坚硬顶板煤矿火灾治理

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1、坚硬顶板煤矿火灾治理1工作面概况102工作面为xx煤矿首采面，煤层属于结构简单、厚度稳定的中厚煤层，平均煤厚2.4m,煤层平均倾角16°,走向长度600m,倾向平均长度140m，属于自燃煤层。煤层顶板直接顶、老顶为粉砂岩、细砂岩，厚度分别为2.08m、17.1m，粉砂岩坚固性系数为6.8,细砂岩坚固性系数为8.0,质地坚硬，不易垮落。工作面采用U型通风，上行通风，［Hl采期间和对瓦斯涌出量为9n?/t,工作面推进15m时揭露F5断层，断层落差为1.4m，推进47m后工作面上隅角气温和CO升高，出现煤焦油气味，采空区遗煤出现

2、自燃。2遗煤自燃原因分析1）采空区存在大量遗煤。102工作面开切眼处局部煤层厚度大于设计的最大采高，所以该区域采取留底煤的方式进行冋采，由于煤质强度低，易破碎，跨落的顶板以及底板压力会导致留底煤区域出现破碎堆积的浮煤，加之推进过程中遇F5断层，断层落差为1.4m,过断层处也存在大量遗煤。2）采空区漏风严重。102工作面采空区采用全部垮落法控制顶板，顶板为粉砂岩，质地坚硬，不易垮落，顶板周期性垮落步距大，导致采空区冒落不严实,漏风严重，氧化带范围大。3）工作面遇断层推进速度慢。工作面推进15m时揭露F5断层，过断层期间严重影

3、响了推进速度，导致切眼处遗煤及断层处遗煤长吋间氧化，随着工作面的推进，氧化充分的遗煤有了良好的蓄热条件，继而发生自燃。3防灭火难点分析1）顶板垮落困难，采空区漏风严重，漏风控制难度大。质地坚硬的顶板导致周期性垮落步距大，加之102工作面为首采工作面，利用完全冒落法控制顶板，上下隅角处敞幵空间大，导致向采空区漏风严重。2）遗煤氧化范围大。良好的漏风环境，导致采空区的遗煤（开切眼处的遗煤、过断层处的遗煤、正常回采时的遗煤）全部长时间氧化，遗煤氧化范围广，正常防灭火措施处理效果不明显且难度大。4综合防灭火技术的应用结合该工作面防

4、火火的难点，徐州吉安矿业科技冇限公司的技术人员对102工作面采用上下隅角分段间隔垒袋墙、上下隅角架后放震动炮进行预放顶、采空区灌注普瑞特防火火材料对遗煤进行全面覆盖等综合防火火措施。4.1堵漏措施针对上下隅角放顶困难、漏风量大的问题，采取在工作面上下隅角分段间隔垒袋墙，袋墙间隔为5m,同时在端头支架架后5〜10m范围内放震动炮的方式进行预放顶，从而促使上下隅角顶板充分冒落，冒落破碎岩石充填于袋墙之间，袋墙周围形成密实区域，增大采空区漏风阻力，采空区漏风大量减少，氧化自燃带范围前移并缩小，防止采空区浮煤大范围持续氧化发生自燃

5、。4.2防火火材料全面覆盖氧化区采取减少漏风措施后，采空区氧化带范围必然缩小并前移，但是由于采取控制漏风前采空区遗煤已大范围氧化，要彻底防止采空区遗煤自燃，对采空区己充分氧化的遗煤需要利用防火火材料进行全面覆盖。4.3普瑞特防火火特点及应用工艺徐州吉安矿业科技冇限公司研制的普瑞特防火火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防火火技术优点于一体，生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散，所到之处凝胶均能冇效覆盖黏附浮煤裂隙，对火区煤体吸热降温并持久保持煤体湿润冷却，同时冇效封堵漏风通道；材料添加剂中含冇的阻化剂长久

6、对煤体阻化，防治煤体氧化升温；泡沫中的水固结在凝胶体内，避免泡沫易溃浆的缺点；泡沬中的氮气缓慢释放，避免了单独注氮吋氮气容易散失的缺点，持久保持火区的惰化。普瑞特防火火材料由A料和B料组成，分别与水按体积比为2%和1%混合形成预混液，通过接入矿井压风系统的双液气动泵输送至普瑞特发泡成胶装置，在发泡成胶装置接入氮气管路使混合液发泡，经发泡成胶装置制备出的普瑞特直接通过钻孔注入防火火区域，普瑞特制备工艺流程如图1所示。输送管路发泡成胶装置普瑞特^料普瑞特％料制氮机与水混合液与水混合液图1普瑞特制备工艺流程徐州吉安矿业科技冇限公

7、司研制的注浆防火火系统主要是将形成普瑞特的A、B两种料液按比例混合后引导至采空区，实现快速、安全、高效的防火火，为实现普瑞特能够覆盖整个采空区遗煤，通过上隅角架后25m和50m的预埋的灌浆管路向采空区注入普瑞特。5应用效果XX煤矿102工作面回风隅角CO浓度于2016年1月中旬开始出现升高趋势,检测到CO浓度由6ppm上升至14ppm，1月16日时急剧升高至29ppm，采空区遗煤自燃趋于严重。矿方采取紧急防灭火措施，在B102工作面上下隅角处随着工作面的推进每间隔5m设置袋子墙，同时在架后5〜10m顶板处放震动炮进行预放顶

8、，控制采空区漏风，针对采空区己大面积氧化的遗煤通过预埋注浆管路向采空区灌注新型防灭火材料普瑞特对遗煤进行全面覆盖。采取以上措施后，回风隅角CO浓度显著降低并趋于稳定，1月21日检测到回风隅角CO浓度为6ppm，防灭火效果十分显著，保证了工作面的正常推进。1月13日至1月21日回风隅角CO浓度实测数据如表