E3403分層開采綜放工作面綜合防滅火技術

摘要：針對山東省兗州市大統礦業有限公司楊莊煤礦E3403工作面回采過程中存在自然發火隱患的現狀，通過采取壓注預測預報、注漿、注防火材料、封堵漏風、施工防火門墻等防火措施有效的保證了工作面回采過程中的防火安全。

關鍵詞 "分層開采綜放面 "防滅火 "綜合技術研究

1概述

E3403工作面北鄰E3112工作面，東臨滋陽斷層保護煤柱，南鄰E3402采空區，西鄰津浦鐵路保護煤柱，上部為二分層E3202、E3201、E3206采空區。E3403工作面軌順可采段走向長312.5m，運順可采段走向長304.1m，傾斜長度為136.9m，可采面積47130.9m2。E3403工作面沿3煤底板布置，工作面為近水平仰采，采用走向長壁采煤法，綜合機械化放頂煤回采工藝，采空區采用自然垮落法進行處理。工作面開采范圍內煤層均厚4.0米，機采高度定為2.2m，平均放煤高度為1.8m，平均采放比為1∶0.82。

E3403工作面位于E3201、E3202、E3206采空區下方沿煤底施工，根據附近采掘揭露情況分析，工作面煤巖層總體為一向北東方向傾斜的單斜構造，預計回采期間切眼將揭露FD2斷層，落差1.1m，會對工作面回采有一定影響。預計工作面回采結束后冒落帶最大高度12.0m—16.6m，導水裂隙帶（包含冒落帶）最大高度為43.8m—55.0m。根據礦井東翼采區回采實際揭露情況以及相鄰興隆莊煤礦3采區回采資料，工作面內沒有陷落柱或火成巖侵入等對回采有影響的其它地質現象。

工作面分層開采造成架后遺煤多，受周邊巷道圍巖變形影響漏風嚴重等原因，易造成工作面發生自然發火隱患。

2綜合防滅火技術

2.1預測預報

（1）瓦斯檢查員每班對自然發火觀測點、工作面風流、回風隅角、工作面回風流一氧化碳及溫度情況檢測2次；E3403運輸順槽回風口10-15米處一氧化碳及溫度情況每班檢測1次，異常情況及時匯報并加密檢測。每周對兩順槽安設的防火檢測探孔進行檢測，異常情況加密檢測。

（2）工作面回采期間每周對相鄰采空區及其他相關地點的采空區密閉內的氣體進行一次采樣分析。初采期間（前50m）每周對工作面風流、回風隅角、工作面回風流進行人工采樣分析二次，正常回采后調整為每周一次，分析結果及時OA公示。

（3）充分利用礦井監測監控系統和束管監測系統， 對工作面風流、回風隅角等地點氣體進行監測分析，異常情況及時匯報。工作面回風隅角安設束管監測探頭、甲烷傳感器、懸掛一氧化碳便攜儀、甲烷-氧氣兩用儀。運輸順槽回風口安設甲烷、一氧化碳、溫度傳感器及束管監測探頭。工作面各地點束管及球膽氣體分析出現異常情況，必須加密監測，跟蹤現場防滅火處理情況，保證氣體監測準確、監控有效。

2.2注漿

2.2.1簡介

通過埋設的注漿管路對采空區內進行注漿防火處理。

2.2.2注漿注意事項

注漿前，工作人員必須檢查其供水、材料供應量和注漿管路的通暢情況。據E3403工作面的具體情況，用電話通知調度總機，由調度總機再通知注漿站從地面注漿站向E3403工作面送漿。注漿過程中發現管路有問題及時通知井上停止下漿并關閉閘門處理。注漿過程中發現有漏、跑漿，應及時匯報調度總機，通知注漿站停止下漿，處理合格后方可繼續注漿。灌漿前先灌幾分鐘清水再灌漿；灌漿結束后灌幾分鐘清水清洗管路，以免泥漿在管道內沉淀。清洗完管路后，關閉閘門，收拾好工具，無其他情況后方可離開現場。開切眼及停采線、地質構造復雜、斷層帶等特殊區域灑漿必須根據實際加大注漿量，達到防滅火的目的。

2.2.3疏水及防潰漿措施

根據采空區涌水量考慮注漿析水量選擇排水設備、安裝排水管路，確保巷道無積水。在兩端頭處設排水點，排水泵能力滿足要求，防止積水淹沒設備。每次注漿時指定有經驗的人員看管管路、觀察兩順槽涌水量變化及工作面是否存在跑滲漿情況。發現管路來壓（注漿管路跳動或管接頭跑漏漿等現象）及時關閉上一級閥門，打開放漿閥門，釋放壓力，停止注漿。根據實際在兩端頭施工隔離墻，達到阻漿作用。注漿流速均勻，漿液濃度符合設計要求。

2.3注防火材料

E3403工作面區域內配備氣動注漿泵兩臺，一臺使用，一臺備用，用于噴灑阻燃劑、壓注水玻璃凝膠或阻燃劑、壓噴注LFM防滅火材料（也可使用氣動隔膜泵進行施工）。工作面架后敷設一路?25mm高壓膠管，每20m設置一三通閥門，為專用噴灑阻燃劑管路。根據現場防火需要， MEA、水玻璃、小蘇打、花管、LFM輕型防滅火材料均在現場配齊，滿足防火需要。

