《安全技术》之浅谈综放工作面拆除期间自然发火的防治

1、浅谈综放工作面拆除过程中自燃的防治摘要本文通过对公主矿7431综放面拆除过程中自燃事故的分析研究，阐述了防止综放面拆除过程中煤自燃的目标措施引言1综采放顶煤是一种高产高效、低消耗的新型采煤工艺，掘进率低、工作面生产能力强、投资效果快等，已广泛应用于我国煤矿，取得了巨大的经济效益和社会效益。在综放工作面上，由于道路、煤层底板布置、一次性开采强度高、送风空间高、漏风低、两塔放煤率低、采空区高、煤缓、拆除时间长等原因，采空区上煤、路和支架上顶煤自燃的危险大大增加。据全国综放工作专家组介绍，综放工作自1984年我国实验研究以来，自燃率为50.6%。自燃已成为制约综放工作面煤炭自燃的重要问题，防治综放工

2、作面煤炭自燃是综放工作面高产高效的前提和基础。因此，分析和研究综放工作面的防火问题具有广泛的现实意义。2 7431工作面概述7431工作面位于公主煤矿的4水平3矿区，该矿区的第一个工作面，工作面标高-771.98 -843.50米，地面标高33.38米。工作面长820米，长140米；的倾向。煤层厚度4.3 5.4米，平均煤厚4.8米；煤层坡度22 28，平均坡度25。工作面地质储量81.7万吨，可恢复储量69.4万吨。长壁采煤法，综放开采全高，均采用崩塌法治理顶板。工作面包括ZF2800-16/26洞液压支架123个，设计和采矿高度2.2米，1个采煤工艺，1: 1.05的矿山比，循环进度0.6

3、米。7431工作面煤层的瓦斯含量为7.5 m3/t，瓦斯的绝对释放量为4.8m3/min，相对瓦斯释放量为4.7 m3/t(尽管本面较低的瓦斯区，但与较高的瓦斯区对照管理)；煤尘具有很强的爆炸性。煤层自燃倾向性为级自燃可能性，自燃期612个月。正常生产工作面时，会产生760m3/min的进气量。3 7431工作面自燃事故的发生与处理7431综放工作面20xx年9月10日开始回收，20xx年1月19日回收结束后，2月2日开始拆除工作面支架，直到2月5日早些时候再次拆卸了25台。此前，因运输事故，拆除工作中断，从2月14日开始，15辆被零星拆除。2月17日至2月20日春节连休，拆除工作再次中断，2

4、月21日节日后重新开始正常拆除工作，到2月25日中期(自愿燃烧时结束)为止，累计拆除支架100台工作面上还没有拆除23个支架。工作面自解体到春节长假期间，每个监控点的CO浓度为3 ppm左右。防火措施：工作面停止开采后，工作面的上、下角分别撞击两个高分子材料墙，在墙之间填充岩石休息，在上、下、下老池塘侧和下角上老池塘侧10米范围内创建岩石休息；支架拆除过程中初期采空区间隙注浆，各交替监测气体。2月22日气体监测：回风巷CO为6ppm，CH4为0.12%；顶角CO为15ppm，CH4为0.2%。100# CO为10ppm是。101# CO为30ppm是。102# CO为32ppm是。103# C

5、O为38ppm是。104# CO的45ppm；106# CO为20ppm是。108# CO为10ppm。到2月24日早些时候，各测量点的气体情况大体稳定，变化不大。22日，启动预先准备好材料道路的5kw局部风扇，分解面实行整体负压和局部线混合通风，工作面风量为300m3/min，温度降低到28 。防火措施是在中期goaf灌浆6个小时，由各轮班检化员轮流监视。2月24日中期：通风车道CO为8ppm，CH4为0.12%；顶角CO为18ppm，CH4为0.2%。100# CO为20ppm是。101# CO为130ppm是。102# CO为260ppm是。103# CO为300ppm是。104# CO

6、为400ppm是。106# CO为240ppm是。108# CO为80ppm。每个检查点的CO气体浓度呈明显上升趋势，因此，下达了特殊的防火措施。有关部门负责人跟随现场，提高支架撤离速度，将100 108 #支架之间的顶煤注入插管水。7431 cssa工作面拆除期间CO变动统计表单位：ppm 2月2日-20日2月22日2月24日正班2月25日正班2月25日正班2月26日正班2月26日正班261050摊销511820100 #支架310205001 #支架43013010延期102# 6h铅现场后续工作，快速回收，支架上方塔煤插管水分沙停电撤退准备关闭标志工作面，每半个气体监测5kw局部通风(工

