回采工作面綜合防滅火技術(shù)分析

摘 要：通過(guò)對(duì)束管監(jiān)測(cè)以及自然監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可通過(guò)注氮防滅火，注漿防滅火以及堵漏風(fēng)技術(shù)的有效結(jié)合，對(duì)于綜合防滅火技術(shù)防治工作面火災(zāi)，起到的效果非常突出。本文針對(duì)回采工作面綜合防滅火技術(shù)給出了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：回采工作面;綜合防滅火;技術(shù)分析

1 工作面概況

某回采工作面在某采區(qū)巷道前進(jìn)方向的左翼，北部區(qū)

域，有2條大巷礦井。該工作面位于水平+340m，標(biāo)高291-

311m，埋深342-478m。3下煤層屬于主要采煤層，煤厚大概為5.4m。工作面實(shí)際的走向長(zhǎng)度，具體為642m，傾向長(zhǎng)度，具體為179m[1]。

2 工作面火災(zāi)預(yù)測(cè)系統(tǒng)分析

2.1 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

該礦井使用的束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為JSG-7型16芯，將其探頭在回采工作面進(jìn)風(fēng)以及回風(fēng)側(cè)隅角處、采空區(qū)已經(jīng)封閉的密封內(nèi)進(jìn)行放置，共對(duì)三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了布置。每個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的距離為20m，逐次開(kāi)展布置工作。在對(duì)第1個(gè)監(jiān)測(cè)器進(jìn)行埋設(shè)時(shí)，在采空區(qū)20m的距離后，才可以對(duì)第2個(gè)監(jiān)測(cè)器進(jìn)行埋設(shè)。前兩個(gè)監(jiān)測(cè)器分別進(jìn)入采空區(qū)40m以及20m的距離之后，才可以對(duì)第3個(gè)監(jiān)測(cè)器進(jìn)行埋設(shè)。第1個(gè)監(jiān)測(cè)器進(jìn)入到采空區(qū)60m之后，可以將這一檢測(cè)點(diǎn)給予撤銷，之后依次重新進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置[2]。

該項(xiàng)系統(tǒng)，針對(duì)回采工作面當(dāng)中上端以及下端存在的隅角以及采空區(qū)當(dāng)中存在的O2、CO2、CO、N2、CH4、CH4、C2H4等各類氣體可實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)。此外，通過(guò)人工進(jìn)行取樣的模式可以檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)其給予校正。工作人員借助一氧化碳監(jiān)測(cè)儀，可以定期監(jiān)測(cè)采空區(qū)密閉當(dāng)中以及回采工作面進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)隅角存在的CO體積分?jǐn)?shù)，這樣能夠?qū)ψ匀嫉呐R界點(diǎn)進(jìn)行及早的監(jiān)測(cè)。

2.2 自燃監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)于采空區(qū)取樣分析工作要定期開(kāi)展，每周可進(jìn)行一次，進(jìn)而對(duì)CO體積分?jǐn)?shù)以及存在的烷烴比給予分析。在分析時(shí)，可利用的方式包括人工取樣以及束管對(duì)其進(jìn)行檢測(cè);其二，借助紅外線遙感測(cè)溫儀器，可以對(duì)采空區(qū)的具體溫度進(jìn)行遙測(cè)，以便對(duì)溫度產(chǎn)生的變化有詳細(xì)的了解;其三，借助束管監(jiān)測(cè)探頭，可以對(duì)工作面當(dāng)中的回風(fēng)隅角產(chǎn)生的自燃情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);其四，將一氧化碳探頭在回風(fēng)順槽當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置，可以對(duì)回風(fēng)風(fēng)流當(dāng)中存在的一氧化碳體積分?jǐn)?shù)給予相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)查看變化情況，以便對(duì)向道以及工作面而存在的自燃情況有相應(yīng)的了解。

3 工作面防火技術(shù)探究分析

3.1 應(yīng)用注氮防滅火技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的原理，具體來(lái)說(shuō)便是借助惰性氣體N2，在常溫狀態(tài)下，利用該氣體與其他物質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)的原理，將防火以及滅火的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。如果工作面當(dāng)中有非常大的N2體積分?jǐn)?shù)，那么存在的O2體積分?jǐn)?shù)便會(huì)比較小。其中，O2體積分?jǐn)?shù)如果已經(jīng)不足3%，便可以對(duì)煤炭發(fā)生的自燃以及復(fù)燃現(xiàn)象給予有效抑制[3]。

