E3403分层开采综放工作面综合防灭火技术

摘要：针对山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿E3403工作面回采过程中存在自然发火隐患的现状，通过采取压注预测预报、注浆、注防火材料、封堵漏风、施工防火门墙等防火措施有效的保证了工作面回采过程中的防火安全。

关键词 "分层开采综放面 "防灭火 "综合技术研究

1概述

E3403工作面北邻E3112工作面，东临滋阳断层保护煤柱，南邻E3402采空区，西邻津浦铁路保护煤柱，上部为二分层E3202、E3201、E3206采空区。E3403工作面轨顺可采段走向长312.5m，运顺可采段走向长304.1m，倾斜长度为136.9m，可采面积47130.9m2。E3403工作面沿3煤底板布置，工作面为近水平仰采，采用走向长壁采煤法，综合机械化放顶煤回采工艺，采空区采用自然垮落法进行处理。工作面开采范围内煤层均厚4.0米，机采高度定为2.2m，平均放煤高度为1.8m，平均采放比为1∶0.82。

E3403工作面位于E3201、E3202、E3206采空区下方沿煤底施工，根据附近采掘揭露情况分析，工作面煤岩层总体为一向北东方向倾斜的单斜构造，预计回采期间切眼将揭露FD2断层，落差1.1m，会对工作面回采有一定影响。预计工作面回采结束后冒落带最大高度12.0m—16.6m，导水裂隙带（包含冒落带）最大高度为43.8m—55.0m。根据矿井东翼采区回采实际揭露情况以及相邻兴隆庄煤矿3采区回采资料，工作面内没有陷落柱或火成岩侵入等对回采有影响的其它地质现象。

工作面分层开采造成架后遗煤多，受周边巷道围岩变形影响漏风严重等原因，易造成工作面发生自然发火隐患。

2综合防灭火技术

2.1预测预报

（1）瓦斯检查员每班对自然发火观测点、工作面风流、回风隅角、工作面回风流一氧化碳及温度情况检测2次；E3403运输顺槽回风口10-15米处一氧化碳及温度情况每班检测1次，异常情况及时汇报并加密检测。每周对两顺槽安设的防火检测探孔进行检测，异常情况加密检测。

（2）工作面回采期间每周对相邻采空区及其他相关地点的采空区密闭内的气体进行一次采样分析。初采期间（前50m）每周对工作面风流、回风隅角、工作面回风流进行人工采样分析二次，正常回采后调整为每周一次，分析结果及时OA公示。

（3）充分利用矿井监测监控系统和束管监测系统， 对工作面风流、回风隅角等地点气体进行监测分析，异常情况及时汇报。工作面回风隅角安设束管监测探头、甲烷传感器、悬挂一氧化碳便携仪、甲烷-氧气两用仪。运输顺槽回风口安设甲烷、一氧化碳、温度传感器及束管监测探头。工作面各地点束管及球胆气体分析出现异常情况，必须加密监测，跟踪现场防灭火处理情况，保证气体监测准确、监控有效。

2.2注浆

2.2.1简介

通过埋设的注浆管路对采空区内进行注浆防火处理。

2.2.2注浆注意事项

注浆前，工作人员必须检查其供水、材料供应量和注浆管路的通畅情况。据E3403工作面的具体情况，用电话通知调度总机，由调度总机再通知注浆站从地面注浆站向E3403工作面送浆。注浆过程中发现管路有问题及时通知井上停止下浆并关闭闸门处理。注浆过程中发现有漏、跑浆，应及时汇报调度总机，通知注浆站停止下浆，处理合格后方可继续注浆。灌浆前先灌几分钟清水再灌浆；灌浆结束后灌几分钟清水清洗管路，以免泥浆在管道内沉淀。清洗完管路后，关闭闸门，收拾好工具，无其他情况后方可离开现场。开切眼及停采线、地质构造复杂、断层带等特殊区域洒浆必须根据实际加大注浆量，达到防灭火的目的。

2.2.3疏水及防溃浆措施

根据采空区涌水量考虑注浆析水量选择排水设备、安装排水管路，确保巷道无积水。在两端头处设排水点，排水泵能力满足要求，防止积水淹没设备。每次注浆时指定有经验的人员看管管路、观察两顺槽涌水量变化及工作面是否存在跑渗浆情况。发现管路来压（注浆管路跳动或管接头跑漏浆等现象）及时关闭上一级阀门，打开放浆阀门，释放压力，停止注浆。根据实际在两端头施工隔离墙，达到阻浆作用。注浆流速均匀，浆液浓度符合设计要求。

2.3注防火材料

E3403工作面区域内配备气动注浆泵两台，一台使用，一台备用，用于喷洒阻燃剂、压注水玻璃凝胶或阻燃剂、压喷注LFM防灭火材料（也可使用气动隔膜泵进行施工）。工作面架后敷设一路Ø25mm高压胶管，每20m设置一三通阀门，为专用喷洒阻燃剂管路。根据现场防火需要， MEA、水玻璃、小苏打、花管、LFM轻型防灭火材料均在现场配齐，满足防火需要。

