“三位一體”煤自然防治技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：建了均壓—無機(jī)固化泡沫聯(lián)動(dòng)堵漏聯(lián)動(dòng)控風(fēng)、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮?dú)饽繕?biāo)惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術(shù)體系，該技術(shù)體系在棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤礦3402工作面進(jìn)行了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地溫；空氣濕度；煤自燃；采空區(qū)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.066

0 前言

目前棗莊礦區(qū)開采深度較深，具有通風(fēng)距離長、地溫高、空氣濕度大的復(fù)雜開采條件，也就導(dǎo)致煤層自然發(fā)火嚴(yán)重。自2001年至今的16年開采過程中，發(fā)生了49起煤自燃事故，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)有著嚴(yán)重的威脅，并造成了重大的損失。

為此，本文針對(duì)棗莊礦區(qū)復(fù)雜易自燃的開采條件，在充分總結(jié)以往防滅火經(jīng)驗(yàn)和成功的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了均壓—無機(jī)固化泡沫聯(lián)動(dòng)堵漏聯(lián)動(dòng)控風(fēng)、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮?dú)饽繕?biāo)惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術(shù)體系。

1 工作面概況

3402綜放工作面位于34采區(qū)南翼，隨著綜放面的推進(jìn)，由于采動(dòng)影響造成隔離小煤柱應(yīng)力集中，導(dǎo)致了3402與3406綜放面之間的隔離小煤柱被壓酥，采空區(qū)局部連為一體，產(chǎn)生了漏風(fēng)裂隙，形成大面積漏風(fēng)通道。在3402工作面推進(jìn)的過程中，上隅角一直有CO的存在，最高時(shí)達(dá)到712ppm，對(duì)工作面的安全生產(chǎn)有著嚴(yán)重的威脅。

2 “三位一體”防滅火技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 均壓—堵漏聯(lián)動(dòng)控風(fēng)防滅火技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 構(gòu)筑調(diào)壓氣室

3402工作面于2016年10月停采，停采后，在材料道和運(yùn)輸?shù)婪謩e構(gòu)筑了密閉墻。但根據(jù)壓能測(cè)定，進(jìn)回風(fēng)密閉之間最大壓差為150Pa。

在采區(qū)進(jìn)回風(fēng)的風(fēng)壓差的影響下，向采空區(qū)特別是向停采線部位的漏風(fēng)比較大。為了消除這樣漏風(fēng)，因此采用構(gòu)筑調(diào)壓氣室[1]進(jìn)行均壓治理。采取上述措施后，使進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)道密閉墻基本上處于同一風(fēng)壓狀況下，消除了密閉墻兩側(cè)的風(fēng)壓差。

2.1.2 無機(jī)固化泡沫堵漏隔氧

通過無機(jī)固化泡沫材料[2]對(duì)3402鄰近煤柱裂隙及回風(fēng)隅角漏風(fēng)裂隙進(jìn)行灌注，封堵裂隙、隔絕氧氣，防止3402綜放面采空區(qū)遺煤發(fā)生自燃。無機(jī)固化泡沫原材料為：硅酸鹽水泥，粉煤灰、自制的發(fā)泡劑。

2.2 阻化泡沫凝膠防滅火材料現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

阻化泡沫凝膠[3]在防治一般性采空區(qū)煤炭自燃以及高冒區(qū)防滅火上效果非常顯著，并在新安煤礦成功地進(jìn)行實(shí)施，減少了礦井火災(zāi)事故的次數(shù)，為礦井的安全生產(chǎn)提供了保障。

2.3 目標(biāo)注氮防滅火技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

為防治回撤期間架后采空區(qū)遺煤自燃，采用氮?dú)鈱?duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行惰化[4]。具體實(shí)施方案如下。（1）快速鋪設(shè)注氮管路，進(jìn)風(fēng)道、回風(fēng)道各鋪設(shè)一條主管路。（2）以16號(hào)架、17號(hào)架為中心，將工作面分為五個(gè)區(qū)間，每兩個(gè)區(qū)間相隔5m，由底向上45°打5個(gè)鉆孔，插入5根φ50mm，長6m鋼管，鋼管分別與兩道的注氮主管路連接。（3）開啟注氮機(jī)，保持注氮機(jī)正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，向架后空間連續(xù)大流量注氮（不低于2000m3/h）。

3 “三位一體”防滅火技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

對(duì)3402工作面應(yīng)用均壓—無機(jī)固化泡沫聯(lián)動(dòng)堵漏聯(lián)動(dòng)控風(fēng)、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮?dú)饽繕?biāo)惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”煤自燃防治技術(shù)體系后，觀測(cè)回風(fēng)隅角處的CO濃度及架后空間的氮?dú)鉂舛?，?shù)據(jù)結(jié)果如圖1所示。

從圖中可以看出，實(shí)施 “三位一體”防滅火技術(shù)后，回風(fēng)隅角CO濃度由605ppm下降到16ppm，架后空間的氮?dú)鉂舛冗_(dá)到90%以上，說明高溫火區(qū)已經(jīng)控制，取得了顯著的效果。

4 結(jié)論

在棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤礦應(yīng)用均壓—無機(jī)固化泡沫聯(lián)動(dòng)堵漏聯(lián)動(dòng)控風(fēng)、阻化泡沫凝膠大面積阻化與覆蓋煤體、氮?dú)饽繕?biāo)惰化易自燃區(qū)域的“三位一體”防滅火技術(shù)，回風(fēng)隅角CO濃度由605ppm下降到16ppm，架后空間的氮?dú)鉂舛冗_(dá)到90%以上，說明高溫火區(qū)已經(jīng)控制，取得了顯著的效果。

參考文獻(xiàn)：

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[4]秦波濤，魯義，殷少舉等.近距離煤層綜放面瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害防治技術(shù)研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2013.

作者簡介：王龍（1985-），男，山東棗莊人，本科，工程師，研究方向：礦井通風(fēng)防滅火。