2023年朱仙莊礦煤層自然發(fā)火的原因及治理

PAGEPAGE7朱仙莊礦煤層自然發(fā)火的原因及治理朱仙莊煤礦位于宿縣礦區(qū)宿東向斜的北部，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量120萬t，1983年投產(chǎn)。主要可采煤層為10煤層〔平均厚度2.3m〕，8煤層〔平均厚度9.98m〕和7煤層〔厚度1.5m〕。煤層間距分別是75m和20m，傾角12°～40°；礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井，礦井南翼8層煤曾經(jīng)發(fā)生過瓦斯動力現(xiàn)象；礦井地壓大；煤塵有爆炸危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)在31.4%～50.81%之間；煤層具有自燃傾向性，發(fā)火期在3個月左右，為一級自然發(fā)火礦井。從1986年至1998年共發(fā)生過18次自然發(fā)火事故，不僅威脅礦井平安生產(chǎn)，危及職工人身平安，而且打亂了礦井的正常生產(chǎn)秩序。特別是1997年“2.10〞事故，造成礦總工程師、平安礦長、通風(fēng)區(qū)長等8人遇難，教訓(xùn)十分慘痛。為此，朱仙莊煤礦痛定思痛，認(rèn)真地吸取了教訓(xùn)，總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化了平安管理。實(shí)現(xiàn)了近2年無自然發(fā)火事故。1朱仙莊礦煤層自然發(fā)火情況及特點(diǎn)1.1煤層自然發(fā)火的特點(diǎn)朱仙莊煤礦自1986年至1998年12a間先后共發(fā)生18次自然發(fā)火，其中17次發(fā)生在8層煤，發(fā)火規(guī)律明顯，發(fā)火地點(diǎn)集中，在回采面收作線附近〔7次，占38.9%〕和巷道施工或生產(chǎn)過程中漏頂及區(qū)段溜斜過煤段處〔10次，占55.6%〕；每次發(fā)火的時間間隔越來越短，自1986年8月22日至1998年1月19日，共發(fā)生自然發(fā)火18次，平均每年發(fā)火1.5次，每次發(fā)火時間平均231d，1992年8月28日和1992年2月10日和1997年2月12日，兩次發(fā)火的間隔僅為2d。發(fā)火征兆較為明顯，有CO，其濃度呈上升趨勢，有煤油味，出現(xiàn)煙霧，有高溫點(diǎn)及出現(xiàn)明火等。1.2煤層自然發(fā)火的原因〔1〕生產(chǎn)接替緊張，打亂了生產(chǎn)布局，導(dǎo)致一個區(qū)段布置多個采煤工作面同時進(jìn)行回采，采煤工作面之間的壓茬時間和壓茬距離均不夠，有些采煤工作面的開切眼和收作線不可防止地落在高負(fù)壓區(qū)，增加了采空區(qū)漏風(fēng)。〔2〕礦井地壓大，巷道失修嚴(yán)重，巷道圍巖裂隙發(fā)育，封閉墻墻體時常被壓壞，致使采空區(qū)封閉困難。同時，因巷道失修嚴(yán)重，通風(fēng)斷面縮小，通風(fēng)阻力增大，增加了采空區(qū)的壓差。〔3〕預(yù)測預(yù)報(bào)手段落后，對于高溫點(diǎn)不能及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致了火災(zāi)范圍擴(kuò)大?？傊?，煤層自然發(fā)火三個條件缺一不可，煤層本身具有自然傾向是內(nèi)因，有足夠時間的供氧條件和蓄熱條件是外因。2防治煤層自然發(fā)火的措施2.1加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)提高防火意識針對近年來全礦區(qū)煤層自然發(fā)火事故的頻繁發(fā)生，威脅著礦井平安，制約了礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮這一現(xiàn)實(shí)?