綜放工作面末采撤架期間自然發(fā)火防治技術(shù)

劉方健

(兗州煤業(yè)股份有限公司鮑店煤礦,山東濟(jì)寧 273500)

綜放工作面末采撤架期間自然發(fā)火防治技術(shù)

劉方健

(兗州煤業(yè)股份有限公司鮑店煤礦,山東濟(jì)寧 273500)

針對(duì)鮑店煤礦73上03綜放工作面末采及支架回撤期間防滅火技術(shù)研究，通過(guò)綜合運(yùn)用多種防滅火手段，保證了工作面末采及支架回撤的順利進(jìn)行，為其他工作面的末采、支架回撤提供了借鑒。

綜放工作面 收面回撤 自然發(fā)火 氣體檢測(cè)

1 礦井概況

73上03綜放工作面是鮑店煤礦七采區(qū)東翼3上煤層第二個(gè)區(qū)段的工作面。東起工作面切眼，緊鄰鮑店煤礦與東灘煤礦邊界保護(hù)煤柱；北鄰已回采完畢的73上05（73下05）工作面，南鄰尚未回采的73上01工作面；設(shè)計(jì)停采線運(yùn)順端距七采東部回風(fēng)巷37m。工作面內(nèi)煤層產(chǎn)狀變化不大，總體趨勢(shì)為西高東低、南高北低，呈一單斜構(gòu)造。煤層走向大致為140°～180°，傾向大致為50°～90°，煤層傾角為3～11°，平均7°。3上煤與3下煤間的層間距厚為 2.20～5.05m。工作面走向長(zhǎng)度761m；傾向長(zhǎng)度175m。工作面煤層厚度4.90～5.41m，平均5.35m。

經(jīng)測(cè)定，鮑店煤礦煤層為易自燃煤層，自然發(fā)火期為3～6個(gè)月。由于73上03綜放工作面采空區(qū)頂板跨落，與73上05（73下05）、73上07（73下07）工作面采空區(qū)溝通；且73上05工作面撤架期間曾有自然發(fā)火現(xiàn)象，所以采空區(qū)自燃的發(fā)生，威脅工作面末采生產(chǎn)和撤架期間的安全。因此，研究工作面末采撤架期間的防滅火技術(shù)，對(duì)其他工作面生產(chǎn)期間防滅火技術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。

2 末采期間防滅火技術(shù)

末采期間的防滅火技術(shù)從氣體檢測(cè)、隔離墻封堵和灌注粉煤灰漿體三個(gè)方面入手。

2.1 氣體檢測(cè)

在73上03工作面兩順槽距設(shè)計(jì)停采線40m、20m時(shí)分別預(yù)埋束管對(duì)采空區(qū)氣體進(jìn)行檢測(cè)，買入采空區(qū)內(nèi)的束管均套入鋼管進(jìn)行保護(hù)，確保束管內(nèi)氣體通暢。通過(guò)束管取樣分析采空區(qū)CO、CO2、C2H4、C2H2等氣體濃度來(lái)判斷檢測(cè)地點(diǎn)遺留煤炭自燃狀況。同時(shí)，瓦斯檢查員對(duì)兩順槽及開切眼頂煤松動(dòng)、沿空煤柱壓酥地點(diǎn)的指標(biāo)性氣體進(jìn)行循環(huán)檢查，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)。

2.2 隔離墻封堵

減少采空區(qū)漏風(fēng)是控制煤自燃的有效手段，因此在采空區(qū)兩巷施工隔離墻進(jìn)行封堵可以有效減少采空區(qū)氧濃度和漏風(fēng)量，抑制采空區(qū)遺留煤炭自燃的發(fā)展。

（1）工作面停采前40m時(shí)，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并預(yù)埋注漿管路和束管，并做好標(biāo)識(shí)。（2）工作面停采前20m時(shí)，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并預(yù)埋注漿管路和束管，并做好標(biāo)識(shí)。（3）工作面停采后，在兩順槽分別施工隔離墻1道，并噴賽福特密封材料，最大程度減少隅角漏風(fēng)。

隔離墻布置如圖1。

2.3 灌注膠體灰漿

圖1 73上03工作面束管、漿管及隔離墻布置圖

氧氣是使煤自燃的重要因素，當(dāng)空氣中氧含量低于10%時(shí)則具有窒息性，所以隔絕采空區(qū)破碎煤體與空氣的接觸可起到預(yù)防自燃和消滅自燃火災(zāi)的作用。利用粉煤灰注漿系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)壓注粉煤灰膠體漿，在注漿站漿池漿液中加入水玻璃，在現(xiàn)場(chǎng)利用壓注泵就近向管路中壓入小蘇打促凝劑。進(jìn)入采空區(qū)的膠體灰漿將碎煤包裹起來(lái)，隔斷與空氣接觸，增加采空區(qū)密實(shí)性，減少了漏風(fēng)，從而達(dá)到預(yù)防自然發(fā)火的作用。

