煤层自燃发火的原因及治理

煤层自燃发火的原因及治理煤层自燃发火的原因及治理 朱仙庄煤矿位于宿县矿区宿东向斜的北部 设计年产量 120 万 t 1983 年投产 主要可采煤层为 10 煤层 平均厚度 2 3m 8 煤层 平均厚度 9 98m 和 7 煤层 厚度 1 5m 煤层间距分别是 75m 和 20m 倾角 12 40 矿井瓦斯等级为高 瓦斯矿井 矿井南翼 8 层煤曾经发生过瓦斯动力现象 矿井地 压大 煤尘有爆炸危险 爆炸指数在 31 4 50 81 之间 煤 层具有自燃倾向性 发火期在 3 个月左右 为一级自然发火矿 井 从 1986 年至 1998 年共发生过 18 次自然发火事故 不仅威 胁矿井安全生产 危及职工人身安全 而且打乱了矿井的正常 生产秩序 特别是 1997 年 2 10 事故 造成矿总工程师 安全 矿长 通风区长等 8 人遇难 教训十分惨痛 为此 朱仙庄煤 矿痛定思痛 认真地吸取了教训 总结了经验 强化了安全管 理 实现了近 2 年无自然发火事故 1 朱仙庄矿煤层自然发火情况及特点 1 1 煤层自然发火的特点 朱仙庄煤矿自 1986 年至 1998 年 12a 间先后共发生 18 次自 然发火 其中 17 次发生在 8 层煤 发火规律明显 发火地点集中 在回采面收作线附 近 7 次 占 38 9 和巷道施工或生产过程中漏顶及区段溜斜 过煤段处 10 次 占 55 6 每次发火的时间间隔越来越短 自 1986 年 8 月 22 日至 1998 年 1 月 19 日 共发生自然发火 18 次 平均每年发火 1 5 次 每次发火时间平均 231d 1992 年 8 月 28 日和 1992 年 2 月 10 日和 1997 年 2 月 12 日 两次发火的 间隔仅为 2d 发火征兆较为明显 有 co 其浓度呈上升趋势 有煤油味 出现烟雾 有高温点及出现明火等 1 2 煤层自然发火的原因 1 生产接替紧张 打乱了生产布局 导致一个区段布 置多个采煤工作面同时进行回 采 采煤工作面之间的压茬时间和压茬距离均不够 有些 采煤工作面的开切眼和收作线不可避免地落在高负压区 增加 了采空区漏风 2 矿井地压大 巷道失修严重 巷道围岩裂隙发育 封 闭墙墙体时常被压坏 致使采空区封闭困难 同时 因巷道失 修严重 通风断面缩小 通风阻力增大 增加了采空区的压差 3 预测预报手段落后 对于高温点不能及时发现 导致 了火灾范围扩大 总之 煤层自然发火三个条件缺一不可 煤层本身具有自 然倾向是内因 有足够时间的供氧条件和蓄热条件是外因 2 防治煤层自然发火的措施 2 1 加强组织领导 提高防火意识 针对近年来全矿区煤层自然发火事故的频繁发生 威胁着 矿井安全 制约了矿井生产能力的发挥这一现实 淮北矿业集 团公司先后制定了 预防煤层自然发火 15 条措施 把防治煤 层自然发火与瓦斯综合治理一并作为集团公司安全工作的重中 之重来抓 集团公司 矿都成立了防治煤层自然发火领导小组 定期召开专题会 解决发火工作所需的人 财 物 同时 开 展多种形式的宣传教育及培训活动 提高全员防火意识和防火 技能 2 2 组织防火会战 促进防火措施的落实 为把防治煤层自然发火工作放在重要议事日程来抓 切实 把防火工作落到实处 成立了以集团公司总工程师任组长 以 集团公司通风 生产副总 安监局副局长 朱仙庄煤矿矿长任 