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        礦井防治自然發(fā)火的技術(shù)和應(yīng)用

        2014-11-05 14:37:05翟偉
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2014年11期
        關(guān)鍵詞:綜合治理系統(tǒng)

        翟偉

        摘 要:通過對2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析,找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素,并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

        關(guān)鍵詞:系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

        中圖分類號:TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0026-01

        唐山礦業(yè)公司始建于1878年,距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2?,F(xiàn)在共有3個可采煤層(5s、8s、9s),各煤層為自然發(fā)火煤層,自燃發(fā)火期10個月。由于開采年限長,隨著采空區(qū)和廢棄巷道的增多,給礦井防火帶來了巨大的壓力,為此筆者就2770密閉進(jìn)行了綜合防治自然發(fā)火的嘗試。

        1 概況

        1.1 工作面概況

        2770位于我礦北翼二水平七石門以里,是5煤層3652、3654工作面的回風(fēng)巷,于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對其進(jìn)行了永久封閉,并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好,上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿,一直沒有封嚴(yán),始終處于出風(fēng)狀態(tài),密閉內(nèi)檢查瓦斯1%~2.5%,氧氣9%~15%,溫度26~29 ℃,CO無,副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s,溫度20 ℃,回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%~0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽(3692、3694、3696等)、北翼5槽(2752、2754、3652等)、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽(????T2193、T2194、T2195等)、鐵二區(qū)5槽(T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等)以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

        1.2 發(fā)火情況

        2008年4月,火檢員在2770檢查時發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%,溫度29 ℃,并伴有汽油味,存在明顯的自然發(fā)火隱患。

        2 原因分析

        2.1 通風(fēng)壓力測定

        由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜,漏風(fēng)通路判斷困難,為此筆者對2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定,對各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

        2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

        從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析,可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有:①3671→2770密閉;②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770密閉;③T2193下溜子道密閉→2770密閉;④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風(fēng)路線是:3671→2770,T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770,尤其是T2175與5082斷道之后,引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變,T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng),T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動,使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動,補(bǔ)充到2770,引起氧化加劇,出現(xiàn)汽油味。

        3 綜合治理方案

        3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

        對鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿,對防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150,保證封閉質(zhì)量,切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)??梢越档?煤層采空區(qū)的壓力,使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉,有利于防火。對3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng),該密閉與2770的壓差最大,把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理,可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng),使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

        3.2 系統(tǒng)均壓

        對南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定,以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源;對北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整,減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

        3.3 設(shè)置觀測點(diǎn),加強(qiáng)檢查分析

        加強(qiáng)對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查,每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,注意掌握變化趨勢,同時觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

        3.4 采空區(qū)灌漿

        對北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對密閉進(jìn)行灌漿,封堵漏風(fēng)通道。

        4 治理效果

        通過綜合治理方案的實(shí)施,2770密閉CO得到了有效抑制,并取得了很好的效果。2770密閉自燃發(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如(表2),從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆,確保了礦井安全。

        5 治理體會

        ①防治礦井自然發(fā)火,特別是密閉內(nèi)的自然發(fā)火,由于是完全封閉狀態(tài),無法通過眼睛觀察發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),必須通過有效的手段,比如壓力測定和氣體性質(zhì),來發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),從而利用有效的治理措施防治自然發(fā)火。

        ②分析漏風(fēng)通路,特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng),是防治自然發(fā)火的前提;噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ),合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint

        摘 要:通過對2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析,找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素,并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

        關(guān)鍵詞:系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

        中圖分類號:TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0026-01

        唐山礦業(yè)公司始建于1878年,距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2。現(xiàn)在共有3個可采煤層(5s、8s、9s),各煤層為自然發(fā)火煤層,自燃發(fā)火期10個月。由于開采年限長,隨著采空區(qū)和廢棄巷道的增多,給礦井防火帶來了巨大的壓力,為此筆者就2770密閉進(jìn)行了綜合防治自然發(fā)火的嘗試。

        1 概況

        1.1 工作面概況

        2770位于我礦北翼二水平七石門以里,是5煤層3652、3654工作面的回風(fēng)巷,于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對其進(jìn)行了永久封閉,并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好,上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿,一直沒有封嚴(yán),始終處于出風(fēng)狀態(tài),密閉內(nèi)檢查瓦斯1%~2.5%,氧氣9%~15%,溫度26~29 ℃,CO無,副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s,溫度20 ℃,回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%~0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽(3692、3694、3696等)、北翼5槽(2752、2754、3652等)、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽(????T2193、T2194、T2195等)、鐵二區(qū)5槽(T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等)以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