3.1.1 該工作面后面采空區(qū)埋管注氮

針對(duì)該采空區(qū)進(jìn)行注氮操作，可以應(yīng)用的方式為連續(xù)注氮，也可以通過(guò)遙控裝置對(duì)間斷注氮的方法給予控制，但對(duì)于哪種方式進(jìn)行應(yīng)用，需要結(jié)合相應(yīng)的注氮流量以及采空區(qū)當(dāng)中存在的氣體成分情況進(jìn)行判定，從而做出科學(xué)的調(diào)整。埋設(shè)管道以及設(shè)置N2釋放口，需要滿足的基礎(chǔ)條件和要求包括：其一，注氮管道的埋設(shè)工作要順著進(jìn)風(fēng)順槽外側(cè)開(kāi)展相應(yīng)的鋪設(shè)工作，N2釋放口的設(shè)計(jì)一定不能低于底板，以90度的角度向采空區(qū)拐進(jìn)，平行于工作面，其中孔口不可以向上設(shè)置，需要給予相應(yīng)的保護(hù)措施，如利用木垛以及石塊;其二，管道通常都會(huì)對(duì)燈管進(jìn)行使用，并對(duì)三通進(jìn)行設(shè)置。在三通當(dāng)中，將500mm的花管接出，可以對(duì)堵管的情況給予預(yù)防;其三，3個(gè)釋放口需要確保可以同時(shí)開(kāi)展注氮工作，一般第1個(gè)釋放口當(dāng)中，要對(duì)開(kāi)切眼的位置給予設(shè)置;在第2個(gè)釋放口當(dāng)中，在相距切眼30m的距離處進(jìn)行設(shè)置;第3個(gè)釋放口當(dāng)中，需要在距離切眼60m的距離處進(jìn)行設(shè)置;第4個(gè)釋放口需要在距離切眼110m處的距離進(jìn)行設(shè)置，對(duì)最后一個(gè)釋放口進(jìn)行布置時(shí)，第1個(gè)釋放口需要對(duì)氮?dú)庾⑸渫Ｖ梗皶r(shí)拆除，依次注氮工作。

3.1.2 工作面相鄰采空區(qū)注氮

針對(duì)該項(xiàng)工作的開(kāi)展，便是常常提到的旁路注氮工作，具體的方式為，相鄰于采空區(qū)以及工作面當(dāng)中的順槽要進(jìn)行打孔作業(yè)，之后將插管放置到已經(jīng)封閉的采空區(qū)當(dāng)中，實(shí)施注氮作業(yè)。注氮量的具體把控需要做到：其一，充分惰化之后與采空區(qū)靠近，在采空區(qū)側(cè)靠近時(shí)，構(gòu)成平行于工作面推進(jìn)方向的一條惰化帶。該項(xiàng)工作可以連續(xù)開(kāi)展，也可以通過(guò)間接的方式實(shí)施，具體情況要結(jié)合存在的氣體成分進(jìn)行方法挑選。

3.2 注漿防滅火技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 隨采隨灌

在推進(jìn)工作面的過(guò)程中，需要做好采空區(qū)注漿工作，結(jié)合該回采工作面存在的自燃分布區(qū)域范圍，進(jìn)風(fēng)側(cè)存在的自燃危險(xiǎn)區(qū)域會(huì)更大一些，所以回風(fēng)巷的標(biāo)高不能高于進(jìn)風(fēng)巷。同時(shí)，借助進(jìn)風(fēng)巷埋管的方法，開(kāi)展相應(yīng)的注漿工作，漿液依靠自身存在的自重可以緩慢向下方的采空區(qū)流動(dòng)，其中埋設(shè)的管路深度一般為15m，之后才可以進(jìn)行注漿作業(yè)，這樣可避免漿液竄面的問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)要每日對(duì)灌注漿體輪流開(kāi)展。

3.2.2 采后注漿

工作面回采之后，停采線30m處以及20m處當(dāng)中的密封墻，需要對(duì)其上部開(kāi)展插管注漿工作，其中在采空區(qū)埋入的深度為20m，具體的注漿防火工藝如圖1所示。

3.2.3 堵漏風(fēng)技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理便是將供氧量進(jìn)行減少，使得松散煤體與O2之間的結(jié)合得到減少或者杜絕結(jié)合，便起到了滅火的作用。

針對(duì)該回采工作面自燃火災(zāi)開(kāi)展的防治措施，為借助泡沫噴涂堵漏風(fēng)技術(shù)。泡沫屬于雙組分混合物，具體的構(gòu)成包括：組分樹(shù)脂2種以及催化劑，混合比例具體為4：1，這樣反應(yīng)之后所構(gòu)成的固體膨脹泡沫會(huì)非常密實(shí)，泡沫產(chǎn)生的阻燃性也非常理想，并且可以在破碎媒體裂隙當(dāng)中有所深入，將破碎煤體給予包裹，使其構(gòu)成整體，進(jìn)而使媒體產(chǎn)生的抗壓性能有了很大的提升，同時(shí)產(chǎn)生的堵漏以及填充效果也非常突出。

在煤巷頂板火災(zāi)預(yù)防、相鄰采空區(qū)自燃火災(zāi)預(yù)防、瓦斯涌出預(yù)防、填充堵漏等層面取得的效果非常突出。此外，膨脹泡沫進(jìn)行填充的操作并不困難，起到的效果理想，屬于非常實(shí)用、抗壓強(qiáng)度較強(qiáng)的一項(xiàng)技術(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)于工作面火災(zāi)的有效預(yù)測(cè)，可通過(guò)束管監(jiān)測(cè)以及自燃監(jiān)控兩種手段。其中在對(duì)綜合防滅火技術(shù)給予探究的過(guò)程中，利用注氮防滅火，注漿防滅火以及堵漏風(fēng)技術(shù)的有效結(jié)合，使得工作面火災(zāi)的綜合防治起到了突出效果。與普通的防滅火技術(shù)相比，三項(xiàng)技術(shù)的有效結(jié)合對(duì)于綜合防滅火起到的效果以及作用會(huì)更加理想，有益于工作面安全回采工作的高效開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]董旗.深部跨大巷超長(zhǎng)回采工作面綜合防滅火技術(shù)研究[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，16（03）：46-50+58.

作者簡(jiǎn)介：

張繼東（1991- ），男，籍貫：內(nèi)蒙古集寧市前旗，2015年7月1日畢業(yè)于太原工業(yè)學(xué)院，安全工程，學(xué)位學(xué)士，職稱助理工程師。