易自燃厚煤层综放工作面采空区自燃灭火技术.pdf

第 2 8卷第 1 期 2 0 0 9年 1 月 煤炭技术 C o a l Te c h n o l o a v V0 1 ． 2 8． No ． 01 J a n． 2 0 9 易 自燃厚煤层综放工作面采空区 自燃灭火技术 刘景 书 义 马 煤 业 集 团 千 秋 矿 ，河 南 义 马 4 7 2 3 0 0 摘要 针对 综放 工作 面采 空区 自燃 发火 ， 采取 了在运 输巷 、 工作 面开钻场 、 打钻 孔注浆 、 注胶 ， 封堵上 、 下 隅角盲 巷 ， 注氮气、 注三相泡沫 ， 调节工作 面风量等综合灭火技术 ， 成功地扑灭 了综放工作面采空 区 自燃 发火 ， 实现了矿井 安全生产 。 关键词 易 自燃 ；综放 工作 面；采空 区 中图分类号 T D 7 5 文献标识 码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 9 0 1 0 1 0 5 0 2 S p o n t a n e o u s Co mb us t i o n Fi r e fig h t i n g Te c h n o l o g y f o r Th i c k S e a m a t Fu l l me c h a n i z e d M i n i n g Fa c e i n Go b L I U J i n g s h u Q i a n q i u C o a l M i n e ， Y i m a Mi n g I n d u s tr y G r o u p C o m p ， Y i m a 4 7 2 3 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Di r e c t t o t h e g o b s p o n t a n e o u s c o mb u s t i o n a t f u l l y me c h a n i z e d f a c e，t a k e s t h e fir e fig h t i n g i n t e g r a t e d t e c h n o l o g y o f d r i l l i n g a t h a u l a g e r o a d a n d f a c e g r o u t i n g w i t h h o l e i n j e c t g l u e ， s e a l i n g t h e u p p e r a n d l o w e r c o r - n e r b l i n d a l l e y，i n j e c t i n g n i t r o g e n，i n j e c t i n g t h r e ep h a s e f o a m，r e g u l a t i n g t h e a mo u n t o f f a c e w i n d，S u c c e s s f u l y fig h t a g a i n s t t h e g o b s p o n t a n e o u s c o mb u s t i o n a t f u l l y me c h a n i z e d f a c e a n d r e a l i z e d t h e mi n e s a f e p r o d u c - t i o n． Ke y wor d s i n fla mma b l e；f u l lme c h a n i z e d mi n i n g f a c e；g o b O 前 言 综采放顶煤工艺实现 了厚煤层的一次采全高 ， 与分层开采法相比， 降低 了回采巷道掘进率， 减少了 巷道维护量 ， 解决了采掘接替紧张问题 ； 提高了工作 面单 产 ， 降低 了生 产 成 本 。 