综采放顶煤工作面撤架期间综合防灭火技术实践_综采工作面调架措施

2020-02-27 其他范文下载本文

综采放顶煤工作面撤架期间综合防灭火技术实践由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“综采工作面调架措施”。

综采放顶煤工作面撤架期间综合防灭火技术实践

安帅赵安德

（长春羊草煤业股份有限公司，吉林长春130000）

说明：长春羊草煤业股份有限公司二矿1023综放面通过采取综合性防灭火措施，使工作面安全顺利回撤，杜绝了自然发火事故，具有良好的技术、经济、安全效益。

长春羊草煤业股份有限公司二矿为瓦斯矿井，煤质为长焰煤，煤层自然发火期22 天，最短17天，由于该矿自然发火期短，自然发火现象严重，所以在综采放顶煤工作面撤架期间采取了打钻注水、注氮、灌浆、注防灭火泡沫及防灭火剂等综合性的防火措施，确保工作面回撤期间的正常施工，收到了良好的安全和经济效益。

一、防火的重点区域

本次共有五个区域需要进行重点防火工作：

（一）液压支架上方及后上方松散煤体或浮煤；

（二）支架后方采空区内遗留下的浮煤；

（三）综采原回风上山密闭、－300水平绕道上山密闭与－260回风密闭共同形成的采空区及原9203小面采空区；

（四）综采回风巷及其三个岔点顶部浮煤；

（五）综采边界上山封闭区内浮煤。

二、自然发火危险性分析

（一）液压支架上方松散煤体或浮煤。由于工作面处于准备条件期间，历时时间长，挂网及推进度慢，采空区注入的氮气不容易达到这些地点，架上松散煤体或浮煤长期氧化蓄热而自然发火；

（二）支架后方采空区内遗留下的浮煤。由于工作面仰采，回采率低，后排遗留浮煤较多，准备条件期间推进度慢，久而久之，氧化蓄热而造成自然发火；

（三）综采原回风上山密闭、－300绕道上山密闭与－260回风

密闭共同形成的采空区及原9203小面采空区。以上三道密闭中，由于综采回风二道闭处于动压区内，极易压坏或垮塌而导致与综采空区连通，造成封闭区内浮煤氧化而自然发火。另原9203回风闭虽已封在上述三处闭内，但封闭前即已显现压力，并且极可能将随动压的加剧而彻底垮塌，造成9203老空区与新封闭区及综采空区相通，造成新老空区氧化自然发火，还会影响对发火区域判断上的困难；

（四）综采回风巷及其三个岔点顶部松散煤体及浮煤。随着综采超前压力的显现，回风巷及三个岔点帮顶煤体均将受压而松散破碎，裂隙增多造成氧化蓄热，久之则自燃；

（五）综采边界上山封闭段浮煤。由于超前压力的作用，此上山回收后帮、顶煤体松散而垮落于底板，长期漏风氧化蓄热而自然发火。

三、防治措施

（一）液压支架上方松散煤体或浮煤。

1、准备挂网期间，即停架前打钻注水

（1）从煤壁侧向架上打钻注水。工作面每推进2m，在工作面正帮煤壁处用锚杆机、煤电钻或岩石电钻向支架上方打钻，沿倾斜方向每隔3个支架布钻孔1个，即第1轮打1、4、7……支架，第2轮打2、5、8……支架，第3轮打3、6、9……支架，这样每推进6m即可将所有支架上部均打钻1个，钻孔终孔在走向上位于前后立柱之间，垂直方向要到达顶板，钻孔全程下6分或1寸套管，在最前端一节或第二节封孔后用高压喷雾泵及地面灌浆系统注阻化剂溶液，每次可同时注3～4个孔，经计算，在护帮板处施工的钻孔，其长度在8－10米之间时，倾斜于空区侧的角度为70度左右，孔长在6－8米，倾斜于空区侧的角度为65度左右；

