易自燃煤层长期封闭采煤工作面启封关键技术实践

王雪宁

摘 要 本文对易自燃煤层采煤工作面长期封闭期间的防灭火技术管理及启封方法进行研究分析，为类似矿井的工作面启封提供借鉴。

关键词 易自燃煤层；采煤工作面；长期封闭；启封

中图分类号 X7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0052-02

1 工程概况

2201采煤工作面设计走向长度1 200m，倾向长度83m，工作面煤层平均厚度3.2m，工作面封闭前已回采43m，封闭前架后采空区有煤炭自燃倾向，CO浓度检测值为27ppm～40ppm，封闭前在工作面上、下端头砌筑厚度为1m的黄土墙。2015年12月10日在2201工作面上巷及2201工作面下巷各砌筑两道密闭对工作面进行密闭，密闭采用砖混结构，砖墙厚度1m，两道密闭间充填厚度为3m的黄土，长度为5m，密闭墙上设有措施孔、检测孔、放水孔。

工作面封闭期间，除按规定对密闭内外瓦斯、一氧化碳等气体进行测定外，还采用向封闭区内注黄土浆及注入惰性气体（氮气）等措施防止工作面出现危险性自燃发火隐患，先后向采空区内注浆720m3、注入氮气约384 000m3。

经对封闭以来密闭墙内、外各项气体指标检测结果进行综合分析，尤其是根据近5个月观测数据（CH4浓度3.5%、CO浓度0ppm、氧气浓度1%）的分析后可判定，采煤工作面不存在危险性自燃发火隐患，现已具备启封条件。

2 施工方案

根据2201采煤工作面情况，为确保启封安全，经公司技术人员分析研究决定，工作面启封采取“锁风法”启封，即启封时先将2201上巷密闭开一个600mm×600mm口，由一小队救护队员佩戴呼吸仪进入密闭墙内，后将外墙开口用分板（规格：长×宽×厚=1 200mm×1 200mm×30mm）和黄泥封闭，待封闭完成后，由救护队人员将内侧密闭开一个600mm×600mm口，后按照“由外向里”的方法进行检查，查找是否存在着火点或自燃隐患点，经救护队员全面侦察，确定密闭区以里无危险性自燃隐患，并向指挥部汇报经同意后，方可按照所审批启封安全技术措施的要求进行稳步启封。否则，如存在着火点或自燃隐患点，应重新对工作面进行封闭，并编制综合治理安全技术措施后进行隐患治理，直至完全消除。

3 启封程序及具体要求

3.1 锁风侦察

先将2201上巷外侧密闭开一个600mm×600mm口，由一小队救护队员佩戴完好的氧气呼吸器及救灾电话进入密闭墙内，后将外墙开口用分板（规格：长×宽×厚=1 200mm×1 200mm×30mm）和黄泥封闭，待封闭完成后，由救护队人员将内侧密闭墙破开一个600mm×600mm口，后按照“由外向里”的方法进行检查，查找是否存在危险性自燃隐患点，直至将整个封闭区全部侦察完毕。

3.2 启封程序

1）经检查密闭区内不存在着火点及危险性自燃隐患点，具备安全启封条件时，由副总指挥向总指挥汇报，经总指挥同意后，方可按照所定安全技术措施进行启封（如工作面发生冒顶、片帮致使无法进行全负压通风时应及时撤出人员重新密闭，另行编制安全技术措施）。待侦察小队退出后，井下待命的另一个救护小队的救护队员佩戴好氧气呼吸器在2201下巷密闭墙上先打开一个300mm×300mm的小口，检测墙内各种有害气体浓度、温度，观察是否有异常现象。

2）经检测密闭墙外部第一全风压风流汇合处的瓦斯不超过1%、CO2不超过1.5%、其他有害气体均不超标、且稳定30min后，向现场总指挥汇报，经过同意后，逐渐扩大回风侧密闭墙孔口至600mm×600mm，由救护队员适度关闭风门直至排放结束。

