起到防火作用。接設2寸鐵管作為注漿管路，注漿使用煤礦用注漿泵，設在進風水平大巷。

2 開采期間工作面的防火措施

沿走向超前40米向工作面打注水防火鉆，在工作面運輸、回風順槽內，分別沿煤層傾斜方向，向工作面每隔5米間距打一注水鉆，鉆孔長度一般為15米，鉆孔下直徑25mm鐵插管，向煤層中注水，水壓力為25M a，循環注水，使回采工作面煤體及頂板始終保持潮濕狀態，起到防塵、防火作用。

3 工作面上下順槽的防火措施

根據工作面實際情況，合理配備工作面風量，在上下順槽內局部見舊巷、采跡處重點加強防火工作。采用發板碹或噴漿等方法隔絕與舊巷采跡的聯系，發板碹或噴漿前預留好注漿管，然后用雙液注漿泵向隔絕區內注水泥玻璃水，確保不漏風、不氧化、不自燃發火。

4 綜采工作面采空區的防火措施

相對于兩道、兩口而言，采空區自燃發火隱患不易發現，不易處理，只能在防火上下功夫，在采區投產前，在工作面運輸順槽接設一趟4寸 E管路至采空區內，并與地面注氮機房相聯，末端埋入采空區用4寸鐵管，法蘭連接，管口位置一米范圍內，鉆三排直徑30mm左右圓孔，管口位置搭設木垛，并用菱形網包裹防止管口被浮煤堵上，影響注氮效果。向采空區內連續注氮氣，使采空區內的遺煤不氧化或降低氧化速度，達到采空區預防性防火要求，并且班班通過束管監測系統對采空區內的注氮情況進行取樣化驗分析。

經過了一個時期的實踐，我們發現選擇合理的時段對采空區進行間歇性注氮，既可以滿足采空區防火需要，又可以節約大量電能，于是我們根據用電的“峰谷平”三個時段，確定了“躲峰填谷”的注氮方法，即用電高峰時段不開注氮機，用電平、谷時段開注氮機注氮。僅此一項全公司兩臺注氮機每月可節省費用30余萬元。

隨著采空區注氮時，束管監測數據的不斷積累，我們通過對采空區氣體成分進行跟蹤監測，并有針對性的停止注氮、改變注氮管頭位置，通過對采空區埋設束管化驗數據分析，得出結論：在采煤工作面正常推進度（小班一條幫0.5米，全月開幫40～45米）情況下，只需要在采煤工作面下隅角以里5～15米位置，埋設注氮管，注氮流量在300m3/h時，氮氣即可散布在氧化帶范圍內，起到與下隅角以里30～50米位置埋設注氮管同樣的防火作用。

根據注氮數據的總結及實踐經驗，我們確定了最合理的注氮“拖管”長度。所謂最合理就是既能保證注氮管頭位置在工作面下隅角以里5～15米位置，又能隨著開幫及時把管頭拖出來。經過實驗拖管如果超過10米，埋入下隅角后，難以拖出，于是確定拖管長度為8米（整根厚壁管），埋入距離為5～7米，每天由采煤段配合防火段用手搖葫蘆或單體液壓支柱拖管，就這樣每個采煤工作面均可以節省其走向全長的注氮埋管費用。

2015年初，采煤工作面上下兩口更換了自移式端頭支架，我們用溜子鏈或特制的連接裝置把注氮拖管直接固定在端頭支架上，支架行走，直接帶動注氮拖管，真正實現了拖管步距與工作面開幫進度同步。就這樣通過不斷改革，拖管注氮方法已經演變成一套較為成熟、日趨完善、成本低廉、操作可靠、切實可行的采空區防火手段，為殘煤開采采空區防滅火提供了重要保障。

西安煤業公司殘煤上綜采十年來，通過大量實踐和不斷研究創新，我們摸索出了“兩道循環注漿、隅角拖管注氮、采面高壓注水、砂幫減少遺煤、結束快速撤面、及時封閉注嚴”的殘煤開采工作面綜合防滅火方法。沒有發生一起采空區自燃發火事故，防滅火成效顯著。