淺談灌漿防滅火技術在已封閉工作面處理一氧化碳隱患中應用

李祥榮

摘要：灌漿防滅火技術是煤礦防滅火工作中一種重要的防滅火方法。實踐證明，灌漿法防滅火技術在礦井安全生產中發揮了巨大的作用。本文通過對煤礦三水平北17層三四區一氧化碳隱患處理過程中灌漿技術的效果進行分析，證明灌漿防滅火技術在處理一氧化碳隱患的作用。

關鍵詞：礦井通風；減少能耗；經濟效益

引言

灌漿是目前最常用的一種礦井火災防治技術，也是目前處理采空區一氧化碳隱患最常用和最有效的方法之一，作用在于它從井下煤炭自燃的基本條件入手，一是灌漿后填滿一氧化碳隱患區的空間，把空間內氧氣排除，使一氧化碳隱患區缺少氧氣供應而熄滅；二是在灌漿同時降低一氧化碳隱患區溫度，起到消除隱患作用。

1.工作面出現隱患過程及原因分析

綜采一區回采三水平北17層三四區一段底分層，本工作面位于三水平北17層三四區一段，上至風道（-224.4～-228.9標高），下至機道（-301.18～-315.8標高），北起工作面開采位置，南至設計停采線，走向長1210m，傾斜平均長138m，平均傾角為29°，煤厚8.21m～14.15m，平均厚度為13.07m，頂分層已回采3.5米。2017年10月末因工作面遇巖石，回采速度較慢。2017年12月20日3：30分，已采出走向長度1184米，剩余走向26米。綜一工作面60—75組架子軟幫CO140PPm，行人側風流，上隅角CO70PPm，回風CO12PPm，出現一氧隱患。礦研究決定綜一隊回風巷均壓風機開雙極，增加工作面壓力。礦聯系相關地方煤礦主扇停運，減少向我礦采空區供風。8：20—9：30，工作面架子空、上隅角、回風CO 0。9：30分開始，CO上漲，工作面60—75組架子行人側風流CO70PPm，上隅角CO40PPm，回風CO12PPm，礦定利用錨索向架子空頂板打鉆注水。12月20日三班，在回風巷利用鉆機向隱患點打鉆，利用回風巷消火鉆孔和回風巷預埋灌漿管對采空區及隱患區域注三相泡沫，12月21日三班，在-250北大巷利用鉆機向隱患點施工消火鉆孔，利用消火鉆孔向隱患區域壓水、注泡沫處理。12月26日6時，風流中CO60ppm，隱患未得到明顯控制，為確保搶險救災人員安全，對該工作面施工隔爆閉封閉，并對封閉面注氮氣處理隱患。1月21日-25北大巷和回風巷開始施工消火鉆孔并注水，鉆孔終孔位置為硬幫以外5米、硬幫以外15米、軟幫以里19米、軟幫以里30米處第60、40組和工作面上端頭液壓支架上方頂分層采空區頂板。

2018年5月1日，工作面啟封，啟封后9301隊在回風巷恢復拉底開幫，5月3日瓦檢員檢查工作面時發現工作面第76-77組架子空出現CO隱患，取樣化驗分析CO最大值86ppm，工作面出現CO隱患，5月5日該面重新封閉。為消除封閉面CO隱患，在二水平-250北部運輸巷向該面采空區施工消火鉆孔、注水、灌漿、注冷卻氮氣處理，2018年5月9日，開始在-250北大巷運輸巷副巷向采空區施工消火鉆孔，鉆孔施工結束后利用鉆孔向采空區注水灌漿。封閉面CO隱患出現升高趨勢，為加快隱患治理速度，公司及礦領導研究決定，對工作面灌漿處理CO隱患。

2、煤礦地面灌漿系統和北部灌漿管簡介

我礦現有防滅火灌漿系統1處，即中部灌漿站，包括泵房1個，面積200平方米，蓄水池1個，容積300立方米，設有150D30×7水泵2臺，土場1個，面積4000平方米，灌漿集團孔3個，地面供水管路300米。

北部區現有灌漿管路2600米，接設路線：-50東大巷→二水平中17層軌道下山→-250北三四區回風石門聯絡巷→-250北三四區回風石門→-250北中組運輸巷→-250北一石門→-250北大巷副巷。

3、灌漿防滅火原理

原理是泥漿中的水份吸收大量熱，起到滅火降溫的作用，粉煤灰覆蓋浮煤表面，對煤體有包裹作用，灌漿后填滿一氧化碳隱患區的空間，把空間內氧氣排除，使一氧化碳隱患區缺少氧氣供應而熄滅；起隔氧阻止氧化的作用；防滅火效果顯著。

