高瓦斯、易自燃煤礦工作面回撤防滅火措施研究

楊學仁 王建林

（新疆大黃山豫新煤業有限責任公司通防部，新疆 阜康 831509）

1 概況

新疆大黃山煤礦行政區劃屬昌吉回族自治州阜康市管轄。礦井通風方式為兩翼對角式，主要通風機通風方法為機械抽出式，礦井屬高瓦斯礦井，可采煤層煤的自然發火期3～6個月，屬易自燃煤層。

此次回撤工作面為+733八尺綜采工作面，采用走向長壁垮落采煤法，一次采全高綜采放頂煤采煤工藝。工作面采用兩進一回通風方式，下巷標高+733m，中巷標高+780m，回風巷標高+810m。工作面可采走向長度1430m，傾向長度162m，準備液壓支架108副，工作面坡度25°～29°。

2 組織措施

（1）調度室負責協調防火治理工作中人力、物料及其治理措施監督落實工作，負責向相關領導匯報現場情況，向現場下達領導安排工作任務命令，并做好記錄，確保工作面回撤設備期間監測監控系統穩定可靠、監控有效。

（2）綜采隊負責工作面勞力調配，工作面端頭堵漏、風障掛設等措施落實。

（3）通防隊負責預埋注漿、注氮管路及措施的實施，噴灑阻化劑等工作。

（4）機運隊負責對地面注氮機、注二氧化碳設備的日常維護，保證注氮量和氮氣濃度符合要求，注二氧化碳設備能夠隨時投入使用。

（5）救護隊負責在工作面支架等設備回撤期間，按照通風部氣體檢查取樣要求每天做好工作面氣體檢查及取樣工作。

（6）安檢部負責工作面回撤支架等設備期間防滅火安全技術措施執行情況的監督。

（7）通風部負責安全技術措施制定、檢查、督促及落實，并負責現場防滅火技術指導、工作面調配風，發現問題及時處理，及時匯報。

3 應急準備工作

（1）下巷、中巷及回風巷提前構筑均壓風門，并安裝風機、風筒到位，能夠隨時投入使用。

（2）提前聯系好液態二氧化碳廠家，氣體濃度符合要求，工作回撤期間若回風流一氧化碳濃度達到10ppm時，能夠及時將二氧化碳運輸到位。

4 技術措施

4.1 調整工作面風量，加強通風管理

（1）工作面回撤支架等設備期間，減少工作面風量，由目前風量480m3/min，減小到300～350m3/min，適當控制回風調節風窗的開啟面積，提高工作面風流靜壓，抑制采空區氣體的涌出強度。

（2）工作面支架及設備自上而下回撤。

（3）工作面回風流CO達到10ppm以上，則工作面啟動均壓防滅火措施。

（4）測風人員每3d必須對回撤工作面風量測定一次，盡量保證上、下巷風量保持一致。同時，保證工作面安全出口及其以外50m范圍內通風線路暢通。

（5）運輸設備時嚴禁同時打開兩道風門。

4.2 做好漏風通道的封堵

（1）綜采隊對工作面上下端頭靠采空區側構建煤袋墻厚度不小于1m，且黃泥全斷面抹面嚴實。

（2）必須在工作面上下端頭吊掛好擋風帳。具體要求為：采面下端頭擋風障第一道從巷道南幫沿著前立柱掛至20副支架位置。后尾梁設置風帳，從工作面上幫緊貼網子掛設，每回撤一副支架，擋風簾自上往下延伸。

（3）采面距停采線20m時停止放頂煤。

（4）采面中巷、上巷鉆孔在采面回撤支架等設備前全面排查，發現有鉆孔漏風現象及時處理；救護隊每天對工作面鄰近密閉進行檢查，發現漏氣點及時處理，并做好記錄。

4.3 采空區實施注氮惰化氣體

（1）必須確保注氮系統可靠。一是做好對工作面下端頭壓埋管強力注氮工作，二是做好工作面注氮管壓埋工作。注氮管壓埋位置在停采線位置向采空區50～60m之間壓埋一根（即1號管），停采線位置向采空區30～40m之間壓埋一根（即2號管），停采線位置向采空區15～25m之間壓埋一根（即3號管）。各管路要求有明顯標識，注氮管埋設圖如圖1所示。

圖1 注氮管路埋設圖

（2）注氮量。1號管路首次注氮量不少于20000m3，2號管路首次注氮量不少于25000m3，3號管路首次注氮量不少于8000m3。1～3號管路首次注氮量結束后，要求1～3號管并聯實施連續注氮，每小時注氮量不小于500m3。

