3101綜放工作面采用傾斜長(zhǎng)壁綜采放頂煤一次采全高開采，工作面走向長(zhǎng)度為910 m，傾斜長(zhǎng)度為150 m，平均煤厚7.8 m，煤層傾角10º~25º，地質(zhì)儲(chǔ)量為136萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為108.8萬(wàn)t。煤層標(biāo)高為-270~-418 m，埋藏深度496~615 m。2004年7月鑒定，該工作面煤層為不易自燃煤層，最短自然發(fā)火期為70 d，煤塵爆炸指數(shù)為15.87%。

　　3101工作面為三水平首采工作面，采用U+L型通風(fēng)方式，上順槽用U型棚支護(hù)，下順槽和泄瓦斯巷采用工字鋼T型棚支護(hù)，該工作面于2003年12月開始回采。

　　2 工作面特殊時(shí)期自然發(fā)火隱患及原因分析

　　2.1 工作面特殊時(shí)期自然發(fā)火隱患

　　3101工作面于2004年4月15日回采過(guò)程中工作面中部遇斷層，經(jīng)地質(zhì)部門分別從3101工作面和3101回風(fēng)巷進(jìn)行探測(cè)，該斷層落差10 m，隨工作面推進(jìn)寬度逐漸增大，最大時(shí)在工作面內(nèi)連續(xù)長(zhǎng)度達(dá)40 m，該斷層走向長(zhǎng)度約140 m。工作面見斷層后對(duì)巖石段被迫采取放炮破巖，此時(shí)工作面已推進(jìn)100 m。2004年5月5日通風(fēng)區(qū)進(jìn)行防滅火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)期間，發(fā)現(xiàn)3101采空區(qū)后部的泄巷橫川和上順槽橫川密閉內(nèi)均不同程度出現(xiàn)CO氣體，濃度分別為0.003 1%、0.007 2%，2004年5月16日3101上順槽橫川密閉內(nèi)CO上升至0.015%，工作面上隅角網(wǎng)內(nèi)也檢查出高濃度CO氣體，濃度0.018%，為及時(shí)治理工作面自然發(fā)火隱患，立即對(duì)工作面采空區(qū)實(shí)施邊疆注漿，但CO仍曾上升趨勢(shì)，7月12日經(jīng)檢查化驗(yàn)，工作面CO氣體范圍擴(kuò)大，上隅角、上順槽橫川密閉、工作面90#架后、上順槽均出現(xiàn)CO氣體，濃度分別為：0.06%、0.08%、0.042%、0.002 2%。同時(shí)3101工作面后部的泄巷橫川密閉內(nèi)檢查出高濃度CO，濃度為1.84%。工作面出現(xiàn)嚴(yán)重的自然發(fā)火隱患，回采過(guò)程中隨時(shí)都有被迫封閉的可能。

　　2.2 發(fā)火原因分析

　　分析認(rèn)為，3101綜放工作面的發(fā)火原因?yàn)椋?/P>

　?。?）工作面過(guò)特大斷層期間，推進(jìn)速度減慢，特別是2004年7月份月推進(jìn)距離不足20 m，使采空區(qū)自然帶寬度擴(kuò)大；

　?。?）工作面過(guò)特大斷層期間，由于地質(zhì)因素，采空區(qū)遺留大量殘煤；

　?。?）工作面回采期間上順槽淤煤積水較多，清理難度大，加之上順槽壓力大，造成巷道斷面最小處不足2 m²，上順槽被迫安排膠帶輸送機(jī)當(dāng)班人員清理淤煤，上下順槽通風(fēng)壓差大；

　?。?）3101采空區(qū)后部的3101原進(jìn)支架橫川密閉段回采前替棚期間出現(xiàn)高冒區(qū)，回采過(guò)程中形成漏風(fēng)通道；

　?。?）3101工作面初期-270 m膠帶進(jìn)風(fēng)巷由于工作面采過(guò)后封閉不嚴(yán)、密閉受壓嚴(yán)重，造成向采空區(qū)漏風(fēng)供氧；

　　（6）工作面內(nèi)巖石段推過(guò)后，未及時(shí)垮落形成漏風(fēng)通道。

　　針對(duì)以上情況經(jīng)綜合分析認(rèn)為，主要是采空區(qū)存在漏風(fēng)通道，特別是過(guò)特大斷層期間，采空區(qū)丟煤較多，推進(jìn)速度減慢，氧化帶窒留時(shí)間長(zhǎng)，加之上順槽斷面太小，上下端頭壓差較大，致使工作面采空區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的自然發(fā)火隱患。