；幢钡V業(yè)集團(tuán)公司先后制定了?預(yù)防煤層自然發(fā)火15條措施?，把防治煤層自然發(fā)火與瓦斯綜合治理一并作為集團(tuán)公司平安工作的重中之重來抓。集團(tuán)公司、礦都成立了防治煤層自然發(fā)火領(lǐng)導(dǎo)小組，定期召開專題會，解決發(fā)火工作所需的人、財(cái)、物。同時，開展多種形式的宣傳教育及培訓(xùn)活動，提高全員防火意識和防火技能。2.2組織防火會戰(zhàn)促進(jìn)防火措施的落實(shí)為把防治煤層自然發(fā)火工作放在重要議事日程來抓，切實(shí)把防火工作落到實(shí)處，成立了以集團(tuán)公司總工程師任組長，以集團(tuán)公司通風(fēng)、生產(chǎn)副總、安監(jiān)局副局長、朱仙莊煤礦礦長任副組長，以集團(tuán)公司生產(chǎn)、通風(fēng)、方案、供給、工資、財(cái)務(wù)等單位負(fù)責(zé)人為成員的防治煤層自然發(fā)火會戰(zhàn)領(lǐng)導(dǎo)小組，辦公室設(shè)在通防處，負(fù)責(zé)會戰(zhàn)的日常工作。制定了會戰(zhàn)目標(biāo)、會戰(zhàn)重點(diǎn)、會戰(zhàn)措施及獎罰方法和防火會戰(zhàn)工程量。半年進(jìn)行一次考核驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)了會戰(zhàn)目標(biāo)的給予獎勵；對完不成會戰(zhàn)目標(biāo)或出一次高溫及發(fā)生事故的，視情節(jié)給予罰款或追究有關(guān)人員的責(zé)任。2.3實(shí)行齊抓共管綜合治理〔1〕加強(qiáng)全礦高溫點(diǎn)的探查工作。礦成立專業(yè)精干的防火隱患探查小組，認(rèn)真做好防火的預(yù)測預(yù)報(bào)工作。特別是要做好全礦的高溫火點(diǎn)的普查工作。對放頂煤工作面機(jī)、風(fēng)巷及及上隅角的普查，主要采用了遠(yuǎn)紅外測溫儀、CO檢測報(bào)警儀和錐形管取樣等方法進(jìn)行普查。實(shí)踐證明，這些方法實(shí)用、可靠，能夠查出所有自然發(fā)火不平安的隱患。對查出的隱患點(diǎn)，實(shí)行掛牌、建檔、填圖管理；并根據(jù)隱患的危險(xiǎn)程度，采取相應(yīng)的防火措施。〔2〕裝備礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行煤層自然發(fā)火的早期預(yù)報(bào)。為更好地做好煤層自然發(fā)火的預(yù)測預(yù)報(bào)工作，朱仙莊礦安裝了礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)。在開切眼、收作線等可能發(fā)火的地點(diǎn)埋管監(jiān)測，進(jìn)行煤層自然發(fā)火的早期預(yù)報(bào)，將高溫點(diǎn)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。對現(xiàn)有的氣相色譜儀進(jìn)行技術(shù)改造，到達(dá)能化驗(yàn)分析標(biāo)志自然發(fā)火的烯、烴、烷類氣體的要求?！?〕加強(qiáng)采煤工作面均壓通風(fēng)工作。從龍頭抓起，嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，防止將開采切眼和收作線布置在高負(fù)壓區(qū)內(nèi)；同時，合理安排生產(chǎn)接替和生產(chǎn)布局，保證上下分層采煤工作面壓茬時間大于6個月，壓茬間距大于200m。