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1、 综采放顶煤无煤柱开采自燃预防技术综采放顶煤无煤柱开采自燃预防技术摘要：分析了综采放顶煤工作面无煤柱开采自然发火的特点与规律，结合综采放顶煤工作面实际条件和各种防灭火技术的特点，以灌浆、注胶防灭火技术为主要手段，因地制宜，合理地运用堵漏、均压、灌浆、注胶对综采放顶煤工作面煤层火灾进行防治。关键词：综采放顶煤工作面 无煤柱开采 自燃特点及规律 自燃预防技术0 引言综采放顶煤无煤柱开采技术，由于不留煤柱、工作面推进速度快，提高了采区资源回收率，经济效益明显提高。但由于在巷道沿空侧采空区有一条约 10m 宽，数米高的松散浮煤带；顺槽沿空侧有相邻区段遗留的大量松散煤体，该煤体因受相邻区段开采影响已部分
2、氧化升温；沿空侧空隙率大，易于形成较强的漏风等特点，使沿空巷道和相邻采空区更易发生自燃火灾。1 综采放顶煤采用无煤柱综放开采技术导致矿井在实际生产过程中出现工作面一侧或二侧与采空区相邻，而相邻采空区的遗煤在其回采过程中已经与氧接触过，发生了氧化，煤体温度有一定程度的上升，自燃性增强，从而在新顺槽服务期间增加了发生煤层自燃的可能性。再加上顺槽沿煤层底板和邻近采空区边缘掘进，服务时间长，导致了工作面顺槽巷道煤巷自燃火灾发生频率增加。尤其是综放面无煤开采技术形成的“孤岛”工作面，两道顺槽顶煤和相邻区段采空区浮煤更易发生自燃，且一旦形成自燃（或高温区）将更加难以治理。2 易燃煤层无煤柱开采自然发火的规
3、律2.1 综放工作面开采线、停采线自然发火比较严重 原因是由于工作面的开切眼断面大，受矿压影响采空区顶板易压裂破碎，空隙大且多，造成漏风供氧；停采前 2030m 左右，工作面不放顶煤，采空区遗煤多；若不能及时撤面、封闭，自燃危险性会进一步增加。2.2 回采期间采空区二道存在自然发火威胁 从采空区浮煤分布情况看，两端头支架处顶煤回收率低，遗煤多且松散堆积，两巷由于自然风压影响微量风流从进风侧隅角扩散渗漏至回风侧隅角，由于通风阻力加大，风流小，而经过长时间氧化聚热不能被吹散带走，进入采空区后，使采空区二道遗煤温度有可能较高，就可能发生采空区遗煤自燃。2.3 采空区“三带”动态移动影响 采空区存在散
4、热带、自燃带和窒熄带三带，三带范围受综放面回采率、漏风量、顶板垮落压实程度、工作面风压和推进速度等综合因素影响；随着工作面不断推进，采空区三带也随之前移。2.4 采空区自燃高温区域范围不易确定 综放工作面采空区遗煤多，氧化生热，温度上升，一旦自燃，采空区蓄存了大量热能，造成周围煤（岩）体的温度亦相当高，采空区风分布及规律复杂，因此，高温范围大且不易确定，很难准确判断出采空区高温区域。2.5 采空区自燃火灾灭火难度大 无煤柱开采的采空区漏风开放、空间范围广、火源较为隐蔽；因此，一旦出现自然发火，很难准确的采取有效措施进行治理，火区治理工作存在盲目性和滞后性。3 综采放顶煤工作面自燃预防的重点及难
5、点3.1 巷道掘进时期的防灭火重点3.1.1 巷道高冒区、顶部离层区和破碎区、地质破坏区（如断层带） 。3.1.2 巷道经过相邻工作面采空区的废弃巷道。3.1.3 相邻工作面开切眼、停采线或硐室。3.1.4 巷道变坡破碎区。3.2 综放面回采时的防灭火重点3.2.1 综采放顶煤工作面开采线和停采线处：采空区遗煤较厚，顶板垮落后块状大，压实程度低，存在漏风通道，自燃危险性高。3.2.2 邻近综采放顶煤工作面采空区区域：邻近综采放顶煤工作面开采时，在采空区两道留有约 10m 宽，数米高的松散浮煤带，该煤体已部分氧化升温，综采放顶煤工作面无煤柱开采的顺槽与邻近采空区侧易于形成漏风，使邻近采空区自然发
