无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施

无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施

无煤柱开采技术已广泛被应用，它是一项提高回采、减少掘进工程量、保证接续、提高工效、降低成本的即安全又经济的有效开采工艺。但是通过回采实践过程揭露一些不容忽视的问题，即，在有自燃倾向性煤层中采用该各开采工艺时，往往由于沿深留巷过程中漏风问题解决不好，造成采空区，开切眼上。下顺槽，最终停采线漏风而自然发火，特别是在厚煤层中分层采和放顶煤开采时，采空区自然事故出现的几率更高、更明显。

为减少漏风稳定系统、抑制自燃发火方面做如下几方面的安全技术。

一、水砂充填带隔离采空区

这种防火工艺就是在采煤过程中随即将开切眼附近，采面后部的上下顺或者左右上山依次充填，工作面回采完后将停采线附近予以充填。如图1所示，最后用一个充填将采区予以封闭，起着一种隔离煤柱的作用。充填带的宽度开切眼和停采线处一般为10宽，上下顺槽或上山则随该井巷的宽度而定。开切眼和停采线处充填带的充填工艺和正常开采时充填法相同，上下顺槽或上山的充填工艺和一般巷道包帮灌浆充填相似。这种水砂充填方法工艺简单，在有水砂充填的矿井无需增添设备，无水砂充填系统的矿井，只需添置砂浆泵和管材即可。

二、可塑性胶泥堵漏风

如图2。当两个前进式工作面（综采工作面）回采完成后，留出

了两条沿空巷道，第三个后退式回采工作面就自然地形成。为防止此两条沿空巷风流漏入采空区而引起煤的自然发火，应采用一种半塑性

不凝固的胶泥，将胶泥压入采区矸石堆的缝隙中，胶泥与矸石堆能很好胶结，形成了一片4米宽的矸石墙。这样在沿空巷道采区的一侧形成了一个不透气的隔离带，阻止了风流漏入老空区。这种半塑性、不凝固胶泥与矸石胶结合当巷道动压来临时，随着巷道变形而变形，不会形成新的裂隙而漏风。

三、喷涂塑料泡沫防止漏风

为防止巷道风流漏入采空区引起自然发火普遍采用常温凝固的塑料泡沫喷涂到密闭上、巷道壁上、形成厚度为20~30厘米的闭孔泡沫塑料层。这种泡沫塑料一般都具有难燃、抗静电、耐压、不透气的特性。以常温固化尿醛树脂为原料的防漏风泡沫塑料喷涂技术。《泡沫－1型》发泡装置喷放泡沫。这种塑料泡沫对煤、岩石、木材、金属体和其它材料都很好胶结，在出现矿山压力时，此时尿醛塑料泡沫可以缩其初始高度的70～80％，只有稍微漏气。通过煤矿井下1200米的密封采空区的试验、堵漏风效果良好。

《泡沫－1》型塑料泡沫装置，仅需2人操作，在6小时的小班内可喷涂厚度为～泡沫层100m2。尿醛塑料泡沫密闭漏风与负压关系式为：Q=ahα，式中Q—塑料泡沫层漏风量a和α—根据试验数据用对比法求出的系数；h－已密闭采空区负压，mmH2O。图3为沿空巷道沿老空区侧喷涂的防漏风尿醛泡沫塑料层。图4为不同厚度泡沫塑料

的负压h与漏风量Q关系。

四、风压调节法防止漏风

风压调节法是使用一定的通风设备和设施作为手段，改变井下通风压力状态，降低采空区或封闭区进回风侧的风压差，减少漏风的一种工艺。

采用建立调压峒室法。在一些易自然发火的煤矿，为了控制向采空区漏风，在已采过的联络巷密闭，或工作面回采完毕的采终线密闭可以普遍设立调压峒室以调节密闭区（即采空区）内外的压力差，以阻止向采空区的漏风。调压峒室的结构如图5所示。调压室的风墙与防火墙间距离一般是5～10米，当调压室水柱计呈现负压状态时，启动风机并将窗口调板调至水柱压力为零，此时密闭区内的气压与调节峒室的大气压力趋于平衡，以此阻力向密闭区（或采空区）漏风。五、飞灰充填带封闭采空区

飞灰是火力发电厂在烟道中排出的污染大气的尘埃。飞灰的形状和化学成份随煤质和粉碎工艺以及燃烧方法的不同而变化。它的一般物理性状和化学成份列表中。

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO H2O 强热减量比重比表面积cm2/g 粒度(目)

2700 200以下

飞灰颗粒形状多数为球形,容易吸收水汽而结块。作为煤矿井下用防火材料具有气密性能好，脱水性强的特点，并可用水力输送和风力输送。飞灰可以作为防止井下密闭漏风的充填材料，也可以作为

采空区周边防止漏风充填隔离带的材料，更可以代替黄泥灌浆作为防火灌浆材料之用。在煤巷、石门、立眼、斜井中均可用水力、风力流送飞灰来构筑防漏风抑制自然发火的密闭和采空区充填带。图6是某煤矿利用飞灰充填密闭的工艺图。利用飞灰作用井下防火充填材料在实际应用时，飞灰浆浓度是飞灰：水=6：4。飞灰沉淀、脱水后的体积为灌入体积1/3。所以在沉淀24小时后必须进行第二次充填，为了能充满，在密闭处的巷顶应预先挖槽，并使充填管出口伸至最高位置。

飞灰由于颗粒很细，一般在200目以下，为了防止灰浆从缝隙随水脱出，在木板闭内壁铺设麻布或塑料编织布，以便于沉灰脱水。

飞灰作为防火充填材料有很多优点，飞灰来源广泛，价格低廉。飞灰脱水性好，脱水后的飞灰气密性好，且强度大，渗透性好，能够将矸石，巷道壁的裂缝填满充实。一般用泵将飞灰浆输送到充填或密闭地点，速度快，所需工时少，井下任何地点均可采用。

以上所述防漏风抑制自然发火的技术措施，都是煤矿行之有效的防火方法，为了有效地防止、控制、扑来无煤柱开采、沿空巷道综采工作面因漏风而引起的自然发火，毫无疑问地采用上述各项防漏风技术的同时，还应配合其它有效的防灭火技术，如阻化剂防火，井下火灾的预测预报等实行综合防灭火技术，这样才能更有效地防止自然发火的发生，保证煤矿安全生产。

沿空掘巷

就是把巷道布置于低应力场，便于巷道维护，减少变形量，其关键是严格控制煤柱宽度，留小煤柱的目的是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串入巷道，危及安全生产，但煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难。

沿空留巷gob-side entryretaining 采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。

1. 概述

编辑本段. 问题的提出

为了回收传统采矿方式中留设的保安煤柱。采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用。这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收资源。避免煤体损失。

国外代表

上世纪60年代英国、德国开始采用。这些发达国家非常重视这种一次性能源的开采。分别采用前进式和后退式的工作面沿空留巷方法以实现无煤柱开采。现在基本普及无煤柱开采。国外目前主要以无机有机混合结构形式结合钢结构骨架实施沿空留巷隔墙。我国上世纪70年代引进使用，那时候因为经济基础等因素影响，所采用的方法都没有广泛适应性。后期出现的“高水材料”成本过高、强度和