特厚煤層綜放工作面防燃技術(shù)研究

特厚煤層綜放工作面防燃技術(shù)研究

0煤工作面點(diǎn)火防治技術(shù)興安礦綜合采煤區(qū)通常配置在主采礦層中，如11、17、18和21號(hào)。11層煤火期4個(gè)月，最短42天，17、18和21層煤火期6.10個(gè)月。如何采取切實(shí)、有效的綜合防治發(fā)火技術(shù)是防治綜采放頂煤工作面火區(qū)啟封后不發(fā)火的關(guān)鍵。本文就綜放工作面火區(qū)啟封后的防復(fù)燃技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹。1采區(qū)總結(jié)及原產(chǎn)地原因及處理流程1.1工作面走向400m龍煤股份公司鶴崗分公司興安礦綜一隊(duì)三水平北18層三區(qū)三段,工作面走向620m,傾向118m(延面后160m),煤層傾角平均22°,煤厚平均9.3m,可采儲(chǔ)量115萬(wàn)t。采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化放頂煤。1.2消火道灌漿道施工發(fā)火原因:由于受集中壓力和工作面推進(jìn)速度低的影響,上下兩巷超前壓力大,反復(fù)擴(kuò)幫抽漏頂嚴(yán)重,而且頂板排瓦斯巷掘送不合理,回風(fēng)道與頂板排瓦斯巷抽透,造成2007年11月24日發(fā)火,工作面被迫封閉。治理過(guò)程:發(fā)火后成立了滅火指揮部,11月25日決定引束管到機(jī)道反上、專(zhuān)用巷、軌道石門(mén)消火區(qū)連續(xù)采樣觀測(cè)。經(jīng)觀測(cè)火區(qū)內(nèi)極易引發(fā)瓦斯、風(fēng)流逆轉(zhuǎn)、火風(fēng)壓等事故。指揮部決定通過(guò)灌漿使機(jī)道水封,經(jīng)過(guò)85h,共灌水14000m3,成功水封機(jī)道。11月29日,在三段總機(jī)道距機(jī)道上山5m處施工“薄子”利用灌路充砂230m3、充灰50m3進(jìn)行隔絕、隔爆。11月30日機(jī)道永久封閉。12月1日,由救護(hù)隊(duì)在停采軌道石門(mén)與邊界下山交匯口處已里50m處進(jìn)行永久密閉,12月3日利用管路向閉內(nèi)充砂300m3,進(jìn)行隔絕、隔爆;成功封閉軌道。12月4日,由救護(hù)隊(duì)將一隊(duì)專(zhuān)用巷,進(jìn)行永久封閉。該區(qū)封閉后,利用鉆機(jī)硐室和三段總機(jī)道同時(shí)向工作面、軌道、頂板巷布鉆,對(duì)工作面和上下兩巷打鉆、灌漿、充砂,同時(shí)決定集中處理頂板巷高頂,受消火道位置影響處理不到頂板巷高溫點(diǎn),決定縮小火區(qū)封閉范圍,內(nèi)錯(cuò)補(bǔ)掘新灌漿道,共計(jì)施工消火灌漿巷道310m,打鉆4367m,灌漿(灰)78260m3,充砂3545m3;兩巷施工注灰鉆孔4918m,注灰400t;2008年8月13日實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)壓通風(fēng),該火區(qū)成功注銷(xiāo)。2防火復(fù)燃技術(shù)2.1面配風(fēng)的影響工作面修復(fù)支架期間,根據(jù)軟幫滅火充灰嚴(yán)密情況,在邊界機(jī)道石門(mén)反上施工三道永久調(diào)節(jié)通行風(fēng)門(mén),調(diào)整工作面配風(fēng)在300m3/min～350m3/min之間。二段總機(jī)道、新頂板巷反上、新頂板巷、一段機(jī)道石門(mén)、軌道邊界上山系統(tǒng)與火區(qū)工作面形成并聯(lián)通風(fēng)系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)二段總機(jī)道消火道反上北側(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén),來(lái)調(diào)節(jié)新頂板巷與底板層軌道間風(fēng)壓差使兩條風(fēng)路間煤柱達(dá)到均壓作用,防止往三段煤柱發(fā)火隱患升級(jí),火區(qū)復(fù)燃。2.2巷道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)一段機(jī)道石門(mén)新頂板巷與底板軌道小聯(lián)絡(luò)巷,在系統(tǒng)完成使命后,兩頭施工永久密閉,使火區(qū)通風(fēng)形成“一入一回”,簡(jiǎn)化系統(tǒng)。分別在底板層機(jī)、軌道,距工作面以北28m、38m處,各施工2道防火門(mén)套,巷道頂板施工寸孔,注灰嚴(yán)密,兩道門(mén)套間接設(shè)沖砂、放水管路。底板層機(jī)、軌道防火門(mén)套20m范圍內(nèi),備足木板、木方、沙子、水泥等封閉材料。2.3嚴(yán)格控制采空灰粉巷道火區(qū)啟封恢復(fù)期間發(fā)現(xiàn)在接近工作面50～80m范圍內(nèi),由于巷道壓力大,巷道嚴(yán)重變形,需要開(kāi)幫挑頂,達(dá)到巷道設(shè)計(jì)斷面,破壞粉煤灰形成嚴(yán)密“外殼”,故對(duì)機(jī)、軌道重新進(jìn)行噴碹,防止兩巷復(fù)燃。