綜放工作面應急防火處置技術應用

摘要：華安煤礦開采的8煤為自燃煤層，煤層最短自然發火期65天，806工作面由于礦井改擴建工作需要封閉一年后進行了啟封，啟封后工作面存在自然發火隱患，為有效應急處置工作面自然發火風險，通過監測監控與打鉆處理高溫點等手段有效杜絕了806工作面自然發火風險。

關鍵詞 綜放工作面 應急防火處置 技術應用

概述

806工作面設計位于華安煤礦東翼，工作面進、回風巷布置在8號煤層內。工作面運輸巷、回風巷均與8號煤層軌道下山相交，工作面切眼沿煤層傾斜方向布置，設計長度150m；走向推進，設計走向長度533m。設計采用綜合機械化放頂煤工藝，煤層平均厚度4.0m。8煤層具有煤塵爆炸性；8煤層鑒定為自燃煤層，最短自然發火期為65天。工作面進、回風巷鋼帶加錨索聯合支護。采用Φ20mm×2000mm等強螺紋錨桿，端頭錨固，間、排距800×800mm；樹脂錨固劑直徑為25mm，每塊長度為500mm，型號為MSK2550，均使用配套標準螺母緊固，每根錨桿錨固力不得小于80KN，鋼帶采用Φ14mm的鋼筋焊成，寬50mm，長度4m，網均采用Φ4mm冷拔絲網，網孔規格為40mm×40mm，規格為4m×1m、2.5m×1m，頂網采用4m×1m，幫網采用2.5m×1m。錨索采用Φ17.8mm鋼絞線錨索，長度根據煤層厚度確定，以進入穩定的煤層頂板巖石1.5為宜。有效支護長度不小于6米。錨索間距為1600mm，排距為2400mm，每組2根（根據現場實際情況，可加密支護），錨固端長度≥1.5m，錨固力≥120kN，錨索必須與錨桿聯合使用。錨索托盤制作選用長16×300×300mm的鋼板制成；錨桿托盤為正方形，長×寬×厚=150×150×10mm。

該工作面于2023年5月2日兩順槽進行了臨時板閉，2024年5月23日進行了啟封。由于工作面封閉時間長，煤體溫度升高，存在自然防火風險。

應急防火處置技術

一、工作面兩順修復期間防火處理

（1）對兩順槽頂板破碎地點進行埋設束管，每天取樣分析一次。連續三天無異常后取消該測點。

（2）鉆孔內一氧化碳濃度超過100ppm時首先注水處理，注水不能處理鉆孔隱患時及時改注防火材料。

（3）監控中心在回風順槽10-15m處安設一氧化碳傳感器。

二、應急處置

（1）當工作面回風流一氧化碳濃度超過50ppm、兩順槽鉆孔一氧化碳濃度超過300ppm且持續上升治理無效時，兩順開門口里不大于5m封閉并噴涂處理。封閉外停止工作面內所有機電設備供電。

（2）806兩順槽煤壁外板閉同步施工。

三、鉆孔施工技術

一、兩順頂板破碎區域以注膠或LFM充填材料為主，破碎區域施工頂板鉆孔，順巷道方向兩排布置，鉆孔之間間距3-5m，深度3-5m或至巖石頂板；高冒區域頂板以插入一排鉆桿壓注LFM充填材料為主，鉆桿間距3-5m，鉆孔深度3--5m或插至頂板砸不動為止。

二、鉆孔傾向巷道開門方向60-80度，具體施工位置及傾角根據現場情況適當調整。

三、高冒區域每10m、其他修復區域頂板每30m設置束管檢測點，束管深度不低于2m；可以根據井下順槽頂板實際情況適當調整束管鉆孔的位置、深度以及覆蓋范圍。

四、鉆孔施工完畢后，將一次性鉆桿插入鉆孔內，將0.3～0.5m的花管設置在一次性鉆桿前端，管與管之間用內接絲連接，用棉紗進行封孔，進行注防火材料處理。

五、一般注LFM充填料封堵時，充填時水料比1：0.4-0.8；一般注膠封堵時，成膠時間控制在2～3分鐘。

六、水玻璃的添加比例為10%-15%（若需調整成膠時間，可增減添加量），小蘇打的添加比例為5%左右。

七、注LFM充填材料時，要注意觀察頂板情況，一旦發現漏漿液時及時換孔另注，每孔的注膠量以0.5m3為宜，并根據現場情況適當調整。

板閉施工技術

一、施工人員隨身攜帶的小型材料和工具要拿穩，利刃工具要裝入護套。

二、立柱安設要牢固，2-3根，使用板皮或方木作為橫梁，并牢固嵌入巷道兩幫。

三、展開風筒布將風筒釘在木板或木柱上，把板閉骨架封堵嚴密。

四、風筒外側覆蓋金屬網，金屬網使用鐵絲等固定在板閉上。

五、板閉施工完畢后使用LFM噴涂料進行噴涂處理。

六、兩人以上合力搬抬重物時要統一口令、同時用力，用手抓重物時操作人員要戴防護手套并且一定要抓牢，避免抓滑出現意外。

七、抬放長料時，人員手、腳、胳膊或腿應躲開長料底部，輕起輕落，以防止掉落傷人。

八、使用梯子時，支撐必須牢固；使用梯子等工具時要看好路況，找好落腳點，應有工作人員進行扶梯并檢查好梯子是否安設牢固，人字梯掛鉤必須掛牢。

九、板閉施工完畢后通過氣動泵或隔膜泵對板閉及周邊進行噴涂處理：

（1）將氣動泵或隔膜泵放置在順槽合適位置，準備兩個水桶，在混合器前連接1－2根高壓膠管（10-20m）把吸料管分別放入桶內，打開進氣閥門，查看管路是否暢通，若有問題及時處理。把兩吸料管分別放入水桶中，準備開泵進行噴涂。