7、作场所温度高解决)调查人员投入监测矿山现场监测2月25日早班：100 # vs CO 50 ppm；101# CO为120ppm是。102# CO为200ppm是。103# CO为400ppm是。104# CO为800ppm是。106# CO为540ppm是。108# CO为180ppm。100108#支架上的顶煤开始出现明显的自燃迹象，2月25日23点30分101#架子上烟雾弥漫。所以立即撤出现场工作人员，设定警戒。在公司救护车组的支持下，于2月26日12点40分7431日在双线上各建了密封砖墙，完成了该工作面的封闭工作。封闭道路总长39米，冻结煤1000吨。4工作面拆除过程中煤自燃原因分析

8、4.1拆除过程中煤炭自燃是综放工作面自燃的新趋势采矿机械化的增加和隧道支护技术的改善，特别是随着锚索的使用，在综放工作面生产过程中对顶煤松动破坏的影响程度比较小，推进速度加快，工作面开采、开挖过程中煤的自然发火事故明显减少。另一方面，综放支架的吨位重量和“三机”的体积大，难以回收和拆除，拆除周期长，综放勘探面拆除期间，煤的自燃问题越来越大，呈上升趋势。据统计，目前这种自燃事故占综放工作面自燃事故的约47.3%，成为工作面综放设备安全拆除成败的关键。4.2拆除过程中煤自燃的原因及工艺分析具有自燃倾向性的煤层自燃主要取决于以下四个条件：碎煤堆积。持续通风和供氧条件；再生环境在周围。有时间保持煤炭氧

9、化工艺的发展。如果上述四个条件都满足，就会发生自燃。煤的自燃主要是由煤和氧的复合作用释放热量引起的。煤与空气接触时，首先发生煤对氧的物理吸附，然后发生煤与氧的化学吸附和化学反应。工作面拆除期间，工作面停止推进，时间长，一般超过煤的最小点火时间。开采期间，在支架上方的塔煤和支架后方的采空区，煤在相对静态的状态下氧化充分，蓄热环境良好，在此期间煤自然发火的可能性大大增加。4.2.1支持背面在线煤炭浮动漂浮在支撑物后海的煤，在距开采停止线15-20米的地方，准备拆除支撑物的时候，在网下拉起未释放的煤。煤的厚度通常在几米以上，这种堆积的煤不易渗透到管道灌浆用的浆液中。工作面的开采停止后，网络上煤炭所在

10、的地方具备了持续供氧、热量积累、充分氧化时间等条件，因此这里形成的煤粉带具有很强的自发性。4.2.2支架上的顶煤支架上的顶煤的特点是停止开采后工作面支撑和背面滑动上的煤，这里的煤与上面的煤相似，除了支架上的顶煤破碎度在工作面刚停止后比较小，块度较大，主要发生裂缝。支架开始拆除时，架子上的煤随着支架的拆除而破碎倒塌。如果工作面的拆除速度太慢(回收时间超过30天)，在这里煤的自燃可能性会大大增加，发生CO气体，一定会严重影响工作面的拆除速度，使顶煤产生更长的氧化、聚合时间，形成恶性循环。4.2.3支架部分拆除后采空区漏风分布变化工作面支架开始拆除后，支架上的塔煤下降，堵塞或缩小原来的通风孔，局部阻

11、力增大，工作面风流扩散到高空深处和支架上的破碎塔煤，工作面下半部goaf的漏风宽度和工作面上顶煤的漏风深度增加。因此，在工作面支架移除过程中，从静止线到goaf 50m范围内的剩余煤和工作面顶部30m范围内的支架上顶煤，工作面的下半部分最容易发生自然发火。公主矿7431工作面坡度高，气体浓度高，运输路径不顺畅，难以拆除，回收时间长等多种原因导致工作面顶部支架上的煤松动，空气泄漏量增加，氧化时间充足，导致自发发火。5综放工作面拆除过程中的灭火技术综放工作面拆除过程中煤炭自燃的隐患主要来自两个方面的威胁。一种是支架上的顶煤，另一种是支架后的goaf(在线)浮煤。根据综放工作期间煤炭自燃的原因和规律

12、，在综放工作期间，防火管理要从“预防”和“管理”两个方面入手，收集后在撤架前做好充分准备，确保撤架道路畅通，尽量缩短支架运输时间，越快越好。执行“主、预防和治疗相结合”。其中，安全快是原则，经济实惠是目标，充分准备是基本，统一派遣是关键，评估执行是保障。因此，深部矿区大倾角和高瓦斯综放工作面拆除过程中自燃的防治技术主要包括以下几个方面：5.1加强生产技术管理，为安全顺利拆除工作面提供良好条件按照综放面的回采工作流程，矿山有关部门要密切配合，保证质量和数量，完成各项工作，保证拆除时的安全生产。提货期间生产技术管理要求：加强机电设备维护，保证生产系统的正常运行，按照工作面的日程确保停工。在工作面的

