易發(fā)火煤層綜放面開采時的消防火管理

1、易發(fā)火煤層綜放面開采時的消防火管理         綜采放頂煤開采技術(shù)是近20年來興起的在厚煤層（且易發(fā)火）中實現(xiàn)機械化開采的一門新科學。綜放開采技術(shù)具有高產(chǎn)、高效、生產(chǎn)高度集中，掘進率低及材料消耗少等優(yōu)點。然而，由于工作面單產(chǎn)大幅度提高和生產(chǎn)高度集中，也帶來了一些新的問題，其中最為突出的問題是綜放面開采期間采空區(qū)自燃發(fā)火，給開采期間消防火管理工作帶來了很大困難。采空區(qū)自然發(fā)火主要是由于綜采放頂煤開采采高大，推進度較慢，采空區(qū)丟煤多，漏風比較嚴重，煤的氧化時間較長等因素造成的。 王營煤礦自1994年實施綜放開采以來

2、，由于煤層自燃發(fā)火期短，瓦斯涌出量大，一直受到采空區(qū)自燃發(fā)火的影響，嚴重阻礙了綜采設(shè)備效能的發(fā)揮，使生產(chǎn)處于十分被動的局面。因此分析研究易自燃煤層放頂煤工作面自燃發(fā)火原因，找出切實可行的采空區(qū)消防火管理技術(shù)措施是生產(chǎn)的迫切需要，對條件類似的礦井也具有重要的現(xiàn)實意義。 1、2103綜放面概況 王營煤礦2103綜放工作面是阜新局首套低位放頂煤工作面。該面位于井田北翼121采區(qū)，屬孫家灣層，工作面走向長540米，面長90米，煤厚11.5米，傾角5°7°，可采煤量66.5萬噸，綜放面沿偽傾斜布置，傾斜開采。工作面絕對瓦斯涌出量為514m3/min，煤層自燃發(fā)火期為3個月，最短僅15

3、天。 該工作面1994年9月9日施工，巷道未貫通前，1995年3月18日在上、下順槽施工中段時曾多處呈現(xiàn)自燃征兆，CO含量達0.07，被迫停掘，分段破網(wǎng)清除支架頂幫浮煤，防止了巷道火災(zāi)。該面于6月22日試生產(chǎn)，6月27日在56-61 架間裂隙內(nèi)CO涌出濃度達到0.002，到7月4日高達0.016-0.04，盡管采用了采空區(qū)噴阻化劑及間歇注氮等措施，火情仍未得到根本控制，7月29日工作面上出口高頂內(nèi)再次出現(xiàn)CO，8月2日工作面被迫封閉，工作面僅生產(chǎn)40天，共推進28米，采出煤量3.45萬噸。（見圖1） 2、采空區(qū)滅火措施 （1）在工作面封閉采用了閉后注砂的方法以減少和控制向工作面漏風 （2）為加

4、速火源熄滅，在工作面封閉后馬上利用原向采空區(qū)注氮管路向采空區(qū)注水，水浸位置為604m。（見圖2） （3）在工作面停止注水后及排水期間仍由注氮管路注氮，注氮量為5m3/min，以加速火區(qū)的惰化，同進驅(qū)替采空區(qū)高濃度瓦斯。 通過采取上述措施，火區(qū)穩(wěn)定并熄滅，10月21日恢復(fù)生產(chǎn)。 3、2103采空區(qū)自燃發(fā)火原因分析 （1）工作在推進度太慢，老切眼浮煤多。 2103工作面回采初期，由于采空區(qū)漏風嚴重，在開切眼附近無疑存在易自燃風速區(qū)（見圖3） 在這個區(qū)域內(nèi)不僅丟有浮煤，而且周界煤壁在采動壓力的影響下垮落，形成碎塊煤堆，這些碎煤早在工作面貫通時就已開始暴露氧化。加上回采初期由于機械故障等諸多因素的影響

5、，工作面推進緩慢，沒能使易燃風速區(qū)在煤的發(fā)火期內(nèi)脫離浮煤積存地段，從而導(dǎo)致采空區(qū)自燃發(fā)火。 （2）初采時供風量偏大造成采空區(qū)漏風增加 由于初采時頂板道沒有送到位，工作面瓦斯只能靠通風方法排放，不能實行低風量供風。發(fā)火前該面瓦斯涌出量達6.8m3/min，工作面配風750m3/min，因此，采空區(qū)漏風量勢必相應(yīng)增加。 （3）防火手段沒有發(fā)揮應(yīng)有作用 該面采前雖已完善了注漿，注氮，阻化噴霧等綜合防火手段。由于種種原因都沒能發(fā)揮應(yīng)有作用。例如：因工作面上、下端頭支架與煤幫間隙太小，拉架時將上、下頭預(yù)埋的四個高頂管全部拉壞，沒有進行注砂帶等措施。 4、重新恢復(fù)生產(chǎn)后的采空區(qū)火災(zāi)預(yù)防措施的發(fā)揮非常重要的

