易自燃特厚煤层防灭火技术的探索及应用

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:王萧
[导读] 摘要:火灾是矿井主要灾害之一,在我国煤矿事故中占有相当大的比例。
        河南能源化工集团新疆投资控股有限公司  新疆乌鲁木齐  830000
        摘要:火灾是矿井主要灾害之一,在我国煤矿事故中占有相当大的比例。在煤矿火灾中,其中煤炭自燃又是引起的火灾的主要形式,火势不易控制、变化复杂、影响范围大,往往造成大量的煤炭资源浪费、人员伤亡和财产损失,影响矿井的正常生产秩序。近年来由于采空区遗煤多、加之漏风严重,使煤矿自然发火频繁发生,已严重制约煤矿的安全生产。
        关键词:易自燃  特厚煤层  防灭火   探索   应用
        引言
        潘津工业煤矿2302综放工作面走向长1301~1326m,平均1313.5m,倾斜长133.5m,工作面煤层走向75°,倾向165°,平均倾角17°,平均厚度17.03m,属巨厚煤层,长焰煤。经鉴定结果,该煤层为Ⅰ类容易自燃煤层,煤层自燃发火期39天。
        一、自然发火原因分析
        1、该工作面煤层属于巨厚煤层,受当前开采技术限制,回采率低,造成采空区遗煤多。
        2、采煤工作面上、下端头不能随采随落,造成漏风严重。
        3、受当地供需影响,采煤工作面回采速度缓慢。
        二、自然发火预报指标气体
        通过与北京煤科院合作,根据指标气体实验结果及现场观测情况,结合实际的煤自然发火预报指标气体。确定不同地点的煤层自燃发火预测指标:
        1、巷道自然发火预报
        表1.1  巷道煤体钻孔内气体监测预报表
       
        2、工作面自然发火预报
        回风隅角和支架后部气体监测预报指标对照表见1.2,回风流气体监测预报指标对照表见1.3。
        表1.2  工作面回风隅角支架后部气体监测预报表
       
        表1.3  回风流气体监预报表
       
        三、防灭火方案实施
        2302综放工作面采取以“预防性灌浆、注氮为主,煤层注水湿润、(注)阻化剂、监测监控、填埋堵漏为辅”的综合防灭火技术措施。
        (一)预防性灌浆
        根据工作面推进速度,采用随采随灌埋管灌浆方法,即随采煤工作面推进同时向采空区灌注黄泥浆(加悬浮剂5%~8%)。利用地面固定式灌浆站制浆,经φ133×5mm无缝钢管将泥浆输送至采空区。回采时在2302轨道顺槽端采空区预先铺设好1趟2寸灌浆管,长度为30米,管子出口5m范围内每隔1.0m钻一个直径为50mm的孔,预埋管一端通采空区,一端接20m~30m长φ51mm的高压胶管与灌浆管路对接。随着工作面的推进,每日用超前支架牵引灌浆管,工作面推进后要保证管路深入采空区不低于15m,即:随着工作面推进,间歇式灌浆。
        (二)预防性注氮
        利用矿井地面PSA-1000型地面固定式制氮机,注氮管路从地面经φ133×5mm无缝钢管输送至工作面采空区。回采时在2302胶带顺槽采空区预先各铺设1趟2寸注氮管,长度为30米,管子出口5m范围内每隔1.0m钻一个直径为50mm的孔,预埋管出口一端通采空区,一端接20m~30m长φ51mm的高压胶管与注氮管路连接。随着工作面的推进,每日早班用超前支架牵引注氮管,工作面推进后要保证管路深入采空区不低于15m,即:随着工作面推进,注氮。
        (三)监测监控、人工巡视检查
        1、通过矿井安装的GSJ-9型束管监测系统,对井下采空区空气中的N2、O2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C3H6等气体含量进行检测分析。共布置3个测点,位于采空区距切顶线10m、20m、30m,采用束管埋管(采空区内束管采用钢管保护),交替前移。
        2、瓦检员每班对工作面上隅角、80#、70#、50#、30#与10#支架后部、2302工作面回采侧煤壁向外10m的轨道顺槽、胶带顺槽;2302轨道顺槽巷道通尺60m、260m、460m、660m、860m、1060m,2302胶带顺槽巷道通尺60m、460m、920m;2302综放工作面专用回风巷与二采区回风下山交岔口向二采区回风下山上山方向各设置一个自然发火观测点(共计18个点)。要求每班瓦检员进行不少于1次观测,并填写观测牌版和相应观测记录,具体观测内容为:CO、CH4、O2、CO2、温度、水温(仅对有出水的位置观测)。
        (四)注阻化剂
        1、阻化剂型号:RZJ型煤矿专用高效阻化剂。
        2、阻化剂配比:阻化剂水溶液浓度为2%。
        3、注阻化剂方式:在2302综放工作面架间及上下端头采用锚杆机配合φ55mm钻头铅垂施工钻孔,钻孔深度以见顶板为宜。配合BZW200/56高压注水泵及φ40mm封孔器加压压注浓度为2%的阻化液。
        4、注阻化剂要求:每次注阻化剂根据顶板及液压支架后部渗水情况判定是否停止压注。如渗水量接近注水量过出现大面积临水现象,可停止压注。
        (五)填埋堵漏
        1、上下端头堵漏
        1.1工作面正常回采时,在上、下隅角采空区土袋墙外吊挂挡风帘。
        1.2工作面支架推出切眼2m后,每天早班在上、下隅角分别用编织袋装黄土或碎矸各施工1道土袋墙。
        1.3及时拆除前后落山顶部锚杆垫片、锚索,若空顶大于2×3m时,必须采取措施进行处理,确保顶板及时垮落减小隅角悬顶面积。
        2、地面填埋堵漏
        每周安排专人组织矿区地表巡查工作,发现矿区存在塌陷区域及时采取措施进行处理,有效防止塌陷区域漏风,杜绝因塌陷区域漏风造成火灾,并做好巡视记录。
        参考文献:
        1、《矿井防灭火技术》 中国矿业大学出版社 编辑:蔡永乐
        2、《煤矿注浆防灭火技术规范》MT/T702-1997 MT/T 702-1997
        作者简介:王萧(1987.07—),男,本科,河南周口,自2009年4月至今在河南能源新疆永宁煤化从事管理工作。
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