復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造帶煤炭自燃防治技術(shù)

復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造帶煤炭自燃防治技術(shù)（徐州吉安礦業(yè)科技有限公司，江蘇徐州221008）在我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦中存在煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的56%，因煤炭自燃而引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的90%?94%。近年來(lái)，隨著采深的加大，工作面圍巖賦存條件趨于復(fù)雜，采空區(qū)遺煤增多，綜采工作面重型設(shè)備回撤難度大致使回撤周期長(zhǎng)，造成采空區(qū)遺煤自燃發(fā)火嚴(yán)重。1工作面概況XX工作面位于XX煤礦南二采區(qū)，其上為XX工作面，下部煤層未開(kāi)采，西部為井田邊界，東部為南翼軌道下山。XX工作面標(biāo)高為-800?-852m,工作面走向長(zhǎng)度512m,工作面寬度160m。XX工作面所采煤層平均厚度2.4m,平均傾角18°，為易自燃發(fā)火煤層，自然發(fā)火期一般為3?6個(gè)月，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。該工作面采用綜合機(jī)械化一次采全高后退式采煤法，垮落法管理頂板，工作面采用U型下行全負(fù)壓通風(fēng)方式，軌道巷進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸巷回風(fēng)。XX工作面接近停采線(xiàn)附近推進(jìn)期間揭露火成巖斷層構(gòu)造帶一條，該火成巖構(gòu)造帶對(duì)工作面的回采造成了很大的影響。經(jīng)回采期間地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，該火成巖斷層構(gòu)造帶落差4.2m左右，XX工作面停采后，在工作面停采線(xiàn)35?56#液壓支架后方距停采線(xiàn)0?37m范圍內(nèi)，有約2.2m厚的遺煤區(qū)域，該區(qū)域留有的大量遺煤。2遺煤氧化發(fā)火過(guò)程XX工作面于2014年2月上旬停采，停采之前一個(gè)月內(nèi)XX工作面共計(jì)推進(jìn)18m，推進(jìn)速度慢。3月中旬開(kāi)始回撤輸送機(jī)和液壓支架，回撤期間在工作面已回撤液壓支架前部擴(kuò)棚處設(shè)置木垛形成回風(fēng)通道，工作面進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量約為270m3/min,回風(fēng)巷風(fēng)量約為300m3/min。4月上旬工作面回撤到40?47#液壓支架，由于工作面已回撤液壓支架處頂板垮落，迫使工作面風(fēng)阻增大，同時(shí)，工作面所遇火成巖斷層構(gòu)造帶呈長(zhǎng)條狀賦存，造成工作面大量風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)，使采空區(qū)遺煤自然氧化升溫。4月12日運(yùn)輸巷回風(fēng)流CO監(jiān)測(cè)探頭數(shù)據(jù)迅速升高到450?550ppm，人工檢測(cè)CO數(shù)據(jù)達(dá)到550?650ppm，進(jìn)風(fēng)隅角和工作面回架處CO濃度也在快速升高。為控制工作面及回風(fēng)巷道內(nèi)CO濃度嚴(yán)重超標(biāo)的問(wèn)題，前期進(jìn)行了以下防滅火措施：Q在工作面進(jìn)風(fēng)隅角設(shè)置風(fēng)帳進(jìn)行堵漏,在回風(fēng)巷側(cè)設(shè)立調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)減小進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的壓差，有效減小采空區(qū)主要漏風(fēng)通道兩端的壓差，從而減少采空區(qū)外部漏風(fēng)；Q在停采線(xiàn)以外15m軌道巷上幫布置防滅火鉆場(chǎng)，該防滅火鉆場(chǎng)及鉆孔布置情況如圖1所示，其中Y#孔在鉆進(jìn)期間有熱水流出，其余鉆孔未現(xiàn)熱水。Q此外從2月下旬至4月12日，通過(guò)各鉆孔向采空區(qū)壓注水、阻化劑、高分子凝膠等防滅火材料，在實(shí)施以上防滅火措施后，回風(fēng)巷道內(nèi)CO濃度并沒(méi)有出現(xiàn)降低，反而持續(xù)升高，實(shí)踐證明上述防滅火措施針對(duì)該情況下的采空區(qū)自燃發(fā)火應(yīng)用效果并不明顯。圖1防滅火鉆場(chǎng)及鉆孔布置圖3普瑞特防滅火新技術(shù)應(yīng)用在采取以上防滅火方法效果不顯著的情況下，引進(jìn)徐州吉安礦業(yè)科技有限公司的普瑞特防滅火成套技術(shù)及裝備，之后采空區(qū)遺煤發(fā)火區(qū)域得到控制。3.1應(yīng)用工藝及參數(shù)普瑞特防滅火材料由A料和B料組成，分別與水按2%和1%混合形成預(yù)混液，通過(guò)接入礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的雙液氣動(dòng)泵傳輸至普瑞特發(fā)泡成膠裝置，在發(fā)泡成膠裝置接入氮?dú)夤苈罚?jīng)發(fā)泡成膠裝置制備出的普瑞特防滅火泡沫凝膠直接通過(guò)鉆孔注入遺煤區(qū)域，普瑞特防滅火泡沫凝膠集氮?dú)狻⒛z、阻化劑等防滅火優(yōu)點(diǎn)于一體，能把泡沫中的水固結(jié)在凝膠體內(nèi)，避免了其它泡沫易潰漿的缺點(diǎn)，同時(shí)該材料具有良好的擴(kuò)散性能，生成的凝膠以泡沫為載體能夠?qū)饏^(qū)中的高位火點(diǎn)堆積擴(kuò)散，泡沫中的氮?dú)饩徛尫?，避免了單?dú)注氮時(shí)氮?dú)馊菀咨?/p>

