朱仙莊礦煤層自然發火的原因及治理

朱仙莊煤礦位於宿縣礦區宿東向斜的北部，設計年產量120萬t，1983年投產。主要可采煤層為10煤層（平均厚度2.3m），8煤層（平均厚度9.98m）和7煤層（厚度1.5m）。煤層間距分別是75m和20m，傾角12°～40°；礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井，礦井南翼8層煤曾經發生過瓦斯動力現象；礦井地壓大；煤塵有爆炸危險，爆炸指數在31.4%～50.81%之間；煤層具有自燃傾向性，發火期在3個月左右，為一級自然發火礦井。從1986年至1998年共發生過18次自然發火02manbetx.com ，不僅威脅礦井安全生產，危及職工人身安全，而且打亂了礦井的正常生產秩序。特別是1997年“2.10”02manbetx.com ，造成礦總工程師、安全礦長、通風區長等8人遇難，教訓十分慘痛。為此，朱仙莊煤礦痛定思痛，認真地吸取了教訓，總結了經驗，強化了安全管理。實現了近2年無自然發火02manbetx.com 。

1 朱仙莊礦煤層自然發火情況及特點

1.1 煤層自然發火的特點

朱仙莊煤礦自1986年至1998年12a間先後共發生18次自然發火，其中17次發生在8

層煤，發火規律明顯，發火地點集中，在回采麵收作線附近（7次，占38.9%）和巷道施工或生產過程中漏頂及區段溜斜過煤段處（10 次，占55.6%）；每次發火的時間間隔越來越短，自1986年8月22日至1998年1月19日，共發生自然發火18次，平均每年發火1.5次，每次發火時間平均231d，1992年8月28日和1992年2月10日和1997年2月12日，兩次發火的間隔僅為2d。發火征兆較為明顯，有CO，其濃度呈上升趨勢，有煤油味，出現煙霧，有高溫點及出現明火等。

1.2 煤層自然發火的原因

（1） 生產接替緊張，打亂了生產布局，導致一個區段布置多個采煤工作麵同時進行回

采，采煤工作麵之間的壓茬時間和壓茬距離均不夠，有些采煤工作麵的開切眼和收作線不可避免地落在高負壓區，增加了采空區漏風。

（2）礦井地壓大，巷道失修嚴重，巷道圍岩裂隙發育，封閉牆牆體時常被壓壞，致使采空區封閉困難。同時，因巷道失修嚴重，通風斷麵縮小，通風阻力增大，增加了采空區的壓差。

（3）預測預報手段落後，對於高溫點不能及時發現，導致了火災範圍擴大。

總之，煤層自然發火三個條件缺一不可，煤層本身具有自然傾向是內因，有足夠時間的供氧條件和蓄熱條件是外因。

2 防治煤層自然發火的措施

2.1 加強組織領導 提高防火意識

針對近年來全礦區煤層自然發火02manbetx.com 的頻繁發生，威脅著礦井安全，製約了礦井生產能力的發揮這一現實。淮北礦業集團公司先後製定了《預防煤層自然發火15條措施》，把防治煤層自然發火與瓦斯綜合治理一並作為集團公司安全工作的重中之重來抓。集團公司、礦都成立了防治煤層自然發火領導小組，定期召開專題會，解決發火工作所需的人、財、物。同時，開展多種形式的宣傳教育及培訓活動，提高全員防火意識和防火技能。

2.2 組織防火會戰 促進防火措施的落實

為把防治煤層自然發火工作放在重要議事日程來抓，切實把防火工作落到實處，成立了以集團公司總工程師任組長，以集團公司通風、生產副總、安監局副局長、朱仙莊煤礦礦長任副組長，以集團公司生產、通風、計劃、供應、工資、財務等單位負責人為成員的防治煤層自然發火會戰領導小組，辦公室設在通防處，負責會戰的日常工作。製定了會戰目標、會戰重點、會戰措施及獎罰方法和防火會戰工程量。半年進行一次考核驗收，實現了會戰目標的給予獎勵；對完不成會戰目標或出一次高溫及發生事故的，視情節給予罰款或追究有關人員的責任。

