青東煤業(yè)有限公司下覆被保護(hù)厚煤層綜放工作面收作綜合防滅火技術(shù)研究

李亞杰

（安徽淮北青東煤業(yè)有限公司，安徽 淮北235000）

0 前言

突出煤層開采優(yōu)先采用的區(qū)域防突措施是開采保護(hù)層，在煤層具有自燃傾向性時(shí)，被保護(hù)煤層工作面收作期間，本煤層及已開采保護(hù)層的采空區(qū)容易發(fā)生自燃，嚴(yán)重威脅職工的生命安全，同時(shí)也給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，防治本煤層及已開采保護(hù)層的采空區(qū)自然發(fā)火，是制約工作面能否安全收作的關(guān)鍵所在。

1 工作面概況

828工作面為青東煤業(yè)公司首采綜放面，傾向長(zhǎng)130m，煤厚6.8～14.0m，平均11.5m，煤層有煤塵爆炸性，Ⅱ類自然發(fā)火，最短自然發(fā)火期為78天，標(biāo)志性氣體為CO、C2H4、C3H8，采空區(qū)自燃“三帶”范圍為：不燃帶0-22m，自燃帶22-72m，窒息帶>72m。上覆7煤層有煤塵爆炸性，Ⅱ類自然發(fā)火，最短自然發(fā)火期為118天，標(biāo)志性氣體為CO、C2H4、C2H6。828綜放工作面在7煤層開采保護(hù)區(qū)域內(nèi)，采空區(qū)頂板垮落帶高度約為46m，大于7、8煤層間距27.2m，上覆7煤層采空區(qū)與828綜放工作面采空區(qū)溝通，故828工作面收作期間防火重點(diǎn)為本煤層采空區(qū)及上覆7煤層采空區(qū)。

2 工作面停采前措施

2.1 開采措施

1）工作面回采至停采線100m位置開始，利用上隅角預(yù)埋灌漿管路加大采空區(qū)灌漿量。工作面推進(jìn)至停采線80m的最后范圍，機(jī)、風(fēng)兩巷的超前抹冒處嚴(yán)禁用木垛接頂，只能用袋裝碎矸接實(shí)；在距鋪網(wǎng)線15m開始，抹冒棚改變支護(hù)材料，采用不燃性材料支護(hù)，若采用半圓木配合單體支柱支護(hù)時(shí)，必須將木料拉出，不準(zhǔn)木料埋入采空區(qū)；同時(shí)，生產(chǎn)單位要加強(qiáng)放煤管理，減少采空區(qū)丟煤，特別是在工作面鋪網(wǎng)前20m更要加大放煤力度，最大限度地提高回收率。

2）施工6個(gè)防火鉆孔，鉆孔參數(shù)分別為：3個(gè)終孔位置距7煤層頂板20m，沿走向超過7煤層工作面停采線30m，沿傾向距7煤層工作面風(fēng)巷平面距離分別為30m、60m、90m；3個(gè)終孔位置距8煤層頂板15m，沿走向超過8煤層工作面停采線30m，沿傾向距828風(fēng)巷平面距離分別為30m、60m、90m。鉆孔內(nèi)采用2吋無縫鋼管作為護(hù)管，末端30m為花管。

3）收作鋪網(wǎng)采用外層金屬網(wǎng)和里層雙抗網(wǎng)形式，使用雙股12#鐵絲，隔扣相聯(lián)，同時(shí)延長(zhǎng)鋪網(wǎng)距離，保證鋪網(wǎng)范圍進(jìn)入采空區(qū)1m以上，有效防止采空區(qū)漏風(fēng)。

2.2 工作面上、下隅角管理措施

1）在工作面機(jī)、風(fēng)巷距停采線70m的范圍開始，加強(qiáng)工作面上、下隅角的充填堵漏，即采用袋裝碎矸每間隔10m施工一道隔離垛墻,對(duì)上、下隅角進(jìn)行封堵，垛墻厚度為2m以上。封堵范圍：下隅角由機(jī)巷下幫至第1架架尾，上隅角由風(fēng)巷上幫至最后1架架尾。至工作面拆架時(shí)，機(jī)、風(fēng)巷累計(jì)施工隔離垛16道（機(jī)、風(fēng)巷各8道），以減少采空區(qū)供氧條件。

2）工作面停采后，機(jī)、風(fēng)巷嚴(yán)禁滯后采空區(qū)，機(jī)巷下隅角回收后部車后要及時(shí)充填，并保證充填嚴(yán)實(shí)無漏風(fēng)。

2.3 防火措施

1）建立健全工作面通風(fēng)系統(tǒng)，采區(qū)主要風(fēng)門要設(shè)專人監(jiān)管，確保通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。同時(shí)，加強(qiáng)兩巷的維護(hù)，確保通風(fēng)斷面，降低通風(fēng)阻力。

