摘要：据统计，我国具有自燃发火的煤矿占56%，在矿井总发火事故中94%为自然发火情况，因此，矿井自然发火治理形势很紧迫，本文针对易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点按照常规检测技术不能准确确定的情况下，提出了“易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术”，通过枣泉煤矿140202工作面回撤期间实践应用，可验证“易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术”能够很好的检测出采煤工作面采空区深部异常高温点，彻底解决采空区深部高温异常点现象。
关键词：易燃煤层；采空区；深部；高温异常点；
0引言
枣泉煤矿所采2#煤层平均厚度为7.8m，属易自燃煤层，最短发火期短为38天。工作面采用走向长臂综合机械化大采高和放顶煤工艺开采，全部跨落法处理采空区。由于诸多因素的限制，采空区遗留有浮煤，回采过地质构造带推进缓慢、收尾回收周期长，采空区煤体氧化、蓄热升温，这些高温点如不能及时进行处理，易发生生采空区自然发火事故。为了防止采空区浮煤自燃，及早发现高温点并采取措施灭火，必须首先确定高温点位置及范围。
1自然发火情况常规措施存在问题描述
根据采空区气流数值模拟理论并结合以往经验分析，工作面生产过程中由于采空区冒落不严实，在通风负压的作用下，采空区气流自下隅角及下部支架顶部向上隅角及上部支架顶部、尾梁流动。由于气体的流动性，架间束管气体检测法根本无法准确掌握疑似发火点（高温点）位置及范围。而红外线测温法因光线传导原理，只能检测到人体肉眼观测到的范围及浅部高温点，对采空区深部高温点及范围根本无法检测到。
如何能准确确定工作面采空区深部高温点位置及范围，更有效地控制和消除高温点问题，防止工作面采空区浮煤发生自燃现象，确保矿井安全生产，通风部门针对采煤工作面采空区深部高温点位置及范围的确定进行了研究探索，提出了易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术，判断采空区深部高温点位置及范围。
2.易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术实践应用
2.1具体施工方法
宁夏煤业集团枣泉煤矿140202综采工作面设计走向长度2560m，倾斜长度188m，倾角8°～12°，工作面煤层平均厚度8.0m，设计采高5.6±0.1m，采用综合机械化采煤、采空区全部跨落法充填的开采工艺。140202综放工作面于2017年6月12日开采，在140202工作面回撤期间及工作面第一次封闭期间，采取了红外线测温法、采空区束管气体检测法、上下隅角施工沙袋墙封堵漏风、采空区注惰性气体、架间施工钻孔注水、注堵漏剂等综合防灭火措施，花费了大量人力、物力、财力，但工作面火灾隐患仍没有消除。余行贤劳模工作室成员对各项措施实施效果进行了比对，发现原因在于采空区异常高温点位置及范围没有确定，没有彻底消除异常高温点。为此，购置了徐州吉安矿业科技有限公司WRNK-181型钻孔深部测温仪，并制定出了枣泉煤矿140202工作面采空区异常高温点位置及范围确定的技术方案，具体如下：
2.1.1施工措施巷：
在距回风巷密闭3m，即距回撤工作面20m施工一条平行于回撤工作面的措施巷，专用于向工作面及采空区打钻，以治理火灾隐患。
图1：措施巷施工设计图
2.1.2测温钻孔布设：
根据工作面支架及以掌握的气体情况，在65#-71#支架、96#-100#支架，每个支架间施工一个钻孔，且一长一短间隔布置；在72#-95#支架，每个支架间打设长钻孔。长钻孔终孔位于支架后尾梁向采空区方向6米的煤体裂隙区，短钻孔终孔位置位于支架后尾梁向采空区方向2.5米煤体裂隙区，所有钻孔均布置在支架顶梁的中部；钻孔孔径75mm，套管为全程φ50mm×1200mm的钻杆，快速封孔剂封孔，套管外露长度不小于200mm，并安设阀门。
2.1.3钻孔温度测定
每个钻孔施工结束后，先检测孔内CO气体，后用WRNK-181型钻孔深部测温仪对钻孔温度进行测定，测温时，随着测温导线的伸入，观察温度变化，并记录温度变化点的位置，实测数据统计如下表。
2.1.4高温点位置及范围的确定
通过实测温度对比分析不难看出：大部分钻孔温度变化不大，均在2℃以内，而79#、80#、95#、100#支架温度变化较大，且高于其它钻孔温度远远超过3℃。因此，确定79#、80#、95#、100#支架后方采空区存在异常高温点。
2.1.5实施灭火降温措施
钻孔施工结束后，对所有钻孔均采取了注水降温措施后封堵钻孔，但针对79#、80#、95#、100#支架处的钻孔，采取如下措施：
①注水注胶体灭火。先利用钻孔向高温点或火灾点交替注水和普瑞特等防灭火材料，在每灌注一定时间（8小时），对钻孔再次进行测温。直至钻孔温度下降到正常值后，停止注水、注胶体。
②注封堵剂堵漏。对复测温度彻底降下来的钻孔注封堵剂，将高温或火灾区域的裂隙进行封堵，杜绝漏风通道。
所有钻孔封堵后，采取采空区注氮措施，通过工作面上下隅角采空区埋设的注氮管，向采空区注氮气，惰化采空区。
结论
通过应用实践，采用“易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术”消除采空区深部高温异常点后比常规技术措施节约资金319.56万元，减少影响矿井生产31天（合计影响采煤量45万余吨）。通过易燃中厚煤层采煤工作面采空区深部高温点检测技术探索以及应用，不仅能缩短采空区深部高温异常点时间，还节约了灭火资金，减少了生产影响，确保了矿井的安全生产。
参考文献：
[1]佩图霍夫.冲击地压和突出的力学计算方法[M].段克信，译.北京：煤炭工业出版社，1994：10-100.
[2]许阳.容易自燃煤层一次采全高综采工作面防灭火技术研究[J].. 山东煤炭科技.2014（02）
作者简介：
杨致军 男 （1986—） 中卫人 汉族 神华宁夏煤业集团枣泉煤矿通风管理部
论文作者:杨致军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：采空区论文; 工作面论文; 钻孔论文; 高温论文; 煤层论文; 支架论文; 深部论文; 《基层建设》2019年第3期论文;