複采工作麵自然發火成因分析及對策
複采工作麵自然發火成因03manbetx
及對策
海力集團石屯煤礦鮑桂林顏廷居張朋
摘要：複采工作麵自然發火是影響煤礦安全生產的大敵，具有係統管理複雜、牽扯麵廣、危害性大等特點，稍有不慎，就有可能發生各類連鎖02manbetx.com
，給廣大幹部員工造成身心傷害。為有效杜絕複采工作麵自然發火，減少次生災害，石屯煤礦結合3煤層複采實際，認真03manbetx
發火成因，總結經驗，不斷強化措施落實，進一步落實各項安全生產責任製，逐步形成了符合石屯煤礦安全發展的新型模式，並取得了顯著成績。
一、石屯煤礦複采工藝使用過程及目前采麵防火形勢03manbetx
1.1基本情況。山東海力實業集團有限公司石屯煤礦2008年底礦井進入煤柱回收階段，並為此編製了《開采回收護巷煤柱設計》，經當時泰安市行業管理辦公室批準，當時考慮到3層煤儲量分布在礦井深部，包括村莊煤柱和礦井邊界煤柱，由於地質構造複雜、埋藏深，不宜開采，剩餘儲量分布於工業廣場與護巷煤柱，16、17煤部分塊段可采，但受徐奧灰水威脅。
因為護巷煤柱多分布狹長，大部分采用煤柱穿采的方法進行煤柱回收工作，石屯煤礦在進行煤柱回收過程中，在巷道通過采空區揭露，發現3層煤在經曆了穿采、分層開采後的煤層，遺留煤炭很多，特別原來分層開采塊段，煤層自燃性發火，采用封閉或者開切眼等方法，遺留了大量煤炭。3層煤屬於低瓦斯煤層，采空區揭露釋放一段時間後，瓦斯濃度下降，不影響安全，這樣石屯煤礦在煤柱回收的時候，采用穿采的方法，對采空區遺煤進行探索性回收。
隨著煤炭形勢變化，企業的生存需要，煤柱回收的不斷開展，3層煤複采的呼聲不斷提高，在集團公司領導與煤炭主管部門的大力支持，石屯煤礦對3煤層複采進行了外出調研，並組織技術人員對3煤層複采進行設計，報請縣、市煤炭主管部門審批，並於2009年10月得到泰安行業管理辦公室的批複，準予開采。因為石屯煤礦自2007年開始就采用穿采的方法，同時針對3層煤複采過程中，煤層頂板膠結性差，易冒落的特點，準備采用綜合機械化采煤，2009年對新泰東港煤礦進行調研，最終沒有采用。設計中采取的采煤方法即為液壓支柱配絞接頂梁。在設計中對於不正常塊段可采用穿采的方法回收。3層煤複采設計得到批複後，石屯煤礦就著手進行生產係統的布置，於2009年11月，準備了首采麵3401-1，進行試采。
自2009年11月開始工作麵複采以來，至今曆時3年，共回收煤炭126.96萬噸，在複采的過程，通過采取有利措施控製住了頂板、煤層自燃發火、煤塵等關鍵技術難題，煤炭回采率得到提高。
1.2采麵布置及發火03manbetx
。石屯煤礦“一通三防”、尤其是防滅火工作的壓力一直很大。一是煤炭自然發火周期短，投產以來有記載的自然發火02manbetx.com
20餘次，在1996年一年內就發生了3次自然火災，造成停產封麵，打亂了生產布局，安全生產十分被動，到目前仍殘存老火區10餘處；二是經過幾十年的開采留下了很多采空區，造成防滅火的戰線拉長、範圍擴大，難度不斷增加；三是礦井煤炭資源臨近枯竭，采場日益狹窄，多數工作麵處於分層以下和周邊沿空開采，而且由於采場接續緊張，許多工作麵被迫在火區周圍布置，受到火患的嚴重威脅。為此，我們必須認真總結經驗教訓，不斷強化管理手段，超前防範，綜合治理，確保防滅火工作的持續穩定，實現不發火、不封麵目標。
二、複采工作麵自然發火的成因分析
通過對複采工作麵自然發火的因素進行分析,易導致煤層自然發火主要有以下幾個方麵的原因:
2.1采煤工作麵回收率低。工作麵初采時采用放頂煤開采方法,放頂後殘留大量浮煤混在頂板冒落下的矸石中,浮煤不容易被壓實,漏風緩慢滲入,這樣為老空內煤層提供足夠的O2,增大了煤與O2結合的機會。
2.2從初采、複采至封閉所需時間長。特別是初采結束後,若隔堵采空區的密閉質量不可靠,存在漏風,複采時更易自然發火。
2.3複采工作麵漏風比較嚴重。工作麵經初次采動後,頂板自行垮落所形成的再生頂板鬆散,空隙較多,容易通過再生頂板、浮煤漏風,從而在複采區域中形成“三帶”(散熱帶、氧化帶、窒息帶),“三帶”的範圍與工作麵的風量有較大的關係,風量越大,氧化帶的區域越寬,煤層自燃危險性就越大。
