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        煤礦井下火區(qū)治理技術(shù)探討

        2014-07-09 19:10:24申海軍
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年22期
        關(guān)鍵詞:煤礦

        摘 要:對于容易自燃煤層的礦井來說,井下火區(qū)是煤礦生產(chǎn)需要重點(diǎn)管理的一個問題,對生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全具有重要影響。就我國煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀來看,井下火區(qū)災(zāi)害必須要及時采取措施進(jìn)行解決,降低自燃發(fā)火情況的發(fā)生概率與影響范圍。針對此種情況,一般都是選擇封閉火區(qū)的方式進(jìn)行處理,而封閉處理后火區(qū)的管理則成為需要解決的問題。本文結(jié)合實例對煤礦井下火區(qū)治理技術(shù)進(jìn)行了分析。

        關(guān)鍵詞:煤礦;井下火區(qū);封閉

        煤礦生產(chǎn)具有一定特殊性,對生產(chǎn)技術(shù)以及管理工作有著嚴(yán)格的要求,管理工作稍有不當(dāng)就會對整個工程造成影響,嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故。煤礦井下火區(qū)是生產(chǎn)中需要重點(diǎn)解決的災(zāi)害之一,特別是對于容易自燃煤層來說,井下火區(qū)的管理尤為重要。一般情況下都是選擇用封閉火區(qū)的方式進(jìn)行處理,但是在火區(qū)封閉后,還需要采取相應(yīng)的措施對其進(jìn)行管理,這就需要我們進(jìn)一步對井下火區(qū)治理技術(shù)進(jìn)行研究。

        1 工程概況

        山西朔州山陰蘭花朱和咀煤業(yè)有限位于山陰縣城西北方向直距25km處的青楊溝村一帶。礦井1981年9月建井,1987年8月投產(chǎn)。2009年5月份蘭花科創(chuàng)積極響應(yīng)山西煤礦資源整合政策,對該礦井實現(xiàn)整合,產(chǎn)能90萬噸/年。現(xiàn)批準(zhǔn)開采4、9、10、11號煤層。9號煤層和11號煤層煤塵均有爆炸性,兩層煤自燃傾向性等級均為Ⅰ級,屬容易自燃煤層。礦井?dāng)U大生產(chǎn)能力后,需對礦井進(jìn)行重新布置和規(guī)劃,但井下由于以前開采不正規(guī),采空區(qū)較多,巷道布置較復(fù)雜,且懷疑有火區(qū)存住。

        2 煤礦井下火區(qū)治理要求

        2.1 繪制火區(qū)位置關(guān)系圖

        煤礦火區(qū)位置關(guān)系圖應(yīng)按照實際情況進(jìn)行繪制,需要在圖上詳細(xì)標(biāo)出所有火區(qū)地點(diǎn),并對其進(jìn)行有就保存。對于本煤礦井下火區(qū)位置圖的繪制,應(yīng)結(jié)合礦井重新布置與規(guī)劃的圖紙,了解原來所有巷道與老采空區(qū)實際情況,并結(jié)合以往開采工藝與技術(shù)的選擇,在對老采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,確定出可能存在的火區(qū)位置[1],在通風(fēng)系統(tǒng)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行填繪。

        2.2 建立火區(qū)管理卡片

        應(yīng)在對火區(qū)進(jìn)行治理前,建立完善相應(yīng)的火區(qū)管理卡片,完成各火區(qū)基本情況登記表,包括火災(zāi)發(fā)生時的情況以及火災(zāi)造成的損失,而對于本工程來說,就是填寫預(yù)測的火區(qū)大小以及影響程度等。按照相關(guān)要求需要填寫的內(nèi)容包括:第一,火區(qū)注入惰性氣體記錄表,包括每次灌注的位置、鉆孔情況,以及防火編號與處理日期等。第二,火區(qū)位置指示圖,結(jié)合礦井實際情況來完成,例如以通風(fēng)系統(tǒng)為基礎(chǔ),對火源點(diǎn)位置、火區(qū)邊界、防火墻類型位置以及火區(qū)外圍風(fēng)流方向等信息進(jìn)行標(biāo)注,最終繪制成合理的剖面圖。第三,防火墻具體信息,如修筑日期、負(fù)責(zé)人、內(nèi)部氣體成分、濕度、溫度、內(nèi)外壓差以及結(jié)構(gòu)狀態(tài)等,完成結(jié)構(gòu)情況觀測記錄表[2]。

        2.3 氣體采樣化驗

        在確定火區(qū)位置以及各項信息后,前一周時間每班進(jìn)行采樣并進(jìn)行化驗;第二周同樣需要每班進(jìn)行采樣化驗;第三周則改成每班每三天進(jìn)行采樣化驗;第四周改變?yōu)?天采樣化驗,在第四周后30d,每相隔15d完成采樣化驗。在對火區(qū)氣體進(jìn)行采樣化驗過程中,還需要根據(jù)每次氣體的化驗結(jié)果來繪制出礦井工作面進(jìn)、回巷有害氣體含量曲線圖以及柱狀圖,分析其中有害氣體指標(biāo)是否符合相關(guān)規(guī)定。

