内蒙古鄂尔多斯东胜区淮南矿业西部公司泊江海子煤矿
摘要：根据泊江海子煤矿113101综采工作面收作期间防治自然发火治理情况，分析易自燃厚煤层综采工作面停采收作期间采空区“三带”划分范围，采取预测预报、封堵减漏、控风降压、注氮抑氧、钻孔注MEA-1胶体等针对性综合防灭火措施，有效杜绝了自燃发火事故的发生，保证矿井的安全生产。
Absrtact：according to the situation of prevention and control of spontaneous combustion during the period of 113101 fully mechanized mining face in Pojianghaizi Coal Mine，combined with the comprehensive fire prevention measures taken and the results obtained，This paper analyzes the scope of oxidation zone in goaf during the period of stoppage in the fully mechanized coal face of easy spontaneous combustion thick coal seam，and takes the following measures：strengthening prediction，blocking and reducing leakage，controlling wind and lowering pressure，injecting nitrogen and oxygen，etc.The comprehensive fire prevention measures，such as drilling MEA-1 colloid，can effectively prevent spontaneous combustion and ensure the safety of mine production.
关键词：自燃、三带划分、综合防灭火措施
一、113101工作面概述
113101工作面位于矿井西翼3-1煤层的一盘区第一开采条带。东起西二勘探线，西至西二勘探线以西约250mm，北起本煤层大巷保安煤柱线，南至G109国道以北280m保安煤柱线，其长度为2600m，宽度为240m，工作面煤层底板标高+800m～+840m，对应地面标高：+1377～+1380m。
3-1煤层厚度为3.2～8.0m，平均为4.73m。自北向南逐渐变厚，属稳定煤层。该面总体为近水平单斜构造，走向为30°～60°，倾向为300°～330°。
1）爆炸性：煤尘3-1煤层的煤尘爆炸指数在30～40%，煤尘具有爆炸性。
2）自燃性：属于属Ⅰ类容易自燃煤层，最短自然发火期29天。
3）地温：根据工作面附近钻孔资料，钻孔300～700m，终点温度14.9～25.7oC，平均地温梯度1.23～1.58oC/100m，平均1.48oC/100m，属低温异常区。
二、113101收作面“三带区域”划分
2.1 113101收作面“三带区域”划分原因
113101工作面自北向南开采，停采线位于退尺点2575m，停采线附近3-1煤层厚度3.4～4.4m，工作面距离停采线100m位置时开始进入收作阶段，工作面距离停采线40m位置开始，为了顶板管理需要，开采时跟3-1煤层中部夹矸回采，致使夹矸上部0.7～1.2m的煤体全部垮落至采空区中，其中靠近进风巷丟顶煤更多，该部分煤体在采空区内氧化，是导致收作期间采空区出现高浓度CO（最大值400ppm）。
2.2 113101收作面“三带区域”划分
1）113101收作面分别在工作面距离停采线100m、80m、60m、40m位置时预埋4根束管进行防火检测。该面收作期间采空区60~80m处因注氮影响氧气降低明显，进入窒息带带。采空区10~40m处氧气含量较高处于氧化带。平均检测数据如下表。
2）采空区“O形圈”区域遗煤：113101工作面采空区“两道”遗煤较多，漏风供氧充分，氧化自热时间长，易自燃。
图1 工作面停采期间火灾监测布点示意图
三、113101工作面收作期间采取的防火措施
3.1加强预测预报
①设点观测。加强工作面回风流、回风隅角、采空区束管防火检查，同时在工作面设置26个防火观测点。具体为：工作面回风；回风隅角；工作面支架间8个测点；支架后采空区8个测点；支架顶梁上方8个测点；进、回风端头沙袋墙后各1个测点。每班安专职测气员人员对工作面全面检查一次。
