累厚易发火煤层联合布置开采防灭火技术

摘 要：通过对易自燃累厚煤层联合开采的实践，从中总结了具有实用性的防治火技术，从防灭火方面，提供了具有指导性的可行性技术方案。

关键词：累厚煤层 易自燃 联合布置 防灭火技术

鹤岗分公司益新煤矿井田煤层赋存较稳定，共有36个煤层，其中可采和局部可采29层，煤层总厚度87.42米，含煤系数8.82%，主要煤质为气煤、焦煤、1/3焦煤，各煤层均有自然发火和煤尘爆炸危险，发火期2-6个月，最短发火期11天，煤尘爆炸指数34.15%-39.28%。而三水平北二石门区有11个可采煤层，分别是13#、15#、16#、18#、21-1#、21-2#、22-1#、22-2#、28#、29#、30#，该区内各煤层间距平均30多米，间距最近煤层21-1#、21-2#，煤层厚度2-15米。由于三水平北二石门区域断层多、地质构造复杂、块段小、旧区较多，因此防火问题是安全开采过程中始终应妥善解决好的问题。

1、三水平北二石门区15#层煤层赋存情况

1、1三水平北二石门区15#层位于益新煤矿北部，右二段煤层厚度平均为8米，块段走向345米，倾斜90米，可采煤量30万吨，煤质松软层节理发育。煤层呈单斜构造，本区有分界断层F16，落差50米，由于受逆断层影响，区内煤层瓦斯含量较大。

1、2三水平后部区15#层左一段，煤层平均厚度9.3米，块段走向320米，倾斜95米，本区煤层发育完全、节理正常，煤厚较稳定，由亮煤和半亮煤组成，煤质松脆、局部有夹石，煤层硬度系数f=1.4（中硬），区内煤层厚度平均为9.3米，距煤层底板6.4米有一层煤页岩夹矸。开采期间预计绝对瓦斯涌出量4.8米3/分，发火期2—4个月，储量32.3万吨。

1、3三水平后部区15#层中块，区域内有断层FC（正）落差40米，倾角23°，本区内煤层赋存较稳定，煤层平均厚度9米，煤层产状变化不大，呈单斜构造，走向呈曲线较稳定，区内煤层构造形态宽缓倾斜，煤层走向和倾向不平直，块段走向205米，倾斜105米，可采储量22.4万吨。开采期间绝对瓦斯涌出量3.6米3/分，发火期2—4个月。

三水平北二石门区15#层上部为15#层一分层采空区，。针对旧区存在漏风采取以下措施：

通过采取有效的旧区石门封闭、旧区堵漏、掘进喷碹、抽漏高顶充填、压注阻化材料、降压通风、无用巷道立即封闭充填、采空区充填隔绝材料、采空区注阻化材料及采用束管实时监测的手段，杜绝了自燃发火事故，共采出煤量84。7万吨，创造出可观的经济、安全效益。

2.掘进及开采期间防灭火情况

2.1、掘进期间防灭火情况

三水平北二石门15#层掘进期间，采取沿煤层底板随掘随喷碹的方式施工，对煤质松软抽漏地段采用注双灰（粉煤灰、水泥）、瑞米Ⅲ号等材料充填抽漏空间，同时按图2方式向巷道顶板布钻，注氯化镁及MEA阻化材料，每组钻孔间距5米。由于该煤层发火期较短，虽然采取了上述措施，但掘进期间右二段切眼及回风道巷道顶部出现CO，CO浓度达180 ppm；中块掘送上下顺槽期间，联络巷顶部出现CO，CO浓度最大达1200ppm，连续长度达110米。基于观测及时，采取上述打钻注阻化材料、充填不燃性材料、巷道重新喷碹等措施，及时消灭了隐患。由于中块联络巷顶部存在旧区，巷道压力较大，煤体破碎，为此，在左二段贯通后立即将该段采取充砂处理，充砂量960米3，彻底与旧区隔绝。通过巷道顶板发火我们看出，由于巷道喷碹厚度符合要求，顶板揭煤处发火后，有害气体及火点烟雾只由碹体缝隙外溢，巷道风流中CO均不超限，火点烟雾轻微，灭火人员可就近直接灭火，巷道喷碹及时发现给防灭火工作创造了极为有利的条件。