        2.4 高壓注氮并縮封工作面

        在對煤礦井下火區(qū)進(jìn)行處理前,應(yīng)結(jié)合實際開采情況,確定火區(qū)礦井工作面開采的時間,并在此基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的措施進(jìn)行處理,保證能夠成功啟封火區(qū)工作面。首先,應(yīng)提前高壓注氮,通過此項處理可以在第一時間內(nèi)對將火區(qū)初期火勢進(jìn)行控制,并且隨著注氮過程的延長,工作面內(nèi)氮?dú)夂看笥谘鯕夂浚梢赃_(dá)到降低火勢的作用。其次,將啟封工作面變?yōu)榭s封工作面,在進(jìn)行處理時,應(yīng)先縮封火區(qū)工作面內(nèi)回風(fēng)順槽,在對其處理完畢后縮封進(jìn)風(fēng)順槽。在進(jìn)行縮封處理時,首先應(yīng)安排相應(yīng)的救護(hù)隊對火區(qū)工作面情況進(jìn)行全面?zhèn)刹椋_定火區(qū)是否已經(jīng)熄滅,如果沒有熄滅應(yīng)立即對火區(qū)進(jìn)行封閉處理,如果已經(jīng)熄滅則可以對火區(qū)采取縮封處理。

        3 地下火區(qū)封縮處理流程

        3.1 偵查階段

        安排專業(yè)救護(hù)隊來通過對風(fēng)量的控制合理排放有害氣體,在前遇水的區(qū)域構(gòu)筑第一道臨時鎖風(fēng)墻,風(fēng)筒穿過鎖風(fēng)墻,然后將鎖風(fēng)墻打開排放有害氣體。同時需要隨時對所排氣體含量進(jìn)行檢測,避免水位降低造成氣體集中涌出,如果在處理過程中出現(xiàn)不可控現(xiàn)象,工作人員需要及時撤離工作點(diǎn)。另外,機(jī)電隊需要與救護(hù)隊結(jié)合完成排水設(shè)施的安裝,完成對回風(fēng)巷的排水,在水位下降到預(yù)定位置后對有害氣體進(jìn)行排放。選擇此種方式循環(huán)處理達(dá)到工作人員可以穿潛水衣越到積水區(qū)進(jìn)入到待測工作面進(jìn)行水溫、空氣溫度、成分等的檢測,判斷火區(qū)是否熄滅。

        3.2 縮封階段

        在確定偵查結(jié)果滿足縮封處理條件后,才可進(jìn)行第二階段工作。即在正式進(jìn)行縮封處理時,應(yīng)做好縮封用時的計算,并嚴(yán)格控制縮封處理流程,降低各因素對處理效果的影響。例如在密閉外砌筑一道鎖風(fēng)墻,并實施回風(fēng)巷密閉拆除工作。并且在正式密閉處理前,要確定CH4濃度,當(dāng)其濃度小于1.0%時,才可以選擇銅質(zhì)器具對其進(jìn)行拆除密封[3]。其中,嚴(yán)禁采取一風(fēng)吹的方式對井下火區(qū)工作面回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷氣體進(jìn)行排放,應(yīng)選擇用局扇,逐節(jié)連接風(fēng)筒來完成有害氣體的排放。并且在處理時要每隔半小時就要對工作面進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)巷道氣體、溫度等進(jìn)行檢測,保證所有數(shù)據(jù)都控制在允許的范圍內(nèi)。

        4 結(jié)束語

        對于煤礦生產(chǎn)來說,除了要保證生產(chǎn)效率,同時更重要的是要做好生產(chǎn)安全管理。就我國煤礦開采自燃煤層生產(chǎn)現(xiàn)狀來看,井下火區(qū)已經(jīng)成為需要重點(diǎn)解決的問題,在對其進(jìn)行處理時,應(yīng)結(jié)合煤礦生產(chǎn)的特點(diǎn),嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定流程進(jìn)行處理,通過系統(tǒng)嚴(yán)密的控制管理,爭取不斷提高火區(qū)密封處理的效果,提高煤礦生產(chǎn)的綜合效率。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王冰山,尤文順,王冰松.柴家溝煤礦井下火區(qū)治理與啟封決策[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012(01):78-82.

        [2]王軍.汝箕溝礦西溝采區(qū)井下火區(qū)治理技術(shù)[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2010(S1):90-91.

        [3]徐清敘.對煤礦井下火區(qū)應(yīng)用液氮防滅火技術(shù)效果的分析[J].新疆有色金屬,2013(05):5-7.

        [4]雷慶忠,付力偉.長溝煤礦井下火區(qū)治理與縮封經(jīng)驗[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012(13):127-130.

        作者簡介:申海軍(1973—),男,本科(安全工程),采礦工程師(中級)。

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