易自燃厚煤层小煤柱沿空掘巷综合防灭火技术研究

陈阿峰

邮编;017000

摘要：在煤矿综合开采过程中，如果矿井采区、采掘工作面等进、回巷之间的煤柱受采动影响，煤柱发生压裂破坏，在煤柱两侧压差作用下，会产生漏风通道，产生漏风供氧条件，同时积蓄的热量不容易散发，如未采取有效防治自然发火措施，采空区、沿空煤柱可能存在自然发火隐患。为了避免发生这种事故，本文将重点放在小煤柱沿空掘巷综合防灭火技术综合应用，以煤自燃的原理及危害为基础，重点介绍了沿空掘巷期间小煤柱防火管理重点，并对其技术原理及注意事项等展开分析。

关键词：煤矿；沿空掘巷；小煤柱；综合防灭火技术

引言

伴随着我国综合实力的持续增强，煤炭开采已经成为了国家进步和发展的主要基石，并且得到了国家和社会各方面的日益重视。然而，根据我国煤炭企业的总体发展状况，由于火灾引发的程度不一的安全事故时有发生，这不但给施工人员的生命财产带来了巨大的威胁，还对煤炭企业的自身发展产生了一定的影响。煤矿的五大灾难中，自燃火灾是占比较大的一种，为此，应积极进行易自燃煤层沿空掘巷综合防灭火技术研究，以降低煤矿火灾事故的发生几率。

1沿空掘巷基本概况

1.1井下位置及四邻空间关系

本面位于西翼一盘区第8条带，条带为东西向平行布置。该面设计沿113107胶运顺槽侧采空区掘进，净煤柱6m，设计工程量2679.3m。

1.2煤层情况

掘进区段3-1煤层位于侏罗系中下统延安组中上部，上距直罗组底砾岩层14.9～33.7m，下距3-1下煤层1.8～3.4m。掘进区域3-1煤层赋存稳定，普遍发育，煤层结构简单至复杂，含夹矸0～1层，局部2层，夹矸厚0.1～0.4m。

3-1煤层为黑色，块状～碎块状，以暗煤为主，含镜煤条带，属暗淡型煤。煤层内纵向裂隙较为发育。

1.3地质构造情况

拨门至顺槽北段500m范围煤岩层总体向西南方向倾斜，地层倾向186～204°，500m至切眼煤岩层总体向西北方向倾斜，地层倾向326～354°，煤岩层倾角0～7°，平均1°，局部会有起伏现象。

1.4瓦斯、煤尘及自燃情况

1.4.1瓦斯

矿井相对瓦斯涌出量为0.10m³/t，绝对瓦斯涌出量为1.09m³/min，为低瓦斯矿井，

1.4.2煤尘

3-1煤层的煤尘爆炸指数在30.05%，煤尘具有爆炸性。

1.4.3自燃及发火期

3-1煤层的煤尘自燃倾向性为Ⅰ类容易自燃煤层，最短自然发火期为32天。

1.5掘进期间通风系统

113108回风顺槽掘进期间采用压入式局部通风机通风。

2沿空掘进期间自然发火因素

过调车硐室：掘进期间会穿过沿空侧113107工作面采空区硐室，存在向采空区漏风导致自然发火的安全风险；沿空煤柱破碎区：掘进期间沿空煤柱及煤壁侧可能会出现煤体破碎，容易蓄热氧化存在自然发火的安全风险；113107工作面采空区疏放水期间，存在通过钻孔漏风导致采空区自然发火的安全风险。

3沿空掘进期间主要防灭火措施

3.1自然发火预测预报

采用安全监控系统连续监测工作面一氧化碳及温度变化情况；每班安排人员对工作面及回风巷等自然发火观测点处风流中CO、CO2、CH4及气温等情况进行一次检查分析，每周两次针对113108回风顺槽沿空硐室、无水的放水管路及113107两顺槽密闭墙墙内气体情况进行取样化验分析，每周两次队内管技人员携带红外线热成像仪针对113108回风顺槽进行防火巡查；检测要求：人员需在距煤柱破碎区巷帮不大于300mm的巷道中部位置检测风流中各项气体指标，CH4气体需使用测杖在巷道顶部进行检测。

