小窯破壞區(qū)均壓防滅火綜合治理實(shí)例探討

王新旺 郭江峰

（1.中煤平朔集團(tuán)有限公司井工二礦通風(fēng)隊(duì)，山西省朔州市，036006；2.中煤平朔集團(tuán)有限公司通風(fēng)救護(hù)部，山西省朔州市，036006）

小窯破壞區(qū)均壓防滅火綜合治理實(shí)例探討

王新旺1郭江峰2

（1.中煤平朔集團(tuán)有限公司井工二礦通風(fēng)隊(duì)，山西省朔州市，036006；2.中煤平朔集團(tuán)有限公司通風(fēng)救護(hù)部，山西省朔州市，036006）

介紹了平朔井工二礦29212主運(yùn)掘探巷在掘進(jìn)過程中貫通小窯破壞區(qū)，通過采取局部通風(fēng)機(jī)配合風(fēng)門均壓、防火密閉、注漿沉淀墻和閉后注漿注氮等綜合防滅火措施，成功地控制了小窯疑似火區(qū)，保障了掘進(jìn)隊(duì)正常工作。

貫通小窯 均壓 防滅火 密閉墻 注漿 注氮 綜合治理

1 安家?guī)X井工二礦及小窯貫通概況

安家?guī)X井工二礦位于山西省朔州市平魯區(qū)，批準(zhǔn)開采4＃、9＃、11＃煤層，礦井核定通風(fēng)能力1330萬t／a，目前開采9＃煤層。該礦為瓦斯礦井，根據(jù)檢測(cè)中心對(duì)9＃煤層試樣所作測(cè)試，全硫含量為2.63%，吸氧量為0.54 cm3／g，屬自燃煤層，自燃傾向性為Ⅱ級(jí)。

井工二礦二采區(qū)小煤窯破壞嚴(yán)重，小煤窯主要分布在井田中東部，有樓子溝新礦一號(hào)井、樓子溝新礦二號(hào)井、樓子溝舊礦，目前對(duì)安家?guī)X井工二礦安全生產(chǎn)影響較大的小煤窯有樓子溝新礦一號(hào)井。樓子溝新礦一號(hào)井在安家?guī)X井工二礦29211、29212和29213工作面準(zhǔn)備過程中相繼被揭露。29212主運(yùn)掘探巷 （以下簡(jiǎn)稱29212探巷）貫通小窯巷道后 （自2011年5月25日揭露小窯以來，共揭露小窯巷道、采空區(qū)4處），小窯采空區(qū)內(nèi)有害氣體涌出濃度持續(xù)增高，給安全生產(chǎn)造成較大的隱患，經(jīng)礦方研究決定，對(duì)29212探巷進(jìn)行緊急治理。

2 29212探巷均壓防滅火

安家?guī)X井工二礦二采區(qū)由于小窯巷道縱橫復(fù)雜，29212探巷在掘進(jìn)過程中貫通小窯的概率和頻率極大，2011年9月3日首次貫通小窯巷道時(shí)，O2濃度為2.41%，CO2濃度為8.98%，CO濃度為0.000008%，無CH4，嚴(yán)重缺氧。為了保障掘進(jìn)安全，防止有害氣體涌出，在29211輔助運(yùn)輸巷安裝兩臺(tái)2×18.5 k W通風(fēng)機(jī)，在探巷260 m處構(gòu)建一道調(diào)節(jié)風(fēng)門，連接風(fēng)筒穿過風(fēng)門至用風(fēng)地點(diǎn)。均壓防滅火圖見圖1。經(jīng)測(cè)定，均壓后，風(fēng)門前后壓差為1300 Pa，O2濃度為20.1%，CO2濃度為0.05%，無CO和CH4，均壓效果良好。

隨著掘進(jìn)長(zhǎng)度增加，上述均壓效果越來越不明顯，通過增加局部通風(fēng)機(jī)，并增加兩道調(diào)節(jié)風(fēng)門后，三道風(fēng)門前后壓差可達(dá)600 Pa，滿足需求。

圖1 均壓防滅火圖

3 防火密閉處理

29212探巷掘進(jìn)過程中，除采取均壓防滅火措施外，還采取加固密閉墻，充填封堵所有鉆探孔、煤壁裂隙，封堵地面小窯井口，及時(shí)封閉小窯巷道、采空區(qū)等諸多措施，先后構(gòu)筑臨時(shí)噴涂密閉墻6道，永久防火密閉墻3道，加固密閉墻1道，確保了每次貫通的安全和29212原探巷的快速封閉。

