煤礦綜合防治煤層自然發(fā)火體系構(gòu)建

滑志強(qiáng) 房曉哲 尉龍敏

摘要：據(jù)統(tǒng)計，“十二五”期間，我國煤礦共發(fā)生火災(zāi)事故15起、死亡104人，與“十一五”期間發(fā)生44起、死亡408人相比，事故起數(shù)下降65.91%、死亡人數(shù)下降74.51%，但我國煤礦火災(zāi)防治形勢依然嚴(yán)峻，特別是45天封閉制落實有困難的情況下，防火成為首要任務(wù)。本文通過對采煤工作面防火體系的構(gòu)建總結(jié)，為煤礦防火提出一些經(jīng)驗做法。

關(guān)鍵詞：防治煤層自然發(fā)火；體系構(gòu)建；綜合措施；掘進(jìn)工作面防火；采煤工作面防火

目前，威脅煤礦安全生產(chǎn)的“水、火、頂板、瓦斯、煤塵”五大要素中，火災(zāi)的防治工作依然復(fù)雜，形式依然嚴(yán)峻。燕家河煤礦主采煤層有8煤，屬于Ⅰ類自然煤層，最短發(fā)火期為41天，礦井防治煤層自燃發(fā)火任務(wù)十分艱巨。

本文通過對燕家河煤礦礦井為解決8107綜采放頂煤工作面掘進(jìn)、回采及收作期間的火災(zāi)防治問題，研究制定了對應(yīng)的綜合防治煤層自然發(fā)火措施，構(gòu)建了防治煤層自然發(fā)火體系。體系運(yùn)行結(jié)果表明：綜合防治煤層自然發(fā)火體系構(gòu)建杜絕了易發(fā)火采掘工作面的煤層自然發(fā)火隱患，實現(xiàn)了安全回采及收作，真正做到了“防火重在預(yù)防”。

一、體系構(gòu)建背景

燕家河煤礦8107綜采放頂煤工作面可采走向長度1468m，面長200.7m，煤層平均厚度6.0m，煤層傾角為3～5°，平均為4°。2008年8月，陜西省煤礦安全裝備中心對礦8煤自燃傾向性進(jìn)行了鑒定，鑒定結(jié)果為Ⅰ類自燃煤層。截止2018年7月20日中班，工作面停采，進(jìn)行回收，準(zhǔn)備封閉。工作面收作風(fēng)量為700m3/min，礦井配備2套移動制氮系統(tǒng)，注氮機(jī)型號JXZD-660，一備一用；礦井配備黃泥灌漿系統(tǒng)。

通過對8107工作面掘進(jìn)、回采及收作期間煤層自然發(fā)火治理工作并結(jié)合礦井防火管理模式進(jìn)行總結(jié)提煉，提出了構(gòu)建礦井綜合防治煤層自然發(fā)火體系。

二、體系構(gòu)建要素

（一）技術(shù)先行 源頭管控

科學(xué)合理的生產(chǎn)布局、采掘設(shè)計與工作面接替是超前做好防治煤層自然發(fā)火的關(guān)鍵，堅持設(shè)計源頭前瞻思考，實現(xiàn)源頭管控。

1、理論研究：認(rèn)真研究圖紙，充分利用煤層自燃傾向性、標(biāo)志性氣體及工作面采空區(qū)“三帶”劃分[1]等成果，制定切實可行的實施方案，保證治理效果。

2、布局合理。合理確定開采方法，優(yōu)化生產(chǎn)布局，合理確定開采順利，優(yōu)化采掘接替，工作面“兩巷、兩線”錯茬布置，嚴(yán)禁在工作面回采范圍外側(cè)設(shè)置硐室。

3、系統(tǒng)優(yōu)化。工作面開切眼位置、收作線位置要避開通風(fēng)高負(fù)壓區(qū)，合理利用均壓通風(fēng)技術(shù)[2]減少回采工作面或采空區(qū)進(jìn)、回風(fēng)兩端壓差，以減少采空區(qū)漏風(fēng)。

4、技術(shù)保障。合理工作面布置、開采工藝選擇及煤柱留設(shè)，煤柱的留設(shè)要充分考慮自然發(fā)火、地應(yīng)力因素造成的沿空小煤柱擠壓變形，減少漏風(fēng)通道。

