馬文斌，喬志剛（山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限公司 杜兒坪礦，太原 030000）

均壓防滅火技術(shù)在杜兒坪礦的應(yīng)用

馬文斌，喬志剛
（山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限公司 杜兒坪礦，太原 030000）

杜兒坪礦63316工作面上面煤層已經(jīng)采完，經(jīng)監(jiān)測(cè)，63310采空區(qū)發(fā)現(xiàn)有火源潛在威脅，經(jīng)認(rèn)真分析、監(jiān)測(cè)，決定對(duì)該采空區(qū)實(shí)行均壓與注氮相結(jié)合的滅火措施，有效地控制了火勢(shì)的發(fā)展，為63316工作面的順利推進(jìn)提供了保證。

自燃；均壓；監(jiān)測(cè)；注氮

1　63310工作面概況

63310工作面位于北三盤區(qū)，北鄰北三2號(hào)煤軌道巷，南鄰63312工作面（已采），西鄰北三3號(hào)煤軌道巷，東鄰62310后部回風(fēng)巷，上部為62310 和62312工作面采空區(qū)，托夾石層間距為4.6 m~ 8.6 m，平均5.9 m，挑夾石層間距為3.5 m~7.5 m，平均4.8 m，工作面平均煤厚2.5 m，走向長(zhǎng)1 000 m，工作面長(zhǎng)256 m。根據(jù)工作面回采過(guò)程中瓦斯涌出量統(tǒng)計(jì)，絕對(duì)瓦斯涌出量平均為5.8 m3/min，其中風(fēng)排絕對(duì)瓦斯涌出量平均為3.4 m3/min，抽采絕對(duì)瓦斯量為2.4 m3/min。煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，爆炸指數(shù)為15.74%，2號(hào)和3號(hào)煤層自燃發(fā)火等級(jí)均為Ⅲ級(jí)，自燃傾向性為不易自燃煤層,63310工作面通風(fēng)瓦斯情況，如表1所示。

表1　63310工作面通風(fēng)瓦斯情況

收稿日期：2015-11-16

作者簡(jiǎn)介：馬文斌（1986-），男，山西浮山人，大學(xué)本科，助理工程師，從事煤礦安全與管理工作。

2　開采進(jìn)展及防滅火措施

63310工作面于2012年2月5日開始回采，在回采過(guò)程中頂板管理難度大，多次發(fā)生冒頂、漏頂，2012年6月至12月推進(jìn)速度最慢，平均每月推進(jìn)30 m~40 m，2012年9月30日97號(hào)-116號(hào)支架30 m巷道大冒頂，全月推進(jìn)13 m，冒頂期間開始注化學(xué)加固劑，累計(jì)注入480 t，注化學(xué)加固劑推進(jìn)長(zhǎng)度為680 m~600 m；2013年7月24日開始收尾，8月7日停采，累計(jì)開采時(shí)間18個(gè)月；撤架時(shí)間為8月12日至10月9日，撤架結(jié)束后10月10日甲班通風(fēng)區(qū)構(gòu)筑臨時(shí)密閉對(duì)采空區(qū)進(jìn)行了封閉，10月15日完成永久封閉。

2013年9月2日發(fā)現(xiàn)北三盤區(qū)后部通中部風(fēng)井密閉內(nèi)CO濃度達(dá)到28 ppm，盡管通過(guò)構(gòu)筑4道風(fēng)門降低了密閉負(fù)壓，并采取了封堵63310采空區(qū)泄水孔蓄水等措施，但撤架期間CO濃度仍不斷增大；礦加快撤架速度，每天礦要求至少撤出6道支架，10月10日甲班封閉63310采空區(qū)后，北一總回密閉內(nèi)CO濃度由10月8日的919 ppm逐步降低到10月14日的366 ppm，北三盤區(qū)后部通中部風(fēng)井密閉由10月8日CO濃度566 ppm逐步降低到10月14日的181 ppm，但到了10月16日CO濃度突然急劇增大，北一總回密閉內(nèi)CO濃度達(dá)到7 300 ppm，乙烯濃度達(dá)到26 ppm，判斷63310采空區(qū)已經(jīng)由自熱期進(jìn)入到燃燒期。因63310采空區(qū)已經(jīng)封閉，故決定采用均壓的方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，以減少采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)，從而達(dá)到滅火的目的。