3）当工作面排放结束并稳定60min，气体无异常后，方可全部拆除进、回风巷的密闭墙，现场施工组人员将拆除的材料靠巷道下帮码放整齐。救护队员佩戴氧气呼吸器由2201上巷进入，从2201下巷出来，对工作面气体、上下隅角堵漏、支架卸压和煤壁片冒等进行全面检查，确定工作面气体无异常、支护完好的情况下，由测风人员对工作面进、回风巷进行测风，确保2201下巷巷道内风速控制0.25m/s～0.3m/s，风量稳定在190m3/min～220m3/min。

4）待风流稳定后，启动工作面监测监控设备，对工作面进、回风巷进行气体监测，根据下隅角一氧化碳浓度变化情况选择性注浆、注氮。

4 启封前的准备工作

1）启封前1个班，机运队停止向2201采煤工作面封闭区的注氮工作，并由安检员检测密闭墙内的CO情况。2）启封前1天，由综采队负责在2201轨顺车场内准备红砖2 000块、水泥2吨、黄土6方、编织袋1 000个、分板（规格：长×宽×厚=1 200mm×1 200mm×30mm）4块，以便启封不成功时再次进行封闭。3）启封前1天，由机电科联系上级供电部门，并对地面、井下供电线路进行检查，确保密闭启封期间供电系统稳定、可靠。4）启封前1天，由机电科、机运队负责对主要通风机（主扇）进行检查维护，确保启封期间设备运行安全、可靠。5）启封前1天中班，调度室负责在2201下巷密闭外第一全风压风流汇合处悬挂完好的瓦斯、CO传感器，确保反应灵敏、数据准确、监测可靠，且能够适时传输至地面监控系统。6）启封前1天中班，由安检科负责在2201下巷密闭外第一次全风压风流汇合处设置瓦斯排放检测点；启封时由救护队员检测启封期间有毒有害气体浓度，以该点检测数据及悬挂的传感器数据进行对比，作为瓦斯排放速度的重要依據。7）启封前1天中班，调度室负责对2201上巷密闭口向外5m处的通讯电话（8858）进行检查维护，确保能与调度台随时联系、通话清晰。8）启封前1天，由生产科对矿井全面进行测风，确保满足启封后风量需要，保证一采区轨道石门风量不705m3/min，启封期间，保持通风系统稳定，不得随意增减风量。9）启封前1天，由机运队负责再次对2201采煤工作面注氮、注浆、消防供水管路进行全面检查，确保处于“完好待用”状态。10）启封当天9：30前，机运队一、二采区主排水泵房值班人员必须将2个采区水仓水位排至最低。11）启封当天10：00前，井下所有夜班人员必须全部升井，且早班人员不能入井；由安检科负责对照人员定位、入井签到表认真核对井下人数，确保井下除瓦检员外，不得有其他人员，并向调度室汇报清楚。12）启封当天10：00前，安检科携带参与启封人员名单，分别在3个井口进行对照过滤警戒，除参与启封人员外，其他人员严禁入井。13）启封人员正式入井前，调度室必须预先通知瓦检员在副井底车场信号硐室待命。

5 安全技术保障措施

5.1 技术保障措施

1）密闭期间瓦检员每班对密闭墙内的气体进行检测，并将检测结果填入现场检查管理牌版，并将检测结果同地面束管监测数据进行对比。2）坚持向封闭区内注浆、注氮，矿技术人员不定期抽查，确保注浆、注氮浓度符合规定要求。3）启封前组织技术人员制定合理的启封方案及相关应急处理方案。4）针对启封组织技术人员召开启封专题会议，针对启封所遇到的状况提前进行预想，并制定处置方案。5）施工前将施工措施贯彻到位，使施工人员明确施工方法及安全注意事项。

5.2 安全保障措施

1）启封时与救护队现场协调好，总指挥现场监督到位。2）施工人员按章作业，避免“三违”。3）启封前确保安全监测系统灵敏，监测数据可靠。4）成立以矿长为总指挥的启封指挥部。

6 结论

易自燃煤层工作面启封是煤矿事故发生概率较大的阶段，本文针对性地提出了火区启封前、启封后的灭火措施，并从锁风侦查、锁风启封进行论述、并阐述了工作面启封期间的技术要求与方法，该文为其他类似矿井的启封提供借鉴经验。

参考文献

[1]赵建会.易自燃煤层综放开采防灭火技术研究[D].西安：西安科技大学，2005.