杏花矿南石门火区的治理

杏花矿南石门火区的治理杏花矿南石门火区的治理 矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一 按引火源分为内 因和外因火灾两种 若治理方法不当 均会造成人员大量伤亡 财产巨大损失 冻结煤量使矿井接续紧张 本文分析了鸡西矿 业集团杏花矿西一南石门采区外因火灾快速远方封闭 短时间 综合治理 逐步通风启封的成功经验 为高瓦斯工作面火灾治 理提供参考 1 采区矿西一南石门采区 生产布局为 1 采 2 掘 为上山采区 两翼走向长壁后退式回采 着火工作面为 23 右二工作面 采 用高档普采回采工艺 工作面斜长 210m 走向长 330m 采用 下行为 u 型通风 供风量为 730m3 min 回风瓦斯浓度为 0 4 绝对瓦斯量为 2 92 m3 min 属高瓦斯工作面 煤层无 自然发火倾向 当工作面推至上巷一落差为 4 0m 正断层处 改 用留巷回采 2002 年 6 月 19 日 19 35 留巷推至 46m 时 上隅 角石墙处发生瓦斯燃烧产生外因火灾 2 火区的治理 火区产生后 经公司 矿与救护队勘查 工作面回风巷 ch4 浓 度为 0 co 浓度为 120 10 6 上巷石墙处 ch4 浓度为 0 18 co 浓度为 80 10 6 采空区内有烟 经勘查分析 火 源是卸压挑顶眼终孔与冒落顶板自由面 0 3m 最小抵抗线 放炮 产生明火引燃采空区高顶瓦斯 无法直接灭火 决定进行永久 封闭 2 1 火区封闭方案的确定 关于火区封闭空间的确定 国内外专家争议较大 但对于火区 范围较大或位置难以确定的 以远方封闭火区最为可靠 其理 论依据如下 1 采用远方封闭有利于均压灭火 缩短煤炭冻结时间 右二 右三为无煤柱连续回采 若近距离封闭工作面 需新设 2 道防 火墙 加固 3 处密闭改为防火墙 而远方封闭只需设 3 处防火 墙而且有利于均压灭火 2 从爆炸学角度分析 远方封闭更为安全可靠 封闭后会造 成风流逆转 当瓦斯浓度高达到爆炸指数 遇火源必然产生爆 炸 爆炸冲击波直线传播威力最大 若采用近距离封闭工作面 所设 5 道设施将全部冲毁 二次封闭既危险又困难 实践证明 远方封闭爆炸后只损坏 号防火墙的风门 瓦斯爆炸时间推断 对火区安全封闭尤为重要 瓦斯爆炸是复杂的化学反应过程 风流逆转影响因素诸多也难计算 但用封闭后闭区内 ch4 浓度 达到爆炸时间计算 近距离封闭爆炸时间为 12h 而远距离封 闭爆炸时间为 50h 显然远方封闭更为安全可靠 实践证明 远方封闭爆炸时间为 52h45min 此推断较准确 3 按 煤矿安全规程 规定 近距离封闭火区指标未达到规 定要求 2 个掘进工作面也不能生产 而远方封闭有利于选择 顶板好 运输便利的防火墙位置 可见 采用图 1 所示的远方封闭更为可靠 图 1 通风系统及火区封闭位置示意图 2 2 火区的治理 1 封闭火区和堵漏 封闭火区灭火的目的是 减少向火区漏 风 断氧 火区封闭后 首先采取堵漏措施 对 3 处防火墙多 次进行喷浆 但在负压作用下 o2 仍在 5 以上 2 第二步采取均压灭火 首先将相距 220m 的南石门采区入 回风巷间风道车场风门 图 1a 点处 改至 密闭上方 b 处 该处实现入回风道均压 在 90m 左 0 探巷采用风机增压实 现 密闭间均压 采用此措施后 10d o2 浓度下 降到 5 火区内 ch 4 o2 浓度变化曲线见图 2 图 2 火区内 ch 4 o2 深度变化曲线图 3 火区启封 采取均压灭火后 co c2h2 c2h4 o2 等气体的各项指标均达 到 煤矿安全规程 的要求 并且已稳定 1 个月以上 初步确 定火区已熄灭 根据远方封闭火区状况 锁风探查路线长 决 定采用逐步通风启封的方法 启封步骤及其观测数据详见表 表 1 启封步骤及 90m 探巷观测数据 步骤 采取措施 供风量 m3 min 1 ch4 o2 co 间隔时间 d 一步 打开 观察孔 15 由 26 6 下降到 20 6 由 2 4 上升到 5 91 无 5 二步 打开 观察孔 30 11 4 12 28 无 7 三步 打开 密闭风门 1 200 1 43 19 45 无 2 经采取如上步骤 由救护队探查及观测 3d 火区已熄灭 启封 结束 进入恢复生产阶段 4 救灾效果 1 经过切实可行综合治理 被冻结 6 个月零 24d 30 万 t 优 质煤的南石门采区得以恢复生产 2 虽然损坏通风设施 14 道 造成 800m 巷道冒顶 严重段达 300m 但顺利采完了 1 5 万 t 优质煤 并回撤价值近 700 万元 的高档普采设备 5 结论 南石门采区火灾成功治理关键是以下几个方面 1 确定火灾范围及火源位置是火区治理方案的前提 能 够直接灭火要尽快灭火 灭火危险要快速封闭 封闭前必须保持原有通风系统 系 统复杂的高瓦斯工作面应采取远方封闭最为可靠 封闭前必 须推断爆炸时间 为封闭提供可靠安全保证 2 火区治理关键在于以下几个