综采放顶煤工作面防灭火技术措施研究

温道亮 赵林 孙传利

摘 要：2016年，我矿紧抓采煤工作面防灭火工作不放松，严格落实防灭火综合管理制度及各项安全技术措施，实现了矿井防灭火安全，保证了工作面的安全生产。为进一步提升矿井防灭火管理水平，现将本年度防灭火工作总结如下。

关键词：综采放顶煤；工作面；防灭火技术；措施研究

引言

煤炭自然发火是煤矿主要灾害之一，发生火灾轻则影响生产，重则可能烧毁煤炭资源和矿井设备，甚至可能引起瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井，给煤矿生产与安全造成极大的损失与危害。鉴于综采放顶煤开采工艺的特点，所发生的煤层自然发火也有其特殊性，为了减少或防止煤层自燃火灾对综放工作面生产的影响，提高综放开采的安全性，对综放工作面煤层自然发火特点进行了分析，并针对潘津煤矿的具体情况，提出了切实可行的防灭火措施供其生产中借鉴采用。

1综放工作面煤层自然发火特点

由于综放工作面两巷沿底板一次掘出，服务时间长，巷道顶煤较厚，过构造时煤体较破碎，易于离层、压裂冒落，且工作面回采方式的特殊性，使得煤体自燃危险性增大。综合分析，综放工作面煤层自燃特点主要体现在以下6个方面。（1）综放开采工作面顶煤的采出率较低，一般不超过80%，采空区遗煤较多，并且在矿山压力作用下以及在放煤动作的影响下，采空区的遗煤呈破碎状态存在，為自然发火提供了条件。（2）放顶煤开采造成工作面顶板活动加剧，顶板冒落带高度增大，采空区往往不能及时塌实，采空区漏风强度进一步增大，为自然发火提供了条件。（3）放顶煤开采比其他采煤方法推进速度慢，不能使采空区氧化自燃带很快进入到窒息带；同时，放顶煤开采采空区空间大，区内空气流动较慢，为采空区氧化自燃提供了良好的蓄热环境。（4）为了保证综放工作面良好的工作与安全环境，综放开采一般采用支掩式支架与过渡支架，相对于工作面，综放开采的采空区是一个封闭区域。此外，采空区遗煤的氧化带与自燃带一般在工作面30m之后，因而综放开采采空区自燃火灾具有较强的隐蔽性，不易发现，一旦在工作面发现异常时，采空区发火已经形成。

2综采放顶煤工作面防灭火技术措施

2.1防火门位置的选定与构筑

1、为确保防火门长期正常稳定使用，结合工作面实际情况，两巷防火门均在距离巷道开门点不大于5米处施工，且必须在工作面生产前构筑完成。2、防火门墙的构筑应符合下列要求：⑴防火门墙，必须用砖、沙、水泥等不燃性材料建筑。⑵墙体周边掏槽均要见硬底、硬帮，与煤岩结实。⑶墙体无重缝、无干缝，灰浆饱满，不漏风。⑷防火门必须保证灵敏可靠，在应急情况下能够及时关闭。3、工作面回采结束后，必须在45天内撤除工作面内全部物资，并完成工作面永久性封闭。

2.2氮气压注系统根据工作面实际情况，拟采用地面注氮车间内制氮能力为600m3/h的制氮机对采空区注氮，300m3/h制氮机作为备用。注氮管路沿主井、西轨大巷、下车场、材联、辅助轨道巷敷设，至二部上山上车场处分为2路：一路沿材联、材料道敷设至切眼上端，释放口留设进风隅角；一路轨皮1#联络巷、皮带巷敷设至切眼下端，该管路留设2处释放口，一个在回风隅角、一个在工作面切眼中部。随工作面推采，每40～60米两隅角各增敷设一路4寸管路，以便氮气始终作用在氧化带内。

2.3回采期间

1、综采工区合理优化劳动组织，保证人员出勤率，尽量加快推进度，并做好顶板管理工作。2、综采工区要加强放顶煤管理，尽可能多的将顶煤放净，从源头上降低自然发火威胁。如遇顶板破碎不易管理时，采空区丢煤高度不得超过500mm。3、随工作面推进，综采工区负责两巷压风管路、供水管路的回撤，但必须保证以上2路管路距离工作面不大于30米，以满足采空区注水及两隅角喷闭封堵需要。4、出切眼后，及时开启采空区注水阀门，对架后顶煤进行洒水降温，水量大小以不影响工作面生产为宜。5、通防工区认真做好两隅角及端头架后遗煤压注凝胶惰化处理工作，严格做到有煤必注，每注必满。压注凝胶时须确保插枪深度及凝胶压注量，发现凝胶外溢及时变化插枪位置，以实现大范围内充填覆盖。凝胶由水玻璃和碳酸氢铵按1：6（体积比）配比形成，其中基料为水玻璃，促凝剂为碳酸氢铵，可以根据现场情况适当调整，但必须以不堵塞管路为前提。随工作面推进，当两隅角顶板垮落较为充分时，每10米施工1道黄泥垛，黄泥垛打设必须保证牢固可靠，每层用两排黄泥袋并逐层压实，不得头重脚轻，在倾斜巷道中打设时应先将底板垫平，墙体要有适当的迎山角。

