国投新集一矿采空区自燃综合防治

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1、新集一矿自燃发火综合防治丁文通1储方健2（1、国投新集能源股份有限公司生产部2国投新集能源股份有限公司新集一矿）摘　要　新集煤矿通过释放示踪气体，确定采空区漏风分布规律，并根据实际情况，采取有针对性采空区防灭火措施，取得良好效果。关键词　采空区　自燃　示踪气体技术　化学凝胶　均压　防治国投新集一矿设计生产能力300万吨／年。主采煤层为6、8、11、13煤，经鉴定各煤层均属易自燃煤层，自然发火期为3—6个月。在开采方法上，主要采用了放顶煤综采工艺；在巷道布置上，采用全部煤上（下）山，且应用集中开采的采掘

2、布局，以减少开拓准备工程量；在采区内，采用无煤柱阶段连续开采技术，以减少掘进率，提高开采强度和资源回收率。这种开拓和采掘布局达到了高产高效的目的。但随之也产生了一系列安全问题，尤其随着采场的扩大，采空区遗煤自燃现象日趋严重。1、采空区自燃状况矿井自投产至今，回采12个综放工作面，均分布在南中央采区两翼，其中东翼5个，西翼7个。有5个采空区出现过自燃现象，占采空区总数的42%，分别是西翼的1301、1307、1309采空区，东翼的1308、1310采空区，尤其是1307、1309采空区，火区范围大，影响

3、时间长。1307采空区自燃使南中央采区停产10天，火区处理延续近3个月；1309采空区曾出现2次自燃现象，与之相联通的5个密闭墙都检测到CO，其浓度高达3000PPM左右。2、采空区自燃原因分析（1）采区采用全部煤上（下）山，上、下巷封闭不严，密闭墙漏风；（2）采用相邻阶段无煤柱连续开采，上下阶段之间无隔离带，下阶段采掘滞后上阶段时间较短，造成下阶段在回采时向上阶段采空区漏风；（3）工作面停采线和上下巷附近的采空区支架回收不彻底，加之煤柱支承作用，顶板岩石冒落不充分，形成漏风通道；（4）采用综采放顶煤

4、工艺，回采率在遇到地质构造变化时不易控制，有时较低，尤其是开切眼、停采线和上下巷附近，遗煤较多。3、综合防灭火技术措施（1）４采用示踪气体技术，检测采空区漏风分布规律。漏风是造成和维持采空区自燃发火的必要条件之一。因此，检测采空区漏风分布规律，有针对性地采取措施，是防止采空区自燃发火的重要手段。新集一矿在对采空区周围巷道进行阻力测定的基础上，分析确定了漏风源和漏风汇，根据漏风源和漏风汇确定示踪气体的释放点和采样点，进行示踪气体试验。先后在1305采空区释放SF6示踪气体，在1301、1307采空区释放

5、SF6和CF2ClBr示踪气体，通过分析得知：（1）区段回采结束后，区段内顶板岩石冒落充分，压实程度好，沿倾斜方向采空区漏风阻力大，漏风量极小。（2）工作面停采线和上下巷附近的采空区是漏风的主要通道。鉴于此，我们加强了停采线及上下巷的支架回收，以保证停采线和上下巷顶板冒落充分，增加漏风风阻，减小漏风。（2）建立合理的通风系统。合理设计和定期调整通风系统，既保证采掘工作面有效供风，又要使处于自燃危险区的采空区有最小的漏风压差，如1303、1305、1307工作面收作以后，及时调整通风系统，使其进、回风密

6、闭同时处于回风侧；1305B和1303’工作面通风系统设计为下行风，使1305和1307采空区两侧风路的通风压差降低，防止或减少采空区漏风；1305工作面回采时，-304车场下部的调节风门原设置在A位置，降低了下风侧压能，-304车场密闭墙的漏风压差达40mmH2O，增大了1303采空区后部漏风，移至B位置后(如图1)，密闭墙压差降至1.4~12mmH2O。同时在采面的回采过程中，坚持采用下隅角挂风帘，减少工作面向采空区漏风。４（3）密闭墙充填堵漏。传统的采空区密闭墙为双瓦石单墙，即一道墙两层瓦石。新

7、集一矿为减小密闭墙漏风，将双瓦石单墙改为双瓦石双墙，即两道双瓦石单墙，两墙间距视巷道的围岩情况而定，一般为500--1000mm，围岩情况不好的间距为巷高的2—3倍，在外道墙上、中、下三个位置留有措施孔，利用措施孔向两墙中间进行压注高水充填材料或水泥沙浆，进行充填；必要时，在墙的四周向帮、顶打钻，利用钻孔注浆，这样不仅可以使密闭墙与帮顶连成一个整体，减小或杜绝漏风，还能增加密闭墙的承压能力。（4）改革巷道布置，增强矿井先天防火抗灾能力。为了适应无煤柱阶段连续开采，新集矿在总结工作面“U”型通风系统优缺

8、点之后，采用“品”字型巷道系统，即在综放工作面中上部，沿煤层走向掘送一条顶板风巷，工作面回风巷由一次沿底板掘进改为分段超前掘进，超前距离100米左右，极大地缩短了阶段无煤柱的存在时间，减少了自燃物质的通风供氧时间，同时，使“U”型通风系统变为“W”型通风系统，减小了采空区的漏风范围，还可利用下阶段的顶板风巷向上阶段采空区注氮，防止上阶段采空区自然发火。（5）连通管气室调压。根据通风系统采取有效的均压措施，调节和平衡漏风压差，减小采空区漏风。如1303采空