特厚煤层综放工作面火灾防治浅谈

摘 要：综采工作面防止煤层发火一直是煤矿的重中之重，随厚煤层综放技术的发展，综放工作面的防火技术也随综放技术的发展面发展，各矿通过不断总结成功经验与失败教训，逐步形成了适合自身矿井综放面煤层自燃防治技术体系，为矿井防灭火工作提供了可靠的技术支持同时，对其他矿井厚煤层工作面的火灾防治工作也具有重要的参考价值。

关键词： 特厚煤层；综放面；自然发火；防治技术

一、 矿井概况

中电投新疆能源四棵树煤矿八号井，现采煤层倾角20°～35°，厚度平均为8.5 m，年产量120万t左右，煤层自然发火期为3～6个月，属自燃煤层。自采用综采放顶煤开采技术以来，极大地提高了生产效率，但是综放面存在很多问题。因此自然发火的有效监控和防治是保证综放面安全生产的关键问题，通过多个综放面的防灭火工作，逐步积累了一整套科学管理和预防措施，从理论和实践两个方面丰富了特厚煤层自燃防治技术。

二、综放面距开切眼200 m范围的推进过程防火技术

200m范围内，进行防灭火准备，除利于沿空送巷，便于后期工作面的调整外，主要是时利用“窒息带，冷却带、氧化带，的特点，安排相应的灭火事宜：

（1） 综放面生产前开切眼上、下头绞车窝或机电硐室全部用沙袋垛充填满，防止以后沿空送巷接近老开切眼时直接揭露采空区。

（2） 工作面每推进50 m在上、下隅角分别施工一道3 m厚的碎煤袋或沙袋隔离垛，以减少空区内的氧含量，改变发火自燃的发生环境。

（3） 如果工作面每月推进速度小于50 m，与氧化带宽度相当时，需要在上、下隅角的3 m隔离垛后埋管压注胶体浆100～300 m3，以减少空区含氧量，减少煤与氧气的接触面积。

（4） 如果工作面推进速度很慢并且工作面地质条件恶化，在上、下隅角的3 m隔离垛后埋管压注胶体浆的同时考虑压注泡沫阻化剂。

（5） 安全监控装备各个部位正常运行及检测管理

三 、综放面停采前及停采期间防火技术

1、 工作面停采前的预防措施

（1） 采煤队在离停采线最后的100 m范围，必须尽量减少采空区丢煤，特别是在工作面上铁丝网和钢丝绳前20 m加大放煤力度，提高采煤率到90%以上，在减少可燃物的基础上，进行防灭火。

（2） 停采前100 m在工作面上、下端头每间隔30 m施工一道隔离垛墙，隔离垛可用袋装碎煤或袋装黄土施工，垛墙厚度不低于3 m。除起到隔绝气体作用处，还可起到一定的抗压效果，防止煤层垮顶，片帮或压碎墙体后，因压差作用，空气由裂隙向采空区流和。如果工作面过断层并且推进速度小于每月50 m，必须重点对进风隅角隔离垛内压注胶体100～300 m3，起到隔绝作用，以防止氧气进入三带中的氧化带，因氧化作用而发生煤层自燃。

（3） 停采前40～50 m开始，在工作面上、下顺槽埋设注浆管路，注浆管出口要用木垛掩护好，并高于底板0.5 m 以上。停采后，对工作面上、下头进行压注粉煤灰浆或胶体泥浆，破坏浮煤的蓄热环境。

（4） 停采前20 m必须密切监测综放面的气体变化情况，除瓦斯检查员每班检查2次瓦斯、二氧化碳和一氧化碳外，测风员每天对工作面回风隅角、架间、回风流进行检测和取样化验分析一次。

（5） 在工作面回风顺槽，停采线后部30 m、10 m分别留设一路束管，停采线后部30 m留设的束管用泵抽气化验分析。在工作面进风顺槽，停采线后部50 m分别留设一路人工测气管。上述束管均位于底板以上1.5 m处，安设牢固整齐。

