复采放顶煤工作面自然发火防控技术研究

闫春来　秦鹏

【摘要】山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿受资源储量影响，准备复采F9305工作面。该工作面开采煤层为3煤，自燃倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层，最短自然发火期为80天。工作面采用放顶煤开采，在回采过程中两端头及架后部分遗煤不能及时回收并进入采空区，工作面推进速度慢，氧化带不能及时进入窒息带，破碎煤体持续接触氧气，存在自然发火隐患。

【关键词】复采放顶煤自然发火防控 技术研究

一、 项目概述

F9305工作面整體位于原9311已采区域内，为我矿首个复采工作面，破碎煤体经过二次扰动，裂隙进一步发育，漏风强度大，且工作面回采期间穿过原工作面开采线、停采线，自燃风险进一步增大。

如何对复采工作面自燃风险进行分析研判，掌握破碎煤体氧化自燃规律与特性，完善防灭火技术措施手段，构建复采工作面煤层自燃应急防控技术体系，保证工作面回采期间防火安全，为下一步复采工作面防火提供理论和经验是需要解决的主要问题。

二、自然发火防控技术

1、针对F9305复采工作面现状，首先对工作面采空区“三带”进行测定，掌握实际开采条件下采空区浮煤分布规律、氧气分布规律和漏风规律；确定工作面采空区三带划分指标，判定采空区三带范围气体动态移动规律；确定工作面自燃危险区域及工作面最小安全推进速度；预测工作面采空区在不同速度推进时自燃危险性。

2、采取了注氮、注浆、注阻化泡沫、打设隔离墙、架后喷洒阻燃剂、两端头打设隔离墙，两端头顶板、轨顺非采帮打孔注胶、两端头架后喷注水玻璃胶体、采空区埋管抽样检测等综合防灭火措施。F9305工作面回采期间两顺槽顶煤不能及时在关门柱垮落时，必须在两顺槽平行于巷道布置两排注胶孔，一排在人行道侧，另一排在非人行道侧，钻孔垂直于巷道顶板打设。注胶孔排距为2±0.2m，每排孔间距为3±0.2m，排与排之间的钻孔迈步布置，以增加防灭火材料的扩散性。孔深根据顶煤厚度确定，一般以不打透上方采空区为准。然后往钻孔内下设注胶管，注胶管孔口使用棉纱、水泥等材料进行封堵；然后向注胶管内压注阻燃剂（MEA）。

3、工作面临时停采，采取了封闭注氮、开放性封闭注氮、压注阻化泡沫等措施，延缓采空区遗煤氧化速度。

4、工作面进入原工作面停采线、开采线前，沿煤壁打设注浆孔、压注水泥和注粉煤灰浆处理，达到了充填架固定顶板防漏风目的。

5、F9305轨道顺槽非采帮采空区出现自燃隐患期间，采取了打设深孔、高位注浆孔注浆、注氮、注凝胶等综合防灭火措施，为防止隐患区域进入采空区后再次出现自燃隐患，采取了将注浆钻孔管路外延，实施远程高位注浆、注氮，成功消除了自燃隐患。

6、工作面架后埋设了监测束管，每天坚持人工采样和束管抽样化验分析，异常点布置监测探孔，定期采样分析。随时掌握气体变化状况。

三、 结论

1、通过实施以上方案措施，现F9305工作面已推进约500m，未出现严重自燃隐患，防火管控措施得力有效，保证了工作面正常回采。同时也掌握了复杂煤层自燃的特性参数，探索了松散煤体漏风规律及自燃危险区域，构建了复采工作面煤层自燃应急防控技术体系。

2、为今后我矿及周边矿井复采煤层安全回采、提高资源回收率，减少能源损失、延长衰老矿井服务年限，以及减轻社会就业负担都具有很大意义和重要的参考价值，下一步在全国推广必将产生巨大的经济效益和社会效益，发展前景广阔。