　　3 自然發(fā)火隱患的綜合治理

　　3.1 羅克休泡沫新型防滅火材料封堵漏風(fēng)及密閉高冒段堵漏

　　一是在3101進(jìn)支架橫川密閉外向正上空頂處布置12個(gè)1~2 m長(zhǎng)的鋼管，對(duì)高冒處實(shí)施噴漿后利用預(yù)埋鋼管實(shí)施注羅克休，將3101進(jìn)支架橫川密閉外口 正上方大面積高冒區(qū)進(jìn)行徹底堵漏封堵；二是對(duì)3101進(jìn)支架橫川、3101上順槽橫川、3101高抽巷、3101泄巷橫川密閉分別進(jìn)行了噴漿，同時(shí)分別在3101采空區(qū)后部各密閉外1 m處釘設(shè)1道臨時(shí)板墻，對(duì)原密閉和臨時(shí)板墻之間的空間實(shí)施注羅克休充填加固，杜絕漏風(fēng)；三是在3101工作面下隅角利用直管向3101采空區(qū)實(shí)施注羅克休堵漏，材料比例為羅克休樹脂：羅克休催化劑為4:1；以上地點(diǎn)共注羅克休材料約6 t。對(duì)所有漏風(fēng)源進(jìn)行了徹底封堵。

　　3.2 采空區(qū)注凝膠 復(fù)合膠防滅火治理

　　即從3101工作面后部的原進(jìn)架橫川、泄巷橫川、上順槽橫川分別向采空區(qū)集中注凝膠，共注玻璃水約20 t。另由抽放隊(duì)利用ZY-150鉆機(jī)從二進(jìn)風(fēng)巷的3個(gè)地點(diǎn)分別打鉆至3101進(jìn)支架橫川內(nèi)的里段、中段和外段密閉處，利用膠體的凝固特性，分別對(duì)巷道、密閉周圍進(jìn)行封堵加固堵漏，消除漏風(fēng)防止自然發(fā)火。

　　3.3 利用FSA MEA新型防滅火材料堵漏 阻燃治理發(fā)火隱患

　?。?）實(shí)施3101采空區(qū)注MEA方案。即：在3101工作面下順槽設(shè)1臨時(shí)注MEA泵站，將MEA和水按5%的比例配成阻化劑。用泥漿泵加壓后，通過(guò)泥漿泵管路與采空區(qū)預(yù)埋注MEA管理聯(lián)通，自下隅角開始40 m范圍內(nèi)噴灑阻化劑，每5架為1個(gè)噴灑點(diǎn)，每點(diǎn)噴灑時(shí)間為15~20 min，下隅角噴灑時(shí)間為30~40 min，利用工作面微量漏風(fēng)使MEA進(jìn)入采空區(qū)，使采空區(qū)后部形成1條防滅火阻然帶。起到阻止采空區(qū)遺煤自然的作用。

　?。?）在-270 m膠帶巷尾原密閉外2~3 m處打設(shè)1道煤袋墻（將碎煤與FSA混合后裝袋），并在兩密閉中間留設(shè)1趟注漿管，進(jìn)行注漿，使其充分混合，起到封堵漏風(fēng)的作用。

　　3.4 均壓措施

　　（1）單調(diào)壓氣室-連通管閉區(qū)均壓。即在3101抽排巷原永久密閉久新建1道高質(zhì)量密閉墻（保證調(diào)壓氣室的氣密性），與原密閉墻之間形成1個(gè)單獨(dú)的調(diào)壓氣室，同時(shí)從調(diào)壓氣室內(nèi)敷設(shè)2根裝有調(diào)節(jié)閘門的Φ5 mm 金屬管至火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)，調(diào)節(jié)閘門安設(shè)在距調(diào)壓氣室2~4 m處，調(diào)壓管內(nèi)若壓力較小，可在調(diào)壓管進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施實(shí)施增阻，以增加管內(nèi)壓力，調(diào)壓管連接完畢后要在調(diào)壓氣室外安設(shè)水柱計(jì)，對(duì)調(diào)壓室與采空區(qū)之間的壓差進(jìn)行測(cè)定。連通管閉區(qū)均壓實(shí)施后，使3101高抽巷密閉內(nèi)外壓差逐漸平衡，同時(shí)也降低了3101進(jìn)支架橫川的漏風(fēng)壓差，達(dá)到了控制火區(qū)目的。3101高抽巷和進(jìn)支架橫川密閉內(nèi)CO下降明顯。特別是3101進(jìn)支架橫川密閉內(nèi)的CO濃度短期內(nèi)由1.984%降至0.01%以下，目前仍呈下降趨勢(shì)。

　?。?）開區(qū)均壓。一是優(yōu)化3101工作面通風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)封閉3101回風(fēng)巷，保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；二是加大上順槽清淤力度，保證上順槽回風(fēng)斷面，減小上下端頭壓差；三是工作面實(shí)施減風(fēng)方案，即工作量由1 600 m³/min逐步降至800 m³/min，降低采空區(qū)內(nèi)部壓差，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。

　　4 治理效果分析

　?。?）通過(guò)密閉噴漿堵漏、均壓、注凝膠、復(fù)合膠、利用FSA、MAS、羅克休等新型防滅火材料對(duì)3101工作面發(fā)火隱患進(jìn)行綜合治理后，工作面上塘口、上順槽、90#架后的CO于9月26日全部降為0，治理效果明顯。

　?。?）工作面過(guò)斷層期間，斷層淋水及注漿水滲入上順槽造成上順槽淤煤積水嚴(yán)重，礦安排巷修隊(duì)原班在上順槽清淤，工作艱難，進(jìn)展緩慢，目前上下端頭壓差仍較大，采空區(qū)防滅火工作面仍應(yīng)重視。