（6） 停采前通风部门把各种防火材料和设备备足备好，使其处于待命状态。

（7） 停采前，采煤队把液压支架的侧护板尽量收回，同时要保证支架的初撑力，防止顶板破碎，为支架间防火钻孔的施工创造条件。

2、 停采线封闭

（1） 在停采线上、下两头施工5 m沙袋垛，贴沙袋垛施工0.5～1.0 m密闭，然后在上、下顺槽门口建0.38 m厚的密闭。上、下头的密闭要接出注浆管和监测束管，封闭结束后对停采线大量压注黄泥浆或粉煤灰浆，压注量不低于3 000 m3。

（2） 停采线上、下头封闭结束后对停采线进行均压调风，减少停采线上、下两头的压差。

三、 工作面支架顶部和后部破碎煤体的防火措施。

① 在工作面煤壁前敷设一路2寸水管，每30 m出一个三通阀门，根据压力调节，可进行扫水，或进行喷雾。方便直接用水灭火或起到一定的降尘作用。

② 在工作面每个支架的间隙按前、中、后方式施工3个防火孔，后部孔是在后部输送机道向后尾梁架间及放煤口施工的钻孔，倾角40°～45°，深度2.5～3 m；中间孔从支架顶梁中间打到顶梁上部及支架后浮煤的钻孔，倾角30°左右，深度6～8 m；前部孔是从支架前梁架间打到支架后浮煤的钻孔，倾角20°～25°，深度10 m左右，均下1寸套管，用快速水泥封孔，并用堵头封堵孔口。在上下头端头支架以外向后部各打5个防火钻孔，钻孔采用扇形布置，钻孔倾角30°～35°，钻孔长度10～12 m，钻孔布置见图1。

③ 选择堵漏材料的要求：无毒、无异味、无腐蚀、性能好、稳定性高、施工方便、使用成本低等。基于上述原则，选用MEA系列煤矿防灭火剂，利用黄泥浆或粉煤灰注浆系统对所有钻孔压注MEA防火剂，浓度控制在0.8%～1%左右，压注MEA时停采线钻孔至少同时连接15个孔，其中5个孔为备用孔，设计每孔压注1～2 m3。

四、 综放面停采期间的通风对防火工作的影响

1、 通风方式选择、风量设计及瓦斯检查

综放面设备主要从进风路线撤出，工作面停采后要尽可能减少风量，即减少向采空区漏风，随着支架的撤出，工作面的风量将会逐步减少，为了避免开启局部通风机与撤出液压支架之间相互干扰，在撤出支架过程中把废旧水泥枕木和其他废旧老料间隔堆积在停采线，尽量利用全风压通风，不开启局部通风机。当全风压风量减少到200 m3/min时，开启上、下头局部通风机。工作面风量测风员每天至少测定一次。

五、 煤炭自燃的预测预报

1、 红外探测。停采线探测采用ST6红外探测仪，测定数据输入计算机，绘制出场强变化趋势图，为煤层自燃的早期预报提供依据。

2、 温度监测。工作面每组支架设1个点，利用红外线测温仪测量工作面架间及钻孔中的最高温度，每天测一次。

3、 取样化验分析与人工监测。每间隔5组支架选1个钻孔（包括回风隅角和工作面回风流）进行人工监测和取样化验分析，两天1个循环，如果出现隐患必须缩短测点间距和检查周期。

结论：对厚煤层综放工作面的防火，要从煤质，煤层性质、开采工艺，防火设备、组织管理等方面入手，自综采准备――综采工作的开展――综采工作的结束等环节上，将防火措施，预案贯穿其中，采用预测，预报体系，加强对火灾的监控管理力度，在开采过程中，采用 整体或局部灌浆（气体）技术（材料为黄泥、化学胶体、氮气等惰性气体等）进行堵氧防火，通过降低氧气的含量，或可燃物与氮气的接触面积为指导思想，进行各种科学实践。才能找到高效，低成本的科学灭火方式。