摘 要：為解決礦井長距離工作面過聯(lián)絡(luò)巷時面臨采空區(qū)內(nèi)遺煤及三角區(qū)內(nèi)破碎煤體氧化自燃問題，在采面過聯(lián)絡(luò)巷前、中提出采用強化監(jiān)測、采空區(qū)全區(qū)域注氮、采空區(qū)回風(fēng)巷側(cè)注三相泡沫、三角區(qū)破碎煤體注水降溫、高分子材料封堵漏風(fēng)通道等技術(shù)措施，在過聯(lián)絡(luò)巷期間上隅角、采空區(qū)內(nèi)CO濃度最高分別為34×10-6、41×10-6，三角區(qū)內(nèi)煤體溫度最高36℃，確?；夭晒ぷ髅孢^聯(lián)絡(luò)巷安全。

關(guān)鍵詞：易自燃層;長距離工作面;聯(lián)絡(luò)巷;防滅火技術(shù);安全監(jiān)測

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國主要煤炭產(chǎn)區(qū)中至少有130對礦井不同程度受到煤層自燃發(fā)火影響，成為制約礦井高產(chǎn)高效的一個重要問題。特別是礦井采用綜放開采時，采空區(qū)內(nèi)遺煤量較多，更容易引起遺煤自燃?，F(xiàn)在防自燃措施主要有噴灑阻燃劑，注漿、注惰性氣體、高分子材料以及三相泡沫，均壓滅火，充填堵漏以及自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報等技術(shù)。采面過聯(lián)絡(luò)巷時，頂板管理較為困難，采面推進速度有所減緩，增加采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃幾率。文中分析研究自燃煤層長距離工作面過聯(lián)絡(luò)巷期間采取防滅火技術(shù)措施。

1 工程概況

一礦81305采面開采15號層厚度3.98～7.68m，平均7.25m，傾角9～17°，頂、頂板均為泥巖，煤層具有自燃發(fā)火傾向性，發(fā)火期為45d。采面采用綜放開采方式，通風(fēng)方式為U型，設(shè)計通風(fēng)量為1204m3/min，實際風(fēng)量為1312m3/min。81305采面聯(lián)絡(luò)巷沿著煤層傾向布置，巷道兩端分別處于進風(fēng)巷、回風(fēng)巷開口670m、800m位置。由于層頂?shù)装鍘r性均為泥巖，為降低采面開采期間對聯(lián)絡(luò)巷影響，巷道支護采用錨索網(wǎng)+鋼筋梯聯(lián)合支護方式，并在聯(lián)絡(luò)巷與回采巷道開口圍巖處注入馬麗散，提升圍巖承載能力。

2 采面過聯(lián)絡(luò)巷期間遺煤自燃危險性分析

81305采面開采期間，由于頂板巖性為松軟泥巖，采空區(qū)頂板基本隨采隨冒，在一定長度上減少了采空區(qū)內(nèi)的漏風(fēng)量。采面過聯(lián)絡(luò)巷期間，受到聯(lián)絡(luò)巷強支護影響，頂板不容易垮落，造成采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量增加;15號層在采用壓力作用下，垂向及縱向裂隙較為發(fā)育，采面開采時煤壁片幫較嚴重，特別是當(dāng)回采面過聯(lián)絡(luò)巷時，聯(lián)絡(luò)巷周邊煤體在巷道開挖引起的應(yīng)力及采用動壓共同作用下，煤體裂隙進一步發(fā)育，極易在煤體內(nèi)部出現(xiàn)氧化升溫。特別是采面過聯(lián)絡(luò)巷時推進緩慢，易加劇氧化，面臨較大自燃防治壓力。

3 防滅火技術(shù)措施

3.1 調(diào)整通風(fēng)

為了確保采面在通過聯(lián)絡(luò)巷時通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，在采面距聯(lián)絡(luò)巷仍有30m距離時就在聯(lián)絡(luò)巷下口位置用草泥及板壁構(gòu)建1道風(fēng)障，風(fēng)障中間采用羅克休填充，從而提升風(fēng)障密閉及性強度，在風(fēng)障上預(yù)留調(diào)節(jié)風(fēng)窗。完成風(fēng)障構(gòu)造后，拆除聯(lián)絡(luò)巷進風(fēng)口原有的兩道風(fēng)門，在采面過聯(lián)絡(luò)巷期間確保聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)量在225m3/min。

