龐莊礦張小樓井75212綜采工作面架頂噴火

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1、龐莊礦張小樓井75212綜采工作面架間噴火分析及防治魏威,張和生(徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司通風(fēng)防突處 江蘇徐州221006)摘要:2010年8月17日中班,徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司龐莊礦張小樓井75212綜采工作面支架之間發(fā)生噴火現(xiàn)象。結(jié)合工作面情況和噴火跡象分析,初步認(rèn)為工作面采空區(qū)遺煤氧化產(chǎn)生高溫,遇高濃度瓦斯發(fā)生爆燃,火焰沿采空區(qū)冒落的巖石裂縫傳播至工作面,導(dǎo)致了架間噴火現(xiàn)象。通過采取運(yùn)輸機(jī)巷、工作面高位鉆孔注水等綜合治理措施,實(shí)現(xiàn)了工作面安全回撤。關(guān)鍵詞:綜采工作面;噴火;分析;防治中圖分類號(hào):TD75+2.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B1概況張小樓井核定生產(chǎn)能力120萬(wàn)t/a,采用立井多水平開

2、拓方式,主采山西組7、9號(hào)煤層,-1025m水平西一下山為主采區(qū),最大采深達(dá)1200m。礦井通風(fēng)方式為中央式,通風(fēng)方法為抽出式,開采的煤層均有自燃傾向,最短自然發(fā)火期為1~3個(gè)月,-1025m水平圍巖溫度達(dá)42℃。根據(jù)2010年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果,礦井應(yīng)為低瓦斯礦井(礦井相對(duì)瓦斯涌出量8.03m3/t,絕對(duì)瓦斯涌出量15.73m3/min),由于-1025m西一下山采區(qū)掘進(jìn)工作面曾出現(xiàn)瓦斯噴孔現(xiàn)象,礦井一直按高瓦斯管理。75212綜采工作面傾斜上方為75210采空區(qū),東側(cè)為75211采空區(qū),深部為未采區(qū);走向長(zhǎng)520m、傾向長(zhǎng)202m,共安裝137套綜采液壓支架,開采的7號(hào)煤層直接頂

3、為1.52m的頁(yè)巖(砂頁(yè)巖),老頂為7.88m的砂巖。工作面采用“U”通風(fēng)系統(tǒng),運(yùn)輸機(jī)巷進(jìn)風(fēng)、材料道回風(fēng),供風(fēng)量1521m3/min。該工作面2010年4月份開始回采,至發(fā)生噴火現(xiàn)象時(shí),工作面剩余走向420m,工作面通風(fēng)系統(tǒng)如圖1。圖175212采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)2瓦斯爆燃情形描述2010年8月17日中班16時(shí)10分左右早班人員正做交班準(zhǔn)備,工作面溜頭處一職工突然聽到類似悶雷聲音,大約在工作面34~38號(hào)支架處架間頂部有火焰噴出,火焰由藍(lán)色變?yōu)榧t色,持續(xù)約2秒。當(dāng)班人員立即使用高壓水管對(duì)噴火點(diǎn)進(jìn)行噴水,并將上述情況匯報(bào)到井調(diào)度室及通風(fēng)值班室。在值班干部趕往現(xiàn)場(chǎng)期間,瓦斯員對(duì)噴火點(diǎn)進(jìn)

4、行瓦斯檢查,瓦斯?jié)舛葹?.14%。19時(shí)20分左右再次出現(xiàn)悶雷狀響聲,工作面37~38號(hào)支架側(cè)護(hù)板前探梁間有藍(lán)色條帶狀火焰噴出。落下37和38號(hào)支架,發(fā)現(xiàn)采空區(qū)頂板冒落充分,噴火處巖石有燒灼痕跡。至18日早班共出現(xiàn)5次噴火現(xiàn)象,持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度明顯減弱。3爆燃原因分析結(jié)合75212工作面斷裂構(gòu)造、煤層產(chǎn)狀、近期生產(chǎn)情況、采空區(qū)“三帶”劃分和瓦斯爆燃機(jī)理,進(jìn)行了綜合分析,初步認(rèn)為該情況應(yīng)屬瓦斯爆燃現(xiàn)象,是由局部積聚的瓦斯遇高溫?zé)嵩窗l(fā)生爆燃,伴有悶雷聲,火焰沿采空區(qū)冒落的巖石裂縫傳播至工作面所致。3.1瓦斯爆燃條件分析3.1.1采空區(qū)有濃度較高的瓦斯75212采煤工作面采取了采前順層鉆孔

5、預(yù)抽采和回采過程中上隅角埋管、高位鉆孔抽采瓦斯措施。發(fā)生瓦斯爆燃當(dāng)日,75212工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為10m3/min(包括抽采量6m3/min),高位鉆孔(終孔位置距煤層頂板12m)、埋管抽采(管口位置距回風(fēng)隅角20m)瓦斯?jié)舛?.5%左右。3.1.2高溫?zé)嵩磻?yīng)為煤層氧化熱采空區(qū)遺煤區(qū)域運(yùn)輸機(jī)道75212工作面材料道該面受落差20m的斜交正斷層影響,工作面推進(jìn)度一直比較緩慢,4月、5月、6月、7月分別回采58m、31m、33m、24m,到8月17日,總計(jì)回采了158m。分析75212工作面實(shí)測(cè)剖面,5月10日~8月20日,工作面平均有27套支架后遺有頂煤,遺煤區(qū)域見圖2。87m的

6、采空區(qū)遺煤正處于氧化帶內(nèi)。圖275212工作面架后遺煤區(qū)域3.1.3采空區(qū)一定范圍內(nèi)氧氣濃度較高張小樓井類似采煤工作面采空區(qū)“三帶”中的氧化帶分別為工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)24~102m、中部18~97.5m、回風(fēng)側(cè)7.5~87m,工作面向采空區(qū)方向30~106.5m之間,氧氣濃度在8~19%之間。3.2瓦斯爆燃強(qiáng)度、熱源位置分析3.2.1強(qiáng)度分析爆燃火焰由藍(lán)色瞬間變成紅色,持續(xù)約2秒消失,說明瓦斯補(bǔ)給不足,爆燃強(qiáng)度較弱。3.2.2熱源位置分析(1)發(fā)生瓦斯爆燃現(xiàn)象之前采煤工作面回風(fēng)流和回風(fēng)隅角CO監(jiān)測(cè)濃度均為“0”,發(fā)生爆燃現(xiàn)象10min后檢查噴火點(diǎn)CO濃度為200ppm,30min后火焰點(diǎn)

7、CO逐步消失,回風(fēng)流及回風(fēng)隅角均未檢測(cè)到CO,由此可知采空區(qū)遺煤局部地點(diǎn)氧化產(chǎn)生高溫,無(wú)明火。(2)發(fā)生爆燃現(xiàn)象之后,對(duì)工作面回風(fēng)流、回風(fēng)隅角、37~41號(hào)支架后方、老塘埋管、高位鉆孔抽采管路中的氣體進(jìn)行了取樣氣相色譜分析,具體情況見表1。工作面回風(fēng)流、高位鉆孔抽采管路中、回風(fēng)隅角除9月17日~9月21日外,CO檢測(cè)濃度為“0”,回風(fēng)隅角埋管和工作面第37~41號(hào)支架后方均能檢測(cè)出高濃度CO,且噴火點(diǎn)為37~38號(hào)支架間,由此可知高溫點(diǎn)在37~41號(hào)支架后方遺煤中。(

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