开区均压防灭火技术在谢桥矿的实际应用

祁建建+李玉飞+宋高长+李文忠

摘 要：为了更好地了解开区均压[1]防灭火技术在回采及收作工作面的实际应用，通过对谢桥矿11316、1341（3）收作面防治自然发火所采取得开区均压防火措施，在实际应用中的效果，进行总结，论证了开区均压防火在防治煤层自然发火火中的重要性和可行性，对矿井通风防火管理及安全生产具有指导意义。

关键词：开区；均压；自然发火；论证；可行性

谢桥矿位于安徽颖上县境内，设计年产量400万吨，1997年投产，后经技术改造生产能力提升到1000万吨。2013年矿井实际产量1050万吨，2014年矿井计划产量为1100 万吨。可采面积约38.2km2。矿井一水平通风系统为两翼对角式通风，二水平为中央并列式通风。矿井目前开采煤层为13-1、11-2、8、6煤层，均属于Ⅱ类自燃煤层，自然发火期3～6个月。因此，如何在工作面收作期间，利用开区均匀防灭火技术消除煤层自然发火隐患，对矿井通风防火管理及安全生产具有指导意义。

一、目前主采煤层赋存概况

6煤层（突出煤层）：为区段较稳定的大部分可采煤层，厚度0～4.75m，平均2.18m，下距离5煤层间距为4.7～25.2m，平均层间距18.12m。顶板以砂质泥岩或粉细砂岩为主，底板为泥岩及细砂岩为主。

13-1煤层（突出煤层）：为稳定的全区可采煤层，厚度0.79～8.28m，平均4.72m。下距11-2煤层间距平均为66.95m。顶底板岩性均为泥岩及砂质泥岩。

二、开区均压防灭火措施实际应用情况

（一）11316收作工作面应用情况

谢桥矿6煤层经鉴定具有自燃倾向性，煤层自燃发火期为3～6个月。该面煤厚变化大，且顶板局部发育有6-2煤，距6煤顶板0～8.3m，6-2煤厚0～0.8m，造成采空区遗煤较多。

收作期间，工作面的风量降至950 m3/min，以减小工作面风压和采空区漏风。并采取上隅角埋管灌浆、钻场钻孔灌浆及工作面洒浆（或MEA-1防火材料），抑制煤在低温时的氧化速度，延长自燃发火期。同时实施下隅角注液态CO2，使该区域内空气惰化，使氧气浓度小于煤自然发火的临界氧浓度，从而防止煤氧化自燃或使已经形成的火区窒息的防灭火技术。

11316综采面在收作期间采取全负压通风，在拆除至130架支架期间上隅角及架档CO浓度明显上升，架档CO浓度最大值达到120PPm；之后将工作面风量自950 m3/min降至720 m3/min，CO浓度仍成上升趋势，无明显效果。

后通过更改通风方式，第一步，在工作面进风顺槽设置控制风压设施并利用全风压风筒导风，在进风顺槽进行修砌封闭墙，通过封闭墙上预留措施管进行通风，将工作面总风量控制在720 m3/min，进风顺槽进风量降至330 m3/min，紧接着采取以下两种供风方式：

第一步：采取了回风顺槽全风压风筒导风向工作面供风、进风顺槽封闭墙体预留措施管供风方法，工作面总风量约710 m3/min，进风顺槽进风下降至330m3/min。

第二步：工作面支架拆除完毕后，回收拆除设备时，进风顺槽预留措施管封闭，工作面仅采用全风压风筒导风，工作面风量410 m3/min。

通过采用以上两种开区均压调节方式，使风流受阻，增加工作面回风侧及上隅角的风压，减少工作面入排风道间的通风压差，使采空区漏风带缩短，进而使采空区内原有的自燃带宽度变小，窒息带前移，从而使上隅角及架档CO浓度逐渐下降，CO浓度最大值从13～30PPm，降为0 PPm，直至安全封闭。

（二）1341（3）收作工作面应用情况

谢桥矿13-1煤层经鉴定具有自燃倾向性，煤层自燃发火期为3～6个月。该面煤层赋存较稳定，煤层总厚6.3m。煤层直接顶板为泥岩和13-2煤， 13-2煤厚度为1.97～3.04m，工作面回采期间最低采高不小于4.2m，煤层增厚处最大采高不大于6.0m。属于大采高采煤工作面，采空区遗煤较多。

收作初期，采取上隅角埋管灌浆、钻场钻孔灌浆、下隅角注液态CO2等防火措施，通过抑制煤在低温时的氧化速度，延长其自燃发火期，以保障收作拆除期间的防火安全，但根据现场检查数据，效果不太明显，CO浓度仍有上升趋势。后对工作面通风方式进行调节，在回风顺槽设置控制风压设施，并采用局扇供風，对工作面的风压进行开区调节，工作面总回风量为1100 m3/min，进风顺槽进风为300 m3/min，局扇供风与下顺槽供风形成对流，以降低进 、回风侧的压差，从而达到减小工作面风压和采空区漏风的效果。并使采空区漏风带缩短，采空区内原有的自燃带宽度变小，窒息带前移，保证了拆除期间，工作面防火形势的稳定。工作面架档CO最低2ppm，最大为65ppm，上隅角CO最大为35ppm。

三、结论

1、开区均压防灭火技术，可以缩短采空区漏风带，使自燃带[3]宽度变小，窒息带前移，使采空区遗煤自燃现象得到抑制，可以有效的延长自然发火期。

2、在对工作面进行开区均压调节时，为减少进风顺槽进风量，可以对进风顺槽提前封闭，加快了封闭进度。

3、实践证明，采用开区均压调节，对以后工作面收作防火有着极其重要的借鉴作用。

参考文献：

[1]洪忠达.矿井均压灭火中两种调压气室密闭[J].全国煤炭青年科技奖颁奖大会及研讨会，2009：167-168.

[2]蔡永乐.矿井防灭火技术[M].徐州：中国矿业大学出版社版，2009.

[3]王德明.矿井火灾学[M].徐州：中国矿业大学出版社版，2008.endprint