庞庄矿张小楼井75212综采工作面架顶喷火

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1、庞庄矿张小楼井75212综采工作面架间喷火分析及防治魏威，张和生（徐州矿务集团有限公司通风防突处　江苏徐州221006）摘要：2010年8月17日中班，徐州矿务集团有限公司庞庄矿张小楼井75212综采工作面支架之间发生喷火现象。结合工作面情况和喷火迹象分析，初步认为工作面采空区遗煤氧化产生高温，遇高浓度瓦斯发生爆燃，火焰沿采空区冒落的岩石裂缝传播至工作面，导致了架间喷火现象。通过采取运输机巷、工作面高位钻孔注水等综合治理措施，实现了工作面安全回撤。关键词：综采工作面；喷火；分析；防治中图分类号：TD75＋2.2文献标识码：B1概况张小楼井核定生产能力120万t/a，采用立井多水平开

2、拓方式，主采山西组7、9号煤层，-1025m水平西一下山为主采区，最大采深达1200m。矿井通风方式为中央式，通风方法为抽出式，开采的煤层均有自燃倾向，最短自然发火期为1～3个月，-1025m水平围岩温度达42℃。根据2010年瓦斯等级鉴定结果，矿井应为低瓦斯矿井（矿井相对瓦斯涌出量8.03m3/t，绝对瓦斯涌出量15.73m3/min），由于-1025m西一下山采区掘进工作面曾出现瓦斯喷孔现象，矿井一直按高瓦斯管理。75212综采工作面倾斜上方为75210采空区，东侧为75211采空区，深部为未采区；走向长520m、倾向长202m，共安装137套综采液压支架，开采的7号煤层直接顶

3、为1.52m的页岩（砂页岩），老顶为7.88m的砂岩。工作面采用“U”通风系统，运输机巷进风、材料道回风，供风量1521m3/min。该工作面2010年4月份开始回采，至发生喷火现象时，工作面剩余走向420m，工作面通风系统如图1。图175212采煤工作面通风系统2瓦斯爆燃情形描述2010年8月17日中班16时10分左右早班人员正做交班准备，工作面溜头处一职工突然听到类似闷雷声音，大约在工作面34～38号支架处架间顶部有火焰喷出，火焰由蓝色变为红色，持续约2秒。当班人员立即使用高压水管对喷火点进行喷水，并将上述情况汇报到井调度室及通风值班室。在值班干部赶往现场期间，瓦斯员对喷火点进

4、行瓦斯检查，瓦斯浓度为3.14%。19时20分左右再次出现闷雷状响声，工作面37～38号支架侧护板前探梁间有蓝色条带状火焰喷出。落下37和38号支架，发现采空区顶板冒落充分，喷火处岩石有烧灼痕迹。至18日早班共出现5次喷火现象，持续时间及强度明显减弱。3爆燃原因分析结合75212工作面断裂构造、煤层产状、近期生产情况、采空区“三带”划分和瓦斯爆燃机理，进行了综合分析，初步认为该情况应属瓦斯爆燃现象，是由局部积聚的瓦斯遇高温热源发生爆燃，伴有闷雷声，火焰沿采空区冒落的岩石裂缝传播至工作面所致。3.1瓦斯爆燃条件分析3.1.1采空区有浓度较高的瓦斯75212采煤工作面采取了采前顺层钻孔

5、预抽采和回采过程中上隅角埋管、高位钻孔抽采瓦斯措施。发生瓦斯爆燃当日，75212工作面绝对瓦斯涌出量为10m3/min（包括抽采量6m3/min），高位钻孔（终孔位置距煤层顶板12m）、埋管抽采（管口位置距回风隅角20m）瓦斯浓度3.5%左右。3.1.2高温热源应为煤层氧化热采空区遗煤区域运输机道75212工作面材料道该面受落差20m的斜交正断层影响，工作面推进度一直比较缓慢，4月、5月、6月、7月分别回采58m、31m、33m、24m，到8月17日，总计回采了158m。分析75212工作面实测剖面，5月10日～8月20日，工作面平均有27套支架后遗有顶煤，遗煤区域见图2。87m的

6、采空区遗煤正处于氧化带内。图275212工作面架后遗煤区域3.1.3采空区一定范围内氧气浓度较高张小楼井类似采煤工作面采空区“三带”中的氧化带分别为工作面进风侧24～102m、中部18～97.5m、回风侧7.5～87m，工作面向采空区方向30～106.5m之间，氧气浓度在8～19%之间。3.2瓦斯爆燃强度、热源位置分析3.2.1强度分析爆燃火焰由蓝色瞬间变成红色，持续约2秒消失，说明瓦斯补给不足，爆燃强度较弱。3.2.2热源位置分析（1）发生瓦斯爆燃现象之前采煤工作面回风流和回风隅角CO监测浓度均为“0”，发生爆燃现象10min后检查喷火点CO浓度为200ppm，30min后火焰点

7、CO逐步消失，回风流及回风隅角均未检测到CO，由此可知采空区遗煤局部地点氧化产生高温，无明火。（2）发生爆燃现象之后，对工作面回风流、回风隅角、37～41号支架后方、老塘埋管、高位钻孔抽采管路中的气体进行了取样气相色谱分析，具体情况见表1。工作面回风流、高位钻孔抽采管路中、回风隅角除9月17日～9月21日外，CO检测浓度为“0”，回风隅角埋管和工作面第37～41号支架后方均能检测出高浓度CO，且喷火点为37～38号支架间，由此可知高温点在37～41号支架后方遗煤中。（