針對(duì)杜兒坪礦63310采空區(qū)CO超標(biāo)現(xiàn)象，故對(duì)該采空區(qū)實(shí)行以注氮滅火為主，以均壓和堵漏技術(shù)為輔的綜合滅火措施。

3　火區(qū)位置及漏風(fēng)點(diǎn)

經(jīng)分析，火區(qū)位置確定為63310后部。漏風(fēng)點(diǎn)為中部井北三總回通巖石軌道下山永久閉，中部井北三總回通巖石通風(fēng)下山永久閉，北一下組總回通2號(hào)天井永久閉，北一總回通巖石通風(fēng)下山永久閉，北一總回通北五軌道斜坡閉，1號(hào)風(fēng)眼（預(yù)抽巷斜坡側(cè)），5號(hào)煤倉(cāng)底抽巷，2號(hào)風(fēng)眼（中間），3號(hào)風(fēng)眼（南北總尾巷側(cè)），為了減少采空區(qū)后部漏風(fēng)，特對(duì)其采空區(qū)實(shí)行均壓技術(shù)。

4　均壓防滅火技術(shù)原理

均壓滅火的實(shí)質(zhì)是利用風(fēng)機(jī)、風(fēng)壓、風(fēng)窗、調(diào)節(jié)和聯(lián)通管等調(diào)壓設(shè)施來(lái)改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，降低采空區(qū)漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制封閉火區(qū)的火勢(shì)發(fā)展，惰化火區(qū)或達(dá)到滅火的效果[1]。

為配合均壓防滅火，首先對(duì)與火區(qū)相關(guān)的23道永久設(shè)施進(jìn)行編號(hào)管理并進(jìn)行了封堵，包括18個(gè)防火密閉進(jìn)行了加固噴漿，其中10號(hào)、21號(hào)密閉重新構(gòu)筑；3個(gè)風(fēng)眼（20號(hào)、22號(hào)、23號(hào)）密排方木鋪雙層風(fēng)筒布蓋水泥砂漿；對(duì)北一大巷2號(hào)天井采取創(chuàng)新性封堵措施，換裝焊接2寸管的天井堵片，先注干料到斗子內(nèi)部，再注水凝固，徹底封閉了經(jīng)煤斗子、天井的漏風(fēng)通道；由于北三二變還需繼續(xù)使用，將6號(hào)密閉改造為調(diào)壓氣室密閉，確保了北三二變CO不超限。

其次繪制了63310火區(qū)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖并調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)注氮泵的氮?dú)鈮毫驼{(diào)壓確保23道永久設(shè)施24 h出風(fēng)，沒有氧氣進(jìn)入。

1)構(gòu)筑巖石通風(fēng)下山同北三總回風(fēng)門，敞開巖石通風(fēng)下山兩道永久風(fēng)門門扇，通過(guò)四道風(fēng)門調(diào)節(jié)板調(diào)壓，保證1號(hào)、2號(hào)永久密閉內(nèi)外壓差在400 Pa以上保持出風(fēng)的同時(shí)將通道一和通道二漏風(fēng)控制到最低程度，見圖1。

圖1　均壓前后通風(fēng)系統(tǒng)圖

2）為提高18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、21號(hào)、22號(hào)、23號(hào)永久設(shè)施的空氣靜壓，降低通道一漏風(fēng)量，對(duì)北石溝回風(fēng)井和中部回風(fēng)井的分風(fēng)地點(diǎn)調(diào)整，將兩風(fēng)井分風(fēng)點(diǎn)從北三二變風(fēng)眼調(diào)整到高抽準(zhǔn)備巷與北一總回回風(fēng)斜坡聯(lián)絡(luò)巷，降低了進(jìn)風(fēng)阻力，見圖2。

