中厚煤层综采工作面过大断层防煤尘自燃技术

摘 要：针对中厚煤层综采工作面过大断层时，为防止煤尘自燃，研究实施了系列防火技术，实现了安全生产。

关键词：中厚煤层；综采；大断层；煤尘自燃

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.056

1 概况

3226综采工作面是梁宝寺能源公司3200采区下部第二个条带工作面，在推采620m时，遇落差9.0mf6正断层，断层该断层与工作面斜交，夹角为64°。梁宝寺矿井3煤层属于一类易自燃煤层，煤层发火期为3～6个月。3226综采工作面需要过断层时由于推采速度较慢，再加上工作面过断层处局部托顶煤，易造成面后遗煤较多，为防止面后漏风造成采空区浮煤氧化自燃，采取以下综合防止自然发火技术。

2 防煤尘自燃技术研究与实施

2.1 监测监控技术

（1）束管监测：利用KSS-200型矿用火灾预报束管监测系统（30路），通过副井井筒下放至各分路箱，从分路箱将束管引至3226综采工作面回风隅角和回风巷，系统通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送入分析仪中，分析仪将分析的气体相关参数输入计算机进行比较判断，绘出CO变化趋势和格雷哈姆系数（CO/△O2），对主要标志气体如CO 、CO2、C2H4、CH4等进行分析，对出现煤炭自然发火及其隐患进行定性、定量分析，做到煤炭自燃发火早期预报。对3226综采工作面回风隅角和回风巷两处监测点，每三天抽气分析一次。利用KJ95N安全监控系统在3226综采工作面回风巷安设一氧化碳传感器进行监测，作为探测煤炭自然发火的辅助措施。对安全监测系统和束管监测系统的数据及时进行分析，发现温度上升明显、有芳香族碳氢化合物、CO浓度超过0.0024%或增加较快时，要立即汇报采取有效的针对性措施。

（2）人工取样化验：为防止因束管损坏漏气造成数据不准确的问题出现，保证3226综采工作面回风隅角和回风巷气体监测数据的可靠性、准确性，除了由通防区加强对束管管路的检查外，安排束管监测工对3226综采工作面回风隅角和回风巷气体进行取样，使用束管监测系统的色谱仪对气样进行分析化验。

（3）现场检查：由通防区安排瓦斯检查员对3226综采工作面回风隅角和回风巷气体情况进行检查，每班对CO、CO2、CH4气体浓度、温度检查两遍，利用红外线测温仪在3226综采工作面回风隅角对采空区进行温度检查，一旦发现异常，立即汇报。

2.2 埋管注浆技术

（1）注浆工艺：每天三班利用矿内防灭火注浆站对采空区进行注浆，每班注黄土不得少于15m3。

（2）建立防灭火注浆系统：地面注浆站→风井→风井底车场→西总回风巷→西翼回风巷→3200采区回风巷→3200回风皮带联巷→3200采区皮带巷→3226皮带顺槽→3226轨皮顺联巷→3226轨道顺槽→工作面采空区

（3）防灭火注浆系统管路敷设：自地面注浆站起至3200回风皮带联巷为Φ159mm的钢管，从3200回风皮带联巷至3226轨道顺槽为Φ108mm的钢管。在工作面溜尾处安装Φ108mm钢管，实行埋管注浆，在采空区中形成一道泥浆带，覆盖在面后采空区的浮煤上，减少浮煤与氧气的接触，防止采空区浮煤的氧化。之后每隔50m重新敷设一路Φ108mm钢管，待新敷设管路埋到30m时替换到新敷设管路上进行注浆。以此方法交替注浆，在面后采空区形成一道道泥浆带，达到防止采空区浮煤氧化自燃的目的。

2.3 压注、喷洒阻化剂技术

（1）压注阻化剂：三班利用架间间隙通过插管、埋管方式，在工作面托顶煤段支架后，利用便携式风泵向采空区浮煤压注阻化剂，使阻化剂覆盖在面后的浮煤上，形成一层保护膜，起到隔离浮煤与氧气接触的作用。

（2）喷洒阻化剂：三班利用便携式风泵向工作面的进回风隅角采空区浮煤处、工作面面后浮煤处喷洒阻化剂，使阻化剂覆盖在面后的浮煤上，形成一层保护膜，起到隔离浮煤与氧气接触的作用。

（3）选用多种阻化剂材料：阻化剂（MgCl2）、高效膨胀阻燃剂（Z-T型）、赛福特等。

2.4 施工防火墙技术

在工作面面后进回风隅角处加密设置防火墙，以减少面后漏风。墙体采用全断面构筑，每隔10～15m施工1道。建筑防火墙按照以下原则：用编织袋装黄土、黄土炉灰、浮碴掺加高效阻化剂砌筑防火墙；在工作面进回风侧隅角处构筑，墙体厚度1.5～3m，四周与顺槽顶、帮和冒落矸石结实；必要时在墙体上喷涂高分子膨胀材料，以增强降低面后漏风的效果。

2.5 悬挂挡风帘技术

工作面进回风隅角悬挂挡风帘，以减少向采空区漏风。挡风帘用旧风筒布或塑料布制作，将进回风隅角及附近三组支架处挡严，进回风隅角处挡风帘不再回收，以减少采空区漏风。

2.6 风量调节技术

（1）保证工作面上下顺槽有效的通风断面，合理降低3226综采工作面风量，工作面进回风两端的压差不宜过大，以减少采空区漏风。通防区安排测风员每三天对工作面测风一次，风量及时调节，控制在设计风量的105%以内。

（2）在3226皮带顺槽（回风巷）设置调节风门，调节风门墙设置在围岩坚固、地压稳定的位置，避免引起附近煤柱裂隙漏风量的增大，并起到增加压力，减少采空区漏风的作用。

（3）加强3226皮带顺槽调节风门的检查、维修管理，确保系统合理、稳定、安全、可靠。

3 效果验证

11月7日至11月25日3226综采工作面断层带最大、推采速度最慢，也正是3226综采工作面回风隅角CO浓度最高时段，并且11月10日至11月16日，由于现场条件影响3226综采工作面回风隅角未及时施工挡风墙，回风隅角CO浓度逐渐升高，最高达到35ppm，而在11月21日至11月23日，由于工作面局部低洼，临时停止3226综采工作面面后注浆，造成回风隅角CO浓度升高达到37ppm。这些都表明，综采工作面过断层如果不高度重视，防灭火措施采取不利，极有可能发生自然发火。

4 结语

由于技术人员高度重视，通防专业研究制定的措施得力，实施单位落实措施有力，现场采取了行之有效的防止自然发火技术，得以杜绝了3226综采工作面自然发火事故的发生。

作者简介：王垒（1988-），男，山东肥城人，主要从事专业技术工作。