綜放工作面防治煤炭自然發(fā)火的措施

1、綜放工作面防治煤炭自然發(fā)火的措施1 概述綜采放頂煤開采， 防治煤炭自然發(fā)火是采用這一工藝能否成功的關(guān)鍵。 國內(nèi)已有不少礦井綜放工作面發(fā)生不同程度的火災(zāi)，不僅造成大量煤 炭資源的浪費(fèi)，而且造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，三河尖礦第一個綜 放面 7131 工作面把防治工作面煤炭自然發(fā)火作為重點(diǎn)工作。 先后去河 南、山東等局礦考察、調(diào)研，綜合我礦實(shí)際，制訂了一系列有效地防 治煤炭自然發(fā)火的措施。2 工作面概況三河尖礦7131工作面位于東翼采區(qū)，走向長度 522m,傾斜長98m, 煤層傾角416°平均5°煤厚9.6m?？刹蓛α?8.22mt，瓦斯含量 0.0480.082ml/g,煤塵爆

2、炸指數(shù)45%,煤層有自燃傾向性，發(fā)火期2 3個月。地溫較高，平均空氣溫度 3133C,煤質(zhì)較硬，f = 23。采 用綜采傾斜長壁低位放頂煤采煤法，工作面共安裝 68 架支架，上下出 口端頭支架不放煤。該面于 1993年11 月 10日試采,于 1994年5月 回采結(jié)束。3 采空區(qū)煤炭自然發(fā)火過程及 co 來源分析3.1 采空區(qū)煤炭自然發(fā)火過程該面自1993年11月10日試采后，11月20日在回風(fēng)流中出現(xiàn)co氣體， 風(fēng)流中溫度明顯增高，回風(fēng)流中co濃度（810） X1O6,溫度29C,上 隅角co濃度（6080） X 106,溫度3132C。至1993年12月份，回風(fēng)流中co濃度（810） X

3、106,上隅角co濃度（100120） X 106,溫度325C。為了摸清采空區(qū)co濃度情況及其它參數(shù)，設(shè)置了測點(diǎn)進(jìn)行測3.2采空區(qū)co來源分析煤炭自燃有三個條件：煤層本身具有自燃傾向性,即在常溫下有較強(qiáng) 的氧化活性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。我礦地溫較高,采 空區(qū)遺煤在低溫下氧化放熱來不及散發(fā),煤溫逐漸升高,產(chǎn)生一定量的co,瓦斯和二氧化碳也隨之增加；根據(jù)1993年12月份及1994年以 來的測定結(jié)果, co 的出現(xiàn)沒有很大的變化,這是由于采取了措施后, 煤炭自燃過程僅由潛伏期至自熱期,未能達(dá)到激烈增溫階段,采空區(qū) 內(nèi) co 主要來源于煤的低溫氧化。7131 工作面通風(fēng)系統(tǒng)采用后退式回

4、采、折返式通風(fēng),使采空區(qū)形成小 的并聯(lián)通風(fēng)；采用全部垮落法控頂,一次采全高,使采空區(qū)形成并聯(lián) 漏風(fēng),是造成采空區(qū)遺煤自燃的主要原因。根據(jù)觀測結(jié)果,基本確定 了該面煤炭自燃的 “三帶”范圍：即在開切眼向采空區(qū) 20m 范圍內(nèi)為氧 化散熱帶, o2 濃度大于 18%； 20 100m 范圍內(nèi)為可能自燃帶, o2 濃 度小于 18%；大于 100m 范圍內(nèi)為窒息帶, o2 濃度小于 10%。在開切 眼至采空區(qū) 20m 內(nèi),由于漏風(fēng)強(qiáng)度大,無聚熱條件,因而不能自燃, 而在工作面開切眼向采空區(qū)延伸100m范圍內(nèi)，由于冒落的巖石被逐漸 壓實(shí),風(fēng)阻增大,漏風(fēng)強(qiáng)度減弱,風(fēng)流呈層流狀態(tài)流動,遺煤氧化生 熱,熱量

5、積聚上升,導(dǎo)致煤炭自燃最明顯變化的是 co 濃度逐漸增加, 而 o2 的濃度逐漸降低，生成的 co 因漏風(fēng)壓差而從上隅角流出至回風(fēng) 巷。從開切眼向采空區(qū)方向100m以后，由于02濃度降至10%以下， 遺煤不可能自燃。4 防止采空區(qū)煤炭自然發(fā)火采取的措施(1) 從通風(fēng)系統(tǒng)上，采取小風(fēng)量、低壓差，即均壓技術(shù)。通過該區(qū)域的兩處通風(fēng)設(shè)施，控制工作面風(fēng)量，在瓦斯?jié)舛炔怀薜那疤嵯拢C合 工作面溫度等因素，盡可能減少工作面風(fēng)量，由試產(chǎn)期間的750m3min，降為 550m3/ min。(2) 減少漏風(fēng)帶寬度。在綜采支架后方沿工作面開切眼方向設(shè)置30m風(fēng)幛，減少漏風(fēng)帶寬度， 對阻止采空區(qū)煤炭氧化自燃起到了一

6、定的作用。(3) 工作面注漿。由于工作面地質(zhì)條件的影響， 工作面隨采隨注漿受阻；后來，對采空區(qū)預(yù)埋注漿管，進(jìn)行注漿，漿液泥水比1 : 5左右。(4) 監(jiān)測采空區(qū)氣溫及氣體變化的措施。隨著工作面推進(jìn)，向采空區(qū)預(yù) 埋監(jiān)測束管及溫度探頭，每 50m 布置一個測點(diǎn)，同時堅持每周收集一 次工作面上隅角、回風(fēng)流的氣體及采空區(qū)束管的氣體。這樣便于了解 采空區(qū)煤炭氧化的發(fā)展程度，為及時制定有效的防火措施提供可靠的 依據(jù)。(5) 汽霧阻化劑防火。首先用pb-100/55型噴霧泵、噴霧器(wh-2型)內(nèi) 阻化液濃度 20%。流動汽霧阻化防火系統(tǒng)包括： 高壓泵站、 管路系統(tǒng)、 霧化部分；在高壓泵站設(shè)高壓過濾器、儲液箱、電氣開關(guān)等，高壓泵 站布置在運(yùn)輸巷與采煤面液壓泵同放一處，高壓泵、儲液箱等放在兩 輪平板車上，隨工作面推進(jìn)不斷移動。至1994年3月底，向采空區(qū)噴灑阻化劑150t，起到一定的阻止遺煤氧 化自燃的作用。(6) 加快工作面的推進(jìn)速度。剛開始月推進(jìn)速度 70m左右，后來加快到 90m 左右，這樣能使采空區(qū)氧化帶盡快變成窒息帶，避免采空區(qū)遺煤 的氧化自燃。這是一條行之有效的措施。(7) 工作面回采結(jié)束后的防火措施。為了提高注漿滅火的效果，在離終采線4050m時，在7131軌道巷向采空區(qū)預(yù)埋