3.2防止自然发火措施

1.加强局部通风管理，确保工作面风量符合规程措施要求。

2.过调车硐室后，用水泥砌块或混凝土砌筑500mm厚密闭墙，确保墙体砌筑严密不漏风，并且在硐室前后10m范围内进行喷注浆，喷浆厚度不小于50mm，滞后迎头不超过200m；

3.巡查人员发现煤体破碎地点CO浓度变化值超过5ppm或温度高于环境温度3℃，需立即向通风调度汇报并采取措施进行处理。

4.煤柱破碎地点处理完后，每班安排人员继续检测一周，若气体、温度情况恢复正常，则恢复为每周检测一次；

5.钻孔施工完毕后及时下套管，套管与煤层之间必须用水泥注实封孔，放水管口需安设闸阀和U型。

6.每个放水孔施工结束后，根据水量情况，合理确定闸阀开启程度，防止通过放水孔向采空区供氧。

7.疏放水孔无水或放完积水后，必须立即关闭闸阀，不保留的钻孔及时注浆封堵。

8.现场作业人员或巡查人员发现放水管路水量较小或无水涌出情况，需立即联系立即对放水钻孔关闭闸阀或封堵处理。

9.依据113107工作面两巷密闭墙压力状态，及时调控113107回风顺槽运输联巷内均压设施，确保密闭墙处于均压或正压状态。

10.在113108回风顺槽沿空侧调车硐室两帮5m范围内各施工1个注氮措施孔，并挂牌管理。

11.对113108回风顺槽所有观测孔内O

2浓度大于5%的地点采取注氮措施，将观测孔内O2浓度降至5%以下。

12.每周安排人员对113108回风顺槽进尺1000m到113108工作面进行全断面洒水降温一次。

4措施取得成效

4.1过调车硐室

113108回风顺槽沿空掘巷过调车硐室期间，通过砌筑密闭墙、喷注浆及向采空区注氮等防火措施，较好的控制了调车硐室内气体变化，有效防止了沿空采空区自燃发火隐患。

4.2沿空煤柱破碎区

113108回风顺槽沿空掘进期间，通过红外热成像巡查时发现沿空侧一处煤体较为破碎，且该处温度高于周边巷道温度3℃左右，存在自然发火隐患。查处隐患后，立即采取向沿空侧煤柱洒注水、清除破碎煤体、采空区注氮等防火措施，及时将隐患消除。

4.3钻孔处置

113108回风顺槽沿空掘进期间，同时对113107采空区施工探放水钻孔进行探放水作业，钻孔施工后经巡查发现T40号钻孔内CO气体及O2气体浓度较高，存在自然发火隐患。随即对钻孔采取了加装U型阀、注水、向采空区注氮等防火措施，成功消除隐患。

5总结

1.应建立健全防火责任制，明确各级管理人员和职工的防火职责，制定严格的防火规定和操作规程，确保每个人都能够遵守执行。

2.强化通风管理，确保风流充足、稳定，避免因通风不良导致气体积聚或温度升高。

3.巷道设计时需提前考虑调车硐室位置，应将调车硐室设置到回采侧，避免通过调车硐室向采空区内漏风。

4.沿空掘进期间，因巷道采用（“5-5”）T型钢带组合锚索布置，支护强度高，矿压显现不强烈，巷道变形较小，未形成透向裂隙，仅有个别地点煤体相对破碎。

5.做好沿空掘进期间防火巡查，每周使用红外线测温仪检查应不少于1次。

6.巡查发现气体、温度异常时应及时落实防火措施，经过研究向采空区注氮、注水及煤壁洒水等措施效果较好。

7.加强人员培训和教育，对职工进行定期的防火培训和教育，提高防火意识和技能。

参考文献

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