旧巷高温火点产生原因分析与预防措施

刘瑞文

（西山煤电股份公司马兰矿，山西 古交 030206）

旧巷高温火点产生原因分析与预防措施

刘瑞文

（西山煤电股份公司马兰矿，山西 古交 030206）

摘 要随着矿井服务年限的增加，采掘过程中遗留旧巷数量也不断增加，由于旧巷煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾的80%以上，旧巷火灾的处理与防治已经成为矿井安全工作的一个重点。本文结合大兴矿一起旧巷自然发火事件的处理过程，分析了旧巷高温火点产生发展的特点和原因，并根据影响高温火点产生因素提出喷浆、注浆、注泥、喷洒阻化剂，合理布置、安排采掘计划，及时封闭、合理调整通风系统等一系列预防措施，有效处理和防治旧巷火灾的发生。

关键词采掘旧巷；高温火点；防灭火

1　问题的提出

大兴矿1990年投产，随着矿井开采的延伸，采掘过程中遗留旧巷数量也不断增加，且在较短时间内因开采接续安排无法进行封闭，部分旧巷为煤巷，大兴矿的煤炭自然发火期较短，1990—2002年间共发生自然发火54起，其中49起是煤柱、高顶、底板、煤仓、密闭等巷道煤炭内因火灾，该矿N2采区自然发火点位置示意图见图1.矿井旧巷火灾的处理与防治是安全工作中不可忽视的一个重点。

图1　大兴矿N2采区自然发火点位置示意图

N2706工作面回采封闭后，N27层轨道巷一直是防火工作的重点，该区域巷道内曾多次发现高温点，并及时采取了注白泥、铺撒阻化剂、喷浆等措施。2013年2月22日，巡检人员在N2405回风立眼上口巷道里闻到有轻微煤焦油味，相关人员加强了对N27层轨道巷的防火检查工作，但未发现高温点。2013年2月23日7：57，N2705回风立眼上口一氧化碳传感器达到24×10－6，巡检人员第一时间到达现场，发现N2705回风立眼上口两个风眼出现自然发火点，遂即采用浇水的方式消除。

2　旧巷自然发火原因分析

2.1旧巷遗留煤炭较多

N2705、N2706煤层平均厚度为5.35 m，N2705采用大采高采全高、N2706采用综放开采，根据回采工艺需求工作面停采后必须留设一定距离的安全煤柱，同时由于地质条件较为复杂，造成巷道顶板、底板、巷帮遗留大量煤炭。

2.2煤炭的自身物理化学性质

大兴矿N27层煤炭自燃倾向性较高，2005年、2009年，抚顺煤科院、中国矿业大学对大兴矿煤炭自燃倾向性进行鉴定，鉴定结果：送鉴煤样均为一类容易自燃煤炭，且N27层等地点煤炭火成岩侵入严重，煤炭氧化性普遍提高，7层煤常温状态（20℃以上）就能氧化，产生CO，并且在供氧稳定情况下，CO产生量随时间呈线性增长（图2），在N27层煤开采过程中，多次发现自然发火隐患。

图2　常温煤样氧化CO体积分数随时间变化曲线图

2.3通风系统调整（风量变化）影响

2012年12月22日N2906工作面2＃切眼与N2906入风泄水巷贯通进行通风系统调整，N2906运输巷掘进工作面回风通过N2905运输巷回风立眼、N2705回风立眼进入N2总排副巷，通风系统调整后N2905运输巷回风立眼风量大幅增加，在N2905运输巷回风立眼发生自然发火前5天，N2705回风立眼上口发生顶板冒落，通风队巡检人员在冒落后及时发现风量改变并上报，矿安排维修一队进行翻修，导致N2905运输巷回风立眼风量发生变化。在以往工作中，发现高温点所在巷道在一周内都进行了通风系统调整，风量的变化是影响旧巷自然发火的重要原因，通风系统调整风量对N2905运输巷回风立眼发生自然发火也起到了一定的作用。

2.4矿山压力增强煤的透气性

大兴矿采区多采用3巷布置，既一轨道中巷、一皮带中巷、一回风中巷，一个工作面回采结束后，在其它工作面开采未结束前，3巷仍然使用，在矿山压力作用下，巷道发生变形、帮顶煤体压裂，煤的通气性增强。N27层采区巷道两帮压力分布示意图见图3，图中Ⅰ为N27层轨道中巷，Ⅱ为N27层皮带道，Ⅲ为N2703、N2706等工作面采空区，N2703综采工作面回采结束后，Ⅰ、Ⅱ两条巷道一直沿用至今，根据应力分布规律，N27层轨道中巷处于应力的集中区域，该区域也是发现高温点较多的区域。

3　措施与对策

3.1合理布置、安排采掘计划

在采掘接续的安排上，尽量先采采区内较远的工作面，虽然前期的掘进工程量有所增加，但是在防火、巷道维修方面，有较大的益处。同时，在设计中，应该尽量避免回风立眼的使用，如有必要使用时，应该尽量扩大回风立眼的断面积，在立眼周围充填不燃材料，防止煤炭直接暴露。N2705回风立眼穿7层煤，周围没有采用阻燃材料进行充填，导致煤炭直接暴露在空间中。

图3　N27层采区巷道两帮压力分布示意图

3.2及时清理遗留煤炭、封闭废弃巷道、立眼

工作面开采结束后，轨道中巷、皮带中巷等巷道不能进行封闭，但与封闭工作面运输、回风巷沟通的联络巷，即原回风立眼已经失去作用，在工作面回采结束后应该在第一时间对其充填封闭，杜绝其巷道的自然发火隐患。N2705回风立眼发生自然发火后，及时清理了N2705回风立眼上口遗留的煤炭，并对N2705回风立眼、N2905运输巷进行了充填封闭。

