韓國鋒 秦 鵬 孔 雷

（山東省天安礦業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 曲阜 273100）

1 概述

星村煤礦3煤層為自燃煤層，實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期為24d。山東鼎安檢測技術(shù)有限公司《3采區(qū)3煤層瓦斯基本參數(shù)測定報(bào)告》：標(biāo)高在-1101.1～-1189.4m的瓦斯壓力為0.258～0.307MPa，瓦斯含量為1.695～2.0486m3/t，煤樣堅(jiān)固性系數(shù)f值為0.86～1.13，煤樣瓦斯放散初速度△P為4～6mmHg，工作面回采期間瓦斯涌出量較大。由于春節(jié)放假15d，停工時(shí)工作面回采至400m位置（CX10標(biāo)高：-1077.9m），工作面處于仰采狀態(tài)，運(yùn)順750m（CX7標(biāo)高：-1073.7）,落差6.2m。春節(jié)放假期間長期停工加劇了工作面自然發(fā)火及瓦斯隱患。

2 防火防瓦斯技術(shù)研究

2.1 工作面均壓封閉

（1）封閉前停止板閉內(nèi)的供電、供風(fēng)、供液等，所有導(dǎo)電體在密閉處斷開；在兩順槽防火門內(nèi)鋪設(shè)一路束管，并引至運(yùn)煤巷外新鮮風(fēng)流中。

（2）同步施工軌順、運(yùn)順板閉，現(xiàn)場風(fēng)量不足時(shí)，開啟風(fēng)機(jī)。運(yùn)順施工板閉時(shí)，皮帶、皮帶架腿、單軌吊梁不再斷開，運(yùn)順封閉時(shí)利用黃土將皮帶及皮帶四周掩埋壓實(shí)。

（3）板閉施工完成后，對兩順板閉噴涂處理減少漏風(fēng)。

（4）打開3311運(yùn)煤聯(lián)絡(luò)巷的兩道風(fēng)門，減少封閉區(qū)風(fēng)量，調(diào)整均壓。

（5）在軌順板閉外安裝甲烷傳感器、氧氣傳感器，運(yùn)順板閉外安裝甲烷傳感器、氧氣傳感器、一氧化碳傳感器，傳感器距離板閉距離不大于5m。

（6）全部工作完成后，停止局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，在兩順不大于5m的位置設(shè)置柵欄網(wǎng)，嚴(yán)禁人員入內(nèi)。

2.2 封閉前后防火防瓦斯措施

（1）封閉前縮短兩順槽注氮注漿管路間距，兩端頭隔離墻間距調(diào)整為不大于10m。

（2）封閉前周注漿量不低于500m3，停工前3d停止注漿。周一至周六取樣分析。

（3）封閉前距停工線約30m時(shí)，選取管路合適位置對兩順采空區(qū)各壓注一次阻化泡沫，稀釋采空區(qū)瓦斯含量、抑制煤炭自燃；停工前3d，利用軌順采空區(qū)注漿管路向采空區(qū)注氮?dú)?，兩順采空區(qū)再次壓注一次阻化泡沫。

圖1 工作面封閉及束管監(jiān)測點(diǎn)示意圖

（4）封閉前，軌順采空區(qū)注漿管（進(jìn)入采空區(qū)大于40m）及工作面煤壁外5m的位置設(shè)注氮管、運(yùn)順溜頭位置設(shè)一路注氮管，封閉前分別與注漿、注氮管連接，封閉后向封閉區(qū)域注氮處理。

（5）封閉前兩順隅角位置及采空區(qū)內(nèi)的束管引至兩順運(yùn)煤巷外新鮮風(fēng)流中，工作面封閉期間對采空區(qū)氣體采樣分析。

（6）封閉后利用預(yù)埋的注漿管路向封閉區(qū)域注氮?dú)?，?jì)算注氮量32130m3。待檢測分析封閉區(qū)或密閉外氧氣濃度小于5%，注氮流量調(diào)整200～300m3/h，并根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整注氮出口或注氮時(shí)間。

（7）封閉后在軌順板閉外或運(yùn)煤聯(lián)絡(luò)巷準(zhǔn)備不少于50袋的噴涂料，作為備用防火材料。

（8）封閉后每班檢測工作面兩順板閉外氣體，束管監(jiān)測工至少每2d對兩順束管取樣分析一次，根據(jù)工作面氣體分析調(diào)整采樣分析頻次。

2.3 效果檢驗(yàn)

（1）從圖2可以看出改變氮?dú)獬隹诤罄飩?cè)檢測點(diǎn)氧氣變化較明顯，軌順工作面及采空區(qū)出口對比不明顯；停止注氮前后氣體對比，各檢測點(diǎn)氧氣變化不大。說明注氮出口能改變采空區(qū)氣體分布；注氮后封閉區(qū)壓力高于外側(cè)、漏風(fēng)較小時(shí)氣體相對穩(wěn)定。

（2）從封閉區(qū)氣體變化分析，封閉效果較好，氧氣濃度較低，甲烷濃度較高，一氧化碳濃度呈下降趨勢且數(shù)值較小，未檢測到乙烯，無自然發(fā)火隱患；存在甲烷濃度大于3%、氧氣大于7%的現(xiàn)象，說明存在瓦斯隱患。

圖2 不同注氮出口各檢測點(diǎn)氧氣變化

3 結(jié)論

（1）對于長期停工綜放工作面來說，控制自然發(fā)火隱患，均壓封閉是可行的、有效的。

（2）當(dāng)綜放工作面存在自然發(fā)火和瓦斯雙重隱患時(shí)，注氮抑制煤體自燃及置換瓦斯是必要的。

（3）均壓封閉工作面后要加強(qiáng)氣體檢測分析，及時(shí)對封閉區(qū)內(nèi)防火措施進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到合理經(jīng)濟(jì)的防治效果。