2.4封堵漏風

E3403運輸順槽剝幫區域要認真檢測氣體溫度狀況，發現異常要及時進行匯報，根據現場實際對剝幫區域打孔壓噴注水玻璃凝膠或阻燃劑或噴涂LFM防滅火材料，以便進一步封堵剝幫區域的裂隙，減小漏風強度；E3402軌道及運輸順槽密閉內氣體及溫度通過檢測發現異常時，根據實際通過注漿管向內灌漿，提高E3402采空區處的氣密性；根據現場遺煤情況將E3403運順端頭處注漿管斷開進行大量注漿，阻止E3403運順端頭處的遺煤接觸氧氣；如上述措施實施后還無法消除發火隱患，E3403運輸順槽不得進行剝幫工作，應加快工作面推進速度，避免遺煤持續氧化自燃。

2.5施工防火門墻

2.5.1防火門墻位置

E3403采煤工作面正常生產前，必須預先選定構筑防火門的位置并及時施工，具體位置如下：E3403軌道順槽防火門施工位置：距E3403軌道順槽開門口向里不大于5m處。

E3403運輸順槽防火門施工位置：距E3403運輸順槽開門口以里不大于15m處。

2.5.2防火門施工標準

防火門墻（套）必須采用磚、沙等不燃性材料構筑，施工質量符合要求。墻體厚度不小于600mm，防火門斷面符合行人、通風和運輸要求。 軌道順槽防火門墻墻體四周應按規定掏槽，運輸順槽防火門墻不再進行掏槽。防火門采用“內拆插口”結構，中間采用防火門板封閉，防火門板材厚度不得低于30mm，錯口寬度不小于20mm，寬度不小于300mm，外部包鐵皮或噴涂防火涂料或采用外購專用防火板。

3應急處置

3.1自然發火隱患處理

如果E3403工作面或者回風流中發現一氧化碳濃度大于24ppm，并呈上升趨勢，必須查明原因，判定采空區發生自然發火隱患時，主要采取的防火措施有：（1）調整工作面的風量至正常生產期間的50%，并檢查工作面有害氣體、溫度等情況。（2）加快工作面推進速度（如不放頂煤）；沿后部運輸機敷設一至三路工作面注漿管路，間距5～10m；每班由瓦斯檢查對工作面相關地點檢查不少于3次，特殊情況隨時檢查，并隨時向礦調度室匯報。（3）調整隔離墻間距為10±3m，兩順同步施工隔離墻，袋子與錨網接觸處充填嚴密，并注水玻璃凝膠封堵。（4）兩順槽施工完隔離墻后3m后，若頂板為煤時，應剪網促使頂板冒落至下一道隔離墻位置前3m，以減小頂部漏風通道的空間，冒落的煤體要大量噴注阻燃劑或水玻璃凝膠，采空區遺煤無法清理干凈時也要大量壓噴注阻燃劑或水玻璃凝膠。（5）每次施工隔離墻后，在墻外不大于3m處向外鋪設束管，束管口要用花管保護。采煤面架間每十架設一取樣點，每天對各采樣點進行人工取樣。（6）通過兩順槽及工作面敷設的防滅火管路在距隱患點較近的管路連續壓注水玻璃凝膠或阻燃劑，并設置警戒，嚴禁人員進入瓦斯超限區，直至隱患消除。（7）根據實際情況選擇利用注漿管路對采空區注漿，每班注漿量要達到100～150m3，每天注漿量不低于300m3，工作面見漿或涌水增大時停止，發火隱患消除后，注漿量恢復正常。

若判斷為支架上方煤體有發火隱患時，必須通過移架放煤的方法處理，邊放邊灑水邊外運，瓦斯檢查員跟蹤檢測，并準備一次性花管在附近支架打眼注膠進一步處理，直至隱患消除。若為順槽頂煤發生隱患，先灑水降溫，再在隱患周圍施工防火鉆孔，壓注水玻璃凝膠，并跟蹤監測，直至隱患消除。

3.2應急處置程序

當工作面發生自然發火隱患時應按照《應急停產撤人制度》和《礦長授權令》及《調度員十項應急處置權》，調度室值班調度員在接到火災事故匯報后，首先行使礦長權利，立即要求已受災巷道內及可能波及的附近巷道內的人員停止工作，撤人升井。若為外因火災，則要立即要求火點下風流的人員緊急按火災撤人路線避災，現場上風流人員視火情，盡可能地采取一切措施現場滅火。若為內因火災，則要全部人員撤人升井，但順序按先下風流人員，后上風流人員。同時通知井下跟班領導，現場指揮搶險救災工作。當E3403工作面發生火災后，調度機臺接到井下災情電話后，必須問清事故發生的時間、地點、范圍等情況，并立即通知應急救援組織機構所有人員，啟動應急救援預案，做好記錄。在礦長未到指揮部之前，礦值班領導負責指揮組織有關人員搶險救災。現場指揮由跟班礦領導、值班科長、帶班區隊長臨時兼任，安監員做好搶險救災安全監督工作。

指揮部根據掌握的情況和信息，判斷事故的性質、范圍和災害程度，制訂搶險救災方案，并安排調度室立即將事故影響的區域停電、撤離所有人員。礦長在接到事故匯報后，應立即組織成立事故搶險救災指揮部。

指揮部設井上指揮部和井下現場指揮部，人員由應急救援機構成員組成。指揮部實行24小時工作制，對制訂的搶險救災措施做到有安排，有落實、有監督、有匯報、有記錄，以保障救護工作的順利進行。

4效果分析及總結

通過上述綜合防滅火措施的應用，E3403分層開采綜放工作面回采過程中未發生自然發火隱患，有效的保證了礦井的安全生產。