浅谈灌浆防灭火技术在已封闭工作面处理一氧化碳隐患中应用

李祥荣

摘要：灌浆防灭火技术是煤矿防灭火工作中一种重要的防灭火方法。实践证明，灌浆法防灭火技术在矿井安全生产中发挥了巨大的作用。本文通过对煤矿三水平北17层三四区一氧化碳隐患处理过程中灌浆技术的效果进行分析，证明灌浆防灭火技术在处理一氧化碳隐患的作用。

关键词：矿井通风；减少能耗；经济效益

引言

灌浆是目前最常用的一种矿井火灾防治技术，也是目前处理采空区一氧化碳隐患最常用和最有效的方法之一，作用在于它从井下煤炭自燃的基本条件入手，一是灌浆后填满一氧化碳隱患区的空间，把空间内氧气排除，使一氧化碳隐患区缺少氧气供应而熄灭；二是在灌浆同时降低一氧化碳隐患区温度，起到消除隐患作用。

1.工作面出现隐患过程及原因分析

综采一区回采三水平北17层三四区一段底分层，本工作面位于三水平北17层三四区一段，上至风道（-224.4～-228.9标高），下至机道（-301.18～-315.8标高），北起工作面开采位置，南至设计停采线，走向长1210m，倾斜平均长138m，平均倾角为29°，煤厚8.21m～14.15m，平均厚度为13.07m，顶分层已回采3.5米。2017年10月末因工作面遇岩石，回采速度较慢。2017年12月20日3：30分，已采出走向长度1184米，剩余走向26米。综一工作面60—75组架子软帮CO140PPm，行人侧风流，上隅角CO70PPm，回风CO12PPm，出现一氧隐患。矿研究决定综一队回风巷均压风机开双极，增加工作面压力。矿联系相关地方煤矿主扇停运，减少向我矿采空区供风。8：20—9：30，工作面架子空、上隅角、回风CO 0。9：30分开始，CO上涨，工作面60—75组架子行人侧风流CO70PPm，上隅角CO40PPm，回风CO12PPm，矿定利用锚索向架子空顶板打钻注水。12月20日三班，在回风巷利用钻机向隐患点打钻，利用回风巷消火钻孔和回风巷预埋灌浆管对采空区及隐患区域注三相泡沫，12月21日三班，在-250北大巷利用钻机向隐患点施工消火钻孔，利用消火钻孔向隐患区域压水、注泡沫处理。12月26日6时，风流中CO60ppm，隐患未得到明显控制，为确保抢险救灾人员安全，对该工作面施工隔爆闭封闭，并对封闭面注氮气处理隐患。1月21日-25北大巷和回风巷开始施工消火钻孔并注水，钻孔终孔位置为硬帮以外5米、硬帮以外15米、软帮以里19米、软帮以里30米处第60、40组和工作面上端头液压支架上方顶分层采空区顶板。

2018年5月1日，工作面启封，启封后9301队在回风巷恢复拉底开帮，5月3日瓦检员检查工作面时发现工作面第76-77组架子空出现CO隐患，取样化验分析CO最大值86ppm，工作面出现CO隐患，5月5日该面重新封闭。为消除封闭面CO隐患，在二水平-250北部运输巷向该面采空区施工消火钻孔、注水、灌浆、注冷却氮气处理，2018年5月9日，开始在-250北大巷运输巷副巷向采空区施工消火钻孔，钻孔施工结束后利用钻孔向采空区注水灌浆。封闭面CO隐患出现升高趋势，为加快隐患治理速度，公司及矿领导研究决定，对工作面灌浆处理CO隐患。

2、煤矿地面灌浆系统和北部灌浆管简介

我矿现有防灭火灌浆系统1处，即中部灌浆站，包括泵房1个，面积200平方米，蓄水池1个，容积300立方米，设有150D30×7水泵2台，土场1个，面积4000平方米，灌浆集团孔3个，地面供水管路300米。

北部区现有灌浆管路2600米，接设路线：-50东大巷→二水平中17层轨道下山→-250北三四区回风石门联络巷→-250北三四区回风石门→-250北中组运输巷→-250北一石门→-250北大巷副巷。

3、灌浆防灭火原理

原理是泥浆中的水份吸收大量热，起到灭火降温的作用，粉煤灰覆盖浮煤表面，对煤体有包裹作用，灌浆后填满一氧化碳隐患区的空间，把空间内氧气排除，使一氧化碳隐患区缺少氧气供应而熄灭；起隔氧阻止氧化的作用；防灭火效果显著。

