均压防灭火技术在杜儿坪矿的应用

马文斌，乔志刚（山西焦煤西山煤电集团有限公司 杜儿坪矿，太原 030000）

均压防灭火技术在杜儿坪矿的应用

马文斌，乔志刚
（山西焦煤西山煤电集团有限公司 杜儿坪矿，太原 030000）

杜儿坪矿63316工作面上面煤层已经采完，经监测，63310采空区发现有火源潜在威胁，经认真分析、监测，决定对该采空区实行均压与注氮相结合的灭火措施，有效地控制了火势的发展，为63316工作面的顺利推进提供了保证。

自燃；均压；监测；注氮

1　63310工作面概况

63310工作面位于北三盘区，北邻北三2号煤轨道巷，南邻63312工作面（已采），西邻北三3号煤轨道巷，东邻62310后部回风巷，上部为62310 和62312工作面采空区，托夹石层间距为4.6 m~ 8.6 m，平均5.9 m，挑夹石层间距为3.5 m~7.5 m，平均4.8 m，工作面平均煤厚2.5 m，走向长1 000 m，工作面长256 m。根据工作面回采过程中瓦斯涌出量统计，绝对瓦斯涌出量平均为5.8 m3/min，其中风排绝对瓦斯涌出量平均为3.4 m3/min，抽采绝对瓦斯量为2.4 m3/min。煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为15.74%，2号和3号煤层自燃发火等级均为Ⅲ级，自燃倾向性为不易自燃煤层,63310工作面通风瓦斯情况，如表1所示。

表1　63310工作面通风瓦斯情况

收稿日期：2015-11-16

作者简介：马文斌（1986-），男，山西浮山人，大学本科，助理工程师，从事煤矿安全与管理工作。

2　开采进展及防灭火措施

63310工作面于2012年2月5日开始回采，在回采过程中顶板管理难度大，多次发生冒顶、漏顶，2012年6月至12月推进速度最慢，平均每月推进30 m~40 m，2012年9月30日97号-116号支架30 m巷道大冒顶，全月推进13 m，冒顶期间开始注化学加固剂，累计注入480 t，注化学加固剂推进长度为680 m~600 m；2013年7月24日开始收尾，8月7日停采，累计开采时间18个月；撤架时间为8月12日至10月9日，撤架结束后10月10日甲班通风区构筑临时密闭对采空区进行了封闭，10月15日完成永久封闭。

2013年9月2日发现北三盘区后部通中部风井密闭内CO浓度达到28 ppm，尽管通过构筑4道风门降低了密闭负压，并采取了封堵63310采空区泄水孔蓄水等措施，但撤架期间CO浓度仍不断增大；矿加快撤架速度，每天矿要求至少撤出6道支架，10月10日甲班封闭63310采空区后，北一总回密闭内CO浓度由10月8日的919 ppm逐步降低到10月14日的366 ppm，北三盘区后部通中部风井密闭由10月8日CO浓度566 ppm逐步降低到10月14日的181 ppm，但到了10月16日CO浓度突然急剧增大，北一总回密闭内CO浓度达到7 300 ppm，乙烯浓度达到26 ppm，判断63310采空区已经由自热期进入到燃烧期。因63310采空区已经封闭，故决定采用均压的方式对采空区进行处理，以减少采空区的进风，从而达到灭火的目的。

针对杜儿坪矿63310采空区CO超标现象，故对该采空区实行以注氮灭火为主，以均压和堵漏技术为辅的综合灭火措施。

3　火区位置及漏风点

经分析，火区位置确定为63310后部。漏风点为中部井北三总回通岩石轨道下山永久闭，中部井北三总回通岩石通风下山永久闭，北一下组总回通2号天井永久闭，北一总回通岩石通风下山永久闭，北一总回通北五轨道斜坡闭，1号风眼（预抽巷斜坡侧），5号煤仓底抽巷，2号风眼（中间），3号风眼（南北总尾巷侧），为了减少采空区后部漏风，特对其采空区实行均压技术。

4　均压防灭火技术原理

均压灭火的实质是利用风机、风压、风窗、调节和联通管等调压设施来改变漏风区域的压力分布，降低采空区漏风，从而达到抑制封闭火区的火势发展，惰化火区或达到灭火的效果[1]。