        1.2 發(fā)火情況

        2008年4月,火檢員在2770檢查時發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%,溫度29 ℃,并伴有汽油味,存在明顯的自然發(fā)火隱患。

        2 原因分析

        2.1 通風(fēng)壓力測定

        由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜,漏風(fēng)通路判斷困難,為此筆者對2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定,對各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

        2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

        從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析,可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有:①3671→2770密閉;②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770密閉;③T2193下溜子道密閉→2770密閉;④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風(fēng)路線是:3671→2770,T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770,尤其是T2175與5082斷道之后,引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變,T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng),T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動,使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動,補(bǔ)充到2770,引起氧化加劇,出現(xiàn)汽油味。

        3 綜合治理方案

        3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

        對鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿,對防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150,保證封閉質(zhì)量,切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)。可以降低5煤層采空區(qū)的壓力,使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉,有利于防火。對3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng),該密閉與2770的壓差最大,把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理,可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng),使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

        3.2 系統(tǒng)均壓

        對南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定,以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源;對北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整,減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

        3.3 設(shè)置觀測點(diǎn),加強(qiáng)檢查分析

        加強(qiáng)對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查,每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,注意掌握變化趨勢,同時觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

        3.4 采空區(qū)灌漿

        對北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對密閉進(jìn)行灌漿,封堵漏風(fēng)通道。

        4 治理效果

        通過綜合治理方案的實(shí)施,2770密閉CO得到了有效抑制,并取得了很好的效果。2770密閉自燃發(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如(表2),從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆,確保了礦井安全。

        5 治理體會

        ①防治礦井自然發(fā)火,特別是密閉內(nèi)的自然發(fā)火,由于是完全封閉狀態(tài),無法通過眼睛觀察發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),必須通過有效的手段,比如壓力測定和氣體性質(zhì),來發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),從而利用有效的治理措施防治自然發(fā)火。

        ②分析漏風(fēng)通路,特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng),是防治自然發(fā)火的前提;噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ),合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint

        摘 要:通過對2770及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析,找出造成礦井自然發(fā)火的關(guān)鍵因素,并提出噴漿堵漏風(fēng)、打鉆灌漿、均壓防滅火等綜合治理措施。

        關(guān)鍵詞:系統(tǒng) 自然發(fā)火 綜合治理

        中圖分類號:TD75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0026-01

        唐山礦業(yè)公司始建于1878年,距今已有130年的開采歷史。井田面積為37.28 km2?,F(xiàn)在共有3個可采煤層(5s、8s、9s),各煤層為自然發(fā)火煤層,自燃發(fā)火期10個月。由于開采年限長,隨著采空區(qū)和廢棄巷道的增多,給礦井防火帶來了巨大的壓力,為此筆者就2770密閉進(jìn)行了綜合防治自然發(fā)火的嘗試。

        1 概況

        1.1 工作面概況

        2770位于我礦北翼二水平七石門以里,是5煤層3652、3654工作面的回風(fēng)巷,于1999年七南石門5煤層采區(qū)回采結(jié)束后對其進(jìn)行了永久封閉,并進(jìn)行了預(yù)防性灌漿。但該密閉因封閉條件不好,上頂及料石碹縫內(nèi)跑漿,一直沒有封嚴(yán),始終處于出風(fēng)狀態(tài),密閉內(nèi)檢查瓦斯1%~2.5%,氧氣9%~15%,溫度26~29 ℃,CO無,副巷有效風(fēng)量為18.1m3/s,溫度20 ℃,回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.2%~0.3%。與該閉相連通的采空區(qū)有北翼9槽(3692、3694、3696等)、北翼5槽(2752、2754、3652等)、鐵二區(qū)I采區(qū)9槽(????T2193、T2194、T2195等)、鐵二區(qū)5槽(T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等)以及西翼頭石門采空區(qū)也可以通過采空區(qū)上方的裂隙帶互相連通。

        1.2 發(fā)火情況

        2008年4月,火檢員在2770檢查時發(fā)現(xiàn)該閉上頂CO濃度達(dá)到0.018%,溫度29 ℃,并伴有汽油味,存在明顯的自然發(fā)火隱患。

