山南井22516回采面采空区自然发火处理实践

刘勇军，温小林

（江西花鼓山煤业有限公司，江西 新余338019）

山南井为江西花鼓山煤业有限公司主力矿井，设计能力300kt／a，核定生产能力280kt／a。始建于1985年10月，1992年12月投产。现有矿权范围包括两个井田，东南部为山南勘探井田（称南翼），主采D9煤层；西北部为大禾山井田（称北翼），主采D5煤层。南翼D9和北翼D5煤层均有自燃发火倾向，其自然发火等级均为Ⅱ级，发火期为4～6个月。

22516 采面位于山南井北翼－460m水平二采区。其范围：东至专用回风上山保安煤柱线，西至主副井井筒保安煤柱线，北至22512工作面保安煤柱，南至－448m标高D5煤层等高线。该工作面开采D5煤层，其煤层厚度3～5 m1，倾角8°～13°，工作面可采储量27.5万吨，可采期25个月。采煤方法为∏型梁放顶煤。

1 问题的提出

22516 工作面于2011年3月开始开采，采空区防止煤炭自燃方法为黄泥注浆和洒浆。2012年2月7日工作面上隅角保安煤柱一线突然冒“青烟”并伴刺鼻的煤焦油味。16时45分回风巷一氧化碳传感器显示数据为0.0523%、瓦斯传感器显示数据为0.12%、温度传感器显示数据为27°。17时20分救护队员戴机沿上隅角保安煤柱一线，即“青烟”流出的反方向向采空区侦察寻找“青烟”源头，到15m处发生垮冒无法前行。现场检测一氧化碳浓度为0.1153%，瓦斯浓度为0.15%，环境温度27.5°。利用紫外线测温仪向采空区15m探测，其环境温度与现场相同，亦为27.5°。初步判断“青烟”源头应在采空区30m以外（见图1）。

图1 22516采面通风系统及“青烟”源头分析

2 “青烟”源头分析

从“青烟”流经范围内的巷道布置、采空区范围、保安煤柱几何尺寸以及救护队员侦察的情况综合分析，一致认为采空区发火点即“青烟”源头在距离工作面43m的采空区联络巷附近可能性最大。因为当时注浆或洒浆的时候，联络巷附近处在“免压区”，煤柱相对完整，随着工作面的推进，工作面悬壁过长，周期来压将煤柱压碎，散落四处的煤炭由于采空区漏风供氧和裸露时间超期而自燃发火冒“青烟”。

3 火区的处理

由于火区产生在采空区43m以外，显然注浆、注氮、注水等常用灭火方法无法实施，而最有效的方法就是杜绝或减少向采空区的漏风。于是采取了以下措施：

1）一氧化碳流经路线范围，除救护队员侦察检查外，其它人员严禁进入。

2）一氧化碳外溢期间严禁采空区放顶煤开采。

3）加快工作面推进速度，力争推进速度超过煤炭自燃的速度。

4）工作面上、下隅角用黄泥袋垒墙并喷射混凝土封闭，以阻断下隅角向火区供风，上隅角给火区回风。

5）上到顶下到底沿工作面采空区侧吊挂阻燃档风帘，隔断采空区缝隙漏风。

通过以上措施的实施，2012年2月9日至13日一氧化碳外溢浓度趋稳，2012年2月14日开始，一氧化碳外溢浓度缓慢下降，经过2周连续观察，其一氧化碳下降速度为每日（3～5）×10－6。5月10日“青烟”消失，一氧化碳浓度为58×10－6，其后一氧化碳下降速度减缓，有时一天下降1×10－6，有时几天下降1×10－6，至7月13日一氧化碳消失并维持数月。

4 几点体会

1）∏型梁放顶煤工艺应用，存在采空区“空洞”处理问题，也是国家2013年必须淘汰的落后采煤工艺，应慎用或不用。

2）有自然发火倾向煤层建议采用无煤柱开采。

3）加快工作面推进速度，必须确认火区及工作面作业范围瓦斯浓度不超限方可实施。

4）日常黄泥注浆必须确保质量。

5）煤锚、网、梁联合支护下顺槽下帮、上回巷上帮的支护材料（锚杆、托板、金属网、梯子梁）要随采随破坏剪断，尽量缩小上、下隅角的范围。