副组长 以集团公司生产 通风 计划 供应 工资 财务等 单位负责人为成员的防治煤层自然发火会战领导小组 办公室 设在通防处 负责会战的日常工作 制定了会战目标 会战重 点 会战措施及奖罚方法和防火会战工程量 半年进行一次考 核验收 实现了会战目标的给予奖励 对完不成会战目标或出 一次高温及发生事故的 视情节给予罚款或追究有关人员的责 任 2 3 实行齐抓共管 综合治理 1 加强全矿高温点的探查工作 矿成立专业精干的防火 隐患探查小组 认真做好防火的预测预报工作 特别是要做好 全矿的高温火点的普查工作 对放顶煤工作面机 风巷及及上 隅角的普查 主要采用了远红外测温仪 co 检测报警仪和锥形 管取样等方法进行普查 实践证明 这些方法实用 可靠 能 够查出所有自然发火不安全的隐患 对查出的隐患点 实行挂 牌 建档 填图管理 并根据隐患的危险程度 采取相应的防 火措施 2 装备矿井火灾预报束管监测系统 进行煤层自然发火 的早期预报 为更好地做好煤层自然发火的预测预报工作 朱 仙庄矿安装了矿井火灾束管监测系统 在开切眼 收作线等可 能发火的地点埋管监测 进行煤层自然发火的早期预报 将高 温点隐患消灭在萌芽状态 对现有的气相色谱仪进行技术改造 达到能化验分析标志自然发火的烯 烃 烷类气体的要求 3 加强采煤工作面均压通风工作 从龙头抓起 严把设 计关 避免将开采切眼和收作线布置在高负压区内 同时 合 理安排生产接替和生产布局 保证上下分层采煤工作面压茬时 间大于 6 个月 压茬间距大于 200m 对于高瓦斯工作面 要加 强瓦斯抽放 减少配风量 同时 要加强采煤工作面两巷的维 护 降低通风阻力 以降低其进 回风侧的压差 4 做好喷浆 堵漏工作 对可疑地点或出现隐患地点进 行全封闭喷浆 隔绝空气 控制煤层氧化 是防治煤层自然发 火的有效手段 朱仙庄矿地压大 封闭墙难以维护 漏风大 是导致自然发火的一个重要原因 因此 对所有的永久封闭墙 进行喷浆处理 喷浆范围包括墙面和墙前 5m 范围内的巷壁 喷浆厚度不小于 110mm 每次喷浆结束后 组织有关人员进行 验收 保证工程质量 从而取得了较好的效果 5 加强防火的灌浆和注氮工作 采煤工作面收作前 通 风区必须按规定把灌浆管路接到收作线 留好三通 并沿收作 线向下 5 10m 安设试通管路 经矿收作面领导小组验收合格 后 再移交给施工单位使用 对 8 层煤所有的采煤工作面 必 须实行随采随灌 对倾斜较长的采煤工作面 下部必须进行洒 浆 并重点落实采后集中灌浆的质量 另外 根据工作面直接 顶的稳定性 推进度及工作面漏风压差等参数 确定每次灌浆 间距和灌浆量 一般情况下 工作面每推进 25m 每次灌浆量 不少于 360m3 管好用好现有的井下移动式制氮机 制氮机设 专人进行维修与保养 备足其易损件 保证制氮气纯度不低于 97 并随时可以向采空区注入氮气和调往其它发火隐患地点 进行注氮工作 6 注凝胶防火 注凝胶防火是一项投资少 见效快的防 火措施 朱仙庄矿采取注凝胶防火技术处理了 84102 机 风巷 8313 上风巷及 84132 上风巷冒顶区的高温和 co 隐患 取得了 非常明显的效果 84102 工作面为简易放顶煤工作面 其机 风巷由于沿底 板掘进 巷道顶部为全煤 在施工过程中共发生 40 多处 2 5m 左右的冒顶 为此 采取了在每处冒顶区 及时地打一个注浆 孔