阜新矿业集团有限责任公司 阜新市 123000
提要：介绍了恒大煤业公司为了缓解接续紧张，提高回采率，对开采易自燃发火煤层的2231综放工作面采取精采细采技术和防火措施，有效的提高了采面回采率，控制了工作面自然发火隐患，提高工作面服务时间，取得了可观的经济效益。
关键词：精采细采 采空区防火
综放工作面回采率低，同时采空区遗煤易自燃，为达到综放面精采细采、多回收煤量目的，推进度减缓，必然造成采煤与防火的矛盾。
1 概况
2231综放工作面，所开采煤层为易自然煤层，设计面长165m，采高7.1m。在开采二个月后，可采走向剩余359m，按85%回采率储量为48.2万吨。按初期开采的有效防火推进度为59米，预计还可服务6.08个月。如果降低推进度，通过精采细采措施可提高回采率，但受采空区遗煤发火威胁。因此在降低推进速度条件下，必须能够有效治理发火隐患，是该面开采面必须解决的问题。
2 解决方案
2.1 精采细采方案
（1）通过对采面第10台支架对顶底板煤层情况进行钻探写实，掌握顶底板煤层情况，确定开采层位，和指导放煤。
（2）通过对顺槽每40米打一个探眼，探明底板煤层情况，确定顺槽进行拉底或挑顶。
2.2 防火方案
（1）通过前期开采，在束管监控反映的数据基础上，准确地划分出工作面正常推进情况下，采空区 “三带”范围步距为散热带宽度11—17m米、氧化带宽度（11-17）m—（41-44）m、窒息带宽度41—44m以上。
（2）通过采取上、下三角定距注砂，日常堵漏减少采空区漏风。进而缩小氮化带距离。
（3）利用束管系统对采空区氧化带定点注氮，降低注氮段采空区氧含量，达到缩小氧化带目的。
（4）利用束管系统监测采空区气体情况，并验证采取措施后的采空区“三带”范围。
3 2231综放工作面精采细采和采空区防火措施实施
3.1工作面精采细采措施
1.每推进4.8米，在工作面每10台对工作面煤层顶底板进行写实，探明顶底板煤层情况，每天由技术人员指导现场工人如何放煤。
2.根据工作底板煤层情况，确定工作面开采层位，底板煤层变厚时进行卧底追煤，尽量回收煤炭。
3.对2231回风顺槽超前支护外巷道底板每35米进行探眼写实，探明2231回风顺槽底板有一层平均厚度在0.7～1.2米煤层。因此决定回顺全部进行拉底。
4.工作面每推进一刀后，煤炭放净后方可推下一刀，放煤时要求多轮、多点同时放煤，保证生产煤量。
3.2采空防火措施
1.灌浆注砂防火：
（1）上下三角注砂。工作面每推进15米，在上、下隅角各一个注砂高顶管，并打木垛保护好。在高顶管埋入采空区45米后此高顶管做废。每个高顶管埋入老塘15米后利用地面灌浆注砂系统进行注砂；下设高顶管时，要对下设地点挑出高顶。高顶管吊挂高度距底板高度不得低于4.0m。
(2)架间顶管注砂。
在工作面每隔10台支架在架间顶管，每推进15米后进行循环注砂。每次注砂要求注砂高度使水延满到支架顶梁。
2.采空区注氮
（1）氮气释放口深度的确定：根据工作面采空区“三带”划分范围和漏风曲线图，采空区在11m-17米后进入氧化带，因此在工作面下隅角每间隔15米埋设一趟Ф108mm钢管，进入采空区15米后开始对该趟高顶注氮，并重新下一趟高顶，在注氮高顶管进入老塘45米后，对此管进行报废。
(2)上覆采空区注氮：自工作面下隅角开始，沿运顺向外每50米在巷道顶板向上幅2131采空区施工一组（两个φ）钻孔，钻孔深入到上幅采空区内，其中：一个钻孔用于对上覆采空区注氮，进一步对采空区进行惰化；另一个钻孔作为观测孔，用于检测上覆采空区内气体变化及取样化验，上好“U”型压差计，通过调节上幅采空区注氮与瓦斯抽采量，将上幅采空区压力控制在0-50pa。
3.采空区上、下隅角堵漏