失的缺點(diǎn)，持久保持火區(qū)的惰化。普瑞特防滅火泡沫凝膠制備工藝流程如圖2所示，其技術(shù)參數(shù)如表1所列。流肪滅火區(qū)普瑞特蘇料 普堆特0鋼 制亂機(jī)與水混合酒 流肪滅火區(qū)普瑞特蘇料 普堆特0鋼 制亂機(jī)與水混合酒 與水混合港圖2普瑞特制備工藝流程表1普瑞特防滅火材料技術(shù)參數(shù)名稱(chēng)技術(shù)參數(shù)發(fā)泡倍數(shù)三20泡沫穩(wěn)定時(shí)間（h）210保水性6個(gè)月內(nèi)失水20%專(zhuān)用液A料添加量（％）2專(zhuān)用液B料添加量（％）13.2普瑞特防滅火材料的應(yīng)用綜合分析XX工作面回撤期間采空區(qū)發(fā)火經(jīng)過(guò)、防滅火高位鉆孔參數(shù)和Y#孔在鉆進(jìn)期間有熱水流出的情況，從4月12日至4月下旬分別通過(guò)Y#和Z#鉆孔壓注普瑞特防滅火材料，大量防滅火材料在采空區(qū)擴(kuò)散、堆積。Y#和Z#鉆孔壓注普瑞特防滅火材料具體參數(shù)如表2所列。表2普瑞特防滅火材料壓注統(tǒng)計(jì)孔號(hào)用量壓注時(shí)間Y#3t4.12-4.13Z#17t4.13-4.243.3應(yīng)用效果從4月12日至4月下旬分別通過(guò)Y#和Z#鉆孔壓注普瑞特防滅火材料，壓注期間回風(fēng)巷道CO濃度人工檢測(cè)數(shù)據(jù)變化曲線(xiàn)如圖3所示，CO濃度恢復(fù)到安全值，工作面回撤工作恢復(fù)正常，消除了工作面因CO嚴(yán)重超標(biāo)而封閉的隱患。

4結(jié)論通過(guò)對(duì)XX工作面采空區(qū)發(fā)火經(jīng)過(guò)和高位鉆孔布置參數(shù)的綜合分析，對(duì)Y#和Z#鉆孔壓注普瑞特防滅火材料后，采空區(qū)遺煤氧化區(qū)域得到控制，