1302掘进防灭火技术研讨

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1、1302孤岛综放工作面掘进过程中的防灭火技术探讨济宁矿业集团花园煤矿刘宪明关键词：复杂构造沿空掘进自燃发火喷浆堵漏注氮1、掘进过程中的自然发火和防灭火技术概况随着煤炭科学技术的发展，高产高效、低耗的综采和综放开采技术得到普遍的推广和应用，而综采和综放开采技术的巷道布置特征之一，就是工作面的进风巷道和回风巷道均为沿着煤层底板布置的煤巷，巷道四周除底板外，均为煤层，煤巷在掘进过程中，由于采动压力的影响，以及地质变化和地质构造的存在，易于形成煤层顶板高冒区和相临煤柱的煤壁松散区。当这些高冒区和煤壁松散区内松散煤体同时具备一定

2、条件时，则可能出现自然发火。煤炭自燃是一个复杂的物理化学过程，其影响因素非常复杂，给现场防灭火工作造成了很多困难。煤炭自燃必须同时具备以下4个条件：1)有自燃倾向性的煤炭呈破碎状态存在；2)有连续漏风供氧条件；3)有积聚氧化热的蓄热环境；4)上述三要素在同一空间上同时具备，并稳定持续足够的时间。因此，要想防止煤炭自燃，就必须针对“孤岛”工作面特点，研究巷道掘进采过程中的自然发火规律，采取适当的技术措施，破坏上述4个基本条件之一即可达到防治煤炭自燃的目的。煤体自燃过程实质上是煤的氧化产热与环境散热之间热平衡和漏风供氧与自

3、然氧化耗氧之间氧浓度平衡关系变化的一个微循环过程，低温氧化是煤的基本特性，但仅仅是煤体自然发火的前提，煤体是否自燃主要取决于煤体的自然堆放状态、微循环自燃过程中的热平衡关系和氧浓度平衡关系。通过实际观察，煤的自燃往往从内部开始，发火点的判断和发现十分困难。当巷道顶煤垮落或侧壁出现破裂时，极易引起顺槽顶煤或侧壁松散煤体的自燃。另外，煤层巷道顶部或侧壁一旦着了火，因巷道风速大，火势迅速扩展，将给生产带来严重的威胁，而且常规的治理措施难以奏效。根据已有的经验，在实际现场条件下的煤层巷道掘进过程中，当巷道的顶煤或侧壁破碎后，曾

4、在掘后的极短时间内都不同程度地出现了CO气体和煤温升高，最短仅掘后半个月左右，特别是采动压力大，生成裂隙较多时，存在煤岩破裂过程中的热效应，大大地增加了煤层巷道的自然发火危险性。因此，很有必要就具有自然发火倾向性的煤层开展松散煤体的氧化、自燃发生和发展规律的研究。济宁运河煤矿3号煤层属二级自然发火煤层，根据多年来的观测，在顺槽的掘进过程中，由于巷道的顶煤或侧壁破碎，使巷道顶煤或侧壁破碎处，在掘后的极短时间内都不同程度地出现了CO气体和煤温升高，特别是“孤岛”工作面开采过程中采动压力大、采动裂隙多，同时存在煤岩破裂过程中

5、的热效应，大大地增加了“孤岛”工作面巷道和采空区的自然发火危险性。因此，很有必要就济宁运河煤矿3号煤层“孤岛”工作面巷道掘进过程中破碎煤体的自然发火问题展开深入细致的研究，以保证煤矿的安全生产和职工的生命安全。2、1302孤岛综放工作面掘进过程中的漏风测定及分析根据煤炭自燃的条件，针对“孤岛”工作面特点，防治相临采空区煤柱的漏风成为防止煤壁松散区内松散煤体煤炭自燃的关键措施。如图5.1所示为1302孤岛工作面通风系统示意图。2.11302孤岛综放工作面掘进过程中的漏风测定。(1)轨道顺槽测点布置如图5.2所示。3212

6、50m130m图5.2轨道顺槽漏风测点布置图轨道顺槽测点1到2之间为裸露锚杆支护，还没有在靠近采空区侧进行防堵漏风的喷浆处理；轨道顺槽测点2到3之间除了锚杆支护外，为了减少向采空区的漏风，对于靠近采空区侧的煤壁增加防堵漏风的喷浆处理。测定数据见表5.1所示。表5.1轨道顺槽掘进过程中的漏风测定数据及结果测点123风速(m/min)850.661714断面(m2)0.282712.612.6风量(m3/min)240.5214.2176.4漏风量(m3/min)26.337.8百米漏风量(m3/min/100m)20.2

7、215.1(2)运输顺槽测点布置如图5.3所示。321130m250m图5.3运输顺槽漏风测点布置图运输顺槽测点1到2之间为裸露锚杆支护，还没有在靠近采空区侧进行防堵漏风的喷浆处理；运输顺槽测点2到3之间，巷道靠近采空区侧的煤壁增加防堵漏风的喷浆处理。测定数据见表5.2所示。表5.2运输顺槽掘进过程中的漏风测定数据及结果测点123风速(m/min)957.3118.919.7断面(m2)0.282711.811风量(m3/min)276.3223.1216.7漏风量(m3/min)53.26.4百米漏风量(m3/min

8、/100m)21.34.92.2孤岛工作面掘进过程中漏风分析孤岛型综放工作面的进风巷道和回风巷道均为沿着煤层底板布置的煤巷，巷道四周除底板外，均为煤层，煤巷在掘进过程中，由于采动压力的影响，以及地质变化和地质构造的存在，易于形成煤层顶板高冒区和相临煤柱的煤壁松散区。此时，巷道风流在动力作用下渗透进入煤体，提供供氧条件，使煤体氧化发