综放回撤面综合防灭火技术浅析

[摘 要]根据姚桥媒矿7719综放回撤面的防灭火情况，分析了该面煤炭自燃发火的原因，提出了“五位一体”的综合防灭火措施。

[关键词]综合防灭火技术 易自燃煤层 综放面

中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0261-01

1、 概况

⑴姚桥煤矿7719综放面位于东六采区，北以袁堂断层保护煤柱为界，南以东六上山为界，东为7717综放面采空区，西为7721设计综放面，标高-306 ～ -464m， 7煤走向长1228m，8煤走向长86m，倾向长212m，倾角7°～21°，7煤均厚5.15 m，8煤均厚4.3 m，煤炭中硬。该综放面整体形态为宽缓向斜构造，轴部距切眼270m左右，向西倾伏，北翼倾角6°～20°，南翼倾角6°～10°。采区工作面采用走向长壁布置，单翼仰俯采，采区中部布置轨道上山、皮带上山、回风上山三条上山。

⑵7719综放面内沿走向方向布置二条巷道，其中回风巷（溜子道）布置在-306m的位置，进风巷（材料道）布置在-464m的位置。该综放面为U型通风系统，采用下行通风。

⑶7719综放面属7号煤层，具有自燃发火倾向性，煤尘有强烈爆炸危险性。该面还存在3个顶板破碎区，按支架编号分别为：7#～18#、49#～53#、120#～140#、125#～128#支架顶板上方。这些顶板破碎区存在自燃发火隐患，必须加强监测监控。

⑷7719综放面于2015年4月07日回采至停采线，距停采线10m时上双网、上钢丝绳，顶煤不放。鉴于过去回收7247综放面时出现了高温点，CO严重超标，被迫采用局部通风机供风等问题，因此易自燃煤层综放面回撤时，煤层自燃发火的防治是值得研究及探讨的重要课题。

2、发火原因分析

⑴该综放面平均回采率为86%，采空区内遗留了大量的煤炭。

⑵该综放面回采临近结束时，为了保证支架回撤时的安全，工作面放煤量逐渐减小，至停采前10m左右范围内就不再放煤。

⑶该综放面回采临近结束时，推进速度变慢，加上支架上部顶煤破碎，从而为煤炭的缓慢氧化提供了充分条件。

⑷该综放面有4个顶板破碎区，这4个地点的煤炭氧化会加速，因此就存在4个自燃发火隐患点。

3、综合防灭火措施

根据上述原因分析，为了防止回撤过程中煤炭出现自燃，主要采取了以下几项技术措施：

3.1 采空区注浆

利用7719材料道事先已经预埋好的3趟4英寸注浆管路进行注浆，注浆管口距停采线分别为90m、60m和30m。随着综放面回采推进逐渐接近停采线时，要逐渐加大注浆浓度，特别是30m管路的注浆，注浆浓度尽可能大。采用间歇式注浆，共注粉煤灰4300m3后基本抑制了煤炭自燃。

3.2 综放回撤面堵漏风

⑴在7719综放面转载机回撤期间，工作面进、回风隅角必须吊挂好挡风障，严禁漏风。

⑵于2015年4月08日转载机回撤后，紧贴综放面进、回风隅角切顶线的位置，用鱼鳞带装粉煤灰各打一道隔离墙。并对隔离墙内压、外喷罗克休防灭火材料2t并预埋了束管。

⑶于2015年4月09日对综放面1～148#架后尾，下出口向上支架10m及上出口向下支架20m压注并喷涂罗克休2.5 t，减少空气进入采空区。

⑷加强综放面顶板管理，尽量保证顶板的完整。在顶板破碎区所有单体不要升足，单体上端升入半圆木即可，避免破坏原顶板的完整性。在综放面架间4个顶板破碎区进行压注罗克休，做到密闭充实。压注罗克休分4次进行，第1次对125#～128#支架架间顶板CO气体浓度较高，挂汗严重段进行压注，然后逐渐对120#～140#、49#～53#、7#～18#支架架间顶板破碎区进行压注。4次共压注罗克休1.5 t。

