易发火煤层综放面开采时的消防火管理

1、易发火煤层综放面开采时的消防火管理         综采放顶煤开采技术是近20年来兴起的在厚煤层（且易发火）中实现机械化开采的一门新科学。综放开采技术具有高产、高效、生产高度集中，掘进率低及材料消耗少等优点。然而，由于工作面单产大幅度提高和生产高度集中，也带来了一些新的问题，其中最为突出的问题是综放面开采期间采空区自燃发火，给开采期间消防火管理工作带来了很大困难。采空区自然发火主要是由于综采放顶煤开采采高大，推进度较慢，采空区丢煤多，漏风比较严重，煤的氧化时间较长等因素造成的。 王营煤矿自1994年实施综放开采以来

2、，由于煤层自燃发火期短，瓦斯涌出量大，一直受到采空区自燃发火的影响，严重阻碍了综采设备效能的发挥，使生产处于十分被动的局面。因此分析研究易自燃煤层放顶煤工作面自燃发火原因，找出切实可行的采空区消防火管理技术措施是生产的迫切需要，对条件类似的矿井也具有重要的现实意义。 1、2103综放面概况 王营煤矿2103综放工作面是阜新局首套低位放顶煤工作面。该面位于井田北翼121采区，属孙家湾层，工作面走向长540米，面长90米，煤厚11.5米，倾角5°7°，可采煤量66.5万吨，综放面沿伪倾斜布置，倾斜开采。工作面绝对瓦斯涌出量为514m3/min，煤层自燃发火期为3个月，最短仅15

3、天。 该工作面1994年9月9日施工，巷道未贯通前，1995年3月18日在上、下顺槽施工中段时曾多处呈现自燃征兆，CO含量达0.07，被迫停掘，分段破网清除支架顶帮浮煤，防止了巷道火灾。该面于6月22日试生产，6月27日在56-61 架间裂隙内CO涌出浓度达到0.002，到7月4日高达0.016-0.04，尽管采用了采空区喷阻化剂及间歇注氮等措施，火情仍未得到根本控制，7月29日工作面上出口高顶内再次出现CO，8月2日工作面被迫封闭，工作面仅生产40天，共推进28米，采出煤量3.45万吨。（见图1） 2、采空区灭火措施 （1）在工作面封闭采用了闭后注砂的方法以减少和控制向工作面漏风 （2）为加

4、速火源熄灭，在工作面封闭后马上利用原向采空区注氮管路向采空区注水，水浸位置为604m。（见图2） （3）在工作面停止注水后及排水期间仍由注氮管路注氮，注氮量为5m3/min，以加速火区的惰化，同进驱替采空区高浓度瓦斯。 通过采取上述措施，火区稳定并熄灭，10月21日恢复生产。 3、2103采空区自燃发火原因分析 （1）工作在推进度太慢，老切眼浮煤多。 2103工作面回采初期，由于采空区漏风严重，在开切眼附近无疑存在易自燃风速区（见图3） 在这个区域内不仅丢有浮煤，而且周界煤壁在采动压力的影响下垮落，形成碎块煤堆，这些碎煤早在工作面贯通时就已开始暴露氧化。加上回采初期由于机械故障等诸多因素的影响

5、，工作面推进缓慢，没能使易燃风速区在煤的发火期内脱离浮煤积存地段，从而导致采空区自燃发火。 （2）初采时供风量偏大造成采空区漏风增加 由于初采时顶板道没有送到位，工作面瓦斯只能靠通风方法排放，不能实行低风量供风。发火前该面瓦斯涌出量达6.8m3/min，工作面配风750m3/min，因此，采空区漏风量势必相应增加。 （3）防火手段没有发挥应有作用 该面采前虽已完善了注浆，注氮，阻化喷雾等综合防火手段。由于种种原因都没能发挥应有作用。例如：因工作面上、下端头支架与煤帮间隙太小，拉架时将上、下头预埋的四个高顶管全部拉坏，没有进行注砂带等措施。 4、重新恢复生产后的采空区火灾预防措施的发挥非常重要的

6、因素与恢复生产后加快推进度密切相关，可以说这是防止采空区自燃发火的前提。然而由于各种因素的制约，2103工作面恢复生产后仍难保证以一定的速度推进，采空区自燃发火的威胁仍然存在。为此，我们采取了下列预防措施。 （1）工作面采用低风量供风 2103工作面自恢复生产以来，一直实行低风量供风的原则，工作面供风量由700m3/min降为360-450m3/min，由于该工作面绝对瓦斯涌出量为8-12m3/min，所以有效地解决瓦斯问题是实行低风量通风的前提。 从U型通风系统采空区气体流动状况（见图4） 从图示可以看出，由于采空区大部分瓦斯通过漏风风流流向工作面上隅角，即使工作面绝对瓦斯涌出量在5m3/m

7、in时，往往也容易造成上隅角瓦斯超限，因此必须利用顶板瓦斯道来排除采空区内的瓦斯，对采场瓦斯与采空区瓦斯可以实现分而治之，即采空区瓦斯走顶板瓦斯道，工作面瓦斯走回风道。 工作面恢复生产初期，顶板瓦斯道还没有与采空区联通，主要靠钻孔来释放采空区瓦斯。当顶板瓦斯道与采空区联通后，由于大量采空区瓦斯向顶板瓦斯道释放，造成顶板瓦斯道严重超限，为此在第一道反井处设了一道可调节限量板闭，人为控制瓦斯排放量。尽管如此，顶板瓦斯道瓦斯浓度仍在6左右。为防止顶板瓦斯道煤炭自燃发火引起瓦斯爆炸，从限量板闭至总回风巷铺设了一趟600的伸缩风筒，总长度550米，限量闭内的高浓度瓦斯在总负压作用下由风筒排出。风筒排风量

8、为10m3/min,CH4浓度在15-25%。在综合采用上述措施后，工作面风流和上隅角的瓦斯得到有效的控制，保证工作面正常开采。 （2）工作面上、下端头埋管打钻注砂 工作面上、下端头埋管注砂的作用在于用砂充填工作面上、下端头支架不放煤从而在采空区上、下两侧丢下的两个碎煤堆的空隙，防止空气渗漏，阻止煤堆氧化聚热，同时通过注砂可以降低向采空区漏风，与不注砂相比采空区漏风可降低50左右，另一方面砂子是用水输送的，水砂分离后遗留在采空区，既可以提高采空区湿润度，又可以达到降温目的，有利于防止采空区自燃。 5、通过实践对易发火煤层采用综放开采所得到的体会 2103综放面恢复生产后，由于采用了低风量供风，工作面上、下端头埋管打钻注砂及向采空区注氮和喷射气雾阻化剂等防火手段，已经取得了明显的防火效果，同时瓦斯管理也得到改善，实践证明。 （1）对于瓦斯涌出量大且极易自燃的煤层采用综放开采时，防治火灾工作应采取“有利于防火、兼顾瓦斯”的原则。 （2）提高工作面推进度是防止极易自燃煤层综放工作面自燃发火的最根本途径，也是综放工作面实现高产高效的基本保证。 （3）实行低风量供风是预防综放工作面采空区自燃发火的最经济有效的措施。当开采煤层瓦斯涌出量大