裴沟矿32051综放面防自然发火技术研究

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1、裴沟矿32051综放面防自然发火技术研究（郑煤集团公司裴沟煤矿河南新密452370）摘要：通过对各种防治采空区破碎煤体自然发火技术措施的研究及实施，阐述了综合防治采空区煤体自然发火技术措施在停采综放面中的作用及取得的良好技术效果关键词：综合防治自然发火；技术1、绪论郑煤集团公司裴沟矿32051综放面位于32皮下东侧，北隔32031工作面与32011工作面相邻，南面是未采区，工作面剩余可采走向长660米，倾斜宽150米。所采二1煤层，属典型“三软”不稳定厚煤层，平均煤厚8.5m，煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为14

2、.99%，煤层自然发火倾向等级为不易自燃（煤层自然发火期为65天）。2005年8月4日32051综放面出水量达1500m3/h左右，工作面被迫停产进行注浆堵水。经专家论证注浆堵水时间预计长达8个月。由于32051下流水巷与采空区直接连通，长为260米，担负着主要疏水任务，漏风通道畅通，使得32051综放面停采注浆堵水期间，无法进行全封闭，存在极大的自然发火可能。后经采取调整工作面风量、封闭隔离采空区、打钻注MEA煤矿灭火剂、注氮惰化采空区、加强破碎煤体自燃隐患检测监控等综合措施，防治了采空区破碎煤体的自然发火，

3、取得了良好的技术效果。2.防治措施2.1调整工作面风量在保证工作面瓦斯、温度、风速等不超过《规程》规定的前提下，使工作面风量由1200m3/min，下调为350m3/min，降低了工作面上、下切口压差，减少了采空区漏风量。2.2封闭隔离采空区2.2.1、在32051下流水巷靠近工作面段流水联巷交叉口以里打板闭，上面喷涂快速密闭，板闭与水面接触处，用软皮带加柔性风布设置挡风帘堵下水口，降低了流水巷向采空区的供风量。2.2.2、上、下尾巷及煤墙侧，用装煤编织袋接帮顶构筑挡风墙，插入1寸钢管，注入罗克休，堵塞了漏风通

4、道。2.2.3、用水泥、黄土按1：3的比例及快速密闭，对架间缝隙、放煤窗口、上下安全出口5米的巷道、煤墙侧装煤编织袋墙缝隙，进行抹糊、喷涂，人为构建一道通风通道，防止了采空区漏风。2.2.4、通过支架放煤口及架缝，向采空区及架顶打钻，孔深4-6米，角度45°或70°交替布置，下入1寸套管，通过1寸套管压注罗克休，封闭采空区对采空区及架顶的破碎煤体实施全面封闭隔离，控制了其连续供氧条件，使其长时间处于“低氧状态”。2.3打钻注MEA煤矿灭火剂2.3.1、钻孔布置4在上切口5米范围内打4个深孔，终孔位于支架后身5至

5、10米煤层顶板,深度14至20米,深孔控制范围为82架至上尾巷。2.3.2、打钻及封孔打钻采用KHYO75DIA型爬杆钻机，孔径72mm，成孔后全段下入直径为2吋的套管，套管外接闸门及注MEA煤矿灭火剂管路。封孔材料为毛巾、聚胺脂，进行发泡封孔。2.3.3、注MEA煤矿灭火剂设备采用KBY-70/80型液压注浆泵，通过4个深孔向采空区及上隅角压注MEA煤矿灭火剂。2.3.4、注MEA煤矿灭火剂工艺自制两个1.5m3的容器，交替使用。按1吨水配10KgMEA煤矿煤火剂，配好并搅拌均匀，利用KBY-70/80型液压

6、注浆泵，通过上切口4个深孔向采空区压注MEA煤矿煤火剂，对采空区破碎煤体进行了大面积胶结、隔氧、降温。2.4注氮惰化采空区2.4.1、DM-600型膜分离制氮机性能指标：产气量：600m3/h氮气浓度：≥97％O2≤3%氮气进口压力：≥0.85Mpa（可调）空压机功率：185Kw额定工作电压：～660V制氮机功率：24Kw额定工作电压：～660V冷却水量：25m3/h2.4.2、制氮原理简介本装置制氮系统为中空纤维膜分离制氮技术。中空纤维膜分离气体的总过程是由溶解和扩散两步组成的。即混合气体（空气）在膜的高压侧

7、表面，以不同的溶解度溶于膜内，然后在膜底侧压力差的推动下，混合气体的分子以不同的速度，向膜的低压侧扩散，渗透速率较快的气体如：水、氧气等，透过膜后在膜透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体如：氮气、氩气等则在滞留侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。2.4.3、注氮工艺设计2.4.3.1、注氮方式的选择：注氮方式有两种：即连续式和间歇式。采用那一种方式，取决于氮气在采空区滞留的时间等，根据裴沟矿32051工作面实际现状，漏风所能渗透的范围较小，渗气性较差，氮气在采空区内滞留的时间较长，因此，我们在注氮时采用了间歇

8、式。2.4.3.2、注氮孔布置4工作面通过气体观测孔向采空区注氮，管路编接从上切口一趟4寸钢管上编接两趟高压管路，一趟变为Ф25mm高压管，每隔10米安一三通接Ф13mm高压管与观测孔连接；另一趟高压管为Ф38mm直接与下尾巷十寸观测孔连接，向采空区注氮。（此次注氮，我们主要通过下尾巷十寸观测孔）2.4.3.3、注氮口位置2.4.3.3.1注氮释放口的位置既要保证在"氧化带"范围内，又