沿空掘进防灭火技术应用研究

《沿空掘进防灭火技术应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沿空掘进防灭火技术应用研究　　中图分类号：TD75.3文献标识码：A文章编号：1007-0745（2013）09-0270-02摘要：综放工作面采空区残留浮煤多，容易发生自然发火，沿空掘进的防灭火问题一直制约着煤矿的安全生产。本文结合济宁二号煤矿2308轨道平巷沿空掘进时的防灭火工作，分析了沿空掘进时发生自然发火的区域、原因及需要解决的技术难点，得出沿空掘进巷道时的一系列防灭火技术措施，为解决沿空掘进时的自然发火隐患提供理论和实践基础。关键词：沿空掘进自然发火防灭火济宁二号煤矿于1997年11月8日正式投产，年设计生产能力400万吨。井田南北走向长6

2、～11公里，东西倾向宽10公里，井田面积90平方公里。现主采3下、3上煤层，由于地质条件复杂，断层多，煤层有自然发火危险，煤层自燃发火期为3～6个月，最短煤层自然发火期1.1个月。尤其是沿空掘进巷道煤壁和采空区浮煤自然发火问题突出，安全生产难度较大。2012年5月29日中班2308轨道平巷监测孔内气体取样分析结果如下：表1监测孔取样分析结果7由上表可以看出，2308轨道平巷6#监测孔气体取样出现异常，该点出现自然发火迹象，为制止自然发火趋势，立即采取了相应防灭火技术措施。1沿空掘进易发火区域及发火原因分析2308轨道平巷与2307采空区相邻，属沿空掘

3、进。2308工作面煤层起伏变化较大，宽缓褶曲发育，工作面东部有一背斜构造，总体趋势为中部高，东西两端低。根据勘探资料分析，该巷道在掘进过程中，将揭露落差2.0m以上的断层5条以上，同时在褶曲两翼和轴部将伴生小型断层。较复杂的地质条件使2308轨道平巷掘进时产生大量的易自然发火区域。1.1相邻采空区端头松散煤体2308轨道平巷沿空侧为2307工作面采空区，2307工作面在开采过程中采用综合机械化放顶煤的采煤工艺，故2308轨道平巷相邻的采空区端头煤体具有自然发火的隐患。1.2沿空侧煤柱根据勘探资料分析，该巷道在掘进过程中，将揭露落差2.0m以上的断层5

4、条以上，同时在褶曲两翼和轴部将伴生小型断层，地质条件较复杂，在掘进过程中由于要过断层放炮作业，巨大的震动导致顶板活动，使得沿空侧煤柱产生大量的裂隙，煤质变得松软破碎。当沿空侧煤体内供氧量充足并能够不断聚热时，就可能导致2308轨道平巷沿空侧煤柱发生自然发火。71.3巷道顶煤2308工作面煤层厚度变化较大，西部煤层较厚，东部煤层相对较薄，煤层厚度2.8～4.8m，平均煤厚3.76m，其中平均煤厚超过4m的区域走向长度为170m；平均厚度超过4m的范围平均煤厚为4.5m，煤层倾角2～7°，平均倾角3°。2308轨道平巷掘进时的巷道高度为2.6米且沿煤层底

5、板掘进，煤层顶板留煤较多，易发生自然发火现象。2沿空掘进巷道防灭火技术措施2.1自然发火的预测预报技术自然发火的预报是在沿空侧煤壁每隔一定距离施工监测孔，埋设温度传感器、束管等监测设备，以便掌握采空区内的温度、气体变化情况。根据温度和指标气体两类预报指标，济宁二号煤矿设有自燃监测系统（温度传感器）、红外探测技术、标志气体分析三种预测预报技术。1.自燃监测系统（温度传感器）：通过监测孔取得采空区内的温度变化，利用监测分站对各温度测点进行检测、存储、显示、超温报警，通过现有电话线路将监测分站与地面微机建立起通信联系，进行数据处理。2.红外探测技术：利用红

6、外测温仪器探测松散煤体与周围介质温度的升高。该技术需定期对可疑地点进行测定以掌握温升情况。73.标志气体：济宁二号煤矿利用KSS-200煤矿束管监测系统，在计算机的控制下将井下检测地点的气体通过已敷设的束管连续不断的抽至井上，通过气相色谱仪对各种有害气体的含量进行精确分析和在线监测，为及时发现火灾隐患，采取有效措施处理，提供了依据。2.2防灭火技术措施2.2.1均压防灭火对2308轨道平巷进行均压调节，采取方法为：（1）在2308轨道平巷6#监测孔以外15米施工板闭；（2）将2308轨道平巷联络巷和2308轨道平巷机头风门进行调压工作。打开2308轨

7、道平巷联络巷风门调节窗，封堵2308轨道平巷机头风门皮带洞，使2307采空区和2308轨道平巷内压力均衡。2.2.2堵漏风防灭火受矿山压力的影响，巷道变形严重，顶板、煤壁经常出现不同程度的掉顶、片帮。需要对2308轨道平巷进行喷浆处理充填裂隙堵漏，先施工轨道平巷6#监测孔周围，然后由里向外将沿空侧喷浆至2307运顺密闭墙处。喷浆范围为沿空侧煤壁及顶板的1/2，喷浆厚度不得小于100mm，其中停采线和断层位置前后20m要进行全断面喷浆且喷浆厚度不得小于100mm。2.2.3注稠化粉煤灰防灭火技术7煤灰代替黄土进行注浆，节约了土地资源，但粉煤灰活性差，不

8、亲水，防灭火效果较差。在粉煤灰液中加入少量PCAS粘稠剂，使粉煤灰浆液的保水能力大幅提高，浆体粘性增大，附壁