综放工作面临时停采防灭火技术措施.pdf

2 0 1 7年第 1 1期 童 撼蕉 斜枝 6 7 综放工作面 临时停采防灭火技术措施 路 志堂 兖州煤业股份有限公司杨村煤矿 ，山东 济宁 2 7 2 1 1 8 摘要 本文针对综放工作面开采过程 中，遇到汛期或生产销售制约等各方面影响，正在推进工作 面临时停采造成的防 灭火隐患，研究与应用工作面在不封闭的情况下实施的诸多综合防灭火措施，确保工作面停采期间的安全。 关键词 工作 面 临时停 采 防灭火 中圈分类号T D7 5 2 ．2 文献标识码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 - 2 8 0 1 ． 2 0 1 7 ． 1 1 ．0 3 0 Re s e a r c h a nd Appl i c a t i on of Te m po r a r y S t o p fir e Pr e v e nt i o n Te c hno l o g y i n t he Fu l l y M e c h an i z e d W o r ki ng Fa c e Lu Zh i t a n g Y a n g c u n C o a l Mi n e o f Y a n z h o u C o a l Mi n i n g C o ． ， L T D． S h a n d o n g J i n i n g 2 7 2 1 1 8 ， Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e i n fl u e n c e o f s u c h a s p e c t s a s t h e flo o d s e a s o n ， p r o d u c t i o n s a l e s r e s t r i c t i o n e t c i n f u l l y - me c h a n i z e d c a v i n g mi n i n g ， t h i s p a p e r i n tro d u c e d‘ ‘ T e mp o r a r y S t o p - fi r e P r e v e n t i o n T e c h n o l o g y ’ ， wh i c h c a l l e n s u r e s a f e t y d u r i n g f a c e s t o p p e d mi n i n g ． K e y wo r d s wo r k ing f a c e t e mp o r a r y s t o p fi r e p r e v e n t i o n 1 工作面概况 兖州煤业股份有限公司杨村煤矿 3 2 1 工作面面 长 1 6 3 m，推进长度 6 1 4 m，可采储量 8 4万 t ，采用 综放工艺组织生产。 该工作面煤层厚度 7 ． 4 0 ～ 8 ． 6 0 m，平均 8 ． 2 9 m．， 工作 面标高为 ． 2 3 6 ． 8 ．． 2 7 4 ． 5 m，平均 ． 2 5 5 ． 7 m，地 面标高为 4 5 ． 7 7 4 6 ． 9 2 m，平均 4 6 ． 2 9 m，煤尘具 有爆炸危险性，爆炸指数为 4 0 ． 1 3 ％，所采煤层属 Ⅱ 类 自燃煤层，自然发火期为 3 6个月。 2 0 1 5年 l 1月 2 7 E t 开 始 回采 ，2 0 1 6年 5月 2 日进入泗河保护煤柱，截至 6月 2 2 E t ，累计推进 4 1 0 ． 