摘要：文章基于某礦綜放工作面撤面期間停采線自然發(fā)火的嚴重性，重點研究綜放工作面停采撤面期間的防滅火措施。按照時間節(jié)點，將防滅火工作分為停采前、停采期間和封閉后。對每一階段的防滅火工作進行了研究，最終建立了以“預防為主，早期預報，紅外探測、注漿注氮等先進防治技術”為基礎的綜合防治措施，保證了采面的安全回撤，杜絕停采線火災事故的發(fā)生。

關鍵詞：綜放工作面；停采線；防滅火

中圖分類號：TD752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0094-02

綜合機械化放頂煤采煤法具有產量高、效益好的顯著優(yōu)點，近年來在各礦區(qū)廣泛應用。但其丟煤集中的缺點，也給煤炭自燃的防治造成了很大困難。只有解決好防滅火問題，才能充分發(fā)揮綜放工作面的效能。做好綜放工作面開采的防滅火工作，是實現(xiàn)高產高效工作面的基本保證?；诖?，筆者就某礦4326綜放工作面停采撤面期間的防滅火工作談點自己的認識。

1 4326綜放工作面采面條件

4326綜放面位于某礦四采區(qū)下部，傾斜長300m，工作面走向長1410m，工作面煤層平均厚度為8.6m，煤層傾角為0°～11°?，F(xiàn)開采3#煤層，該層煤平均厚度為8.65m，煤層具有自燃發(fā)火的傾向（化驗為Ⅰ級），自燃發(fā)火期為1個月，最短自燃發(fā)火期22天；煤塵具有強的爆炸性，火焰長度大于400mm；礦井歷年瓦斯等級鑒定均為低瓦斯礦井，但部分采區(qū)和工作面煤層含瓦斯量較大。

2 煤的氧化特點及最短自燃發(fā)火期

從最短發(fā)火期22天可看出，該礦的自燃發(fā)火現(xiàn)象是較為嚴重的。綜放開采后的自燃發(fā)火情況見表1所示：

由表1可以看出，停采線自燃發(fā)火隱患占總次數的22%。而煤炭自燃必須同時具備四個條件：（1）煤具有自燃傾向性，并呈破碎堆積狀態(tài)存在；（2）有連續(xù)的供氧條件；（3）熱量易于積聚；（4）有維持煤的氧化過程不斷發(fā)展的時間。特別是4326超長綜放面停采期間，上述四個條件基本同時存在，這就增加了防滅火的難度，而煤炭自燃預防是一項復雜的系統(tǒng)工程，其實質就是要消除煤炭自燃四個條件中的一個或多個。因此，要保障綜放工作面的安全回撤，必須高度重視停采前后的防滅火工作，消除自燃隱患。

3 4326綜放面停采撤面的防滅火技術措施

4326綜放工作面停采撤面期間的防滅火分為三個階段：第一階段是停采前的準備與預防；第二階段是停采期間的預防；第三是封閉后的預防。

3.1 停采前的準備與預防

停采前的準備工作是保證綜放工作面安全停采撤面的基礎，可從以下四方面考慮。

3.1.1 減少煤與氧接觸幾率。（1）優(yōu)化采煤方式，提高煤炭回收率，距停采線100m范圍內，加大放煤量，盡可能減少采空區(qū)遺煤，重點在鋼絲繩和鐵絲網前20m加大放煤力度。（2）噴灑阻化劑和撒布巖粉，在距停采線100m范圍內，加大噴灑阻化劑量，并撒布巖粉，減少遺煤暴露時間。

3.1.2 減少供氧條件，破壞蓄熱環(huán)境。在停采前，為減少采空區(qū)漏風，在保證安全生產的前提下，減少工作面風量，并在上下隅角設置擋風簾。距回撤通道20m，兩順槽距回撤通道長各300m、寬各20m范圍內埋設2寸注漿管路，對工作面上下端頭進行注漿，破壞浮煤的蓄熱環(huán)境。

3.1.3 加強氣體監(jiān)測。工作面回采結束前加強對氣體和溫度的監(jiān)測力度。在回風隅角、架前風流進行取樣分析，采集的氣樣應在6h內完成分析，最長不得超過12h，超過12h需重新采集氣樣進行分析。分析氣體種類包括O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2等氣體。

在工作面回風順槽停采后20m留設一路束管，停采線后部10m留設一路人工測氣管。在工作面軌道順槽停采后部30m留設一路用泵抽氣的束管，停采線后部20m、10m、5m處分別留設一路人工測氣管。

3.1.4 其他措施。

（1）在設置風門、密閉等設施地點備足相應物料，各種防滅火材料、設備及時到位。

（2）停采前，每隔3組支架，頂梁和掩護梁的側護板全部收回，為防滅火鉆孔的施工創(chuàng)造條件。

3.2 停采期間防滅火措施

3.2.1 綜放工作面的通風設計。

（1）控制綜放工作面的風量，保持風量穩(wěn)定在280～340m3/min之間，工作面回撤支架期間每天至少進行一次測風。

（2）加強巡回檢查，及時檢修通風設施，風門必須閉鎖，嚴禁兩道風門同時打開，嚴禁任何人破壞通風設施，保持通風系統(tǒng)穩(wěn)定。

（3）停采后，應及時在工作面停采線進、回風隅角切頂線位置各施工一道2m厚碎煤墻（或粉煤灰墻），要求接頂、接幫，墻斷面保證能夠封鎖隅角全斷面，減少向采空區(qū)的漏風量。

