厚煤层煤柱回收综放面自然发火防治.doc

-260煤柱综放面自然发火综合防治清水煤矿隶属于沈阳煤业集团公司，煤层为中厚煤层，煤质为老褐煤，属于瓦斯矿区，相对瓦斯涌出量79m3/t,绝对瓦斯涌出量1115m3/min,煤层倾向为1类极易自燃煤层，发火期13个月，最短24d.综采放顶煤试验从20世纪80年代开始先后沈北矿区在蒲河和大桥矿试验，都以软岩压力大、順槽及采空区防火问题没有解决将工作面封闭而宣告失败。20多年来采煤方法一直沿用木棚绞接顶梁、单体钢放顶煤灯落后回采工艺开采。这些回采工艺回收效率低，顶煤不易放落，采空区容易出现“大院”积存高浓度瓦斯，造成采面回风流中瓦斯时常超限，工人劳动强度大等诸多问题。特别是采空区“大院”受采动影响冒落时造成瓦斯瞬间异常涌出的问题难以解决，存在安全生产隐患。针对上诉诸多问题，集团公司决定2007年下半年在清水煤矿-260m水平煤柱回收面进行综采放顶煤实验，对沈北矿区采煤主工艺改革进行尝试。该面从2007年10月开始掘进准备到2008年1月试生产，已于2008年9月安全回撤顺利封闭，共推进330m，平均月进度在36.7m，7月份工作面转角最慢月进19m，共采出煤炭46万t。下面把矿井在该综采放顶煤试验面防火方面的做法进行简单介绍。一、概况清水煤矿位于沈北矿区东南部，井田处于沈北煤田含煤盆地边缘的扭转部位，受扭力作用，断裂构造比较复杂。该井田以断层为主，断层走向以北东向、北西向为主，东西向断层形成较早，被北东断层切割。该井田经统计有较大断层47条，其中落差30m的23条，落差在3020m的7条，落差在2010m的14条，落差在108m的3条。8m以下断层在生产中揭露控制。矿井通风方式为中央边界抽出式，3条斜井入风，1条竖井回风，回风井安有2台BD-II-8-No25型主通风机，矿井总入风量5400m3/minm。矿井具有完善的防火灌浆系统、束管监测系统、安全生产监测监控系统、防火注氮系统。煤质为老褐煤，煤层自燃发火期13个月，最短15d，为极易自燃煤层。矿井相对瓦斯涌出量7.49m3/t,绝对瓦斯涌出量11.93m3/min，煤尘爆炸指数45%，具有强爆性。-260m水平煤柱回收综放试验采面地质构造复杂，停采线与切眼间发育有18条断层，順槽走向长度360m，工作面长度90m，煤层倾角5，在掘进过程中，运顺揭露和穿过旧巷12条，采空区1个，工作面揭露旧巷3条，回顺揭露和穿过旧巷11条，采空区1个，工作面开采过程中还需经过18条旧巷，其中有1条220m场的巷道（原5号面固定运煤道）始终伴随，另外工作面还将转角及两顺过采空区。工作面采用“U”型通风方式，配风量500600m3/min，运顺接有1条108mm注氮管路，1条108mm注浆（抽放）管路、及给排水管路；回顺接有1条219mm抽放管路，1条108mm注浆（注氮）管路及给排水管路和束管。该工作面采煤机选用MG-132/320DW，前部运输机为SGW-630/264ZH，后部运输机为SGW-630/264，液压支架为ZF4000/16/26，转载机为LPS-500，煤层厚度810m，采高2.5m。二、防火措施1、 开采前及安装期间(1)、掘进过程中防火措施开采前掘进順槽时采用锚网、架钢喷浆的支护方式，喷浆的目的主要时隔绝空气与煤体的接触，要求严密不漏风，降低煤炭氧化速度。对过旧巷地点每2m1排，每排3根，预埋50mm带法兰盘铁管23m长，管头固定在棚或锚网上，掘进面过20m后，对预埋铁管注瑞米充填料，注到上压23 MPa时在喷浆中可能有料挤出，这时用破布木楔堵漏。对掘进过采空区地点加密埋管数量，增加埋管深度。每个埋管挂牌编号管理，这样在棚梁帮顶喷浆上形成一层瑞米充填聊层，尽可能隔断氧气与煤的接触氧化，随后用风钻将50mm注充填料管透开，利用高压泥浆泵向充填聊层上注白泥，进一步密实、充填煤炭裂隙。在过采空区处除采用过旧巷防火措施外，还要有150钻机向工作面回采侧打钻1020m注水泥浆，加固旧采空区顶板，防止工作面开采推进时冒顶。