周振偉 劉巖 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦通風(fēng)科

一、均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在煤炭生產(chǎn)過程中，煤炭自燃是主要的危害之一，大部分的煤礦火災(zāi)都是由煤炭自燃引起的。與此同時(shí)，在煤礦中多采用綜采工作面，煤炭開采過程中產(chǎn)生很多與其他巷道（采空區(qū)）的裂縫，導(dǎo)致其他巷道（采空區(qū)）和采空區(qū)連通，漏風(fēng)問題嚴(yán)重，與此同時(shí)，采空區(qū)煤炭粉碎性較高，埋下了巨大的煤炭自燃隱患。（1）均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)原理。分析均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)的原理，關(guān)鍵在于科學(xué)調(diào)配通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整和通風(fēng)設(shè)施等手段，通過對漏風(fēng)區(qū)域空氣壓力的調(diào)整，控制漏風(fēng)風(fēng)壓，達(dá)到抑制煤炭自燃的目的，更進(jìn)一步的可使著火區(qū)惰化，實(shí)現(xiàn)滅火。（2）均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)分類。①邊眼暢通均壓法。為快捷的實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)期間的煤炭運(yùn)輸，部分煤礦企業(yè)常在工作面附近設(shè)置邊眼，在回采結(jié)束后，應(yīng)對工作面進(jìn)行封閉，最大程度降低運(yùn)料巷口的壓差，減少或者控制采空區(qū)漏風(fēng)情況。②通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整均壓防火法。作為一種主動式的防滅火方式，采用降低采面風(fēng)量的均壓方法，主要是采取降低或改變其端點(diǎn)壓差等通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)均壓防火目的，可在采空區(qū)兩端實(shí)現(xiàn)均壓。③設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓法。主要解決采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)問題，該項(xiàng)均壓技術(shù)可在工作面停采之后，保證一定量的回流風(fēng)量，控制采煤工作面的瓦斯?jié)舛?，通過科學(xué)調(diào)節(jié)工作面兩端的風(fēng)力壓差，對采空區(qū)的漏風(fēng)情況進(jìn)行控制。④全負(fù)壓通風(fēng)改為正壓通風(fēng)法。在撤除工作面運(yùn)輸巷的設(shè)備后，建議立即對運(yùn)輸巷進(jìn)行封閉，并在合適的位置設(shè)置局部通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒連接至工作面拆架處，目的在于實(shí)現(xiàn)正壓通風(fēng)，達(dá)到減少采空區(qū)漏風(fēng)的目的。⑤風(fēng)窗與風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓。在采空區(qū)后部漏風(fēng)嚴(yán)重的情況下，可采用風(fēng)窗與風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓。一般的做法是在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置通風(fēng)機(jī)，并在回風(fēng)巷內(nèi)使用調(diào)節(jié)風(fēng)窗，木垛的設(shè)置可充分利用工作架拆除之后余留的空間，應(yīng)注意的是使用該種方式，需加強(qiáng)進(jìn)風(fēng)側(cè)的防滅火控制技術(shù)。

二、綜放工作面不同回采時(shí)期的防滅火技術(shù)措施

（一）初采階段

初采階段頂煤暴露相對完整，變形較小，移架后只有少部分頂煤出現(xiàn)垮落，而且在開采初期也無法放頂煤，這樣就導(dǎo)致開切眼處存在較多的遺煤。同時(shí)綜放工作面開發(fā)眼處斷面較大，在礦壓影響下煤體易被壓裂破碎，從而形成漏風(fēng)供氧和蓄熱的環(huán)境。再加之綜放支加設(shè)備安裝時(shí)間較長，初采階段系統(tǒng)之間還無法完全協(xié)調(diào)好，這也使工作面推進(jìn)速度慢。由于采空區(qū)范圍過小，而且壓實(shí)程度處于較低水平，針地采空區(qū)進(jìn)行灌漿作業(yè)時(shí)，積存難度較大，一般會沿阻力小的通道流向工作面，注入惰性氣體也易隨風(fēng)流散。這種情況下，切眼處煤的漏風(fēng)供氧情況直接決定了該處煤的自燃，因此在具體防滅火工作是，宜采取有效的堵漏措施或采取采面每支架后部溜子里側(cè)灑阻化劑的主動措施。

（二）順利回采期間

系統(tǒng)經(jīng)過初采階段的磨合后，工作面推進(jìn)速度會有所提升，采放過程中各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了合理銜接，而且遺留在采空區(qū)內(nèi)的浮煤數(shù)量也相對減少，縮小了采空區(qū)自燃帶過渡。因此在工作面順利回采階段，需要做好規(guī)律性指標(biāo)氣體的超前預(yù)測預(yù)報(bào)措施，同時(shí)還要將廢棄的壓風(fēng)和靜壓水管預(yù)埋在采空區(qū)內(nèi)，并將其作為注氮和灌漿的管路，有序的向采空區(qū)內(nèi)注氮和灌漿，達(dá)到阻燃和降溫的效果。