        2 原因分析

        2.1 通風(fēng)壓力測定

        由于該系統(tǒng)極為復(fù)雜,漏風(fēng)通路判斷困難,為此筆者對2770和相關(guān)系統(tǒng)的通風(fēng)壓力進(jìn)行了測定,對各密閉進(jìn)、出風(fēng)情況進(jìn)行觀測。結(jié)果如表1。

        2.2 漏風(fēng)系統(tǒng)分析

        從2770相關(guān)系統(tǒng)和壓力測定結(jié)果分析,可以確定造成2770密閉出風(fēng)的漏風(fēng)路線有:①3671→2770密閉;②T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770密閉;③T2193下溜子道密閉→2770密閉;④T2092工作面→2770密閉。2770最密切的漏風(fēng)路線是:3671→2770,T2150邊眼閉、T2151風(fēng)道密閉→2770,尤其是T2175與5082斷道之后,引起5煤層采空區(qū)的漏風(fēng)方向發(fā)生改變,T2151和T2150密閉由出風(fēng)變?yōu)檫M(jìn)風(fēng),T2159由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),部分往9煤層采空區(qū)運(yùn)動,使T2194溜子道密閉由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),其余漏風(fēng)就通過采空區(qū)裂隙帶往北翼運(yùn)動,補(bǔ)充到2770,引起氧化加劇,出現(xiàn)汽油味。

        3 綜合治理方案

        3.1 系統(tǒng)堵漏風(fēng)

        對鐵二區(qū)I采區(qū)的9煤層T2193下各密閉進(jìn)行噴漿,對防治鐵二區(qū)I采區(qū)自然發(fā)火起到封堵漏風(fēng)通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密閉向北翼系統(tǒng)的過多串風(fēng)的潛在隱患。封閉T2150,保證封閉質(zhì)量,切斷T2150系統(tǒng)內(nèi)密閉進(jìn)風(fēng)??梢越档?煤層采空區(qū)的壓力,使T2150由進(jìn)風(fēng)變?yōu)槌鲲L(fēng),還有可能把9煤層采空區(qū)瓦斯轉(zhuǎn)移過來。但封閉后會把2770的暢通供氧條件破壞掉,有利于防火。對3671密閉進(jìn)行堵漏風(fēng),該密閉與2770的壓差最大,把3671的磚閉進(jìn)行抹面處理,可以減少往北翼系統(tǒng)的漏風(fēng),使高溫點(diǎn)缺氧無法繼續(xù)發(fā)展。

        3.2 系統(tǒng)均壓

        對南翼、鐵二區(qū)I采區(qū)的5、9煤層和北翼副巷2770各相關(guān)密閉進(jìn)行壓力測定,以確定各漏風(fēng)路線和主要漏風(fēng)源;對北翼系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整,減小北翼副巷系統(tǒng)的壓差。

        3.3 設(shè)置觀測點(diǎn),加強(qiáng)檢查分析

        加強(qiáng)對2770和北翼副巷等各閉的火檢檢查,每天取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,注意掌握變化趨勢,同時觀測鐵二區(qū)I采區(qū)和西翼副巷等各閉的進(jìn)出風(fēng)情況和氣體成分變化。為治理工作提供可靠數(shù)據(jù)。

        3.4 采空區(qū)灌漿

        對北翼系統(tǒng)的2770密閉和2770橫管密閉進(jìn)行噴漿加固和堵漏風(fēng)。然后對密閉進(jìn)行灌漿,封堵漏風(fēng)通道。

        4 治理效果

        通過綜合治理方案的實(shí)施,2770密閉CO得到了有效抑制,并取得了很好的效果。2770密閉自燃發(fā)火的征兆消失。北翼副巷各閉氣體參數(shù)如(表2),從開始治理到現(xiàn)在未出現(xiàn)任何征兆,確保了礦井安全。

        5 治理體會

        ①防治礦井自然發(fā)火,特別是密閉內(nèi)的自然發(fā)火,由于是完全封閉狀態(tài),無法通過眼睛觀察發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),必須通過有效的手段,比如壓力測定和氣體性質(zhì),來發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn),從而利用有效的治理措施防治自然發(fā)火。

        ②分析漏風(fēng)通路,特別是復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng),是防治自然發(fā)火的前提;噴漿堵漏風(fēng)、均壓防滅火、預(yù)防性灌漿是基礎(chǔ),合理的通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)鍵。endprint

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