郭重托　趙文超　王雪寧

摘 要 針對伊犁永寧煤業(yè)化工有限公司潘津工業(yè)煤礦2204綜放工作面回采期間面臨的采空區(qū)遺煤自然發(fā)火問題，結合監(jiān)測監(jiān)控和現場實測一氧化碳氣體數據等煤層發(fā)火跡象分析研究，制定應用了注漿、注氮、減少采空區(qū)漏風、浮煤降溫等綜合防滅火技術，現場實踐表明：2204綜放工作面綜合防滅火技術效果良好，回采期間沒有出現煤層自然發(fā)火，回風隅角一氧化碳濃度維持在16ppm以下。

關鍵詞 綜采放頂煤；煤層自燃；綜合防滅火技術

中圖分類號 TD7 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0077-02

1 工作面概況

2204采煤工作面切眼長度為120m，平均走向長度為1200m，煤層厚度3.3～6.5m，平均煤厚5.1m，可采儲量74萬t。煤層結構簡單、賦存穩(wěn)定，工作面采用下行U型通風，煤層自燃傾向性為自燃，自燃傾向性等級為Ⅱ類。

2 發(fā)火重點預防區(qū)域分析

1）2204采空區(qū)（氧化自燃帶）。根據2202、2203采煤工作面防滅火經驗，2204采空區(qū)氧化自燃帶預計在15～30m范圍內，這段采空區(qū)內松散的冒落巖石逐漸被壓實，其間的漏風通道減少，漏風量也減少，此時微小的漏風量攜帶著足夠的氧氣供給浮煤，保證了浮煤的氧化，同樣適量的微風不能過多的帶走浮煤氧化所生成的熱量，造成浮煤氧化熱量的不斷積聚，最終發(fā)展到煤炭自燃。

2）工作面下隅角。2204工作面下隅角通風不暢，浮煤氧化時產生的熱量積聚，促進浮煤的自燃。同時，由于采煤工作面下隅角靠近巷幫和采空區(qū)側，風流經過下端頭時，由于巷道突然垂直拐彎，使靠近巷壁的風速降低，工作面下隅角出現局部渦流和紊流，并在附近出現風流循環(huán)流動現象，使采空區(qū)和工作面一氧化碳不容易被帶走，從而使下隅角一氧化碳容易產生積聚，致使一氧化碳監(jiān)控設備超限報警或隅角浮煤氧化自燃。

3 綜合防滅火技術及適用范圍

1）綜合防滅火技術：以注漿、注氮為主，減緩浮煤氧化；減少采空區(qū)漏風供氧、降溫等措施為輔，使采空區(qū)浮煤溫度降低、缺氧窒息，達到滅火的目的。

2）適用范圍：正常生產的綜采放頂煤工作面。

4 綜合防滅火技術

4.1 注漿、注氮防滅火

1）注漿、注氮要求。通過一氧化碳傳感器或便攜式一氧化碳報警儀對井下工作面、回風隅角及回風流進行監(jiān)測，發(fā)現CO濃度超過0.0015%且呈上升趨勢，溫度升高或工作面發(fā)現其它發(fā)火征兆時，立即通知施工單位，實施灌漿、注氮防滅火工程。

2）注漿、注氮方法。采用間歇式預埋管路法注漿、注氮。沿2204軌道順槽在采空區(qū)分別預先鋪設好1趟2寸注漿管和注氮管，管長度為24m，管道出口5m范圍內每隔1.0m鉆一個直徑為50mm的孔，預埋管一端通采空區(qū)，一端接20m～30m長的高壓膠管。隨著工作面的推進，每日早班用絞車逐漸牽引注漿管、注氮管，但需保證管路深入采空區(qū)不得少于15m，即隨著工作面推進，間歇式注漿、注氮。

4.2 工作面快速推進防滅火

工作面采取快速推進的方式，有利于防止采空區(qū)浮煤自燃。在工作面月推進速度不低于60m/月前提下，此項措施作為2204采煤工作面防治煤層自然發(fā)火的主要措施之一。

4.3 減少采空區(qū)浮煤防滅火

工作面回采期間，加強對采空區(qū)遺煤管理，提高回采率，架間浮煤清理干凈。

4.4 減少采空區(qū)漏風防滅火

1）堅持對工作面上下端頭錨索、錨桿托盤拆卸，要求錨桿在切頂線位置處拆卸；若頂板較好時，錨索可以提前在超前支護范圍（工作面煤壁前2根）拆除，確保采空區(qū)頂板及時垮落，減少采空區(qū)漏風量。