4 m 进入泗河保护煤柱 1 0 8 m，剩余推进长 度 2 0 3 ． 6 m，剩余可采储量 2 4万 t 。 2 停采方案 根据水文记录，泗河为季节性河流，流人微山 湖 ，径流量主要受上游水库放水影响，集 中在主汛 期的七 、八月份 ，平时水量不大。且工作面已推进 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 6 1 2 作者简介路志堂 1 9 7 0 ． ， 山东邹城人。1 9 9 3 年7 月参加工作， 大学学历，工程师，国家注册安全工程师。一直从事煤矿安全生 产管理工作，直接从事通防安全管理工作 l 5 年以上，现为兖州 煤业股份有 限公 司杨村 煤矿 通防工 区区长。 至末采阶段，剩余储量不大，处于高温雨季，设备 受潮损害严重等原因，矿制定了停采不封面的管理 方案 ，采取综合防灭火措施 ，控制 自然发火 ，安全 度过汛期。 3 停采初期防灭火安全措施 3 ． 1 注浆及 堵 漏 停采前 5 0 m开始，两顺槽每隔 1 5 m构筑一道 砂袋隔离墙 ，距停采位置 3 5 m处留设注浆管路口， 路 口吊挂距底板不小于 2 m，向隔离墙后压注胶体 泥浆，以有效封闭漏风通道，两顺槽压注胶体量或 注浆量各不少于 l O 0 0 m ，若压注胶体时工作面反浆 较大，停止注浆，胶体缩水后补注胶体，敷设 6 0 m 采空区取样束管。 3 ． 2 通风 管理 工作面降风 工作面停产后，为了尽可能减少 向采空区漏风强度 ，将工作面的供风量减少一半 ， 即由原来的 7 5 0 m3 ／ mi l l ，降至 3 7 5 m3 ／ mi n 。 加强风量测定，测风工每天对工作面进、回风 进行测定 ，并记入测风牌板。 3 ． 3 阻化 喷洒阻化剂工作面停产后清理前后溜槽底板 浮煤及架内浮煤，对工作面前后溜槽及架间喷洒阻化 6 8 ，瞒蕉 科技 剂 Mg C 1 2 ，要求喷洒阻化剂量 Mg C I 2 ≥2 k g ／ m 。 汽雾 阻化 在轨道顺槽 安设 汽雾阻 化泵 ，每 天 早 班 对 工作 面 煤 壁 、架 间及 架 后 暴露 的煤 矸进 行 喷洒阻化剂防灭火 ，并保证阻化剂 Mg C I ， 浓度在 1 5 ％～ 2 0 ％之间，每班使用阻化剂不少于 1 0 0 k g 。 3 ． 4减 少老塘 漏风 构筑炉渣 砂 袋隔离墙 1 T作面临时 停采前 5 0 m开始 ，工作面每推进 1 5 m，两顺槽分别 施 T一 道隔离 墙 ，墙厚 l m； 2 停 采后在端 头再 各施工构筑一道 3 m炉渣袋隔离墙 ，并对隔离墙及 附近 3 m巷帮喷射厚度不小于 0 ． 5 m的赛福特。 3 ． 5 注 阻化 泥 浆 1 采用地面注浆站集中制浆，静压注阻化 泥浆方式。掘进期间在 3 2 1 轨道顺槽 、3 2 l 运输顺 槽敷设 D N1 0 0的注浆专用管路，每 1 0 0 m留设一个 1 ． 5寸三通，每 3 0 0 m留设一个截止阀。在工作面顺 槽 向采空 区预埋 1 2 m长的 D N1 0 0的钢管，实现T 作面顺槽埋管注浆。 根据兖州矿区注浆经验，结合本矿实际情况， 水土比取 4 l ～ 5 1 为宦。同时，为保证阻化效果 ， 所加阻化剂 Mg C I 浓度不小于 2 ． 0 k g ／ m 。 3 ． 6压 注胶 体 堵漏 当运顺沿空侧采空区、煤体裂隙发育区域 现 自燃预兆时 ，向以上地点施_T钻孑 L ，压注胶体封堵 漏风，胶体配制水 泡花碱 碳酸氢钠 质量比 8 4 l 2 4 4 停采期间工作面架间防灭火处理 4 ． 