高地温综放面末采回撤期间综合防治自然发火技术

高地温综放面末采回撤期间综合防治自然发火技术
李加彬
（山东新巨龙公司，山东巨野274198）
摘要根据龙固矿井目前开采的高地热环境，在1301工作面回撤期间通过对工作面采取“堵漏、控风、注氮、注胶体、监测”等多种手段，防治工作面回撤期间的自然发火，保证工作面安全顺利回撤。

关键词高温工作面回撤防火
中图分类号TD75+2．2文献标识码B
Abstract The Dragon Mine is currently mining the high solid thermal environment，removing period in1301by Face to Face，“plugging，control the wind，pressure injection of colloid，monitoring”and other means to control face removing period spontaneous combustion，to ensure safe and smooth face retracement．
Key words high temperature face retracement prevent of the fire
1工作面概况
新巨龙公司龙固矿首采1301综放面面长220m，煤厚8．5 10．3m，倾角2 13ʎ，工作面风量2000m3/ min；煤层自燃倾向性鉴定为Ⅱ类、自燃煤层，自然发火期最短为46d，工作面出水温度48ħ。

图1为回撤期间工作面通风系统示意图。

2开采期间推采缓慢时的防灭火状况
工作面开采期间由于中间段遇断层进行了调向开采，此时推采速度放慢，上端头基本保持不动，只推采下端头，工作面上部开采了10d，只推采了不到3m，致使工作面上部支架间90架（总124架）位置出现CO，最高达到300ppm，同时伴有烟雾出现，出现自燃征兆。

通过采取一系列的架间注浆、注胶体、采空区加强注氮等措施使工作面恢复正常状态。

*收稿日期：2011－11－15
作者简介：李加彬（1970－），男，毕业于山东科技大学，现山东新巨龙公司通防部工作。

图1回撤期间工作面通风系统
通过以上情况说明工作面末采阶段或回撤期间由于工作面不开采，使工作面采空区浮煤长时间处于供氧状态，如果不采取特殊的防灭火措施就有可能发生自燃事故。

3工作面末采及回撤期间采取的防灭火措施
3．1工作面末采期间采取的防灭火措施
带的范围、状态和危险程度。

卸压孔打完之后，也要进行效果检验，若指标仍然超限，要增加卸压孔个数。

卸压后打检验煤粉孔，布置在两个卸压孔之间，距卸压孔不小于2m，深度10m，方向要平行于卸压孔。

（4）为预防打钻诱发的冲击地压伤人，要使用安全钻机，操作台距钻机不少于5m，远距离操作。

（5）打钻时伴随严重动力现象时，要抽出钻杆，待压力稳定后再工作。

卡死钻杆后，在该孔附近另打卸压钻孔。

5赵楼煤矿1304工作面采取措施
工作面回采期间，在工作面两巷前方100m范围内进行钻孔卸压，提前弱化煤体释放煤体弹性能，参数为：采用ZQJ－300/6气动架柱式钻机，钻孔直径为110mm，钻孔位置距离底板1．2m，钻孔长度L=20m，钻孔间距2．5m。

在1304工作面回采过程中，通过实施大直径钻孔提前卸压，巷道无明显的动压显现，监测煤粉量最大为3．5kg/m（未实施钻孔卸压的首采面1302工作面煤粉量最大135kg/m），保证了工作面的安全回采。

6结论
在工作面前方100m范围内提前施工大直径钻孔进行钻孔卸压，提前弱化煤体，释放煤体弹性能，施工简单，成本较低，达到了控制煤体冲击地压发生的目的值得推广应用。

工作面距停采线100m处时，即进入末采阶段。

末采期间的防火准备工作必须从以下几个方面进行。

3．1．1上下平巷设置隔离墙
分别在上平巷、下平巷工作面端头每天施工1道隔离墙（炉渣或碎煤袋），并压注黄泥复合胶体封堵漏风处理。

3．1．2注氮
工作面从100m末采开始在距停采线80m、50m、40m、30m处各预埋1根注氮或注浆管路，当工作面推过50m后用80m向采空区注氮。

3．1．3上巷埋管注黄泥复合胶体
通过在井下设临时注浆站，注浆泵将浆液送至采空区，利用注胶机向注浆管路添加复合胶体材料，对采空区后部浮煤表面及裂隙进行包裹、降温和堵漏，阻止煤体的自燃。