（三）工作面推進(jìn)受阻期間

煤層在演變過程中在地質(zhì)作用下會出現(xiàn)一些異常構(gòu)造帶，如褶曲、斷層、夾矸等，這必然會對煤層原有連續(xù)性和完整性造成不同程度的破壞。工作面推移至這些構(gòu)造帶位置時(shí)，推進(jìn)速度會變緩。而且在構(gòu)造帶位置處，斷層處煤層在擠壓和張拉作用下會堆積大量的浮煤，漏風(fēng)通道也十分復(fù)雜，漏風(fēng)情況較為嚴(yán)重。另外，自燃帶前移速度變緩，采空區(qū)浮落煤長時(shí)間則會處于漏風(fēng)氧化和蓄熱升溫的狀態(tài)下。（1）隔氧降溫。具體可以利用黃泥或是粉煤灰包裹碎煤或是對裂紋孔隙進(jìn)行填堵，以此來對煤氧結(jié)合進(jìn)行有效隔離。浮煤溫度的控制可以利用水汽化吸熱來實(shí)現(xiàn)，并且在水汽化后也能夠?qū)γ簩颖砻媾c氧氣的結(jié)合進(jìn)行有效隔離，向采面架間每隔5架利用水管往采空區(qū)灑水措施，濕潤采空區(qū)浮煤。為了能夠?qū)⒉煽諈^(qū)的氧氣置換出來，可以通過注惰氣來降低氧氣濃度，并從源頭上阻斷煤氧結(jié)合。通過應(yīng)用利用采煤工作面上隅角埋設(shè)的兩趟管路中埋設(shè)深、淺的管子交替注MEA阻化劑技術(shù)，其集上述三項(xiàng)技術(shù)于一體，效率高，可以對煤自由基的產(chǎn)生起到抑制作用。（2）加快工作面推進(jìn)速度。在工作面推進(jìn)過程中，當(dāng)受到阻礙時(shí)，具體可以采用放炮、更換割煤機(jī)切齒等措施來強(qiáng)行進(jìn)行推進(jìn)，促使采空區(qū)自燃帶快速移動，縮短浮煤在自燃帶中的滯留時(shí)間，避免出現(xiàn)氧化自燃，以此來防范遺煤自燃問題。

（四）工作面撤架期間

回采完的綜放工作面，宜鋪網(wǎng)撤架，在具體鋪網(wǎng)作業(yè)時(shí)，采取只割煤不放煤，這不僅利于回撤工作面支架，同時(shí)還能夠減少采空區(qū)漏風(fēng)問題，但同時(shí)將大量的煤遺留在采空區(qū)內(nèi)。而且回撤支架后頂煤會出現(xiàn)垮落，遺煤整體破碎呈現(xiàn)出松散狀態(tài)，這給遺煤自燃發(fā)火提供良好的條件。在防滅火過程中，利用采煤工作面上隅角埋設(shè)的兩趟管路中埋設(shè)深、淺的管子交替注MEA阻化劑的措施。利用沙袋在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷端頭堆砌擋風(fēng)墻，并要留設(shè)灌漿和注氮的管路。完成沙袋墻施工后，在密閉墻內(nèi)墻附近插管至碎煤內(nèi)部進(jìn)行膠體材料灌注，增強(qiáng)密閉墻的整體氣密性。在工作面進(jìn)風(fēng)巷，通過預(yù)埋的注氮管路將氮?dú)忾L距離和持續(xù)不斷注入，注射過程中還要對氮?dú)饧兌冗M(jìn)行檢驗(yàn)，保證氮?dú)獾募兌仁冀K處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，同時(shí)利用上隅角埋設(shè)的兩趟管路，埋設(shè)淺的管子進(jìn)行注鹽水，達(dá)到破壞煤的自燃化學(xué)性質(zhì)及調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，采取均壓措施，減少采空區(qū)供風(fēng)。

三、結(jié)語

作為我國煤礦開采中的主要自然災(zāi)害，煤炭自燃是我國重點(diǎn)煤礦，礦井火災(zāi)事故的主要原因之一。近年來隨著綜放開采技術(shù)的提升和大規(guī)模應(yīng)用，礦井的生產(chǎn)效率和煤炭資源的綜合開發(fā)效率大大提升。與此同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)在使用過程中存在采空區(qū)遺留殘煤多，冒落高度大，漏風(fēng)嚴(yán)重等問題，在一定程度上提升了自燃的概率，制約了煤礦的安全生產(chǎn)。