王根卿,張銀振,付保山

(鶴壁煤電股份公司八礦,河南鶴壁458000)

摘　要:通過(guò)新型滅火材料的應(yīng)用,對(duì)處理和預(yù)防采空區(qū)和煤巖交接處自然發(fā)火及密閉周圍漏

風(fēng),效果非常明顯。羅克休、馬麗散、復(fù)合膠體及MEA防滅火材料,各有各自的適應(yīng)條件,根據(jù)不同地點(diǎn),不同情況,采用不同的滅火材料進(jìn)行處理,能夠達(dá)到預(yù)防和防治自然發(fā)火的目的。

關(guān)鍵詞:新型滅火材料;處理巷道采空區(qū)漏風(fēng);防治自然發(fā)火

中圖分類號(hào):TD75+2.2　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　　　文章編號(hào):1003-496X(2006)05-0017-02

1　礦井概況

鶴壁八礦于1958年建井,1960年投產(chǎn),礦井生產(chǎn)能力為10萬(wàn)t/a,1970年擴(kuò)建為60萬(wàn)t/a的中型礦井,2004年礦井核定通風(fēng)能力為118萬(wàn)t/a,實(shí)際礦井生產(chǎn)能力為80萬(wàn)t/a。

八礦位于鶴壁市山城區(qū)南部,井田南北走向長(zhǎng)為4.5 km,東西傾向?qū)?st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="True" SourceValue="2" UnitName="km">2 km、面積9.6 km2。井田含煤地層為石炭二迭系,主要含煤地層為太原群和山西組。山西組為二煤組,含煤1~3層。平均總厚6.79 m,其中二1煤為本區(qū)主采煤層,平均厚度6.75m。煤層偽頂為0~1.0 m的黑色泥巖,直接頂為砂質(zhì)泥巖,平均厚6.28 m,老頂為砂巖,中厚層狀,成分以石英為主,平均厚9.81 m。偽底為厚0~1 m,黑色泥巖,直接底為灰黑色砂質(zhì)泥巖,平均厚3.69m,老底為砂巖,灰褐色,中厚層狀,成分以石英長(zhǎng)石為主,平均厚13.95 m。

礦井為煤與瓦斯突出礦井,2004年礦井瓦斯絕對(duì)涌出量49.49 m3/min,相對(duì)瓦斯涌出量29.41m3/t。礦井煤塵爆炸試驗(yàn),火苗長(zhǎng)度5~40 mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量20%~65%,煤塵爆炸指數(shù)>10%,煤塵具有傳導(dǎo)性爆炸危險(xiǎn)。礦井二1煤的自燃傾向?yàn)槿?不易自燃,但在防滅火管理上仍按易自燃礦井管理。

井田范圍內(nèi)沒有測(cè)溫鉆孔,缺地溫資料,據(jù)開采實(shí)踐,-400 m以上沒有地溫異常。

2　自然發(fā)火情況及原因分析

2.1　自然發(fā)火情況

建礦以來(lái)共發(fā)生10起煤碳自燃事故,其中:煤柱老采發(fā)生明火6起,石門煤巖交接處發(fā)生明火2

起,冒落的巷道高頂處發(fā)生滅火2起。近幾年來(lái),出現(xiàn)高溫點(diǎn)6起,主要地點(diǎn)是石門煤巖交接處、冒落的巷道高頂處以及結(jié)束工作面密閉采空區(qū)內(nèi)。

2.2　自然發(fā)火原因分析

(1)煤柱老采及采煤工作面放頂煤開采,由于推采速度慢,回采率低,采空區(qū)浮煤多,采空區(qū)不注漿或注漿效果不好時(shí),容易引起煤炭自燃。

(2)煤巷掘進(jìn)時(shí)巷道冒頂或與上一個(gè)結(jié)束工作面冒透以及石門煤巖交接處頂板破碎造成采空區(qū)漏風(fēng),容易產(chǎn)生高溫點(diǎn)發(fā)生自然發(fā)火。

(3)結(jié)束工作面密閉建在運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷煤體內(nèi),造成空頂、空幫密閉周圍漏風(fēng),容易產(chǎn)生高溫點(diǎn)發(fā)生煤炭自燃。

(4)采煤工作面上下區(qū)段煤柱小,當(dāng)下一個(gè)區(qū)段回采時(shí),煤柱壓碎,向上一個(gè)結(jié)束工作面采空區(qū)漏風(fēng),容易產(chǎn)生高溫點(diǎn)造成煤炭自燃。

(5)工作面受采動(dòng)影響,巷道被壓裂向采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)容易自然發(fā)火。

3　防治自然發(fā)火措施

過(guò)去由于煤炭滯銷,經(jīng)濟(jì)效益不好,安全投入少,防滅火措施單一,主要是采煤工作面結(jié)束后,對(duì)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷進(jìn)行密閉,向采空區(qū)注漿,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),被動(dòng)的去處理火災(zāi),采取的預(yù)防措施少,造成高溫地點(diǎn)和自然發(fā)火次數(shù)頻繁發(fā)生。

近幾年來(lái),礦井加大了安全投入,預(yù)防為主,關(guān)口前移,設(shè)立專職人員加強(qiáng)了防滅火檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)處理,在日常管理上,采取了多種防滅火安全措施。

