綜放麵沿空巷道(留小煤柱) 頂板煤炭及相鄰采空區煤炭自燃的防治
關鍵詞 沿空巷道 煤炭自燃 防治措施
目前綜放工作麵由於巷道布置簡單,推進速度較快,該麵采空區遺煤自然發火的可能性較小,而其沿空巷道頂板煤炭及相鄰采空區煤炭自燃現象卻十分嚴重。通過實踐證明,必須實施綜合防滅火措施,才能夠有效地杜絕這一現象的發生。
1沿空巷道頂板煤炭及相鄰采空區煤炭自燃的原因
(1) 沿空巷道變形嚴重,使巷道頂板煤炭及相鄰采空區側的小煤柱產生大量裂隙,為煤炭自燃創造了漏風條件。
實行無煤柱開采留小煤柱沿空掘巷時,沿空巷道與相鄰采空區一般僅留3m 左右的小煤柱。通過對兗州礦業(集團) 公司興隆莊、東灘等礦綜放麵用梯形棚11 號工字鋼支護的沿空巷道觀測發現,在采掘期間,由於礦山壓力的影響,巷道頂板煤炭產生大量裂隙而形成鬆動區,甚至發生局部冒頂,巷道靠采空區側的小煤柱也同樣產生了大量溝通采空區的裂隙,從而為沿空巷道頂板煤炭及相鄰采空區煤炭的自燃創造了漏風條件。
(2) 沿空巷道中風流的微循環係統促使巷道中的部分風流通過巷道頂板裂隙進入頂板煤層,為巷道頂板煤炭自燃提供了充足的氧氣。
經實測,沿空巷道中間風流的溫度和巷道2幫附近的空氣溫度不同,而存在溫度差,這就使巷道中間與巷道壁處產生自燃風壓,從而導致風流在巷道的橫斷麵有一部分通過頂板裂隙循環流動;又由於巷道2 端存在風壓差,在裂隙中又有一部分空氣平行巷道中心線流動,這就使得巷道頂板煤炭自燃有了充足的氧氣來源,這一點在兗州礦業(集團) 公司南屯礦63上10 綜放麵的實測中已得到證實。
(3) 溝通沿空巷道與相鄰采空區間小煤柱的裂隙沿巷道縱向範圍較大,或相鄰采空區封閉不嚴,是導致其煤炭自燃的重要原因。由於風壓差的存在,可能會使巷道中的部分風流通過煤柱裂隙進入采空區,為其煤炭自燃提供了連續供氧的條件。
2防治措施
實行以防為主,以治為輔的綜合防滅火措施,確保綜放麵的正常生產。
2. 1搞好煤炭自燃的監測
在沿空巷道的頂板及其與采空區相鄰的一幫,每隔一定距離打一個檢測孔,每個孔埋設WZP 鉑熱電阻溫度探頭和束管,用測溫儀聯接溫度探頭,直接讀得每個鑽孔中的溫度值。通過束管抽出鑽孔中的氣體,利用色譜儀03manbetx 每個鑽孔的O2、CO、CH4、CO2、N2的濃度值。從工作麵準備到工作麵回采期間按時進行測定,根據對測定參數進行03manbetx 處理的結果,及時采取預防措施。
2. 2對沿空巷道實行錨網支護
(1) 對沿空巷道頂板采用高強度組合錨杆支護,樹脂錨杆劑錨固,錨固形式為全長錨固,並鋪設菱形金屬網、W鋼帶,以主動加固煤體。同時采用頂角加長錨杆以加固巷道頂板薄弱帶。
(2) 巷道2 幫采用高強度錨杆支護,樹脂錨固劑錨固,並鋪設雙抗金屬網、鋼筋梯,以加固相鄰采空區側的小煤柱和實體煤。
通過現場觀察,錨網支護使巷道變形量大大降低,減少了沿空巷道頂板煤炭及采空區側小煤柱的裂隙,使漏風量大大減少,對控製沿空巷道頂板煤炭自燃和相鄰采空區煤炭自燃十分有利。
2. 3噴漿堵漏
滯後掘進麵一定距離對沿空巷道頂板及相鄰采空區側的一幫進行噴漿,目的主要是加固采空區側小煤柱及頂煤,封堵漏風通道,提高破裂圍岩的整體穩定性。
2. 4向相鄰采空區注漿或注氮防火
從已采完的綜放麵來看,該麵采空區幾乎沒有出現重大自燃隱患,而與其相鄰的采空區常常出現自燃隱患。主要是因為綜放麵的推進速度較快,其後部采空區氧化自燃危險帶的遺煤在自燃發火期內已進入窒息帶,而相鄰采空區可能會由於小煤柱裂隙漏風而引起遺煤自燃。因此,向相鄰采空區注漿或注氮防滅火是必須的。
(1) 注漿
在相鄰采空區,因綜放麵生產時端頭支架難以放落頂煤而造成一定寬度的丟煤帶,為使泥漿有效地將其覆蓋,一般采用多層立體式鑽孔,每組鑽孔2 個(或2個以上),沿巷道靠采空區一側上下布置。每組相鄰鑽孔間的間距一般為5～8m ,鑽孔的深度和角度應能使漿液將丟煤帶全部覆蓋為宜。泥漿可采用一般的阻化黃泥漿,即在黃泥漿中摻入一定比例的氯化鎂(一般為2. 5 %)。為使泥漿更好地在采空區中沉澱凝固,最好使用膠體泥漿,即在黃泥中摻入水玻璃和碳酸氫氨。
(2) 注氮
選用旁路支流式注氮防火技術。利用沿空巷道中的可移動式製氮設備產生氮氣,然後通過管道由注氮孔注入相鄰采空區。注氮孔的布置及注氮量應使相鄰采空區完全被惰化為原則。
2. 5壓注凝膠和水
對沿空巷道頂板鬆動區域,主要是壓注凝膠並配合注水進行治理。對頂板鬆動範圍大的地點,要分別向頂板打長短鑽孔,二者沿巷道縱向間隔布置,長短鑽孔間距一般為2～3m ,長鑽孔深度以達煤層頂板為宜,短鑽孔深度一般為頂煤厚度的一半,且每組為2個。先使長鑽孔注水冷卻煤體,之後用短鑽孔壓注凝膠,直至頂板裂隙凝膠凝固為止,目的使凝膠充滿頂板裂隙,阻止煤層氧化。對小範圍鬆動地點,隻打短鑽孔壓注凝膠即可。
3防治效果
兗州礦業(集團) 公司各礦綜放麵采用綜合防滅火措施後,效果十分顯著。如興隆莊礦由於積極使用綜合防滅火措施,有效地杜絕了沿空巷道頂板煤炭及相鄰采空區煤炭自燃,保證了綜放麵安全、高效地生產。
