大采高綜采工作面綜合防滅火技術(shù)應(yīng)用探討

馬興國

（冀中能源張家口礦業(yè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075300）

1 引言

伴隨著我國綜合實(shí)力的不斷提升，煤礦開采領(lǐng)域作為國家發(fā)展壯大的重要支柱之一，受到國家與社會各界愈發(fā)廣泛的關(guān)注，但就我國煤礦企業(yè)整體發(fā)展情況來講，經(jīng)常出現(xiàn)由火災(zāi)引發(fā)的、程度不一的安全事故，不僅嚴(yán)重威脅到施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，對煤礦企業(yè)自身發(fā)展也非常不利。自燃火災(zāi)作為礦井五大災(zāi)害之一，一旦發(fā)生極易導(dǎo)致礦井煤炭資源與生產(chǎn)設(shè)備遭到破壞，進(jìn)一步造成工作面與礦井停產(chǎn)的嚴(yán)重后果，甚至引起瓦斯與煤塵爆炸等惡劣事故，嚴(yán)重影響社會正常運(yùn)行與企業(yè)健康發(fā)展。由此可見，為盡可能降低安全事故出現(xiàn)的頻率，積極探索大采高綜采工作面綜合防滅火技術(shù)的應(yīng)用方法已是迫在眉睫。

2 工作面綜合防滅火技術(shù)體系

為推動(dòng)工作面防滅火措施作用的全面發(fā)揮，相關(guān)人員可以結(jié)合實(shí)際情況，合理應(yīng)用大采高綜采工作面綜合防滅火技術(shù)，系統(tǒng)以自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)、預(yù)防性注氮、注漿以及注二氧化碳技術(shù)為主，在確保其技術(shù)應(yīng)用科學(xué)性與有效性的基礎(chǔ)上，以工作面的各個(gè)生產(chǎn)狀態(tài)，也就是連續(xù)性與間斷性回采、暫時(shí)停產(chǎn)以及臨時(shí)封閉這四種狀態(tài)，在對各項(xiàng)防滅火技術(shù)參數(shù)適當(dāng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，使各項(xiàng)技術(shù)的時(shí)效性、實(shí)用性以及可操作性得到保障[1]。

3 大采高綜采工作面應(yīng)用綜合防滅火技術(shù)的策略

3.1 自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)

結(jié)合礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)以及人工檢測，創(chuàng)建出自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，經(jīng)實(shí)踐證明，其對于大采高綜采工作面的正常施工非常有利。

3.1.1 束管監(jiān)測系統(tǒng)

上述由束管監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)以及人工檢測構(gòu)成的自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，對于大采高綜采工作面的正常施工意義重大，其中束管監(jiān)測系統(tǒng)作為其重要組成部分，主要通過對束管的有效運(yùn)用，把采空區(qū)氣體持續(xù)不斷地傳送至井上氣相色譜儀，再由其進(jìn)行自動(dòng)分析，在線監(jiān)測CO、CO2以及C2H6、C3H8等多種氣體，并保證準(zhǔn)確性。

而對于工作面測點(diǎn)布置工作來講，需注重束管監(jiān)測系統(tǒng)的采樣器，于工作面兩巷道以50m的間距完成布置，采樣器保持在采空區(qū)范圍大致150m的位置，也就是切眼支架的尾部，兩巷道采空區(qū)內(nèi)的采樣點(diǎn)都要保持好，具體情況如圖1所示。等到最遠(yuǎn)測點(diǎn)也處于采空區(qū)內(nèi)大致150m范圍之內(nèi)后，觀測工作就可以結(jié)束了，此時(shí)相關(guān)人員需及時(shí)向前推進(jìn)，保持50m左右的間隔再布置測點(diǎn)，如此循環(huán)完成這一階段的工作[2]。

圖1 工作面采空區(qū)束管測點(diǎn)布置

3.1.2 安全監(jiān)控系統(tǒng)

在進(jìn)行回采施工的時(shí)候，相關(guān)人員需注重將CO溫度傳感器安裝于工作面風(fēng)流、回風(fēng)巷以及上隅角，對工作面回風(fēng)流中的CO濃度進(jìn)行有效監(jiān)測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)CO濃度異常的情況，與束管監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合來完成聯(lián)合分析，對采空區(qū)自燃發(fā)火情況進(jìn)行判斷。

