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沛城煤矿易自燃煤层开采综合防灭火技术

王英杰
摘要：易自燃煤层的综合防灭火技术，不仅关系到矿井的经济效益，更直接影响到矿井的安全生产和可持续发展。为了减少煤炭资源损失，根据沛城煤矿7370回采工作面综合防灭火技术的实际应用，对防灭火问题提出简单、实用、可靠的解决方法，为易自燃煤层的防灭火技术提出建设性的意见，取得了较好的经济效益，为类似条件下的回采积累了经验。
关键词：走向长壁；回采易自燃煤层；防灭火
中图分类号：TD752 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0099-02
1 工程概况
该面煤厚平均为3.7m。倾角平均36°。工作面为走向条带式开采，全部垮落法管理顶板，爆破落煤。煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸指数41.47%，火焰长度50mm以上，自燃发火倾向为二类，该煤层自燃发火期为1～3个月，最短发火期30天左右。相对瓦斯涌出量3.41m3/t，绝对瓦斯涌出量1.09m3/min；相对CO2涌出量3.19m3/t，绝对CO2涌出量1.02m3/min。
2 日常防灭火安全技术措施
2.1 采空区内埋管注MEA-1防火剂
2.1.1 方式方法：在该面回风隅角的下部预埋三路直径50mm每路长度为50m的注胶钢管，注胶口深入采空区切顶线以内不低于6m，端头2m为打眼花管。第一路钢管直接深入采空区内；第二路管路口在距第一根管口前端15m处预设；第三路管路口在距第二根管口前端15m处预设，三路管子固定在上帮，每班用压力泵通过预埋管路向老塘注MEA-1胶体，预埋管路要与前一条管路提前5m向外连接，以达到阻化采空区浮煤防止自燃的目的。
2.1.2 标准及要求：MEA-1胶体配比浓度为6‰，注胶压力泵为TBW-50/15泥浆泵。每班需MEA-1防灭火剂2袋计40kg，需要用水量为6.67m3。将MEA-1防灭火剂和水混合在拌料池内，使胶体充分膨胀后再注入采空区，每桶料注胶时间为30min，需MEA-1防灭火剂6kg，每班注胶时间为3.3h。
2.2 插管注MEA-1防灭火剂
2.2.1 方式方法：沿该面倾向用注胶泵从上隅角开始向下直至下隅角往采空区隔段插管注MEA-1和水混合胶体，注胶量以现场发现胶体且不影响工作面生产为准。若上隅角出现空顶，每班要专人用TBW-50/15泥浆泵在上隅角切顶线向里喷洒LFM与MEA-1混合材料，喷洒时要均匀全面，保证采空区碎煤得到彻底湿润。
2.2.2 标准及要求：插管间距3m±0.5m，插管直径15mm，插管高度离顶0.4m，插管一端在50cm长范围内，每隔10cm钻3个直径3mm钻孔，端头带尖。每次向采空区内插管深度不低于1.5m。如下隅角冒落不实，落煤比较松散，可采用3m管路进行插管注胶。
2.3 上、下隅角设置挡风帘
运输巷尾部回料滞后距切顶线不得超过1m，每次运输巷尾部的刮板机要将尾部浮煤清理干净，严禁滞后，上、下隅角老塘侧设置挡风帘，回柱后立即恢复，减少向采空区漏风时间。
2.4 工作面推进及防灭火要求
减少向采空区漏风，下出口超前不得少于两档，每档长度不少于六棚，每月回采进度不得低于50m。
该面进行分次爆破，爆破间隔延长，及时将煤外运，避免通风断面缩小，造成向采空区漏风增加。
初放期间，必须对切眼内帮、顶及四周进行阻化，第一次放顶后必须对切眼顶煤进行喷洒阻化剂；每班回柱前对采空区浮煤采用MEA-1防灭火剂进行喷洒，使采空区落煤得到彻底阻化。
3 定期防灭火安全技术措施
3.1 工作面下隅角砌筑挡风阻燃墙
