開區均壓防滅火技術在謝橋礦的實際應用

祁建建+李玉飛+宋高長+李文忠

摘 要：為了更好地了解開區均壓[1]防滅火技術在回采及收作工作面的實際應用，通過對謝橋礦11316、1341（3）收作面防治自然發火所采取得開區均壓防火措施，在實際應用中的效果，進行總結，論證了開區均壓防火在防治煤層自然發火火中的重要性和可行性，對礦井通風防火管理及安全生產具有指導意義。

關鍵詞：開區；均壓；自然發火；論證；可行性

謝橋礦位于安徽穎上縣境內，設計年產量400萬噸，1997年投產，后經技術改造生產能力提升到1000萬噸。2013年礦井實際產量1050萬噸，2014年礦井計劃產量為1100 萬噸。可采面積約38.2km2。礦井一水平通風系統為兩翼對角式通風，二水平為中央并列式通風。礦井目前開采煤層為13-1、11-2、8、6煤層，均屬于Ⅱ類自燃煤層，自然發火期3～6個月。因此，如何在工作面收作期間，利用開區均勻防滅火技術消除煤層自然發火隱患，對礦井通風防火管理及安全生產具有指導意義。

一、目前主采煤層賦存概況

6煤層（突出煤層）：為區段較穩定的大部分可采煤層，厚度0～4.75m，平均2.18m，下距離5煤層間距為4.7～25.2m，平均層間距18.12m。頂板以砂質泥巖或粉細砂巖為主，底板為泥巖及細砂巖為主。

13-1煤層（突出煤層）：為穩定的全區可采煤層，厚度0.79～8.28m，平均4.72m。下距11-2煤層間距平均為66.95m。頂底板巖性均為泥巖及砂質泥巖。

二、開區均壓防滅火措施實際應用情況

（一）11316收作工作面應用情況

謝橋礦6煤層經鑒定具有自燃傾向性，煤層自燃發火期為3～6個月。該面煤厚變化大，且頂板局部發育有6-2煤，距6煤頂板0～8.3m，6-2煤厚0～0.8m，造成采空區遺煤較多。

收作期間，工作面的風量降至950 m3/min，以減小工作面風壓和采空區漏風。并采取上隅角埋管灌漿、鉆場鉆孔灌漿及工作面灑漿（或MEA-1防火材料），抑制煤在低溫時的氧化速度，延長自燃發火期。同時實施下隅角注液態CO2，使該區域內空氣惰化，使氧氣濃度小于煤自然發火的臨界氧濃度，從而防止煤氧化自燃或使已經形成的火區窒息的防滅火技術。

11316綜采面在收作期間采取全負壓通風，在拆除至130架支架期間上隅角及架檔CO濃度明顯上升，架檔CO濃度最大值達到120PPm；之后將工作面風量自950 m3/min降至720 m3/min，CO濃度仍成上升趨勢，無明顯效果。

后通過更改通風方式，第一步，在工作面進風順槽設置控制風壓設施并利用全風壓風筒導風，在進風順槽進行修砌封閉墻，通過封閉墻上預留措施管進行通風，將工作面總風量控制在720 m3/min，進風順槽進風量降至330 m3/min，緊接著采取以下兩種供風方式：

第一步：采取了回風順槽全風壓風筒導風向工作面供風、進風順槽封閉墻體預留措施管供風方法，工作面總風量約710 m3/min，進風順槽進風下降至330m3/min。

第二步：工作面支架拆除完畢后，回收拆除設備時，進風順槽預留措施管封閉，工作面僅采用全風壓風筒導風，工作面風量410 m3/min。

通過采用以上兩種開區均壓調節方式，使風流受阻，增加工作面回風側及上隅角的風壓，減少工作面入排風道間的通風壓差，使采空區漏風帶縮短，進而使采空區內原有的自燃帶寬度變小，窒息帶前移，從而使上隅角及架檔CO濃度逐漸下降，CO濃度最大值從13～30PPm，降為0 PPm，直至安全封閉。

（二）1341（3）收作工作面應用情況

謝橋礦13-1煤層經鑒定具有自燃傾向性，煤層自燃發火期為3～6個月。該面煤層賦存較穩定，煤層總厚6.3m。煤層直接頂板為泥巖和13-2煤， 13-2煤厚度為1.97～3.04m，工作面回采期間最低采高不小于4.2m，煤層增厚處最大采高不大于6.0m。屬于大采高采煤工作面，采空區遺煤較多。

收作初期，采取上隅角埋管灌漿、鉆場鉆孔灌漿、下隅角注液態CO2等防火措施，通過抑制煤在低溫時的氧化速度，延長其自燃發火期，以保障收作拆除期間的防火安全，但根據現場檢查數據，效果不太明顯，CO濃度仍有上升趨勢。后對工作面通風方式進行調節，在回風順槽設置控制風壓設施，并采用局扇供風，對工作面的風壓進行開區調節，工作面總回風量為1100 m3/min，進風順槽進風為300 m3/min，局扇供風與下順槽供風形成對流，以降低進 、回風側的壓差，從而達到減小工作面風壓和采空區漏風的效果。并使采空區漏風帶縮短，采空區內原有的自燃帶寬度變小，窒息帶前移，保證了拆除期間，工作面防火形勢的穩定。工作面架檔CO最低2ppm，最大為65ppm，上隅角CO最大為35ppm。

三、結論

1、開區均壓防滅火技術，可以縮短采空區漏風帶，使自燃帶[3]寬度變小，窒息帶前移，使采空區遺煤自燃現象得到抑制，可以有效的延長自然發火期。

2、在對工作面進行開區均壓調節時，為減少進風順槽進風量，可以對進風順槽提前封閉，加快了封閉進度。

3、實踐證明，采用開區均壓調節，對以后工作面收作防火有著極其重要的借鑒作用。

參考文獻：

[1]洪忠達.礦井均壓滅火中兩種調壓氣室密閉[J].全國煤炭青年科技獎頒獎大會及研討會，2009：167-168.

[2]蔡永樂.礦井防滅火技術[M].徐州：中國礦業大學出版社版，2009.

[3]王德明.礦井火災學[M].徐州：中國礦業大學出版社版，2008.endprint