國(guó)投新集一礦采空區(qū)自燃綜合防治

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1、新集一礦自燃發(fā)火綜合防治丁文通1儲(chǔ)方健2（1、國(guó)投新集能源股份有限公司生產(chǎn)部2國(guó)投新集能源股份有限公司新集一礦）摘　要　新集煤礦通過釋放示蹤氣體，確定采空區(qū)漏風(fēng)分布規(guī)律，并根據(jù)實(shí)際情況，采取有針對(duì)性采空區(qū)防滅火措施，取得良好效果。關(guān)鍵詞　采空區(qū)　自燃　示蹤氣體技術(shù)　化學(xué)凝膠　均壓　防治國(guó)投新集一礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300萬噸／年。主采煤層為6、8、11、13煤，經(jīng)鑒定各煤層均屬易自燃煤層，自然發(fā)火期為3—6個(gè)月。在開采方法上，主要采用了放頂煤綜采工藝；在巷道布置上，采用全部煤上（下）山，且應(yīng)用集中開采的采掘

2、布局，以減少開拓準(zhǔn)備工程量；在采區(qū)內(nèi)，采用無煤柱階段連續(xù)開采技術(shù)，以減少掘進(jìn)率，提高開采強(qiáng)度和資源回收率。這種開拓和采掘布局達(dá)到了高產(chǎn)高效的目的。但隨之也產(chǎn)生了一系列安全問題，尤其隨著采場(chǎng)的擴(kuò)大，采空區(qū)遺煤自燃現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。1、采空區(qū)自燃狀況礦井自投產(chǎn)至今，回采12個(gè)綜放工作面，均分布在南中央采區(qū)兩翼，其中東翼5個(gè)，西翼7個(gè)。有5個(gè)采空區(qū)出現(xiàn)過自燃現(xiàn)象，占采空區(qū)總數(shù)的42%，分別是西翼的1301、1307、1309采空區(qū)，東翼的1308、1310采空區(qū)，尤其是1307、1309采空區(qū)，火區(qū)范圍大，影響

3、時(shí)間長(zhǎng)。1307采空區(qū)自燃使南中央采區(qū)停產(chǎn)10天，火區(qū)處理延續(xù)近3個(gè)月；1309采空區(qū)曾出現(xiàn)2次自燃現(xiàn)象，與之相聯(lián)通的5個(gè)密閉墻都檢測(cè)到CO，其濃度高達(dá)3000PPM左右。2、采空區(qū)自燃原因分析（1）采區(qū)采用全部煤上（下）山，上、下巷封閉不嚴(yán)，密閉墻漏風(fēng)；（2）采用相鄰階段無煤柱連續(xù)開采，上下階段之間無隔離帶，下階段采掘滯后上階段時(shí)間較短，造成下階段在回采時(shí)向上階段采空區(qū)漏風(fēng)；（3）工作面停采線和上下巷附近的采空區(qū)支架回收不徹底，加之煤柱支承作用，頂板巖石冒落不充分，形成漏風(fēng)通道；（4）采用綜采放頂煤

4、工藝，回采率在遇到地質(zhì)構(gòu)造變化時(shí)不易控制，有時(shí)較低，尤其是開切眼、停采線和上下巷附近，遺煤較多。3、綜合防滅火技術(shù)措施（1）４采用示蹤氣體技術(shù)，檢測(cè)采空區(qū)漏風(fēng)分布規(guī)律。漏風(fēng)是造成和維持采空區(qū)自燃發(fā)火的必要條件之一。因此，檢測(cè)采空區(qū)漏風(fēng)分布規(guī)律，有針對(duì)性地采取措施，是防止采空區(qū)自燃發(fā)火的重要手段。新集一礦在對(duì)采空區(qū)周圍巷道進(jìn)行阻力測(cè)定的基礎(chǔ)上，分析確定了漏風(fēng)源和漏風(fēng)匯，根據(jù)漏風(fēng)源和漏風(fēng)匯確定示蹤氣體的釋放點(diǎn)和采樣點(diǎn)，進(jìn)行示蹤氣體試驗(yàn)。先后在1305采空區(qū)釋放SF6示蹤氣體，在1301、1307采空區(qū)釋放

