综合机械化放顶煤开采矿井的防灭火技术

1、综合机械化放顶煤开采矿井的防灭火技术据统计，我国煤矿有50%以上的综合机械化放顶煤开采工作面存在着自燃发火危险，严重威胁着矿井的安全生产。因此，防灭火技术的研究工作也是综合机械化放顶煤开采工作面安全生产的关键之一。近几年来，兖州矿业（集团）有限责任公司及其下属各矿针对以前在矿井防灭火方面存在的问题进行了认真分析和归纳，并且与有关单位共同开展了科技攻关，积极应用当前已有的矿井防灭火适用新技术，提出解决方案并进行了实施，有效地保障了矿井的安全，取得了良好的效果。1红外探测技术在煤层自燃发火早期预报的应用兖州矿业（集团）公司救护大队和山东科技大学将红外探测技术应用于煤层自燃发火早期预报中，为确定井下

2、高温火点的位置、及时采取防灭火措施、消除火灾隐患及保证矿井安全生产提供了有效的技术手段。自从采用综合机械化放顶煤开采技术以来，兖州矿区已经发生煤层自燃发火或者隐患26次，其中巷道顶煤及相邻采矿区松散煤体发火或者隐患20次，占发火总次数的77%o因此，煤巷煤炭的自燃成为兖州矿区煤炭自燃的重点防患区域。虽然他们在防治煤巷煤炭自燃方面投入了大量人力、物力，但是由于隐蔽高温点难于准确定位和自燃温度难于确定，给矿区煤炭自燃的预防带来了许多不利的影响，因此寻求煤巷隐蔽高温点的早期预测预报技术是矿区安全生产中亟待解决的重大课题。将红外探测技术应用于煤层自燃发火的早期预报，较好地解决了这一技术难题。红外探测法

3、的实质是自然界的任何物体只要处于绝对零度之上就会产生分子振动和晶格振动，都会自行向外发射红外电磁波，并形成红外辐射场。近年来，通过在济宁二号煤矿4301轨道顺槽和南屯煤矿1300综合机械化放顶煤开采工作面运输顺槽的实际应用，表明利用红外测温仪基本能够测出高温区区域位置；从测试数据来看，无论哪个矿井其上帮红外电磁场强度一般高于下帮。从理论和实际情况来看，这一探测方法是可行的。红外探测法通过能量场综合判断煤炭的自燃区域，具有简单、迅速、精确的特点，其操作方法较为简便、容易为现场职工所掌握。当然，现场应用也发现一些问题，要进一步提高对煤层自燃发火早期预报的精度必须对红外探测的有关基础数据进行观测和测

4、定，如煤体的辐射系数及其影响因素、煤体的导热系数和比热、煤体的原始温度等，得出易氧化区段和高温区段红外电磁场强度的变化规律。2易燃中厚煤层孤岛综合机械化放顶煤开采工作面综合防灭火技术兖州矿业（集团）公司东滩煤矿通过对4303孤岛综合机械化开采放顶煤工作面两巷”相邻采空区及自身采空区采取了综合防灭火的措施，从准备生产、开始生产至安全撤出设备历时两年，同时该矿综采工区在该面创出了年单产501万吨的全国第一好成绩，为兖州矿区及其它易燃中厚煤层孤岛综采放顶煤工作面的安全回采积累了经验。4303综合机械化开采放顶煤工作面为走向长壁工作面，面长200m，通风方式为U型。该工作面是东滩矿首次开采的孤岛”工作

5、面，在开采的过程中和开采以后，西翼5个采煤工作面的采空区连接在一起，造成了矿井西翼复杂的采场漏风，防灭火局面极为不利。东滩矿的经验表明，10次自燃发火有8次发生在巷道，特别是两巷”这就要求在巷道掘进时采取综合防灭火措施。4303工作面上、下顺槽开掘时候的综合防灭火技术措施如下：设置注水管路、巷道喷涂防漏、红外线测温仪探测巷道两帮、顶板温度变化、巷道过断层与冒顶处理、测温探头测温、凝胶快速防漏。为了保证4303综合机械化开采放顶煤工作面在回采期间及相邻的区段不出现自燃发火事故，他们在采取合理开拓布置、开采程序及巷道布置的同时，还积极有效地采取了采面采空区埋管压注黄泥浆、喷洒雾化阻化剂、开采期间的

6、均压、采空区温度探测、均压通风及气体检测预测预报、向邻近采空区的遗煤带及高温点打钻注浆等防灭火技术措施。其中，由于4303综采放顶煤工作面的轨道顺槽东邻4302综采放顶煤工作面的采空区，仅仅间隔3m煤壁，而且在轨道顺槽一侧的采空区有1条完整的遗煤带，宽度为56m，在超前压力的影响下，采空区一侧的煤壁被压酥从而引起漏风造成了局部高温火点，他们采用在轨道顺槽打钻，通过测温探头确定了高温区域，然后在轨道顺槽及43运输集中巷打钻注水、注浆，很快就将火点消灭了。3复杂构造易燃煤层无煤柱综合机械化放顶煤开采工作面自燃发火防治兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿开展了复杂构造易燃煤层无煤柱综合机械化放顶煤开采工

7、作面自燃发火防治的研究，总结了复杂构造易燃煤层自燃的影响因素，分析了无煤柱综合机械化放顶煤开采工作面的防灭火难点和自燃发火的原因，并且找到了防治的对策。济二煤矿自从开采综合机械化放顶煤工作面以来，自燃发火1次，为巷道顶煤自燃；发生自燃发火隐患3次，分别出现在停采线、沿空采空区松散煤体和工作面开切眼采空区。此项研究总结煤层自燃发火影响因素有：大巷布置在煤层中；煤层厚度变化大；褶曲多，煤层倾角变化大；断层多，裂隙发育；无煤柱开采。综放工作面的防灭火技术难点在于：煤层自燃发火期缩短，由36个月缩短到33天；综放开采丢煤相对集中，特别是工作面采空区周边丢煤量增大；新实行的顺槽及切眼锚网梁加锚索支护，在支护强度加大的同时也为向采区及切眼长时间通风供氧创造了条件；无煤柱开采时，大面积的采空区连成一片，漏风关系复杂且不可避免；综合机械化放顶煤开采工作面两巷沿煤层底板掘进，地质条件变化时，巷道顶煤易破碎、冒顶，极易自燃；生产高效快速，对矿井防灭火工作的安全可靠性提出更高要求。在对综合机械化放顶煤开采工作面发火原因（包括相邻采空区端头的煤体容易自燃、巷道的顶煤容易自燃、开切眼的遗煤自燃、停采线的遗煤自燃）分析的基础上，他们提出了综合机械化放顶煤开采工作面自燃发火的综合防治技术，诸如喷浆堵漏技术、密集浅孔注凝