2.3 實行齊抓共管 綜合治理

（1）加強全礦高溫點的探查工作。礦成立專業精幹的防火隱患探查小組，認真做好防火的預測預報工作。特別是要做好全礦的高溫火點的普查工作。對放頂煤工作麵機、風巷及及上隅角的普查，主要采用了遠紅外測溫儀、CO檢測報警儀和錐形管取樣等方法進行普查。實踐證明，這些方法實用、可靠，能夠查出所有自然發火不安全的隱患。對查出的隱患點，實行掛牌、建檔、填圖管理；並根據隱患的危險程度，采取相應的防火措施。

（2）裝備礦井火災預報束管監測係統，進行煤層自然發火的早期預報。為更好地做好煤層自然發火的預測預報工作，朱仙莊礦安裝了礦井火災束管監測係統。在開切眼、收作線等可能發火的地點埋管監測，進行煤層自然發火的早期預報，將高溫點隱患消滅在萌芽狀態。對現有的氣相色譜儀進行技術改造，達到能化驗03manbetx 標誌自然發火的烯、烴、烷類氣體的要求。

（3）加強采煤工作麵均壓通風工作。從龍頭抓起，嚴把設計關，避免將開采切眼和收作線布置在高負壓區內；同時，合理安排生產接替和生產布局，保證上下分層采煤工作麵壓茬時間大於6個月，壓茬間距大於200m。對於高瓦斯工作麵，要加強瓦斯抽放，減少配風量。同時，要加強采煤工作麵兩巷的維護，降低通風阻力，以降低其進、回風側的壓差。

（4）做好噴漿、堵漏工作。對可疑地點或出現隱患地點進行全封閉噴漿，隔絕空氣，控製煤層氧化，是防治煤層自然發火的有效手段。朱仙莊礦地壓大，封閉牆難以維護，漏風大，是導致自然發火的一個重要原因。因此，對所有的永久封閉牆進行噴漿處理。噴漿範圍包括牆麵和牆前5m範圍內的巷壁，噴漿厚度不小於110mm，每次噴漿結束後，組織有關人員進行驗收，保證工程質量，從而取得了較好的效果。

（5）加強防火的灌漿和注氮工作。采煤工作麵收作前，通風區必須按規定把灌漿管路接到收作線，留好三通，並沿收作線向下5～10m安設試通管路，經礦收作麵領導小組驗收合格後，再移交給施工單位使用。對8層煤所有的采煤工作麵，必須實行隨采隨灌，對傾斜較長的采煤工作麵，下部必須進行灑漿，並重點落實采後集中灌漿的質量。另外，根據工作麵直接頂的穩定性、推進度及工作麵漏風壓差等參數，確定每次灌漿間距和灌漿量。一般情況下，工作麵每推進25m，每次灌漿量不少於360m3。管好用好現有的井下移動式製氮機，製氮機設專人進行維修與保養，備足其易損件。保證製氮氣純度不低於97%，並隨時可以向采空區注入氮氣和調往其它發火隱患地點進行注氮工作。

（6）注凝膠防火。注凝膠防火是一項投資少、見效快的防火措施。朱仙莊礦采取注凝膠防火技術處理了8410—2機、風巷，831—3上風巷及8413—2上風巷冒頂區的高溫和CO隱患，取得了非常明顯的效果。

8410—2工作麵為簡易放頂煤工作麵，其機、風巷由於沿底板掘進，巷道頂部為全煤，在施工過程中共發生40多處2～5m左右的冒頂。為此，采取了在每處冒頂區，及時地打一個注漿孔，共打46個，經取樣化驗03manbetx ，孔內CO最高達600×10-6以上，隨即對各孔進行注凝膠處理。共注水玻璃6.36t，化肥4.79t，經過一段時間的觀察，孔內CO濃度均大幅度地下降，有些孔內CO絕跡。從而排除了這些冒頂區的自然發火隱患，保證了8410—2放頂煤工作麵的安全回采。

劉軍