王強 劉正超 羅虎

摘 要：近年來煤礦在推廣應(yīng)用沿空切頂留巷采煤工藝，該工藝有效緩解了采掘接替緊張的局面，多回收了煤炭資源。但該工藝不留煤柱開采，采空區(qū)處于“敞口”狀態(tài)，在Y型通風(fēng)條件下，采空區(qū)漏風(fēng)范圍及強度大大增加，不利于采空區(qū)自然發(fā)火管理，因此大大制約了該工藝的應(yīng)用范圍。我礦7135工作面采用該工藝回采，71煤為自然煤層，因此工作面回采期間采空區(qū)的防滅火管理是重點和難點。

關(guān)鍵詞：切頂留巷；Y型通風(fēng)；漏風(fēng)；自然發(fā)火

Abstract：In recent years，coal mining technology is widely used in coal mines，which can effectively relieve the shortage of coal mining and recover more coal resources.However，this technology does not leave coal pillar mining，and the goaf is in an “open” state.Under the y-type ventilation condition，the scope and intensity of air leakage in the goaf are greatly increased，which is not conducive to the goaf spontaneous combustion management，so it greatly restricts the application scope of this technology.Mine 7135 working face adopts this technology mining，71 coal is natural coal seam，so the goaf fire prevention and management during the working face mining is the key and difficult point.

Key words：Cut top lane；Y - type ventilation；Air leakage；Spontaneous combustion

1概況

祁東煤礦7135工作面是安徽省首個在自然發(fā)火礦井采用沿空切頂留巷工藝的采煤工作面。該工作面位于礦井井田東翼一水平三采區(qū)，沿走向布置，機巷毗鄰7137采空區(qū)留設(shè)7m煤柱。工作面平均傾向?qū)?85m（平距），走向長約1688m，工作面采用Y型通風(fēng)方式，回采的71煤為自然煤層，最短自然發(fā)火期97天。

2 采空區(qū)自然發(fā)火治理技術(shù)

2.1 采空區(qū)自然發(fā)火隱患分析

煤自燃三要素為：煤自身有自燃傾向性、有持續(xù)供氧條件、有呈破碎堆積狀態(tài)下的煤。

（1）工作面回采的71煤為Ⅱ類自燃煤層，最短自然發(fā)火期為96天；

（2）工作面風(fēng)巷無煤柱開采，Y型通風(fēng)條件下，采空區(qū)漏風(fēng)強度及漏風(fēng)范圍大，有持續(xù)供氧條件；

（3）進(jìn)風(fēng)側(cè)沿空7m煤柱在回采后受采動壓力影響進(jìn)入采空區(qū)、工作面在初采線、過斷層范圍及收作線留有遺煤。

綜上，工作面采空區(qū)存在自然發(fā)火風(fēng)險。

2.2 留巷側(cè)采空區(qū)漏風(fēng)強度及范圍觀測

為研究采空區(qū)漏風(fēng)規(guī)律在7135工作面布置7個測風(fēng)點，分別為風(fēng)機巷進(jìn)風(fēng)各一個，工作面回風(fēng)隅角往留巷方向30m開始每隔100m布置一個、回風(fēng)巷布置一個，其中1#、2#、3#點隨著工作面向前推進(jìn)位置隨之改變，其余各點固定。通過觀測分析，采空區(qū)漏風(fēng)量范圍為380 m3/min -415m3/min之間，留巷側(cè)采空區(qū)漏風(fēng)范圍為工作面上出口往留巷方向0-330m，其中漏風(fēng)強度最大的范圍為230-330m之間。

2.3 采空區(qū)危險區(qū)域劃分

通過工作面每天搜集的素描圖繪制工作面回采期間采空區(qū)遺煤范圍圖，并標(biāo)注遺煤厚度，采空區(qū)存在遺煤大于0.3m的區(qū)域及工作面初采線、F7斷層區(qū)域、停采線劃分為防火危險區(qū)。

2.4 綜合防滅火治理技術(shù)

通過分析采空區(qū)自然發(fā)火隱患及采空區(qū)自然發(fā)火危險區(qū)域的劃分，選擇以堵漏風(fēng)、灌漿及灌注化學(xué)材料為主，人工檢查、在線監(jiān)測和色譜分析三位一體的預(yù)測預(yù)報手段為輔的綜合防滅火治理技術(shù)，具體實施如下：

1.堵漏風(fēng)技術(shù)

