不易自燃煤层采煤工作面特殊时期防灭火综合治理技术

　　摘要：针对不易自燃煤层采煤工作面特殊时期出现的严重自燃发火隐患，通过采取综合防灭火治理技术后，使工作面及采空区的发火隐患基本消除，保证了采煤工作面的顺利回采。
　　1 工作面概况
　　56211采煤工作面采取倾斜长壁悬移支架放顶煤开采，工作面走向长度为720m，平均煤厚1.８m，煤层倾角22~25，地质储量为136万吨,可采储量为100万吨.煤层标高为-506m ~-612m.2005年9月鉴定,该工作面煤层为不易自燃煤层,最短自燃发火期为90d,煤尘爆炸指数为21%.
　　56211工作面为五水平首采工作面,采用U型通风方式,上顺槽采用U型棚支护,下顺槽和切眼采用工字钢T型棚支护,该工作面于2005年5月开始回采。
　　2 工作面特殊时期自燃发火隐患及原因分析
　　2．1工作面特殊时期自燃发火隐患
　　56211工作面于2005年10月15日回采过程中工作面中部遇断层，经地质部门分别从56211工作面和56211回风巷进行探测，该断层落差6m，随工作面推进宽度逐渐增大，最大时在工作面连续长度达46m，该断层走向长度为210m。工作面见断层后对岩石段被迫采取放炮破岩，此时工作面已推进210m。2005年11月5日通风区进行防灭火预测预报时期，发现56211工作面、风巷出现CO气体，浓度分别为0.0028%、0.0065%，2005年11月16日56211工作面上隅角CO上升至0.018%，工作面上隅角网内也检查出高浓度CO气体，浓度为0.020%，为及时治理工作面自燃发火隐患，立即对工作面采空区实施连续注浆，但CO仍呈现上升趋势，12月12日经检查化验，工作面CO气体范围扩大，上隅角、工作面出现CO气体，浓度分别为：0.06%、0.042%、0.0022%。同时56211工作面后部的倒眼封闭墙外检查出高浓度CO，浓度为1.984%。
　　工作面出现严重的自燃发火隐患，回采过程中随时都有被迫封闭的可能。
　　2．2发火原因分析
　　分析认为，56211工作面的发火原因为：把安全工程师站点加入收藏夹
　　1) 工作面过大断层期间，推进速度减慢，特别是2005年11月份推进距离不足20m，使采空区自燃带宽度扩大；
　　2) 工作面过特大断层期间，由于地质因素，采空区遗留大量残煤；
　　3）工作面回采期间风巷淤煤积水较多，清理难度大，加之风巷压力大，造成巷道断面最小处不足2m2上下顺槽通风压差大；
　　4）56211工作面回采期间与上阶段56211工作面形成漏风通道；
　　5）工作面内岩石段推过后，未及时垮落形成漏风通道。
　　针对以上情况经过综合分析认为，主要是采空区存在漏风通道，特别是过特大断层期间，采空区丢煤较多，推进速度减慢，氧化带窒留时间长，加之风巷断面太小,上下端头压差较大，致使工作面采空区出现严重的自燃发火隐患。
　　3 自燃发火隐患的综合治理
　　3.1罗克休泡沫新型防灭火材料封堵漏风及倒眼封闭墙堵漏
　　一是在56211风巷发现CO处正上方处布置12个1~2m长的钢管，对56211实施喷浆后利用预埋钢管实施注罗克休，将56211风巷发现CO处正上方进行彻底堵漏封堵；二是对56211风巷、56211倒眼石门封闭墙分别进行了喷浆，同时在56211工作面后部各倒眼石门封闭墙外1m处钉1道临时板墙，对原封闭墙和临时板墙之间的空间实施注罗克休充填加固，杜绝漏风；三是在56211工作面下隅角利用直管向56211采空区实施注罗克休堵漏，材料比例为罗克休树脂：罗克休催化剂为4：1；以上地点共注罗克休材料约12T。对所有漏风源进行了彻底封堵。
　　3.2采空区注凝胶复合胶防灭火治理
　　从-506mB10底板巷向56211采空区集中注凝胶，共注玻璃水约20T。另外由通风区防灌队利用ZY-150钻机从风巷10处根据顶、底区巷道空间关系，向上阶段56211工作面采空区打钻，同时向56211采空区集中注凝胶，利用胶体的凝固性，分别对巷道、密闭周围进行封堵加固堵漏，消除漏风防止自燃发火。
　　3．3利用FSA MEA新型防灭火材料堵漏阻燃治理发火隐患
　　1) 实施56211采空区注MEA方案。即：在56211工作面下顺槽设1临时注MEA泵站，将MEA和水按5‰的比例配成阻化剂。用泥浆泵加压后，通过泥浆泵管路与采空区预埋注MEA管路联通,自下隅角开始40M范围内喷洒阻化剂,每20m为1个喷洒点,每点喷洒时间为15~20min,下隅角喷洒时间为30~40min,利用工作面微量漏风使MEA进入采空区,使采空区后部形成1条防灭火阻燃带.起到阻止采空区遗煤自燃的作用。
　　2) 在-506mB10底板巷所有顶、底区工作面倒眼封闭墙外2~3m处打设1道煤袋墙将碎煤与FSA混合后装袋),并在两封闭墙中间留设1趟注浆管,进行注浆,使其充分混合,起到封堵漏风的作用。
　　3．4均压措施
　　1) 单调压气室——连通管闭区均压。即在56211工作面倒眼封闭墙外新建1道高质量密闭墙（保证调压气室的气密性），与原封闭墙之间形成1个单独的调压气室，同时从调压气室内敷设2根装有调节闸门的Φ5mm金属管至火区进风侧，调节闸门安设在距调压气室2~4m处，调压管内若压力较小，可在调压管进风侧设置通风设施实施增阻，以增加管内压力，调压管连接完毕后要在调压气室外安设水柱计，对调压室与采空区之间的压差进行测定。连通管闭区均压实施后，使56211工作面倒眼封闭墙外压差逐渐平衡，同时56211风巷和上隅角密闭内CO下降明显。特别是56211工作面倒眼封闭墙内的CO浓度短期内由1.984%降至0.01%以下。
　　2) 开区均压。一是优化56211工作面通风系统，及时封闭56211回风巷倒眼石门，保证通风系统的稳定性；二是加大上槽清淤力度，保证风巷回风断面，减小上下端头压差；三是工作面实施减风方案，即工作风量由1000m3/min逐步至650m3/min，降低采空区内部压差，减少采空区漏风量。
　　4 治理效果分析
　　1) 通过密闭喷浆堵漏、均压、注凝胶、复合胶利用FSA、MAS、罗克休等新型防灭火材料对56211工作面发火隐患进行综合治理后，工作面上隅角、风巷的CO于2006年4月20日全部降为0，治理效果明显。
　　2) 工作面过断层期间，断层淋水及注浆水渗入风巷造成风巷淤煤积水严重，矿及时安排修护队在风巷清理淤泥，降底了上、下端头风压差，采空区防灭火工作面仍应重视。
　　3) 采煤工作面倒眼后要及时进行封闭，必须加强封闭质量，并及时灌浆，加强防灭火预测预报。
　　简介：李燕青（1978~ ），山西寿阳人，1999年毕业于安徽理工大学，现于淮南矿业集团新庄孜矿生产技术部从事通风设计，助理工程师。