3.3 向采空区压注CO2 减少并杜绝空气进入采空区

在7719综放面停采后，对回风隅角气体取样化验，回风隅角的CO浓度为150ppm，说明采空区已经开始自燃。为了防止采空区和综放面架间顶煤同时出现自燃现象，于4月10日早班利用溜子道事先已经预埋好的一趟4英寸管路向采空区压注了二氧化碳8t。使采空区形成正压，减少并杜绝空气进入采空区，大大减少了采空区气体中氧气的含量，阻止了遗留煤的氧化自燃。

3.4 综放回撤面合理配风

3.4.1及时调整综放回撤面的通风系统

⑴根据以往经验，综放回撤面拆除支架期间工作面风量不宜过大。在综放面停采后，立即进行风量调整，使回撤面风量控制在400m3/min左右，以降低回撤面两端的压差，减少采空区漏风量。

⑵随着7719综放回撤面拆除支架工作的推进，采空区冒落面积也在逐渐扩大，测风员每天对回撤面的风量进行测定，根据测定结果要及时进行风量调整，做到合理配风，以保证撤架期间综放面的风量要求。

3.4.2综放回撤面预留通风道

⑴于2015年4月11日后部溜子回收后，在综放面上出口后部打2个木垛，有效支护上出口。在综放面下出口打3个木垛，做好了预留通风道。木垛之间使用半圆木连接不少于4根，使三个木垛基本连成一个整体。

⑵拆除第一台支架前在机巷靠近支架用δ200mm×2000mm以上的半圆木及时打上两排走向对接棚，一梁三柱，棚距0.8M，对接棚支护要前至煤壁，后到尾梁位置，在半圆木与每根钢丝绳交叉点下方尽量打上DZ2500单体，打单体时向老塘侧要有3°～5°的倾角，保证单体支撑有力。

⑶综放面第二台支架拆除后，在靠近煤壁侧用半圆木打上木垛预留通风道，以后每3架打一只木垛，到90架以后每4架打一个木垛，直至120架后就不再打木垛预留通风道，可使用2m长的半圆木每拆除一架打一只三角支撑，半圆木要放正，上端靠煤帮放稳用铁丝拴在网上，与底板成70°夹角。当遇到顶板破碎带时，木垛相应加密。

3.5 对综放回撤面监测监控

⑴7719综放面回收面之前，在工作面破碎带、进回风隅角预埋束管，在材料道和溜子道距停采线10m、20m、40m位置预埋束管，每天对束管内的气体进行测定。

⑵ 利用现有的煤矿安全监控系统，在回风隅角和回风巷安装甲烷、温度、CO传感器，能够24h不间断的对气体异常情况进行监测。

⑶ 综放面回撤期间，查火人员每天应当对综放面进、回风隅角及架间破碎带顶煤仔细监测，检查地点为：进、回风隅角、回风以及气体不稳定段的架后破碎带顶煤，并做好详尽的记录。检查地点应相对固定，以便对检查数据进行分析比较。

4、效果分析

⑴ 注浆作为一种充填采空区防灭火措施，由于它在短期内难以填实采空区形成黄泥或粉煤灰的立体堆积，因而它在处理综放采空区漏风及堆积煤炭自燃时，总难以达到预期的目的。

⑵ 由于向采空区注入了8吨CO2后形成正压，阻止了空气进入采空区。经过测定氧气的浓度下降到12.6%，CO浓度下降到5ppm。低温的CO2一方面对采空区有降温作用，另一方面对采空区遗煤的自燃起到了阻止氧化的作用。

⑶ 综放面架间的破碎带采用压注罗克休的方法进行堵漏，使得架上顶煤自燃现象得到了控制。对高温点、挂汗严重和CO气体浓度较高的地点分4次进行了压注罗克休，均取得了很好的堵漏效果。

⑷通过打木垛和使用单体对回撤面进行支护，确保了预留通风道的稳定性和可靠性，使得该综放面直至4月28日回撤完毕仍能保持350m3/min左右的风量，对于稀释有毒有害气体，创造了良好的回撤工作环境，起到了至关重要的作用。

5、结论

通过采取对采空区注浆、压入CO2阻止氧化及降温、均压、堵漏风、监测监控的“五位一体”综合放灭火措施，较好地解决了7719综放回撤面期间易自燃发火煤层的一系列难题，为该综放面的安全顺利回撤创造了有利条件。

作者简介：

刘运龙，江苏沛县人，1970年12月出生，大学文化，助理工程师，现任中煤能源大屯煤电股份有限公司姚桥煤矿安监科工作。