（2）除上述煤壁侧钻孔外，还要在前立柱与溜子间或前立柱与后立柱间向尾梁上方打钻注水。钻孔倾斜于空区侧3－5°左右施工钻孔到顶板处注水，以补充煤壁侧钻孔可能出现的注水空白；

（3）根据检查及打钻注水情况，如发现局部段架上氧化升温或有可疑情况，则除正帮煤壁处打钻外，还要在所有判断升温的支架前后立柱之间倾斜于空区侧5°左右施工钻孔到顶板处，根据实际效果和需要每架间分别补打注水钻孔1－2个，即利用补充钻孔重点将尾梁和后立柱上方浮煤彻底浇透；

（4）根据现场实际情况，如与综采放炮、挂网冲突时，则灵活机动地转移到其它地点施工，但原则上不能停工，另架子侧护板打不开的地点，要找跟班矿长及综采跟班段长进行协调，以保证均能打开，如经努力但最终仍无法打开，则在煤壁侧施工扇形孔，即加密钻孔，争取全部覆盖；

（5）由边界上山及消火道向架上打钻注水。即分别从上部边界上山、－300石门及下部新掘消火道分别向工作面架上施工消火钻，每5架布孔一个，钻孔全程下1.5寸套管，套管间采用螺旋丝扣连接，封孔后先用地面灌浆系统注阻化剂溶液，然后用高压注浆泵逐个孔注白泥，白泥与水配比为1：3左右（白土：水＝1：3）。

2、停架后打钻注水

（1）支架到位，停架后由架间向顶板打钻注水，保证架上、尾梁上所有松散煤体及浮煤均能全部注水覆盖，防止发热自燃。每个架间均施工3个钻孔，即在尾梁处向后上方网上空区施工1个注水钻孔，倾角在60°左右；在后立柱向架上顶板内施工1个钻孔，钻孔要求向尾梁方向倾斜，与铅垂方向夹角在15°左右；在前立柱垂直向顶板位置施工1个注水钻孔；三个钻孔中，尾梁处钻孔施工深度在2－3米左右注水，其余2个钻孔均施工到顶板岩石（即超过顶板浮煤的后封孔注水，如注水覆盖面不能达到必须全部彻底浇透为止；

（2）在上（－300石门）、下部新掘消火道向所有支架后上方打钻孔注水，每5架1个钻孔，共计14个，每个钻孔控制5个支架，钻孔内全程下1.5寸铁管作为套皮管，直径终孔位置在走向上位于支 3

架后方5米处，铅垂方向上位于顶板处，封孔后先注水，标准是所有支架上部浮煤全部湿透并淋水，注水后每个孔再利用高压泥浆泵注白泥，包裹浮煤，封堵漏风。

（二）支架后方采空区内遗留下的浮煤打钻注水及注白泥。

1、准备挂网期间，即停架前打钻注水或注阻化剂溶液（1）从工作面侧沿架间向采空区打钻注水。至少使用2台岩石爬道钻从架间同时施工，终孔位置为后排空区深度约15～20米处，倾角根据现场实际情况具体确定，一般在+30～+35度之间，要求终孔位置打到采空区上部的直接顶为止。第一轮为每间隔2架打一钻，第二轮在此2架间施工，第三轮开始必须逐个架间顺序施工。共分若干轮，直到撤架结束为止；

（2）施工钻孔时边钻边注水，每钻进及退出一节钻杆注水时间不少于10min，以彻底浇透浮煤，第一轮结束后立即开始第二轮打钻注水，原则上每台钻机每小班只施工一个钻孔并逐节注水，以确保施工质量及注水收到良好的效果；