（2）噴涂時，持管人員要將管子不停的移動，不要在一個點噴涂，以保證噴涂料的掛壁性能，若噴層與噴層之間出現掛不住時，應移動到其他待噴點噴涂或關閉進氣閥，等待噴涂料成形凝固時，再開啟進氣閥，若因漿料凝固速度慢而落料時，可將槍頭移向其他待噴面，循環噴涂，使其逐漸堆積。

（3）噴涂期間，持槍人員佩戴好護目鏡。瓦檢員每班檢測密閉外氣體情況并將檢測結果記錄在現場牌板。

噴灑阻化劑技術

對浮煤進行噴灑阻化劑處理，根據標準進行如下計算：

V=K1*K2*L*S*h*Aγ-1=8.044m3/d

式中：

V——噴灑阻化阻化劑量m3/d；

K1——易自然部位噴灑加量系數，一般取1.2；

K2——采空區遺煤容重，1.3t/m3；

L——工作面長度，120m；

S——一次噴灑寬度，2.4m/d；

h——采空區底板遺煤厚度，0.4m；

A——噸煤的吸液量，（在采空區采取煤樣，有試驗確定），0.047t/t。

γ——阻化液容重，1.05t/m3。

代入數據后，計算V=1.2×1.3×120×2.4×0.4×0.047÷1.05=8.044m3/d。

一、礦用阻燃劑成型后具備附壁性、致密性和成膜性，該膠體在一定溫度下能促使燃燒體表面焦化、形成隔熱、隔氣的焦化層，可有效阻止復燃。有良好的散熱作用能力，在井下潮濕環境中保水時間一年以上，足以保證工作面開采過程內噴注地點的防漏風效果；礦用阻燃劑是粘附性（掛壁性）、滲透性的有機結合體，注入煤體后有較大的控制范圍，克服了其防滅火材料易開形成“鍋蓋”或“流失量大”的缺點；其膠體承受動壓能力強不因動壓而開裂、失水，堵漏風能力強，克服了水玻璃類凝膠耐動壓能力差、水漏風的重要缺陷；在煤體中可邊流動滲透、邊增稠，直至固化，固化時間1.5-8分鐘，承受動壓能力強，不易滲漏，封堵效果好，是充填采空區裂隙，形成隔離帶的理想材料。

二、配備該阻燃劑溶液時，需要集中精力精心操作，杜絕出現藥劑濺到眼睛或皮膚上，出現溶液濺到皮膚上或眼里時，必須立即用清水沖洗。噴灑防火材料前，必須清理撤出受噴區域人員，不得有人在受噴方向區域進行其他作業。噴灑防火材料時要兩人相互配合，一人開泵，一人在控制高壓膠管，對綜采面浮煤進行噴灑。

三、工作面進行該防火材料噴涂時，要全面有效覆蓋浮煤，確保煤體能充分吸收防火材料。

四、噴灑防火材料作業人員要精力集中，看清地面，不得出現絆倒、跌傷或碰頭等事故。噴灑防火材料作業結束后， 應用清水沖洗水箱，并保持高壓膠管中水流不少于10分鐘，以便清洗水管和噴槍。

五、噴灑作業完畢后，將高壓膠管放置在指定位置 并清理現場，綜采面和巷道不得出現積水和淤泥。噴灑阻化劑工作結束后，由跟班隊長組織人員對噴灑工作進行驗收。

其他安全注意事項

一、準備好一次性鉆桿、氣動泵或隔膜泵、充填噴涂等防火材料。

二、準備不少于10個球膽及足夠數量的雙聯球等采樣工具，對鉆孔進行取樣分析。

三、在806兩順煤壁外板閉施工位置準備木點柱、板皮、風筒布等板閉材料；氣動泵或隔膜泵、充填噴涂材料等板閉噴涂材料。

四、施工前必須逐步檢查施工地點設備穩固情況，發現問題及時匯報、處理，只有處理完成且確認安全無危險后方可作業。

五、施工前要排查施工地點物的不安全狀態、環境的不安全因素等，并將隱患消除后方可施工，隱患未消除嚴禁施工。

六、使用梯子時，支撐必須牢固；梯子與支撐面之間角度以60度左右為宜，使用梯子等工具時要看好路況，找好落腳點，應有工作人員進行扶梯并檢查好梯子是否安設牢固。

七、施工人員工作過程中要相互聯系好，避免相互傷害事故。登高作業超過2m時佩戴好安全帶。兩人以上合力搬抬重物時要統一口令、同時用力，用手抓重物時操作人員要戴防護手套并且一定要抓牢，避免抓滑出現意外。

八、施工板閉期間，現場懸掛甲烷氧氣兩用儀，甲烷濃度大于1.0%或氧氣濃度小于20%時停止施工，待氣體正常后方可重新施工。

效果分析

通過以上措施的綜合應用，806工作面修復期間未出現自然發火隱患，保證了工作面防火安全。