2.2、采面概况

三水平北二石门后部区15#层右二段可采煤量30万吨，煤层自燃发火期2—4月。该区煤层的顶板及底板均为粉砂岩。该块段走向长度345米，倾斜长平均90米，煤层平均厚度8米，煤质松软，层理、节理较发育，易于冒落，工作面布置采用一元一汇，走向长壁后退式滑移支架放顶煤采煤法。

三水平北二石门后部区15#层左一段，煤层平均厚度9.3米，块段走向320米，倾斜95米，工作面采用U型通风方式，采煤方法为：走向长壁后退式综采放顶煤开采

三水平北二石门后部区15#层中块，可采煤量24.4万吨，区域内有断层FC（正）落差40米，倾角23°，本区内煤层赋存较稳定，煤层厚度平均为8.0米，煤层产状变化不大，呈单斜构造，走向呈曲线较稳定，区内煤层构造形态宽缓倾斜，煤层走向和倾向不平直。工作面布置采用一元一汇，走向长壁后退式滑移支架放顶煤采煤法。

2、3开采期间防火情况

该区三块煤在开采期间，上、下顺槽采取巷道补喷及继续对巷道顶部注双灰和阻化剂等防火措施，旧区、旧巷采取随时充砂隔绝、堵漏措施，每循环向采空区喷洒阻化剂，合理减少采面供风量，加快采面推进度，提高回采率，控制采空区丢煤，减少浮煤自燃发火。

在依次进行开采过程中，三水平北二石门区15#层右二段开采期间工作面配风280米3/分，左一段配风370米3/分，中块供风420米3/分，充分利用抽放系统采取多种行之有效的抽采方式使各工作面的回风及上隅角瓦斯控制在在0.4-0.6%之间，避免供风量偏高导致上、下顺槽巷道顶部浮煤自燃发火现象的发生，采面得以正常生产。

当右二段采面推进45米时，回风川出现CO，CO浓度最高达到4600ppm，并且出现乙烯，其浓度为36ppm。为治理揭煤点浮煤自燃问题，防治隐患升级，利用爬道钻机向见煤点附近打钻并通过插入煤体中的一寸管压注黄泥及防灭火剂及粉煤灰，经会战，注黄泥及防灭火剂2吨，粉煤灰18吨，对抽冒空间充填严密， CO绝迹，工作面正常开采。

为实现三水平北二石门后部区15#层右二段225采空区的气体成分全天侯实时监测，安设了煤层自燃发火束管监测预报装置，对上、下顺槽及采空区五处隐患地点进行埋管监测，该系统在防止采面发火，防止隐患升级，早预报早处理中发挥了巨大的作用。

经束管监测系统数据显示，三水平北二石门后部区15#层右二段采面回风道原四叉口处CO浓度68ppm，结合监测系统提供的数据，经分析研究后，及时对隐患地点的旧区、旧巷和停采线进行打钻注黄泥浆、充灰，先后共注6.5吨，注粉煤灰28吨，回风道co绝迹。

3.结论

3.1、对于累厚易自燃发火煤层，如有条件可以先开采顶分层铺底网，从而在瓦斯大量释放的同时，为下分层开采创造条件，使下部开采过程中瓦斯涌出量小，顶板岩石与煤隔离，形成再生顶板，提高煤质等级，提高煤炭回收率，减少采空区丢煤。

3.2 加大抽放負压、多钻孔、推广顶板高抽巷及采取综合防灭火技术是保证厚煤层开采的必不可少的手段之一，高位抽放瓦斯钻孔多打孔、严封闭，又可作为防灭火钻孔使用。

3.3沿底掘送的上下顺槽掘进期间，采用巷道喷喧、巷道顶部打钻插管注防灭火材料，同时利用束管监测系统实时监测，是防治瓦斯、防灭火的有效手段。

3.4从设计入手杜绝上、下顺槽在煤层中开门，为采后封闭创造密封条件。对闭内充砂隔绝，对停采线充砂，防止旧区漏风避免发火。

3.5易自燃发火煤层残区开采，旧区堵漏工作是关键性的环节，堵漏的效果对残区发火影响较大，力争对所有与旧区相通的采后封密闭均进行闭内充砂、隔绝。

作者简介：

田传滨，男，1968年出生，本科学历，现在龙煤鹤岗矿业公司益新煤矿生产科工作。