新頂板巷也進(jìn)行噴碹防復(fù)燃。2.4工作面外來(lái)氣氣影響火區(qū)臨段即二段、四段均已經(jīng)開(kāi)采,下覆21層三段已在進(jìn)行掘進(jìn)一分層巷道施工中。由于火區(qū)與下段階段隔離煤柱僅有10m,均采用綜采放頂煤工藝,故在上、下段采空區(qū)已經(jīng)連通,這在火區(qū)滅火灌漿,充灰時(shí)已經(jīng)得到證實(shí),三段滅火灌漿時(shí)從四段石門(mén)、機(jī)道二石門(mén)出水,水溫23～27℃,出水量在2～3寸水量。在火區(qū)進(jìn)行支架修復(fù)過(guò)程中,三段21層掘進(jìn)重新破閉(滅火期間系統(tǒng)已封閉)恢復(fù),準(zhǔn)備施工機(jī)道、軌道、切眼。由于六層組是煤層群,在煤層開(kāi)采過(guò)程中,層間通過(guò)集中石門(mén)形成系統(tǒng),所以極易連通,由于通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定,造成火區(qū)工作面60組至83組架子硬幫高頂間間歇性,軟幫空區(qū)氣體涌入工作面風(fēng)流中,大時(shí)工作面硬幫高頂瓦斯光板,回風(fēng)流中瓦斯1.5%～2%。通過(guò)北六層,一、三、四區(qū)查系統(tǒng),查漏風(fēng),分別堵漏、簡(jiǎn)化、穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)后,工作面再?zèng)]出現(xiàn)軟幫空區(qū)瓦斯大量涌出現(xiàn)象。2.5地面鉆孔防火劑應(yīng)用從工作面扒透形成全風(fēng)壓系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面從下往上(23～105組)支架全部過(guò)火失效,在支架硬幫,前部運(yùn)輸機(jī)北側(cè),兩個(gè)支架間采用爬桿巖石強(qiáng)力鉆機(jī)向架子頂板每組施工3個(gè)鉆孔,傾角40°～65°,孔深6～8m,共計(jì)1800m/246個(gè)。對(duì)架子高頂寸孔注粉煤灰500t,三相泡沫10t,93-105組架子高頂注羅克休10t,其中40～45組架子注灰出水溫度40℃～42℃,持續(xù)2個(gè)原班,通過(guò)有效對(duì)架子高頂松散煤體充填、堵漏、嚴(yán)密固化軟幫粉煤灰,防止火區(qū)復(fù)燃。對(duì)工作面91～101組架子,乙烯持續(xù)出現(xiàn)處,注灰、注三相泡沫效果不明顯時(shí),利用新頂板巷南部鉆場(chǎng),高位布置鉆孔優(yōu)勢(shì),向架子高頂布置?70、?89的鉆孔,進(jìn)行灌漿充灰、充沙子處理。工作面上部80、83、93、95、101組架子高頂CO由300ppm降至20ppm,乙烯由79ppm降至0ppm。2.6局部支護(hù)施工工作面發(fā)火火源點(diǎn)在老頂板巷98組架子硬幫處,在新頂板巷向老頂板巷內(nèi)打強(qiáng)力巖石電鉆,注灰寸孔,每3m一個(gè),共計(jì)48個(gè),孔深平均14m,計(jì)施工680m。由于施工過(guò)程中局部煤層中有夾矸打不過(guò)去時(shí),則用ZY-150、TWB-75型鉆機(jī),施工?89鉆孔,下?70全套管,共施工3320m/112,注灰9070袋/362t,三相泡沫6t,高分子充填材料0.2t。通過(guò)老頂板巷注灰、注水,以及對(duì)重點(diǎn)隱患區(qū)域進(jìn)一步補(bǔ)打鉆孔668m/30個(gè)、注灰120t處理后,23號(hào)孔、26號(hào)孔、35號(hào)孔、F16號(hào)孔等鉆孔內(nèi)CO降至20ppm、C2H40ppm。3機(jī)、軌道系統(tǒng)(1)設(shè)立觀測(cè)點(diǎn),工作面上隅角、回風(fēng)、軟幫、注氮泵出氣口、抽放泵排氣口、采空區(qū)軟幫鉆孔、機(jī)、軌道巷道高頂一寸注水鉆孔、采過(guò)各機(jī)、軌道石門(mén)密閉等,每班進(jìn)行一次全面觀測(cè)及氣體取樣化驗(yàn),對(duì)化驗(yàn)分析結(jié)果及有關(guān)資料進(jìn)行整理、繪制曲線圖,隨時(shí)掌握工作面隱患變化趨勢(shì)。(2)機(jī)、軌道施工大斷面并噴碹合格、支護(hù)應(yīng)采用錨索錨網(wǎng)架棚聯(lián)合支護(hù)避免反復(fù)擴(kuò)幫。系統(tǒng)防火設(shè)施,灌漿系統(tǒng)健全并保證應(yīng)急應(yīng)用。(3)機(jī)、軌道煤體布孔超前預(yù)注水,采空區(qū)埋管、布鉆孔灌漿、建立健全注氮系統(tǒng),掌握積累經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)使用先進(jìn)科學(xué)防滅火技術(shù)和設(shè)備。(4)采石門(mén)反上及時(shí)