5、SF6和CF2ClBr示蹤氣體，通過分析得知：（1）區(qū)段回采結(jié)束后，區(qū)段內(nèi)頂板巖石冒落充分，壓實(shí)程度好，沿傾斜方向采空區(qū)漏風(fēng)阻力大，漏風(fēng)量極小。（2）工作面停采線和上下巷附近的采空區(qū)是漏風(fēng)的主要通道。鑒于此，我們加強(qiáng)了停采線及上下巷的支架回收，以保證停采線和上下巷頂板冒落充分，增加漏風(fēng)風(fēng)阻，減小漏風(fēng)。（2）建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)。合理設(shè)計(jì)和定期調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，既保證采掘工作面有效供風(fēng)，又要使處于自燃危險(xiǎn)區(qū)的采空區(qū)有最小的漏風(fēng)壓差，如1303、1305、1307工作面收作以后，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，使其進(jìn)、回風(fēng)密

6、閉同時(shí)處于回風(fēng)側(cè)；1305B和1303’工作面通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為下行風(fēng)，使1305和1307采空區(qū)兩側(cè)風(fēng)路的通風(fēng)壓差降低，防止或減少采空區(qū)漏風(fēng)；1305工作面回采時(shí)，-304車場(chǎng)下部的調(diào)節(jié)風(fēng)門原設(shè)置在A位置，降低了下風(fēng)側(cè)壓能，-304車場(chǎng)密閉墻的漏風(fēng)壓差達(dá)40mmH2O，增大了1303采空區(qū)后部漏風(fēng)，移至B位置后(如圖1)，密閉墻壓差降至1.4~12mmH2O。同時(shí)在采面的回采過程中，堅(jiān)持采用下隅角掛風(fēng)簾，減少工作面向采空區(qū)漏風(fēng)。４（3）密閉墻充填堵漏。傳統(tǒng)的采空區(qū)密閉墻為雙瓦石單墻，即一道墻兩層瓦石。新

7、集一礦為減小密閉墻漏風(fēng)，將雙瓦石單墻改為雙瓦石雙墻，即兩道雙瓦石單墻，兩墻間距視巷道的圍巖情況而定，一般為500--1000mm，圍巖情況不好的間距為巷高的2—3倍，在外道墻上、中、下三個(gè)位置留有措施孔，利用措施孔向兩墻中間進(jìn)行壓注高水充填材料或水泥沙漿，進(jìn)行充填；必要時(shí)，在墻的四周向幫、頂打鉆，利用鉆孔注漿，這樣不僅可以使密閉墻與幫頂連成一個(gè)整體，減小或杜絕漏風(fēng)，還能增加密閉墻的承壓能力。（4）改革巷道布置，增強(qiáng)礦井先天防火抗災(zāi)能力。為了適應(yīng)無煤柱階段連續(xù)開采，新集礦在總結(jié)工作面“U”型通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)缺

8、點(diǎn)之后，采用“品”字型巷道系統(tǒng)，即在綜放工作面中上部，沿煤層走向掘送一條頂板風(fēng)巷，工作面回風(fēng)巷由一次沿底板掘進(jìn)改為分段超前掘進(jìn)，超前距離100米左右，極大地縮短了階段無煤柱的存在時(shí)間，減少了自燃物質(zhì)的通風(fēng)供氧時(shí)間，同時(shí)，使“U”型通風(fēng)系統(tǒng)變?yōu)椤癢”型通風(fēng)系統(tǒng)，減小了采空區(qū)的漏風(fēng)范圍，還可利用下階段的頂板風(fēng)巷向上階段采空區(qū)注氮，防止上階段采空區(qū)自然發(fā)火。（5）連通管氣室調(diào)壓。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)采取有效的均壓措施，調(diào)節(jié)和平衡漏風(fēng)壓差，減小采空區(qū)漏風(fēng)。如1303采空