2011年10月29日貫通小窯巷道后，煤窯巷高2.2 m，煤窯底板比探巷頂板高1.5 m，經(jīng)取樣分析，O2濃度為1.42%，CO2濃度為6.94%，CO濃度為0.1049%，CH4濃度為0.4824%，C2H4濃度為0.0232%，無C2H6和C2H2，小窯內(nèi)可能存在火區(qū)，巷道后退拐彎掘進(jìn)，并在貫通處采用FSA快速砌壘材料，三花眼布置一道注漿沉淀墻，后退10 m處構(gòu)建一道永久防火墻 （預(yù)留注漿孔、注氮孔、反水孔和觀測(cè)孔）。注漿平面圖和防火密閉墻剖面圖見圖2和圖3。

所有小窯貫通地點(diǎn)均構(gòu)筑防火密閉墻，并在防火密閉墻之間充填黃土和阻燃高分子材料，經(jīng)測(cè)定，防火密閉墻外CO等有毒有害氣體為0，隔離效果良好。

4 閉后防滅火治理及效果分析

小窯貫通，經(jīng)密閉處理后，通過對(duì)預(yù)留觀測(cè)孔定期取樣分析，CO濃度持續(xù)上升，隨即對(duì)小窯巷道和采空區(qū)進(jìn)行注漿和注氮處理，注漿水土比為2∶1，通過注漿沉淀墻將水從防火密閉墻的反水孔滲流排出，漿體留在沉底墻內(nèi)；輔以注氮 （氮?dú)鉂舛葹?0%）惰化火區(qū)，取得了良好的效果。圖4和圖5分別為采取防滅火措施前后29212探巷內(nèi)CO濃度變化圖。

圖4 29212探巷貫通小窯后采取均壓措施前CO變化圖

對(duì)比圖4和圖5可知，采取均壓措施后，探巷內(nèi)CO濃度急劇下降，有效地抑制了有毒有害氣體的涌出；在均壓的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)筑防火密閉墻、注漿注氮惰化、堵漏等綜合防滅火措施，CO濃度持續(xù)穩(wěn)定在0.0024%以下，防滅火效果良好。

圖5 29212探巷貫通小窯采取防滅火措施后CO變化圖

5 結(jié)語(yǔ)

上述綜合防滅火措施實(shí)施后，定期對(duì)29212探巷各密閉墻內(nèi)進(jìn)行取樣色譜分析，截止目前，密閉墻內(nèi)CO等有毒有害氣體濃度均符合 《規(guī)程》規(guī)定，保證了該巷道的順利掘進(jìn)和人員安全。

很多小窯滅火經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)巷道誤貫通小窯后，單一的防滅火技術(shù)往往效果甚微。對(duì)于漏風(fēng)嚴(yán)重的小窯來說，必須綜合治理。安家?guī)X井工二礦小窯均壓防滅火綜合治理的成功，為小窯火區(qū)治理提供了一種新的思路。

［1］陶應(yīng)宏.潘三礦綜合防滅火技術(shù)探討 ［J］.中國(guó)煤炭，2007（10）

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［3］鄔劍明，翟建山，吳新文等.煤礦自燃火災(zāi)治理關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用 ［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，1998（4）

［4］鮮學(xué)福，王宏圖，姜德義等.我國(guó)煤礦礦井防滅火技術(shù)研究綜述 ［J］.中國(guó)工程科學(xué)，2001（12）

［5］Ann G.Kim.Locating fires in abandoned underground coal mines ［J］.International Journal of Coal Geology，2004 （59）

Discussion on comprehensive controls on fire prevention and extinguishment through pressure balancing in minitype coal mine destructive area

Wang Xinwang1，Guo Jiangfeng2
（1.Team of Ventilation，No.2 Underground Coal Mine，China Coal Pingshuo Group Co.，Ltd.，Shuozhou，Shanxi 036006，China；2.Department of Ventilation Rescue，China Coal Pingshuo Group Co.，Ltd.，Shuozhou，Shanxi 036006，China）

The comprehensive controls on fire prevention and extinguishment，such as pressure balancing damper cooperated with local fan，fire sealing，grouting precipitation wall，grouting and nitrogen injection after sealing，were applied to the failure zones in cutthrough minitype coal mine of 29212 main driving roadway in No.2 underground coal mine of China Coal Pingshuo Group.The suspected fire zones in minitype coal mine were controlled successfully，and the normal work of driving team as well as the normal production construction of coal mine were guaranteed.

cutthrough minitype coal mine，pressure balancing，fire prevention and extinguishment，seal wall，grouting，nitrogen，comprehensive control

TD753

A

王新旺 （1985-），山西臨汾人，2006年畢業(yè)于山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，大專學(xué)歷，現(xiàn)在山西省朔州市中煤平朔集團(tuán)有限公司井工二礦通風(fēng)隊(duì)工作。

（責(zé)任編輯 張艷華）