不易自燃煤層采煤工作麵特殊時期防滅火綜合治理技術

摘要：針對不易自燃煤層采煤工作麵特殊時期出現的嚴重自燃發火隱患，通過采取綜合防滅火治理技術後，使工作麵及采空區的發火隱患基本消除，保證了采煤工作麵的順利回采。 關鍵詞：不易自燃煤層；防滅火；綜合治理 1 工作麵概況 56211采煤工作麵采取傾斜長壁懸移支架放頂煤開采，工作麵走向長度為720m，平均煤厚1.８m，煤層傾角22~25，地質儲量為136萬噸,可采儲量為100萬噸.煤層標高為-506m ~-612m.2005年9月鑒定,該工作麵煤層為不易自燃煤層,最短自燃發火期為90d,煤塵爆炸指數為21%. 56211工作麵為五水平首采工作麵,采用U型通風方式,上順槽采用U型棚支護,下順槽和切眼采用工字鋼T型棚支護,該工作麵於2005年5月開始回采。 2 工作麵特殊時期自燃發火隱患及原因 03manbetx 2．1工作麵特殊時期自燃發火隱患 56211工作麵於2005年10月15日回采過程中工作麵中部遇斷層，經地質部門分別從56211工作麵和56211回風巷進行探測，該斷層落差6m，隨工作麵推進寬度逐漸增大，最大時在工作麵連續長度達46m，該斷層走向長度為210m。工作麵見斷層後對岩石段被迫采取放炮破岩，此時工作麵已推進210m。2005年11月5日通風區進行防滅火預測預報時期，發現56211工作麵、風巷出現CO氣體，濃度分別為0.0028%、0.0065%，2005年11月16日56211工作麵上隅角CO上升至0.018%，工作麵上隅角網內也檢查出高濃度CO氣體，濃度為0.020%，為及時治理工作麵自燃發火隱患，立即對工作麵采空區實施連續注漿，但CO仍呈現上升趨勢，12月12日經檢查化驗，工作麵CO氣體範圍擴大，上隅角、工作麵出現CO氣體，濃度分別為：0.06%、0.042%、0.0022%。同時56211工作麵後部的倒眼封閉牆外檢查出高濃度CO，濃度為1.984%。 工作麵出現嚴重的自燃發火隱患，回采過程中隨時都有被迫封閉的可能。 2．2發火原因 03manbetx 03manbetx 認為，56211工作麵的發火原因為： 1) 工作麵過大斷層期間，推進速度減慢，特別是2005年11月份推進距離不足20m，使采空區自燃帶寬度擴大； 2) 工作麵過特大斷層期間，由於地質因素，采空區遺留大量殘煤； 3）工作麵回采期間風巷淤煤積水較多，清理難度大，加之風巷壓力大，造成巷道斷麵最小處不足2m2上下順槽通風壓差大； 4）56211工作麵回采期間與上階段56211工作麵形成漏風通道； 5）工作麵內岩石段推過後，未及時垮落形成漏風通道。 針對以上情況經過綜合 03manbetx 認為，主要是采空區存在漏風通道，特別是過特大斷層期間，采空區丟煤較多，推進速度減慢，氧化帶窒留時間長，加之風巷斷麵太小,上下端頭壓差較大，致使工作麵采空區出現嚴重的自燃發火隱患。 3 自燃發火隱患的綜合治理 3.1羅克休泡沫新型防滅火材料封堵漏風及倒眼封閉牆堵漏 一是在56211風巷發現CO處正上方處布置12個1~2m長的鋼管，對56211實施噴漿後利用預埋鋼管實施注羅克休，將56211風巷發現CO處正上方進行徹底堵漏封堵；二是對56211風巷、56211倒眼石門封閉牆分別進行了噴漿，同時在56211工作麵後部各倒眼石門封閉牆外1m處釘1道臨時板牆，對原封閉牆和臨時板牆之間的空間實施注羅克休充填加固，杜絕漏風；三是在56211工作麵下隅角利用直管向56211采空區實施注羅克休堵漏，材料比例為羅克休樹脂：羅克休催化劑為4：1；以上地點共注羅克休材料約12T。