高瓦斯、易自燃煤矿工作面回撤防灭火措施研究

杨学仁 王建林

（新疆大黄山豫新煤业有限责任公司通防部，新疆 阜康 831509）

1 概况

新疆大黄山煤矿行政区划属昌吉回族自治州阜康市管辖。矿井通风方式为两翼对角式，主要通风机通风方法为机械抽出式，矿井属高瓦斯矿井，可采煤层煤的自然发火期3～6个月，属易自燃煤层。

此次回撤工作面为+733八尺综采工作面，采用走向长壁垮落采煤法，一次采全高综采放顶煤采煤工艺。工作面采用两进一回通风方式，下巷标高+733m，中巷标高+780m，回风巷标高+810m。工作面可采走向长度1430m，倾向长度162m，准备液压支架108副，工作面坡度25°～29°。

2 组织措施

（1）调度室负责协调防火治理工作中人力、物料及其治理措施监督落实工作，负责向相关领导汇报现场情况，向现场下达领导安排工作任务命令，并做好记录，确保工作面回撤设备期间监测监控系统稳定可靠、监控有效。

（2）综采队负责工作面劳力调配，工作面端头堵漏、风障挂设等措施落实。

（3）通防队负责预埋注浆、注氮管路及措施的实施，喷洒阻化剂等工作。

（4）机运队负责对地面注氮机、注二氧化碳设备的日常维护，保证注氮量和氮气浓度符合要求，注二氧化碳设备能够随时投入使用。

（5）救护队负责在工作面支架等设备回撤期间，按照通风部气体检查取样要求每天做好工作面气体检查及取样工作。

（6）安检部负责工作面回撤支架等设备期间防灭火安全技术措施执行情况的监督。

（7）通风部负责安全技术措施制定、检查、督促及落实，并负责现场防灭火技术指导、工作面调配风，发现问题及时处理，及时汇报。

3 应急准备工作

（1）下巷、中巷及回风巷提前构筑均压风门，并安装风机、风筒到位，能够随时投入使用。

（2）提前联系好液态二氧化碳厂家，气体浓度符合要求，工作回撤期间若回风流一氧化碳浓度达到10ppm时，能够及时将二氧化碳运输到位。

4 技术措施

4.1 调整工作面风量，加强通风管理

（1）工作面回撤支架等设备期间，减少工作面风量，由目前风量480m3/min，减小到300～350m3/min，适当控制回风调节风窗的开启面积，提高工作面风流静压，抑制采空区气体的涌出强度。

（2）工作面支架及设备自上而下回撤。

（3）工作面回风流CO达到10ppm以上，则工作面启动均压防灭火措施。

（4）测风人员每3d必须对回撤工作面风量测定一次，尽量保证上、下巷风量保持一致。同时，保证工作面安全出口及其以外50m范围内通风线路畅通。

（5）运输设备时严禁同时打开两道风门。

4.2 做好漏风通道的封堵

（1）综采队对工作面上下端头靠采空区侧构建煤袋墙厚度不小于1m，且黄泥全断面抹面严实。

（2）必须在工作面上下端头吊挂好挡风帐。具体要求为：采面下端头挡风障第一道从巷道南帮沿着前立柱挂至20副支架位置。后尾梁设置风帐，从工作面上帮紧贴网子挂设，每回撤一副支架，挡风帘自上往下延伸。

（3）采面距停采线20m时停止放顶煤。

（4）采面中巷、上巷钻孔在采面回撤支架等设备前全面排查，发现有钻孔漏风现象及时处理；救护队每天对工作面邻近密闭进行检查，发现漏气点及时处理，并做好记录。

4.3 采空区实施注氮惰化气体

（1）必须确保注氮系统可靠。一是做好对工作面下端头压埋管强力注氮工作，二是做好工作面注氮管压埋工作。注氮管压埋位置在停采线位置向采空区50～60m之间压埋一根（即1号管），停采线位置向采空区30～40m之间压埋一根（即2号管），停采线位置向采空区15～25m之间压埋一根（即3号管）。各管路要求有明显标识，注氮管埋设图如图1所示。

图1 注氮管路埋设图

（2）注氮量。1号管路首次注氮量不少于20000m³，2号管路首次注氮量不少于25000m³，3号管路首次注氮量不少于8000m³。1～3号管路首次注氮量结束后，要求1～3号管并联实施连续注氮，每小时注氮量不小于500m³。