2.4複采工作麵煤質鬆軟且頂板破碎。浮煤及再生頂板中空隙較多,風流經過刮板輸送機道、風巷和回采工作麵時便滲入這些空隙形成漏風通道,使煤的表麵與空氣中的O2進行緩慢氧化,生成熱量。而這部分熱量又不易被風流帶走,從而使熱量積聚,煤溫升高,當超過臨界溫度後,煤層氧化急劇加速,最後導致煤層自然發火。
三、對策措施
針對複采工作麵發火點位置難以確定的特點和複采煤層自燃因素分析,我們認為,要完全阻止煤與O2結合是很難實現的,但盡可能地減少煤與O2結合的機會則是可以做到的。2184複采工作麵防治自然發火主要技術措施如下:
3.1複采開工前對複采區域進行防火檢查,並取樣化驗分析。
3.2上、下順槽施工時,采取了如下防火措施:①跟煤層底板掘進,不與采空區導通,若局部導通了采空區則采取黃泥注漿封睹;②順槽施工時嚴禁空幫、空頂,架棚後空隙和冒落處用不燃性材料(如砂土等)充填密實,並注漿;③順槽施工時每周進行一次全麵的防火檢查。
3.3合理確定工作麵通風係統,減少順槽的漏風量和漏風時間,充分利用現有岩層巷道與順槽貫通,縮短煤層巷道的漏風距離,同時工作麵采用後退式開采。
3.4著力提高工作麵回收率,減少采空區浮煤的丟失。複采工作麵采用後退式采煤方法,堅持正規循環,工作麵老空區放齊放透,不留拐角,不留煤柱,不丟餘煤。
3.5合理控製複采工作麵風量。在滿足瓦斯管理、環境溫度和工作麵最低風速的前提下,盡量減少工作麵供風量,減少漏風的範圍和數量。堅持每周對工作麵風量進行1次監測,從而有效控製了複采工作麵采空區的壓差和漏風量。
3.6利用均壓技術,降低工作麵壓差,減少通過再生頂板漏風。在工作麵進風巷中加設1組調節風門,降低進回風兩端的壓差,使工作麵采空區漏風減少,窒息帶前移。
3.7采工作麵複采時,采用預防性注漿和尾巷埋管注漿技術,隔阻氧化空間,最大限度防止煤層自燃。
3.8工作麵收尾或采過溜煤眼後,要在15d內設置永久密閉,防止向采空區漏風。
3.9加強防火檢查。每周至少對工作麵進回風巷、上偶角及永久性密閉等地點進行一次防火檢查,檢測CO和溫度的變化情況及密閉完好情況,做到及時發現問題,及時采取針對性措施進行處理,將發火隱患消滅在萌芽狀態。
3.10超前抓好預防，爭取工作主動，嚴密防範發火02manbetx.com
。石屯煤礦把“預防”作為防滅火工作的核心，形成了三項工作機製：一是建立了防滅火定期分析機製。總工程師牽頭，專業組和責任包保組成員每月召開防滅火工作分析會，分析現場情況，根據發火規律，確定輕重緩急，排定防滅火工作計劃，對於存在發火危險的區域實施超前防範措施；二是建立了防滅火現場排查和報告機製。各包保組每周對現場全麵排查一次，同時利用監測監控係統，實時監控現場的變化，發現異常情況立即報告，及時落實應對措施；二是建立了防滅火齊抓共管、聯防聯保機製。我們要求全礦各單位都有抓好防滅火工作的責任，隻要防滅火工作需要，都必須無條件服從，積極配合防滅火措施的落實，形成了群防群治的管理格局。通過采取超前分析、動態排查和群體防控的措施，實現了防滅火工作的“被動治理”到“主動防控”的轉變。
四、存在的問題和下一步的工作打算
幾年來，石屯煤礦在防滅火研究治理方麵取得了一些成績。在一通三防、防滅火方麵存在以下問題：一是裝備水平與兄弟單位還有差距，沒有完全達到現代化、自動化要求。二是現場條件比較複雜，自然發火防治、瓦斯異常區管理麵臨新的問題。三是礦井通風係統流程長、壓力高、能力下降，構成了通風係統的不穩定因素。需要我們在今後的工作中積極探索，認真解決。
一通三防總的工作打算：落實瓦斯綜合治理十六字工作體係，開展重點工作績效考核競賽活動，突出通風係統調整改造、預防性防火、瓦斯異常區治理三個重點；嚴把瓦斯監測監控、盲巷管理、瓦斯排放三個關鍵環節；強化礦井綜合防塵和局部通風管理兩個方麵的工作，特別是我們將以這次會議為契機，進一步加大力度，努力保持“一通三防”良好形勢，保持安全生產持續穩定健康發展局麵。
