综放工作面回撤期间防灭火技术研究

综放工作面回撤期间防灭火技术研究1概况

1.1矿井概况

梁宝寺矿井位于山东省嘉祥县境内，井田东西宽约9km，南北长约11km，面积约95.275km。矿区交通方便，兖（州）新（乡）铁2路经井田南部从嘉祥县城通过，该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州，与京沪线相连；向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。京九铁路从井田西南部的菏泽经过。南部济宁机场已开航，可直达北京、广州等地。济（南）荷（泽）高速公路从矿井北部通过。区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市，交通十分便利。

矿区井田地层属华北型沉积，含煤地层为石炭二迭系。主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组，其中山西组含煤3层，为矿井主采煤层。矿井开拓方式为立井多水平分区式开拓。主、副井、风井布置在工业广场内。采煤方法为单一长壁式采煤法，后退式开采，全部冒落法管理顶板。选择二套大功率，高强度的综采（综放）设备。矿井通风方式为中央并列抽出式。副井及主井进风，中央风井回风。现在中央风井安设2台同等性能的BD-II-10-30型弯掠组合正交型对旋轴流式通风机，配备YBF型电机，功率2×560KW，转速为

600r/min。矿井实行分区通风，各采掘工作面、机电硐室、爆破材料库等均实行独立通风。

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根据历年矿井瓦斯等级鉴定资料，矿井属于低瓦斯、低二氧化碳矿井。

开采的三煤层属于一类易自燃煤层。三层煤煤尘爆炸指数为44.54%，属于煤尘爆炸危险性煤层。

1.2 3107综放工作面概况

3107综放工作面走向长1015m，倾向长81m，开采面积82215 m。所采煤层为3煤，属于气煤，为低灰至中灰、特低硫、特低2磷、高挥发份及发热量，富油、中等粘结性的气煤。总厚度7.14～9.0m，平均7.9m。煤层具有自然倾向性，自然发火期为3-6个月。最短自燃发火期只有22天。3107工作面轨顺巷道内布置有两路ф108mm 的防尘管路和注浆管路，一路ф89mm压风管路，该巷道主要担负工作面进风和运料任务。在距工作面80m处巷道下帮靠工作面侧设置移动变电站、泵站列车等设备。运输顺槽内布置有防尘管路、排水管路及束管监测管路等管线，担负工作面回风和运煤任务，主要设备有转载机、胶带运输机等。3107综放面于2006年2月20日生产，历时6个月多月的时间，工作面回采过程中，采空区曾经出现过5次CO异常情况，在采取措施进行处理后，消除了自燃高温点，确保了工作面的安全回采。

2项目研究的意义和必要性

梁宝寺煤矿是肥矿集团在济北矿区开采的第一座厚煤层矿井，在易燃厚煤层开采的防灭火技术方面，对肥矿集团来讲是一项空白，加之邻近矿区的煤层自燃发火频繁，矿井防灭火是一项极其重要的工作。综放工作面开采在肥矿集团公司尚属首次，3107综放工作面是2

梁宝寺矿井第一个综放面，在推采过程中，工作面回风隅角及面后放

煤通道多次出现一氧化碳浓度超限现象，采空区浮煤已发生自燃。工作面回撤时，工作面机械设备多，搬出时间长等问题均增加了停采撤出期间防灭火工作的技术难度，既确保在尽可能短的时间内撤出所有设备，又保证在撤面期间不出现自燃发火事故，这是本项目研究的主要所在。

3、项目实施

3.1工作面难点分析

3.1.1 3107综放面是首个综放采煤面，放顶煤经验不足，采空区丢失大量煤炭。

3.1.2 3107综放面在推进过程中，采空区一氧化碳、瓦斯含量一直较高，而且3107面后部采空区丢煤氧化仍在持续发展。

3.1.3 工作面机械设备多，搬出时间长。

3.1.4 工作面停采前推进速度缓慢，给停采线后部采空区丢煤造成氧化过程持续发展的条件，停采前工作面回风流中的一氧化碳浓度经常达到24PPm以上，防灭火形势不容乐观。

