负压侧回撤综放工作面综合防灭火技术.pdf

842018 年第 1 期 收稿日期 2017-08-07 作者简介 王胜利（1982-），工程师，2005 年毕业于山东科技大 学采矿工程专业，多年从事于一通三防、地质钻探、防治冲击地压、 职业危害等领域，曾先后在省市级刊物上发表多篇文章并获得奖项。 负压侧回撤综放工作面综合防灭火技术 王胜利 杨元伟 张华声 （山东省济宁运河煤矿，山东 济宁 272055） 摘 要 综放工作面在负压侧回撤，容易造成采空区大量有毒有害气体涌出，对工作面回撤造成不利影响。该文通过研 究易发火综放工作面负压侧回撤过程中的综合防灭火技术，在正常工作面防灭火措施的基础上进行改进，解决了负压侧回 撤防灭火技术难题，保证了工作面安全回撤，为今后的综放面回撤提供了新的方案和有益借鉴。 关键词 负压侧 综放工作面 回撤 防灭火 中图分类号 TD752 .2 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2018.01.035 The Integrated Fire Preventing and Extinguishing Technology of Negative Pressure Side Retracement in the Fully Mechanized Working Face Wang Sheng-li Yang Yuan-wei Zhang Hua-sheng Shandong Jining Canal Coal Mine, Shandong Jining 272055 Abstract It is easy to cause a large amount of toxic and harmful gas gushing out in the goaf area to retrace in the negative pressure side in the face of the fully mechanized face, which adversely affects the retracement of the working face. In this paper, by studying the comprehensive fire prevention technology of negative pressure side retracement of full-mechanized caving mining face, on the basis of the normal face fire prevention measures, the author puts forward a new way to solve the fire extinction technical problems, which ensures the safety of the working face retracement, and provides technical support for preventing and extinguishing the fire. Key words negative pressure side fully mechanized face retracement fire preventing and extinguishing 1 工作面概况 运河煤矿 9305 工作面是九采区第三个工作面， 北临 9301 综放工作面采空区，西到工业广场保护 煤柱，南到 BF8 断层，属于一侧沿空的走向长壁 综放工作面。工作面倾斜长度 152m，皮带顺槽长 368.4m，轨道顺槽长 279m，工作面自 2016 年 1 月 中旬开始生产，至 2016 年 9 月下旬推进至停采线， 共连续生产 9 个月。工作面煤层属于自燃煤层 , 煤 尘爆炸指数 39.04，最短自然发火期 28d。因工作 面采用放顶煤开采 , 两侧均为采空区，且工作面推 进速度慢，最慢时每月仅推进 30m，故工作面防灭 火工作极为重要，是保障该工作面安全生产的前提。 工作面停采创条件至回撤期间，采空区丢煤量 大，工作面停止不动，更易发生自然发火现象；更 为重要的是由于条件限制，工作面回撤轨顺不具备 条件，只能在负压侧进行回撤，极易造成采空区大 量有毒有害气体涌出，进风侧新鲜风流持续补给， 对工作面安全回撤造成极为不利的影响。