（二）固化模式 精細(xì)管理

礦井在防治煤層自然發(fā)火上形成集探查、噴注、預(yù)報、灌注、封堵、均壓、噴灑等為一體的礦井防火管理模式。

1、沿空掘進(jìn)工作面防火

一是超前探查，煤巷沿空側(cè)每50m布置一個防火觀測孔，并根據(jù)探查情況，及時采取針對性措施。

二是噴注嚴(yán)實，煤巷掘進(jìn)松動、冒高區(qū)進(jìn)行高分子加固材料封堵；巷道沿空側(cè)、巷道揭煤處、漏頂區(qū)必須噴漿封閉，沿空側(cè)噴漿滯后迎頭不大于30m，巖性較差地段采取注漿加固。

三是精準(zhǔn)預(yù)報[3]，對防火觀測孔進(jìn)行常態(tài)化檢測，瓦斯檢查員每班至少檢測3次，及時將數(shù)據(jù)記錄于防火臺帳。每天進(jìn)行一次氣體取樣，地面GS-4085色譜儀化驗校對，異常防火觀測孔定點(diǎn)取樣化驗。通過現(xiàn)場實測、取樣化驗對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)隱患。

2、采煤工作面防火

（1）初采期間

一步“建”：工作面初采前建立健全防火灌漿及注氮系統(tǒng)，工作面回采前具備注氮條件。二步“堵”：兩巷按照要求做好封堵工作。三步“保”：合理組織生產(chǎn)，優(yōu)化勞動組織，保證回采進(jìn)尺大于月最低推進(jìn)度（60m）。

（2）回采期間

一步“埋”：工作面回采期間風(fēng)巷每30m預(yù)埋一趟灌漿管路，進(jìn)風(fēng)巷每20、30、40m預(yù)埋一趟注氮管路，防火檢測束管正常進(jìn)行交替邁步式預(yù)埋，現(xiàn)場采取畫線、標(biāo)點(diǎn)、編號、掛牌管理，做到“精準(zhǔn)埋管”。

二步“查”：對工作面各防火觀測點(diǎn)每小班進(jìn)行防火檢查，定期取樣化驗。

三步“快”：工作面在回采過程中不得隨意丟頂、底煤，不得隨意向采空區(qū)丟煤、棄煤，浮煤要出凈，減少采空區(qū)遺煤，工作面合理組織生產(chǎn)，快速推進(jìn)。

四步“堵”：工作面回采期間，上、下隅角嚴(yán)格封堵，減少采空區(qū)漏風(fēng)。

（3）收作期間

落實均壓、注氮、噴灑阻化劑、灌漿及端頭封堵等五項防火措施。利用工作面進(jìn)風(fēng)巷注氮裝置向采空區(qū)交替注氮?dú)猓瑴p少采空區(qū)含氧量；臨近采空區(qū)通過施工阻燃墻減少機(jī)頭段漏風(fēng)，連續(xù)注氮保持正壓狀態(tài)。

三、效果

通過對8107工作面掘進(jìn)、回采及收作期間煤層自然發(fā)火治理經(jīng)驗，形成了集探查、噴注、預(yù)報、灌注、封堵、均壓、噴灑等為一體的礦井綜合防治煤層自然發(fā)火體系，能夠及時防治煤層自然發(fā)火，保證礦井安全生產(chǎn)。

作者簡介：滑志強(qiáng)（1972-），男，漢族，河北內(nèi)丘人，工程師，大專學(xué)歷，現(xiàn)任陜西省旬邑縣中達(dá)燕家河煤礦有限公司通風(fēng)副總。一直從事礦井一通三防管理工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳全.采空區(qū)“三帶”劃分指標(biāo)的研究[J].煤炭工程師，1997（03）：15-18+53.

[2]張人偉，俞啟香，楊文勝，郎延生.因地制宜實施均壓防滅火技術(shù)[J].煤礦安全，1996（10）：24-26.

[3]黃力綱.礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報及防火技術(shù)措施[J].科技與企業(yè)，2011（15）：29-30.