高瓦斯易发火煤层综放采空区边采边抽与防火通风区李耕勤.doc

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优秀科技论文申报表单位：峻德矿通风区日期：2010年4月20日姓名李耕勤性别男出生年月 1965年11月21日政治面貌党员毕业学校及专业鹤岗矿务局工学院通风与安全学历大专职称工程师职务技术副区长论文题目高瓦斯易发火煤层综放采空区边采边抽与防火在峻德矿综二队的应用论文摘要论述了采空区防火机理，确定采空区定位边采边抽的最佳位置，受采空区边采边抽影响，明确指出重新甩到窒息带距工作面的距离。检验采空区注氮效果，对底分层开采后原一分层窒息带内的采空区重新进入到自燃带，再次甩到窒息带前进行防火处理，解决上隅角瓦斯间题的同时又防止了采空区自然发火。以峻德矿综采二队综放工作面采空区防火为例做了具体介绍。基层单位意见主管（章）（公章）年月日矿科技部门意见主管（章）（公章）年月日高瓦斯易发火煤层综放采空区边采边抽与防火在峻德矿综二队的应用李耕勤摘要：论述了采空区防火机理，确定采空区定位边采边抽的最佳位置，受采空区边采边抽影响，明确指出重新甩到窒息带距工作面的距离。检验采空区注氮效果，对底分层开采后原一分层窒息带内的采空区重新进入到自燃带，再次甩到窒息带前进行防火处理，解决上隅角瓦斯间题的同时又防止了采空区自然发火。以峻德矿综采二队综放工作面采空区防火为例做了具体介绍。关键词：采空区；边采边抽；注氮；效果检验；防火随着综采放顶煤工艺的不断更新，其产量高、劳动强度低、安全程度高、效益好等优点已广泛应用。为提高放煤效果，一分层先进行分层开采，利用矿压把下部的煤体压裂，同时开分层开采时开采强度底，大部分瓦斯在一分层开采时释放出去，减少下部煤体的瓦斯含量。但因底分层放顶煤开采时产量高且推进速度慢，瓦斯涌出量会增大。防止工作面及上隅角瓦斯超限需对采空区抽放，因放顶煤开采的采空区浮煤增多且空间大，一分层采空区存在漏风，漏风量增加易引起采空区自然发火，严重威胁着安全生产，采空区抽放与防火是矛盾的。选择采空区定位抽放，并尽量减少向采空区漏风，结合机道向采空区注氮和抽过的钻孔对采空区防火处理，重新确定其三带分布，采取针对性防火措施，很好的解决了这一难题。 1、采空区防火机理 1、1 内因火灾的形成必须同时具备三个条件：具有自燃倾向的煤呈破碎状态堆积；有充足的空气供给；蓄热条件且达到维持氧化过程不断发展的时间。只要破坏其中之一就能防止煤的自然发火，采空区注氮是破坏其供氧条件，由于氮气本身具有扩散性，容易充满采空区浮煤所在空间，达到降低氧气而抑制自然发火的目的。同时因氮气是一种无色、无味、无毒的惰性气体不助燃，注入采空区后与瓦斯混合又可使瓦斯爆炸下限提高，上限下降。因此氮气是一种很好的防火材料。 1．2 采空区定位抽放是使采空区内瓦斯按照固定的路线流动，在煤层自然发火期内改变原有固定流动路线，形成新的固定路线流动，使原有原有固定流动路线位置变成窒息带并甩入采空区，达到防火目的，同时实现了采空区抽放瓦斯，防止了上隅角瓦斯超限。 2、抽放钻孔的布置及抽放方法该工作面走向390m，在煤层底板消火道3个钻场共打26个钻孔，呈扇型布置，透点落在底分层回风巷内平均15m一个。随工作面的推进，第一个钻孔甩到采空区内时即可对该孔进行边采边抽，同时加强抽放出口的CO检查。第二个钻孔甩到采空区后与第一个钻孔同抽，该面瓦斯绝对涌出量为3.92m3/min，抽出瓦斯量1.6 m3/min，风排瓦斯量为2.32m3/min。配给风量580m3/min，回风流瓦斯浓度0.4%，上隅角瓦斯0.8%。随工作面继续前移，第一个钻孔距工作面达到30 m后甩掉第一个钻孔,对第二个和第三个钻孔同抽,用第一钻孔观测采空区内的气体情况,又可用第一个钻孔向采空区注防火材料。以此类推，始终保持抽采钻孔距工作面不大于30 m。 3、注氮位置的选择与效果检验 3．1 注氮位置的选择选用DM—800型移动制氮机接管从机道埋入采空区，制氮能力800m3/h，注入采空区氮气量为620 m3/h，浓度97%以上。注氮管出口在采空区距工作面30 m以内时，在下出口测得O2小于16%，说明氮气末全部注入到采空区内。注氮管出口在采空区距工作面50m以上时，在下出口用微风管观测其风流方向向采空区内，说明注氮管出口以处仍存在较大漏风。注氮管出口距工作面30～50m时，其向采空区内漏风方向不明显。故选择注氮管出口位置在采空区内30～50m之间。通过向采空区埋3根注氮管出口位置相距20m，始终保持30～50m之间，达到最佳注氮效果。2009年5月开采至年末回采结束共注氮气315万m3。 3．2采空区注氮效果检验因综采放顶煤工艺的推进速度慢，在发火期内很难将浮煤甩入到窒息带内。采用机道埋管向采空区注氮降氧以减小自燃带宽度起到防火作用。为掌握采空区注氮效果和采空区自燃发火三带分布情况，需对采空区注氮效果进行检验。采空区内埋设束管，观测其气体情况，在工作面与抽放钻孔之间的采空区因受采空区边采边抽影响，O216—19%的氧化带内。通过距工作面大于30m的钻孔观测采空区内气体来看，当钻孔距工作面37m时采空区内CO2 2.56%、O2 4.8%、CO 20PPm、CH413.07%、N2 80.04%，无C2H4、C2H2气体，此时前两个钻孔距工作面分别为22 m和7m。工作面推进37m的时间大约31天，而该煤层发火期为56天，在发火期内将氧化带内的浮煤用入到窒息带。 4、采空区防火外理因该块段一分层和上段已采完，底分层开采后可形成上下段和上下层之间漏风。底分层开采前对阶段煤柱和一分层采空区阴化处理较困难，底分层开采后原处于窒息带内的阶段煤柱和一分层采空区受采动影响提前重新供氧而处于自然带内，再次甩入到底分层采空区窒息带内的时间大于31天，已接近该煤层发火期56天，随没有出现自然发火，但也氧化到一定程度，采空区内可观测到20PPm的CO标志性气体。对采空区需进行防火处理，利用抽过瓦斯的钻孔按走向分三次向采空区注三相泡沫防火，共注三相泡沫63000 m3，发泡剂16t。至回采结束采空区无发火。 5、结束语峻德矿二水平南17层一区南块底分层综采二队2009年5月4日开采，至2009年末采完，上隅角及工作面软帮无CO，上遇角CH4 0.8%、回风流CH4 0.4%。用采空区定位边采边抽结合采空区注氮防火，解决了工作面瓦斯问题又防止采空区自然发火，具有很好的推广价值。作者简介：李耕勤（1965-），男，北京人，大专，1991年毕业于鹤岗矿务局工学院通风专业，工程师，现任龙煤鹤岗分公司峻德煤矿通风区技术副区长，从事技术工作。 5

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