（3）从架间施工，若局部段架子无法打开，则在工作面煤壁硬帮处沿架上向后排打钻注水，倾角根据现场实际确定，终孔位置、注水方法及要求与其它架间钻孔相同；

（4）综采面必须至少保证有两个注水水源，期间设三通阀门，并保证24小时连续保证供给钻孔注水并且水压充足。

（5）架间向后排打钻注水要有单独的记录本，每班打钻及注水工作必须由施工人清晰、完整、真实的填写。

2、停架后至撤架结束打钻注水及注阻化剂溶液施工钻孔及注水、注阻化剂工作与停架前要求相同。

3、注氮

（1）注氮流量。根据现注氮机产氮气量，经现场观测可达到1000 m3/h，氮气浓度不得低于97%，撤架过程中可根据实际情况调节注氮 4

量；

（2）注氮埋管。停架前利用综采空区内部已埋立式（现埋深18米，停架后为25米左右，高2.5米左右）进行连续注氮，停与新埋立式注氮管(花眼高度在底板以上3米左右，停采时埋深7米左右)并联注氮，惰化空区。

4、注浆

（1）拖管注浆。停架前及停架后，利用上隅角预埋2寸注浆托管（停架前后注浆托始终保持埋进12m）向后排间断注浆及注阻化剂溶液。本采面属仰采，上下顺槽均为负坡，故浆水注入后会自动流向后排空区及下部空区，有利于防止自然发火；

（2）埋管注浆。开始挂网时，即在上隅角重新埋设2寸注浆管路一根，用法兰盘连接向外引出，停架时埋入空区7米左右，利用此管对后排空区间断注浆。

5、注防灭火泡沫及防灭火剂

（1）注泡沫的时机。当空区内CO浓度超过0.03%后并有逐渐升高的趋势，注氮及打钻注水等措施仍不能有效控制时，则必须注防灭火泡沫及防灭火火剂，即在沿工作面后排0～30米范围内每隔3个支架向支架后排打钻注防灭火泡沫及灭火剂，钻孔终孔位置打到工作面支架后排空区上部的直接顶为止，钻孔终孔位置为工作面走向支架后排空区15～20米，（2）注泡沫的设备。利用高压注水泵连接氮气管路，通过高压管路进行；

（3）压注方法。施工钻孔时边施工边注防灭火泡沫及灭火剂，每个钻孔钻进5m、10m、15m及20m时分别与注防灭火泡沫管路对接，进行灌注一次每次不少于20分钟。

6、工作面撤架期间逐段封闭惰化

（1）工作面撤架开始后，由通风段负责在综采下顺帮顶完好位 5

置处施工永久料石闭一道，密闭施工时，内设4寸注氮管及1寸观测管各一根，注氮管设置阀门，墙上暂留风窗，不注氮；

（2）待工作面支架撤至20号左右，在掩护架尾梁处沿综采工作面走向施工全断面沙墙闭一道，并用三和灰抹严，同时封闭下顺密闭风窗，打开阀门与后排注氮管路并联向密闭与沙墙形成的封闭区内及采空区进行注氮，从而使已撤完架段处于惰化状态，杜绝了网上浮煤氧化和自燃发火；

（3）待工作面支架撤至40号左右时，在 40号支架下部掩护架后再施工第二道沙墙闭，依此类推，大约每撤15－20个支架即施工沙墙一道，逐段惰化，施工及注氮方式方法与第一次相同。

7、加强人工检查及观测

（1）每小班由通风段跟班段长及瓦检员负责对工作面全部支架架上、架间顶板、尾梁上部、后部网后浮煤及回风巷、入风巷顶板温度利用远红外测温仪至少全面测量一次，并做好记录，形成报表上报有关领导，如发现有超过其它支架正常温度2℃以上或有超过25℃地点等异常情况时立即汇报矿调度、跟班段长及矿长及公司跟班人员，并协同查明原因采取措施及时进行处理；

（2）待工作面定位后，由通风段负责对工作面架间顶板、尾梁上部每隔2～3个支架下设热敏电阻一个，用以检查架间顶板、尾梁上部的温度情况；

（3）待支架定位后由通风段负责在工作面上下部各准备一根3m长，前0.3～0.5m内带有花眼的6分铁管水针向支架、尾梁及后排顶板用人工插入过5分钟拔出检查温度，并对温度相对较高处及重点部位连续注水。