13、采矿停止前，应在旧空区侧20 30米范围内把顶煤全部放干净，平均加煤。全部形成防火隔离区，直到看到塔(矸石)。提货时，网络距离超过12米，因此在停止线附近留下的煤要少。加强工作面网上连接、钢丝绳中顶煤(顶板)管理工作，提高支架的初始承载力和支护质量，确保顶煤的完全缺陷。严格履行收尾面回收措施要求，保证收尾面质量，有利于加快工作面拆卸速度。加强矿井停矿线煤顶支架，防止大面积顶煤破碎或分离。发生局部顶板离层或顶煤破碎时，要进行检查。降低5.2 goaf的漏风宽度封锁回风隅角工作面采空区内部漏风主要是上下两次压差造成的。上下两条道路是支持原因，在开采过程中特别是锚网或锚索支护形式的道路，开采后落后，

14、增加了采空区的漏风深度。工作面采矿停止后，正上下(通风)角堵塞，采空区通风均匀，减少采空区漏风量，采空区“三带”位置相对前进，热带宽度缩小，自燃危险区域范围减小。在端膜支架上安装阻燃墙，在墙面上喷洒多胺喷雾，或用黄泥揉搓，然后注入凝胶材料。禁止风流从两个泄漏或泄漏，减少采空区漏风量，减少漏风宽度，对防止采空区煤的自然发火具有反效果。工作面风量控制工作面采光停止后立即进行风量调节，将工作面的风量降低到300400m3/min，工作面温度不超过25 ，风速保持在0.4 0.5m/s以下。减少工作面的风量，减少向采空区漏风。风量调节可以在密封采空区的永久密封位置敲墙进行调节。除支撑物外，在头上以5米

15、间隔堆积木材堆，在各支撑物上放置原木，保持道路通风截面，保持工作面锚顶、锚坑、控制顶板、回风巷，随着撤退工作的进行，随着从采空区落下面积的扩大，风门的调节必须及时调节，以确保驱逐工作的通风要求。5.3 goaf中无煤消防隔离区的建立工作面进入整地准备期前，在加煤过程中清理顶煤，在采空区内形成一定宽度的无锡煤区。在无锡煤田后方采空区有效隔离煤的自燃，防止自燃灾害扩散到工作面。无锡潭隔离区建在宽20 30米的在线洞穴勘探区的后面。5.4支架上方的顶煤插管注射凝胶支架上顶煤注入凝胶。这是处理支架上煤自燃的最佳方案。凝胶量应足以充填顶煤裂缝，工作面和采空区之间形成凝胶壁，工作面和采空区分开，凝胶不仅可

16、以防止顶煤的自然发火，还可以防止采空区煤的自然发火。因为综放工作即将停止时挂网，支架继续向前进行，支架上的塔煤在支架的中间梁和尾梁铰接点附近破损，腹板的塔煤沉入地面，堆积了大量的煤。工作面停止推进的话，中间梁和前梁上方的顶煤也会随着时间的推移而松动，产生裂纹。这样，工作面和采空区之间通过煤粉裂缝进行沟通，采空区漏风，给顶煤供氧，引起自燃。顶煤氧化自燃很难用注氮、注浆等常规灭火方法解决，但注入凝胶可以防止漏风裂缝，分离工作面和采空区有防止顶煤自燃的作用，同时可以切断采空区漏风通道，减少采空区漏风，防止采空区煤炭氧化自燃。工作面早退后，挤压凝胶在2-3麻支架间隔处，在支架的倾斜上方和背面滑移的倾斜

17、上方插管(1091英寸)。通过软管长距离(5.5采空区内置注浆、注氮管采空区热带注氮惰性在采空区注入氮，采空区氧气浓度降低，煤的氧化速度降低，“三带”位置相对向前移动，可以抑制采空区煤的自燃。但是由于氮注入量限制和开放地区氮注入口空气泄漏，goaf总是有自燃危险带。因此，在采空区，煤仍然自然发火。工作面回收期间，综合防火措施仍应保持在采空区注氮和埋管注浆作为主要防火措施。在车床拆卸过程中，工作表面的气流减少，因此，3条皮带向前移动，氮排放口在工作面上不得超过25米，日氮注入量不得小于3000立方。采空区壁后管道注浆可促进胶体泥浆技术的使用，提高注浆灭火效果。采空区注浆灌浆是一种长期、持续的防火措施，一方面，浆液被注入采空区，渗透煤隙，挡风，包裹碎煤，防止煤表面与氧气接触，防止煤的自然发火；另外，浆料可以吸收煤氧化引起的热量，通过水流将热量取出，降低煤温度，防止自然发火。埋设注浆管的主要目的是，如果拆除过程中出现煤自燃迹象，在采矿方向采空区采取