在工作面上、下隅角每一个循环各砌丝袋闭一道，砌丝袋闭时必须破网，将丝袋闭砌好后塞严塞实。
4.工作面降温
(1)前梁架间施工注水钻孔注水降温。
工作面支架前梁架间实体顶板每隔2台施工一处注水孔，注水孔要打到煤层顶板，孔深5—7米，钻孔内下6分铁管，下管长度2—3米，然后采用马丽散进行封孔，封孔长度1米。对接好清水管路对钻孔进行注水。
(2)尾梁向采空区插管注水降温。
尾梁向采空区每3—5台支架插6分铁管进行注水工作，插管深度1—1.5m，插管位置与工作面前梁施工注水孔的方法相同，然后对接清水管路，进行循环注水。
(3)工作面支架前梁架间顶板浮煤临时插管注水降温。利用6分铁管，管前段做成尖管，插入工作面前梁浮煤1—1.5m深，然后对接清水管路进行注水。
(4)注水要求：前梁注水孔注水以前梁顶板煤体有淋水时，即可停止注水。尾梁老塘注水以老塘煤体充分湿润为准。
5.工作面采空区洒阻化剂
在2231工作面底板进入采空区前，在工作面喷洒浓度20%氯化镁溶液，来延长采空区浮煤自然发火期。
6.预测预报和效果检验
（1）利用束管对采空区“三带”进行重新划分
在下隅角、10#架后、69#架后、83#架后、97#架后、上隅角处，埋设监测束管。对老塘内CO、CH4、C2H4、O2等气体进行分析，确定出采空区的三带，并绘制出图样。工作面每推进30米，工作面老塘重新下设一趟监测束管，2231工作面瓦检员每班至少对监测束管检查2次。
2231综放工作面采空区“三带”范围步距缩短，散热带宽度10—12m、氧化带宽度（10-12）m—（33-35）m、窒息带宽度33—35m以后。
（2）取样化验分析：
每班利用束管系统和人工检查对采空区气体进行分析，如有发火隐患、及时处理。
（3）效果检验
通过实测采空氧化带宽度缩小了6-9米，为放缓开采防火提供了保障，也为更好地回收煤炭提供了时间。证明采取的综合防火措施能够保障工作面精采细采措施的落实。
4 取得的成果
通过对采面的写实，对现场放煤更具指导性，通过探眼将底板煤炭采出，使采高平均增加0.7m。在采取综合采空区防火措施后使采面精采细采措施得到落实。取得以下成果：
1.防治了自然发火
综放面回采期间，通过气体分析化验，一氧化碳、乙烯自燃标志性气体指标没有超过临界值，没有出现自然发火情况，确保了工作面安全回采。
2.经济效益
采取精采细采后工作面采高平均增加0.7m，回采率提高至95%， 2231综放工作面后期实际产量为：可采走向359m×面长165m×采高7.8m×1.35×95%=59万吨。比设计可采产量增加10.8万吨。按照吨煤售价520元计算，增加收入5616万元，多创造利润2376万元。
3.缓解了接续
通过精采细降低了采面推进度，2231综放工作面服务时间增加1.5个月时间，使恒大公司采掘接续情况得到缓解，避免了接续失调，人员和设备的闲置，减少了巷道准备量，节约成本135万元。
5 结束语
采取综合防火措施对2231综放工作面采空区防火取得的成功，为恒大公司其他类似工作面的精采细采提供了实际经验，为提高易自然煤层的综放面提高回采率提供了经验，为延长矿井服务年限提供了保障。
作者简历：刘彦平，（1962年4月），男，硕士研究生学历，2009年1月毕业于辽宁工程技术大学采矿工程专业，现任阜新矿业集团公司董事长，职称：高级工程师。
论文作者:刘彦平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/29
标签：采空区论文; 工作面论文; 煤层论文; 底板论文; 精采论文; 钻孔论文; 顶板论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;