特大均压综放工作面停采回撤期间防灭火技术的研究与应用①

李斯昊 张景钢

(1.平朔煤业有限责任公司通风救护部，山西朔州 036002;2.华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊 101601)

特大均压综放工作面停采回撤期间防灭火技术的研究与应用①

李斯昊1②张景钢2

(1.平朔煤业有限责任公司通风救护部，山西朔州 036002;2.华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊 101601)

针对平朔公司井工一矿9004工作面存在煤层厚度大、采空区遗煤多、采用均压通风、工作面设备多等问题，本文提出了工作面停采、工作面回撤以及采空区封闭后的主要防灭火技术措施。为了提高易燃厚煤层超长孤岛综放工作面在终采和回撤期间的防火安全，根据煤自然发火防治理论和孤岛综放工作面自燃特点，提出了全工作面支架壁后铺设风筒布堵漏防灭火技术，研究了快速回撤工艺，开发出快速装卸平台，从而大大增加了终采和回撤期间的安全性，为安全生产提供了保障。

工作面回撤;均压;防灭火;措施;通风

1 工作面概况

平朔公司井工一矿9004工作面为上窑采区最后一个工作面，工作面走向长1320 m，倾向长250m，煤层厚13.1 m，倾角0°～4°。该面北邻安家岭露天矿保安煤柱，西邻9003采空区，南为东翼大巷保护煤柱。工作面采用综采放顶煤回采工艺，“U”通风方式，工作面绝对瓦斯涌出量为0.0288m3/min，相对涌出量为0.0113 m3/t，煤层具有自燃倾向性，等级为Ⅱ级。

工作面的主要设备有：ZFS8000/23/37型放顶煤液压支架160台、ZFG8000/23/37H型放顶煤过渡液压支架9台、艾克夫SL150型采煤机1台、SGZ1000/2×700型刮板输送机(架前后)2部、SZZ1200/700型桥式刮板转载输送机1部、PCM400型破碎机1台、移动变电站5台及其他照明、排水、开关等设备。

该工作面于2009年7月16日开始回采，2010年2月回采结束。在回采过程中，曾经出现烟雾，顶板冒落高温的火炭等情况，经火源探测分析，由于采用综采放顶煤开采，上部4号煤采空区煤层火区引燃下部9号层采空区［1］。后经采用均压通风、井下注氮、地面注三项泡沫等措施后，消除了自燃高温点，井下巷道各类有害气体浓度均降到了规程浓度以下，确保了工作面的顺利回采。

2 回撤期间存在问题

9004工作面回采至距离停采线70m时，工作面开始准备回撤，经研究分析，有以下五方面困难：

1)上部采空区自燃火源是否完全熄灭，尚不清楚。

2)与上方4104工作面停采位置距离较近在铺网上绳期间，工作面可能出现压力增大、顶板破碎、片帮严重等压力显现［2］。

3)顶煤较厚，尤其是停采线附近，而煤体较破碎，易于离层、冒落，使得巷道煤体自燃危险性增加。

4)工作面采用均压系统，均压系统的好坏决定了工作面回撤期间通风系统的稳定，而工作面设备较大，回撤时难免对通风设施造成损坏，给工作面造成了不稳定因素。

5)工作面机械设备多，搬出时间长等问题均增加了防灭火工作的技术难度。

3 停采撤架期间防灭火技术

3.1 停采前

1)在距工作面停采线40 m时，必须将工作面顶煤放干净，一直放到金属网落地为止，形成至少20 m的矸石隔离带，以防止工作面停面后，老塘浮煤氧化自燃［3］。

2)当工作面距离停采线还有9 m时，开始在工作面上下隅角打木垛。木垛沿工作面走向方向单排布置，木垛间距0.6 m。随着工作面的推进，在上下隅角再各打两个木垛，靠煤帮侧木垛的要求同老塘侧。上下隅角共打6个木垛。靠煤帮侧的木垛的要求同老塘侧。

3)木垛之间用FSA快垒材料砌隔离墙，墙体要紧贴垮落区，墙高接顶，FSA材料与碎煤的比例为1∶20。墙内注罗克休，直到注实为止，以减少向采空区漏风，降低供氧条件［4］。