3．1．4上巷敷设管路压注高分子胶体材料
工作面从离停采线40m处预埋1根注胶管路，当工作面停采时通过管路压注高分子胶体，可以有效的封堵漏风通道。

3．1．5下巷敷设管路压注高分子胶体材料
工作面从距停采线60m、30m分别预埋2根注氮或注胶管路，当工作面推过30m后向采空区压注高分子胶体防火材料100m3，等工作面停采后，向30m处压注高分子胶体材料100m3，可以有效的封堵漏风通道。

3．1．6工作面停采回撤期间的通风管理
（1）在满足稀释采面瓦斯、机电设备散热量的前提下，尽可能的减少采面风量，以减少向采空区漏风。

（2）工作面上平巷安设局部通风机，以备撤面期间风量减少或工作面温度较高时开启。

（3）在撤除支架的同时，向停采线采空区放入废旧木垛或废旧水泥枕，达到增加风量的目的。

在下平巷端头附近50m范围打木垛留设通风道，每隔一个架打一个木垛，其它地点每个支架放2 3个工字钢梁。

根据撤架处风量变化情况尽量利用矿井负压通风，不开启局部通风机，便于增加工作面撤除的速度和安全程度。

3．2工作面停采撤架期间的自燃预防技术
3．2．1建立压注高分子胶体系统
工作面停采前1个班，在工作面沿切眼方向每20m设置一个Φ50mm三通阀门，并与上、下平巷注胶泵管路连接，形成两路高分子胶体注浆系统。

3．2．2工作面架间钻孔施工
工作面停采前一个班，调整好支架间距，每个支架间距不小于100 150mm，以便施工架间钻孔。

每个支架间施工两个注胶孔，分高低位孔。

其中高位孔在支架立柱处开孔，透工作面支架切顶线上方4m处，孔深6．0m，全长封1寸钢管，最里端为1．0m长的花管。

另一个孔在支架顶梁与尾梁交点处开孔，透架后4．0m、底板向上3m处的破碎煤体内，孔深5m，全长封1寸钢管，最里端为1．0m长花管。

3．2．3工作面架间注胶
（1）注胶量：根据支架后部破碎煤体体积，得出每个支架的注胶量为6m3，每个钻孔的注胶量为3m3。

（2）注胶工艺：由于工作面注胶量大，为便于快速注胶防火，普注架间钻孔，在工作面注浆管Φ50mm阀门处接一个一进（Φ50mm）四出（Φ25mm）的分流器，分流器与支架间钻孔连接，每次连接4个孔，注2个孔，备用2个孔。

采用注浆机对架间钻孔普注一遍后，根据钻孔温度有重点的补注胶，即对温度超过35ħ以上的钻孔补注胶体。

3．2．4工作面两端头注胶
等工作面注胶结束后，分别对两端头进行打钻注胶。

利用防火钻机施工钻孔，其上平巷钻孔终孔位置在118#、120#、123#支架架后10m，位于煤层顶板；下平巷终孔位置在2#、4#支架架后10m，位于煤层顶板，如图2所示。

同时，在上隅角密闭处施工扇形钻孔（每个钻孔长度为8m），共施工6个钻孔。

示意图如图2。

图2端头注胶钻孔布置图
3．2．5上平巷注氮
每天利用预埋的50m注氮管路向采空区注氮，惰化采空区。

3．2．6采空区注黄泥复合胶体
利用预埋的注胶管路100m和40m处的注黄泥复合胶体管路（沿顶板敷设）每天交替压注黄泥复合胶体（每天两班），降低采空区浮煤的温度并封堵裂隙。

3．2．7工作面打锚杆挂网期间全面挂设风帘工作面打锚杆期间在支架的铁网上部全部挂设挡风帘深入采空区，减少工作面采空区的漏风，防止采空区浮煤的氧化，同时可以较好地保证工作面注氮气不漏气。

3．2．8工作面的自燃的监测与预报
停采面每5个支架设立一个检测点，由专职瓦斯检查员进行气体检测，每班检测四次，出现异常情况必须立即汇报。

对检测到CO气体的支架，建立气体变化曲线，并密切注意工作面支架间气体变化。

利用胶体防灭火技术治理巷道顶煤自燃
文虎，师吉林，翟小伟
（西安科技大学能源学院，陕西西安710054）
摘要该文分析了枣泉矿11201巷道顶煤自燃的原因，通过以打钻注胶为主、辅以注水的灭火措施，同时对巷道煤壁进行喷浆，封堵煤体内的漏风通道，从根本上治理了巷道顶煤的自燃问题。