②取样分析。每天早班对工作面回风隅角、胶运顺槽（距停采线25m、75m、125m）、辅运顺槽（距停采线15m、45m、105m）采空区束管观测点、
回风流、113101泄水巷密闭墙取样，对工作面CO浓度异常的测点三班取样，利用气相色谱仪进行分析。
③监控系统连续监测。利用工作面回风隅角、回风流等传感器24h连续监测CO、O2、T（温度）等参数变化情况。
④每天有专人分析工作面防火指标气体及预警指标变化，绘制气体动态变化曲线图，对当前防火形势进行分析，开展防火预报、预警工作。
3.2封堵减漏
①端头隔墙施工。在工作面辅运顺槽退尺点2480m、2530m（距离停采线95m、45m）胶运顺槽退尺点2530m（距离停采线45m）位置施工一道沙袋墙；工作面采至停采线（2575m）后，在液压支架架尾（辅运2575m、胶运2575m）再各施工一道沙袋墙，墙厚3m。墙体施工结束后利用隔膜泵和压风管对墙体及周边喷涂LFM轻型充填材料，辅运、胶运共计喷涂0.3吨。利用墙面埋设的4分铁管向辅运顺槽沙袋墙内注入MEA-1胶体、高分子胶体防火剂，共计注入MEA-1胶体2吨，高分子胶体防火剂1吨。
②停采后在工作面进、回风端头20架范围及两端头风障堵漏风。
③工作面架间注水。利用锚杆机在工作面液压支架侧护板后方施工钻孔，钻孔角度450，孔深4m，然后插管注水、MEA-1胶体。
3.3控风降压
工作面停采后，对工作面通风系统进行及时调整，采取均压措施工作面风量降至700～900m3/min。
3.4注氮抑氧
利用辅运顺槽预埋的注氮管路（停采后2路氮气释放口距停采线分别为60m、20m）向采空区注氮，执行每天注氮24小时，注氮量51402～64227m3/天。
3.5钻孔注MEA-1胶体
对113101工作面自然发火隐患较大区域打钻进行注胶防火处理，钻孔终孔在工作面支架顶部垂距5m（详见下图）。
图1 113101工作面液压支架间防火钻孔设计示意图
3.6撒盐、MEA-1隔氧降温
113101工作面距停采线40m开始，对进、回风隅角、支架间的浮煤区撒盐，工作面停采后对架后的遗煤喷洒MEA-1胶体，以包围煤体表面裂隙，增加煤体蓄水能力，同时水分蒸发吸热降温，从根本上降低煤的氧化速度，延长自然发火期。
四、防火措施效果评价
113101工作面收作期间出现高浓度CO（最大值400ppm），存在重大发火隐患，其原因有以下几点：
1、采空区丟煤过多，距离停采线40m开始，工作面为了顶板管理需要，开采时沿着3-1煤中部夹矸回采，致使夹矸上部0.7～1.2m的煤体全部垮落至采空区中，呈松散状态，浮煤在采空区氧化带迅速氧化，是导致采空区出现高浓度CO的直接原因。
2、通风系统不稳定，采空区漏风未能有效控制：工作面进风巷因回收开关列车设备、电缆等材料，特种车辆频繁出入，无法对风量进行有效控制。
工作面收作期间设备拆除工作进展缓慢，时间过长。加剧了采空区的浮煤氧化程度。通过在支架之间打钻注MEA-1胶体，最终将液压支架顶部的CO浓度降至20ppm以下。
3、 五、总结
从113101工作面收作期间出现的自然发火隐患可以得出，工作面回采速度缓慢甚至停采时，采空区散热带、氧化带范围向工作面方向收窄，基本在架后10～40m范围内。该面南高北低属于俯采，灌浆效果不理想，停采收作期间多以注氮抑氧为手段，进行防灭火。
因此：
1、在采空区遗煤较多、停采时间较长或收作情况下，提高注氮量、持续注氮对深部采空区氧化带（约40~80m）及进风侧采空区100～20m范围有直接阻氧作用。
2、利用埋设束管检测数据考察确定停采工作面“三带”范围，有针对性强化区域内综合性防火。
3、工作面收作期间控制回采高度，杜绝顶部遗煤进入采空区形成条带式发火隐患。
参考文献
[1]文虎，程斌，翟小伟等.下分层采煤工作面回撤期间自然发火防治技术【J】.煤炭科学技术，2014，2（4）：54～56
[2]王正建，刘广金.采煤工作面自然发火防治技术的实践【J】.中州煤炭，2009（2）：73～74
作者简介：范小明，52岁，工程师，1985年毕业于山西煤校，采煤专业。
工作单位：内蒙古泊江海子煤矿 职务安全副总工程师
论文作者:范小明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/6
标签：工作面论文; 采空区论文; 煤层论文; 胶体论文; 支架论文; 钻孔论文; 回风论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;