由于 这些 原 因使 综 采 放 顶煤 开采 技术迅 速 得 以推 广应 用 ， 并 成 为矿 井 实 现 高产、 高效 、 安全生产 的最有效途径。 然而 ， 开采厚煤层 8 0 ％具有 自燃发火性 ， 由于 煤层 自燃发火造成综放工作 面停产、 封闭的情况时 有发生， 该矿经过开采 5个综放工作面， 成功处理了 2次综 放工 作 面采空 区 自燃 发火 。 1 矿 井和 工作 面概况 千秋煤矿是义马煤业 集团 有限责任公司骨干 矿井之一， 2 0 0 7年核定生产能力 2 1 0万 t ， 目前矿井 生产已全部转入二水平唯一采区 2 l区， 矿井单一综 放工作面生产 ， 采用走向长壁全部垮 落法综采放顶 煤工艺 ， 开采煤层为侏罗系长焰煤 ， 煤层极易 自燃发 火 ， 自燃发火期一般为 1 个月 ， 最短 1 2 d ， 自燃发火 等级为 Ⅱ级。煤尘具有爆炸危险性 ， 煤尘爆 炸指数 4 4 ． 5 7 ％， 属于高瓦斯矿井， 矿井瓦斯抽放、 监测监控 等各项安全系统、 设施齐全。 现回采的 2 1 1 2 1 综放工作面位于 2 1区下 山西 翼 ， 开采煤层为特厚煤层 ， 平均煤厚 1 1 m， 煤层结构 复杂 ， 含矸 数层 ， 煤 层倾 角 1 3 。 ， 综 采采高 2 ． 8 m， 放 煤 高度 8 ． 0 m， 工作 面走 向长 1 4 1 8 m， 倾 斜 长 1 3 0 m， 平 均采深 7 3 5 ． 0 m。工作面于 2 0 0 7年 9月开始生产 ， 到 2 0 0 8年 5月已推进 6 0 0 m， 因运输巷顶板高 冒区 高温点处理不彻底 留进采空 区， 而工作面采煤机又 出现故障， 致使工作面无法推进 ， 于 5月 I 2 13发现 工作面 回风流 C O浓度开始增大 ， 经过查找 ， 发现运 输巷转载机机尾盲巷垮落不实， 里面出现明火 ， 后采 取运输巷开钻场， 打眼注浆、 注胶 、 强力推进等技术 措 施 ， 未 能有效 控制 火 势 ， 工 作 面被 迫 停 止 生产 ， 通 过采取减少工作面风量、 工作面开钻场、 注胶 、 注氮 气、 注三相泡沫、 上拐头注罗克休 、 喷快速密闭封堵 等各种技术手段， 才将 自燃发火扑灭， 工作面恢复正 收稿 t 3 期 2 0 0 8 0 8 2 7 ； 修订 13期 2 0 0 8 1 1 0 3 作者简介 刘景书 1 9 6 3一 ， 男 ， 陕西渭南人 ， 采矿工程师 ， 1 9 8 6 年毕业 于西安矿业学 院采矿 系， 现任义 马煤业集 团千秋矿 副总 工程师 ， T e l 0 3 9 8 5 8 0 0 3 1 7 ， Em a i l l i u j i n g s h u 5 5 5 y a h o o ． c o rn． c a 。 1 0 6 煤炭技术 第 2 7 卷 常生 产 。 2 采 空区 自燃发火灭火技术 2 ． 1 运输巷开钻场 、 打眼注浆、 注胶 当发现下拐头出现明火后 ， 在运输巷距工作面 煤墙 1 5 m处沿巷道内侧开钻场 钻场深 6 m， 高 2 ． 0 m， 宽 2 ． 8 m ， 采 用 3 k W 探 水钻 打 似2 r t l l n钻孔 、 扇 形 布置 ， 打至采空 区 5 m深 ， 6 m高位置 ， 布置钻 孔 3 ～ 6个 ， 进 行先注 浆 、 后 注胶 的方法 进行 隔绝 ， 推 进 5 m后改注三相泡沫直至钻场回采破坏 ， 见图 1 。 图 1 运 输 巷 开 钻场 、 钻孔 布 置 示 意 图 此 方法 处 理下 拐头 出现 明 火 、 或 高温 火点 非 常 有效 ， 而且不影响工作面正常推进和生产， 用这种技 术 已成功 处理多 次 拐 头 出现 明火 现象 ， 但 前提 是早 发现 、 早 处理 ， 火 势 不 能 发展 ， 工 作 面 回风 流 C O浓 度不 得超 过 l ／ 万 ， 这次 2 1 1 2 1 综 放 工作 面 采空 区火 势 已发展 较快 ， 而 且面 积 比较 大 ， 此办 法 控制 失 败。 