当順槽掘进完成后，受压力影响，巷道会出现裂缝，喷浆脱落等现象，这时及时补注原预埋孔和重新用风钻打注瑞米充填和白泥。(2)、开切眼防火措施切眼施工采用2.2m 工字钢先贯通，后用6.6m跨度36U钢拱扩面锚网、锚索喷浆联合支护，切眼绝送过程中过8#面回风順槽在底板上1m，从回顺始20m范围内见原东区8#面回顺，在工作面安装运输机拉底过程中发现底板煤热，及时洒阻化剂、白泥进行处理，扩面过程中由于时煤柱回收采面，压力大、顶板多处出现离层、漏顶等问题，对顶板离层、漏顶地点及时打眼将顶板空间及裂隙充填瑞米及白泥，后部运输机铺设时，对底板及空巷侧浮煤进行清理，洒白泥和阻化剂，确保长期氧化煤炭及时清净运走。在回顺侧14#支架及回顺绞车硐室预埋108mm灌浆管路，以便在工作面推进1015m后进行采空区及硐室（原旧巷处）充填河沙。对原东区16#采场两顺已注沙闭周围进排孔瑞米和白泥，密封充填围岩及裂隙。支护安装完成后在架后埋设4组束管探头，监测采空区“三带”，便于根据煤层自然发火期确定最低月开采进度。(3)、开采过程中防火措施由于工作面开采过程中要经过18条旧巷，2个采空区，加之人员新、队伍新、设备新，员工都未接触过这项采煤工艺，业务不熟练，很难保障工作面顺利进刀和进度，防火压力大。(4)、两顺尾巷防火措施首先两顺副帮超前后部运输机3m扩邦，将长期氧化煤提前清除，开帮深度最少1m，直至硬帮为止。上、下口3个支架始直至2个順槽副帮的木料、铁网收净，将顶板煤放净。两顺帮、顶板喷浆层及锚网托盘在超前后部运输机1m处用风镐将喷浆层破开，将网铰掉运走，严禁遗入空巷，便于回收时将顶煤放出。每个原班对上、下尾巷放下的煤及时清净运走，并注白泥，将煤炭包裹，防止氧化。距后部运输机7m，在两顺顶板打钻至煤层顶板，进行预注高压水，便于尾巷煤冒落和湿润煤体。每10d对上、下尾巷进行封堵1次，主要是先用瑞米充填1个墙，墙里埋管注白泥，下顺尾巷长度5m，上顺尾巷长度3m，防止向空区漏风。上、下尾巷预埋注氮管路，不间断向采空区注氮气。（5）、工作面过旧巷防火措施凡工作面揭露旧巷时，首先在正帮打钻3m深，观测旧巷漏风状态，并取样化验分析旧巷及周边气体组分，便于采取相应措施。若是正帮和底板揭露的旧巷直接打眼、注水、注阻化剂；若是旧巷在顶板未被揭露，就拉架后在架后放货，见矸石为止，并在后部运输机空巷侧打水针注水。（6）、工作面转角及过采空区防火措施工作面推进250m时转角，下顺过原东区9#面采空区，上顺过原东区4#采空区。下顺在掘进口面过程中原东区9#采空区在下顺揭露，长度为42m，最深进至工作面18m，并且发现漏顶，最高处达9m高，且发现有CO和雾气，虽然从掘进期间开始至开采过程中一直不间断地注瑞米、白泥、水泥等措施，但是由于漏顶高，顶板破碎等原因，综采支架不易通过，影响工作面推进度，对防火极为不利。对原空巷顶板及空巷打410m深钻孔，注瑞米加固料，加固巷道顶板。工作面靠下顺20m范围内人工开帮，架前用4m长木拌密排顶板，防止漏货。两顺采用200mm，4m长圆木做梁，3.5m单体做腿，加强支护，棚距500mm。圆木顶梁进入到架后及时回收，将顶板放落。原班对空巷注白泥，将俘货用白泥包裹，降温、防火。每5d上、下尾巷注一封堵墙，防止漏风。加大采空区注氮量，控制尾巷瓦斯抽放量两顺及尾巷不间断打水针注水。（7）、回撤期间防火措施在预计停采线位置提前1个月对10m范围内顶板注水泥浆进行顶板加固。工作面劈帮引网前对全工作面前方顶板60角打8m深钻孔，注加固料2个循环进行顶板加固。采用预留风道回收方式，便于处理发火隐患，每撤2架打1木垛护顶板。支架回撤前在架后下部10m，上部7m,空巷侧注瑞米挡风墙，墙后充满白泥，防止空巷漏风。支架回撤前在每个架间后尾梁缝隙打埋60mm管，对全工作面架后注白泥。支架回撤后，每撤1架在预留风道侧（木垛），对原架架顶打孔注白泥、注