運河煤礦1303綜放麵自燃火災治理技術方案

運河 煤礦1303綜放麵自燃火災治理技術方案

運 河 煤 礦

西安森蘭科貿有限責任公司

太原理工大學礦業工程學院

二OO二年四月二十三日

目 錄

1工作麵概況

2工作麵發火及封閉過程

3火區治理技術方案

4施工進度安排

5組織與指揮

6附件

附件一：1303綜放麵自燃火源探測報告

附件二：消火道 設計及施工方案

附件三：工作麵注膠鑽孔 設計及施工方案

附件四：工作麵注膠滅火 設計及施工方案

附件五：火區觀測方案

附件六：火區啟封方案與應急 措施

附件七：相關記錄表格

運河 煤礦1303綜放麵

自燃火災治理技術方案

1工作麵概況

運河 煤礦1303綜放麵平均煤厚8.60m，於2001年元月開始回采，走向長度1300m，麵長135m，傾角17。，上順進風，下順回風，正常推進速度50m/月。

2001年10月下旬工作麵上部遇一落差3m的正斷層，下部遇一背斜構造，工作麵推進速度減慢，從2001年11月至2002年4月的6個月內，工作麵僅推進50多米，平均每月推進速度不超過10米，且在工作麵下部和上順槽附近沒有放頂煤，在采空區留下大量浮煤。由於工作麵推進速度慢，且采空區丟煤量大，為采空區自燃埋下了隱患。

2工作麵發火及封閉過程

2002年元月15日在工作麵內的斷層處（約63號支架）測得CO濃度1000ppm，注水處理後，第二天CO消失。2月7日晚，又是在工作麵內的斷層處（約69號支架）測得CO濃度10040ppm，並有白煙湧出，冒煙處溫度較高，並有火炭掉下，通過打鑽注水處理，至2月13日CO基本消失。4月10日，回風流CO濃度開始升高，達到50ppm，4月14日48至52號支架頂部大麵積冒頂，中班10點多鍾工作麵下順槽CO濃度達到300ppm，冒頂處也有大量的CO湧出，從工作麵上隅角和冒頂處打鑽注水，CO濃度仍持續升高。16日早10點工作麵上隅角出現明火，用水控製後噴艾格勞尼封堵，並垛土袋進行封堵，至20日，回風流CO濃度達到600ppm，從上隅角打鑽注水、注阻化劑、注MEA滅火劑未能控製火勢，由於注水量大，下巷被水淹，上隅角煙氣大量湧出，火勢已難以控製，工作麵被迫於21日早7點開始封閉，至晚8點封閉完畢。上巷閉牆距工作麵12m，下巷用水淹封閉。

22日中午12點開始向火區注氮，2點由於地麵氣壓下降，上順風流CO濃度上升至1200ppm，至晚6點CO消失。23日上午測得上順閉內CO濃度為0，溫度24度，氧氣濃度降至6％，火區達到抑製狀態。

發火原因 03manbetx ：

1） 由於工作麵割岩石，未放頂煤，落入采空區浮煤量大，最厚處達8m；

2） 工作麵遇背斜構造，推進速度慢，采空區浮煤經長期氧化升溫，達到了煤層的自然發火期；

3） 整個工作麵後部采空區都已經過長時間氧化，且浮煤量較大，整個采空區後部浮煤都已處於自燃危險期；

4） 工作麵遇斷層，斷層處煤體破碎，自燃危險性強。

3火區治理技術方案

1）用“測氡法”判斷高溫火點位置

為了確定火區範圍，采用氡探測法對采空區極其周邊進行探測。

2）噴堵上順閉牆

對上順閉牆進行複噴堵漏，防止有害氣體湧入上順，影響施工。

3）確保下順水封的有效性

每天檢測下順水位，如水位較低，及時注水，確保水封的有效性。

4）施工消火道

按 設計要求施工消火道，要求消火道巷邦距工作麵煤壁12米，長度不小於70米，斷麵大小應能滿足打鑽和擺放滅火設備的要求，且沿煤頂板掘進，並對消火道揭露的鑽孔進行封堵。對巷道過斷層處進行噴漿堵漏。

5）設火區檢測點

為了隨時掌握火區變化情況，在閉牆處設一檢測點，並在消火道施工完成後，根據測氡法判斷的高溫區頂部打一至兩個火源觀測孔（終孔位置：架頂5米，架後3米），向工作麵內打一觀測孔，下1寸套管，每天三班進行取樣 03manbetx ，取樣完畢後要及時用1寸絲堵封閉套管口。

6）消火道內打注膠鑽孔

考慮到工作麵采空區丟煤都已經達到發火期，需根據現場情況和工作麵火源探測結果，將工作麵危險區域劃分為3類，即自燃區、自燃危險區和預防區。各區間鑽孔布置如下：自燃區在支架頂部布置三排鑽孔，終孔位置呈五花眼布置，平均每個支架頂部3個鑽孔，終孔水平間距0.5m；自燃危險區布置兩排鑽孔，終孔位置呈三花眼布置，平均每個支架頂部2個鑽孔，終孔水平間距0.75m；預防區布置一排鑽孔，平均每個支架頂部1個鑽孔，終孔水平間距1m。

在打鑽過程中，根據現場實際情況，對火源點附近補打密集鑽孔。

7）向采空區壓注凝膠滅火

通過消火道內施工的鑽孔向支架後部壓注凝膠，形成凝膠隔離帶，以確保工作麵 安全啟封及回采。自燃區每個支架後部注膠量不少於30m3，自燃危險區每個支架後部注膠量不少於20m3，預防區每個支架後部注膠量不少於10m3。

凝膠壓注工藝及施工方案見附件四。

8）火區啟封

滅火工程全部施工完畢後，繼續觀測2天，根據火區觀測結果，經確認可以啟封後，按附件六製定的啟封方案啟封火區。

9）應急技術

為了確保工作麵 安全恢複生產，製定應急方案，應對工作麵啟封後可能存在的小範圍火點並對可能複燃的地點進行處理。

4施工進度安排

1） 火區範圍探測在4月底之前完成；

2） 消火道施工應在5月4日之前完成；

3） 打鑽、注膠材料、設備等施工準備4天，5月1日至4日；

4） 消火道鑽孔施工5月5日至27日；

5） 注膠時間5月6日至5月28日；

6） 啟封及應急技術準備時間2天；

7） 工作麵啟封時間為5月30日；

8） 工作麵恢複生產時間6月1日至6月15日；

9） 工作麵正常生產時間6月16日。

5組織與指揮

礦成立滅火領導小組，由礦長擔任組長，礦總 工程師擔任常務副組長，西安 科技學院文虎任技術副組長。領導小組下設防滅火辦公室，統一負責滅火期間的人、財、物調動，並設專人收集發布相關信息、督促滅火 措施的實施。

目前急需準備的設備及材料

1） 膠體壓注機兩台（其中一台備用）；

2） 75鑽機兩台；

3） 滅火材料：中性水玻璃模數3.2，密度1.5g/cm3100t；工業碳酸氫鈉25t。

4） 灌漿管路：可接至消火道內；

5） 混合分流器；

6） 1寸套管1000m（40個鑽孔）及接頭，第一節為花管（40個）；

7） 25mm高壓膠管10根，每根長10m；

8） 灌漿站準備水表2塊；潛水泵兩台，流量不小於10m3/h；油桶兩隻，去頂蓋，並在下部開孔安設閥門；

9） 鑽孔標識牌。