神东煤炭分公司哈拉沟煤矿 陕西 榆林 719318
摘要：本文分别对8516下工作面回采期间、设备回撤期间、封闭期间采取不同的防灭火措施可知：设备回撤期间，压差为45120mmH2O左右时，通风效果最好，封闭期间，黄泥灌浆防灭火措施效果最为显著，采取该措施后，CO气体浓度为1mmp，通过各种综合防灭火技术相结合应用，彻底根治了东三盘区火灾事故。
关键词：CO浓度；防灭火；注氮；密闭；均压通风
引言
火灾是影响煤矿安全生产的重大自然灾害之一。根据相关统计，我国大部分产煤省区矿井均或多或少地受到煤层自燃发火的影响。130多个大型煤矿产区中有50多对矿井的煤层自燃发火情况严重，具有自燃发火倾向的重点煤矿占据全国重点煤矿总量的55.1%。为此，矿井每年需投入大量的人力物力对自燃发火情况进行控制。在我国山西大同矿区，由于煤层开采厚度大，工作面顶板垮落后，容易与相邻工作面采空区、上部煤层采空区贯通，形成工作面漏风通道，在抽出式负压通风的作用下，相邻工作面和上部工作面采空区内的CO等大量有害气体涌进回采工作面，极易导致工作面CO的浓度超限。由于均压通风技术可以有效阻止采空区内的有害气体通过裂隙通道涌入工作面，因而该技术在矿井防灭火中得到了广泛应用。文章以忻州窑煤矿8516下回采工作面防火为例，对矿井通风系统、风门和风机等设备的稳定性及均压通风技术的应用效果进行了分析与介绍。
1工作面地质概况
8516下回采工作面位于东三盘区，所开采煤层为11－2#、12－1#合并煤层，合并煤层的平均厚度为7.8m，采用分层开采方法。8516下回采工作面为其下分层工作面，该工作面西部为8514上工作面采空区，东部为8518工作面采空区，北邻8515工作面采空区，南部为东二盘区保护煤柱，顶部为8516上工作面采空区(工作面示意图见图1)。8516下工作面采用“U”型负压通风方式，其配风量为660m3/min，工作面的绝对瓦斯涌出量为3.51m3/min，开采煤层为易自燃煤层，煤层自然发火期为97d。
2工作面CO超限原因分析
2016年11月11日在8516下回采工作面回风巷65~110m漏顶段首先涌出CO，最开始CO的浓度为20×10-6，11日八点班时CO浓度已经上升至28×10-6，通过对回风巷漏顶段采取一系列堵漏措施，CO的浓度下降到8×10-6。工作面回采至450m处时，受区域内地质构造的影响，工作面推进速度较慢，为防止CO浓度超限，采取了注氮、充填等技术措施，但CO浓度仍然上升到110×10-6。根据现场实际情况，分析CO超限原因主要包括以下两点。第一，由于东三盘区冲击地压频繁发生，导致8516下工作面顶煤与临近8518工作面采空区之间的保护煤柱压裂，8516下工作面顶煤与8516上工作面采空区顶板压裂，形成较大的漏风通道，造成临近采空区遗煤氧化加速。第二，由于工作面推进过程中遇到地质构造，推进速度放缓，导致采空区自燃带的最大宽带存在时间过长，加速采空区留煤氧化。
3工作面防止CO超限综合治理技术分析
3.1回采期间治理技术
3.1.1巷道漏顶处充填
对8516下工作面两巷利用罗克休进行充填，对漏风通道进行封堵，防止采空区CO涌入工作面，回采期间共消耗罗克休34t。在8516下工作面回风巷施工钻孔，向8516上工作面及8518工作面采空区注入粉煤灰，抑制采空区遗煤自燃，期间共向采空区注入粉煤灰315t。
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3.1.2注氯化镁阻化剂
回采期间，在8516下工作面巷道高温顶板区域打设钻孔向8516上工作面采空区注入氯化镁阻化剂防止留煤自燃，期间共注入氯化镁33t。
3.1.3注氮
回采期间，利用移动注氮系统向邻近的8518工作面采空区注入氮气，抑制8518工作面采空区煤层自燃，期间共注入氮气1.2×106m3。自2016年11月11日工作面CO超限以来，通过采取一系列技术措施，有效抑制工作面CO浓度，成功将工作面回采至550m，回采长度约为110m。由于期间CO问题得不到根治，决定对8516下工作面停产，并采用均压通风技术进行撤架及工作面封闭。
3.2回撤期间治理技术分析
在8516下工作面利用两台75kW风机构筑均压通风系统，均压通风技术实施后，均压风门内外压差为110mmH2O，配风量为320m3/min，工作面上隅角CO浓度由均压技术实施前的110×10-6左右降低至2×10-6，经调试及现场分析，压差为45mmH2O左右时，通风效果最好。
3.3封闭期间治理方案
工作面设备回撤后，在8516上工作面、8518工作面停采线出设两道永久密闭墙，在8516下工作面回风巷口及绕道出设置两道防火密闭门。
4永久封闭后防灭火治理措施及效果
4.1加强发火区监测力度
每日安排固定人员对8516下工作面密闭门内、8516下工作面观测管、东三盘区14#皮带运输巷钻孔进行巡检，并取样进行化验分析。
4.2注惰性气体
通过对上述几个地点的取样化验分析结果可知，一旦停止向8518下工作面采空区注氮，CO浓度就会迅速上升，因此，密闭期间，在东三盘区14#皮带运输巷施工钻孔向8518下工作面采空区连续注入氮气，防止CO浓度上升。
4.3对密闭设施及时进行维修
受冲击地压影响，东三盘区回风巷、轨道巷、8511、8513、8514、8515、8516及8518工作面采空区密闭设施均受到不同程度的破坏，漏风量大，因此，安排专门的维修队伍从2017年5月开始对上述各个地点的闭门设施进行维修加固，在对老的密闭设施维修的同时，在东三盘区回风巷道尾防火密闭门外，重新利用砖石进行全断面加固，对东三盘区轨道巷道尾、8516工作面采空区巷道及密闭设施进行全断面喷浆加固处理，尽可能降低漏风量及CO气体外泄。
4.4地表裂缝封堵
封闭期间，期间在8516、8518工作面采空区对应的地面位置处发现宽为0.5m左右的地表裂缝10余条，总长度为190m，组织相关人员对裂缝进行封堵。
4.5消除自然发火事故
为彻底消除东三盘区自然发火事故的发生，由8516、8518采空区对应的地面向下打设三个黄泥灌浆钻孔，对采空区进行灌浆处理。采取取样化验、密闭维修、注氮、黄泥灌浆、地面裂缝充填等一系列防火技术措施，东三盘区的火灾隐患得到消除，通过取样化验结果分析，CO气体浓度为1ppm，防灭火效果显著。
结束语
针对东三盘区因冲击地压频繁发生及遇到地质构造后，8516下工作面CO浓度超限的情况，认真分析原因，分别对8516下工作面回采期间、设备回撤期间、封闭期间采取不同的防灭火措施，彻底消除了东三盘区火灾隐患。
参考文献
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论文作者:常廷豪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/19
标签：工作面论文; 采空区论文; 煤层论文; 浓度论文; 技术论文; 措施论文; 巷道论文; 《防护工程》2018年第27期论文;