1 工作 面 架间 阻化 处理 停采后 ，每间隔 3 ～ 5 组支架向顶板方向施T一 排 防火孔 每排分前 孑 L 、中孑 L 、后孔 各 1 个 ，压 注胶体或 ME A阻燃剂 ，防止工作面 自然发火。示 意图见 图 1 。 图 1 架间防 火钻孔示意 图 1 后 孔 在 尾 梁、放 煤 口处 施 工 ，倾 角 4 0 ,-- 4 5 。 ，深度 5 - 7 m，钻 至煤层顶 板 ；中孑 L 在支架 顶梁中部施lT，倾角 3 0 。 ，深度 6 - 8 m；前孔在前 梁架间施丁，倾角为 3 0 。，深度 8 - 1 0 m左右。 2 施 工T艺使用煤 电钻或风钻打眼，使 用 q b 4 2 mm钻头 ， 钻孑 L 到位后 ， 钻杆 1 寸注浆钻杆 及花 眼钻 杆 q b 3 0 m m 带 钻头 留在孔 内，以便 压 注 防火材 料 ，用快 速水泥封孑 L ，并用钻杆堵 头封堵 钻孑 L 口。 3 采用地面注浆站制备水玻璃溶液 水 水 玻 璃 碳 酸 氢钠 8 4 1 2 4或 ME A 溶 液 ME A 水 l 9 0 ～ 1 1 0 均为质量 比 ，通过注浆管路输 送至作业地点，作业地点配备 l m 搅拌箱 2 个 ，碳 酸氢钠经搅拌后通过 Z B S B双液注浆泵与水玻璃溶 液混 合。 4顺槽 内注浆管 与T作面敷设 的 5 l mm 胶 管相连 ，胶管 间增 加 5 1 mm～ 2 5 m m 变通 ，通 过 q b 2 5 mm胶管与钻孑 L 相连 ．每次压注 3 ～ 5个孔。 4 ． 2 两 端 头 漏 风 处 理 停采后 ，两端头封门柱外 老塘侧 各构筑一 道 1 ． 5 m 炉渣袋隔离墙 ，并对隔离墙及 附近 3 m 巷帮 喷射赛福特 ，厚度不小于 0 ． 5 m，紧邻赛福特靠近T 作面侧施T一个 1 ． 4 m “ 井”字型木垛，木垛外侧施 工一排 密集 支柱 ，加 强支护。示 意图见图 2 。 图 2 两端 头隔离墙及束管 、注 浆管布置 图 5自然发火预测预报 5 ． 1 束管监测 每天对l丁作面两端头预埋的束管和运输顺槽回 风隅角 、回风流气体进行取样 ，化验分析一次， 分析 的 内容有C H 4 、C O 2 、C O、O 2 、N 2 、C 2 H 、 c H 、C H 等，并建立监测分析档案；利用 J S G- 7 型束管监测系统，每天上午、下午对 3 2 1 工作面回 风流 进行监测分 析 ；通 防_T区每天把各取 样点的数 据分类输入表格 ，并生成 O 、C O、C O 浓度变化 趋势图及时报送专业领导。 5 ． 2 安全监 测 利用 K J 9 0 N B矿井安全监 测系统 在 回风 流中设 置的 C H 、 C O、 C O 和O 传感器，进行连续监测。 下转 第 7 3页 2 0 1 7年第 1 1 期 童 娃晨 钭技 7 3 每一台风机运行状态及安全参数进行监测，一旦出 现风机故障时确保能够在短时间内将主副风机进行 切换 。 3 通风系统优化后取得的效果 1 该控制系统操作简单 ，成本费用低，通 过多次试验发现该系统动作灵敏，在整个倒机过程 中只需一名操作人员即可完成 ，大大降低了劳动成 本费用 2雁崖煤业公 司三盘区优化后 的通风系统 通过智能控制系统进行主扇倒机，实现了矿井主扇 倒机时停机不停风 ，彻底解决了人工倒机停风造成 矿井瓦斯积聚以及需撤人等难题。 3优化后的通风系统在主扇倒机时确保通 风系统中新鲜风量能够及时充足地到达采掘工作面 及各硐室内，保证了通风系统各项参数安全稳定 ， 大大提高了通风网路安全性。 