厚煤层残区放顶煤开采技术探讨

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1、厚煤层残区放顶煤开采技术探讨：通过开采高沼气易自燃厚煤层残区生产的实践，从中总结了具有实用性的防瓦斯及防治火技术，从治理瓦斯及防灭火方面，提供了具有指导性的可行性技术方案。　　关键词：高沼气厚煤层易自燃防灭火技术　　　　鹤岗分公司益新煤矿开采的三水平后部区15#层右一段，煤层平均厚度15米，块段走向450米，倾斜80米，开采期间绝对瓦斯涌出量11.8米3／分，发火期2—4个月，最短发火时间19天。该区已于1997—1998年利用走向长臂分层开采方式采出两个分层(4米)；二分层收尾时工作面、开采线发火，该面

2、封闭。2008年4月采用π放工艺对该块残留煤量进行回采，掘进及回采期间，通过采取有效的旧区堵漏、掘进喷碹、抽漏高顶充填、压注阻化材料、降压通风、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48万吨，创造出可观的经济、安全效益。　　1、三水平北二石门后部区15#层右一段采面概况　　1.1、煤层赋存情况　　三水平北二石门后部区15#层右一段位于益新煤矿北部，煤层厚度平均为15米(已采出4米)，块段走向450米，倾斜80米，可采煤量55.4万吨，煤层倾角20°—2

3、6°，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，区内子断层F2，落差2.5米，该区15#层已开采两个分层，开采时间为1997—1998年，属残区开采，由于受F16逆断层影响，区内煤层瓦斯含量较大。详见图1。　　　　图1　　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#层右一段掘进期间，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、图3方式向巷道顶板布钻，注氯化镁及ME

4、A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，但掘进期间局部巷道顶部仍出现CO，CO浓度最大达2300ppm。基于观测及时，采取上述打钻充填、注阻化材料等措施，及时消灭了隐患。通过巷道顶板发火我们看出，由于巷道喷碹厚度密度符合要求，顶板发火后，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，巷道喷碹给防灭火工作创造了先决条件。　　　　图2　　2.2、开采期间防火情况　　三水平北二石门后部区15#层右一段可采煤量55.4万吨，瓦斯含

5、量为5.8m3／t，瓦斯储量321.32万m3，煤层自燃发火期最短19天。该区煤层的顶板及底板均为粉砂岩。该块段走向长度450米，倾斜长平均80米，煤层平均厚度15米(已采出4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Π型钢放顶煤采煤法。　　该块段已开采两个分层，采高各2.0米，已于1998年采完。现工作面沿煤层底板进行掘送，采用单体、Π型钢放顶煤工艺，一次采全高方法回采。　　1998年2月份该块段已采两个分层，后由于益新矿前身新一矿破产，该面被水淹没。该工作面于2

6、008年4月再次开采。该区在掘进期间，上、下顺槽采取巷道喷碹及顶部注双灰和阻化剂等防火措施，旧区、旧巷采取充砂隔绝，防止向采空区漏风发火。　　开采初期工作面配风590米3／分，上隅角及其以下30米范围内瓦斯常处于临界状态，回风流瓦斯浓度最高达到1.8—2%，采取高位钻孔抽放瓦斯措施后，回风流瓦斯浓度降至0.5—0.7%，上隅角瓦斯降至0.6%，采面得以正常生产。　　当采面推进15米时，工作面上隅角出现CO，CO浓度最高达到200ppm，并且出现乙烯，其浓度为17ppm。为治理开采线附近浮煤自燃问题，防治隐

7、患升级，利用高位钻孔向采空区压注三相泡沫，并根据采面的瓦斯变化及时进行降压通风，风量由原来的590米3/分减至401米3/分，降压缩风后，采取快采方式，月推进度不小于35米，有效地抑制了采空区瓦斯涌出并缩小了氧化带范围，CO绝迹，回风流瓦斯浓度保持在0.5%左右，工作面正常开采。详见图2.　　为实现三水平北二石门后部区15#层右一段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

8、的作用。　　2008年6月21日，束管监测系统数据显示，三水平北二石门后部区15#层右一段225采面上隅角以下20—30米处的采空区CO浓度79ppm，结合监测系统提供的数据，经分析后，及时对隐患地点进行打钻注三相泡沫、充灰，回风道及上隅角co绝迹。　　3.结论　　3.1、对于高沼气易自燃厚煤层，如有条件可以先开采顶分层铺底X，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