3.2 針對遺煤氧化進(jìn)行抑制的技術(shù)

3.2.1 合理采取超前措施

相關(guān)人員應(yīng)將防滅火與瓦斯治理的關(guān)系充分考慮，通過各種有效措施使其平衡，使工作面需求得到滿足的情況下，把風(fēng)速調(diào)到最小，且需使瓦斯不超限得到保證，結(jié)合實(shí)際情況對工作面配風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)整，通常情況下，在采煤過程中風(fēng)量最好能處于每分鐘1500m3的狀態(tài)，暫時(shí)停產(chǎn)期間需控制風(fēng)量大致在800m3左右。

3.2.2 發(fā)揮日常措施的重要作用

首先，在進(jìn)行工作面回采施工的時(shí)候，相關(guān)人員必須要對頂、底煤留設(shè)嚴(yán)格控制，支架間的落煤也必須要得到及時(shí)清理，進(jìn)一步使采空區(qū)遺煤減少。其次，相關(guān)人員需要通過對檢修時(shí)間的合理調(diào)整，完成對工作面上、下隅角的全面封堵，也就是頂部與幫部空隙需要采取黃泥抹面。最后，采空區(qū)后部風(fēng)阻需適當(dāng)增大，從而推動(dòng)采空區(qū)漏風(fēng)問題的減少，避免出現(xiàn)采空區(qū)浮煤自燃的現(xiàn)象，減少采空區(qū)涌出有害氣體。在回采的過程中，采空區(qū)還有另一個(gè)重點(diǎn)漏風(fēng)通道，就是高抽巷，采取控制抽放負(fù)壓可以有效解決這一問題[3]。

3.3 預(yù)防性注氮技術(shù)

以工作面2000t的日產(chǎn)煤量限制為根據(jù)，按采空區(qū)體積的三倍來對注入氮?dú)怏w積進(jìn)行計(jì)算，與此同時(shí)，依照地面注氮系統(tǒng)注氮量來計(jì)算，可以將向采空區(qū)注氮時(shí)長設(shè)置為八小時(shí)，但在注氮工作實(shí)際進(jìn)行時(shí)，相關(guān)人員則需結(jié)合實(shí)際推進(jìn)情況，來確定最適合的注氮量與時(shí)長。

3.4 預(yù)防性注漿技術(shù)

根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中所提出的要求來看，相關(guān)人員需及時(shí)確定工作面日常防滅火的實(shí)際需求。在實(shí)際實(shí)施注漿技術(shù)的過程中，可以每推進(jìn)40m的距離，便對采空區(qū)進(jìn)行一次注漿，泥漿土水比例盡可能維持在1：4，注漿量正常情況下每次不能超過600m3，與此同時(shí)，結(jié)合煤層起伏變化與實(shí)際氧化情況，還可以臨時(shí)安排注漿，可以將巷道坡度平緩區(qū)域作為注漿地點(diǎn)。另外，為使注漿后堵管的問題得到有效規(guī)避，在注漿工作后應(yīng)用清水對注漿管路進(jìn)行全面沖洗，使管路的暢通完好得到保障[4]。

4 結(jié)語

總而言之，由于煤礦開采的特殊性，在實(shí)際開采的過程中，開采安全也難以得到保障，為使煤礦開采領(lǐng)域能夠在新時(shí)代的大背景下穩(wěn)步前進(jìn)，并為其創(chuàng)造更大的發(fā)展空間，明確大采高綜采工作面綜合防滅火技術(shù)的應(yīng)用措施是非常有必要的[5]。通常情況下，大采高綜采工作面綜合防滅火技術(shù)中主要包括自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)、預(yù)防性注漿與注氮、阻化劑噴灑以及裂隙帶鉆孔注水等，構(gòu)成的自燃煤層綜合防滅火技術(shù)體系，能夠?yàn)槊旱V企業(yè)健康發(fā)展起到不可代替的關(guān)鍵作用，一方面使工作面安全生產(chǎn)得到保障，另一方面也為煤礦日后的防滅火工作提供經(jīng)驗(yàn)。