3.2 3107综放面停采撤面前的防灭火技术措施

停采前的防灭火准备是保证3107综放工作面安全停采撤面的基础，必须做好以下几个方面的工作。

⑴综采一队在距离停采线最后的100m范围内，尽量减少采空区丢煤，停采前50m放出一条宽5米的矸石带，特别是在工作面敷设 3

铁丝网和钢丝绳前20m时，再放出一条宽5米的矸石带，距离停采

线最后10m时，停止放顶煤开采。

⑵在距离停采线最后的50m范围内要常开放煤口喷雾、工作面架间喷雾等防尘设施，特别是后部运输机后煤矸要洒水湿透。

⑶停采后立即在工作面上下端头施工一道防火墙，防火墙可用加入阻化剂的袋装碎煤或袋装黄土施工，厚度不低于3m，防火墙外用塑料布封严密，减少采空区供氧条件。

⑷停采前50m开始，在工作面上下顺槽埋设4吋注浆管路，注浆管出口要用木垛掩护好，并高于底板0.5 m 以上。停采后，对工作面上下两头进行注浆，破坏浮煤的蓄热环境。同时上头在距停采线

16-20m处埋管进行注浆。

⑸停采前必须密切监测3107工作面的气体，除正常的瓦斯检查外，防灭火专职检查人员对工作面上下隅角、架间、风流进行检测和取样化验分析，每天检测分析一次。

⑹在工作面下顺槽，停采线后部30m、20m留设两路束管抽气化验分析。在工作面上顺槽，停采线后部40m、20m分别留设一路人工测气管，并对束管采取保护措施，防止束管被砸坏。以便可靠的进行停采期间的气体预报。上述束管均位于底板以上1.5m处，安设牢固整齐。束管监测系统每天至少测定一组数据。

⑺各种防灭火材料和设备要备足备好。

⑻（在停采前，综采一队把支架的侧护板尽量收回，同时要保证支架的初撑力，防止顶板破碎，为防灭火钻孔的施工创造条件。）

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⑼在3107轨、皮顺联络巷分别安设两部局部通风机，实现双风机双电源，风机自动切换，风筒自动分风。

⑽在3107轨道顺槽联络巷处安装ZM-15/1.8D煤矿用注浆机，并与注浆管路连接。闭后采用注凝胶进行堵漏。

⑾停采前30米，在工作面轨顺埋设3寸注氮管路，实行随采随注氮。落实好注氮措施。

3.3 3107综放面停采期间的通风与防灭火方案

3.3.1通风方式选择、风量设计及瓦斯检查

工作面回撤时，通风系统与现系统一致，支架撤出初期保持现通风系统不变。在满足稀释采面瓦斯、机电设备散热量的前提下，尽可能的减少采面风量，以减少向采空区漏风，停采后工作面供风量由原来的760m/min，减少为500m/min。33随着支架的撤出，采面风量将会逐步减少，全风压风量减少到300m/min时，开启上下两头局部通风机。3开始撤出支架后，在工作面上下两侧均设点检查瓦斯，瓦检员在检查完其它地点后在撤支架处盯点检查，撤面单位在掩护支架处悬挂甲烷氧气两用检测报警仪。工作面风量测风员每天至少测定一次。

3.3.2 煤炭自燃的预测预报

利用红外测温技术、气样色谱分析和人工监测、环境监测传感器共同实现煤炭自燃的早期预报。

3.3.2.1早期预测预报指标气体

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分析井下气体成分是检测和评价矿井中煤体热状态的主要途径之一。参照兄弟煤矿煤样加温试验数据分析，煤炭自燃的临界温度为

76-80℃，干裂温度为100-110℃，当煤温达到临界温度时，离出现