2.4积极引进矿井防灭火新技术、新设备，进一步提升了矿井防灭火装备水平

目前，矿井具有较为完善的防灭火系统，主要有注氮系统、注浆系统（包括地面注浆站、井下-700m水平临时注浆站及移动注浆泵箱）、注二氧化碳系统（包括地面压注气态CO2系统和2个井下移动式压注液态CO2防灭火装置）、注凝胶系统、采空区注水系统及束管监测系统。此外，矿积极引进新技术、新设备，装备了GC-9860型气相色谱仪、GL-KZ-100-MM-H型连续分布式光纤测温系统和SL-99-600型制氮机，进一步提升了矿井防灭火装备水平，增加了防灭火监测及预防手段，为工作面安全生产奠定了基础。工作面安装前期，为超前预防，做了大量工作，具体如下：1、切眼中部顶板存在较大面积冒空区域，且具备良好的积热条件，有较大自燃发火可能，为此，通防工区积极与通防副总、总工程师商讨解决方案，目前已使用固泰喷涂1号高分子材料将整个高冒区做喷涂封堵处理，隔绝冒空区浮煤与氧气的接触，抑制煤体自燃。2、受两侧采空区影响，切眼顶煤较为破碎，为减缓这部分煤体的氧化速度，目前已采取大量化压注凝胶的方式充填煤体裂隙并包裹浮煤。3、及时加固、封堵了切眼下端老空区密闭，减小了因该密闭受损导致采空区有毒有害气体外溢进而影响工作面安全生产的可能。4、超前沿切眼顶部施工了注水孔，并每隔6米预留了1路Φ13mm的高压注水管路，以期工作面出切眼后能达到降温、灭火之效。5、工作面两巷均构筑了防火门墙，暂将防火铁门用防冲链固定在帮部，当工作面自燃发火形势严峻且无法控制时，可实现对工作面的快速封闭，便于采取措施进行灭火。6、采空区基本是连通的，如采空区密闭处于负压状态，对采空区内气体成分变化会有较大的扰动，有引发采空区复燃的可能性。故在工作面安装之前，将工作面通防系统进行了调整，即皮带巷回风、材料道进风。

2.5救灾、撤人措施

（1）工作面回采期间任何人发现工作面或其它地点发生火情时，必须立即汇报矿调度室。同时，现场人员发现火灾时应视火灾性质、火情情况首先利用现场一切可以利用的力量积极直接灭火，无法扑灭时，按照避灾路线佩戴好自救器有组织地撤离。（2）矿调度室接到火警报告后，应立即通知矿救护队。救护队在接到通知后，应以最快速度赶赴现场，迅速查明火情，向矿值班领导、矿长、总工程师及调度室汇报。并根据火灾情况，经矿长、总工程师同意后迅速采取控制火势的紧急措施，进行积极灭火。同时，矿调度室通知工作面回风流经路线的工作人员佩戴自救器按照避灾路线安全撤出。（3）矿调度室接到火警报告后，应立即启动《矿井防灭火预案》。在未经矿长、总工程师的同意，任何人无权擅自改变该区域的通风系统。（4）现场一切人员在直接灭火时应保证工作面风流方向的稳定性，在火源的回风侧设水幕，水幕区长度不小于10m，以降低火烟温度和避免形成火风压。

结语

自路天矿建矿以来，对于这种埋藏浅、采用综采放顶煤工艺生产的煤层，使用综合防灭火技术方案后，治理效果突出。工作面开采四年期间没有出现过采空区自然发火现象，有害气体浓度正常，没有影响人员和设备的作业安全，保证了工作面的安全、高效生产。

参考文献：

[1]李洁莹.煤田火灾的成因、危害和治理技术[J].能源技术与管理，2016：89-90.

[2]余福德，张青宣.易燃特厚煤层综放工作面综合防灭火技术实践[J].煤炭技术，2015，27（9），81-82.

[3]宋永津.煤矿均压防灭火[M].北京：煤炭工业出版社，2016，165-176.