沿工作面兩順槽向采空區(qū)預(yù)先敷設(shè)Φ89注漿管路，注漿管路敷設(shè)數(shù)量及位置如圖1所示。工作面放頂后隨即向采空區(qū)注漿。每施工一道隔離墻前將注漿管路斷開，隔離墻施工完畢后繼續(xù)向采空區(qū)注漿，直至工作面停采。

3 撤架期間防滅火技術(shù)

3.1 通風(fēng)措施

工作面停采后，立即調(diào)整工作面通風(fēng)系統(tǒng)，恢復(fù)73上03運(yùn)順回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷調(diào)節(jié)風(fēng)門，控制撤架期間工作面的風(fēng)量，將工作面風(fēng)量由1000m3/min降為500m3/min，減少向采空區(qū)漏風(fēng)量。

3.2 敷設(shè)架間束管

工作面停采后回撤前，立即在工作面架間敷設(shè)氣體檢測(cè)束管，平均每20架敷設(shè)一組，每組兩路束管，一路引至架頂松散煤體內(nèi)部，一路引至架后松散煤體內(nèi)部。束管敷設(shè)完畢后建立檢查臺(tái)賬，現(xiàn)場(chǎng)懸掛檢查牌板，工作面支架回撤期間每天檢查破碎煤體內(nèi)氣體情況并記錄，分析自然發(fā)火各項(xiàng)指標(biāo)性氣體弄不變化情況、溫度變化情況。對(duì)于特殊地點(diǎn)，如頂煤破碎區(qū)、冒頂區(qū)等，必須另外增設(shè)束管。

3.3 施工注膠鉆孔

工作面停采后，每隔5個(gè)支架，利用鉆機(jī)在支架間隙按照前、中、后方向施工3個(gè)鉆孔。前部終孔點(diǎn)在支架后浮煤區(qū)，中部終孔點(diǎn)打到頂梁上部及架后浮煤，后部終孔點(diǎn)打到采空區(qū)。每個(gè)鉆孔均用Φ15套管封孔，如遇現(xiàn)場(chǎng)頂板破碎嚴(yán)重，無(wú)法抽出鉆桿或無(wú)法下入套管，則直接把鉆桿留在孔內(nèi)。

利用泥漿泵通過(guò)鉆孔將MEA封堵劑壓注到架頂及架后松散破碎煤體中，由于MEA封堵劑對(duì)煤壁及其裂隙具有粘附、充填的作用，膠體連續(xù)性好，有良好的散熱能力，可恢復(fù)并加強(qiáng)破碎煤體的整體散熱功能，達(dá)到防風(fēng)堵漏效果。

注意事項(xiàng)：（1）每個(gè)孔注漿量大約5m3，不能往同一個(gè)鉆孔大量注漿。（2）注漿過(guò)程中，臨近頂板滲出漿液，應(yīng)立即停止該鉆孔注漿，改注其它鉆孔，待漿液凝結(jié)后，再補(bǔ)注一次，確保注漿效果。（3）施工過(guò)程中，注意與現(xiàn)場(chǎng)回撤人員的溝通，確保安全前提下注漿工程按計(jì)劃開展。

3.4 局部高溫點(diǎn)排查

若各測(cè)點(diǎn)CO濃度超過(guò)24ppm且上升較快，出現(xiàn)C2H4、C2H6等指標(biāo)性氣體時(shí)，應(yīng)利用煤礦用本質(zhì)安全型紅外熱成像儀對(duì)工作面進(jìn)行溫度掃描，確定火區(qū)分布、火源位置或異常高溫點(diǎn)位置。對(duì)異常地點(diǎn)采取打鉆壓注高效膨脹阻燃劑或凝膠處理，消除局部煤層高溫點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鮑店煤礦73上03工作面末采及工作面支架回撤期間采取的以膠體灰漿防滅火技術(shù)為主的綜合防滅火技術(shù)，確保了工作面采煤支架的安全回撤及工作面及時(shí)封閉。事實(shí)證明了膠體粉煤灰漿防滅火技術(shù)的有效性，同時(shí)，也為其他相類似煤層開采過(guò)程中的防滅火技術(shù)提供借鑒。