赤峪工区总回风斜井周边火区的监测与防治

许福平

(霍州煤电集团公司曹村煤矿，山西 霍州 031400)

·技术经验·

赤峪工区总回风斜井周边火区的监测与防治

许福平

(霍州煤电集团公司曹村煤矿，山西 霍州 031400)

赤峪工区为霍州煤电集团曹村煤矿整合矿井，其回风斜井周边存在火区，由于漏风量大、火区分布状态不明等原因，导致CO异常涌出，威胁煤矿安全生产。为此，采取调整通风系统、利用速凝固化剂封闭漏风源、加强监控等一系列措施，对火区进行综合防治。结果表明:一周后，CO浓度大幅下降，C2H4气体消失，火灾得到了有效控制，可为同类问题的处理提供借鉴。

回风料井;火区密闭;通风系统;CO;监测;防治

赤峪工区、宋庄煤矿是霍州煤电集团曹村煤矿的整合矿井，与原曹村煤矿合体，实施一体化开采。其中:整合前的赤峪工区为单一源汇的网络结构;以主斜井进风，回风斜井回风。由于回风斜井与周边的火区存在裂隙沟通关系，加之，巷道年久失修、漏风严重等因素，致使周边火区不能有效控制，回风斜井巷内一直有CO涌出现象。虽经采取多项措施，使CO浓度控制在15×10－6～20 ×10－6，但造成人力、物力消耗较大，而且采取的措施效果不明显。为确保一体化开采矿井的安全生产，决定对赤峪回风斜井周边的火区进行监测与防治技术研究。

1 火情监测

赤峪工区自整合以来，回风斜井巷CO浓度一直为3×10－6～5×10－6，该巷道从2010年2月开始采取封闭管理措施，每天由2名瓦检员进行检查，其他人员严禁随意进入，实行日检测汇报制度。4月15日检测中发现总回风巷中CO浓度忽然增至18×10－6;16日该巷架棚支护段顶板裂隙中CO浓度为131×10－6，巷道风流中已达到 19 ×10－6，巷壁局部达到27×10－6;17日该巷架棚支护段顶板CO仍异常涌出，浓度140×10－6，总回风巷风流中CO浓度达24 ×10－6。表明:火区发展迅速［1－2］。

为进一步了解火区的发展及确定火区的位置，共设序号为A～G的8个测点，见图1，并与4月26日实施综合灭火方案，方案实施前后各测点CO的浓度变化见图2。

图1 火区监控点与密闭墙布置图

图2 各测点CO浓度变化曲线

从图2可以看出:从实施灭火工程至5月7日，历时1周，火势得到了有效的控制。

2 防控措施

2.1 合理调整通风系统，减少火区漏风

赤峪煤矿通风方式为抽出式，总回风量2 100 m3/min，通风负压达到2 600 Pa，存在通风路线长(12 000余m)，巷道断面较小，一般为8～9 m2，特别是总回风斜井内巷道失修、顶板压力大、裂隙较多、断面较小(最小区段仅4～5 m2)，造成主扇高负压运行，导致周边火区供氧充足，是火区不能得到有效控制的主要原因。因此，对赤峪通风系统进行合理调整，即封闭赤峪回风斜井，原进风斜井作为曹村矿的进风井口之一，提高有害气体涌出点的气压，减少火区向外漏风，有效遏制火区蔓延［3］。

另外，对2个废弃井口(编号为03#、07#)采取封闭措施，以减少漏风。03#立井井筒直径2 m、深度70 m，填黄土220 m3;07#立井井筒直径2.5 m、深度90 m，填黄土450 m3，将2个井口全部填死，并进行浇灌处理，浇灌厚度均为1 m，各立碑1块作为标志［4］。

2.2 合理确定封闭位置，确保有效封堵

由于赤峪总回风斜井周边火区巷道较多，且与进、回风井的联巷也较多，目前虽采取封闭措施，但封闭的质量不高，仍存在漏风现象。在原通风系统不改变的情况下，火区内的有害气体，经由回风斜井直接排出地面，不会进入工作面;但通风系统调整后，火区内的有害气体涌出后有可能随着新鲜风流进入工作面，对井下工作面形成威胁。

