综放工作面初采初放期间防灭火技术研究

综放工作面初采初放期间防灭火技术研究

陕煤彬长集团胡家河煤矿在综采放顶煤工作面初采期间采用采空区综合防灭火措施，成功地消灭了综采放顶煤工作面采空区煤层自燃发火隐患，确保了综采放顶煤工作面安全回采，为类似条件综采放顶煤工作面初采期间防灭火提供了借鉴经验。

标签：综放工作面；初采期间；防灭火

煤炭自燃是煤矿的主要灾害之一，我国具有自然发火危险的煤矿所占比例大、覆盖面广。国有重点煤矿中，具有自然发火危险的占47.3%，煤炭自燃而引起的火灾占总数的90%以上。近年来，随着开采技术和开采设备的发展，一部分煤矿采用综采放顶煤工艺，而这种方法易造成采空区遗煤多、漏风严重，因此针对综放工作面初采期间自燃发火特点进行分析，并结合胡家河煤矿的实际情况，采取切实可行的措施，具有借鉴意义。

1 工作面概况

胡家河煤矿位于陕西省咸阳市彬长矿区中北部的泾河东侧，行政区划隶属彬县、长武县管辖，设计产能500万t/a，高瓦斯矿井，综放主采4#煤层，4#煤层属于Ⅰ类自燃，煤尘有爆炸危险性，其火焰长度为200mm，自然发火期为3-5个月，最短发火期20d。矿井采用中央并列式通风，主、副井进风，回风井回风。

401102工作面是401盘区的第2个综放工作面，该工作面倾向长度180m，走向长度1643m，煤层倾角3°～5°，平均厚度23.5m，采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤分层开采，目前回采上分层煤平均厚度13.5m（采高为3.5m，放煤高度10m），全部垮落法管理顶板。工作面采用四巷式布置，即运输顺槽、回风顺槽、泄水巷及高位瓦斯抽放巷。

2 初采初放期间自燃隐患出现

401102综放工作面监测点布置在上隅角、下隅角和工作面支架间和高抽巷抽放管内，另外在工作面架后预埋束管，每35m留设一个三通，各測点通过气体采样分析CO、CO2、CH4、C2H6、O2等指标气体。

401102工作面于4月28日开始生产，每天推采4.8m，至5月2日开始进行放煤，距开切眼19.2m。从5月9日开始，高抽巷抽放管路内CO有缓慢上升趋势，5月12日高抽巷CO达71ppm，此后每班高抽巷CO呈逐步升高趋势，由此判断，采空区高温区域煤温氧化速度变快，CO浓度最高达103ppm。

3 原因分析

（1）采空区遗煤多。工作面放煤之前，工作面推进19m没有进行放顶煤，

遗留在采空区的顶煤量较多，加之开始放煤后顶煤放煤不充分，导致采空区存在大量遗煤。（2）漏风严重。工作面由于矿压问题支护强度增加，采用锚网索联合支护的方式，但在回采开始退锚杆及锚索困难，顶板没有弱化处理，工作面放煤后两顺槽顶板没有垮落，形成大面积悬顶，形成了漏风通道。

4 综合防灭火技术

4.1 工作面上下隅角封堵漏风

采用水泥发泡保温板封堵上下隅角未跨落区域。水泥发泡保温板是一种高性能无机保温材料，它是一种多孔轻质高性能板材，是由多种无机胶凝材料与改性剂、发泡剂等添加剂制成的一种导热系数低、保温隔热性能好的无机保温材料。具有重量轻、施工方便、密闭性能好、防爆阻燃和成本低的特点。

在401102工作面上下隅角每天利用水泥发泡保温板施工一道全断面墙体，墙体表面采用气动注浆泵喷注卡弗尼固化泡沫，使墙体在工作面液压支架前移后不易垮塌。

4.2 高抽巷施工钻孔

根据当时巷道施工情况，高抽巷里段已封闭，由于高抽巷里段有226m的下坡，由401102回顺向高抽巷里端坡顶施工3个钻孔，钻孔全孔下Φ50mm的套管封全孔，灌注清水、黄泥浆及凝胶，从而达到隔绝氧气、煤体降温的目的，如图1。

4.3 回顺施工高位防灭火钻孔

在401102回顺向工作面正帮施工高位防灭火钻孔，每组设计3个孔，孔间距为1米，孔深不小于65米，终孔位置为煤层顶板向上3米，钻孔全孔深下Φ89mm套管。该钻孔前期做为瓦斯抽采钻孔使用，后期终孔位置进入采空区20m 后，做为防灭火钻孔使用，灌注清水、三相泡沫及凝胶，封堵起到“一孔双用”的效果，见图2。

5 结束语

（1）通过采取以上几种防灭火措施，成功解决了初采初放期间高抽巷处采空区CO浓度异常的问题，消除了采空区发火危险性，CO浓度变化趋势如下图3所示。

（2）以注凝胶、上下隅角封堵、施工防灭火钻孔灌注三相泡沫和凝胶等综合防灭火技术在401102工作面的实施，保证了该工作面初采期间安全、正常的开采。该综合防灭火技术在的401102工作面的成功应用为综放工作面初采初放期间防止煤炭自燃治理提供了新的技术手段和宝贵经验。

参考文献

[1]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿大出版社，2000.

[2]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[3]任万兴，王德明.应用三相泡沫技术防治大倾角俯采综放工作面煤炭自燃[J].煤矿安全，2006，37（2）：11-13.

[4]任万兴，王德明.松软巨厚煤层高冒区自然发火原因及其防治技术[J].煤炭科学技术，2007，35（5）：24-27.

作者简介：叶志（1986-），男，陕西咸阳人，助理工程师，2010年本科毕业于河南理工大学安全工程专业，现就职于陕煤彬长胡家河矿业有限公司，从事于煤矿“一通三防”技术管理工作。