综放工作面防灭火技术措施及安全管理

李恒

摘  要：在社会发展过程中，由于对于煤炭需求量不断增加，这也对采煤工作提出了更高的要求。煤矿开采作业具有较高的危险性，特别是煤矿综放工作面防灭火工作的开展情况更是直接关系到煤矿的安全生产和职工的生命安全，因此在当前煤矿生产作业过程中，综放工作面防灭火技术越来越受到关注。在实际煤矿开采作业时，综放工作面煤层厚度较大，易发生自然发火，一旦防灭火工作不及时、不到位，必然会引发严重的火災，从而对煤矿的正常生产带来较大的影响。因此需要做好综放工作面防灭火工作，保证煤矿生产的安全。

关键词：煤矿;综放工作面;防灭火;技术措施;安全管理

中图分类号：TD75 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）20-0189-02

Abstract： In the process of social development， due to the increasing demand for coal， it also puts forward higher requirements for coal mining work. Coal mining operation is highly dangerous， especially the fire prevention and extinguishing work of fully mechanized top coal caving face is directly related to the safety of coal mine production and the life safety of workers， so in the current process of coal mine production， fire prevention and fire extinguishing technology in fully mechanized top coal caving face has been paid increasing attention. In the actual coal mining operation， the coal seam in the fully mechanized top coal caving face is thick and prone to spontaneous combustion. Once the fire prevention and fire fighting work is not timely and not in place， it will inevitably cause serious fire， which will have a great impact on the normal production of the coal mine. Therefore， it is necessary to perform the fire prevention and fire fighting task in fully mechanized top coal caving face to ensure the safety of coal mine production.

Keywords： coal mine; fully mechanized top coal caving face; fire prevention and fire fighting; technical measures; safety management

前言

在煤矿开采作业过程中，煤炭自燃是一个动态变化的过程，其是通过热量的不断累积使煤体温度上升，从而达到着火点导致燃烧。在实际煤矿运营过程中，煤炭自然发火是主要灾害，一旦火灾发生，必然会对煤矿的正常生产带来较大的影响，因此在煤矿实际生产作业过程中，需要加强防灭火工作，这不仅是煤矿安全生产的重要保障，同时也是煤矿得以持续发展的关键所在。

1 综放工作面煤层自燃发火特点

在综采放顶煤时，利用综采设备整层对厚煤层进行开采，并采用液压支架进行上部定部。在具体作业过程中，实质就是在厚煤层下部掘进一个分层的采煤巷道，利用综采设备开采时上部煤炭依靠煤的自重垮落，从液压支架掩护梁的放煤口放出，再加工作面后部的刮板输送机运出。相较于分层开采作业，综采工序简单，材料消耗少，产量较大，具有效率高和成本低的特点。但在具体作业过程中，控制采出率和自然发火存在较大的难度，因此一般会用于不易自燃和6m以上厚度的缓斜厚煤层中开采作业。综放工作面两巷沿底板一次掘出，巷道顶煤厚度较大，构造时煤体具有较好的破碎度，易于离层和压裂冒落，再加之工作面回采方式的特殊性，这也导致煤体具有较高的自燃危险。综放工作面煤层自然发火的特点大致可以归纳为以下几个方面：

一是综采工作面顶煤开采率不高，这也导致采空区内存在较多的遗煤，而且在矿山压力和放煤动作影响下，采空区遗煤往往呈现出破碎的状态，这也为煤炭的自然发火提供了良好的条件。

二是在实际开采放顶煤过程中，工作面顶板活动加剧，导致顶板冒落带高度变大，采空区无法及时塌实，增大了漏风量，这也为煤炭自然发火提供了便利条件。

三是相较于其他采煤方法，放顶煤开采推进速度慢，采空区氧化自燃带无法快速进入到窒息带。再加之放顶煤开采时，采空区空间较大，空气流动过慢，这也为采空区自燃提供了良好的环境。

四是在实际综放开采作业过程中，通常会采用支掩式支架与过渡支架，采空区则成为一个相对封闭的区域，这也为自然发火提供了条件。

五是综放开采工作面单面产量较高，而为了减少工作面搬家次数，工作面走向长度较长，煤体会长时间暴露在空气中，这也会缩短煤层最短自然发火期。

六是在开采作业过程中，特厚煤层开采实施的是分层综放。在实际开采作业过程中，在矿山压力作用下，顶煤破碎，回采过程中上部采空区存在较多的漏风源，漏风量也较大，而且呈现出层流状态，这会加速采空区遗煤的充分氧化和热量积聚，易发生煤层自燃。

针对于以上特点可以看出，在利用综采放顶煤开采作业过程中，防灭火工作的重点主要集中在采空区，因此综放工作防灭火的关键即要做好采空区自然发火的防范工作，以此来保证综采工作的顺利进行。

2 综放工作面不同回采时期的防灭火技术措施

2.1 初采阶段

初采阶段顶煤暴露相对完整，变形较小，移架后只有少部分顶煤出现垮落，而且在开采初期也无法放顶煤，这样就导致开切眼处存在较多的遗煤。同时综放工作面开发眼处断面较大，在矿压影响下煤体易被压裂破碎，从而形成漏风供氧和蓄热的环境。再加之综放支加设备安装时间较长，初采阶段系统之间还无法完全协调好，这也使工作面推进速度慢。由于采空区范围过小，而且压实程度处于较低水平，针地采空区进行灌浆作业时，积存难度较大，一般会沿阻力小的通道流向工作面，注入惰性气体也易随风流散。这种情况下，切眼处煤的漏风供氧情况直接决定了该处煤的自燃，因此在具体防灭火工作是，宜采取有效的堵漏措施。通过应用胶体防灭火技术，其具有堵漏、降温和固结水等特点，可以对浆液流失问题进行有效解决。具体可以将沙袋在工作面上下端堆砌成墙，并利用插管、预埋管或是钻孔等将胶体灌注到切眼两巷，从而形成两道十分密实的胶体隔离带，能够起到堵漏风的作用。