8、束管监测、热敏电阻测量温度防火

（1）在综采工作面上回风隅角后排重新埋设监测束管及热敏电阻与原束管（埋入15米）及热敏电阻一同向外引出；

（2）束管内有害气体浓度每小班由综采面瓦检员进行一次全面检测及测热敏电阻的阻值；并作好记录，并负责每原班进行一次取样送到通风段利用现有KSS-200气体化验分析仪进行化验分析，化验分析的内容为： CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等气体；

（3）每原班束管内有害气进行一次抽气取样利用现有KSS-200气体化验分析仪进行化验分析，化验结果以报表形式上报有关领导，对比化验结果，不同之处必须查明原因；

（4）一旦发现采面回风及采空区内的CO和C2H6、C2H4、C2H2发火标志性气体浓度及待测地点温度有增高趋势，立即汇报有关领导及部门，以便根据实际情况采取措施进行处理；

（5）每小班由通风段1023综采工作面瓦检员负责全面检查一次束管监测系统及管路的完好情况，确保束管正常使用；

（三）综采原回风上山闭、－300绕道上山闭与－260回风闭共同形成的采空区及原9203小面采空区。

（1）堵漏。即将水玻璃：水泥：白土：水＝1：3：6：12的混合溶液注入三处夹馅闭内，其中回风上山闭内注入不少于20ｍ3，绕道上山闭内不少于12ｍ3，－260回风上山闭内达到充满为止，三处夹馅闭注三合灰充严后，隔绝了漏风供氧，使其所封闭的空区及与其相连的9203老空区本身即达到防火要求，同时又与综采空区达到彻底隔绝，防火上相互独立，互不影响，极利于分区防火；

（2）注氮。绕道上山闭内及原回风上山闭内均引出2寸通管一根即作为措施管、观测管，同时又可作注氮管使用，一旦发现此空区内有氧化迹象时，即通过二根注氮管向两处注氮防火；

（3）注白泥或黄泥浆。如发现空区内有氧化迹象时，则通过－260回风闭预留管向闭内注入白泥或黄泥浆，浸湿及包裹空区内浮煤，消灭或抑制其发火；

（4）每班一次对三处密闭完好性检查，及时发现失修情况，并 7

及时进行维修、处理密闭，必要时采取措施补砌密闭，采取喷浆或注三合灰等措施堵严；

（5）每小班对闭内有害气体尤其是CO和温度进行一次检查，每原班对闭内有害气体取样化验分析，以尽早发现异常情况并提前采取措施。

（四）综采回风巷及其三个岔点顶部浮煤。

（1）回风巷顶板打钻注水。从上隅角开始，一直到撤架通道风门为止，沿回风巷顶板每1.6米（2架棚）布置钻孔一个，下1寸套管封孔注水；

（2）岔点打钻注水。三个岔点中，上隅角处岔点为原回风上山口，挂网期间不再外露，因此要采取煤打眼封孔注水与爬道钻打钻注水综合进行，其余两个岔点均可采用煤电钻打孔封孔注水进行，要求布孔和注水时要全部覆盖每个岔点周围的全部松散煤体，否则必须补孔；

（3）要求以上钻孔均要贯穿顶板松散煤体一直到达顶板岩石，封孔处必须位于顶板最上一节管处，保证每孔均为居高临下进行注水，使浸润面积达到最大；

（4）每小班对三个岔点有害气体尤其是CO和温度进行一次检查，以尽早发现异常情况并提前采取措施处理。

（五）综采边界上山封闭区内浮煤。

（1）严封闭，隔绝漏风供氧。入风侧砌筑沙墙及永久闭各一道，中间夹馅内注三合灰或罗克休充严，回风侧砌沙墙一道并挂网满抹，杜绝向封闭区漏风供氧；