6、火的可能性大幅度增加。3.2.3 进风侧采空区：由于工作面顺槽不放顶煤，在采空区遗留了大量浮煤，且工作面进风端头是采空区的主要漏风通道，氧气浓度较高，氧化带宽度大，浮煤在采空区内的氧化时间长。3.2.4 回风侧采空区的封堵：回风隅角是工作面负压最大的地点，回风顺槽进入采空区很长一段距离后不跨落，造成负压对采空区深部的作用力较大，浮煤进入窒息带的时间延长；且由于回顺长期不跨落，给采空区及时灌浆和注胶造成了困难。4 巷道掘进期间的防火4.1 巷道高冒区、顶板离层区和破碎区防火4.1.1 加强巷道支护，对巷道表面喷涂堵漏巷道冒顶后 20 天以内对巷道表面进行喷涂，厚度为 50100mm；采用喷涂材料
7、为水泥砂浆。4.1.2 对巷道高冒区充填粉煤灰凝胶，相邻侧采空区充填复合胶体向巷道顶部和沿空侧施工 2 寸注胶钻孔。4.2 相邻工作面开切眼和停采线防火4.2.1 掘进过程中，加强相邻工作面开切眼和停采线处的巷道支护，对巷道表面采取喷涂堵漏措施。4.2.2 向相邻工作面开切眼或停采线前后共 30m 的采空区范围内施工钻孔压注复合胶体。4.3 在相邻工作面采空区建立复合胶体隔离带 顺槽掘进撤除后，采取向相邻采空区施工钻孔压注复合胶体方法建立复合胶体隔离段，降低相邻采空区的漏风量和漏风深度，防止相邻采空区大范围的松散煤体连成一片。5 综采放顶煤工作面生产期间的预防技术措施5.1 开切眼注胶和灌浆5
8、.1.1 注胶范围：工作面从开切眼开始推至 1015m 后，在切顶排侧，从进风隅角沿倾斜方向压注胶体，形成一段长度适中的胶体隔离带。5.1.2 注胶钻孔布置在综采放顶煤工作面推过切眼后，在工作面进风顺槽内向采空区切眼顶部施工 2 个注胶钻孔，钻孔终孔位于切眼中间，距切眼底板 6m，1#钻孔位于轨顺顶部中间，2#钻孔距轨顺外邦 10m。5.1.3 注胶前的准备工作由于综采放顶煤工作面回采初期切眼和两巷冒落不实，为减少胶体泄漏，首先用沙土袋封堵端头支架及两正巷采空区侧末冒严的空洞。5.1.4 切眼灌浆通过 1 号钻孔进行灌注，灌浆时，要保证浆液的粉煤灰含量，且灰水比在 1:2 以上。若浆液流失量大
9、，则采取改注一定量的复合胶体，然后再灌浆。5.2 综采放顶煤工作面回采期间的防火措施5.2.1 在进风隅角挂设风帘，减少漏风。5.2.2 在两正巷采空区堆积黄土袋，建立隔离墙，间距为 50m。5.2.3 在进风侧采空区注胶建立胶体隔离带。5.2.4 采空区预埋管移动灌浆。6 综采放顶煤工作面停采时的防火技术停采前，施工钻孔向两道采空区防火凝胶，形成胶体隔离带；降低工作面风量（约为正常风量的一半） ；提高撤面转运速度，并及时封闭；回撤过程中，认真落实好自然发火的预测预报和检查检测工作，加强气体浓度和温度监测；回撤期间，若有自燃危险性时，及时判断火区范围，合理布置钻孔，进行注胶防灭火处理；加强密闭
10、施工质量，并留设观测孔和措施孔；采取均压灭火，查清采空区主要漏风地点和漏风风流方向，正确采取均压方法；定期（至少每星期检测一次）检测封闭区内气体、温度状况。7 小结综上所述，以易燃煤层自燃特点、自燃特性和现场观测为基础，以堵漏、灌浆、均压和压注胶体为主要预防手段，建立较完善的矿井防灭火系统，完善防灭火管理措施，结合现场实际，多措并举，严格认真抓好落实，实现了矿井煤层自然发火期 39 天的条件下，自矿井投产以来从未出现煤层自燃现象。参考文献：1苗法田，程卫民.超长综放工作面终采线处煤炭自燃防治技术1.煤炭科学技术.20062肖旸，文虎，陈跟马.矿井综合防灭火技术及其应用a.中国职业安全健康协会 2007 年学术年会论文集c.2007.3许家林，钱鸣高.岩层控制关键层理论的应用研究与实践j.中国矿业.2001(6)：54-56.4解兴智，闫少宏，富强.下沟煤矿综放工作面煤层自燃规律的研究j.煤矿开采.2004.
