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经营与管理Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＡ Ｎ ＤＭＡ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ Ｖ ｏ ｌ ． ２ ７ ， Ｎ ｏ ． ８ ， ２ ０ ２ ０ 黄陵二号煤矿巷道漏风及防灭火安全治理 徐竞昭 （ 陕西煤业化工集团有限责任公司，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要针对黄陵二号煤矿巷道漏风的生产实践难题， 通过 Ｓ Ｆ ６示踪气体开展了漏风通道分布的监测， 选用瞬时释放法 进行漏风通道探测。针对漏风点提出均压通风、 采空区注氮和采空区加强监测等６项堵漏防火处理措施。针对大面积煤 层火灾和相邻采空区大面积火灾， 提出了相对应的火灾安全处理措施， 保障了工作面安全回采， 为同类工作面提供借鉴 意义。 关键词巷道漏风；防灭火；瓦斯；黄陵矿区 ｄ ｏ ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６－ ８ ５ ５ ４ ． ２ ０ ２ ０ ． ０ ８ ． ０ ６ ９ 概述 黄陵矿区各矿开采煤层均为自燃和容易自燃煤层， 并且均 为油气伴生矿井， 油气抽采引起矿井漏风增加， 使采空区自燃 危险增加， 地层释放的油气对自燃监测产生干扰， 造成自燃早 期预警和自燃防治困难［ １ ］。对于瓦斯含量较高的矿井， 当发生 自燃的时候， 容易引发更严重的安全事故， 严重威胁矿井的正 常安全生产［ ２－ ３ ］。 黄陵二号煤矿当前一段时期主要开采 ２号煤层， 本煤层是 近水平煤层， ２号煤层的平均厚度５～ ６ｍ ， 埋深度３ ０ ０～ ６ ０ ０ｍ 。 黄陵二号煤矿 ４ ０ ８工作面实行双巷掘进， 相邻工作面顺槽之间 每隔 ３ ０ ０ｍ有 １条联络巷。在 ２号煤层的开采实践过程中， 采 动压力较为明显， 导致工作面的巷道或者顺槽破碎的比较严 重。同时， 结合实测发现， 联络巷、 巷道立交点等位置， 容易引 起自燃； 加上瓦斯抽采引起漏风增加， 增大了煤层自燃的危险。 采空区及巷道漏风是煤层自燃的重要原因［ ４ ］。因通风需要， 黄 陵 ２号煤矿工作面运输巷通常要跨过回风大巷形成交叉巷道， 巷道间压差很大， 生产过程中产生的动压使两交叉巷道之间的 煤岩体破坏， 产生漏风裂隙。此外， 工作面之间的煤柱容易压 裂， 造成老空区密闭后也会产生漏风裂隙， 采空区漏风供氧也 会造成采空区遗煤不同程度的温度升高， 引起一氧化碳（ Ｃ Ｏ ） 浓度升高， 出现自燃迹象。 结合黄陵二号煤矿的漏风实际情况， 通过检测井下巷道之 间， 采空区等部位的漏风情况， 分析有无自燃危险， 以便及时采 取防灭火措施， 并且对漏风通道及时采取封堵措施， 预防煤层 自燃。 漏风通道测试 在矿井气体成份的分析仪器中， 普遍采用的是 Ｓ Ｆ ６检漏 仪。由于这种仪器在使用时具有很高的灵敏度， 对环境的适应 性良好、 选择性较高、 操作原理简单， 很方便使用人员掌握。 Ｓ Ｆ ６的赋存状态稳定， 是一种惰性气体， 其分子量大（ １ ４ ６ ． ０ ７ ） ， 也是一种相对比较稳定性的非燃烧气体［ ５ ］。与此同时， Ｓ Ｆ ６气 体的物理活性较大， 它可以与井下巷道或顺槽内的风流迅速混 合， 而且混合相对均匀， 便于迅速检测。Ｓ Ｆ ６在井下气流中的 含量是极低的， 是井下示踪气体的优选目标， Ｓ Ｆ ６检漏仪能非 常方便且准确地进行漏风通道的检测。 本次测定通过 Ｓ Ｆ ６示踪气体测得漏风通道的分布， 采用瞬 时释放法进行漏风通道探测［ ８ ］。瞬时释放法就是在可能存在 的漏风源处， 通过仪器在一瞬间释放 Ｓ Ｆ ６气体， 操作人员使用 Ｓ Ｆ ６检漏仪， 在事先分析得出的可能存在漏风的巷道或顺槽 内， 对于 Ｓ Ｆ ６气体含量进行检测。