单县丰源实业有限公司 山东菏泽 274300
摘要：根据《煤矿安全规程》规定：针对3煤综放工作面采取了注浆防灭火、注氮防灭火、喷洒阻化剂防灭火等综合防灭火措施，能有效预防综放工作面煤层自然发火。在采煤工作面回采期间，根据现场防灭火实际情况，对综合防灭火措施进行不断优化，有效防治采煤工作面煤层自然发火，保证了矿井安全生产。
关键词：埋管注氮；阻化剂喷洒；束管检测；防灭火技术；应用创新
1 创新项目的提出背景
我矿综放工作面为首采区首个工作面，位于F11断层以北，轨道暗斜井以西，东至暗斜井保护煤柱线，西距轨道暗斜井1018m，北部为未采动的1303工作面，南部为未采动的1301工作面，四周均未采动。地面标高+39～+40 m，开采标高-722m～-812m。工作面平均走向长度940m，倾向长度160m；工作面可采面积150400m2，储量111万t。据1302轨道顺槽、胶带顺槽及切眼掘进巷道实际揭露煤层资料可知，煤层结构简单，煤层倾角在21°～27°之间，平均24°，总厚度3.0～9.2m，平均6.5m，采高2.9m，采放比1:1.27。工作面采用走向长壁式采煤法，采用综采放顶煤工艺开采，工作面选用采煤机割煤，放顶煤液压支架支护，全部垮落法管理顶板。工作面煤层为1/3焦煤，经过中国矿业大学检测，该煤层为Ⅱ类自燃煤层，有煤尘爆炸性，煤尘爆炸指数26.35％，最短发火期为50天，煤层自然发火隐患十分严重，因此我矿突出把防灭火工作作为“一通三防”工作的重中之重，不断强化管理，优化综合防灭火防治措施，确保矿井安全生产。
2 创新项目的主要内容
2.1 注浆防灭火措施
地面制浆站采用FMH-40T联合制浆机，功率40kw，灌浆量40m3/h，制浆所需黄土86.95m3/d,制浆用水量379.4m3/d，日灌浆量360m3/d。因综放工作面煤层倾角在21°～27°之间，平均24°，倾角比较大，注浆时容易造成浆液顺着低洼处自上而下流失，从而形成水道，扩散范围小，并容易造成胶带顺槽泥浆水积聚，从而妨碍运输，恶化劳动条件。采煤工作面严格执行放顶煤措施，采空区留有浮煤较少，顶板矸石及时垮落，采煤工作面架后及架间全是矸石。根据现场实际情况，在能够有效防治采煤工作面煤层自然发火，保证安全生产的前提下，暂不使用注浆防灭火措施。
2.2 注氮防灭火措施
井下制氮站采用2套DMJ-400/1.0型矿用井下移动式膜分离制氮装置，每套制氮能力400 m3/h，氮气纯度大于97％，氮气压力大于0.8MPa，电压为1140v，功率为133kW。注氮管铺设位置按U型通风方式，根据通风负压作用方向，注氮管铺设在进风顺槽，采用埋管注氮方法。
当采煤工作面开采初期和停采撤架期间，或因遇地质破碎带、断层、机电设备等原因造成工作面推进缓慢，采用连续性注氮。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工作面正常回采期间，可采用间歇性注氮。将2寸管子埋入采空区进风侧，每路管子敷设长度为60m ，用φ51mm高压胶管连接到注氮主管路上，工作面推进30米后，埋设第二路管子，用φ51mm高压胶管连接到注氮主管路上，改为第二道管路注氮，工作面正常推进后两路管路轮换注氮。为了确保管路出口畅通，管子出口位置应使用不少于2米的花管连接。
综放工作面从试产至今，在满足安全生产的条件下，为进一步降低矿井建设和运营成本，提升管理水平，不断优化注氮措施，采煤工作面回采后开始采取制氮防灭火措施，三个小班不间断进行注氮，每天进行人工取样，经束管分析后一氧化碳气体浓度稳定在24ppm以下，改为每个小班注氮4个小时，每天进行人工取样，经束管分析后一氧化碳气体浓度基本上稳定在24ppm以下，改为两个小班注氮，每个小班注氮6个小时，每天进行人工取样，分析后氧化碳气体浓度基本上稳定在24ppm以下，改为每天一个班注氮8小时，每天进行人工取样，分析后氧化碳气体浓度基本上稳定在24ppm以下，没有大的变化。
2.3 喷洒阻化剂措施
采用BH-40/2.5型矿用井下移动式阻化剂喷射泵，喷射泵连接Φ13mm的高压管敷设至工作面，每隔20米留设1个三通，通过Φ13mm的高压管向采空区及两巷喷洒阻化剂。正常回采期间每班喷洒一次，安排在检修班工作面放顶后进行。阻化剂浓度控制在20%左右，每次喷洒4700L阻化剂溶液，需用氯化钙1吨，水3700L左右。由于1302工作面严格执行放顶煤措施，采空区留有浮煤较少，顶板矸石及时垮落，采煤工作面架后及架间全是矸石，不需要喷洒阻化剂，只对两巷隅角喷洒阻化剂。每次需用氯化钙0.25吨，水930L左右，节约氯化钙0.75吨，水2770L左右。
2.4 束管检测
矿井综放工作面安设1套KSS-200火灾束管监测预报系统，井下束管敷设至采煤工作面，束管监测系统在轨道顺槽采空区敷设一路单芯束管，胶带顺槽分别在采空区及回风隅角敷设一路单芯束管，胶带顺槽回风隅角束管随工作面推采向外移动，并与回风暗斜井束管主管路连接，通至地面监测室，对采空区 O2、CO、CO2、N2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6等气体含量的监测，实现对工作面在线连续监测；安排专人定期在自然发火观测点采取气样，利用气相色谱分析仪进行分析。
3 创新项目的运用效果
从综放工作面回采开始，根据现场防灭火实际情况，对综合防灭火措施进行不断优化，既保证了矿井安全生产，又节省了人力、物力，为我矿节约了大量的资金费用。
结束语
通过对我矿综放工作面综合防灭火措施的不断优化，即有效的控制了煤层自然发火事故的发生，又节约了大量的资金费用，随着煤层开采的不断延深，一些新的问题会不断出现，所以对煤矿防灭火的控制要不断的创新和完善，在实际运用过程中应根据实际条件摸索出适合的防灭火方法。
参考文献：
[1]刘小舟.煤矿火灾预防与防治技术现状[J].煤矿现代化，2008，(5:)257.
[2]徐精彩，张辛亥，文虎，邓军.煤层自燃胶体防灭火理论与技术[M].煤炭工业出版社2007.12.
论文作者:魏增金
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/12/4
标签：工作面论文; 煤层论文; 采空区论文; 措施论文; 氧化碳论文; 斜井论文; 矿井论文; 《防护工程》2017年第17期论文;