2）在工作面距停采線80m、60m、40m、20m處從上下隅角分別預(yù)埋一趟3吋防火管路，預(yù)埋管路最里端的1m用花管，并用鋼絲網(wǎng)纏繞保護(hù)，四根管路全部接至停采線以外，并與管路多通相連，管路要進(jìn)行掛牌管理。

3）在工作面距停采線8m處，從上下隅角及端頭10架架后預(yù)埋1吋注凝膠管路，管路最里端1m用花管，為停采后注凝膠做準(zhǔn)備。

4）機(jī)電部門負(fù)責(zé)制氮機(jī)的供電、檢修、維護(hù)工作，保證移動(dòng)制氮機(jī)始終處于良好狀態(tài)。通風(fēng)區(qū)安排專職注氮司機(jī)24小時(shí)不間斷注氮，并設(shè)專人檢查注氮管路情況，防止出現(xiàn)管路漏氣現(xiàn)象，同時(shí)確保制氮機(jī)出口氮?dú)鉂舛炔坏玫陀?7%

5）通風(fēng)區(qū)派專人定期巡查所有連通828綜放工作面采空區(qū)的封閉墻（包括已回采上覆7煤層采空區(qū)的封閉墻）狀況，發(fā)現(xiàn)漏氣等問題必須立即處理；定期取氣樣化驗(yàn)、分析，對(duì)封閉墻內(nèi)氧氣濃度超過8.0%的，采取注氮等措施處理。

3 收作期間措施

3.1 通風(fēng)管理及防治瓦斯措施

1）施工單位要保證支架拆除后煤壁側(cè)能夠正常通風(fēng)、行人，通道高度不低于1.8m,寬不小于1.5m。

2）收作期間采用均壓的方法來降低采空區(qū)漏風(fēng)量，根據(jù)工作面瓦斯涌出量和溫度實(shí)際情況，適當(dāng)控制工作面的風(fēng)量。

3）為做好防火管理工作，在滿足瓦斯治理需要的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放參數(shù)。

3.2 自然發(fā)火參數(shù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

1）加強(qiáng)防火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，測(cè)氣員三班對(duì)工作面機(jī)、風(fēng)巷冒高處、上隅角、下隅角、架頭、架尾、架間及老塘側(cè)等地點(diǎn)附近加強(qiáng)檢查，若探管或風(fēng)流中溫度、CO等出現(xiàn)異常情況，立即匯報(bào)處理。

2）利用工作面風(fēng)巷、上隅角安裝的溫度、CO傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)回風(fēng)流、上隅角的溫度及CO情況，通風(fēng)區(qū)定期維護(hù)，確保傳感器靈敏、可靠。

3）工作面距停采線40m和30m時(shí)分別在采空區(qū)上隅角后部各埋兩路取樣束管，束管外端安設(shè)在收作線以外，利用預(yù)埋的束管每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析。

4）在工作面內(nèi)每隔5架的架后打防火撞管，并設(shè)點(diǎn)每班檢查。

5）每天召開分析會(huì)，對(duì)當(dāng)天的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)資料整理、總結(jié)，并繪制防火預(yù)警圖。

3.3 防火措施

1）停采收作期間，在保證瓦斯、溫度符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的情況下，工作面風(fēng)量控制在600m3/min左右，以降低進(jìn)、回風(fēng)側(cè)的壓差，減少采空區(qū)漏風(fēng)。施工單位要愛護(hù)和保管好所有通風(fēng)設(shè)施，不得損壞。

2）利用預(yù)埋的4趟注氮管路連續(xù)向采空區(qū)注氮?dú)?，注氮量不得小?00 m3/h，同時(shí)每隔10天，利用注氮管路向采空區(qū)灌注20噸液態(tài)二氧化碳。

3）利用提前施工的防火鉆孔及預(yù)埋的4趟灌漿管路向采空區(qū)灌漿，灌漿量不得低于50m3/d（具體根據(jù)工作面出漿情況適當(dāng)調(diào)整），水土比不得大于5：1，同時(shí)在漿液中按比例添加阻化劑、增稠防堵添加劑、發(fā)泡劑。

4）利用預(yù)埋的注凝膠管路，向上下隅角及端頭架后注凝膠（凝膠采用小蘇打與水玻璃加水稀釋后的水溶液混合制成），充填采空區(qū)，從而減少采空區(qū)漏風(fēng)。

4 結(jié)論

通過收作前及收作期間采取的針對(duì)性防火措施，工作面在收作期間本煤層及上覆保護(hù)層的采空區(qū)未檢測(cè)到煤層自然發(fā)火的標(biāo)志性氣體，現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)高溫等其他異常情況，從而保證了工作面的安全順利收作。