劉小鋒

摘 要：蔣家河煤礦ZF1406工作面自然發(fā)火期較短，在正常回采期間需采取綜合防滅火措施，主要包括：向采空區(qū)注氮、黃泥灌漿、灌注三相泡沫及在工作面上下隅角和采空區(qū)邊緣進(jìn)行封堵等。針對在尾采和撤架期間存在CO含量超限的情況，又采取了多項(xiàng)針對性的防滅火措施，并且對工作面內(nèi)CO及溫度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明礦方在此期間采取的多項(xiàng)綜合防滅火措施較為有效地降低了采空區(qū)CO的積蓄，利于采空區(qū)防滅火。

關(guān)鍵詞：綜合防滅火 CO監(jiān)測 尾采 撤架

中圖分類號：TD752.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（b）-0009-02

自燃發(fā)火在我國煤礦中非常突出，據(jù)統(tǒng)計有56%的煤礦存在自燃發(fā)火問題[1]，經(jīng)驗(yàn)證發(fā)火期在3個月內(nèi)的占50%以上[2]，國有重點(diǎn)煤礦和國有地方煤礦中煤炭自燃火災(zāi)次數(shù)占礦井火災(zāi)總次數(shù)的94%，可見煤炭自燃發(fā)火是煤礦火災(zāi)的主要原因。而自燃發(fā)火中尤以采空區(qū)煤自燃火災(zāi)最為突出，約占自燃火災(zāi)總次數(shù)的60%以上。我國每年因煤炭自燃發(fā)火造成的損失在50億元以上，使上千萬噸資源無法開采，僅我國北方煤田累計已燒毀煤炭達(dá)42億噸以上，對我國煤礦的安全高效發(fā)展十分不利[3-4]。

蔣家河煤礦ZF1406工作面煤層自燃發(fā)火期較短，易自然，在正?；夭杉巴２沙芳芷陂g需對煤層自燃發(fā)火采取措施，保證煤礦安全生產(chǎn)，該文針對該工作面為防止自燃發(fā)火而采取的措施進(jìn)行了討論。

1 工作面概況

ZF1406工作面位于4#煤層，工作面埋深約496～524 m，自然發(fā)火期為3～5個月。工作面巷道布置為“一進(jìn)一回”U型布置。工作面采用綜合機(jī)械化放頂煤采煤法開采，全部垮落法管理頂板，巷道和工作面不留底煤回采。

ZF1406工作面在正?；夭删嗤２删€約450 m處時，檢測到工作面回風(fēng)隅角CO超限，最高時超過200 ppm，同時工作面瓦斯抽放管內(nèi)也檢測到CO超限，在工作面近回風(fēng)隅角端支架后部亦查出了CO超限，所以對工作面及采空區(qū)及時采取防滅火措施非常必要。

2 綜合防滅火措施

2.1 注氮

ZF1406工作面采用JXZD-600移動式注氮設(shè)備，采用Φ133mm管路連接距工作面100 m位置，然后連接兩趟3寸白塑料管埋入采空區(qū)，兩條管口錯距30 m，安設(shè)閥門，每條塑料管路埋深50 m時將其截開，兩條注氮管路交替前移給采空區(qū)注氮。采空區(qū)每天注氮不少于21 h，注氮量不少于3 485 m?，氮?dú)鉂舛冗_(dá)到97%以上。

2.2 黃泥灌漿

灌漿管路從運(yùn)輸順槽埋入采空區(qū)，隨工作面回采推進(jìn)，灌漿管路埋入采空區(qū)50 m時截開重新埋入。灌漿材料選用黃土，每天向采空區(qū)灌漿4 h，泥漿濃度水土比為3∶1。

2.3 灌注三相泡沫

利用ZF1406工作面運(yùn)輸順槽灌漿管路給工作面采空區(qū)灌注三相泡沫。

2.4 端頭封堵

每天8點(diǎn)班在工作面上、下隅角壓設(shè)土袋墻，并用艾格勞尼進(jìn)行封堵，減少采空區(qū)漏風(fēng)。工作面上隅角及采空區(qū)邊緣，每10 d必須進(jìn)行1次全面噴封。

3 監(jiān)測措施

3.1 CO及溫度監(jiān)測

ZF1406回風(fēng)順槽距巷口15 m位置安設(shè)一個CO傳感器和一個溫度傳感器，以監(jiān)測工作面CO和溫度變化情況。

3.2 束管監(jiān)測

（1）束管分別掛設(shè)在兩順槽內(nèi)，運(yùn)輸順槽掛設(shè)兩根束管，回風(fēng)順槽掛設(shè)三根束管。

（2）運(yùn)輸順槽束管一條終端布置在前刮板機(jī)機(jī)頭位置處，待埋入采空區(qū)40 m時截開，重新埋入采空區(qū)，保持一深一淺兩根束管。

（3）回風(fēng)順槽一條束管終端和工作面副角甲烷傳感器位置一致，一條埋入采空區(qū)40 m時截開，一條埋入采空區(qū)60 m時截開，隨著工作面推進(jìn)重新埋入采空區(qū)。

