李斯昊 張景鋼

(1.平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)救護(hù)部，山西朔州 036002;2.華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

特大均壓綜放工作面停采回撤期間防滅火技術(shù)的研究與應(yīng)用①

李斯昊1②張景鋼2

(1.平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)救護(hù)部，山西朔州 036002;2.華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

針對平朔公司井工一礦9004工作面存在煤層厚度大、采空區(qū)遺煤多、采用均壓通風(fēng)、工作面設(shè)備多等問題，本文提出了工作面停采、工作面回撤以及采空區(qū)封閉后的主要防滅火技術(shù)措施。為了提高易燃厚煤層超長孤島綜放工作面在終采和回撤期間的防火安全，根據(jù)煤自然發(fā)火防治理論和孤島綜放工作面自燃特點(diǎn)，提出了全工作面支架壁后鋪設(shè)風(fēng)筒布堵漏防滅火技術(shù)，研究了快速回撤工藝，開發(fā)出快速裝卸平臺(tái)，從而大大增加了終采和回撤期間的安全性，為安全生產(chǎn)提供了保障。

工作面回撤;均壓;防滅火;措施;通風(fēng)

1 工作面概況

平朔公司井工一礦9004工作面為上窯采區(qū)最后一個(gè)工作面，工作面走向長1320 m，傾向長250m，煤層厚13.1 m，傾角0°～4°。該面北鄰安家?guī)X露天礦保安煤柱，西鄰9003采空區(qū)，南為東翼大巷保護(hù)煤柱。工作面采用綜采放頂煤回采工藝，“U”通風(fēng)方式，工作面絕對瓦斯涌出量為0.0288m3/min，相對涌出量為0.0113 m3/t，煤層具有自燃傾向性，等級(jí)為Ⅱ級(jí)。

工作面的主要設(shè)備有：ZFS8000/23/37型放頂煤液壓支架160臺(tái)、ZFG8000/23/37H型放頂煤過渡液壓支架9臺(tái)、艾克夫SL150型采煤機(jī)1臺(tái)、SGZ1000/2×700型刮板輸送機(jī)(架前后)2部、SZZ1200/700型橋式刮板轉(zhuǎn)載輸送機(jī)1部、PCM400型破碎機(jī)1臺(tái)、移動(dòng)變電站5臺(tái)及其他照明、排水、開關(guān)等設(shè)備。

該工作面于2009年7月16日開始回采，2010年2月回采結(jié)束。在回采過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)煙霧，頂板冒落高溫的火炭等情況，經(jīng)火源探測分析，由于采用綜采放頂煤開采，上部4號(hào)煤采空區(qū)煤層火區(qū)引燃下部9號(hào)層采空區(qū)［1］。后經(jīng)采用均壓通風(fēng)、井下注氮、地面注三項(xiàng)泡沫等措施后，消除了自燃高溫點(diǎn)，井下巷道各類有害氣體濃度均降到了規(guī)程濃度以下，確保了工作面的順利回采。

2 回撤期間存在問題

9004工作面回采至距離停采線70m時(shí)，工作面開始準(zhǔn)備回撤，經(jīng)研究分析，有以下五方面困難：

1)上部采空區(qū)自燃火源是否完全熄滅，尚不清楚。

2)與上方4104工作面停采位置距離較近在鋪網(wǎng)上繩期間，工作面可能出現(xiàn)壓力增大、頂板破碎、片幫嚴(yán)重等壓力顯現(xiàn)［2］。

3)頂煤較厚，尤其是停采線附近，而煤體較破碎，易于離層、冒落，使得巷道煤體自燃危險(xiǎn)性增加。

4)工作面采用均壓系統(tǒng)，均壓系統(tǒng)的好壞決定了工作面回撤期間通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，而工作面設(shè)備較大，回撤時(shí)難免對通風(fēng)設(shè)施造成損壞，給工作面造成了不穩(wěn)定因素。

5)工作面機(jī)械設(shè)備多，搬出時(shí)間長等問題均增加了防滅火工作的技術(shù)難度。

3 停采撤架期間防滅火技術(shù)