2）要求在工作面上、下端頭各設兩道擋風簾，緊靠切頂柱老塘側一道、回采側一道；工作面每推進5m（頂板沒有及時垮落），在上、下端頭分別用編織袋裝黃土或碎煤矸堆砌封堵墻，墻厚度不小于1.0m，并在墻體表面抹黃泥，減少向采空區(qū)漏風。

3）要求在工作面下部吊掛一道導風簾，引導風流進入回風隅角，同時安裝風水引射器，稀釋回風隅角一氧化碳，防止有毒有害氣體超限及熱量積聚。

4.5 浮煤降溫減緩氧化防滅火

采用液壓支架放煤口噴霧對工作面底板遺煤進行濕潤，使采空區(qū)浮煤降溫，起到減緩浮煤氧化作用。

5 防滅火技術方案實踐過程

2204工作面自2015年3月26日發(fā)現CO濃度突然增高的情況后，當日生產技術科技術人員到現場進行檢查，并對采空區(qū)CO濃度進行檢測，檢測出CO濃度402ppm，高濃度的一氧化碳說明采空區(qū)浮煤氧化速度較快，有自然發(fā)火預兆。根據現場實際情況，3月27日開始采取控風的方法，以降低采空區(qū)漏風量，經研究，將工作面上、下端頭吊掛擋風簾，導風簾，但由于生產時人員回柱等操作，造成擋風簾不能保持嚴密，采空區(qū)內時有漏風，3月30日中班檢測，回風隅角CO濃度穩(wěn)定在223ppm，回風流CO濃度11ppm，為防止采空區(qū)遺煤自燃，經分析研究，確定造成采空區(qū)浮煤發(fā)火跡象根本原因是采空區(qū)漏風浮煤氧化。

4月1日早班，開始實施采空區(qū)黃泥注漿、注氮、利用放煤口噴霧濕潤浮煤、工作面上、下端頭吊掛擋風簾等措施，經過幾天觀察回風隅角與回風流中的CO持續(xù)下降，最終回風隅角CO濃度降至16ppm，回風流中的CO濃度持續(xù)穩(wěn)定在0ppm。

6 效果檢驗

4月1日實施了綜合防滅火技術6天以后，回風隅角及回風流中CO濃度不再超限，由于采空區(qū)注漿、注氮，上下端頭吊掛擋風簾，在一定程度上增大了工人勞動強度，且工作面下端頭注漿水量大，給生產造成一定影響，施工區(qū)隊建議停止注漿、注氮工作，拆除上下端頭擋風簾，為了慎重起見，采取僅停止注漿、注氮工作，一旦CO濃度升高，立即恢復采空區(qū)注漿、注氮。4月8日中班采空區(qū)停止注漿、注氮工作，4月11日早班，回風隅角的CO濃度上升到112ppm，回風流CO濃度又上升到9ppm，因此，還要堅持采空區(qū)注漿、注氮工作，也充分證明了綜合防滅火技術是成功的。

7 需要說明的問題

工作面上、下端頭吊掛擋風簾和導風簾，僅能減少采空區(qū)漏風，減緩浮煤氧化，降低一氧化碳濃度，不能改變浮煤著火點的溫度，一旦遇到充足的氧氣，還會死灰復燃。

8 幾點體會

1）防滅火技術方案的制定要科學、慎重，制定的方案一定要堅持實施，一般至少穩(wěn)定4～6天時間，切忌反反復復，朝令夕改，方案變化過快，容易出現前一個方案實施的效果還沒有湊效時，第二個方案就實施了，可能造成“煤層自然發(fā)火跡象得到好轉，卻不能確定是哪個方案起了作用” 的局面，不利于下一步防滅火方案的制定和實施，也不利于防滅火經驗的總結。

2）若工作面頻繁地變化防滅火技術方案，可能會給采空區(qū)浮煤自燃造成一定的換氣機會，不利于采空區(qū)浮煤自然發(fā)火防治。

9 結論

通過對綜放工作面回采期間采空區(qū)浮煤氧化產生一氧化碳氣體濃度情況分析可以看出，綜放工作面回采期間需要采取以注漿、注氮為主，以減少采空區(qū)漏風供氧、浮煤降溫等措施為輔的綜合防滅火技術，促使采空區(qū)溫度降低，減緩采空區(qū)浮煤氧化速度，降低一氧化碳氣體濃度，達到防止采空區(qū)浮煤自燃發(fā)火的目的，保障職工生命安全、身體健康。

參考文獻

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