同忻煤礦8101工作面火災治理措施

同忻煤礦8101工作面火災治理措施摘要：介紹了煤自燃的條件及工作面發(fā)生火災的原因，以同忻煤礦8101綜采放頂煤工作面為例，介紹了工作面在開采過程中采用的綜合防滅火措施。通過采取以上措施，在監(jiān)測期內(nèi)，進風風流中、頂回風流中CO氣體濃度基本趨近零，取得了預期效果。關鍵字：放頂煤；火災；防滅火；co；同忻煤礦我國煤炭資源十分豐富，煤炭產(chǎn)量和消費量均居世界前列，約占國內(nèi)一次能源生產(chǎn)和消費總量的85%以上，但是我國煤炭自燃火災十分嚴重，據(jù)統(tǒng)計，我國煤礦自燃火災約占礦井火災的70%。在煤自然發(fā)火的防治工作中，易燃厚煤層綜采面采空區(qū)由于冒落空間大、遺留殘煤多和漏風情況復雜的特點，防治工作面臨的難度更大。同時，煤層自燃可以引起礦井瓦斯爆炸，其危害更加嚴重，而且自燃火災產(chǎn)生的有毒有害氣體在井下巷道流動，給井下工人生命安全造成極大的威脅，嚴重影響了礦井的安全生產(chǎn)和礦工的生命安全。厚煤層在采用放頂煤開采時的自燃特性煤的自燃過程是煤氧化產(chǎn)生的熱量大于向環(huán)境散失的熱量而導致煤體熱量聚集，使煤溫上升達到著火點的過程。這一過程必須在一定條件下才會發(fā)生：①具有自燃傾向性的煤呈破碎狀態(tài)并集中堆積存在；②有連續(xù)的通風供氧條件；③熱量易于蓄積；④維持氧化蓄熱過程不斷發(fā)展的時間。其中，第一個條件由煤的物理化學性質(zhì)所決定，取決于成煤物質(zhì)和成煤條件，表示煤與氧相互作用的能力；其它幾條為外因，取決于礦井的地質(zhì)條件和開采條件。厚煤層在采用放頂煤開采時，存在以下隱患：（1） 綜采放頂煤采煤法采出率相對較低，一般比分層開采低10%左右，因此遺留殘煤較多，這些煤在采空區(qū)中堆積起來，為煤自燃災害的發(fā)生發(fā)展提供了可燃物。（2） 開采過程中冒落高度大，采空區(qū)風道情況復雜，漏風嚴重，極有可能為煤的氧化、蓄熱提供合適的通風供氧條件。若由于生產(chǎn)或技術方面的原因，工作面推進速度減緩時，致使煤氧化蓄熱過程持續(xù)進行下去，則會最終導致遺煤達到自熱氧化溫度而發(fā)生自燃。工作面簡介及發(fā)火過程2.1工作面簡介同忻礦采用斜井和立井混合開拓方式，通風方法為抽出式，主、副斜井和進風立井進風，回風立井回風，通風方式為分區(qū)式通風，主扇型號為ANN-2650/1250B型，風井排風量13000m3/min,負壓1300pa,葉片角度59度，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用。8101面于2009年9月30日開始試生產(chǎn)，開采3-5#煤層，煤層最短自燃發(fā)火期為39天，煤層平均厚度13.67m,采高3.9m，采用綜采放頂煤方法開采，平均放煤高度13.6m。工作面長度為199.5m，走向長度1638m，工作面絕對瓦斯涌出量15?25m3/min,工作面采用“一進兩回”的通風方式，進、回風兩順槽均沿煤層底板布置，頂巷沿煤層頂板布置與回風順槽內(nèi)錯30m。2．2發(fā)火過程8101工作面試生產(chǎn)期間，工作面常規(guī)氣體檢測一直正常。11月5日18點，當工作面頭部推進69.8m,尾部推進57.3m時，在檢測氣體時發(fā)現(xiàn)頂回風巷CO氣體異常，濃度達到53ppm，并有淡淡藍煙出現(xiàn)。此時，工作面回風流中CO濃度為8ppm；工作面上隅角CO濃度為23ppm，溫度為22.4度。在CO涌出隱患治理過程中，11月12日3點40分，8101工作面CO氣體濃度急劇增大，工作面尾部CO氣體濃度達到1300PPm,同時有黃色濃煙從115#-118#架間涌出，隨即決定封閉了該工作面。2009年12月24日工作面啟封，采用“U”型通風，但工作面上隅角瓦斯很難治理，2009年12月25日啟用頂回風巷，2009年12月30日救護隊員用檢定管檢測得頂回風巷一氧化碳濃度達到1100ppm,并伴有淡淡黃色煙霧出現(xiàn)。此時，指揮部決定對工作面進行第二次封閉。3工作面發(fā)生火災原因分析煤層受礦壓影響自燃發(fā)火。頂回風巷與回風順槽貫通的斜巷受礦壓影響，煤體破碎嚴重，具備了氧化條件。且最初煙霧又是在頂回風巷發(fā)現(xiàn)，故分析該巷可能存在高溫點。由于在工作面尾部區(qū)域存在容易氧化的硅化煤，且切眼巷煤層存在裂隙，所以在切眼巷漏風通道的影響下，存在較大氧化高溫點可能性。在工作面的瓦斯治理上采用了頂回風巷抽排措施，使工作面配風量較大，造成本煤層采空區(qū)遺煤自燃。4綜合治理技術4．1第一階段1）啟封前改變工作面的通風系統(tǒng)。工作面啟封后未啟用頂回風巷，由原來的“一進兩回”的通風方式變?yōu)椤耙贿M一回”的“U”型通風方式，又在工作面尾巷增加1趟風筒將風送到工作面尾部位置，稀釋工作面上隅角和回風流瓦斯，同時對工作面有半均壓作用，減少采空區(qū)漏風。啟封后通風系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

