綜采工作麵收作期間的防火技術

張　瑞

(淮南礦業集團瓦斯地質管理研究院,安徽淮南232001)

摘　要:介紹了綜采工作麵收作期間的防火技術途徑,對工作麵內出現CO的原因進行了03manbetx ,

重點介紹了關鍵技術中鑽場位置的選擇和鑽孔施工工藝,並對防火效果進行了03manbetx 。對有煤炭自然發火傾向性的礦井具有很好的借鑒作用。

關鍵詞:收作麵;鑽場鑽孔;防火效果

中圖分類號:TD75+2.2　　　文獻標識碼:B　　　文章編號:1003-496X(2006) 03-0026-02

　　淮南礦區主采煤層多具有自然傾向性,發火期短。一些綜采或綜放工作麵從停產收作到永久封閉往往需要很長時間,若在回風順槽內施工防火鑽孔時,其控製範圍僅限於上隅角附近,不適宜於對工作麵中下部的采空區進行防火。采取在工作麵內施工防火灌漿鑽孔的方法,可有效解決綜采工作麵停采收作期間的防火問題。

1　工作麵概況

謝橋礦1151(3)綜采放頂煤工作麵,可采走向長1 674 m ,傾斜長 231.8 m ,煤層傾角12.8°,厚度

約 5.4 m ,煤層自然發火期為3~6個月,自下出口沿工作麵向上出口依次安設154架支架,回采期間采用的防火方法主要有上隅角埋管注漿、回風巷施工防火鑽孔注漿和下隅角注氮等。 2004年10月2日 停產收作時CO情況為:上隅角為95×10-6,149#為109×10-6,148#為68×10-6,145#為110×10-6,126#為105×10-6,防火形式嚴峻。

2　原因03manbetx

(1)采空區遺煤量大。1151(3)綜放麵臨近收作時,跟頂煤采用普通綜采,采高隻有 3 m 左右,采空區遺煤較多。

(2)工作麵推進速度慢,煤層自然發火期短。該工作麵上風巷為沿空掘進,受超前壓力影響,收作前回風巷斷麵最小時僅有 2 m2 ,工作麵推進速度較慢,由於煤層自然發火期較短,使得采空區遺煤有足夠時間迅速聚熱氧化分解,產生CO。

(3)上風巷注漿效果有限。①收作前,上風巷內施工的防火鑽孔防治範圍僅限於上隅角至140#架架尾附近,對中下部采空區防火效果有限;②上隅埋管注漿時,因工作麵條件影響,漿液多從架尾采空區底板形成的水溝沿工作麵流出,對采空區內破碎而未回采的遺煤防治效果差。

(4)注氮支管間存在盲區。收作前,該工作麵下順槽注氮氣支管2個出口間距 20 m ,但因工作麵漏風量較小,使得采空區氧化帶前移至距架尾附近。因而當1個注氮支管進入采空區 20 m 注氮時,另1個支管不能及時進入采空區實施注氮,造成兩注氮支管間存在盲區,因氮氣密度大於空氣密度,對采空區內遺煤惰化效果有限。

3　主要防火措施

為迅速消除工作麵自然發火隱患,采取在工作麵內做鑽場並施工注漿鑽孔的方法進行防滅火。

3.1　鑽場位置的選擇及規格

工作麵停產後擴麵涮通道時,在工作麵82#、112#、142#架前對應的煤壁上各施工1個鑽場(如圖1所示),各鑽場爬坡施工至煤層頂板,以鑽孔開孔點能高於架頂上方為宜。鑽場規格:長×寬×高= 4 m × 3 m × 2.2 m 。

圖1　收作麵防火鑽孔布置示意圖

3.2　鑽孔施工參數

鑽場內鑽孔按扇形布置,每個鑽場內設計施工8個鑽孔,各鑽孔控製5個支架(沿工作麵傾向7~ 10 m ),並根據現場情況適時增加。由於收作後采空區氧化帶多位於支架尾附近,因而各鑽孔終孔點控製在架後5~ 10 m ,垂高則控製在距架頂3~ 5 m 左右。詳見表1。

3.3　施工工藝

鑽孔煤孔段采用合金片鑽頭、麻花鑽杆、壓風排鑽屑法鑽進,進入煤層頂板岩石段後若岩較硬,可改為複合片鑽頭、平光鑽杆、壓力水排渣鑽進,孔徑多為Φ91~Φ 110 mm 。各孔施工完畢後及時下Φ 42mm 全長套管,然後采用聚氨脂封孔合茬灌漿。若孔內出現破碎,成孔不好,下套管困難,可直接用孔內鑽杆進行合茬注漿。

4　實施效果

通過工作麵內施工鑽孔注漿(部分鑽孔注水或凝膠),及時扼製了CO的上升勢頭,如126#支架,

在工作麵停采第18 d注漿後,CO濃度持續下降至9×10-6詳見圖2。工作麵於 2004年11月20日 安全封閉。

圖2　1151(3)收作麵126#支架CO變化曲線

5　結束語

采用工作麵內施工鑽孔法防治工作麵中部采空區自然發火技術手段,具有簡單、方便、快捷、高效的特點。工作麵內的鑽場可在工作麵擴麵涮拆架通道時施工出來,位置依據工作麵CO情況及鑽孔覆蓋範圍確定,工作麵內暫未出現CO的,可在鑽場內提前施工防火鑽孔進行預防;若已出現CO,則在出現高濃度CO處的工作麵所對應的煤壁側施工鑽場。

此法逐漸成為淮南礦業集團公司運用的主要防火技術手段之一,並且發揮了非常重要的作用。

　　作者簡介:張　瑞(1972-),男,工程師,1995年畢業於淮南礦院通風安全專業,現在淮南礦業集團公司瓦斯地質管理研究院從事“一通三防”技術工作,曾發表論文多篇。