沿采空區(qū)掘進(jìn)防火技術(shù)實(shí)踐

岳 ?。ɑ幢钡V業(yè)集團(tuán)公司朱仙莊煤礦，安徽宿州 234111）

沿采空區(qū)掘進(jìn)防火技術(shù)實(shí)踐

岳 巍
（淮北礦業(yè)集團(tuán)公司朱仙莊煤礦，安徽宿州 234111）

主要介紹了采空區(qū)封閉后的防滅火技術(shù)，針對(duì)煤炭自燃的原理，首先從工作面收作封閉設(shè)計(jì)開始進(jìn)行防范，嚴(yán)格執(zhí)行“分段封堵”，并利用均壓技術(shù)減少采空區(qū)漏風(fēng)供氧；通過灌漿、注“三相泡沫”等手段覆蓋采空區(qū)內(nèi)浮煤降低因煤炭氧化產(chǎn)生的熱量，減少采空區(qū)蓄熱條件；利用注氮?dú)猓脫Q出采空區(qū)氧氣，降低采空區(qū)氮?dú)鉂舛取Ｍㄟ^以上技術(shù)手段，有效消除采空區(qū)煤層自然發(fā)火隱患。

采空區(qū)；防滅火；研究

1　礦井及采空區(qū)概況

朱仙莊煤礦屬淮北礦業(yè)集團(tuán)公司的大型礦井，主采煤層有8、10煤層均為容易自燃煤層，最短發(fā)火期為24d。Ⅱ1038工作面位于Ⅱ3采區(qū)第四區(qū)段，上鄰已開采的Ⅱ1036工作面，下鄰Ⅱ10310工作面，現(xiàn)風(fēng)巷正在沿空掘進(jìn)施工，采空區(qū)處于動(dòng)態(tài)平衡階段。Ⅱ1038作為保護(hù)層開采工作面，被保護(hù)層8煤卸壓瓦斯涌入采空區(qū)，增強(qiáng)了采空區(qū)自然發(fā)火的危害性，若防火措施得不到有效落實(shí)，很可能造成采空區(qū)自然發(fā)火現(xiàn)象，對(duì)作業(yè)人員和礦井的安全構(gòu)成極大威脅［1］。

2　采空區(qū)自然發(fā)火分析

1）Ⅱ1038工作面煤層頂板為砂巖，較穩(wěn)定不易垮落，相鄰采空區(qū)存在一定的漏風(fēng)通道，提供了采空區(qū)微風(fēng)供養(yǎng)條件。

2）相鄰采空區(qū)間煤柱較小，且服務(wù)期較長，受巷道掘進(jìn)及采動(dòng)影響的煤柱容易變形造成裂隙，構(gòu)成了漏風(fēng)條件。

3）由于工作面地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，存在幾條落差較大的斷層，造成采空區(qū)遺煤較多，為煤層自燃提供了基礎(chǔ)條件。

4）由于采掘接替變更，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整較為頻繁，采空區(qū)均壓通風(fēng)效果較差。

3　采空區(qū)防火技術(shù)方案

3.1永久封閉措施

封閉施工前設(shè)計(jì)合理的工作面封閉方案，包括封閉墻位置、結(jié)構(gòu)及施工標(biāo)準(zhǔn)，明確采空區(qū)的觀測系統(tǒng)。收作線外保留的長距離巷道嚴(yán)格執(zhí)行“分段封堵”制度，封閉范圍內(nèi)廢棄巷道堅(jiān)持進(jìn)行倒棚、回收，消除瓦斯積聚空間。

（1）在工作面機(jī)、風(fēng)巷收作線外施工寬度為3m的袋墻，采用袋裝碎煤加快速壘砌材料（1∶10）并加水混合砌筑。

（2）袋墻外側(cè)再施工一道瓦石墻，袋墻與瓦石墻之間用水泥砂漿充填嚴(yán)實(shí)。

（3）封閉墻位置前后5m范圍內(nèi)巷道必須先噴漿堵漏，圍巖（煤）破碎的必須進(jìn)行注漿處理。

（4）永久封閉墻（防爆墻）施工前留設(shè)直通采空區(qū)的取樣孔和措施孔，永久密閉采用雙墻結(jié)構(gòu)，兩墻間隔不小于1.0m，瓦石墻體厚度不小于0.8m，混凝土墻體厚度不小于0.5m，中間用水泥砂漿等不燃材料帶壓注實(shí)。

