大傾角多斷層綜采工作面收作期間防滅火分析

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摘要：1111(3)綜采面是潘北礦首采面。該工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，傾角大斷層多。該工作面在收作刷面期間采空區(qū)出現(xiàn)了發(fā)火預(yù)兆，后采取了有針對(duì)性又經(jīng)濟(jì)的綜合防滅火措施，對(duì)類似工作面在收作刷面期間防滅火上，具有一定的借鑒意義。 
　　關(guān)鍵詞：鉆孔灌漿　漏風(fēng)　風(fēng)壓差 
　　 
　　1、工作面概況： 
　　 
　　1111(3)綜采工作面走向長(zhǎng)1260m，傾斜長(zhǎng)160m，斜面積201600m2，平均煤厚4.0m，容重1.42t/m3，可采儲(chǔ)量約為106萬(wàn)噸。工作面采用區(qū)內(nèi)后退走向長(zhǎng)壁式，一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，采用u型通風(fēng)方式。工作面標(biāo)高為494m-392m。13-1煤層呈塊狀及粉末狀，煤層產(chǎn)狀變化較大，煤層產(chǎn)狀為：傾向20-43°∠9-42°，13-1煤厚2.0-6.0m，平均煤厚4.0m。13-1煤有1-2層夾矸，上層夾矸厚0.3-1.2m，夾矸巖性為泥巖；下層夾矸厚0.1-0.4m平均厚0.2m。該工作面為一單斜構(gòu)造，工作面共揭露9條落差2.5米以上的斷層，工作面中部有發(fā)育寬緩的褶曲。(收作期間通風(fēng)系統(tǒng)圖1) 
　　 
　　2、發(fā)火原因 
　　 
　　c13煤層具有自燃發(fā)火危險(xiǎn)，自然發(fā)火期為3-6個(gè)月，屬易自燃煤層。該工作面地質(zhì)條件較復(fù)雜，工作面收作位置位于四號(hào)異常區(qū)附近，同是此區(qū)域還存在DF5、DF6、fl三條斷層(圖2)。復(fù)雜的地質(zhì)條件造成采空區(qū)跨落不嚴(yán)實(shí)及跨落后支架頂板、后幫部存有大量遺煤，給煤炭自燃提供了必要的條件。 
　　1111(3)綜采面收作刷面期間，在工作面液壓支架頂部及后幫部出現(xiàn)CO氣體并呈持續(xù)上升趨勢(shì),CO氣體最高時(shí)達(dá)150ppm，后采取具有針對(duì)性綜合防滅火措施，防滅火取得成功。 
　　 
　　3、綜合防滅火措施 
　　 
　　3.1　上隅角埋管灌漿 
　　由于該工作面傾角較大，工作面上隅角灌漿時(shí)，易在煤巖裂隙問(wèn)形成固定的聚漿通道，達(dá)不到灌漿防火的預(yù)期效果。因此采取了錯(cuò)茬埋注漿管的方法。收作前期分別向采空區(qū)內(nèi)預(yù)埋三根鐵管。長(zhǎng)度為10米、20米、30米。此種灌漿方法同時(shí)也解決了，大傾角綜采面收作時(shí)易在上隅角聚熱的問(wèn)題。

3.2　鉆孔灌漿 
　　為了準(zhǔn)確判斷高溫點(diǎn)的具體位置，分別在架檔間打孔取樣，通過(guò)分析氣樣，確定高溫點(diǎn)的大致范圍。在架檔高溫點(diǎn)附近，利用煤電鉆在三個(gè)不同的角度(圖3)預(yù)埋人三根鐵管(1吋鐵管做為鉆桿，第一根為帶眼花管前方焊接鉆頭)，伸入采空內(nèi)的長(zhǎng)度不少于5米；灌漿時(shí)從工作面上隅角逐架逐管向下隅角方向灌注，每次的灌注到局部出漿時(shí)停止，此方法有效降低了支架頂板及后幫部煤體的溫度。 
　　3.3　頂板走向孔灌漿 
　　根據(jù)工作面停采線所處的地質(zhì)構(gòu)造(斷層附近存有大量遺煤)，利用高位鉆場(chǎng)向采空區(qū)施工頂板走向鉆孔(見(jiàn)圖4)，終孔位置控制在77～87架后大致范圍內(nèi)。采用此方法有效降低了斷層附近遺煤的溫度，泥漿膠結(jié)后形成隔離帶，也減少了采空區(qū)后部CO向工作面的流入量。 
　　3.4　上風(fēng)巷煤壁邊孔注漿 
　　在上風(fēng)巷鉆場(chǎng)附近向工作面架頂方向施工注漿鉆孔(見(jiàn)圖4)，鉆孔終孔位置控制在50-86架架頂范圍內(nèi)，鉆孔施工完畢后及時(shí)與上風(fēng)巷注漿管路合茬注漿。此方法有效降低了架頂遺煤的溫度。 
　　3.5　注氮滅火 
　　收作前在下順槽預(yù)埋兩路注氮管，埋人采空區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)不少于20米為宜，氮?dú)忉尫趴诟哂诘装?，與工作面保持平行，并用堅(jiān)硬的護(hù)體加以保護(hù)。潘北礦地面注氮站設(shè)2臺(tái)KDSZ-1000型變壓吸附制氮機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組的產(chǎn)氮量為1000m3／h，出口壓力0.8MPa，注氮站總能力為2000m3／h。在采空區(qū)出現(xiàn)異常期間，24小時(shí)連續(xù)向采空區(qū)注氮。 
　　3.6　控制進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)壓差 
　　該綜采面回采初期配風(fēng)量為1800m3／min，隨著工作而的推進(jìn)配風(fēng)量降至1300m3／min，收作刷面期間，為了控制進(jìn)、回風(fēng)之間的風(fēng)壓差。減少采空區(qū)的漏風(fēng)，將配風(fēng)量降至760m3／min；采空區(qū)出現(xiàn)異常期間，在400回風(fēng)聯(lián)巷砌一道調(diào)節(jié)風(fēng)窗(見(jiàn)圖1)，將配風(fēng)量降至650m3／min。此項(xiàng)措施降低了采空區(qū)的漏風(fēng)量，同時(shí)也有助于提高注氮防滅火的效果。 
　　 
　　4、總　結(jié) 

　　(1)當(dāng)采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火預(yù)兆后，應(yīng)根據(jù)頂板的冒落壓實(shí)狀況、浮煤遺留分布等狀況，通過(guò)鉆孔找出火源點(diǎn)的位置，采取有針對(duì)性、切實(shí)可行的措施； 
　　(2)大傾角綜采工作面收作時(shí)，收作位置應(yīng)盡量避免選在地質(zhì)條件復(fù)雜及構(gòu)造處； 
　　(3)頂板走向鉆孔及上風(fēng)巷煤壁邊孔應(yīng)有選擇性使用，灌漿時(shí)工作面無(wú)出水或出水量較小的灌漿孔方可使用。 
　　(4)收作時(shí)期，通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定是非常重要的，漏風(fēng)會(huì)使采空區(qū)內(nèi)的有害氣體因壓力變化而突然涌人工作面，同時(shí)漏風(fēng)也會(huì)降低防滅火期間注氮的效果，控制進(jìn)、回風(fēng)壓差的措施應(yīng)慎重。