3.1 停采前

1)在距工作面停采線40 m時(shí)，必須將工作面頂煤放干凈，一直放到金屬網(wǎng)落地為止，形成至少20 m的矸石隔離帶，以防止工作面停面后，老塘浮煤氧化自燃［3］。

2)當(dāng)工作面距離停采線還有9 m時(shí)，開始在工作面上下隅角打木垛。木垛沿工作面走向方向單排布置，木垛間距0.6 m。隨著工作面的推進(jìn)，在上下隅角再各打兩個(gè)木垛，靠煤幫側(cè)木垛的要求同老塘側(cè)。上下隅角共打6個(gè)木垛。靠煤幫側(cè)的木垛的要求同老塘側(cè)。

3)木垛之間用FSA快壘材料砌隔離墻，墻體要緊貼垮落區(qū)，墻高接頂，F(xiàn)SA材料與碎煤的比例為1∶20。墻內(nèi)注羅克休，直到注實(shí)為止，以減少向采空區(qū)漏風(fēng)，降低供氧條件［4］。

4)預(yù)埋注漿管。在工作面進(jìn)、回風(fēng)巷最后一道阻燃隔離墻內(nèi)2～5 m留一路4寸管路做注漿管。在停放煤線內(nèi)側(cè)各增設(shè)一路注漿管。

5)加強(qiáng)煤炭自燃預(yù)測預(yù)報(bào)。除正常瓦斯巡檢外，利用束管監(jiān)控、紅外探測、人工取樣等技術(shù)手段，每天對采空區(qū)分析采樣，監(jiān)測浮煤自熱情況，根據(jù)氣體濃度、溫度等參數(shù)的變化及時(shí)調(diào)整工作面風(fēng)量，增加防火安全系數(shù)［5］。

圖1 拆除前工作面及回撤通道支護(hù)示意圖

3.2 設(shè)備回撤期間

1)指派專人對9004均壓系統(tǒng)的風(fēng)門進(jìn)行看管。必須開一道、關(guān)一道，嚴(yán)禁將兩道風(fēng)門同時(shí)打開，以免造成風(fēng)流短路。

2)每拆4臺(tái)支架，在拆除通道煤幫側(cè)用150× 100×1200mm道木打一木垛，以維護(hù)拆除通道空間，同時(shí)每拆一架用一根3m長的半圓木斜立在拆除通道煤幫，形成三角區(qū)通風(fēng)道，防止冒落將風(fēng)道堵死，造成回撤點(diǎn)無風(fēng)、使有害氣體超限或缺氧。

3)在工作面的回撤迎頭、中部絞車處、上口絞車處增加多參數(shù)氣體檢測儀，以便隨時(shí)監(jiān)測作業(yè)地點(diǎn)的氣體情況。

4)在9003均壓硐室安裝一臺(tái)DBKJ－№6.0/2×18.5kW風(fēng)機(jī)，當(dāng)9004回撤上部支架處缺氧或有害氣體超限時(shí)立即延接風(fēng)筒開啟局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。

3.3 封閉

1)構(gòu)筑防火密閉墻。在位于9004主、輔運(yùn)巷距采空區(qū)20m處，各構(gòu)筑2防火密閉墻道，材料使用水泥磚，內(nèi)墻厚900mm，外墻厚900 mm，兩墻間距500mm，中間灌注羅克休防漏風(fēng)(如圖3)。

2)構(gòu)筑盲巷密閉墻

在位于9004主、輔運(yùn)巷距9004輔運(yùn)二聯(lián)巷口5m處各構(gòu)筑兩道盲巷密閉墻，材料使用紅磚墻厚500mm。

在離底板高度為墻高2/3處設(shè)置直徑為2寸的觀察孔，用于觀測壓差、氣溫、取氣樣等，離底板0.3m處安裝直徑為4寸的放水管，并帶有閥門用于觀測水溫度、釋放積水，頂部安裝直徑為4寸的注漿管，用于采后注漿，三孔與外邊的盲巷密閉相聯(lián)通［6］。