4 工作面撤架期間滅火措施

4.1 停采前采空區(qū)自燃防治

（1）工作面進(jìn)回風(fēng)巷布設(shè)束管測點(diǎn)。采空區(qū)距停采線進(jìn)風(fēng)側(cè)：120 m、70 m、35 m；回風(fēng)側(cè)：100 m、70 m、50 m、30 m、10 m、0 m（上隅角）預(yù)埋束管測點(diǎn)。并采取措施保護(hù)，以加強(qiáng)末采和撤架期間工作面采空區(qū)浮煤自燃的監(jiān)測和早期預(yù)報。同時，分析和監(jiān)測上隅角瓦斯抽放系統(tǒng)中CO的濃度和氧氣濃度。

束管在鋪設(shè)過程中應(yīng)使用2寸鋼管作為保護(hù)套管，為了便于區(qū)分不同的測點(diǎn)，應(yīng)使用不同顏色或編號的束管，直徑8 mm，束管端頭應(yīng)使用過濾式探頭。每根束管負(fù)責(zé)一個測點(diǎn)的氣樣，為了防止采空區(qū)積水堵塞束管，每個探頭抬高1.5 m以上。同時在探頭外用留有孔的鐵箱罩住，以防擠壓，具體見圖1和圖2。

（2）采空區(qū)注氮。采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)距停采線50 m，25 m預(yù)埋注氮管。

（3）采空區(qū)灌漿。采空區(qū)回風(fēng)側(cè)距停采線60 m，40 m，20 m預(yù)埋注漿管，并采取措施保護(hù)管路。進(jìn)風(fēng)巷距停采線30 m預(yù)埋注漿管。

（4）采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)距停采線70 m，40 m，15 m分別注MCJ12高分子膠體，形成一道沿走向3～5 m，傾向10～15 m，高約3 m的隔離墻，如圖3所示。每道膠體墻用膠量為50～150 m3左右，共用膠量為150～450 m?。

（5）采空區(qū)回風(fēng)側(cè)距停采線50 m，30 m，10 m采用沙袋或粉煤灰袋形成2～3 m的隔離墻，并在墻內(nèi)注高分子膠體，形成一道沿走向3～5 m，傾向10～15 m，高約3 m的隔離墻，如圖3。每道膠體墻用膠量為50～150 m?左右，共用膠量為150～450 m?。

在采取以上措施期間采空區(qū)內(nèi)3.5 m的CO含量的每日統(tǒng)計情況見圖4。從圖4中可以發(fā)現(xiàn)從11月30日至12月15日間CO含量較低，日增加量較小，但從12月16日起日增加量明顯增加，直至19日達(dá)到峰值260 ppm，后逐漸減小。在1月17日又出現(xiàn)一次峰值后CO量才持續(xù)減少至最小值點(diǎn)，1月27日8點(diǎn)班測得的含量為20 ppm。說明此期間采取的綜合防滅火措施有效地減少了采空區(qū)CO的積蓄，利于采空區(qū)防滅火。

4.2 工作面停采撤架防火

（1）工作面停采撤架期間，在確保瓦斯不超限的情況下，盡量減小工作面配風(fēng)量。

（2）停采前架后用風(fēng)筒布包裹，減少采空區(qū)漏風(fēng)氧化。

（3）停采時正負(fù)巷隅角和架后漏風(fēng)點(diǎn)用泡沫材料進(jìn)行噴涂封堵，減少采空區(qū)漏風(fēng)。

（4）工作面停采時，除做好相關(guān)的防火工作，還需沿工作面每隔20 m向支架后部施工鉆孔，壓注高分子膠體，建立膠體隔離墻，對工作面架后遺煤進(jìn)行處理，防止撤架期間發(fā)生氧化自燃。

建立傾向10～15 m，高約3 m，走向5～8 m的膠體隔離墻，每道膠體墻用膠量為100 m?左右，上、下端頭各增加兩個鉆孔，間距5～8 m，總鉆孔數(shù)約12個，共用膠量約1 200 m3。

5 結(jié)語

（1）對ZF1406工作面在正?；夭善陂g，通過布置管路向采空區(qū)內(nèi)注氮、黃泥灌漿、灌注三相泡沫及在上、下隅角進(jìn)行封堵等多個措施進(jìn)行防滅火處理。

（2）工作面內(nèi)進(jìn)行了CO、溫度和束管監(jiān)測。在ZF1406回風(fēng)順槽內(nèi)安設(shè)CO傳感器和溫度傳感器，以監(jiān)測工作面CO和溫度變化情況。在運(yùn)輸順槽掛設(shè)兩根束管，回風(fēng)順槽掛設(shè)3根束管。

（3）工作面撤架期間進(jìn)行了埋設(shè)束管、注氮、灌漿、泡沫封堵等多個防自燃措施。

（4）對CO的觀測結(jié)果表明，在撤架和尾采期間采取的綜合防滅火措施較有效地減少了采空區(qū)CO的積蓄，利于采空區(qū)防滅火。

參考文獻(xiàn)

[1] 余明高.我國煤礦防滅火技術(shù)的最新發(fā)展及應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2000（1）：25-27，61.

[2] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.國有煤礦安全生產(chǎn)狀況調(diào)查與預(yù)測研究[R].北京：中國煤炭工業(yè)發(fā)展研究咨詢中心，2004.

[3] 張盛祥.煤礦煤層自然發(fā)火原因分析及防治措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（7）：79.

[4] 管海晏，馮·亨特侖，譚永杰，等.中國北方煤田自燃環(huán)境調(diào)查與研究[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1998.