2.2 顺利回采期间

系统经过初采阶段的磨合后，工作面推进速度会有所提升，采放过程中各个环节实现了合理衔接，而且遗留在采空区内的浮煤数量也相对减少，缩小了采空区自燃带过渡。因此在工作面顺利回采阶段，需要做好规律性指标气体的检测，同时还要将废弃的压风和静压水管预埋在采空区内，并将其作为注氮和灌浆的管路，有序的向采空区内注氮和灌浆，达到阻燃和降温的效果。

2.3 工作面推进受阻期间

煤层在演变过程中在地质作用下会出现一些异常构造带，如褶曲、断层、夹矸等，这必然会对煤层原有连续性和完整性造成不同程度的破坏。工作面推移至这些构造带位置时，推进速度会变缓。而且在构造带位置处，断层处煤层在挤压和张拉作用下会堆积大量的浮煤，漏风通道也十分复杂，漏风情况较为严重。另外，自燃带前移速度变缓，采空工浮数落长时间则会处于漏风氧化和蓄热升温的状态下。

（1）隔氧降温。具体可以利用黄泥或是粉煤灰包裹碎煤或是对裂纹孔隙进行填堵，以此来对煤氧结合进行有效隔离。浮煤温度的控制可以利用水汽化吸热来实现，并且在水气化后也能夠对煤层表面与氧气的结合进行有效隔离。为了能够将采空区的氧气置换出来，可以通过注惰气来降低氧气浓度，并从源头上阻断煤氧结合。通过应用高倍三相泡沫技术，其集上述三项技术于一体，效率高，可以对煤自由基的产生起到抑制作用。（2）加快工作面推进速度。在工作面推进过程中，当受到阻碍时，具体可以采用放炮、更换割煤机切齿等措施来强行进行推进，促使采空区自燃带快速移动，缩短浮煤在自燃带中的滞留时间，避免出现氧化自燃，以此来防范遗煤自燃问题。

2.4 工作面撤架期间

回采完的综放工作面，宜铺网撤架，在具体铺网作业时，只割煤不放煤，这不仅利于回撤工作面支架，同时还能够减少采空区漏风问题，并将大量的煤遗留在采空区内。而且回撤支架后顶煤会出现垮落，遗煤整体破碎呈现出松散状态，这给遗煤自燃发火提供良好的条件。

在防灭火过程中，利用三相泡沫连续灌注工作面上下端头较长距离和工作面架间短距离，使泡沫溢出端头或是支架尾部。利用沙袋在进风巷和回风巷端头堆砌密闭墙，并要留设灌浆和注氮的管路。完成沙袋墙施工后，在密闭墙内墙附近插管至碎煤内部进行胶体材料灌注，并将固化泡沫喷涂在外墙，增强密闭墙的整体气密性。在工作面进风巷，通过预埋的注氮管路将氮气长距离和持续不断注入，注射过程中还要对氮气纯度进行检验，保证氮气的纯度始终处于标准值范围内。

3 加强综放工作面开展防灭火安全管理的建议

3.1 应抓好工作面设计环节

在具体针对综放工作面进行设计时，具体要依据工作面所处的地质条件，针对巷道进行合理布置。同时还要根据具体的工作环境，积极采取多种综合防灭火措施，并制定具有针对性的方案，确保方案能够得到有效落实。

3.2 应抓好综合防灭火技术措施的执行和管理

在煤矿企业正常生产作业过程中，宜根据具体的作业规程和措施来制定相关的防灭火执行方案，并做好防灭火执行方案的落实工作。对于采区领导班子，宜强化日常监督管理，确保方案能够到有效落实。

3.3 应大力做好职工的安全防火思想教育

在煤矿防灭火工作中，人是最为主要的因素，这就需要在日常工作中加强职工安全防火思想教育，使职工在思想上对安全防火有一个正确的认识，努力提高其工作的责任心和自身的综合素质，这样才能够严格根据技术措施规定的内容做好防灭火工作。而且职工通过全面提高自身的职业素质，也能够确保技术措施内容的正确执行。

4 结束语

在当前煤矿日常生产作业过程中，需要在不断实践和探索过程中提升防灭火技术水平，确保防灭火技术措施能够获得良好的执行效果。而且在具体操作过程中，还要根据实际情况对综放工作面防灭火技术措施内容进行更新，从而保证综放工作面能够稳定、高效和安全的运行，进一步确保煤矿生产的安全。

参考文献：

[1]孟凯宁，符智彭.柴家沟煤矿自燃火灾防治技术研究[J].煤炭技术，2013，32（7）：74-76.

[2]余明高，张耀峰，褚廷湘.易自燃特厚煤层综放面防（灭）火技术探析[J].河南理工大学学报，2013，32（1）：6-11.

[3]李洁莹.煤田火灾的成因、危害和治理技术[J].能源技术与管理，2011（04）：89-90+107.

[4]余福德，张青宣.易燃特厚煤层综放工作面综合防灭火技术实践[J].煤炭技术，2008（09）：81-82.