對所有漏風源進行了徹底封堵。 3.2采空區注凝膠複合膠防滅火治理 從-506mB10底板巷向56211采空區集中注凝膠，共注玻璃水約20T。另外由通風區防灌隊利用ZY-150鑽機從風巷10處根據頂、底區巷道空間關係，向上階段56211工作麵采空區打鑽，同時向56211采空區集中注凝膠，利用膠體的凝固性，分別對巷道、密閉周圍進行封堵加固堵漏，消除漏風防止自燃發火。 3．3利用FSA MEA新型防滅火材料堵漏阻燃治理發火隱患 1) 實施56211采空區注MEA方案。即：在56211工作麵下順槽設1臨時注MEA泵站，將MEA和水按5‰的比例配成阻化劑。用泥漿泵加壓後，通過泥漿泵管路與采空區預埋注MEA管路聯通,自下隅角開始40M範圍內噴灑阻化劑,每20m為1個噴灑點,每點噴灑時間為15~20min,下隅角噴灑時間為30~40min,利用工作麵微量漏風使MEA進入采空區,使采空區後部形成1條防滅火阻燃帶.起到阻止采空區遺煤自燃的作用。 2) 在-506mB10底板巷所有頂、底區工作麵倒眼封閉牆外2~3m處打設1道煤袋牆將碎煤與FSA混合後裝袋),並在兩封閉牆中間留設1趟注漿管,進行注漿,使其充分混合,起到封堵漏風的作用。 3．4均壓 措施1) 單調壓氣室——連通管閉區均壓。即在56211工作麵倒眼封閉牆外新建1道高質量密閉牆（保證調壓氣室的氣密性），與原封閉牆之間形成1個單獨的調壓氣室，同時從調壓氣室內敷設2根裝有調節閘門的Φ5mm金屬管至火區進風側，調節閘門安設在距調壓氣室2~4m處，調壓管內若壓力較小，可在調壓管進風側設置通風設施實施增阻，以增加管內壓力，調壓管連接完畢後要在調壓氣室外安設水柱計，對調壓室與采空區之間的壓差進行測定。連通管閉區均壓實施後，使56211工作麵倒眼封閉牆外壓差逐漸平衡，同時56211風巷和上隅角密閉內CO下降明顯。特別是56211工作麵倒眼封閉牆內的CO濃度短期內由1.984%降至0.01%以下。 2) 開區均壓。一是優化56211工作麵通風係統，及時封閉56211回風巷倒眼石門，保證通風係統的穩定性；二是加大上槽清淤力度，保證風巷回風斷麵，減小上下端頭壓差；三是工作麵實施減風方案，即工作風量由1000m3/min逐步至650m3/min，降低采空區內部壓差，減少采空區漏風量。 4 治理效果分析 1) 通過密閉噴漿堵漏、均壓、注凝膠、複合膠利用FSA、MAS、羅克休等新型防滅火材料對56211工作麵發火隱患進行綜合治理後，工作麵上隅角、風巷的CO於2006年4月20日全部降為0，治理效果明顯。 2) 工作麵過斷層期間，斷層淋水及注漿水滲入風巷造成風巷淤煤積水嚴重，礦及時安排修護隊在風巷清理淤泥，降底了上、下端頭風壓差，采空區防滅火工作麵仍應重視。 3) 采煤工作麵倒眼後要及時進行封閉，必須加強封閉質量，並及時灌漿，加強防滅火預測預報。 簡介：李燕青（1978~ ），山西壽陽人，1999年畢業於安徽理工大學，現於淮南礦業集團新莊孜礦生產技術部從事通風 設計，助理 工程師。