摘要：我矿5#8704综采工作面自燃倾向为II级，是典型的容易自燃煤层，必须加强工作面的防灭火设计方案。本论文主要是对该工作面建立黄泥灌浆防灭火系统，同时建立灌浆疏水系统来达到工作面防灭火的目的。近1年的实践应用效果表时，该防灭火设计能有效的控制工作面的自然现象，保障了井下煤矿开采的安全。
关键词：综采工作面；自燃煤层；黄泥灌浆防灭火系统；灌浆疏水系统
1工作面概况
我矿5#8704综采工作面布置于307盘区东部；北部接近落差110米断层，工作面区域内有4条早期掘进巷。煤层倾角1°～9°，设计5#8704工作面运输顺槽巷长度为1800米，回风顺槽巷长度为1800米，工作面斜长180，煤容重为1.44t/m3，最大采高3.60m。2017年对5号煤层进行取样测试，检验结果为：5号煤层自燃倾向为II级，属容易自燃煤层。5#8704综采工作面所在的采区回采工作面采用条带布置，减少了煤柱留设，进而减少煤柱暴露面积，从而降低了煤柱发火的危险性。该工作面巷道布置比较简单，利于机械化生产，回采速度快，工作面回采率高。
2防灭火设计方案
2.1建立黄泥灌浆防灭火系统
2.1.1灌浆方法
采用埋管灌浆法，在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，灌浆随工作面的推进，用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆，要求工作面采空区能灌到足够的泥浆。工作面末采后要在停采线进行预防性灌浆，并在45天内及时封闭。
2.1.2灌浆参数的选择
（1）灌浆所需土量
日灌浆所需土量按下式计算：Q土=KG/V煤，式中：Q土——日灌浆所需土量，m3/d；G ——矿井日产量，3636t；V煤——煤的容重，2号煤层容重为1.42t/m3；K——灌浆系数，取0.05。Q土=0.05×3636/1.42=128（m3）。
（2）日灌浆所需实际开采土量
Q=αQ土，式中：Q—日灌浆所需实际开采土量，m3/d；α—取土系数，取1.1。Q=αQ土=1.1×128=141（m3）。
（3）每日制泥浆用水量
每日泥浆用水量按下式计算：Q水1=Qδ，式中：Q水1—制备泥浆用水量，m3/d：δ—泥水比的倒数，取5。Q水1=141×5=705（m3/d）。
（4）每日灌浆用水量
每日泥浆用水量按下式计算：Q水2=K水Q水l，式中：Q水2—灌浆用水量，m3/d：K水—取1.1。Q水2=1.1×705=776（m3/d）。
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（5）每日灌浆量
Q浆1=（Q水1+Q土）M，式中：Q浆1—日灌浆量，m3/d：M—泥浆制成率，取0.93。其余符号同前。Q浆1=（705+128）×0.93=833（m3/d）。
2.1.4对灌浆材料的要求
颗粒要小于2mm，而且细小颗粒要占大部分。主要物理性能指标，比重为：2.4～2.8t/m3；塑性指数为9～11（亚粘土）；胶体混合物（按MgO含量计）为25～30％；含砂量为25～30％，（颗粒为0.5～0.25mm以下）；容易脱水和具有一定的稳定性。同时不含有可燃物。
2.1.5制浆的主要设备
制浆的主要设备见表1所示。
2.2灌浆疏水系统
2.2.1疏水系统
灌浆前后要严密观测采空区涌水量大小情况，如确定采空区内有较大积水区域或较大水量，可能威胁到工作面安全生产，则必须采用适当疏水措施。疏水措施应根据煤层产状、工作面采煤方法及回采方式、采空区内积水区位置、预测水量大小、工作地点排泄水设施、设备能力综合考虑，并应符合井下防治水的有关要求。对于采空区积水，可采用探水钻施工疏水钻孔或通过密闭上预留的放水孔疏放，也可以通过临近顺槽施工疏水钻孔排水。从采空区疏放出的积水，通过顺槽内水沟流入顺槽采区临时水仓，通过水泵外排至井下水仓。疏水系统设施设备主要有：水沟、水仓、排水管路、探水钻机及配套设备、小水泵等。
2.2.2灌浆后防止溃浆、透水事故的措施
根据该矿井工作面布置，工作面基本均呈倾斜状态。此类工作面采空区灌浆后，浆水往往容易由顺槽析出，但为防止万一浆液积聚后造成溃浆事故，仍要采取如下措施：
（1）要使用渗（透）水性强的材料（如荆条帘子或聚氯乙烯塑料帘子等）做围堰壁；如采用木板做围堰壁时，必须根据实际需要预留泄水孔；（2）围堰的四周要同巷道帮壁接实打牢；（3）充填流量要均匀适度，切忌流量忽大忽小；（4）充填灌浆时应设压力表并设专人观察，当发现管路压力较大（如管路跳动或管路接头跑漏水、砂浆等现象）时，要及时打开安全阀，释放压力，停止充填注浆。（5）充填时，在充填地点前后两端各50m范围内，除监护人员外其他人员一律禁止在充填区域逗留。（6）加强水情观测，出现排水量过少的处理方法有：a、采用间断灌浆。b、在泥浆中加入砂子填塞通路。c、提高泥浆浓度。d、移动灌浆管口位置，改变浆液流动路线。e、工作面下部运输机道见水即停止灌浆。
3总结
论文以我矿5#8704综采工作面为研究对象，对工作面建立黄泥灌浆防灭火系统，同时建立灌浆疏水系统来达到工作面防灭火的目的。当前近1年的开采时间内，该工作面无明显的自然发火现象发生，该防灭火设计方案是合理的、切实有效的。可以为同类型工作面的防灭火设计提供参考。
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论文作者:衣伟中
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：工作面论文; 疏水论文; 采空区论文; 煤层论文; 泥浆论文; 用水量论文; 所需论文; 《基层建设》2018年第22期论文;