浅析急倾斜煤层采空区密闭墙漏风源

摘 要：急倾斜煤层开采受开采特殊条件的限制，工作面在回采过程中架外煤遗留采空区较多，又加之工作面保护煤柱较少，所以采空区很容易与外界形成裂隙通道，从而造成自燃发火事故。只有准确的掌握了密闭墙的漏风源位置，才能有效的遏制采空区自燃发火事故，文章主要针对急倾斜煤层开采的特殊性，分析采空区密闭墙漏风源问题。

关键词：急倾斜；采空区；密闭墙；漏风源

国投新集有限公司新集三矿为急倾斜煤层开采矿井，矿井核定生产能力为75万吨/年。所采煤层为Ⅱ类自燃煤层，自燃发火期3～6个月，煤层倾角为60～90°。矿井的开采方式为采区内各煤层至上而下开采，工作面后退式，采用沿走向推进，伪倾斜柔性掩护支架放炮落煤，全部陷落法管理顶底板的采煤方法。急倾斜工作面回采结束后密闭墙漏风容易引起采空区自燃发火，因此，掌握密闭墙漏风源并采取合理的预防措施是确保采空区安全的重要途径[1、2]。工作面回采结束后的密闭墙管理是新集三矿安全管理的重点，现以251105工作面密闭墙为例，对急倾斜煤层采空区密闭墙漏风源进行探析。

1 工作面简介

11-2煤煤层赋存较为稳定，结构复杂，含2～3层夹矸，夹矸以砂质泥岩为主，煤层平均厚度3.8m。251105工作面位于西五石门西翼，东起西五石门煤柱线，西至工作面开切眼，可采走向长235.9m，垂高28.9m。该工作面上部为251103工作面采空区，东部为251106采空区，西部为261105工作面。煤层厚度2.1～3.5m，平均煤厚2.8m。251105工作面沿11-2煤走向布置回风巷、运输巷，沿11-2煤倾向布置开切眼，开切眼布置在采面边界。工作面回风巷和运输巷均采用矿用11#工字钢梯形棚支护，分别位于-407.4m水平和-438.3m水平。251105工作面于2011年9月26日回采结束，10月20日封闭结束，11月4日密闭墙注浆结束，并通过验收。

2 事故经过

2012年1月5日14时24分，三矿KJ90NB安全监测监控系统显示251105机巷闭前CO传感器报警（报警点24ppm），且浓度处于上升的趋势。矿区立即组织防灭火小组到现场进行勘察，小组到达现场发现机巷闭前有明显的煤焦油味，而且闭前巷道底部有微量的烟雾涌出，密闭墙内CO达到200ppm，O2浓度20.60%，251105风巷密闭墙内测得CO浓度90ppm，O2浓度20.40%。防灭火小组立即采取应急措施对机巷密闭墙闭前及四周进行浇水降温，随着水量不断的浇灌，机巷闭前CO传感器显示值也随着降低，但从闭前巷道淋出的水温不高，说明真正的着火点并没有找到。待高温点得到暂时控制以后，立即组织人员分析该处密闭墙漏风源，只有及时、准确的掌握该处密闭墙漏风源，积极采取措施降低密闭墙内O2浓度，才能彻底的消除此次自燃发火隐患。

3 密闭墙漏风源分析

3.1 机巷密闭墙四周漏风源

首先对风、机巷密闭墙夹层（厚度1m）上部施工二个注浆孔进行二次注浆，保证密闭墙严密不漏风。紧接着将机巷密闭前巷道（5m）向下卧底300mm，然后用水泥和黄沙对巷道进行抹平，然后对密闭墙四周用2m钻杆进行打眼注浆，保证闭前巷道不向密闭墙内漏风。注浆结束后对机巷密闭墙进行检查分析，发现机巷密闭墙观察孔向外出风，取气样化验分析O2浓度20.10%、CO浓度80ppm。综合分析该处不能定义为此次自燃发火事故的主要漏风源，有必要进一步分析密闭墙漏风源准确位置。

3.2 机巷密闭墙下方漏风源

251105机巷密闭墙向下5m联巷（长度4m）进行全断面喷浆，喷浆厚度为50mm，喷浆结束后对251105机巷密闭墙进行现场勘察，机巷密闭墙向外出风，取气样进行色谱仪分析O2浓度19.60%、CO浓度50ppm，综合分析该处也不能定义为此次事故的主要漏风源，所以需进一步分析密闭墙漏风源。

3.3 机巷密闭墙前料眼漏风源

以上二种方法都无法降低密闭墙内O2浓度，经研究决定对离251105机巷密闭墙最近的料眼进行全面检查，因为该道生根眼为料眼，日常生产过程中只担当打、运料任务，无法进行上、下员检查。经人员佩戴保险带下到料眼检查后发现，该道料眼中段垛盘附近冒落非常严重，形成较多的冒点。

根据现场勘查的实际情况综合分析，对该道料眼采取墩、注浆办法，具体措施为：先在料眼下部向上0.3m位置用大板插实，再在大板上面抹上厚度≥0.2m的黄泥，待黄泥晾干后在上面注厚度≥1.0m的水泥浆；紧接着用黄泥对大板四周进行抹面，保证不漏浆。板墙墙体要严密不漏风；板墙设注浆管伸出墙外，并要求伸出部分不得大于300mm；待向眼内注的浆凝固后，生根眼其他部分用水泥和黄沙混合物充填，必须保证填实；墩眼结束后，对料眼四周分别打三个注浆孔，孔深为2m，注浆孔施工结束后下注浆管进行注浆。

密闭墙前料眼墩、注浆结束后，防灭火检查小组对251105机巷密闭墙进行了全面检查分析，发现机巷密闭墙观察孔风流不出不进，U型压差计显示閉内外压差为零，现场取气样利用Kss-2100色谱检测分析发现，闭内O2浓度7.0%，CO浓度为0ppm。

分析认为急倾斜煤层开采密闭墙漏风源具有较强的特殊性，密闭墙漏风源较近水平煤层开采较多，研究起来也相对困难。且急倾斜煤层开采加之通风系统采用上行风，所以采空区自燃发火事故也随之加剧。生根系统离采空区较近，与密闭墙形成的漏风通道比较隐蔽。同时，生根系统也是日常检查的盲区和死角，生根眼的实时状况无法及时掌握，从而不能及时处理小眼冒落，给处理采空区自燃发火事故造成了较大的挑战。

图1 生根眼下口墩眼示意图

4 结束语

因受急倾斜煤层开采的特殊性，多种常见的防灭火手段无法应用，且急倾斜煤层开采保护煤柱较少，且通风系统都采用生根眼，煤眼和料眼在日常难以准确的掌握真实情况。又因工作面收作结束后施工密闭墙进行永久封闭时不能违反规定的扩散通风距离，所以收作工作面密闭墙离生根眼较近。若生根眼冒落地点较多，生根眼就很容易与密闭墙形成漏风通道，给后期的事故处理带来较大的困难。故只有及时、准确的掌握采空区密闭墙漏风源，才能有效的遏制采空区自燃，保证煤矿安全生产。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

[2]国家煤矿安全监察局.矿井火灾防治（新）B类[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.

作者简介：王震（1988，10-），男，安徽六安人，本科，助理工程师，现从事煤矿“一通三防”技术管理工作。