3.3注浆、注泥、喷洒阻化剂

采用注白泥浆防火时，为防止泥浆流失，先对巷道煤柱松动圈喷浆，然后在喷浆层内压注白泥浆，以提高白泥浆防火效果。大兴矿N2701工作面回采期间，回风巷外围的三角煤柱因处于压力集中区，巷道煤帮受压力影响松动变形严重，裂隙特别发育，长期漏风氧化，煤体内CO高达300×10－6，经采取喷浆措施后，CO浓度仍然持续不降，对此采取了在喷浆层内压注白泥浆措施，累计注白泥200多袋，防止了漏风氧化发生自然发火事故。注白泥前后效果对比见表1.

表1　注白泥前后防火效果对比表

3.4旧巷喷浆、加固

煤巷长时间暴露是引起自然发火的主要原因，采用喷浆隔绝煤体既能够降低煤炭的自然发火隐患，又能够对巷道周边煤体进行加固，减少岩层压力显现对巷道煤体的破坏，在N2701、N2703工作面回采后，对其周围巷道进行了喷浆，在防火方面取得了良好的效果。巷道喷浆前后情况对比见表2.

表2　巷道喷浆前后情况对比表

3.5合理调整通风系统、保证系统稳定

大兴矿是多层煤同时开采，通风系统调整时往往影响范围较大，在进行通风系统调整时，要尽量避免影响易发生自然发火巷道的风量。在通风设施建筑上，要合理选择设施的位置，避免由于通风设施的建筑增大易自燃巷道的设施两端压差，在系统允许情况下，减少在易自然发火巷道构筑通风设施。

3.6增设CO传感器、降低超限报警值

除了在矿井总排、采区总回风巷道内设置CO传感器外，还应该在各个采掘工作面回风巷内增设CO传感器，这样当总排CO浓度上升时，可以在最短时间内发现CO产生具体地点，及时采取措施。由于采区回风巷、总排回风巷的风量较大，在稀释作用下CO产生却达不到超限范围，监控系统不能进行报警，为了让管理人员能够明显地通过监控系统发现自然发火隐患，保安区将CO监控的报警浓度从24×10－6降至为12×10－6，从而提高相关人员对CO的敏感程度。

3.7加强矿井防火管理

防火检查实行矿、区、队多级、区域负责制度，瓦检员、测风取样工对巷道、高顶等易发生自然发火地点实行日检、周检，实现矿井防火检查无空白区域。同时，在煤体两端负压较大、承压煤柱上施工防火观测孔，实行周取样、日巡检制度，对自燃标志性气体上升的地点要增加取样、检查频率，并及时采取措施。在曾经发现过高温隐患或可能出现高温隐患的地点要设胶管、白泥、阻化剂等防火器材和材料。

4　结 语

1）合理布置采掘计划，保证通风系统稳定，是矿井防火工作的重要基础。

2）通风系统调整对旧巷自然发火起到了重要的影响作用，在通风系统调整后一周内，要加强调整区域各巷道的防火检查工作，特别是风量减少的煤巷。

3）煤层空间开挖后，在应力作用影响范围内的巷道煤体透气性大幅度增加，应加强对应力集中巷道的防火管理。

4）防火工作核心是管理，加强井下各地点的防火巡回检查工作、取样化验工作，及时发现自然发火隐患并进行处理，防止隐患扩大升级。

5）废弃巷道要及时进行充填封闭，留用旧巷要及时采取喷浆、加固、注泥等安全技术措施。

参 考 文 献

［1］ 大兴矿煤炭自燃倾向性鉴定［R］.徐州：中国矿业大学国家矿山开采与安全重点实验室，2008：61－62.

［2］ 裴印昌，杨俊民.焦化煤体综采工作面自燃危害的综合防治［J］.煤炭技术，2007（6）：78－81.

［3］ 毕 强，马 魁.大兴矿高瓦斯易燃综放面氮气防火的应用［J］.矿业安全与环保，2008（8）：35－37.

［4］ 闫大为，杨俊民.巷道煤体松动圈内自然发火危害的防治［J］.煤矿安全，2009（02）：35－37.

［5］ 陈志平，高梦卫.综放采空区下近距离煤层开采通风安全技术［J］.铁法科技，2010（12）：179－182.

中图分类号：TD75＋2

文献标识码：B

文章编号：1672－0652（2015）02－0021－03

收稿日期：2014－12－30

作者简介：刘瑞文（1988—），男，河北沙河人，2010年毕业辽宁工程技术大学，助理工程师，主要从事煤矿技术管理工作（E－mail）347309971＠qq.com

Cause Analysis and Preventive Measures of Old Lane High Temperature Fire Point

LIU Ruiwen

AbstractWith the increase of coal mine service life，the number of remained old lane also continues to increase in the process of mining.The fire that caused by old lane coal spontaneous combustion accounts for eighty percent in coal mine fire，old alley fire treatment and prevention have become a key to mine safety work.Combines with the treatment process of old alley spontaneous combustion in Daxing coal mine，analyzes the characteristics and reasons of high temperature fire point generation and development，and according to generated factors of affecting the high temperature fire point，puts forward a series of preventive measures such as whitewashing，grouting，pouring mud，spraying stopping agent，reasonable layout and arranging mining plan，timely sealing and reasonable adjusting ventilation system，it effectively treat，prevent and control the happening of fire in old lane.

Key wordsMining old lane；High temperature fire point；Fire preventing and extinguishing