（1）沿空側(cè)煤柱注漿堵漏：工作面回采前，對機巷沿空煤柱每隔10m施工一個注漿孔，采取注漿加固堵漏措施。

（2）進(jìn)風(fēng)側(cè)封閉墻噴注漿堵漏：對鄰近7137采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)即7137機巷封閉墻墻面及頂?shù)讕蛧鷰r進(jìn)行噴注漿加固。

（3）封閉東翼1#抽采巷：因工作面距離下部底抽巷距離為10-15m，受采動影響，東翼1#底抽巷1#聯(lián)巷產(chǎn)生裂隙與采空區(qū)溝通，對該巷道進(jìn)行封閉，隔離漏風(fēng)通道。

（4）優(yōu)化工作面通風(fēng)系統(tǒng)

合理調(diào)配工作面風(fēng)量，工作面回采期間，通過在留巷側(cè)布置測風(fēng)點，觀測不同風(fēng)量下采空區(qū)漏風(fēng)強度及范圍，最終將工作面總風(fēng)量控制在1500m3/min左右，其中機巷1100m3/min左右，風(fēng)巷400m3/min左右。

2.采空區(qū)灌漿技術(shù)

采用地面東風(fēng)井固定式灌漿站集中灌漿。工作面風(fēng)巷布置一趟灌漿管路，風(fēng)巷留巷側(cè)采用Ф50鋼管自切眼開始每隔30m布置一個灌漿孔，灌漿孔外露200mm，布置完畢后用悶蓋悶死，灌漿時利用鋼編軟管將風(fēng)巷灌漿管路與灌漿孔連接并加設(shè)閘閥進(jìn)行灌漿。

3.灌注史達(dá)夫技術(shù)

利用巷道層位關(guān)系，在三采區(qū)東翼2#抽采巷施工防火措施孔（見附圖4），鉆孔沿工作面傾向布置，位于工作面采空區(qū)上風(fēng)側(cè)，每組16個鉆孔，共計施工4組，利用該孔向采空區(qū)灌注史達(dá)夫，形成采空區(qū)隔離條帶，累計灌注量59.5t。

2.5.預(yù)測預(yù)報

（1）鄰近采空區(qū)：鄰近7137、7133采空區(qū)沿空側(cè)布置防火觀測點，定期人工檢查、取樣分析。

（2）工作面：回風(fēng)隅角、支架架襠、留巷側(cè)采空區(qū)設(shè)置防火觀測點，定期人工檢查、取樣分析。其中留巷側(cè)防火觀測點每60m布置一個。

（3）底抽巷：施工防火措施鉆孔兼做措施鉆孔，定期人工檢查、取樣分析。

3 應(yīng)用效果

由于對新工藝、新技術(shù)條件下采空區(qū)的防滅火治理經(jīng)驗不足，在工作面回采初期，采空區(qū)出現(xiàn)乙烯，通過認(rèn)真分析并對異常區(qū)域采取以上綜合防滅火措施，最終將異常消除；F7斷層附近采空區(qū)CO最大達(dá)到107ppm，通過采取連續(xù)灌漿及灌注史達(dá)夫等措施，CO濃度控制在10ppm以內(nèi)。目前工作面已回采結(jié)束進(jìn)入收作階段，采空區(qū)未發(fā)現(xiàn)防火氣體指標(biāo)異常。具體效果如下：

1、留巷側(cè)采空區(qū)觀測點

選擇里段1#和7#點為考察對象，其中1#點為開切眼位置，7#點為DF7斷層位置。工作面兩個危險區(qū)域沿空側(cè)CO濃度均控制在15ppm以下，目前已穩(wěn)定在0-5ppm之間。

2、底抽巷防火觀測點

工作面過DF7斷層范圍CO最大達(dá)到107ppm，通過采取留巷灌漿、底抽巷灌注史達(dá)夫等綜合防滅火措施，CO濃度得到有效控制，目前CO均為0。

4 推廣應(yīng)用

7135工作面沿空切頂留巷技術(shù)為安徽省首個在煤與瓦斯突出礦井及自然發(fā)火礦井使用的工作面，工作面的安全順利回采推廣了該技術(shù)的應(yīng)用范圍，為今后該技術(shù)的使用提供了可靠的實踐經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]王德明.礦井火災(zāi)學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2]王省身，張國樞.礦井火災(zāi)防治[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1990.

作者簡介：

王強，1984年5月出生，安徽淮北人，男，技術(shù)員職稱，從事一通三防技術(shù)及管理工作，現(xiàn)為祁東煤礦通防科科長。