2） 改進了采空區(qū)鉆孔的測溫方式。同忻礦通過在天津中煤電子信息工程公司訂制的溫度傳感器基礎上，自行研制了一種多功能、數(shù)字化的測溫儀器，即礦用智能深鉆孔測溫儀。該儀器具有成本低、功耗低等顯著特點，適合在礦山工作中推廣應用。3） 打鉆孔對工作面采空區(qū)可疑區(qū)域注了大量的水和粉煤灰。通過此方法使采空區(qū)頭、尾割煤線以里40m形成注粉煤墻和80m長的采空區(qū)隔離帶，徹底隔斷了工作面采空區(qū)漏風通道（圖2）。圖2采空區(qū)通風通道封堵示意圖4）為了防治瓦斯、防滅火，對工作面煤體采取超前注水、注瓦斯消融劑工藝。由于同忻礦開采的3-5#煤層頂層賦存一層極易氧化的硅化煤，開采時隨頂板一起垮落后，因此同忻礦針對該煤層設計了一套煤體注水工藝，取得了較好的防塵、防火、防治瓦斯效果。（5）采用了以采空區(qū)注氮為主、二氧化碳為輔的防滅火新技術。由于氮氣較輕，可以降低厚煤層頂氧化速度。而二氧化碳比空氣重，且煤體對二氧化碳吸附作用較強，因此通過二氧化碳對采空區(qū)下部煤體進行包裹和降溫，有效抑制了高溫點的繼續(xù)氧化。4．2第二階段工作面在開采50~200m時的防火治理：（1）繼續(xù)對工作面上下端頭實施封堵，做好每天的日常觀察及數(shù)據(jù)的采集、分析整理和匯報工作。（2）監(jiān)管好工作面的各項措施工程，特別要加強工作面尾部區(qū)域的氣體檢查工作。（3）開啟3臺制氮機，注氮步距調(diào)整為20m,采空區(qū)以里20m、40m兩根注氮管路同時注氮。4．3第三階段工作面在開采200m后的措施：（1） 啟用頂回風巷，工作面采用“U+I”通風方式。（2） 開啟2臺制氮機，注氮步距調(diào)整為40m，采空區(qū)后40m和80m同注，120m后停注，工作面推進慢時，縮小注氮步距。（3） 開啟兩臺抽氣量為600m3/min的瓦斯抽放泵。（4）每日觀察進、回風順槽是否有熱氣，是否有頂部壓力大、漏風較嚴重的地點。（5）應用束管火災監(jiān)測系統(tǒng)，繼續(xù)加強工作面采空區(qū)“三帶”監(jiān)測。5治理效果通過上述措施的實施，保證了工作面的安全開采，在2010年1月1日至1月21日的治理過程后，進風風流中、頂回風流、回風流中CO氣體濃度基本趨近零，由圖5-1可以反映出治理過程中CO氣體濃度的下降趨勢。

T-克夙-(SBr-冋夙T-克夙-(SBr-冋夙0.T0.8時間水導奉總養(yǎng)*余牽??家計企家畝**點公倉圖5-1：CO綜合治理濃度曲線圖6結(jié)論煤礦火災防治是一系列措施方案組成的綜合技術體系。礦井防滅火技術的實施必須面對復雜的礦井地質(zhì)條件、多變的人員作業(yè)條件、艱巨的現(xiàn)場工程條件以及不可確知的火源或發(fā)火隱患變化條件等方面的制約往往采取單一技術方法不能取得理想的防滅火效果，為此，必須因地制宜，采取綜合防滅火措施，即將幾種防滅火技術手段有機地結(jié)合起來，可達到最佳的防滅火效果。目前，在煤礦生產(chǎn)實踐中，“以防為主”的防滅火原則