（3）工作面下端头实施连续性注氮，注氮期间，注氮浓度必须保证在97%以上，前3d工作面要实施强力注氮量800m³/h 。每天安排人员对注氮机注氮浓度进行取样、化验，并及时将化验结果报调度室、通风部。

（4）专用注氮管由通防队负责巡查，确保注氮畅通可靠。

（5）根据实际情况，如需启动和停止注氮必须请示公司总工，经总工同意后方可启动或停止注氮，调度室做好记录。其他单位和个人严禁私自启动或停止。

4.4 工作面上部采空区及架后注浆

（1）通防队注浆人员严格按照要求实施注浆工作，注浆浓度不得低于30%，要求做好注浆记录。

（2）具体注浆位置。① 一是本分层注浆。在采面上端头预埋管进行架后注浆，在上端头预埋注浆管路，第一根长度控制50～60m之间（1号管），第二根长度控制在30～40m之间（2号管），第三根长度控制在15～25m之间（3号管）。1～3号预埋注浆管对架后实施注浆，每班间歇式注浆时间每个管路控制在1.5h左右，架后1～3号管路循环注浆，每次注浆时间控制在30min左右。② 二是中大采空区注浆。在中巷及回风巷施工钻孔，向上部采空区注浆，要求多轮少量循环注浆，单孔混合注浆量控制在150～250m³之间，每班次注浆时间控制在2.5h左右。

（3）通风部技术人员将注浆钻孔的孔号和单孔注浆量如实、准确地填写和上图，并及时调整注浆量。

4.5 工作面实施喷洒阻化剂

（1）回撤前，对架后进行一次自上而下喷洒阻化剂措施，每5架实施一次，每次喷洒量控制在20m³左右，共计喷洒450m³。

（2）工作面设备回撤期间，在回撤后溜时对浮煤实施喷洒阻化剂。

（3）每回撤一副支架后对浮煤上实施喷洒黄土或阻化剂，厚度不低于2cm。

4.6 加强工作面气体监控

（1）安全监测监控工作必须跟进到位，CH4、CO、温度等传感器按规定设置到位、定期标校，确保传输数据准确可靠。

（2）回撤期间，每天对采面上隅角、工作面临近密闭、回风高位钻场抽放孔进行检测和取样，当班瓦斯检查员负责每2.5h向调度室汇报一次气体检测情况。

（3）安排好化验室人员，确保对取定的气样及时、准确地进行化验分析。

5 应急处置措施

5.1 上端头冒堵塞、采面通风处置措施

回撤设备期间，一旦上端头区域垮落将回风线路堵塞，立即调整工作面风量。利用回风调节风窗调控工作面风量，以工作面瓦斯、风速符合规定为原则实施调控。

5.2 工作面出现CO处置措施

（1）工作面回撤设备期间出现CO或回风流CO达到10ppm以上，并呈持续上升之势，则立即实施联合均压措施。

（2）利用回风调节风窗，实施调控工作面风量及风压。

（3）下巷选用2×30kW局部通风机（一用一备），Φ1200mm“双抗”风筒；中巷选用2×15kW局部通风机（一用一备），Φ800mm“双抗”风筒。必须坚持“双电源和自动倒台”。

（4）均压措施期间，通风部负责安装“U”型压力计观测风压，利用空盒气压计观测压力。

（5）启动均压设施及风机，根据工作面CH4、CO、风速、温度等要求，合理调配采面风量。

（6）实施均压期间，均压设施必须派专人设看护。一是防止设施破坏，二是防止局扇突然停运能及时启动备用局部通风机，三是每天定人定点测风，四是发现问题及时处理，及时汇报。

（7）综采队负责连接均压风机电源，检查好风机，开关和看管均压风机、风门，确保设备、设施使用、运行可靠；通防队负责做好回风风门检修和均压风机风筒连接、过风门墙洞、过皮带堵漏风处理工作。

（8）均压风门进出要轻关，严禁两道风门同时打开，风窗严禁封堵或随意取调节板。

（9）实施均压期间，利用采面上端头压埋的注浆管路灌注二氧化碳，首次灌注二氧化碳不少于16000m³。

6 结语

通过以上措施的落实，新疆大黄山煤矿+733八尺综采工作面（长162m，液压支架108副）安全回撤，并实施永久密闭。此次工作面顺利回撤，为此类高瓦斯、易自燃煤矿工作面回撤提供了技术保障。