3.2.2 早期預測預報。早期的預測預報可以及時準確地為綜放工作面停采撤面期間火災發(fā)展初期的各種跡象做出預警，是火災防治的關鍵技術。該礦利用氣體分析法、紅外探測法和溫度自動監(jiān)測系統(tǒng)共同實現(xiàn)了煤炭的早期預測預報。

（1）氣體分析法。氣體分析法是目前普遍用來預測預報自燃火災的方法。在工作面上下順槽、工作面中間巷回風隅角和工作面內設置束管。工作面內每三架向后部布置一個鉆孔，并下1寸套管，鉆孔傾角向上30°，鉆孔長度為7～8m，鉆孔間距為4.5m，間隔一個鉆孔進行人工監(jiān)測和取樣化驗分析，兩天一個循環(huán)，對CO、CO2、CH4、C2H6、C3H8、C2H4、O2氣體進行連續(xù)檢測。

（2）紅外探測法。紅外探測法是近幾年發(fā)展起來的一種新的探測技術，其原理是自然界的任何物體只要處于絕對零度之上，都會自行向外發(fā)射紅外線，通過探測煤巖體紅外輻射量可測得煤巖體溫度。井下一旦發(fā)生自燃發(fā)火的跡象，對其精確定位是必要的，此時，紅外探測法的優(yōu)點便顯現(xiàn)出來，既可以監(jiān)測井下自燃發(fā)火隱患的發(fā)生，又可以為準確的火災定位提供基礎數據。根據探測地點分為采空區(qū)探測和停采線探測。其中采空區(qū)探測利用MXX紅外探測儀，停采線探測采用ST6紅外探測儀，紅外測點見圖1所示：

圖1 紅外測點布置圖

（3）測溫法。測溫法是在工作面向前推進的過程中向采空區(qū)預埋測溫元件，通過布置通信電纜的方式將測溫元件采集到的煤低溫氧化過程中的溫度數據傳回監(jiān)測站點，從而判斷采空區(qū)內自然發(fā)火情況。溫度探頭選擇精度較高的Pt100鉑電阻傳感器。在停采線高冒點處、回風順槽和采空區(qū)內布置溫度傳感器，并進行編號處理。溫度傳感器位置確定后，將其安裝在10～15mm的套管內，并對溫度探頭進行加固處理，用黃泥封堵鉆孔，待穩(wěn)定一段時間后，進行溫度測定。要特別加強對溫度傳感器的管理和維護。注意記錄觀測數據，當測得的煤溫維持在30℃以上時，要加大測定力度，并進行處理。

3.2.3 自燃的預防及消除。

（1）注漿與壓注粉煤灰。在工作面兩順槽內各預埋設注漿管路，出漿口位于停采線后部20m，停采后對4326上下順槽進行注漿或粉煤灰，4326中間巷也要保留一路完好的注漿管，以備在需要時進行注漿。

（2）堵漏防滅火。空氣的供給是煤自燃的必要條件，堵漏防滅火是煤礦井下防治煤炭自燃的有效手段和根本措施。綜放工作面停采以后，高冒點和向采空區(qū)的漏風還將繼續(xù)。因此，堵塞高冒點和向采空區(qū)的漏風、隔絕供氧是防止煤炭自然發(fā)火的必要措施。

在綜放停采線上下隅角分別建一道板閉，然后采用艾格勞尼（或羅克休）快速堵漏泡沫進行充填噴涂，消除上下隅角向采空區(qū)的漏風。工作面防止向采空區(qū)漏風措施施工完畢后，立即對工作面采空區(qū)進行大流量壓注稠黃泥漿，以不影響綜放工作面回撤為準。要加強觀察，防止?jié){。

在綜放停采線實體煤側打鉆壓注阻化劑（MgCl2），鉆孔按三花眼布置，鉆孔間距為2.5m，長度為5～6m，停采線噴灑壓注總量在20t左右。

（3）采空區(qū)注氮防滅火。對采空區(qū)的防滅火可采用注氮方式。采空區(qū)注入惰性氣體后，可對采空區(qū)三維立體空間進行惰化，沖淡了氧氣與煤炭的接觸，從而可防止采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火。

現(xiàn)階段應加快地面注氮機的布置，使其在短時期內能投入使用。若不能使用，可使用移動式注氮機，一旦出現(xiàn)回風流中CO濃度有較快的上升趨勢時，把注氮機的氮氣出口與上下順槽注漿系統(tǒng)管路連接并實施向采空區(qū)注氮。

在進行注氮作業(yè)時，為保證采面安全，面內必須懸掛便攜式兩用儀和化學氧自救器。一旦氧氣低于18%，能使工人安全撤離。

3.3 封閉后防滅火措施

灌注泥漿。在綜放工作面安全回撤完畢后，要迅速密閉上下順槽，并灌注泥漿。

停采線實現(xiàn)均壓通風。當工作面受到采空區(qū)有害氣體異常涌出的威脅時，對停采線采取均壓措施。

4 結語

（1）通過對綜放開采后自然發(fā)火情況統(tǒng)計，停采線自然發(fā)火隱患占22%，必須對工作面撤面期間的停采線采取防滅火措施。

（2）對4326綜放工作面停采撤面期間的防滅火工作按時間節(jié)點分為停采前、停采期間和封閉后，并根據不同階段的特點制定防滅火措施。

（3）對于4326超長綜放工作面停采撤架期間的防滅火采取以“預防為主，早期預報，紅外探測、注漿注氮等先進防治技術”為基礎的綜合防治措施，以保證采面安全回撤。

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作者簡介：黃燕波（1985—），男，同煤集團塔山煤礦生產部副部長，研究方向：采礦工程。