垞城煤矿22112综采面煤层自燃防治技术

2011-04-01张义伦

采矿与岩层控制工程学报 2011年4期

关键词：化剂水幕上隅角

丁强，张义伦

（徐州矿务集团垞城煤矿，江苏徐州 221142）

垞城煤矿22112综采面煤层自燃防治技术

丁强，张义伦

（徐州矿务集团垞城煤矿，江苏徐州 221142）

分析了垞城煤矿22112综采工作面的一起煤层自燃事故的原因，介绍了对治理该工作面自燃所采取的措施、治理的效果以及应该吸取的经验教训。

自然发火;防灭火措施;效果

Technology of Preventing Coal Spontaneous Combustion in 22122 Full-mechanized Mining Face of Chacheng Colliery

2010年3月21日垞城矿22112综采工作面在上隅角发现有CO，起初浓度为10×10－6，2d后上升到300×10－6，有明显的发火征兆。如不及时采取措施，有可能造成采空区煤炭自然发火，严重威胁工作面生产和矿井安全。

1 煤层自燃原因

1.1 工作面基本概况

从22112工作面两巷掘进情况来看，该面煤层赋存不稳定，煤层结构较为复杂，中、小断层较为发育，煤层厚度1.0～2.6m，煤层倾角30～37°，由北向南渐缓。该面处在－420～－600m水平，为北一采区。上区段未采，正上方为1煤12112工作面采空区，下部为1422工作面，现均已回采结束。工作面所采煤层为2煤，与上覆1煤层间距0～4m。2煤挥发分34.87%，自然发火期3个月，煤尘具有爆炸性。该面的瓦斯绝对涌出量为1.5m3/ min，属低瓦斯区域。本面温度24～25℃。

1.2 煤层自燃原因分析

工作面煤炭自然发火与煤炭本身是否具有发火倾向、工作面推进速度及漏风通道等因素有关。正在回采的22112综采工作面所采煤层为2煤，发火期为3个月，具有发火倾向。但此工作面平均煤厚为1.6m，一次采全厚，采空区遗煤有限，不存在自燃条件。经分析由于1，2层间距较小，煤炭氧化自燃应为未采净的1煤所致。

（1）工作面推进速度慢。因工作面受断层、支架设备老化和刚组建的队伍技术不熟练等因素影响，工作面推进速度较慢。前5个月共推进105m，平均每个月的推进速度20m左右。上覆未采净的12112工作面遗有大量的浮煤，加之供氧条件较好，散热性较差，导致12112工作面采空区遗煤氧化升温，热量聚集后极易发生自燃。

（2）上、下隅角处锚杆螺母拆卸不及时，网不及时剪，造成局部悬顶，形成了漏风通道。

2 治理措施

为了查清发火点，在上隅角和工作面内每隔5架设点观察，并有专人负责，安排领导干部三班跟值班，每班测气体2～3次，重点测CO，CH4和温度3个参数。通过1d的测量和观察，初步确定在工作面86号支架处是火源点。该面向下1～86号支架CO气体基本为零，86号支架向上为递减趋势，但上隅角CO气体仍然很高。这样就基本确定86号支架上下3～5架为发火点。

在查清火源以后，主要采取以下措施:

（1）降低风量为了降低有害气体的泄漏，对可能产生的漏风通道进行重新加固，堵住可能产生的漏风通道，在工作面支架内从上到下设置一道风障，上隅角处垒防漏风墙，以减少向采空区漏风，减少有害气体的排放。另外，在满足通风要求的前提下适当降低风量以减少有害气体的排放。经计算，供风量由原先400m3/min调至350m3/min。

（2）注水降温为了降低发火点温度，从86号支架向上至96号支架架间插管向采空区进行注水。打钻深度10m左右，然后顺钻孔插入直径101mm管子，96号支架向上每3架插1根管子注水，上隅角插4根管子注水，且插入深度达到15m左右。每班不间断注水，防止遗煤氧化，湿润采空区，以工作面溢出浆水为止，并有专人进行管理。

（3）注阻化剂为了尽快切断和降灭火源，在材料巷安泵向工作面注阻化剂。阻化剂主要成分是氯化钙。将87～88号支架架间距调大，在此处一次向采空区埋入4根注浆管，注浆管采用4m的花眼钢管，将阻化剂注入管内。管子是特制的，每根管子上都钻有若干个圆孔，便于浆体渗入，使之均匀地喷洒到煤体表面，并且不间断地注入阻化剂，延缓煤的氧化过程。

（4）上隅角加装水幕喷水降温在工作面的上隅角处，架设1架净化水幕器，利用射流器不间断地向采空区内喷洒水幕，对煤体降温，防止其温度升高使其氧化加快。

通过采取以上安全技术措施，1周后，工作面CO浓度明显下降，逐步下降到（10～20）×10－6之间，在安全可控范围内，符合《煤矿安全规程》。消除了安全隐患，确保了工作面回采拆除期间的安全生产。