因为一个 钻场施 工 的 钻孔 数量 有 限 ， 施 工 钻机 最 多 只能 2台， 且互相干扰 ， 施工速度慢 ， 影响灭火最佳 时机 ， 当工作 面推进过 钻场 后 ， 工 作 面 回风流 C O浓 度越来 越大 ， 且 5～8架 后 出现 明火 ， 回风巷 C O浓 度 大的人员 已无法 进入 ， 工 作面被迫停 止生产 。 2 ． 2工作面 开钻场 、 打眼 注浆、 注胶 由于 工作 面 采空 区火 势发 展 比较 凶猛 ， 工作 面 4 0架 以上 回风 流 C O浓度 达到 l ‰ ， 工作 面无法正 常 推进 ， 工作 面 被 迫停 止 生 产 ， 人 员从 运 输 巷 人 工 作 面 ， 在 1 1 4架前 面 开钻 场 、 打 眼 ， 每个 眼 打好 后 先 注浆 1 0 ra i n ， 然后 通过 安 装 在钻 场 的 3台注胶 泵 向 工作 面 l 5 架 以下 采 空 区大量 注 胶进 行 封堵 ， 3 d时 间累计注胶量约 1 0 0 0 m 3 。 2 ． 3其它 灭火技 术措 施 2 ． 3． 1 处 理 明 火 安排专人 3～5人 每班 留守 在 1 ～1 5架 架 间 ， 利用工作面液压系统高压管接水枪 ， 控制尾梁及架 间 明火 ， 不得 让 明火 着 出来 。 2 ． 3 ． 2调 节工作 面风量 为了减少 向火区供风 ， 将工作面设计风量尽量 减少， 实际减到 3 0 0 m ， 前提是工作 面瓦斯不超过 安全规程 规定。 2． 3 ． 3封堵上 、 下 隅角盲巷 下隅角盲巷 由于在进风流中， 由防火队人员利 用黄泥装袋垛成 1 m厚的墙， 然后喷快速密闭进行 封堵， 上隅角盲巷由救护队员佩带呼吸器进行喷快 速密 闭进行封堵 。 2． 3 ． 4 注氮气 从下 隅角盲巷 插管 ， 注 氮气 ， 每小 时 注入 5 0 0～ 8 0 0 m 3 ， 对火 区进行窒 息。 2 ． 3 ． 5 增加 管路 系统 在原来运输巷安装有氮气管、 注浆管、 清水管、 排水 管的基础上 ， 再临时安装 一趟输 凝胶专用 管 ， 直 接从地面通过管路 向工作面输送凝胶 ， 通过这种措 施 ， 提高了注胶速 度 。 2 ． 3 ． 6注三 相泡 沫 通过大量注胶后， 工作面 C O浓度开始下降， 人 员能进人回风巷后 ， 工作面开始快速推进 ， 钻场破坏 后 ， 将输凝胶专用 管改 为注三相泡 沫管 ， 从 地面将 泡 沫发泡剂和黄泥水浆按 比例混合后 ， 通过注浆管输 送到工作面 ， 在运输巷与氮气管混合进行发泡， 注入 5 架 以下尾梁及 盲巷里 面 ， 防止 向采空 区漏风 ， 同时 封堵 不让火势 向外发展 。 通过采取上述综合技术 ， 工作面推进 1 0 m后 ， 回风巷 C O浓度下降 1 0 0 1 0 ～， 推进 2 5 m后 ， C O 浓度下降为 2 41 0 ～， 推进 3 O m后， C O浓度 已量 不出来 ， 工作面正式恢复生产， 历时 1 0 d ， 由于及时 将工作面 自燃发火扑灭 ， 未封闭工作面 ， 减少了重大 经 济损失 。 3 结论 易 自燃厚煤层综放工作 面回采过程 中 ， 工作面推 进速度必须大于采空区遗 留煤炭氧化 速度 ， 加强两巷 及 盲巷管理 ， 不得将 高温 点 留进 采 空 区， 各 种监 测监 控设施必须齐全、 有效， 完善各种管理制度和责任制。 针对综放工作面采空区 自燃发火， 采取运输巷、 工作 面开钻场、 打钻孔注浆、 注胶 ， 封堵上、 下隅角盲巷， 注 氮气 、 注三相泡沫， 调节工作面风量等综合灭火技术 ， 能有效扑灭 自燃发火 ， 实现矿井安全生产。 参考文献 [ 1 ] 吴洪财 ． 易发性特厚煤层底板层 开采工作面防火技术 [ J ] ． 煤 炭 技术 ， 2 0 0 8 ， 6 ． 责任编辑徐艳杰