2.4封堵漏风

E3403运输顺槽剥帮区域要认真检测气体温度状况，发现异常要及时进行汇报，根据现场实际对剥帮区域打孔压喷注水玻璃凝胶或阻燃剂或喷涂LFM防灭火材料，以便进一步封堵剥帮区域的裂隙，减小漏风强度；E3402轨道及运输顺槽密闭内气体及温度通过检测发现异常时，根据实际通过注浆管向内灌浆，提高E3402采空区处的气密性；根据现场遗煤情况将E3403运顺端头处注浆管断开进行大量注浆，阻止E3403运顺端头处的遗煤接触氧气；如上述措施实施后还无法消除发火隐患，E3403运输顺槽不得进行剥帮工作，应加快工作面推进速度，避免遗煤持续氧化自燃。

2.5施工防火门墙

2.5.1防火门墙位置

E3403采煤工作面正常生产前，必须预先选定构筑防火门的位置并及时施工，具体位置如下：E3403轨道顺槽防火门施工位置：距E3403轨道顺槽开门口向里不大于5m处。

E3403运输顺槽防火门施工位置：距E3403运输顺槽开门口以里不大于15m处。

2.5.2防火门施工标准

防火门墙（套）必须采用砖、沙等不燃性材料构筑，施工质量符合要求。墙体厚度不小于600mm，防火门断面符合行人、通风和运输要求。 轨道顺槽防火门墙墙体四周应按规定掏槽，运输顺槽防火门墙不再进行掏槽。防火门采用“内拆插口”结构，中间采用防火门板封闭，防火门板材厚度不得低于30mm，错口宽度不小于20mm，宽度不小于300mm，外部包铁皮或喷涂防火涂料或采用外购专用防火板。

3应急处置

3.1自然发火隐患处理

如果E3403工作面或者回风流中发现一氧化碳浓度大于24ppm，并呈上升趋势，必须查明原因，判定采空区发生自然发火隐患时，主要采取的防火措施有：（1）调整工作面的风量至正常生产期间的50%，并检查工作面有害气体、温度等情况。（2）加快工作面推进速度（如不放顶煤）；沿后部运输机敷设一至三路工作面注浆管路，间距5～10m；每班由瓦斯检查对工作面相关地点检查不少于3次，特殊情况随时检查，并随时向矿调度室汇报。（3）调整隔离墙间距为10±3m，两顺同步施工隔离墙，袋子与锚网接触处充填严密，并注水玻璃凝胶封堵。（4）两顺槽施工完隔离墙后3m后，若顶板为煤时，应剪网促使顶板冒落至下一道隔离墙位置前3m，以减小顶部漏风通道的空间，冒落的煤体要大量喷注阻燃剂或水玻璃凝胶，采空区遗煤无法清理干净时也要大量压喷注阻燃剂或水玻璃凝胶。（5）每次施工隔离墙后，在墙外不大于3m处向外铺设束管，束管口要用花管保护。采煤面架间每十架设一取样点，每天对各采样点进行人工取样。（6）通过两顺槽及工作面敷设的防灭火管路在距隐患点较近的管路连续压注水玻璃凝胶或阻燃剂，并设置警戒，严禁人员进入瓦斯超限区，直至隐患消除。（7）根据实际情况选择利用注浆管路对采空区注浆，每班注浆量要达到100～150m3，每天注浆量不低于300m3，工作面见浆或涌水增大时停止，发火隐患消除后，注浆量恢复正常。

若判断为支架上方煤体有发火隐患时，必须通过移架放煤的方法处理，边放边洒水边外运，瓦斯检查员跟踪检测，并准备一次性花管在附近支架打眼注胶进一步处理，直至隐患消除。若为顺槽顶煤发生隐患，先洒水降温，再在隐患周围施工防火钻孔，压注水玻璃凝胶，并跟踪监测，直至隐患消除。

3.2应急处置程序

当工作面发生自然发火隐患时应按照《应急停产撤人制度》和《矿长授权令》及《调度员十项应急处置权》，调度室值班调度员在接到火灾事故汇报后，首先行使矿长权利，立即要求已受灾巷道内及可能波及的附近巷道内的人员停止工作，撤人升井。若为外因火灾，则要立即要求火点下风流的人员紧急按火灾撤人路线避灾，现场上风流人员视火情，尽可能地采取一切措施现场灭火。若为内因火灾，则要全部人员撤人升井，但顺序按先下风流人员，后上风流人员。同时通知井下跟班领导，现场指挥抢险救灾工作。当E3403工作面发生火灾后，调度机台接到井下灾情电话后，必须问清事故发生的时间、地点、范围等情况，并立即通知应急救援组织机构所有人员，启动应急救援预案，做好记录。在矿长未到指挥部之前，矿值班领导负责指挥组织有关人员抢险救灾。现场指挥由跟班矿领导、值班科长、带班区队长临时兼任，安监员做好抢险救灾安全监督工作。

指挥部根据掌握的情况和信息，判断事故的性质、范围和灾害程度，制订抢险救灾方案，并安排调度室立即将事故影响的区域停电、撤离所有人员。矿长在接到事故汇报后，应立即组织成立事故抢险救灾指挥部。

指挥部设井上指挥部和井下现场指挥部，人员由应急救援机构成员组成。指挥部实行24小时工作制，对制订的抢险救灾措施做到有安排，有落实、有监督、有汇报、有记录，以保障救护工作的顺利进行。

4效果分析及总结

通过上述综合防灭火措施的应用，E3403分层开采综放工作面回采过程中未发生自然发火隐患，有效的保证了矿井的安全生产。