特大均壓綜放工作面停采回撤期間防滅火技術的研究與應用①

李斯昊 張景鋼

(1.平朔煤業有限責任公司通風救護部，山西朔州 036002;2.華北科技學院安全工程學院，北京東燕郊 101601)

特大均壓綜放工作面停采回撤期間防滅火技術的研究與應用①

李斯昊1②張景鋼2

(1.平朔煤業有限責任公司通風救護部，山西朔州 036002;2.華北科技學院安全工程學院，北京東燕郊 101601)

針對平朔公司井工一礦9004工作面存在煤層厚度大、采空區遺煤多、采用均壓通風、工作面設備多等問題，本文提出了工作面停采、工作面回撤以及采空區封閉后的主要防滅火技術措施。為了提高易燃厚煤層超長孤島綜放工作面在終采和回撤期間的防火安全，根據煤自然發火防治理論和孤島綜放工作面自燃特點，提出了全工作面支架壁后鋪設風筒布堵漏防滅火技術，研究了快速回撤工藝，開發出快速裝卸平臺，從而大大增加了終采和回撤期間的安全性，為安全生產提供了保障。

工作面回撤;均壓;防滅火;措施;通風

1 工作面概況

平朔公司井工一礦9004工作面為上窯采區最后一個工作面，工作面走向長1320 m，傾向長250m，煤層厚13.1 m，傾角0°～4°。該面北鄰安家嶺露天礦保安煤柱，西鄰9003采空區，南為東翼大巷保護煤柱。工作面采用綜采放頂煤回采工藝，“U”通風方式，工作面絕對瓦斯涌出量為0.0288m3/min，相對涌出量為0.0113 m3/t，煤層具有自燃傾向性，等級為Ⅱ級。

工作面的主要設備有：ZFS8000/23/37型放頂煤液壓支架160臺、ZFG8000/23/37H型放頂煤過渡液壓支架9臺、艾克夫SL150型采煤機1臺、SGZ1000/2×700型刮板輸送機(架前后)2部、SZZ1200/700型橋式刮板轉載輸送機1部、PCM400型破碎機1臺、移動變電站5臺及其他照明、排水、開關等設備。

該工作面于2009年7月16日開始回采，2010年2月回采結束。在回采過程中，曾經出現煙霧，頂板冒落高溫的火炭等情況，經火源探測分析，由于采用綜采放頂煤開采，上部4號煤采空區煤層火區引燃下部9號層采空區［1］。后經采用均壓通風、井下注氮、地面注三項泡沫等措施后，消除了自燃高溫點，井下巷道各類有害氣體濃度均降到了規程濃度以下，確保了工作面的順利回采。

2 回撤期間存在問題

9004工作面回采至距離停采線70m時，工作面開始準備回撤，經研究分析，有以下五方面困難：

1)上部采空區自燃火源是否完全熄滅，尚不清楚。

2)與上方4104工作面停采位置距離較近在鋪網上繩期間，工作面可能出現壓力增大、頂板破碎、片幫嚴重等壓力顯現［2］。

3)頂煤較厚，尤其是停采線附近，而煤體較破碎，易于離層、冒落，使得巷道煤體自燃危險性增加。

4)工作面采用均壓系統，均壓系統的好壞決定了工作面回撤期間通風系統的穩定，而工作面設備較大，回撤時難免對通風設施造成損壞，給工作面造成了不穩定因素。

5)工作面機械設備多，搬出時間長等問題均增加了防滅火工作的技術難度。

3 停采撤架期間防滅火技術

3.1 停采前

1)在距工作面停采線40 m時，必須將工作面頂煤放干凈，一直放到金屬網落地為止，形成至少20 m的矸石隔離帶，以防止工作面停面后，老塘浮煤氧化自燃［3］。

2)當工作面距離停采線還有9 m時，開始在工作面上下隅角打木垛。木垛沿工作面走向方向單排布置，木垛間距0.6 m。隨著工作面的推進，在上下隅角再各打兩個木垛，靠煤幫側木垛的要求同老塘側。上下隅角共打6個木垛?？棵簬蛡鹊哪径獾囊笸咸羵?。

3)木垛之間用FSA快壘材料砌隔離墻，墻體要緊貼垮落區，墻高接頂，FSA材料與碎煤的比例為1∶20。墻內注羅克休，直到注實為止，以減少向采空區漏風，降低供氧條件［4］。

4)預埋注漿管。在工作面進、回風巷最后一道阻燃隔離墻內2～5 m留一路4寸管路做注漿管。在停放煤線內側各增設一路注漿管。

5)加強煤炭自燃預測預報。除正常瓦斯巡檢外，利用束管監控、紅外探測、人工取樣等技術手段，每天對采空區分析采樣，監測浮煤自熱情況，根據氣體濃度、溫度等參數的變化及時調整工作面風量，增加防火安全系數［5］。