关键词巷道顶煤反复自燃高分子胶体
中图分类号TD75+2．2文献标识码B
Abstract Analysing the reasons of laneway head coal spontaneous combustion of No．11201lane way in ZaoQuan Mine，and after the using of the fire prevention measure that drill and inject colloid，supplemented by injecting water，meanwhile in order to plug the leakage channel in coal body，concrete was sprayed to roadways，which fundamentally solved the problem of laneway head coal spontaneous combustion．
Key words roadway coal repeated spontaneous combustion polymer colloid
枣泉煤矿位于宁夏灵武市东南62km的毛乌素沙漠边缘，2#煤层是该矿的主采煤层，瓦斯含量极低，煤尘具有爆炸性，爆炸系数为34．66%，属极易爆炸煤层；煤的自燃倾向性为Ⅰ级，属易自燃煤层，最短自然发火期为18d。

11201工作面位于2#煤层中，工作面设计长度3025m，推采长度2700m，回风巷道沿巷道上帮侧底板掘进，采用锚杆支护。

煤层直接顶为炭质泥岩，回风巷1241m处存在DF12断层，1307m处存在斜穿工作面的大断层DF13。

1巷道自燃原因分析
11201工作面巷道顶板留煤厚度超过4m，所处煤层直接顶为薄层状、水平层理、松软易破碎、具滑面，易脱层的炭质泥岩，巷道宽度达到5m左右，在掘进动压和工作面回采动压影响下，巷道顶煤受压而易破碎、易离层、易冒落，顶煤内裂隙发育，支护后，巷道顶部棚网上有大量松散煤体，巷道风流在各种动力作用下渗流进入煤体，在适宜的蓄热环境下，导致了顶煤的自燃［1－2］。

11201工作面巷道自2008年10月16日开始掘进施工，至2010年7月在回风巷1250m、1434m、1440m、1580m、1590m、1618m、1660m、1665m等处巷道顶板发现自燃现象，且部分地点伴有明火。

对自燃的顶煤虽
*收稿日期：2011－10－25
作者简介：文虎（1972－），男，现执教于西安科技大学能源学院，教授，博导，主要从事煤炭自燃机理、预测与防治技术和安全工程及技术等专业方向的科研与教学工作。

然采取了打钻注水、喷浆等防灭火措施，控制了自燃的发展，但由于用水灭火仅使煤体表面温度降低，煤体内部温度依然较高，同时水的冲刷作用使漏风通道更加顺畅；而且风巷顶板矿压较大，喷浆在矿压的作用下，表面产生裂隙，因此极易导致巷道顶煤再次复燃。

2胶体防灭火技术
2．1胶体材料及工艺
11201面巷道为顶煤火灾，具有火源点位置深、顶煤内裂隙发达、漏风复杂等特点，决定采用含水量大而成胶时间短的高分子胶体防灭火技术。

高分子胶体主要由水和高分子胶体灭火剂构成。

高分子胶体灭火剂能使水发生胶凝，形成弹性胶体，胶体灭火剂的的用量为0．8%，成本较低［3－6］。

该胶体灭火剂的主要用途和性能特点：（1）实现水的液固转化，使水在指定地点停留；（2）克服注水流失量大、水的利用率和效率低等问题；（3）解决凝胶成胶原料运输量大、种类多、现场配比难、受压易开裂等问题；（4）充填于松散煤体裂隙内，起到包裹煤体、封堵漏风、降低煤温、长期阻止煤自热的作用，实现快速控制火势和灭火。

2．2注胶设备及工艺流程
针对巷道火灾发火地点不确定，整条巷道任何地点只要煤体自燃条件具备都有自然发火的可能性，因此选用ZHJ－5/1．8G矿用移动式防灭火注浆装置来制备和压注高分子胶体到需要防灭火的地点。

ZHJ－5/1．8G矿用移动式防灭火注浆装置主要由防爆电机、
4工作面回撤阶段防灭火措施实施效果
通过采取以上防灭火措施，在整个工作面回撤阶段，工作面支架间CO始终保持在10 30ppm之间，由于工作面全面实现挂防风帘布，注氮时使工作面采空区内部30m位置氧气降到5%左右，CO为2ppm，工作面回风流中CO为3ppm左右。

在工作面停采至回撤阶段30多天时间里未出现自然发火征兆，使工作面得以安全顺利回撤。