该矿通过 采取积极主动的防灭火措施，在常规回撤防灭火措 施的基础上进行了改进和创新，以较低的投入，杜 绝了发火隐患，保障了工作面的安全回撤，并顺利 完成了永久密闭。 图 1 9305 综放工作面平面位置图 852018 年第 1 期 2 工作面负压侧回撤 9305 综放工作面推进至停采线 20m 处顶板开 始铺设钢丝编织经纬网护顶，10m 处开始铺双层网， 9m 处开始上钢丝绳共 12 根，超前第一根钢丝绳， 在双层网上方加铺一层阻燃风筒布，最后支架前梁 至煤壁上工字钢配单体支柱创回撤条件。因工作面 条件限制，轨顺下出口距离停采线较近，巷道支护 压力极大，不利于回撤期间顶板管理，所以决定从 皮顺负压侧进行回撤，轨顺物料同时撤出。从 9 月 4 日创条件开始至 9 月 18 日创条件基本完成，随后 开始支护煤壁，施工稳车硐室、拆装架硐室，撤前 后部运输机、煤机等，至 10 月 4 日开始调掩护架， 本工作面共有支架 102 架，全部从皮顺负压侧运出。 3 工作面防灭火措施实施 因为该工作面的情况比较特殊，为保障工作面 的安全回撤，防止发生自然发火事故，在工作面回 撤前一个月即制定了该工作面的回撤“一通三防” 保障措施，对工作面“三带”进行提前预处理，对 工作面自燃发火带喷洒阻化剂、破碎煤体堵漏剂等 防灭火材料进行堵漏和碎煤包裹，缩短两巷的封堵 距离，加大采空区注氮量，架上双网内铺设阻燃风 筒布，并且根据综合保障措施，采取架后注凝胶， 采空区及回撤冒落区注氮气惰化和置换，打钻孔注 凝胶等，严格落实各项措施，加强取样分析监测， 工作面一氧化碳等指标气体一直保持在较低水平。 （1）由于是在回风侧负压区进行回撤，提前 在该工作面皮顺回风侧设置两道简易风门（图 1 中 贰），对采空区进行增压，减少采空区内有毒有害 气体涌出。 （2）该工作面北临 9301 综放工作面采空区， 且共用一条皮带运输顺槽，两工作面间隔煤柱 5m，由于采动影响煤柱破坏较为严重，为防止相邻 采空区气体涌出回撤空间以及回风巷，在回风巷道 内再施工两道简易风门（图 1 中叁），控制相邻采 空区风压，防止临近采空区气体涌出。 （3）工作面轨顺物料回撤完毕后，第一时间 封闭轨顺，减少新鲜风窜入老塘，拆除皮顺联络巷 风门（图 1 中壹），对皮顺持续增压。 （4）每个支架架间砸管三个，分别对架顶、 后溜后、架后浮煤及破碎煤体进行压注凝胶（如图 2 示），且利用氮气、凝胶两项防火措施互为补充， 采用惰化稀释和封堵降温双管齐下，使采空区既不 出现高温，也没有充足的氧气氧化煤体。 图 2 架间注凝胶示意图 （5）使用新型防灭火材料LFM，对轨顺即 进风侧端头自燃发火带预埋管路进行预处理。该材 料压注方便，无需配比，成胶快，保水性好，堵漏 效果好。 （6）提前在工作面顶网内铺设阻燃风筒布， 即超前工作面上第一根钢丝绳前开始铺布，将整个 工作面顶煤隔开，断绝新鲜空气进入采空区和有害 气体溢出的通道，且能防止凝胶外溢。 （7）使用发泡材料瑞驰三号，对工作面两 隅角、高顶区、两相邻工作面破损煤柱体进行封闭 和充填，以及做临时密闭墙材料，该材料发泡倍数 大，韧性和强度较好，施工简便，成型速度较快。 （8）由于在皮顺负压侧进行回撤，且皮顺标 高较高，在皮顺利用气腿式钻机向架后破碎带及气 体溢出通道处施工钻孔下套管，对架后注凝胶进行 降温和封堵，针对性较强，且效果十分明显。 4 结论 （1）由于目前国内大部分矿井均采用抽出式 通风，综放工作面在负压侧回撤，极易导致采空区 大量有毒有害气体涌出至回撤施工空间，影响安全 回撤，所以应增加负压侧风压，使采空区气体不能 大量涌出。 （2）工作面回采创条件期间，必须控制维护 好顶板，此次工作面回撤期间，59 号架、2933 号架顶板破碎出现空洞，一直是漏风通道和隐患点， 由于皮顺回撤，轨顺封闭不及时，持续补给氧气导 致出现指标性气体 CO 达到 120ppm，所以，及时封 闭工作面一侧，切断工作面全风压通风状态，实施 局部通风，越早越有利。 （3）由于每个煤矿煤质不一，环境条件不一， 各个煤矿都应及时确定自己的“三带”数据，所以 应提前埋设观测管，对各个不同的工作面“三带” 分布情况测量清楚，便于有的放矢，取得明显效果。 （4）因采动压力影响及通风系统调整，应统 筹兼顾，时刻关注回撤工作面相邻采空区内的漏风 及气体变化情况，防止相邻采空区发生发火事故。 （5）新型发泡材料使用方便快捷，但属于化 学反应，在使用过程中应及时观测使用地点气体、 （下转第 88 页） 882018 年第 1 期 温度等环境变化情况，并在使用后随时观测一段时 间，防止发生次生灾害以及后期对施工地点作业人 员的身体影响。 （6）综放工作面回撤是一个全面系统工程， 涉及专业较多，应提前开好回撤工作各专业协调会， 随着回撤工作的进展，情况也会发生变化，应及时 编制相关的保障措施，便于指导现场作业人员安全 操作。 【参考书目】 ［1］ 程卫民 . 矿井通风与安全 [M]. 北京 煤炭工业出 版社 ,2016. ［2］ 张国枢 . 通风安全学 [M]. 徐州 中国矿业大学出 版社 ,2007. （上接第 85 页） 降尘，内、外喷雾压力分别要超过 2MPa、4MPa。 当外喷雾压力小于 4MPa，在机组摇臂上加装自制 外喷雾装置，压力需大于 4MPa，无水或者喷雾装 置不能正常使用时必须停机。 （3）破碎机进、出口、各输送转载点必须安 设喷雾洒水装置，各胶带输送机及转载机机头安设 防尘罩，并保持完好、齐全、有效。防尘设施损坏 或无水时必须停止运转。 （4）工作面防尘设施必须保持完好、齐全、 有效，正常生产期间，必须正常使用各处的净化水 幕、降尘喷雾；割煤、移支架时，作业地点附近必 须打开临近支架移架喷雾，确保有效降尘。采煤机 无水或者喷雾装置不能正常使用时必须停机。 （5）巷道积尘采用冲洗的方式进行清除。冲 洗时，先将 3050m 胶管接至静压水管，由上风侧 向下风侧进行冲洗。冲洗频次严格按照“距工作面 30m 内巷道每班冲洗，30100m 每天至少冲洗一次， 100m 外每周至少冲洗一次，转载点 20m 内每班冲 洗”的要求执行。电气设备每班采用扫帚清扫。 （6）打眼作业必须采用湿式打眼。 （7）所有作业人员必须佩戴防尘口罩，并按 要求更换过滤原件及相关部件。 （8）工作面人员必须爱护防尘设施并坚持正 确使用，各班开工前，必须对洒水设施进行检修或 更换，使其保持齐全、完好，保证防尘效果。 （9）粉尘检测。XV1309 综采工作面总粉尘浓 度每月测定 2 次，呼吸性粉尘浓度每月测定 1 次。 各粉尘检测点由通风部根据（Q/JM J 1.0034-2013） （Q/JM J 1.0035-2013）煤矿作业场所粉尘检测地 点设置标准选择采样点。 4 结束语 采煤工作面的粉尘防治工作是一项技术性强、 难度大的工作，煤矿企业应大力鼓励科技创新，在 总结和改善现有防尘技术的基础上，将新的科学技 术应用到煤矿生产实践中去，为煤矿采煤工作面创 造一个安全、卫生的环境，以实现煤炭工业的可持 续发展。 【参考书目】 ［1］ 肇安 , 魏国山 . 综采工作面长孔注水防尘技术优 化 [J]. 煤矿安全 ,2015,46s139-42. ［2］ 邹常富 . 采煤机割煤产尘特性及防治技术研究 [J]. 煤炭工程 ,2016,48262-64. ［3］ 马威 . 高风速综采面采煤机产尘运移规律及防治 技术 [J]. 煤矿安全 ,2014,45467-70. 度，确保井下职工生命财产安全，做好瓦斯治理工 作具有现实意义。因此，在工作中要利用现代化科 学手段做好煤矿瓦斯治理工作，有效融合企业安全 生产与经济效益，推动天池公司可持续发展。 【参考文献】 ［1］ 祝钊 . 管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟 [J]. 中国矿业大学学报 ,2017,4602300-305. ［2］ 邹云龙 . 单一煤层顺层钻孔瓦斯抽采半径动态测 定 [J]. 煤炭工程 ,2017,49058-10. ［3］ 孙百锁 , 畅毅科 . 鹿台山矿煤层瓦斯抽采难题与 对策 [J]. 煤炭工程 ,2017,490563-65. 工作，不断加大监督力度。对煤矿中存在的安全隐 患，及时处理整改，同时对相关单位做出处罚。杜 绝在高瓦斯和瓦斯突出矿区建立矿井，从源头上防止 瓦斯事故的发生。对于瓦斯超限瞒报情况务必进行 严肃处理，对检测瓦斯数据弄虚作假的情况，也应 该严肃处理，并追究相关部门或人员责任。对于发 生较大瓦斯事故的煤矿，应该关闭处理。对于具有 重大隐患却没采取有效措施的也应该进行关闭处理。 3 结语 煤矿安全生产人人有责，提高安全生产投入力 （上接第 83 页）