负压侧回撤综放工作面综合防灭火技术

王胜利 杨元伟 张华声

（山东省济宁运河煤矿，山东 济宁 272055）

1 工作面概况

运河煤矿9305工作面是九采区第三个工作面，北临9301综放工作面采空区，西到工业广场保护煤柱，南到BF8断层，属于一侧沿空的走向长壁综放工作面。工作面倾斜长度152m，皮带顺槽长368.4m，轨道顺槽长279m，工作面自2016年1月中旬开始生产，至2016年9月下旬推进至停采线，共连续生产9个月。工作面煤层属于自燃煤层,煤尘爆炸指数39.04%，最短自然发火期28d。因工作面采用放顶煤开采,两侧均为采空区，且工作面推进速度慢，最慢时每月仅推进30m，故工作面防灭火工作极为重要，是保障该工作面安全生产的前提。

工作面停采创条件至回撤期间，采空区丢煤量大，工作面停止不动，更易发生自然发火现象；更为重要的是由于条件限制，工作面回撤轨顺不具备条件，只能在负压侧进行回撤，极易造成采空区大量有毒有害气体涌出，进风侧新鲜风流持续补给，对工作面安全回撤造成极为不利的影响。该矿通过采取积极主动的防灭火措施，在常规回撤防灭火措施的基础上进行了改进和创新，以较低的投入，杜绝了发火隐患，保障了工作面的安全回撤，并顺利完成了永久密闭。

图1 9305综放工作面平面位置图

2 工作面负压侧回撤

9305综放工作面推进至停采线20m处顶板开始铺设钢丝编织经纬网护顶，10m处开始铺双层网，9m处开始上钢丝绳共12根，超前第一根钢丝绳，在双层网上方加铺一层阻燃风筒布，最后支架前梁至煤壁上工字钢配单体支柱创回撤条件。因工作面条件限制，轨顺下出口距离停采线较近，巷道支护压力极大，不利于回撤期间顶板管理，所以决定从皮顺负压侧进行回撤，轨顺物料同时撤出。从9月4日创条件开始至9月18日创条件基本完成，随后开始支护煤壁，施工稳车硐室、拆装架硐室，撤前后部运输机、煤机等，至10月4日开始调掩护架，本工作面共有支架102架，全部从皮顺负压侧运出。

3 工作面防灭火措施实施

因为该工作面的情况比较特殊，为保障工作面的安全回撤，防止发生自然发火事故，在工作面回撤前一个月即制定了该工作面的回撤“一通三防”保障措施，对工作面“三带”进行提前预处理，对工作面自燃发火带喷洒阻化剂、破碎煤体堵漏剂等防灭火材料进行堵漏和碎煤包裹，缩短两巷的封堵距离，加大采空区注氮量，架上双网内铺设阻燃风筒布，并且根据综合保障措施，采取架后注凝胶，采空区及回撤冒落区注氮气惰化和置换，打钻孔注凝胶等，严格落实各项措施，加强取样分析监测，工作面一氧化碳等指标气体一直保持在较低水平。

（1）由于是在回风侧负压区进行回撤，提前在该工作面皮顺回风侧设置两道简易风门（图1中贰），对采空区进行增压，减少采空区内有毒有害气体涌出。

（2）该工作面北临9301综放工作面采空区，且共用一条皮带运输顺槽，两工作面间隔煤柱5m，由于采动影响煤柱破坏较为严重，为防止相邻采空区气体涌出回撤空间以及回风巷，在回风巷道内再施工两道简易风门（图1中叁），控制相邻采空区风压，防止临近采空区气体涌出。

（3）工作面轨顺物料回撤完毕后，第一时间封闭轨顺，减少新鲜风窜入老塘，拆除皮顺联络巷风门（图1中壹），对皮顺持续增压。

（4）每个支架架间砸管三个，分别对架顶、后溜后、架后浮煤及破碎煤体进行压注凝胶（如图2示），且利用氮气、凝胶两项防火措施互为补充，采用惰化稀释和封堵降温双管齐下，使采空区既不出现高温，也没有充足的氧气氧化煤体。

图2 架间注凝胶示意图

（5）使用新型防灭火材料—LFM，对轨顺即进风侧端头自燃发火带预埋管路进行预处理。该材料压注方便，无需配比，成胶快，保水性好，堵漏效果好。

（6）提前在工作面顶网内铺设阻燃风筒布，即超前工作面上第一根钢丝绳前开始铺布，将整个工作面顶煤隔开，断绝新鲜空气进入采空区和有害气体溢出的通道，且能防止凝胶外溢。

（7）使用发泡材料—瑞驰三号，对工作面两隅角、高顶区、两相邻工作面破损煤柱体进行封闭和充填，以及做临时密闭墙材料，该材料发泡倍数大，韧性和强度较好，施工简便，成型速度较快。

（8）由于在皮顺负压侧进行回撤，且皮顺标高较高，在皮顺利用气腿式钻机向架后破碎带及气体溢出通道处施工钻孔下套管，对架后注凝胶进行降温和封堵，针对性较强，且效果十分明显。

4 结论

（1）由于目前国内大部分矿井均采用抽出式通风，综放工作面在负压侧回撤，极易导致采空区大量有毒有害气体涌出至回撤施工空间，影响安全回撤，所以应增加负压侧风压，使采空区气体不能大量涌出。

（2）工作面回采创条件期间，必须控制维护好顶板，此次工作面回撤期间，5～9号架、29～33号架顶板破碎出现空洞，一直是漏风通道和隐患点，由于皮顺回撤，轨顺封闭不及时，持续补给氧气导致出现指标性气体CO达到120ppm，所以，及时封闭工作面一侧，切断工作面全风压通风状态，实施局部通风，越早越有利。

（3）由于每个煤矿煤质不一，环境条件不一，各个煤矿都应及时确定自己的“三带”数据，所以应提前埋设观测管，对各个不同的工作面“三带”分布情况测量清楚，便于有的放矢，取得明显效果。

（4）因采动压力影响及通风系统调整，应统筹兼顾，时刻关注回撤工作面相邻采空区内的漏风及气体变化情况，防止相邻采空区发生发火事故。

（5）新型发泡材料使用方便快捷，但属于化学反应，在使用过程中应及时观测使用地点气体、温度等环境变化情况，并在使用后随时观测一段时间，防止发生次生灾害以及后期对施工地点作业人员的身体影响。

（6）综放工作面回撤是一个全面系统工程，涉及专业较多，应提前开好回撤工作各专业协调会，随着回撤工作的进展，情况也会发生变化，应及时编制相关的保障措施，便于指导现场作业人员安全操作。