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        錦瑞煤業(yè)8107孤島工作面回采期間防滅火技術(shù)研究

        2022-11-12 09:31:38嚴(yán)春榮
        山西冶金 2022年6期
        關(guān)鍵詞:措施

        嚴(yán)春榮

        (山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)錦瑞煤業(yè)有限公司,山西 離石 033000)

        1 工程概況

        8107綜采工作面位于8號(hào)煤層一采區(qū),該工作面北部、西部均為山西呂梁亞辰煤業(yè)的28201工作面采空區(qū)(留40 m隔離煤柱),東部為8101工作面采空區(qū),南部為8105采空區(qū)(留5 m煤柱)。8107工作面上部5號(hào)煤層已采空封閉,與5號(hào)煤采空區(qū)間間距為47.17 m,下部9號(hào)煤層為實(shí)體未開(kāi)采。

        8107綜采工作面傾向長(zhǎng)度687.8 m、走向長(zhǎng)度70~150 m,開(kāi)采的8號(hào)煤層埋藏介于207.8~362.6 m,煤層傾角0°~8°,煤層厚度3.2 m。未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱等構(gòu)造現(xiàn)象。

        2 孤島工作面回采期間自燃危險(xiǎn)分析

        2.1 煤層自燃危險(xiǎn)分析

        1)鄰近采面采空區(qū)遺煤自燃。8107孤島面與鄰近的采面間保留有5 m保護(hù)煤柱,煤柱在采動(dòng)壓力作用下裂隙發(fā)育,形成漏風(fēng)通道,從而導(dǎo)致8107孤島工作面鄰近采空區(qū)漏風(fēng)量增大,加劇采空區(qū)遺煤以及煤柱自燃風(fēng)險(xiǎn)。

        2)采面開(kāi)切眼以及停采線煤體自燃。采面在開(kāi)切眼期間受圍巖支護(hù)、開(kāi)采設(shè)備安裝布置等因素影響,長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法正常生產(chǎn),從而導(dǎo)致切眼附近煤體容易自燃;在停采線附近,綜采設(shè)備需要外運(yùn)、液壓支架需要拆除,停采時(shí)間長(zhǎng),從而煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)顯著增大;采面在正常生產(chǎn)期間,推進(jìn)速度一般在3 m/d以上,此階段煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)較小。

        3)工作面開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)有毒有害氣體從鄰近采空區(qū)涌出。8107工作面與北部、西部均為山西呂梁亞辰煤業(yè)的28201工作面采空區(qū),南部為8105工作面采空區(qū),采面保護(hù)煤柱內(nèi)裂隙發(fā)育,采面采用負(fù)壓通風(fēng),若采空區(qū)內(nèi)有大量的高濃度有害氣體,則有害氣體從煤柱裂隙內(nèi)外溢,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)傷人現(xiàn)象。

        2.2 現(xiàn)有防滅火技術(shù)措施

        現(xiàn)階段礦井采用JSG-7束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、KJ70X安全監(jiān)控系統(tǒng),并配備有CO、CH4、溫度等傳感器,對(duì)井下環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);在地面布置有注漿站、制氮設(shè)備并配套有注氮管路;同時(shí)在采面回采期間噴灑阻化劑防滅火。

        3 孤島工作面回采期間防滅火技術(shù)方案

        3.1 孤島面工作面安全監(jiān)測(cè)方案

        在8107孤島工作面生產(chǎn)期間綜合采用安全監(jiān)測(cè)、束管監(jiān)測(cè)以及人工檢查方式對(duì)采面、保護(hù)煤柱以及鄰近采面采空區(qū)自燃發(fā)火情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采取針對(duì)性防滅火技術(shù)措施,確保采面回采安全。具體采用的監(jiān)測(cè)方案:

        1)在8107運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽測(cè)點(diǎn)分別布置在采空區(qū)里30 m—60 m—90 m位置內(nèi)設(shè)CO采樣頭、溫度探頭,用以對(duì)自燃發(fā)火參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè);

        2)通過(guò)人工、自動(dòng)相結(jié)合方式對(duì)采面各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定,在運(yùn)輸順槽端頭風(fēng)簾后方、回風(fēng)順槽出口50 m位置、回風(fēng)隅角處、液壓支架后部位置等定期安排人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

        3.2 防滅火技術(shù)方案

        為確保8107孤島工作面回采安全,提出在采面回采全周期進(jìn)行防滅火,具體可細(xì)分為工作面生產(chǎn)前、生產(chǎn)過(guò)程中以及停采回撤三部分。工作面生產(chǎn)前及停采回撤期間以阻化劑防滅火技術(shù)為主;正常回采期間以注漿防滅火技術(shù)為主;輔助采用的防滅火技術(shù)措施包括通風(fēng)管理、注氮等。

        3.2.1 采面正?;夭善陂g防滅火技術(shù)