對于高瓦斯工作面，要加強(qiáng)瓦斯抽放，減少配風(fēng)量。同時，要加強(qiáng)采煤工作面兩巷的維護(hù)，降低通風(fēng)阻力，以降低其進(jìn)、回風(fēng)側(cè)的壓差?！?〕做好噴漿、堵漏工作。對可疑地點(diǎn)或出現(xiàn)隱患地點(diǎn)進(jìn)行全封閉噴漿，隔絕空氣，控制煤層氧化，是防治煤層自然發(fā)火的有效手段。朱仙莊礦地壓大，封閉墻難以維護(hù)，漏風(fēng)大，是導(dǎo)致自然發(fā)火的一個重要原因。因此，對所有的永久封閉墻進(jìn)行噴漿處理。噴漿范圍包括墻面和墻前5m范圍內(nèi)的巷壁，噴漿厚度不小于110mm，每次噴漿結(jié)束后，組織有關(guān)人員進(jìn)行驗(yàn)收，保證工程質(zhì)量，從而取得了較好的效果?！?〕加強(qiáng)防火的灌漿和注氮工作。采煤工作面收作前，通風(fēng)區(qū)必須按規(guī)定把灌漿管路接到收作線，留好三通，并沿收作線向下5～10m安設(shè)試通管路，經(jīng)礦收作面領(lǐng)導(dǎo)小組驗(yàn)收合格后，再移交給施工單位使用。對8層煤所有的采煤工作面，必須實(shí)行隨采隨灌，對傾斜較長的采煤工作面，下部必須進(jìn)行灑漿，并重點(diǎn)落實(shí)采后集中灌漿的質(zhì)量。另外，根據(jù)工作面直接頂?shù)姆€(wěn)定性、推進(jìn)度及工作面漏風(fēng)壓差等參數(shù)，確定每次灌漿間距和灌漿量。一般情況下，工作面每推進(jìn)25m，每次灌漿量不少于360m3。管好用好現(xiàn)有的井下移動式制氮機(jī)，制氮機(jī)設(shè)專人進(jìn)行維修與保養(yǎng)，備足其易損件。保證制氮?dú)饧兌炔坏陀?7%，并隨時可以向采空區(qū)注入氮?dú)夂驼{(diào)往其它發(fā)火隱患地點(diǎn)進(jìn)行注氮工作?！?〕注凝膠防火。注凝膠防火是一項(xiàng)投資少、見效快的防火措施。朱仙莊礦采取注凝膠防火技術(shù)處理了8410—2機(jī)、風(fēng)巷，831—3上風(fēng)巷及8413—2上風(fēng)巷冒頂區(qū)的高溫和CO隱患，取得了非常明顯的效果。8410—2工作面為簡易放頂煤工作面，其機(jī)、風(fēng)巷由于沿底板掘進(jìn)，巷道頂部為全煤，在施工過程中共發(fā)生40多處2～5m左右的冒頂。為此，采取了在每處冒頂區(qū)，及時地打一個注漿孔，共打46個，經(jīng)取樣化驗(yàn)分析，孔內(nèi)CO最高達(dá)600×10-6以上，隨即對各孔進(jìn)行注凝膠處理。共注水玻璃6.36t，化肥4.79t，經(jīng)過一段時間的觀察，孔內(nèi)CO濃度均大幅度地下降，有些孔內(nèi)CO絕跡。從而排除了這些冒頂區(qū)的自然發(fā)火隱患，保證了8410—2放頂煤工作面的平安回采。劉軍內(nèi)容總結(jié)

〔1〕朱仙莊礦煤層自然發(fā)火的原因及治理

朱仙莊煤礦位于宿縣礦區(qū)宿東向斜的北部，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量120萬t，1983年投產(chǎn)

〔2〕每次發(fā)火的時間間隔越來越短，自1986年8月22日至1998年1月19日，共發(fā)生自然發(fā)火18次，平均每年發(fā)火1.5次，每次發(fā)火時間平均231d，1992年8月28日和1992年2月10日和1997年2月12日，兩次發(fā)火的間隔僅為2d

〔3〕制定了會戰(zhàn)目標(biāo)、會戰(zhàn)重點(diǎn)、會戰(zhàn)措施及獎罰方法和防火會戰(zhàn)工程量

內(nèi)容總結(jié)

（1）朱仙莊礦煤層自然發(fā)火的原因及治理