圖1 拆除前工作面及回撤通道支護示意圖

3.2 設備回撤期間

1)指派專人對9004均壓系統的風門進行看管。必須開一道、關一道，嚴禁將兩道風門同時打開，以免造成風流短路。

2)每拆4臺支架，在拆除通道煤幫側用150× 100×1200mm道木打一木垛，以維護拆除通道空間，同時每拆一架用一根3m長的半圓木斜立在拆除通道煤幫，形成三角區通風道，防止冒落將風道堵死，造成回撤點無風、使有害氣體超限或缺氧。

3)在工作面的回撤迎頭、中部絞車處、上口絞車處增加多參數氣體檢測儀，以便隨時監測作業地點的氣體情況。

4)在9003均壓硐室安裝一臺DBKJ－№6.0/2×18.5kW風機，當9004回撤上部支架處缺氧或有害氣體超限時立即延接風筒開啟局部通風機供風。

3.3 封閉

1)構筑防火密閉墻。在位于9004主、輔運巷距采空區20m處，各構筑2防火密閉墻道，材料使用水泥磚，內墻厚900mm，外墻厚900 mm，兩墻間距500mm，中間灌注羅克休防漏風(如圖3)。

2)構筑盲巷密閉墻

在位于9004主、輔運巷距9004輔運二聯巷口5m處各構筑兩道盲巷密閉墻，材料使用紅磚墻厚500mm。

在離底板高度為墻高2/3處設置直徑為2寸的觀察孔，用于觀測壓差、氣溫、取氣樣等，離底板0.3m處安裝直徑為4寸的放水管，并帶有閥門用于觀測水溫度、釋放積水，頂部安裝直徑為4寸的注漿管，用于采后注漿，三孔與外邊的盲巷密閉相聯通［6］。

3)噴漿。對盲巷密閉墻進行噴漿處理。

3.4 封閉后的防滅火技術措施

1)拆除9004主輔二聯巷風門墻對9004采空區實施均壓管理，防止采空區漏風［7］。

2)在9004主輔二聯巷的注漿管路上依次接支管到各聯巷密閉墻的注漿管，對9004采空區進行注漿，直到注實停采線。

圖2 9004工作面封閉示意圖

3)每天對密閉墻內、外氣體情況進行取樣分析。

4 應用效果

圖3 防火密閉墻建造結構示意圖

由于在工作面回撤過程中采取的防火措施得當，落實到位，回撤協調有力，僅用20天便完成了工作面設備回撤，5天完成了封閉，密閉前，各種環境參數均在《規程》要求范圍之內;封閉后，9004主、輔運巷累計注漿9500 m3，目前，觀測孔已被堵滿。工作面的成功回撤為今后綜放均壓工作面回撤問題提供了經驗，也為其他礦井解決同類問題提供了思路和借鑒經驗，相信這項技術在今后的煤礦生產行業中將被廣泛應用，成為該行業中一項重要的技術和經驗。

［1］宋永津.煤礦均壓防滅火［M］.北京：煤炭工業出版社，2002

［2］張國樞，等.通風安全學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1999

［3］姜巖石，張文遠，姜孝文，張文華，魏國山，羅正時，朱亞彪.小康礦S1W1綜采工作面火區啟封回撤的防滅火技術［J］.煤炭安全，2001 (10)：10：5－6

［4］馬超，趙云峰.孤島綜放工作面終采及回撤期間防滅火技術［J］.煤炭科學技術，2008，36 (11)：39－41

［5］林東才，耿獻文.均壓防滅火技術的應用及效果分析［J］.礦業安全與環保，2001，28 (1)：37－38

［6］李韌杰.氡析出率的測定及其影響因素的探討［J］.鈾礦冶，2000，(2)：56－61

［7］趙耀江，鄔劍明.測氡探火機理研究［J］.煤炭學報，2003，(6)：260－263

Large Pressure Stop In Face During Mining Retracement Of The Fire Fighting Technology Research And Application

LI Sihao1，ZHANG Jinggang2

(1.Pingshuo Coal Industry Co.Ltd ventilation Ambulance Department，Shuozhou Shanxi036002;2.the College of Safety Engineering，North China Institute of Science and Technology，Yanjiao Beijing-East101601)

For a mining company Pingshuo face 9004 with problems of in thick，Gobs more coal，the use of pressure ventilation and face many equipments raised face stopping，Face retracement And the main technical measures against fire after the gob is closed.In order to avoid the happening of the many problems to mine with all kinds of loss，it can be find many ways to solve those problems in the thesis.Through theoretical study and practical exploration，it achieves good results，and ensures the smooth face retracemently，and guidance to face the retracement Pressure Ventilation with reference.It accumulates valuable experience for the problem of Face Pressure to Withdraw caving and also it provides a way and experience to solve similar problems for other mines.Greatly improved the safety of the Past of the end of the period，and provides the guarantee for safe production.

Face retracement;Pressure;Fire Fighting;Measure;Aeration

TD75+3

A

1672－7169(2011)03－0016－03

2011－04－21

李斯昊(1982－)，男，河北唐山人，太原理工大學在職研究生，平朔通風救護部助理工程師。