为配合均压防灭火，首先对与火区相关的23道永久设施进行编号管理并进行了封堵，包括18个防火密闭进行了加固喷浆，其中10号、21号密闭重新构筑；3个风眼（20号、22号、23号）密排方木铺双层风筒布盖水泥砂浆；对北一大巷2号天井采取创新性封堵措施，换装焊接2寸管的天井堵片，先注干料到斗子内部，再注水凝固，彻底封闭了经煤斗子、天井的漏风通道；由于北三二变还需继续使用，将6号密闭改造为调压气室密闭，确保了北三二变CO不超限。

其次绘制了63310火区通风网络图并调整通风系统，通过注氮泵的氮气压力和调压确保23道永久设施24 h出风，没有氧气进入。

1)构筑岩石通风下山同北三总回风门，敞开岩石通风下山两道永久风门门扇，通过四道风门调节板调压，保证1号、2号永久密闭内外压差在400 Pa以上保持出风的同时将通道一和通道二漏风控制到最低程度，见图1。

图1　均压前后通风系统图

2）为提高18号、19号、20号、21号、22号、23号永久设施的空气静压，降低通道一漏风量，对北石沟回风井和中部回风井的分风地点调整，将两风井分风点从北三二变风眼调整到高抽准备巷与北一总回回风斜坡联络巷，降低了进风阻力，见图2。

图2　改风前后通风系统示意图

3）通风一队负责6号闭北三二变前均压气室压力调节，任何人不得随意调整或关闭均压气室压风阀门，气室压力应保持均压气室前一氧化碳不超过24 ppm为准，且不得无一氧化碳，以防止气室压力过大，造成空气进入密闭内。

4）68304高抽巷系统抽采裂隙带通过3号煤采空区、集中轨道/皮带巷与火区联通，应随时调整负压，发现CO的钻孔暂时关闭或调小抽采负压，保证不抽或少抽含CO的采空区气体。

5）均压前后防火闭前空气静压，如表2所示。

表2　均压前后火区密闭静压变化表

6）为降低9号闭63310回风巷密闭负压，将63316回风永久风门位置从集中轨道巷调整到63316顺槽，降低了63310回风巷漏风通道风压，见图3。

杜儿坪矿对63310采空区实行的均压通风系统实施过程比较简单，均压系统减少了其后部采空区的漏风，降低了遗煤自燃的基本条件，短时间调高其回风巷的压力也多次将有害气体降低到一定程度以下，作为防灭火系统的补充措施对更进一步的灭火提供了基本的保证。

氮气具有阻燃、抗爆的特性，所以一般采用注氮来进行灭火，经分析，决定在卑北五一斜坡打钻孔注氮，截止到2015年7月份，采空区累计注氮1 000万m3,经检测，各项指标都正常，温度恢复到原来的温度，并保持一个月以上，这证明了杜儿坪矿均压与注氮防灭火措施的完美成功。

5　结束语

根据杜儿坪矿的防灭火经验,采用均压和注氮相结合的防灭火技术是行之有效的,而且均压实施过程也非常简单，实用性比较强，作为一个辅助灭火技术，具有良好的效果。特别是在杜儿坪煤矿63310采空区遗煤自燃，而采空区已经封闭的情况下，采用提高回风巷的压力的均压防灭火来减少采空区的漏风是行之有效的，为进一步的灭火奠定了基础。

图3　9号闭均压前后通风系统示意图

杜儿坪煤矿在63310采空区实行了均压通风防灭火技术,有效地减少了采空区的漏风，遏制了采空区内遗煤自燃的基础条件，杜儿坪矿对该方法的应用也为采空区防灭火提供了宝贵的经验。

[1]李勇，杨登武.均压防灭火技术在碱沟煤矿首分层综采工作面的应用[J].煤炭技术，2007（8）:129-130.

（编辑：武晓平）

Application of Balanced Pressure Fire Prevention and Control Technology in Duerping Mine

MA Wenbin，QIAO Zhigang
（Duerping Mine,Xishan Coal&Electricity Group，Shanxi Coking Coal Group 030000，China）

The upper seam of No.63316 working face has been mined out in Duerping Mine,potential menace of fire was found in the No.63310 mined-out area.By analysis and monitoring,it has been decided to combine balanced pressure with nitrogen injection to control the fire,which could guarantee the smooth advancing of the No.63316 working face.

spontaneous combustion；balanced pressure；monitoring；nitrogen injection

TD75

A

1672-5050（2016）02-0054-04

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.017

2015-11-16

马文斌（1986-），男，山西浮山人，大学本科，助理工程师，从事煤矿安全与管理工作。