（5）封閉后及時(shí)對(duì)封閉墻進(jìn)行噴（注）漿處理，消除圍巖漏風(fēng)通道。

3.2灌漿（三相泡沫）防滅火

灌漿防滅火機(jī)理：抑制煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長自燃發(fā)火期。漿液充填煤巖裂隙及其空隙表面，減少煤氧接觸；增加煤體外在水分，吸熱冷卻煤體；加速采空區(qū)冒落煤巖的膠結(jié)，增加采空區(qū)的氣密性。

3.3注氮防滅火

將氮?dú)馔ㄟ^管路輸送到需要防滅火的區(qū)域，使之降低該區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度，達(dá)到阻止煤炭氧化或窒息火源。

3.4均壓防滅火

合理優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)采空區(qū)實(shí)行均壓技術(shù)處理，改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，盡量降低采空區(qū)進(jìn)、回風(fēng)兩端的壓差，有效降低采空區(qū)漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制遺煤自燃、惰化采空區(qū)，或熄滅火源的目的。

3.5沿空側(cè)防滅火技術(shù)

沿空側(cè)防滅火采用“六步法”：①“控”：如巷道頂板較為破碎，施工前采取打骨架、撞楔、注水等頂板超前管理措施，有效防止冒高現(xiàn)象的發(fā)生。②“布”：沿空掘巷采空區(qū)一側(cè)每隔50m布置一個(gè)防火觀測孔，掛牌、編號(hào)管理，根據(jù)防火情況需要可適當(dāng)增加觀測孔數(shù)量。③“噴”：沿空掘巷采空區(qū)一側(cè)頂、幫采取噴漿或注漿封堵，噴漿厚度不小于50mm，保證封堵嚴(yán)密，處理措施滯后迎頭不大于30m。④“注”：實(shí)行注凝膠封堵，以充滿、壓實(shí)、巷道裂隙處有凝膠被壓出為宜。⑤“查”：每天由測氣員進(jìn)行一次防火檢查，及時(shí)記錄防火臺(tái)帳，每周進(jìn)行一次氣體取樣，地面色譜儀化驗(yàn)校對(duì)。

3.6預(yù)測預(yù)報(bào)

工作面封閉初期，采空區(qū)防火管理仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)是防火管理的關(guān)鍵時(shí)期，要切實(shí)做好防火預(yù)測預(yù)報(bào)及防火措施落實(shí)工作。

（1）采空區(qū)封閉初期對(duì)墻內(nèi)氣體成分、溫度、壓差等參數(shù)情況執(zhí)行日檢查，及時(shí)分析出現(xiàn)的異常信息。

4　效果分析

1）該技術(shù)在朱仙莊煤礦10煤采空區(qū)得到了成功應(yīng)用，較好地解決了10煤層采空區(qū)容易發(fā)生自然發(fā)火傾向的難題。

2）應(yīng)用過程中結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，工作面封閉后及時(shí)對(duì)封閉墻進(jìn)行噴（注）漿處理，對(duì)負(fù)壓高、漏風(fēng)大的地點(diǎn)要采取注漿、擴(kuò)大封閉范圍等進(jìn)一步強(qiáng)化措施，減少采空區(qū)漏風(fēng)。

3）對(duì)采空區(qū)采取集中灌漿、注氮、灌三相泡沫等強(qiáng)化措施，降低封閉采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度，以強(qiáng)化采空區(qū)的防治效果，杜絕了采空區(qū)自然發(fā)火的發(fā)生。

［1］ 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

Driving Along Goaf Fire Technology Practice

Yue Wei

This paper introduces the mined-out area closed after fire prevention techniques for coal spontaneous combustion principle，first from the face with a closed design for start prevention，strictly enforce the “segmented block，” and the use of technology to reduce the pressure equalizing Mined leakage of oxygen；by grout injection “triple bubble” and other means to cover the float coal mined-out area to reduce the heat generated by the oxidation of coal，reducing heat storage hollow area；Note the use of nitrogen，oxygen replacement of mined-out area，reduce the nitrogen concentration in goaf.Through the above technical means，effectively eliminate goaf coal spontaneous combustion hazard.

goaf；fire prevention and control；research

TD752

A

1003-6490（2016）05-0091-02

2016-05-01

岳?。?975—），男，安徽靈璧人，工程師，主要從事采礦工程、通風(fēng)安全工程工作。