易燃厚煤层综放工作面综合防灭火技术实践

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1、易燃厚煤层综放工作面综合防灭火技术实践梁宝寺能源有限责任公司宁洪进摘要：本文针对易自燃厚煤层综放工作面自燃发火的特点，提出了预防性防灭火注浆、随采随注、喷洒阻化剂、建筑防火隔离墙等措施，有效地预防了综放工作面自然发火，为易燃厚煤层综放面的防灭火提供了切实可行的技术经验。关键词：综放工作面；防灭火；技术实践煤层火灾是矿井主要灾害之一，每一次火灾的发生，轻则影响生产，重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重者则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或烟毒化矿井，酿成人员伤亡的重大恶性事故。重大恶性火灾事故造成政治、经济以及资源上的损失往往是难以估量的。因此，对于开采易自燃厚煤层的矿井，

2、采取有效的综合防灭火措施，防止采煤工作面自然发火，是矿井安全生产工作的重中之重。1矿井概况梁宝寺煤矿位于山东省西南部，东南距嘉祥县城约20km。井田东西宽约9km，南北长约11km，面积约95.27km2。井田主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均地层总厚264.40m。共含煤27层，其中山西组含煤3层为本井田主采煤层，煤厚平均5.7m，局部为7.6m甚至9.0m。矿井通风方式为中央并列抽出式通风，两台主扇型号为BDK-8-№24A型，配备2台YBF型电机，功率2×250KW。根据中国煤科总院抚顺分院煤自燃倾向性鉴定报告，3煤层属于一类易自燃煤层。煤层

3、自然发火期3~6个月，最短自燃发火期为22天。梁宝寺煤矿为新建矿井，3107综放面为该矿第一个综放面。自矿井投产以来，矿井就面临严峻的防治自燃发火形势，井下出现了多处高温点。例如，3111轨道顺槽掘进期间发生冒顶区，30天后该处顶板出现高温点，温度达到60℃；3107综放工作面在开始回采12天后，采空区CO气体就达到38ppm，工作面回风隅角风流中CO气体在20ppm左右。2综放开采防灭火技术的难点与对策2.1综放开采防灭火技术的难点由于综放开采顺槽沿底板一次掘出，服务时间长，顺槽顶煤较厚，且过旧巷或断层时，煤体较破碎、易于离层、压裂冒落，使得巷道煤体自燃危险性增

4、加。综放防灭火技术难点主要表现在以下几个方面：①煤层最短自然发火期缩短，梁宝寺煤矿由分层开采的3－6个月缩短到22d；②综放开采的丢煤相对集中，特别是工作面采空区周边丢煤增加；③实施放顶煤开采，顶板冒落面积加大，采空区漏风强度进一步增大；④综放面两巷沿煤层底板掘进，巷道顶煤易破碎甚至冒顶，极易自燃，且常规的防灭火手段难以奏效；⑤高度集中生产，对矿井防灭火工作的安全可靠性要求越来越高。2.2综放开采防灭火技术对策针对上述难点及自然发火特点，梁宝寺煤矿从实际出发，以开发应用防灭火新材料、新工艺、新技术为核心，研究成功了综放面采空区、综放面顺槽两重要区域的煤层自然发火防

5、治技术，成功地解决了综放开采的防灭火技术难题，保证了综放工作面的安全掘进回采，杜绝了煤层自然发火事故。表2-1是梁宝寺煤矿厚煤层综放开采防灭火的技术对策。3综放工作面防灭火技术3.1预防性灌浆防灭火技术注浆不仅可以密实采空区减少采空区的供氧量，降低采空区温度，用于防火，而且还可用大范围火区的灭火，是一种标本兼治的防灭火手段。注浆技术的关键在于选择合理的注浆参数，梁宝寺煤矿自投产以来，坚持随采随注、采后“两道一线”注浆、局部地点加强注浆等取得了较好的防火效果。1）水土比根据梁宝寺煤矿的实际，水土比在2：1～4：1之间，视注浆的地点而定；采空区灌浆量可按覆盖采空区2c

6、m厚的黄土为好。2）注浆方式采用随采随灌和采后灌浆两种方式。随采随灌：在工作面推进的同时，对采空区进行灌浆。注浆管路敷设于工作面两巷标高较高的一巷道，浆液靠自重向下部采空区流动，灌浆管路应埋入采空区15-20m左右后开始注浆，防止浆液窜面，每日轮流灌注浆体。采后灌浆：工作面采完封闭后的灌浆，在停采线上部密闭墙上部插管灌浆，直至灌满为止。3）注浆用土量计算随采随注的工作面，日灌浆所需土量用下式计算：Qt=K·m·l·H·C式中：Qt—日灌浆所需土量，m3/d；m—煤层采高，m；—工作面日推进度，m/d；H—灌浆区倾斜长度，m；C—采煤回采率，%；K—灌浆系数，根据矿

7、区实际情况，一般取0.014－－0.03；4）灌浆工艺的选择常用的灌浆类别有：灌注黄土浆液、“灌注黄土浆液+阻化剂”、“灌注高浓度黄土＋稠化胶体浆液”、复合胶体泥浆等。正常情况下，采用“高浓度黄土＋阻化剂”注浆工艺随采随注；当工作面采空区出现发火征兆时，采用“复合胶体泥浆”注浆工艺，复合胶体泥浆由黄土、水、悬浮剂、胶凝剂组成。在地面灌浆池内的黄土浆液中按比例加入悬浮剂，搅拌均匀后，即可形成稠化胶体，通过灌浆管路系统输送至井下。3.2阻化剂防灭火技术阻化剂是有一些无机盐类化合物组成，如氯化钙（CaCl2.6H2O)、氯化镁（MgCl2.6H2O）、氯化铵（NH4Cl

8、）等溶液喷