3.2 自燃發(fā)火預(yù)報

81305采面在過聯(lián)絡(luò)巷期間自燃發(fā)火的關(guān)鍵位置是采空區(qū)，進、回風(fēng)巷隅角以及聯(lián)絡(luò)巷，為確保采面生產(chǎn)安全，采用以束管監(jiān)測為主，人工監(jiān)測為輔的自燃發(fā)火監(jiān)測系統(tǒng)。采空區(qū)內(nèi)束管布置：隨回采工作面推進，將1～3#束管采樣器依次埋入采空區(qū)內(nèi)，確保在回風(fēng)側(cè)采空區(qū)內(nèi)距離采面60m范圍有2個以上束管監(jiān)測點。聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)束管布置：回采工作面與聯(lián)絡(luò)巷相距20m時，在工作面進風(fēng)巷向聯(lián)絡(luò)巷采面幫間距60m布置2個束管監(jiān)測點。在聯(lián)絡(luò)巷與采面三角區(qū)內(nèi)布置3個測溫電阻（埋入深度1m以上）監(jiān)測溫度，見圖1布置。安全監(jiān)控：在采面回風(fēng)巷上隅角、距離切頂線10m內(nèi)以及采面與聯(lián)絡(luò)巷交匯點下風(fēng)口10m位置處安裝CO、CH4、O2及溫度傳感器。并在采面內(nèi)增設(shè)一個O2傳感器，監(jiān)測聯(lián)絡(luò)巷與采空區(qū)交匯處O2變化，防治采空區(qū)注入氮氣溢出造成安全事故。

3.3 全斷面注氮

由于15號層存在低溫氧化可能，為確保采面過聯(lián)絡(luò)巷期間安全，采用全斷面埋管方式24h不間斷進行注氮，流量控制在1200m3/h。從采面距離聯(lián)絡(luò)巷20m時開始布置注氮管路，在刮板機位置沿著煤層傾向鋪設(shè)直徑50mm注氮花管，并與鋪設(shè)在進風(fēng)巷內(nèi)的注氮管路連接。注氮管路埋入采空區(qū)20m后開始注氮，采面每推進20m布置一道氮氣幕，直至采面推進過聯(lián)絡(luò)巷20m以上。注入氮管路買入采空區(qū)超過80m時，可以停止注氮。

3.4 注入三相泡沫

在采面與聯(lián)絡(luò)巷相距10m時開始在從回風(fēng)巷沿煤層傾斜方向鋪設(shè)長度50m注漿管，注漿管前端6m為花管，尾部與回風(fēng)巷內(nèi)注漿管連接，采面每推進50m鋪設(shè)一道注漿管，具體三相泡沫注漿管路鋪設(shè)見圖2。隨著推進，注漿管埋入采空區(qū)40m時開始注入三相泡沫，每次注入量為90m3。注入時，發(fā)泡器與注入點間距應(yīng)控制在100m以內(nèi)，以便達到最佳防滅火效果。

3.5 煤柱注水

在采面過聯(lián)絡(luò)巷時，采面與煤柱間的三角區(qū)煤體裂隙發(fā)育，破碎后的煤體極易出現(xiàn)氧化升溫，加之采面過聯(lián)絡(luò)巷時推進速度緩慢。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)煤體內(nèi)溫度升高趨勢時，應(yīng)注水防滅火。注水鉆孔布置見圖3，開孔高度距離進風(fēng)巷底板1.2m，注水孔孔徑為75mm，采用馬麗散封孔，注水采用靜壓方式，每個注水孔注漿量為50m3。

3.6 高分子材料封堵

采面過聯(lián)絡(luò)巷，采面上端頭或者液壓支架后方聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)頂板冒落不充分，采面風(fēng)流通過裂隙向架后采空區(qū)漏風(fēng)。為避免漏風(fēng)，在聯(lián)絡(luò)巷頂板冒落不充分區(qū)域注入高分子材料進行封堵。①上隅角防漏風(fēng)封堵：若上隅角處懸頂高度及區(qū)域較小，可采用高分子材料充填;若較大時，采用吊掛風(fēng)筒布及砌筑沙袋強方式封堵;②聯(lián)絡(luò)巷與采面交匯處漏風(fēng)封堵：在聯(lián)絡(luò)巷與采面交匯處頂板冒落不充分，則成為采空區(qū)漏風(fēng)通道，該處范圍較小，因此，在支架尾梁與懸吊風(fēng)筒布，并采用高分子材料進行充填。

4 防治效果

81305采面在過聯(lián)絡(luò)巷時采用防滅火技術(shù)方案共耗時60d通過，具體上隅角處CO濃度、采面與聯(lián)絡(luò)巷三角區(qū)煤體內(nèi)溫度監(jiān)測結(jié)果見圖4、5?？梢钥闯觯擅孢^聯(lián)絡(luò)巷期間雖然上隅角處CO濃度稍有波動，但是濃度均處于低位，整體上呈現(xiàn)先增加后降低趨勢;三角區(qū)內(nèi)煤體溫度個別事件段內(nèi)有升溫趨勢，但是礦井采取設(shè)計的煤體注水方案后，溫度迅速降低，確保了采面安全通過聯(lián)絡(luò)巷。

綜上所述，長距離工作面為了通風(fēng)、排水、安放設(shè)備以及緊急避難等原因，難以避免需要掘進聯(lián)絡(luò)巷。本文分析了導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)巷自燃主要因素，認為采面過聯(lián)絡(luò)巷時防治自燃的重點應(yīng)放在采空區(qū)遺煤，并強化對三角區(qū)內(nèi)進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時采取綜合防滅火技術(shù)措施，單一防滅火技術(shù)措施由于存在自身局限性，難以確保采面生產(chǎn)安全。

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作者簡介：

郝富強（1984- ），男，山西平遙人，本科，通風(fēng)工程師，主要研究方向：煤礦通風(fēng)安全與瓦斯防治。