（3）工作面下端頭實施連續性注氮，注氮期間，注氮濃度必須保證在97%以上，前3d工作面要實施強力注氮量800m3/h 。每天安排人員對注氮機注氮濃度進行取樣、化驗，并及時將化驗結果報調度室、通風部。

（4）專用注氮管由通防隊負責巡查，確保注氮暢通可靠。

（5）根據實際情況，如需啟動和停止注氮必須請示公司總工，經總工同意后方可啟動或停止注氮，調度室做好記錄。其他單位和個人嚴禁私自啟動或停止。

4.4 工作面上部采空區及架后注漿

（1）通防隊注漿人員嚴格按照要求實施注漿工作，注漿濃度不得低于30%，要求做好注漿記錄。

（2）具體注漿位置。① 一是本分層注漿。在采面上端頭預埋管進行架后注漿，在上端頭預埋注漿管路，第一根長度控制50～60m之間（1號管），第二根長度控制在30～40m之間（2號管），第三根長度控制在15～25m之間（3號管）。1～3號預埋注漿管對架后實施注漿，每班間歇式注漿時間每個管路控制在1.5h左右，架后1～3號管路循環注漿，每次注漿時間控制在30min左右。② 二是中大采空區注漿。在中巷及回風巷施工鉆孔，向上部采空區注漿，要求多輪少量循環注漿，單孔混合注漿量控制在150～250m3之間，每班次注漿時間控制在2.5h左右。

（3）通風部技術人員將注漿鉆孔的孔號和單孔注漿量如實、準確地填寫和上圖，并及時調整注漿量。

4.5 工作面實施噴灑阻化劑

（1）回撤前，對架后進行一次自上而下噴灑阻化劑措施，每5架實施一次，每次噴灑量控制在20m3左右，共計噴灑450m3。

（2）工作面設備回撤期間，在回撤后溜時對浮煤實施噴灑阻化劑。

（3）每回撤一副支架后對浮煤上實施噴灑黃土或阻化劑，厚度不低于2cm。

4.6 加強工作面氣體監控

（1）安全監測監控工作必須跟進到位，CH4、CO、溫度等傳感器按規定設置到位、定期標校，確保傳輸數據準確可靠。

（2）回撤期間，每天對采面上隅角、工作面臨近密閉、回風高位鉆場抽放孔進行檢測和取樣，當班瓦斯檢查員負責每2.5h向調度室匯報一次氣體檢測情況。

（3）安排好化驗室人員，確保對取定的氣樣及時、準確地進行化驗分析。

5 應急處置措施

5.1 上端頭冒堵塞、采面通風處置措施

回撤設備期間，一旦上端頭區域垮落將回風線路堵塞，立即調整工作面風量。利用回風調節風窗調控工作面風量，以工作面瓦斯、風速符合規定為原則實施調控。

5.2 工作面出現CO處置措施

（1）工作面回撤設備期間出現CO或回風流CO達到10ppm以上，并呈持續上升之勢，則立即實施聯合均壓措施。

（2）利用回風調節風窗，實施調控工作面風量及風壓。

（3）下巷選用2×30kW局部通風機（一用一備），Φ1200mm“雙抗”風筒；中巷選用2×15kW局部通風機（一用一備），Φ800mm“雙抗”風筒。必須堅持“雙電源和自動倒臺”。

（4）均壓措施期間，通風部負責安裝“U”型壓力計觀測風壓，利用空盒氣壓計觀測壓力。

（5）啟動均壓設施及風機，根據工作面CH4、CO、風速、溫度等要求，合理調配采面風量。

（6）實施均壓期間，均壓設施必須派專人設看護。一是防止設施破壞，二是防止局扇突然停運能及時啟動備用局部通風機，三是每天定人定點測風，四是發現問題及時處理，及時匯報。

（7）綜采隊負責連接均壓風機電源，檢查好風機，開關和看管均壓風機、風門，確保設備、設施使用、運行可靠；通防隊負責做好回風風門檢修和均壓風機風筒連接、過風門墻洞、過皮帶堵漏風處理工作。

（8）均壓風門進出要輕關，嚴禁兩道風門同時打開，風窗嚴禁封堵或隨意取調節板。

（9）實施均壓期間，利用采面上端頭壓埋的注漿管路灌注二氧化碳，首次灌注二氧化碳不少于16000m3。

6 結語

通過以上措施的落實，新疆大黃山煤礦+733八尺綜采工作面（長162m，液壓支架108副）安全回撤，并實施永久密閉。此次工作面順利回撤，為此類高瓦斯、易自燃煤礦工作面回撤提供了技術保障。