4)预埋注浆管。在工作面进、回风巷最后一道阻燃隔离墙内2～5 m留一路4寸管路做注浆管。在停放煤线内侧各增设一路注浆管。

5)加强煤炭自燃预测预报。除正常瓦斯巡检外，利用束管监控、红外探测、人工取样等技术手段，每天对采空区分析采样，监测浮煤自热情况，根据气体浓度、温度等参数的变化及时调整工作面风量，增加防火安全系数［5］。

图1 拆除前工作面及回撤通道支护示意图

3.2 设备回撤期间

1)指派专人对9004均压系统的风门进行看管。必须开一道、关一道，严禁将两道风门同时打开，以免造成风流短路。

2)每拆4台支架，在拆除通道煤帮侧用150× 100×1200mm道木打一木垛，以维护拆除通道空间，同时每拆一架用一根3m长的半圆木斜立在拆除通道煤帮，形成三角区通风道，防止冒落将风道堵死，造成回撤点无风、使有害气体超限或缺氧。

3)在工作面的回撤迎头、中部绞车处、上口绞车处增加多参数气体检测仪，以便随时监测作业地点的气体情况。

4)在9003均压硐室安装一台DBKJ－№6.0/2×18.5kW风机，当9004回撤上部支架处缺氧或有害气体超限时立即延接风筒开启局部通风机供风。

3.3 封闭

1)构筑防火密闭墙。在位于9004主、辅运巷距采空区20m处，各构筑2防火密闭墙道，材料使用水泥砖，内墙厚900mm，外墙厚900 mm，两墙间距500mm，中间灌注罗克休防漏风(如图3)。

2)构筑盲巷密闭墙

在位于9004主、辅运巷距9004辅运二联巷口5m处各构筑两道盲巷密闭墙，材料使用红砖墙厚500mm。

在离底板高度为墙高2/3处设置直径为2寸的观察孔，用于观测压差、气温、取气样等，离底板0.3m处安装直径为4寸的放水管，并带有阀门用于观测水温度、释放积水，顶部安装直径为4寸的注浆管，用于采后注浆，三孔与外边的盲巷密闭相联通［6］。

3)喷浆。对盲巷密闭墙进行喷浆处理。

3.4 封闭后的防灭火技术措施

1)拆除9004主辅二联巷风门墙对9004采空区实施均压管理，防止采空区漏风［7］。

2)在9004主辅二联巷的注浆管路上依次接支管到各联巷密闭墙的注浆管，对9004采空区进行注浆，直到注实停采线。

图2 9004工作面封闭示意图

3)每天对密闭墙内、外气体情况进行取样分析。

4 应用效果

图3 防火密闭墙建造结构示意图

由于在工作面回撤过程中采取的防火措施得当，落实到位，回撤协调有力，仅用20天便完成了工作面设备回撤，5天完成了封闭，密闭前，各种环境参数均在《规程》要求范围之内;封闭后，9004主、辅运巷累计注浆9500 m3，目前，观测孔已被堵满。工作面的成功回撤为今后综放均压工作面回撤问题提供了经验，也为其他矿井解决同类问题提供了思路和借鉴经验，相信这项技术在今后的煤矿生产行业中将被广泛应用，成为该行业中一项重要的技术和经验。

［1］宋永津.煤矿均压防灭火［M］.北京：煤炭工业出版社，2002

［2］张国枢，等.通风安全学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1999

［3］姜岩石，张文远，姜孝文，张文华，魏国山，罗正时，朱亚彪.小康矿S1W1综采工作面火区启封回撤的防灭火技术［J］.煤炭安全，2001 (10)：10：5－6

［4］马超，赵云峰.孤岛综放工作面终采及回撤期间防灭火技术［J］.煤炭科学技术，2008，36 (11)：39－41

［5］林东才，耿献文.均压防灭火技术的应用及效果分析［J］.矿业安全与环保，2001，28 (1)：37－38

［6］李韧杰.氡析出率的测定及其影响因素的探讨［J］.铀矿冶，2000，(2)：56－61

［7］赵耀江，邬剑明.测氡探火机理研究［J］.煤炭学报，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，太原理工大学在职研究生，平朔通风救护部助理工程师。