因此，合理确定封闭火区位置十分关键，经过现场勘查和研究，决定对通往赤峪进风大巷(450水平大巷)的6条联巷、总回风巷与450水平大巷末端交叉点处、总回风巷内漏风较严重的4条巷道进行封闭(见图1)，确保有效封堵。

2.3 采用新型材料进行有效封堵，确保封堵效果

在赤峪回风斜井封闭工程中采用矿用新型“速凝固化剂”作为封堵材料，所有密闭墙体均重新构筑，具体技术参数见表1。

表1 赤峪总回风井的密闭墙材料技术参数

密闭墙设计选用“两墙一料”的工艺进行，即在原密闭墙前破碹掏槽，在破碹处分别砌筑两道石墙，石墙厚度每道为50 cm，两道石墙间隙为1 m，在1 m间隙处充填速凝固化剂筑新的密闭墙，见图3。

图3 密闭墙施工示意图

采用速凝固化材料构筑密闭墙体，其效果表现为两点:一是该材料经过加水搅拌后，浓度达到60%左右时，具有很强的渗透力，浆液能够有效渗透到煤帮裂缝和顶板夹层中。在进行二次膨胀后，使料浆和巷道帮顶紧密黏结，结成了一个严密的整体，解决了传统密闭墙不能接帮接顶的问题。保证了墙体密实牢固，不漏风，不透气。二是该材料具有强度随时间变化的特点，时间越长，其抗压强度越大，3天后可以达到2 MPa以上，28天终凝后，可以达到5 MPa以上，完全符合安全规程要求，可以有效支撑巷道矿压，保证封闭效果。

2.4 加强封闭区段的日常监测及气体分析

为确保在封闭之后能对封闭巷道内的有害气体进行分析，同时掌握闭墙内外的压力变化，在施工闭墙时预留观测孔(增设阀门)，预留管路安设“U”型压差计，在闭墙前安设瓦斯、CO及温度传感器，做到对各项参数的实时监测，对闭墙及火区的管理严格执行《煤矿安全规程》第237、247、248条等相关管理规定［5］。

3 结论

通过对整合矿井总回风井周边火区采用调整通风系统，选取合理的封闭位置及选取特殊材料进行有效封堵及日常的监测检查管理，确保了矿井火区的有效控制，保证了矿井安全生产，通过对气体成分及有关参数进行分析，各项指标均符合《煤矿安全规程》有关规定要求，火区各项指标明显降低，火区得到了有效控制，效果明显。

［1］ 邓存宝，王继仁，洪林.矿井封闭火区内气体运移规律［J］.辽宁工程技术大学学报，2004.23(3):296－298.

［2］ 张光前.太平煤矿急倾斜煤层自然倾向性与火区治理技术研究［D］.重庆大学，2008.

［3］ 贾廷贵，王树刚，曲国娜，等.风路敏感特性对通风系统风流稳定性的影响［J］.采矿与安全工程学报，2012，29(1):140－143.

［4］ 马 砺，姜广臣，董伯顶.八一煤矿802火区的综合治理［J］.矿业安全与环保，2005，32(3):64－65.

［5］ 王冰山，尤文顺，王冰松.柴家沟煤矿井下火区治理与启封决策［J］.煤炭科学技术，2012，40(1):78－82.

Monitoring and Prevention＆Control on Fire Zone of the Total Return Air Inclined Shaft in Chiyu Mine

Xu Fu－ping

The Chiyu work area is integrated mine which belong to the Caocun mine of Huozhou coal electricity group，which has a fire zone near its return air inclined shaft.Because of the large amount of air leakage and the unknown distribution of the fire zone，the CO emission is always abnormal，acting as a threat to mine safety and production.In this respect，the following measures have been taken to realize the prevention and control that adjusted the ventilation system，made closure of air leakage source by speed solidification agent and enhanced the monitoring.The results show that after a week，the concentration of CO decreases greatly and the C2H4emission vanishes.The fire hazard has been controlled effectively，which can provide a useful reference when the similar problems arise.

Return air inclined shaft;Fire enclosure;Ventilation system;Carbonic oxide;Monitoring;Prevention and control

TD75+2

A

1672－0652(2012)08－0029－03

2012－07－02

许福平(1971—)，男，山西洪洞人，2004年毕业于太原理工大学函授班，工程师，主要从事矿井通风管理工作(E －mail)zxk0357@163.com