4、灌浆处理隐患特点：

灌浆防灭火系统主要使用在煤矿中使用，采用封闭面埋管灌浆的方法进行预防性灌浆，灌浆材料不含有可燃物，具有和水混合成泥浆的能力；运输时不易堵塞管路；容易脱水，具有一定的稳定性；收缩率最小；易于沉淀，损失率最小；来源广泛，成本低等特点。

5、灌浆工艺

（1）将北部灌浆管路与回风巷密闭预留灌浆管路对接，并安装好隔膜压力表和三通阀门。

（2）灌浆前，井上下灌浆人员到位，电话联系好，灌浆前预先灌清水30分钟。

（3）用地面冲浆管路将地面粉煤灰冲制成水灰比3：1的粉煤灰灰浆，冲进地面集团孔沿北部灌浆管路流至封闭面内。

6、灌浆注意事项

（1）灌浆技术措施：灌浆时，现场观察人员加强观察灌浆管路压力表压力情况，如管路压力呈升高趋势停止灌浆。

（2）灌浆前，在灌浆地点前10～15米用袋子装货码砌0.5米高滤浆墙，以沉淀灌浆水带出的粉煤灰，巷道及水沟要及时清理防止堵塞水沟。

（3）灌浆前，闭前孔口要下不少于4米长套管，套管要保证牢固、严密后方准压水、灌浆。压水、灌浆时，作业人员不得正对管口，管口要打好戗柱，戗柱与巷道底板接触面要挖柱窝至硬底。

（4）预计出水地点密闭厚度要符合采后闭要求，并打好戗顶子。

（5）灌浆期间消火队要及时预计出水地点。

（6）灌浆地点与预计出水地点附近要有专号电话并保证通讯正常，话修队设置电话号并负责线路维修，没有电话或电话不通不准灌浆。

（7）灌浆地点看孔人员要有干部带领，必须听从指挥，入井时必须佩带甲烷、一氧、氧气便携，确保仪器灵敏可靠，作业时随时检查作业地点有害气体情况，如便携报警，立即按避灾路线撤出人员至安全地点并及时汇报。

（8）看闭人员要加强作业地点巷道支护情况检查，必须在巷道支护良好的地方进行观察，如有安全隐患，严禁进入。观察期间，如发现孔口、密闭及围岩有脱皮、开裂、出水等情况时，立即汇报，停止灌浆，人员撤至安全地点。

（9）每次灌浆前，派专人观察预计出水地点出水情况，发现有异常出水情况立即电话通知消火队停泵。

（11）灌浆时井下要有溜管工、预计出废水地点要有专职检查出废水工，必须到位，加强出水地点检查，不准脱岗。溜管工如发现灌浆管路有异常，立即汇报，并及时采取措施处理。专职检查出废水工要井下现场交接班，交班人员将本班出水情况向接班人员交待清楚，并用电话向消火队汇报当班出水情况后方准升井，检查时要认真负责，记录好出水地点、出水时间、出水量、出水温度并及时向消火队汇报。

（12）地面灌浆站每次灌浆时，要有班长以上干部现场指挥，作业人员作业时要听从指挥，精力集中，相互配合好，照看好。把水枪人员要把好枪，先站稳，现场指挥人员检查水枪、各管路连接严密确保安全后方准给水冲浆。冲浆时，水枪手与粉煤灰堆距离不得小于5米，防止大块突然掉下伤及人员。

（13）停止灌浆后必须继续观察出水24小时。

7、采区封闭面灌浆防灭火技术时存在问题

对封闭面灌浆会将封闭面淤满，对未及时撤出的电气设备毁坏严重，回撤架子时清理淤泥工程量巨大，费时费力，灌浆过程中会有大量的水留在封闭面和采空区内需要打钻放水。

8、结语

工作面出现一氧化碳隐患后要及时采取措施处理隐患，如果采用封闭隐患防止自然发火事故发生，采用一般方法无法控制隐患升级或者消除隐患，可采取灌浆方法处理隐患，避免隐患升级严重时烧毁工做面设备，引发采空区气体爆炸，造成人员伤亡。

（作者单位：龙煤鹤岗矿业公司新陆煤矿）