梅河煤矿采空区自燃三带的测定

中图分类号: TD75 + 2． 2
文献标志码: B
文章编号: 1003 － 496X( 2012) 12 － 0123 － 02
Determination of Spontaneous Combustion "Three Zones" in the Goaf of Meihe Coal Mine
DONG Zhi － chun ( Liaoyuan Mining Industry Group Co． ，Ltd，Meihe Coal Mine，Meihekou 135019，China) Abstract: Through the determination of spontaneous combustion " three zones" in 12# coal seam and 13# coal seam mining area of MeiHe Coal Mine，it provided the powerful basis and reliable data for taking the specific measures of fire prevention and extinguishing in the coal seam mining area． Key words: fire prevention and extinguishing; goaf; " three zones" position; beam tube monitoring; determination
应用·实践
( 2012 － 12)
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梅河煤矿采空区自燃“三带”的测定
董志春
( 辽源矿业( 集团) 有限责任公司 梅河矿，吉林 梅河口 135019)
摘 要: 通过对梅河矿 12#煤层和 13#煤层采区的自燃“三带”测定，给该煤层采区采取针对性的
防灭火措施提供了有力的依据和可靠数据。
关键词: 防灭火; 采空区; “三带”位置; 束管监测; 测定
1 “三带”测定的必要性
梅河煤矿自然发火期仅为 1 ～ 2 个月，不仅影响 安全生产和周围环境，而且极易引起煤尘瓦斯爆炸， 如何控制采空区煤炭自然发火对梅河煤矿做好安全 生产尤为重要。而控制的成功与否，取决于对自燃 火灾的超前发现程度，及时准确地预测预报则是超 前发现并采取措施的前提。通常根据采空区漏风情 况，将采空区划分为冷却带( 散热带) 、氧化带( 自燃 带) 、窒息带。准确掌握“三带”的位置，对采取针对 性的防灭火措施非常重要［1］。
根据气体成分划分依据，采空区氧化“三带”及 以 O2 浓度为标准划分，其浓度值分别为: 冷却带 φ ( O2 ) ＞ 17% ; 氧化带: φ( O2 ) 为 7% ～ 17% ; 窒息带: φ( O2) ＜ 7% 。
1) 冷却带的宽度为 30 m，工作面日推进度为 1 m，即工作面推进 5 月 20 日 － 6 月 10 日后，采空区 进入了氧化带范围。
梅河一井 4200 区属 13# 煤层，节理、层理发育， 煤层赋存较稳定，该区煤层赋存状态属单斜构造，煤 种为长焰煤，采煤方法为走向长壁综采放顶煤，该区 走向 200 m，工作面倾向长 75 m，工作面倾角 0° ～ 30°。
正常情况下每日测取 1 次气体成分数据。若有 异常，可在异常测点每日测取 2 ～ 3 次数据。通过束 管系统直接抽取气样送入气相色谱仪分析( 同时在 井下抽取气样至球胆中，带到地面通过气相色谱仪 分析，以便对照比较) 。同时记录每日工作面的推 进度，以便测算工作面的距离。
采用先进的 A5085 束管监测系统为现场实测 为手段，以色谱及实验室模拟实验机分析采空区气 体成分 为 依 据。测 试 分 析 的 气 体 成 分 为: C2H2、 C2 H4 、C2 H6 、CH4 、CO、CO2 、N2 、O2 。 2． 4 气体成分变化规律分析
由于煤层顶板为松软褐色泥岩层，随着采空区
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( 第 43 卷第 12 期)
应用·实践
垮落冒落的顶板压实，采空区漏风较少，工作面推进 20 m 后，O2 浓度逐渐下降，采区推进到 30 m 时 O2 浓度降至 17% 进入氧化带。采区推进到 75 m 时 O2 浓度降至 7% 进入窒息带。采区推进到 80 m 时 O2 浓度平稳在 7% 窒息带。
2 “三带”测定方法与结果
2． 1 7102 采区概况
梅河二井 7102 区采区上段 12#煤层位于二井西 异 － 30 ～ － 75 m 水平，采区走向 860 m，倾向 90 m。 每层平均高度 11 m。日生产原煤 2 000 t，计划月推 进 50 m。 2． 2 束管铺设
束管化验室位于地面灯室内。分析化验采区位 于 7102 区上段。束管铺设路径: 地面束管监控中心 ( 16 芯) →地面主井→ ± 0 西异大巷( 8 芯) → ± 0 西 异绞车道( 4 芯) →7102 区上段风道( 4 芯) →7102 区上段工作面( 4 芯) →7102 区上段上隅角、中部、 溜道各( 1 芯) 。每根束管用 50 mm 塑料管护套， 测点头用滤尘器连接。 2． 3 分析测试过程
梅河煤矿采区由于钻孔及旧巷、采迹而相互连 通，采空区漏风系统复杂，传统的充填、注浆方法只 能对小范围内的隐患起作用，很难将隐患处理掉; 加 快工作面推进度又受多种条件制约，而且造成煤炭 资源的损失。通过对二井 7102 采区 12# 煤层、一井 4200 采区 13#煤层采空区“三带”实测分析，根据综 放工作面采空区 O2 变化规律，确定工作面采空区煤 炭氧化自燃“三带”，并通过 CO 浓度的变化，从而合 理地掌握回采工作面的开帮进度以及注氮时间和注 氮量，优化采区设计，提高采区回采率，减少丢顶煤， 提前消灭发火迹象，对防灭火有着重大意义［2 － 3］。
2) 氧化带的宽度为 45 m，工作面日推进度为 1． 3 m，即工作面推进 6 月 11 日 － 7 月 16 日后即工 作面推进 35 d 后在这一宽度范围内，O2 浓度为 7% ～ 17% ，属于煤炭易燃区域。
3) 窒息带在采区进入氧化带之后 5 m 时 O2 浓 度平稳在 7% 。 2． 5 4200 区采区概况