厚煤层分层开采工作面综合防灭火技术

厚煤层分层开采工作面综合防灭火技术

楚明

淮河能源控股集团煤业公司朱集东矿 安徽淮南 232001

摘要：通过对易燃厚煤层回采工作面，实行综合性防灭火措施，有效地预防了工作面回采期间自然发火隐患，本文详细介绍了某矿5111C13工作面防灭火综合治理技术，保证了厚煤层分层开采期间工作面安全顺利回采。

关键词：易燃煤层；分层开采；综合防灭火；治理技术

1 概述

采空区自燃发火是煤矿安全生产的重大隐患，如果不即时防治，就会造成较大的经济损失。目前工作面防灭火方法及材料较多，如何综合使用灭火方法有效防治自燃发火，是防治自燃发火的重点和难点。因此，必需根据发火原因和现场条件，采取针对性的措施，控制住发火趋势。5111C13工作面在回采过程中通过分析发火原因，采取均压防火、注氮防火、钻孔灌浆防火等多种手段防治了自燃发火，对防治厚煤层自燃发火具有实际意义。

2 工作面概况

5111C13工作面的位于某矿矿井南部51采区1阶段。标高-650m～-720m。上阶段42（3）2C13煤层已于2000年回采完毕，下阶段及南翼C13煤层未回采；上覆C15煤层做为保护层部分已于05年5月份回采完毕。该块段走向长1050m，倾斜长160m，面积168000m2。C13煤层赋存较为稳定，煤厚在5.8～7.0m之间，平均煤厚6.2m。煤层结构单一，煤层倾角19～230，平均220。该煤层分二层开采，上分层顶区采用综采回采，采高约3m，于2008年3月回采完毕。下分层采用悬移支架放顶煤炮采。2009年2月5111C13底区开始回采,回采初期工作温度保持在28～30℃,当工作推进至三号石门时，工作温度上升至37℃，该工作面地质条件复杂，所采煤层为易燃煤层，最短自然发火期65天，煤尘具有爆炸性，爆炸指数33～37%。

3 工作面自燃发火隐患及原因分析

3.1 分层开采间隔时间较短

5111C13工作面上分层顶区于2007年8月开始回采，2008年3月收作。由于采场接替紧张，2008年9月开始启封掘进5111C13上下顺槽，2009年2月5111C13底区开始回采。上分层收作封闭后仅半年下分层开始启封，上下分层开采间隔时间较短没有充分时间进行灌浆及形成复合假顶。因此，增加煤层自燃发火隐患。

3.2 采空区漏风点多

由于C13煤层属“双突”高瓦斯煤层，顶分层开采时考虑到瓦斯治理，工

作面由北向南共施工了五组尾抽石门，尽管5111C13顶区回采后都进行了封闭，但由于工作面回采造成C13底板巷及石门巷道受压变形，封闭墙周围巷道裂隙漏风 ，采空区的漏风也增加了煤层自燃发火隐患。

3.3 采空区遗煤较多

5111C13底区采用的是悬移支架放顶煤，回采厚度均在3m以上，老塘煤

放不尽，采空区遗煤较多，加之C13煤的自燃发火期较短（最短自然发火期65天），再次增加了工作面自燃发火隐患。

3.4 阶段煤柱

由于受上阶段42（3）2C13煤层与5111C13顶区反复采动影响，采空区留

设的10m左右阶段煤柱可能受压产生裂隙，采空区之间产生漏风通道加快了阶段煤柱及采空区遗煤的氧化。

4 自燃发火隐患的综合治理措施

4.1 砌筑封闭墙，外部堵漏

为解决采空区漏风，对C13底板巷内一至五号石门采取重新砌筑封闭墙，

采用双墙封闭，两墙之间带压注双液浆封实，这样对巷道围岩有裂隙的地方进行封堵，有效减少了采空区漏风。

4.2 调整通风系统，均压防火

工作面由于受通风负压作用，造成漏风通道或裂隙通道两端出现压能差，

这样不利于防火。为此，在工作面风巷增设了一组调节风门（见附图1），对总风量进行调节，工作面风量也有初采时的800m3/min降到520m3/min，从而降低了工作减小工作面风巷与机巷两端压能差，减少采空区漏风量。

4.3 工作面注氮及采空区灌浆

利用井下一台制氮机，在工作面机巷通过压管向采空区连续注氮。同时，通过对工作面风巷预埋2寸抗静电塑料灌浆管路,每25m留有一三通阀,沿走向工作面走向每回采30m预埋一条采空区灌浆管路,灌浆量按每万吨煤不少于100m3标准施工，阻止采空区遗煤自然氧化。

4.4 钻孔注浆及采空区灌浆

由于工作面温度从初采时的28℃到工作面推进至三号石门的37℃，温度明显上升，为尽降低采空区温度，通过设计，在-660mC13底板巷向C13采空区打防火钻孔。设计施工24组钻孔，每组3个钻孔，钻场布置每10米一组，钻孔直径为94mm，第一组钻孔位于一号平门以北5米处，具体参数及施工平面图如下：

施工参数表

钻孔打齐一组合一组，与主干管相连，按专人分二班对钻孔进行注黄泥浆。

5 综合防灭火效果

通过对采空区相联巷道的封闭及均压减少了采空漏风和工作面风巷与机巷两端压能差；由于向采空区打的防火钻孔位置准确，对阶段煤柱及采空区防火起到了关键作用，工作面在回采时，采空区得到了即时补浆，加之超前布置的钻孔对煤层提前预灌，工作面在回采时煤体有淋水现象，说明钻孔注浆效果较好，工作面温度随之逐渐降低，恢复到了初采时温度，工作面至到收作未出现高温。

通过利用综合防灭火技术，有效防治了自燃发火，实现了工作面的安全回采，取得了良好的经济效益和安全效益，为相同条件的工作面防治自燃发火提供经验。

6做好综合防灭火工作应注意的问题

6.1 应抓好工作面设计环节

在技术人员开始对工作面进行设计时，应当根据工作面所处的地质条件，合理地布置巷道。同时根据具体的工作环境，选用多种综合防灭火技术措施。科学地拟出措施的执行方案，将措施的执行方案落实到每个工人头上。

6.2应抓好综合防灭火技术措施的执行和管理

在正常生产过程中，应该按照作业规程和措施所拟出的措施执行方案严格地执行，采区领导班子作好日常的监督管理工作，保证每个方案都能得到很好地落实。

7结束语

我们要在具体生产过过程中不断地实践、探索、总结，提高和改进现有综合防灭火技术措施的执行效果，不断地更新综放工作面综合防灭火技术措施的内容。为保证厚煤层开采工作面能够安全正常地生产，为全矿的煤炭生产做出我们自己的贡献。

参考文献：

【1】宋英亮.特厚煤层综放工作面沿空掘巷综合防火技术研究与实践[J].同煤科技,2016,(3):9-11

【2】张修峰,周璇璇.综采工作面停采期间的综合防灭火技术[J].煤炭工程,2016,(10):64-6

【3】陈俊,吴康华,徐俊.急倾斜工作面综合防灭火技术研究与实践[J].矿业安全与环保,2013,(4):98-101