综放工作面的末采及撤除期间的防灭火工作方法分析

摘要：社会经济的发展带动了对于资源和能源的需求，煤炭资源的开采和应用也得到了巨大的发展。为了切实保证综放工作面末采的顺利进行，做好末采及撤除期间的防灭火工作，必须针对煤炭发生火情的原因进行分析，并采取相应的处理措施。文章通过实例分析的方式，对综放工作面的末采及撤除期间的防灭火工作进行了分析和阐述。

关键词：绽放工作面；防灭火工作；煤炭资源

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0093-02

社会经济的发展和进步，使得人们的生活水平不断提高，新的技术和设备得到了极大地开发和利用，对于能源的需求也越来越大。煤炭资源作为维系我国社会经济发展的重要能源，其产量和质量对于社会稳定具有十分巨大的现实意义。为了保证煤炭开采的安全性，防止火灾等灾害的发生，必须采取针对性的措施和手段，对煤炭的开采进行防护。

1 综放工作面防灭火概述

所谓综放工作面，是对综合机械化放顶煤回采工作面的简称，是指在煤层厚度足够的前提下，在普通采煤面的基础上，增设大功率刮板输送机，用于开采和运输之前采煤机难以采到的煤炭资源。

在煤炭的开采过程中，不仅会遇到塌方、瓦斯、渗水、机械故障等危险，还可能发生火灾现象，严重威胁煤矿的生产安全。究其原因，一部分是由于设备故障、线路短路等引起的，但是绝大部分原因还是由于煤层自燃造成的。煤层自燃，是指暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70℃～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300℃～350℃）时，引起燃烧。通常情况下，煤层的自燃存在潜伏期、自热期以及燃烧期三个阶段，可能需要准备相当长的一段时间，因此难以进行准确预测。一般来说，煤炭发生自燃的地点包括：（1）有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区（特别是采空区内的联络巷附近和停采线处）；（2）巷道两侧和遗留在采空区内受压的煤柱；（3）巷道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。

而综放工作面几乎完全符合以上的条件，因此其发生煤炭自燃的几率极高，必须及时做好防灭火工作。

2 实例分析

某中型煤矿年生产煤炭60万吨左右，总面积3.23km3，煤炭储量丰富，但是存在自燃的倾向和条件，火灾隐患严重。

2.1 综放工作面概况

该综放工作面位于整个矿区的中心位置，煤炭存量丰富，质量较好，深度在-210m～-254m之间。煤层平均厚达到11.3m，煤层倾角10°～16°，整个工作面设计走向长l024m，宽235m，均高15m。与2009年开始进行回采，到2012年年底回采结束，进行了封闭处理。

区域内水文地质条件良好，岩层为页岩，地址构造相对简单。但是，由于开采深度较大，受压力影响，煤层出现有轻微的起伏变形，对于回采工作的效率产生了一定程度的影响。为了保证回采工作的顺利进行，在工作面顶部采取了相应的支护措施，并对矿井的通风措施进行了改造，与矿井的主通风管道相连。

2.2 末采过程中的防灭火技术

之前提到，煤炭的自燃一般都存在较长的潜伏期，但是一旦潜伏期结束，就会迅速爆发，其发火的周期相对极为短暂。因此，具有一定的突发性和不确定性，对于防灭火技术也提出了更高的要求。该煤矿的管理人员结合实际情况，充分发挥出自身丰富的经验，设置了极为有效的防灭火措施，使得煤矿生产安全得到了保证。

2.2.1 注胶：指在末采过程中，当工作面距离终采线差距在40m左右时，每隔适当的距离，建设相应的隔离结构，对其进行封堵，并进行注胶强化。一般来说，墙体的宽度在1m左右，高度与矿井的高度相当。在注胶封堵完成后，由于胶体具有良好的密封性，且脱水速度相对缓慢，具有良好的持久性，可以长期存在，从而阻绝遗留煤层与空气接触的机会，降低煤炭自燃的可能性。

2.2.2 注氮：与注胶技术相比，注氮技术主要是利用煤矿中设置的注氮管道，采用制氮机人工制造氮气，并源源不断地注入矿井中，提高空气中氮的含量，降低氧含量，从而使得残留煤炭的氧化过程变得极为缓慢，也使得煤炭的自燃没有充足的氧气支撑，从而有效避免火灾的发生。氮气的大量注入，也可以使得采空区的混合气体总量有所增加，从而减少采空区与外部环境的压力差，防止外部空气的流入，也可以降低煤炭自燃发生的几率。应用注氮技术进行防灭火时，必须定期对注氮管道进行检查，并对采空区内部的气体含氮量进行检测，确保管道的密封性良好，同时空气中氮气的浓度在97%以上。如果注氮管道泄漏，可能使得工作面的氮气含量升高，影响工作人员的人身安全和开采的顺利进行。

2.2.3 注浆：注浆技术的防火原理与注胶和注氮技术基本相似，都是通过对空气中氧气含量的调整，防止煤炭自燃现象的发生，相比之下，注浆技术具有施工简单、成本低廉等优点，同时并不是一次成型的。当煤层的开采进入末采期，接近停采线附近时，可以分三次，在采空区设置注浆管，进行分别注浆。结合该综放工作面的实际情况，选择的注浆管道直径为120mm，在设置时，其距离底板在150mm以上，在注浆口设计有十字交叉型的孔洞，便于注浆施工。在注浆之前，需要对浆液进行配置。从经济性和实用性的角度出发，浆液的水灰比为6：1，为了保证浆液具有良好的凝固性，需要在其中添加粉煤灰和阻化剂等添加剂。通过注浆施工，可以对采空区进行封闭，从而减小煤与氧的接触和反应面，增加了煤层中水分的含量，同时还可以对煤层中积聚的热量进行吸收和释放，有效避免煤炭自燃现象的

发生。

2.2.4 做好监控工作：要安排专人每天对采空区煤层的温度等进行检测，及时发现煤炭自燃的趋势，并采取相应的措施进行处理，及时做好防火工作，预防火情的发生。

2.3 撤除期间的防灭火方法

在开采结束后，为了防止残留煤炭的自燃，仍然需要维持矿井的通风设备，保持稳定的风速和风量，确保采空区域的正常通风，从而避免煤炭在相对封闭沉闷环境中的自燃。将采煤机、运输巷的装载机、破碎机等运输设备及液压支架运出采空区后，要立即对矿井巷道进行封闭处理。为了保证施工速度，可以使用木质隔离墙进行临时密闭，隔离墙的墙体厚度必须满足实际隔离要求，不能为了减少成本而偷工减料。一般情况下，墙体的厚度要达到80mm。在保证密封效果的同时，要留出返水孔、观察孔和注氮孔，并保证其高度的合理。密封完成后，可以通过向采空区注入不可燃有色气体的方式，检查其密闭性能，并安排专门的观察和监测人员，每天通过观察孔对其进行查看，如果发现煤炭出现自燃趋势，必须立即进行跟踪和汇报，并及时进行处理，将事故扼杀在萌芽之际。

3 结语

总之，煤矿综放工作面末采及撤除期间的防灭火工作是十分重要的，更是极为必要的。采取相应的防灭火措施，可以有效解决煤炭的自燃隐患，保证煤炭开采的安全进行，促进煤炭行业的稳定发展。

作者简介：师勇（1971—），男，陕西彬县人，供职于陕西华彬煤业股份有限公司蒋家河矿，研究方向：煤矿开采。