        1)強(qiáng)化煤炭開(kāi)采設(shè)備日常維護(hù)、保養(yǎng),避免采面在正?;夭善陂g出現(xiàn)設(shè)備故障引發(fā)的停采問(wèn)題。

        2)嚴(yán)格依據(jù)煤炭開(kāi)采工藝進(jìn)行煤炭開(kāi)采工作,提高煤炭采收率,減少采空區(qū)內(nèi)遺煤量;對(duì)于采面通道、液壓支架間的浮煤應(yīng)及時(shí)安排人員清理,避免浮煤進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)。

        3)工作面合理配備供風(fēng)量,保持工作面風(fēng)量穩(wěn)定。

        4)強(qiáng)化采面通風(fēng)管理,在推進(jìn)回采期間及時(shí)對(duì)進(jìn)風(fēng)隅角、回風(fēng)隅角頂板進(jìn)行退錨、斷網(wǎng),必要時(shí)要采取強(qiáng)制放頂措施,保證采空區(qū)頂板能跟隨支架及時(shí)垮落;封堵采空區(qū)漏風(fēng)的主要進(jìn)、出口,盡量減少漏風(fēng)。

        5)加強(qiáng)煤自燃早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。

        6)工作面正常推進(jìn)過(guò)程中每天進(jìn)行一次阻化劑噴灑。

        7)采面回采期間采取間斷預(yù)防性注氮,每月注氮一次,每次不少于4 h。當(dāng)工作面出現(xiàn)自然發(fā)火征兆時(shí),實(shí)施開(kāi)放式連續(xù)性注氮,并啟動(dòng)預(yù)防性灌漿系統(tǒng)。

        8)受工作面采動(dòng)影響,會(huì)造成地面裂縫、塌陷等,并向工作面采空區(qū)漏風(fēng),加強(qiáng)回采工作面對(duì)應(yīng)地表的巡回勘查,發(fā)現(xiàn)大的裂隙、塌陷等及時(shí)采取回填、壓實(shí)等措施。

        3.2.2 工作面停采期間的防滅火措施

        1)在采面運(yùn)輸順槽隅角位置施工封堵墻或者懸掛風(fēng)障,減少采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量;

        2)在工作面出現(xiàn)CO氣體指標(biāo)時(shí)采取移動(dòng)注氮防滅火措施。

        3)強(qiáng)化采空區(qū)內(nèi)浮煤自燃監(jiān)測(cè),做好發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。具體監(jiān)測(cè)可通過(guò)束管獲取采空區(qū)內(nèi)自燃發(fā)火標(biāo)志性氣體,采面溫度以及回風(fēng)流中自燃發(fā)火標(biāo)志性氣體。

        3.2.3 工作面回撤期間的防滅火措施

        1)在采面推進(jìn)至停采線位置后,控制采面供風(fēng),將風(fēng)量保持在0.4 m/s以上、采面溫度保持在25℃以內(nèi),減少采面采空區(qū)漏風(fēng)量。

        2)采面停采后,及時(shí)對(duì)運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽隅角進(jìn)行封堵,減少通風(fēng)期間采空區(qū)漏風(fēng)量。

        3)強(qiáng)化施工組織安排以及綜采設(shè)備回撤效率,在煤層自燃發(fā)火期內(nèi)全部撤除綜采設(shè)備并避免采面。

        3.2.4 工作面封閉后的防滅火措施

        1)8107孤島工作面在回采至停采線45 d內(nèi)必須進(jìn)行永久密閉。

        2)密閉墻按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工,布置的密閉墻體厚度2 m,在表面采用水泥砂漿抹面(厚度在500 mm以上),在密閉墻中間可充填高分子材料充填

        3)在密閉墻體上按照要求施工措施孔、放水孔以及觀察孔,具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

        圖1 密閉墻結(jié)構(gòu)示意圖(mm)

        4)采面按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行密閉后,應(yīng)進(jìn)行連續(xù)注漿,確保采空區(qū)內(nèi)遺煤后續(xù)不出現(xiàn)自燃。

        5)定期通過(guò)檢測(cè)孔觀測(cè)密閉墻體內(nèi)氣體成分、溫度,并對(duì)氣體成分、溫度等變化情況進(jìn)行分析;發(fā)現(xiàn)存在有自燃發(fā)火隱患時(shí),應(yīng)立即采取措施進(jìn)行治理;對(duì)于出現(xiàn)嚴(yán)重變形的密閉墻體應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

        4 結(jié)論

        錦瑞煤業(yè)8107孤島工作面回采期間受到圍巖裂隙發(fā)育,煤層具有自燃發(fā)火傾向等因素影響,防滅火難度較大。通過(guò)強(qiáng)化監(jiān)測(cè),對(duì)采面開(kāi)采初期、正常回采期、綜采設(shè)備回撤期以及密閉期防滅火技術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后,8107孤島工作面在回采期間未出現(xiàn)CO超限或者溫度異常等情況,現(xiàn)場(chǎng)取得較為顯著的防滅火效果。

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