(1)工作面生產(chǎn)期間向回采的采煤工作面上隅角老塘內(nèi)采用埋管注漿,工作面下尾巴吊掛防滅火風(fēng)幛,防止向采空區(qū)漏風(fēng),防止自然發(fā)火。

(2)工作面每推進(jìn)20~25 m向采空區(qū)內(nèi)注復(fù)合膠體或MEA防滅火材料,防止自然發(fā)火。

(3)工作面結(jié)束后,在工作面停采線附近及運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷兩端注復(fù)合膠體、MEA等防滅火材料,防止自然發(fā)火。

(4)向已結(jié)束工作面采空區(qū)密閉內(nèi)注漿、注復(fù)合膠體及MEA防滅火材料,防止自然發(fā)火。

(5)向密閉周圍裂隙注羅克休堵漏風(fēng),防止自然發(fā)火。

(6)石門煤巖交接處,空頂、空幫比較嚴(yán)重,為了防止向上部采空區(qū)漏風(fēng),先在煤巖交接處巷道周圍進(jìn)行噴漿,然后再注羅克休堵漏風(fēng),局部高溫地點(diǎn)采取打鉆注水注漿等方法進(jìn)行處理。

4　新型滅火材料的應(yīng)用及效果

近幾年經(jīng)過(guò)對(duì)羅克休、馬麗散、復(fù)合膠體及MEA防滅火材料的應(yīng)用,效果非常明顯,降低了采空區(qū)漏風(fēng),減少了高溫現(xiàn)象,對(duì)礦井的防滅火起到了較大的作用,杜絕了火區(qū)的發(fā)生。

(1)2403南工作面結(jié)束后,由于密閉建在工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷的煤體中,空頂、空幫嚴(yán)重,再加上2403中巷受采動(dòng)影響向采空區(qū)漏風(fēng),造成2403南結(jié)束工作面回風(fēng)巷密閉內(nèi)CO濃度嚴(yán)重超標(biāo)。為了防止向2403南結(jié)束工作面采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng),該礦對(duì)2403巖中巷受采動(dòng)影響段頂部、兩幫及2403南工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷密閉周圍裂隙采用注羅克休、馬麗散,向采空區(qū)注MEA防型滅火材料,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察和檢查,工作面回風(fēng)巷密閉內(nèi)CO呈下降趨勢(shì),直至檢查不出來(lái)。

(2)2403中巷三石門煤巖交接處,上部是已采過(guò)的2403工作面采空區(qū),下部是正在開采的2405工作面,由于2403巖中巷三石門揭煤時(shí),巷道上部空頂,2403工作面采過(guò)后與2403工作面采空區(qū)冒透,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,2403中巷三石門巷道頂部出現(xiàn)熱氣,溫度達(dá)到32~37℃,為了防止自然發(fā)火,我礦在石門煤巖交接處20 m范圍內(nèi),先進(jìn)行噴漿,然后向巷道頂部及兩幫打孔,進(jìn)行注羅克休、馬麗散封堵漏風(fēng),采取上述綜合措施后,煤巖交接處溫度明顯下降,熱氣消失了。

(3)3002工作面于2004年8月份開始投產(chǎn),上部是2206結(jié)束工作面采空區(qū),煤柱6 m,煤層傾角25°~28°,煤厚7.8~8.2 m。2005年2月份,工作面上隅角發(fā)現(xiàn)CO濃度達(dá)到19×10-6,為了防止自然發(fā)火,每班安排專人分三班利用注漿管路向上隅角采空區(qū)內(nèi)注MEA防滅火材料,經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的注膠,CO濃度下降到5×10-6,效果比較明顯。

5　結(jié)　論

通過(guò)新型滅火材料的應(yīng)用,對(duì)處理和預(yù)防采空區(qū)和煤巖交接處自然發(fā)火及密閉周圍漏風(fēng),效果非常明顯。羅克休、馬麗散、復(fù)合膠體及MEA防滅火材料,各有各自的適應(yīng)條件,根據(jù)不同地點(diǎn),不同情況,采用不同的滅火材料進(jìn)行處理。

(1)羅克休膨脹系數(shù)大,堵漏風(fēng)迅速,不溶于水,抗壓能力差,不適應(yīng)直接滅火,一般用于封堵巷道空幫、空頂、密閉裂隙及周圍的漏風(fēng)。

(2)馬麗散膨脹系數(shù)相對(duì)于羅克休小,抗壓能力強(qiáng),不容于水,可直接滅火,它適用于淋水巷道的空幫、空頂、密閉裂隙和周圍的漏風(fēng)封堵。

(3)復(fù)合膠體配合黃泥漿,充填采空區(qū)裂隙,容易凝固,使空氣與煤體隔絕,降低煤溫,阻止煤炭氧化,它適用于向采空區(qū)和密閉內(nèi)充填堵漏。

(4)MEA防滅火材料膨脹系數(shù)高,使用人員少,配備操作簡(jiǎn)單,它適用于向采空區(qū)和密閉內(nèi)應(yīng)用。

　　作者簡(jiǎn)介:王根卿(1966-),1987年畢業(yè)于焦作煤炭工業(yè)學(xué)校,2005年畢業(yè)于河南理工大學(xué),現(xiàn)任鶴壁煤電公司八礦通風(fēng)副總工程師。

(收稿日期:2005-09-11;責(zé)任編輯:郭瑞年)