本次漏风测定释放位置确定 为 ４ ０ ８撤架通道密闭处， 监测点设置为４ １ ０回风巷２ ＃ 联络巷位 置， 测定 ４ ０ ８采空区与 ４ １ ０回风巷之间的漏风情况。释放 Ｓ Ｆ ６ 气体后 ２ ０ｍ ｉ ｎ 后在 ４ １ ０回风巷 ２ ＃ 联络巷检测到 Ｓ Ｆ ６气体， 第 ２ 次检测到的时间为释放后 ３ ８ 、 ４ １ｍ ｉ ｎ后， 释放点检测点存在漏 风， 漏风流速为１ ０ ． １ ２～ ２ ０ ． ７ ５ｍ／ ｍ ｉ ｎ 。受到层状裂隙岩体的影 响， 气体的实际渗流是曲线， 且 Ｓ Ｆ ６在空气中流速也要大于 ２ ０ ７ ５ｍ／ ｍ ｉ ｎ 。然而， 在检测点检测到 ２次信号， ２次检测的浓 度大致相同， 说明释放点与检测点存在不同的漏风通道。 根据以上检测结果得出 ４ ０ ８采空区与 ４ １ ０回风巷之间存 在漏风， 漏风通道相对比较畅通。 漏风点均压和堵漏防火处理 １ ） 均压减少漏风。目前黄陵 ２号煤矿有 ２个采煤工作面 正在生产。采煤工作面风量一般为 ２５ ０ ０ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ左右。由于 工作面推进度减慢， 工作面绝对瓦斯涌出量减少， 故在满足排 瓦斯等工作需要的前提下， 工作面风量可以适当降低。建议风 量降低到 ２０ ０ ０ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ 以下， 以减少采空区漏风， 预防煤层自 燃。工作面封闭后， 工作面一侧位于进风大巷， 另一侧位于回 风大巷导致采空区两侧压差较大， 漏风量也比较大。通过增加 密闭， 使通往采空区的两个密闭均处于进风侧， 密闭两端压差 减小， 可有效降低采空区漏风， 预防煤层自燃。 ２ ） 封堵邻近巷道向采空区漏风通道。采空区漏风供氧是 引起自燃的重要原因。目前采空区漏风有 ２个原因， 一是通过 ６４１ 技术与市场经营与管理 ２ ０ ２ ０ 年第２ ７ 卷第８ 期 工作面漏风， 主要是通过进风隅角进， 回风隅角漏出； 二是通过 联巷密闭向采空区漏风。可采取联络巷密闭及其周边水泥喷 浆， 封堵漏风通道； 对于断裂带煤帮裂隙漏风通道， 向巷帮打 钻， 注入水泥浆或马丽散对裂隙进行充填封堵； 将采空区相邻 的盲巷封闭， 减少邻近巷道向采空区漏风。 ３ ） 封堵工作面向采空区漏风通道。工作面采空区“ 两道” “ 两线” 位置顶板冒落不严， 并且压差较大， 漏风量十分大。现 场观测表明， 距离工作面 １ ７ ０ｍ处的进风侧采空区， 氧气浓度 仍可高达 １ ７ ％， 说明存在较严重的漏风。为减少采空区漏风， 建议在工作面每推进 ５ ０ｍ ， 在工作面进、 回风隅角处各施工一 道封堵墙， 充填隅角漏风通道。封堵墙沿工作面推进方向下部 宽 ３ｍ ， 顶部宽 １ｍ ， 沿工作面摆布方向长度以外侧接触煤壁， 内侧靠近支架。封堵墙材料为黄土袋。 ４ ） 采空区注氮。工作面采空区推进度小于 ３ｍ／ ｄ时必须 注氮。采用采空区开放式注氮， 注氮口位置为工作面进风侧， 距离工作面 １ ５～ ５ ０ｍ处。设计在封堵墙后预埋注氮管， 当工 作面推进到注氮管进入采空区 １ ０ｍ以上时， 即开始注氮， 直至 施工下一个封堵墙， 并开始下一个位置注氮。 ５ ） 喷洒阻化剂。工作面 ２个顺槽处， 采空区遗煤比较多， 并采漏风相对较大， 是自燃危险性大量的区域， 向该区域喷洒 阻化剂。尤其是进风侧隅角处， 喷洒气雾气雾阻化剂， 可以随 风飘散到采空区深部， 豫防煤层自燃。 ６ ） 采空区加强监测。在工作面回风隅角处， 及回风侧架后 设观测点， 每天定点、 定时观测一氧化碳（ Ｃ Ｏ ） 等自燃指标气体 变化情况。采空区埋管观测继续进行， 出现 Ｃ Ｏ升高等现象 时， 及时判断采空区自燃的情况， 以便做到防患未然。 