4 优化后通风系统通过测试发现在主扇倒 机时通风系统各个分支的风量及风流变化符合设计 要求，保证通风结构 中风阻变化较小或保持稳定风 阻，有效保证系统中各分支风量及角联分支风流风 向不会随意发生变化。 4 结束语 为进一步提高矿井通风系统安全稳定性 ，特别 是在矿井主扇倒机期间避免因通风设施故障而影响 矿井正常供风，雁崖煤业公司通风区对三盘区主扇 倒机系统进行优化设计 ，系统优化后大大提高了矿 井倒机期间的通风系统安全稳定性 ，避免了因短暂 停风引发煤矿重大瓦斯爆炸及火灾事故，有效保障 了矿井采掘活动安全平稳进行 ， 取得了显著的经济、 安全效益。 【 参考书目】 [ 1 ] 刘光智 ． 浅谈煤矿通风系统的安全性及优化设计 [ J 】 ．科技 与企业，2 0 1 3 1 1 9 0 - 1 9 1 ． [ 2] 褚红伟 ，王洪存 ，郭志伟 ． 关于煤矿通风 系统优 化的研究 [ J ] ．山东煤炭科技，2 0 1 1 4 2 4 0 ． [ 3] 张新科 ． 矿井通风 系统优化改造与技术分析 [ J ] _ 能源技术与管理，2 0 1 0 33 4 ． 3 5 ． [ 4] 李维柱 ． 阳煤一矿张花沟风井主扇风机改造 [ J 1 ． 机械 管理 开发 ，2 0 1 5 23 4 ． 3 6 ． [ 5 ] 姜士群 ． 浅谈矿井主扇不停风倒机 系统 [ J ] ．科技 资讯 ，2 0 1 2 4t O 0 ． 上 接 第 6 8页 对安全监测系统和束管监测系统的数据及时进行分 6 ． 2 封 闭后惰化处理 析，发现巷道内 C O浓度超过 2 4 p p m、C O 浓度超 根据矿实际情况及现有的手段 ，采取地面压注 过 0 ． 5 ％、 0 2 浓度低于 2 0 ％1， 要及时通知调度室， 二氧化碳 ，通过管路系统送达至封闭区域，通过气 组织影响区域内的人员撤离。 体置换快速降低氧含量，灭除发火隐患。 6 其他应急措施 7 结论 6 ． 1 紧急封闭 根据监测监控和工作面 自然发火情况 ，在两顺 槽合适位置提前准备快速封闭措施及材料，各种管 路做好快拆快连改造 ，做好工作演练 ，各种工具 、 设备齐全可靠，确保人员到位后 1 h之类完成快速 封闭 。 通过采取以上措施 ， 该工作面在未封闭情况下， 实现 了安全停采 6 2 d的较长记录，期间仅有两处架 间一氧化碳取样孔出现最高 2 6 0 p p m情况，通过压 注堵漏剂和阻化降温处理及时消除了隐患。实践证 明所采取的各种措施是有效的，为今后综放工作面 的防灭火工作提供了新的思路和有益尝试。 上接 第 7 0页 【 参考书目】 [ 1 ] 褚廷湘，杨胜强，于宝海，等 ． 近距离煤层综放 工作 面采空区自然发 火防治 [ J ] ． 煤炭科 学技术， 2 o o 8 1 n4 6 5 0 ． [ 2] 高建良，郭飞鹏 ，张学博 ． 工作面通风方式对采 空区风流 流场和 瓦斯运移 的影 响 [ J ] ． 安全 与环境 学报 ，2 0 1 1 ，1 1 5 1 6 8 ． 1 7 1 ． [ 3] 时国庆 ． 防灭火三相泡沫在采空区中的流动特性 与应用 [ D】 ． 中国矿业大学，2 0 1 0 ． [ 4] 陆伟 ． 防治煤 自燃新技术一高倍 阻化泡沫 [ C ] ． 2 0 0 7 年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编，2 0 0 7 ． [ 5] 欧立懂 ． 胶体防灭火技术在煤矿 中的应用 [ J ] ． 中 国科技信息 ，2 0 1 2 1 4 5 8 ．