王村礦8126工作面瓦斯與火災防治技術研究

何國青

摘要：針對綜采工作面上隅角瓦斯局部積聚，遇到意外摩擦產生火花，導致上隅角積聚瓦斯燃燒，為了防止事故繼續擴大，通過采取兩順槽注水，臨巷注羅克休封閉巷道，采空區上部地面打孔注液態二氧化碳，最后在兩順槽巷構筑土袋墻的立體綜合防滅火措施，成功消除了事故，避免了事故進一步擴大。

關鍵詞：綜放工作面;上隅角;瓦斯燃燒;注水封閉;注液態二氧化碳;注羅克休

王村煤業延深井主采山西組4號層，煤層平均厚度2.8m，下距3-5號合并層層間距為30m，礦井工業儲量17578.6萬噸，可布面儲量5000萬噸，設計生產能力為120萬t/a，服務年限58年，屬于高瓦斯礦井。8126工作面順槽長度為2413m，工作面長度為220m，煤層厚度平均為2.8m，一次采全高。該面因斷層影響分兩部分回采，第一部分可采長度706m，已采長度為680m，剩余26m停采;第二部分在距離輔運巷663m位置施工一外切眼，外切眼寬7m，高3.2m，現已施工完成。該工作面上覆1.5m為巖石層，其上有0.4-1.5m煤層。該層煤的自燃發火傾向性鑒定，原煤的吸氧量：0.50cm3/g，自燃傾向性等級為：Ⅱ級，自燃傾向性為：自燃，最短自燃發火期為88天。

1 上隅角瓦斯燃燒事故過程

8126工作面采用全負壓通風方式，采用抽排風機配合風障治理瓦斯，工作面進風量為2320 m3/min，回風量為1952 m3/min，抽排風機型號為FBCD-NO.7.1-2*30kW，風筒直徑1000mm，吸風量為383m3/min，出風量401m3/min，平行回風巷靠工作面處打“L”型風帳。

該面相鄰8128工作面和8124工作面。8128工作面正在生產，采位超前8126工作面1051m，回采期間未發現一氧化碳氣體和溫度異常;8124工作面為備用面。

2015年4月9日21時08分，因更換抽排風機高壓開關互感器而停止8126工作面抽排風機運轉。21時23分工作面上隅角發生瓦斯燃燒，現場匯報，火是從抽排風筒冒出。事故現場燒壞上隅角向外伸縮風筒和風帳約20m;瓦斯探頭掉在地上;距切頂線約7-8m處風筒落地，長度約4-5m，此位置有頂板冒落，長約2m，厚度0.4-0.5m，寬度約1m，方向是沿兩鋼帶空隙，并有頂網燒焦痕跡。通過對8126工作面CH4：CO氣體濃度監測監控數據突變的分析，再結合現場觀測的情況，2015年4月9日21時08分至2015年4月10日凌晨8時，8126工作面上隅角間斷性發生了五次瓦斯燃燒。

2 瓦斯燃燒事故原因分析

結合8126工作面日常管理狀況，判定不是采空區自然著火。原因有：首先該工作面從未發現一氧化碳氣體（除膠輪車在2126巷運行外），見一氧化碳傳感器記錄;其次該面采空區溫度一直保持在20度左右;第三該面一次采全高，且古塘冒落7-8m高，頭尾三角區覆蓋較嚴;第四該煤層自然發火期88天，即便采空區頭尾三角區有少量浮煤，由于開采速度快，也不會導致浮煤迅速氧化產生大量熱量。

從事故現場結合8126工作面回風巷頂板壓力現狀分析，我們認為著火原因是5126巷超前支護內，錨桿螺絲口與鋼帶或墊片（或錨索與鎖具內口）在頂板突然來壓時摩擦產生火花，點燃鉆孔內瓦斯，導致鉆孔內瓦斯爆炸后再點燃頂板吊掛的抽排風筒內瓦斯。原因有：其一現場匯報火是從風筒冒出;其二局部風筒落地，并在此處有局部頂板冒落和頂網明顯燒焦痕跡;其三超前支護頂板壓力大，頂板下沉（0.3-0.5m），地鼓明顯;其四錨桿和錨索穿過頂板上覆0.4-1.5m煤層，鉆孔內容易積聚瓦斯。由于這個原因的發生，點燃了上隅角瓦斯，從而引燃了上隅角內遺棄的風筒或浮煤。這些著火的風筒或浮煤后來又不斷點燃古塘內涌出的高濃度瓦斯。

3 采取治理措施

由于上隅角瓦斯局部積聚，隨時可能導致瓦斯爆炸，為了防止事故繼續擴大，立即啟動應急措施全礦井井下人員全部撤出，將5126巷、2126巷兩順槽的風水管路停風、停水、電纜全部斷開，然后開展一系列治理措施。

3.1 注水封閉工作面兩順槽

通過在進回風順槽巷口斷開靜壓水管進行注水封閉2126、5126巷。進風順槽注水位置距輔運巷口106m，覆頂后灌水1600m3，回風順槽注水位置距輔運巷口221m，覆頂后灌水1700m3，由于兩順槽注水位置都是巷道最低點，積水已覆巷道頂板，將工作面臨時性封閉，有效減緩上隅角瓦斯燃燒事故進一步發展。

3.2 鄰巷打孔注羅克休

從5124巷、2128巷分別向2126、5126兩巷打孔注羅克休封閉巷道。在5124巷距輔運巷口300m施工5個鉆孔，孔間距4m，孔深25m，共注羅克休686桶;在2128巷距輔運巷口400m施工5個鉆孔，孔間距4m，孔深30m，共注羅克休314桶，羅克休膨脹后封閉工作面，再一次隔絕工作面與外面溝通，進一步減緩上隅角瓦斯燃燒事故進一步發展。

3.3 地面打孔注液態二氧化碳

在地面打鉆孔向采空區注液態二氧化碳，結合地面勘察情況初步選定鉆孔位置為：上隅角向采空（下轉第105頁）（上接第102頁）區斜角19°，斜長105m，鉆孔深度約530～550m，孔徑211mm，共注液態二氧化碳200噸，將液態二氧化碳精準注到上隅角瓦斯燃燒處，直接破滅火源。

3.4 封閉工作面兩順槽

在頭尾兩巷分別施工土袋墻、磚墻封閉火災區域。在2126巷及5126巷回風繞道口往里20m施工土袋墻，土袋墻底部7m，上部5m。土袋墻外面施工1m厚永久墻，墻上面留有啟封風門，風門用磚碴嚴。

治理措施如上圖所示。

4 治理效果

在瓦斯發生5次燃燒后，采空區已自燃的情況下隨時可能發生瓦斯爆炸導致事故擴大，通過立即采用兩順槽注水，臨巷注羅克休封閉巷道，采空區上部地面打孔注液態二氧化碳，最后在兩順槽巷構筑土袋墻的立體綜合防滅火措施，在最短的時間內成功將瓦斯與火災事故消除，避免了事故進一步擴大，有效減少傷亡和財產損失。

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