4、灌漿處理隱患特點：

灌漿防滅火系統主要使用在煤礦中使用，采用封閉面埋管灌漿的方法進行預防性灌漿，灌漿材料不含有可燃物，具有和水混合成泥漿的能力；運輸時不易堵塞管路；容易脫水，具有一定的穩定性；收縮率最小；易于沉淀，損失率最??；來源廣泛，成本低等特點。

5、灌漿工藝

（1）將北部灌漿管路與回風巷密閉預留灌漿管路對接，并安裝好隔膜壓力表和三通閥門。

（2）灌漿前，井上下灌漿人員到位，電話聯系好，灌漿前預先灌清水30分鐘。

（3）用地面沖漿管路將地面粉煤灰沖制成水灰比3：1的粉煤灰灰漿，沖進地面集團孔沿北部灌漿管路流至封閉面內。

6、灌漿注意事項

（1）灌漿技術措施：灌漿時，現場觀察人員加強觀察灌漿管路壓力表壓力情況，如管路壓力呈升高趨勢停止灌漿。

（2）灌漿前，在灌漿地點前10～15米用袋子裝貨碼砌0.5米高濾漿墻，以沉淀灌漿水帶出的粉煤灰，巷道及水溝要及時清理防止堵塞水溝。

（3）灌漿前，閉前孔口要下不少于4米長套管，套管要保證牢固、嚴密后方準壓水、灌漿。壓水、灌漿時，作業人員不得正對管口，管口要打好戧柱，戧柱與巷道底板接觸面要挖柱窩至硬底。

（4）預計出水地點密閉厚度要符合采后閉要求，并打好戧頂子。

（5）灌漿期間消火隊要及時預計出水地點。

（6）灌漿地點與預計出水地點附近要有專號電話并保證通訊正常，話修隊設置電話號并負責線路維修，沒有電話或電話不通不準灌漿。

（7）灌漿地點看孔人員要有干部帶領，必須聽從指揮，入井時必須佩帶甲烷、一氧、氧氣便攜，確保儀器靈敏可靠，作業時隨時檢查作業地點有害氣體情況，如便攜報警，立即按避災路線撤出人員至安全地點并及時匯報。

（8）看閉人員要加強作業地點巷道支護情況檢查，必須在巷道支護良好的地方進行觀察，如有安全隱患，嚴禁進入。觀察期間，如發現孔口、密閉及圍巖有脫皮、開裂、出水等情況時，立即匯報，停止灌漿，人員撤至安全地點。

（9）每次灌漿前，派專人觀察預計出水地點出水情況，發現有異常出水情況立即電話通知消火隊停泵。

（11）灌漿時井下要有溜管工、預計出廢水地點要有專職檢查出廢水工，必須到位，加強出水地點檢查，不準脫崗。溜管工如發現灌漿管路有異常，立即匯報，并及時采取措施處理。專職檢查出廢水工要井下現場交接班，交班人員將本班出水情況向接班人員交待清楚，并用電話向消火隊匯報當班出水情況后方準升井，檢查時要認真負責，記錄好出水地點、出水時間、出水量、出水溫度并及時向消火隊匯報。

（12）地面灌漿站每次灌漿時，要有班長以上干部現場指揮，作業人員作業時要聽從指揮，精力集中，相互配合好，照看好。把水槍人員要把好槍，先站穩，現場指揮人員檢查水槍、各管路連接嚴密確保安全后方準給水沖漿。沖漿時，水槍手與粉煤灰堆距離不得小于5米，防止大塊突然掉下傷及人員。

（13）停止灌漿后必須繼續觀察出水24小時。

7、采區封閉面灌漿防滅火技術時存在問題

對封閉面灌漿會將封閉面淤滿，對未及時撤出的電氣設備毀壞嚴重，回撤架子時清理淤泥工程量巨大，費時費力，灌漿過程中會有大量的水留在封閉面和采空區內需要打鉆放水。

8、結語

工作面出現一氧化碳隱患后要及時采取措施處理隱患，如果采用封閉隱患防止自然發火事故發生，采用一般方法無法控制隱患升級或者消除隱患，可采取灌漿方法處理隱患，避免隱患升級嚴重時燒毀工做面設備，引發采空區氣體爆炸，造成人員傷亡。

（作者單位：龍煤鶴崗礦業公司新陸煤礦）