圖2　改風(fēng)前后通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3）通風(fēng)一隊(duì)負(fù)責(zé)6號(hào)閉北三二變前均壓氣室壓力調(diào)節(jié)，任何人不得隨意調(diào)整或關(guān)閉均壓氣室壓風(fēng)閥門，氣室壓力應(yīng)保持均壓氣室前一氧化碳不超過(guò)24 ppm為準(zhǔn)，且不得無(wú)一氧化碳，以防止氣室壓力過(guò)大，造成空氣進(jìn)入密閉內(nèi)。

4）68304高抽巷系統(tǒng)抽采裂隙帶通過(guò)3號(hào)煤采空區(qū)、集中軌道/皮帶巷與火區(qū)聯(lián)通，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整負(fù)壓，發(fā)現(xiàn)CO的鉆孔暫時(shí)關(guān)閉或調(diào)小抽采負(fù)壓，保證不抽或少抽含CO的采空區(qū)氣體。

5）均壓前后防火閉前空氣靜壓，如表2所示。

表2　均壓前后火區(qū)密閉靜壓變化表

6）為降低9號(hào)閉63310回風(fēng)巷密閉負(fù)壓，將63316回風(fēng)永久風(fēng)門位置從集中軌道巷調(diào)整到63316順槽，降低了63310回風(fēng)巷漏風(fēng)通道風(fēng)壓，見圖3。

杜兒坪礦對(duì)63310采空區(qū)實(shí)行的均壓通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程比較簡(jiǎn)單，均壓系統(tǒng)減少了其后部采空區(qū)的漏風(fēng)，降低了遺煤自燃的基本條件，短時(shí)間調(diào)高其回風(fēng)巷的壓力也多次將有害氣體降低到一定程度以下，作為防滅火系統(tǒng)的補(bǔ)充措施對(duì)更進(jìn)一步的滅火提供了基本的保證。

氮?dú)饩哂凶枞?、抗爆的特性，所以一般采用注氮?lái)進(jìn)行滅火，經(jīng)分析，決定在卑北五一斜坡打鉆孔注氮，截止到2015年7月份，采空區(qū)累計(jì)注氮1 000萬(wàn)m3,經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)都正常，溫度恢復(fù)到原來(lái)的溫度，并保持一個(gè)月以上，這證明了杜兒坪礦均壓與注氮防滅火措施的完美成功。

5　結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)杜兒坪礦的防滅火經(jīng)驗(yàn),采用均壓和注氮相結(jié)合的防滅火技術(shù)是行之有效的,而且均壓實(shí)施過(guò)程也非常簡(jiǎn)單，實(shí)用性比較強(qiáng)，作為一個(gè)輔助滅火技術(shù)，具有良好的效果。特別是在杜兒坪煤礦63310采空區(qū)遺煤自燃，而采空區(qū)已經(jīng)封閉的情況下，采用提高回風(fēng)巷的壓力的均壓防滅火來(lái)減少采空區(qū)的漏風(fēng)是行之有效的，為進(jìn)一步的滅火奠定了基礎(chǔ)。

圖3　9號(hào)閉均壓前后通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

杜兒坪煤礦在63310采空區(qū)實(shí)行了均壓通風(fēng)防滅火技術(shù),有效地減少了采空區(qū)的漏風(fēng)，遏制了采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃的基礎(chǔ)條件，杜兒坪礦對(duì)該方法的應(yīng)用也為采空區(qū)防滅火提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]李勇，楊登武.均壓防滅火技術(shù)在堿溝煤礦首分層綜采工作面的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2007（8）:129-130.

（編輯：武曉平）

Application of Balanced Pressure Fire Prevention and Control Technology in Duerping Mine

MA Wenbin，QIAO Zhigang
（Duerping Mine,Xishan Coal&Electricity Group，Shanxi Coking Coal Group 030000，China）

The upper seam of No.63316 working face has been mined out in Duerping Mine,potential menace of fire was found in the No.63310 mined-out area.By analysis and monitoring,it has been decided to combine balanced pressure with nitrogen injection to control the fire,which could guarantee the smooth advancing of the No.63316 working face.

spontaneous combustion；balanced pressure；monitoring；nitrogen injection

TD75

A

1672-5050（2016）02-0054-04

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.017

2015-11-16

馬文斌（1986-），男，山西浮山人，大學(xué)本科，助理工程師，從事煤礦安全與管理工作。