摘 要:建了均壓—無機固化泡沫聯(lián)動堵漏聯(lián)動控風、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮氣目標惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術體系,該技術體系在棗莊礦業(yè)集團新安煤礦3402工作面進行了應用。
關鍵詞:地溫;空氣濕度;煤自燃;采空區(qū)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.066
0 前言
目前棗莊礦區(qū)開采深度較深,具有通風距離長、地溫高、空氣濕度大的復雜開采條件,也就導致煤層自然發(fā)火嚴重。自2001年至今的16年開采過程中,發(fā)生了49起煤自燃事故,對礦井的安全生產(chǎn)有著嚴重的威脅,并造成了重大的損失。
為此,本文針對棗莊礦區(qū)復雜易自燃的開采條件,在充分總結以往防滅火經(jīng)驗和成功的基礎上,構建了均壓—無機固化泡沫聯(lián)動堵漏聯(lián)動控風、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮氣目標惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術體系。
1 工作面概況
3402綜放工作面位于34采區(qū)南翼,隨著綜放面的推進,由于采動影響造成隔離小煤柱應力集中,導致了3402與3406綜放面之間的隔離小煤柱被壓酥,采空區(qū)局部連為一體,產(chǎn)生了漏風裂隙,形成大面積漏風通道。在3402工作面推進的過程中,上隅角一直有CO的存在,最高時達到712ppm,對工作面的安全生產(chǎn)有著嚴重的威脅。
2 “三位一體”防滅火技術現(xiàn)場應用
2.1 均壓—堵漏聯(lián)動控風防滅火技術應用
2.1.1 構筑調(diào)壓氣室
3402工作面于2016年10月停采,停采后,在材料道和運輸?shù)婪謩e構筑了密閉墻。但根據(jù)壓能測定,進回風密閉之間最大壓差為150Pa。
在采區(qū)進回風的風壓差的影響下,向采空區(qū)特別是向停采線部位的漏風比較大。為了消除這樣漏風,因此采用構筑調(diào)壓氣室[1]進行均壓治理。采取上述措施后,使進風和回風道密閉墻基本上處于同一風壓狀況下,消除了密閉墻兩側(cè)的風壓差。
2.1.2 無機固化泡沫堵漏隔氧
通過無機固化泡沫材料[2]對3402鄰近煤柱裂隙及回風隅角漏風裂隙進行灌注,封堵裂隙、隔絕氧氣,防止3402綜放面采空區(qū)遺煤發(fā)生自燃。無機固化泡沫原材料為:硅酸鹽水泥,粉煤灰、自制的發(fā)泡劑。
2.2 阻化泡沫凝膠防滅火材料現(xiàn)場應用
阻化泡沫凝膠[3]在防治一般性采空區(qū)煤炭自燃以及高冒區(qū)防滅火上效果非常顯著,并在新安煤礦成功地進行實施,減少了礦井火災事故的次數(shù),為礦井的安全生產(chǎn)提供了保障。
2.3 目標注氮防滅火技術現(xiàn)場應用
為防治回撤期間架后采空區(qū)遺煤自燃,采用氮氣對目標區(qū)域進行惰化[4]。具體實施方案如下。(1)快速鋪設注氮管路,進風道、回風道各鋪設一條主管路。(2)以16號架、17號架為中心,將工作面分為五個區(qū)間,每兩個區(qū)間相隔5m,由底向上45°打5個鉆孔,插入5根φ50mm,長6m鋼管,鋼管分別與兩道的注氮主管路連接。(3)開啟注氮機,保持注氮機正常連續(xù)運轉(zhuǎn),向架后空間連續(xù)大流量注氮(不低于2000m3/h)。
3 “三位一體”防滅火技術現(xiàn)場應用效果
對3402工作面應用均壓—無機固化泡沫聯(lián)動堵漏聯(lián)動控風、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮氣目標惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術體系后,觀測回風隅角處的CO濃度及架后空間的氮氣濃度,數(shù)據(jù)結果如圖1所示。
從圖中可以看出,實施 “三位一體”防滅火技術后,回風隅角CO濃度由605ppm下降到16ppm,架后空間的氮氣濃度達到90%以上,說明高溫火區(qū)已經(jīng)控制,取得了顯著的效果。
4 結論
在棗莊礦業(yè)集團新安煤礦應用均壓—無機固化泡沫聯(lián)動堵漏聯(lián)動控風、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮氣目標惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”防滅火技術,回風隅角CO濃度由605ppm下降到16ppm,架后空間的氮氣濃度達到90%以上,說明高溫火區(qū)已經(jīng)控制,取得了顯著的效果。
參考文獻:
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[4]秦波濤,魯義,殷少舉等.近距離煤層綜放面瓦斯與煤自燃復合災害防治技術研究[J].采礦與安全工程學報,2013.
作者簡介:王龍(1985-),男,山東棗莊人,本科,工程師,研究方向:礦井通風防滅火。