漏风引起的火灾处理技术方案 ４ １ 大面积煤层火灾快速灭火技术方案 在厚煤层的开采中， 受开采厚度的限制和采矿技术的限 制， 使采空区内丢弃的煤炭资源较多， 采空区的遗煤非常容易 发生大面积的自燃火灾。顺槽煤柱在采动压力的作用下， 煤柱 的支撑能力降低， 沿空侧的部分煤体会比较破碎， 从而与采空 区冒落的矸石导通， 形成漏风通道， 造成煤炭的自燃［ ６ ］。如果 采空区自燃引起的火灾火势不能控制的时候， 应该选择快速封 闭当前工作面的办法， 避免火区的影响和扩散范围进一步增 大。对于高瓦斯矿井， 一旦发生自燃， 应立即封闭工作面。工 作面封闭时， 应在工作面进风侧预留防灭火措施管， 工作面回 风侧预留气体观测口并预埋 Φ １ ０ｍ ｍ的束管， 以备进一步灌注 防灭火材料灭火和火区监测。 向封闭区内灌注液态二氧化碳， 迅速降低闭区氧浓度和温 度， 抑制火灾发展， 并可预防爆炸； 通过预留的防灭火措施管向 火区注高密度惰化阻化泡沫， 注惰泡范围在采空区进风侧， 距 离工作面 １ ０～ ３ ０ｍ ， 注惰泡量要能够淹没整个封闭区空间。 每隔 ７ ２ｈ 要向封闭区补注泡沫， 以便抑制火灾发展， 防止爆炸 发生。 ４ ２ 相邻采空区大面积火灾的处理措施 当相邻采空区自燃时， 首先应加强邻近巷道的支护， 并对 其进行喷浆处理， 以减少漏风； 加强对火区气体、 温度的监测； 向邻近采空区打钻并下束管， 每班监测邻近采空区气体变化情 况； 通过预留的防灭火措施管向火区注高密度惰化阻化泡沫， 注惰泡范围在采空区进风侧， 距离工作面 １ ０～ ３ ０ｍ ， 注惰泡量 要能够淹没整个封闭区空间。每隔 ７ ２ｈ要向封闭区补注泡 沫， 以便抑制火灾发展。向邻近采空区火区注胶体直至灭火， 注胶范围由火区位置而定。 结语 本文针对黄陵二号煤矿的巷道漏风开采实践难题， 采用电 子捕获气相色谱法和 Ｓ Ｆ ６检漏仪检测， 得出黄陵二号煤矿 ４ ０ ８ 工作面采空区与 ４ １ ０工作面回风巷之间存在漏风， 且漏风通道 相对比较畅通。利用漏风探测结果， 对漏风较大的有自燃危险 的区域采取了均压通风、 封堵漏风、 注氮降温等处理措施， 根据 各项措施实施条件， 详细给出了施工技术方案。同时， 为了有 效地避免采取区遗煤自燃而引发的火灾安全事故， 给出了大面 积煤层火灾和相邻采空区大面积火灾， 防灭火的技术方案和安 全处理措施。研究成果保障了 ４ ０ ８工作面的安全高效回采， 同 时为 ４ １ ０等同类开采条件的工作面提供指导意义， 经济效益显 著， 在黄陵矿区的推广前景广阔。 参考文献 ［ １ ］ 蔡琪． 黄陵二矿煤自燃特性及危险区域预测［ Ｄ ］ ． 西安 西安科技大学， ２ ０ １ ５ ． ［ ２ ］ 尹正旺． 煤层顺层钻孔煤炭自燃事故的分析与防范措施 ［ Ｊ ］ ． 煤炭与化工， ２ ０ １ ９ ， ４ ２ （ ３ ） ９ １－ ９ ４ ． ［ ３ ］ 杨学仁， 王建林． 高瓦斯、 易自燃煤矿工作面回撤防灭火 措施研究［ Ｊ ］ ． 山东煤炭科技， ２ ０ １ ９ （ ２ ） ９ ７－ ９ ９ ． ［ ４ ］ 黄戈， 张勋， 王继仁， 等． 近距离煤层上覆采空区自燃形 成机理及防控技术［ Ｊ ］ ． 煤炭科学技术， ２ ０ １ ８ ， ４ ６ （ ８ ） １ ０ ７ － １ １ ３ ． ［ ５ ］ 吴玉国， 王涌宇． Ｓ Ｆ ＿ ６示踪气体瞬时 －连续联合释放法 在工作面漏风检测中的应用［ Ｊ ］ ． 中国煤炭， ２ ０ １ ７ ， ４ ３ （ ９ ） １ ０ ８－ １ １ １ ． ［ ６ ］ 刘桂丽， 杨跃奎， 撒占友． 高位钻孔瓦斯抽采参数优化设 计［ Ｊ ］ ． 西安科技大学学报， ２ ０ １ ２ ， ３ ２ （ ４ ） ４ ５ ０－ ４ ５ ８ ． 作者简介 徐竞昭（ １ ９ ８ ７－ ） ， 男， 陕西西安人， 硕士研究生， 主要从事 安全管理工作。 ７４１
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