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（徐州礦務集團有限公司通風防突處　江蘇徐州221006）摘要：2010年8月17日中班，徐州礦務集團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。結合工作面情況和噴火跡象分析，初步認為工作面采空區(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，導致了架間噴火現(xiàn)象。通過采取運輸機巷、工作面高位鉆孔注水等綜合治理措施，實現(xiàn)了工作面安全回撤。關鍵詞：綜采工作面；噴火；分析；防治中圖分類號：TD75＋2.2文獻標識碼：B1概況張小樓井核定生產(chǎn)能力120萬t/a，采用立井多水平開

2、拓方式，主采山西組7、9號煤層，-1025m水平西一下山為主采區(qū)，最大采深達1200m。礦井通風方式為中央式，通風方法為抽出式，開采的煤層均有自燃傾向，最短自然發(fā)火期為1～3個月，-1025m水平圍巖溫度達42℃。根據(jù)2010年瓦斯等級鑒定結果，礦井應為低瓦斯礦井（礦井相對瓦斯涌出量8.03m3/t，絕對瓦斯涌出量15.73m3/min），由于-1025m西一下山采區(qū)掘進工作面曾出現(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)，東側為75211采空區(qū)，深部為未采區(qū)；走向長520m、傾向長202m，共安裝137套綜采液壓支架，開采的7號煤層直接頂

3、為1.52m的頁巖（砂頁巖），老頂為7.88m的砂巖。工作面采用“U”通風系統(tǒng)，運輸機巷進風、材料道回風，供風量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，工作面剩余走向420m，工作面通風系統(tǒng)如圖1。圖175212采煤工作面通風系統(tǒng)2瓦斯爆燃情形描述2010年8月17日中班16時10分左右早班人員正做交班準備，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號支架處架間頂部有火焰噴出，火焰由藍色變?yōu)榧t色，持續(xù)約2秒。當班人員立即使用高壓水管對噴火點進行噴水，并將上述情況匯報到井調(diào)度室及通風值班室。在值班干部趕往現(xiàn)場期間，瓦斯員對噴火點進

4、行瓦斯檢查，瓦斯?jié)舛葹?.14%。19時20分左右再次出現(xiàn)悶雷狀響聲，工作面37～38號支架側護板前探梁間有藍色條帶狀火焰噴出。落下37和38號支架，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)時間及強度明顯減弱。3爆燃原因分析結合75212工作面斷裂構造、煤層產(chǎn)狀、近期生產(chǎn)情況、采空區(qū)“三帶”劃分和瓦斯爆燃機理，進行了綜合分析，初步認為該情況應屬瓦斯爆燃現(xiàn)象，是由局部積聚的瓦斯遇高溫熱源發(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)生瓦斯爆燃當日，75212工作面絕對瓦斯涌出量為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（管口位置距回風隅角20m）瓦斯?jié)舛?.5%左右。3.1.2高溫熱源應為煤層氧化熱采空區(qū)遺煤區(qū)域運輸機道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，總計回采了158m。分析75212工作面實測剖面，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風側24～102m、中部18～97.5m、回風側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瓦斯爆燃強度、熱源位置分析3.2.1強度分析爆燃火焰由藍色瞬間變成紅色，持續(xù)約2秒消失，說明瓦斯補給不足，爆燃強度較弱。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流和回風隅角CO監(jiān)測濃度均為“0”，發(fā)生爆燃現(xiàn)象10min后檢查噴火點CO濃度為200ppm，30min后火焰點

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