6、因素與恢復(fù)生產(chǎn)后加快推進度密切相關(guān)，可以說這是防止采空區(qū)自燃發(fā)火的前提。然而由于各種因素的制約，2103工作面恢復(fù)生產(chǎn)后仍難保證以一定的速度推進，采空區(qū)自燃發(fā)火的威脅仍然存在。為此，我們采取了下列預(yù)防措施。 （1）工作面采用低風量供風 2103工作面自恢復(fù)生產(chǎn)以來，一直實行低風量供風的原則，工作面供風量由700m3/min降為360-450m3/min，由于該工作面絕對瓦斯涌出量為8-12m3/min，所以有效地解決瓦斯問題是實行低風量通風的前提。 從U型通風系統(tǒng)采空區(qū)氣體流動狀況（見圖4） 從圖示可以看出，由于采空區(qū)大部分瓦斯通過漏風風流流向工作面上隅角，即使工作面絕對瓦斯涌出量在5m3/m

7、in時，往往也容易造成上隅角瓦斯超限，因此必須利用頂板瓦斯道來排除采空區(qū)內(nèi)的瓦斯，對采場瓦斯與采空區(qū)瓦斯可以實現(xiàn)分而治之，即采空區(qū)瓦斯走頂板瓦斯道，工作面瓦斯走回風道。 工作面恢復(fù)生產(chǎn)初期，頂板瓦斯道還沒有與采空區(qū)聯(lián)通，主要靠鉆孔來釋放采空區(qū)瓦斯。當頂板瓦斯道與采空區(qū)聯(lián)通后，由于大量采空區(qū)瓦斯向頂板瓦斯道釋放，造成頂板瓦斯道嚴重超限，為此在第一道反井處設(shè)了一道可調(diào)節(jié)限量板閉，人為控制瓦斯排放量。盡管如此，頂板瓦斯道瓦斯?jié)舛热栽?左右。為防止頂板瓦斯道煤炭自燃發(fā)火引起瓦斯爆炸，從限量板閉至總回風巷鋪設(shè)了一趟600的伸縮風筒，總長度550米，限量閉內(nèi)的高濃度瓦斯在總負壓作用下由風筒排出。風筒排風量

8、為10m3/min,CH4濃度在15-25%。在綜合采用上述措施后，工作面風流和上隅角的瓦斯得到有效的控制，保證工作面正常開采。 （2）工作面上、下端頭埋管打鉆注砂 工作面上、下端頭埋管注砂的作用在于用砂充填工作面上、下端頭支架不放煤從而在采空區(qū)上、下兩側(cè)丟下的兩個碎煤堆的空隙，防止空氣滲漏，阻止煤堆氧化聚熱，同時通過注砂可以降低向采空區(qū)漏風，與不注砂相比采空區(qū)漏風可降低50左右，另一方面砂子是用水輸送的，水砂分離后遺留在采空區(qū)，既可以提高采空區(qū)濕潤度，又可以達到降溫目的，有利于防止采空區(qū)自燃。 5、通過實踐對易發(fā)火煤層采用綜放開采所得到的體會 2103綜放面恢復(fù)生產(chǎn)后，由于采用了低風量供風，工作面上、下端頭埋管打鉆注砂及向采空區(qū)注氮和噴射氣霧阻化劑等防火手段，已經(jīng)取得了明顯的防火效果，同時瓦斯管理也得到改善，實踐證明。 （1）對于瓦斯涌出量大且極易自燃的煤層采用綜放開采時，防治火災(zāi)工作應(yīng)采取“有利于防火、兼顧瓦斯”的原則。 （2）提高工作面推進度是防止極易自燃煤層綜放工作面自燃發(fā)火的最根本途徑，也是綜放工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效的基本保證。 （3）實行低風量供風是預(yù)防綜放工作面采空區(qū)自燃發(fā)火的最經(jīng)濟有效的措施。當開采煤層瓦斯涌出量大