为减少采空区漏风，使老区浮煤氧化终止，在下隅角砌筑袋装挡风阻燃墙，增加漏风风阻，随着推进逐渐被压实，老区漏风量减少，砌筑挡风阻燃墙后在墙体上喷MK-15型快速密闭材料，确保墙体严密不漏风。
3.2 稳定通风系统
该面风量每周测定一次，供风量严禁超出300～320m3/min范围，如矿井风量发生变化、巷道贯通、采区系统调整时，及时对该面风量进行调整，确保风量稳定。根据防灭火要求，若出现CO，可适当降低风量。
3.3 加强气体及监测监控系统检查
3.3.1 CO浓度的检查周期应根据CO浓度大小而定，在回风隅角CO浓度小于24ppm时，每天检查一次；否则，应每班检查一次。CO浓度的测定地点为：（1）回风隅角：隅角切顶线距巷道上帮及顶板各1m处；（2）回风道：上出口外20m处巷道中部；沿切顶线向下每10m一个点，直至运输巷，测点在顶板肩窝处。回风隅角CO浓度达24ppm后，应每天计算CO气体的绝对涌出量。
3.3.2 检测手段和方法。回风隅角、回风流用多种气体检测器、便携式CO报警仪，检测测点的CO、O2浓度；用温度计测定空气温度；用红外温度测定仪测定采空区内温度。
3.3.3 根据要求对7370工作面安装传感器位置及标准：
回风隅角瓦斯传感器，位置在切顶线向外200mm处，距顶板不大于300mm，距帮不大于200mm，CH4报警浓度≥0.8%、CH4断电浓度≥1.0%、CH4复电浓度∠0.8%。
上出口瓦斯传感器，位置在工作面上出口向外≤10m处，距顶板不大于300mm，距帮不小于200mm，CH4报警浓度≥0.8%、CH4断电浓度≥1.0%、CH4复电浓度<0.8%。
回风流瓦斯传感器，位置在材料巷出口向里10～15m处，距顶板不大于300mm，距帮不小于200mm，CH4报警浓度≥0.8%、CH4断电浓度≥1.0%、CH4复电浓度<0.8%。
回风流及上出口向外30m处各安装一个CO传感器，位置在回风巷向里10～15m处，位置在上出口向外30m处，报警浓度≥24PPm。
回风流温度传感器，位置在回风巷向里10～15m处，报警浓度≥30℃。
回风流风速传感器，位置在回风巷向里10～15m处。
3.3.4 地面中心站值班应设置在矿调度室内，24h有专职值班员值班，确保该面监控设备完好数据准确。发现问题要及时制定措施处理及原因分析。
4 特殊防灭火安全技术措施
4.1 注三项泡沫
在边切眼回采20m之后注一次三项泡沫；当隅角切顶线处CO浓度达到24ppm时，方可对采空区采取注三项泡沫，方法可采用埋管及插管注入法（方法同注MEA-1防灭火剂），注泡沫量以现场发现泡沫流到工作面不影响生产为准（每推进10m，注三项泡沫一次，量以覆盖老塘为准）。
4.2 汽雾阻化
方式方法：为提高雾化效果，配比浓度MgCl2∶水=1∶5，配料要均匀，泵站压力调至4MPa。在该面中下部老塘冒落不充分时，利用该面的进风将汽雾带进采空区，使其后部落煤得到彻底阻化，确保达到阻化效果。
4.3 工作面气体检查
每班对上隅角、回风出口三角门向里10～15m处、用探杖从上隅角开始向下每10m直至下隅角进行检查、记录。正常情况下，每班注胶前、注胶后、回料后对各点一氧化碳气体监测1次，如发现CO升高，需增加监测次数。回风流CO低于10ppm用便携式CO报警仪检查，超过10ppm用多种气体检测器检查。
在该面外新鲜风流处安装两台局部通风机，若发现面内和回风流CO超限或大于等于100ppm，作业人员禁止在超限区逗留，必须悬挂警标，撤出工作面作业人员，及时开启局部通风机稀释气体，采取相应措施，防止中毒事件发生。只有在专职人员检查CO低于规程以下，人员方可
进入。
5 结语
沛城煤矿易自然煤层综合防灭火技术逐渐成熟，取得了较好的安全生产效果。
中国高新技术企业·综合版2013年11期
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