3)噴漿。對盲巷密閉墻進(jìn)行噴漿處理。

3.4 封閉后的防滅火技術(shù)措施

1)拆除9004主輔二聯(lián)巷風(fēng)門墻對9004采空區(qū)實(shí)施均壓管理，防止采空區(qū)漏風(fēng)［7］。

2)在9004主輔二聯(lián)巷的注漿管路上依次接支管到各聯(lián)巷密閉墻的注漿管，對9004采空區(qū)進(jìn)行注漿，直到注實(shí)停采線。

圖2 9004工作面封閉示意圖

3)每天對密閉墻內(nèi)、外氣體情況進(jìn)行取樣分析。

4 應(yīng)用效果

圖3 防火密閉墻建造結(jié)構(gòu)示意圖

由于在工作面回撤過程中采取的防火措施得當(dāng)，落實(shí)到位，回撤協(xié)調(diào)有力，僅用20天便完成了工作面設(shè)備回撤，5天完成了封閉，密閉前，各種環(huán)境參數(shù)均在《規(guī)程》要求范圍之內(nèi);封閉后，9004主、輔運(yùn)巷累計(jì)注漿9500 m3，目前，觀測孔已被堵滿。工作面的成功回撤為今后綜放均壓工作面回撤問題提供了經(jīng)驗(yàn)，也為其他礦井解決同類問題提供了思路和借鑒經(jīng)驗(yàn)，相信這項(xiàng)技術(shù)在今后的煤礦生產(chǎn)行業(yè)中將被廣泛應(yīng)用，成為該行業(yè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

［1］宋永津.煤礦均壓防滅火［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2002

［2］張國樞，等.通風(fēng)安全學(xué)［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999

［3］姜巖石，張文遠(yuǎn)，姜孝文，張文華，魏國山，羅正時(shí)，朱亞彪.小康礦S1W1綜采工作面火區(qū)啟封回撤的防滅火技術(shù)［J］.煤炭安全，2001 (10)：10：5－6

［4］馬超，趙云峰.孤島綜放工作面終采及回撤期間防滅火技術(shù)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2008，36 (11)：39－41

［5］林東才，耿獻(xiàn)文.均壓防滅火技術(shù)的應(yīng)用及效果分析［J］.礦業(yè)安全與環(huán)保，2001，28 (1)：37－38

［6］李韌杰.氡析出率的測定及其影響因素的探討［J］.鈾礦冶，2000，(2)：56－61

［7］趙耀江，鄔劍明.測氡探火機(jī)理研究［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2003，(6)：260－263

Large Pressure Stop In Face During Mining Retracement Of The Fire Fighting Technology Research And Application

LI Sihao1，ZHANG Jinggang2

(1.Pingshuo Coal Industry Co.Ltd ventilation Ambulance Department，Shuozhou Shanxi036002;2.the College of Safety Engineering，North China Institute of Science and Technology，Yanjiao Beijing-East101601)

For a mining company Pingshuo face 9004 with problems of in thick，Gobs more coal，the use of pressure ventilation and face many equipments raised face stopping，F(xiàn)ace retracement And the main technical measures against fire after the gob is closed.In order to avoid the happening of the many problems to mine with all kinds of loss，it can be find many ways to solve those problems in the thesis.Through theoretical study and practical exploration，it achieves good results，and ensures the smooth face retracemently，and guidance to face the retracement Pressure Ventilation with reference.It accumulates valuable experience for the problem of Face Pressure to Withdraw caving and also it provides a way and experience to solve similar problems for other mines.Greatly improved the safety of the Past of the end of the period，and provides the guarantee for safe production.

Face retracement;Pressure;Fire Fighting;Measure;Aeration

TD75+3

A

1672－7169(2011)03－0016－03

2011－04－21

李斯昊(1982－)，男，河北唐山人，太原理工大學(xué)在職研究生，平朔通風(fēng)救護(hù)部助理工程師。