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1、安全技术义煤集团易燃煤层中综采放顶煤技术的应用情况 义马煤业集团现有11对生产矿井，设计生产力量1116万t/a，核定力量1080万t/a，2021年实际生产原煤1076万t，创出了历史最高水平，各项技术指标都创出历史新高。特殊是综采放顶煤技术在义煤集团易燃煤层的推广和应用，为义煤集团二次创业，重铸辉煌开创了技术条件。义煤集团从1994年开头在特厚易燃煤层试验综采放顶煤开采。首先在常村矿21042工作面试验胜利后，打开了易燃厚煤层综采放顶煤开采的禁区，取得了综放开采在易燃煤层中防止煤层自燃的阅历，在集团公司得到推广和应用。综采面单产由原来的6万t/月提高到8万t/月以上，采煤队由原来的42个削
2、减到22个。综采放顶煤开采到2021年已胜利回采10个工作面，特殊是在特厚易燃煤层中综采放顶煤开采防止煤层自然发火方面取得了胜利的阅历。 1义煤集团综采放顶煤开采的技术条件 义煤集团相宜于综采放顶煤开采的主采煤层主要分布在义马煤田，该煤田为中生界下侏罗统煤层，综放工作面主采煤层为2-1煤和2-3煤，2-1煤(又称中层煤)平均厚度4.87m，2-3煤平均厚度4.3210.24m(又称底层煤)。2-1煤和2-3煤层间距平均27m。煤层硬度系数f=2，煤质不粘结，极易风化成粉末。煤层有自然发火倾向，属易自燃煤层，发火期1个月，最短只有7d，煤层自然发火比较严峻。煤层瓦斯涌出量较小，煤尘有爆炸危急，爆
3、炸指数为44.7%51.8%。2易燃煤层综放开采易发火的区域和防治措施 2.1工作面上下巷 工作面上下巷随着成巷时间的长短不同，支架弯曲变形破坏现象由内向外逐步加重，巷道顶帮压裂松动的破裂现象也由内向外渐渐加重。随着巷道顶帮破坏日益严峻和巷壁半径的扩大，巷道自然发火现象也从内向外发生和进展。成巷时间不长未发生自燃的巷道，随着时间的增长支架变形顶帮松动破坏范围的扩大也将会发生自燃。同时巷道掘进期间，一般采纳局部通风机正压通风，风机的正压作用加剧了风流中氧气在煤壁裂隙中的集中，造成煤壁深部氧化升温。由于局部通风机风量较小，不能准时把氧化产生的热量散发也可以导致发火。同时综放工作面上下巷掘进时一般沿
4、底板掘进，留有顶煤，简单造成发火隐患。因此，在综放工作面上下巷道掘进时，就应仔细做好防火工作。 (1)转变巷道支护方式，仔细做好巷道的密闭工作，严防漏窜风。巷道支护采纳复合支护方式，巷道架棚后进行混凝土复喷进行封闭，封闭的目的使煤体与氧隔离，起到预防煤炭自燃的作用，也可提高巷道支护强度。同时在掘进期间严格掌握顶板，严防冒顶，若发生冒顶准时绞架，打板闭抹泥封闭，用化学凝胶充填冒顶空间，可以大大削减巷道顶板集中漏风。要加强封闭后的管理工作，发觉脱皮、裂缝准时实行补救措施。 (2)打眼注浆，做好防火工程。巷道顶板打眼注浆，不仅可以带走深处的积聚热量，泥浆携带的大量泥沙不断沉积在煤体裂隙当中，起到充填
5、和堵漏风作用。在巷道掘进过程中，上下巷要打注浆防火钻孔，沿走向每5m一排，每排2个。钻孔方向与巷道走向基本全都，倾斜与巷道顶板呈40仰角，孔深视顶板煤厚状况而定，一般在6m，孔内设直径40 mm钢管，钢管顶端1.5 m范围内为带直径15 mm小孔的花管子。 (3)仔细做好注浆管理工作。要完善注浆管路系统，严格注浆制度，每天1班注浆，每次开启23个注浆孔，每周注浆1遍。严防漏注和不注，要保证注浆质量。 2.2切眼及安装期间 受地质条件和其他因素的影响，巷道断面大，切眼掘进速度缓慢，压力大，支架变形严峻，造成顶煤矿碎漏风，形成发火隐患。为防止煤层自然发火，应实行相应的技术措施，确保生产平安。 (1
6、)若煤层厚度在4.0 m左右时，在设计掘进切眼时，应考虑沿顶掘进，切眼顶板严禁留煤皮，严格掌握片帮，消退火灾隐患。对切眼两帮煤体要进行喷射混凝土封闭，严防漏风。 (2)若煤层较厚，在掘进切眼时留有顶煤，加大切眼防火注浆孔的密度和注浆充填的力度。和上下顺槽相比，注浆钻孔的密度由原来的排距5 m削减到3 m，进切眼和扩切眼侧交叉布置各1排，加大注浆的掩盖面，保证整个切眼顶板都能注浆掩盖。对冒顶空间和支架顶沉严峻的地方，进行化学凝胶充填，有效改善切眼安装前期的防火被动局面，对切眼顶帮都要进行喷射混凝土封闭，确保支架安装和试生产及正常推动过程中不能消失发火征兆。 (3)架间打眼注浆，防止架后浮煤局部发
7、火。液压支架安装过程中，随着工字钢的回收，大量的碎煤积累在支架上方极易发火。我们在支架安装过程中曾发生过支架安装不到一半，已有多处架间消失CO气体，并伴有煤油味等发火征兆。为此，我们在安装期间，实行在支架空隙用煤电钻向架后打眼，注水注浆处理发热煤体，钻孔深度46 m，倾角30，孔内安装直径25 mm钢管，经过处理，有效地掌握了气体和火源，保证了设备的正常安装和生产。 2.3回采期间 回采期间防火的重点是上下拐头，特殊是下拐头是重中之重。由于工作面上下拐头有3架排头支架不能放煤，这样会在上下拐头处存留大量的遗煤随放顶而落入老空区，极有可能发火。上行风，下拐头所处的环境含氧量高，处于微风区，热量不
8、易散失，极易保成煤炭自燃。 (1)加强通风管理，合理掌握工作面风量。适当掌握风量是有效削减氧化带宽度，防止采空区氧化自燃的有效手段之一。依据工作面瓦斯肯定涌出量状况，在满意人员呼吸和有害气体、温度不超限的状况下，工作面供风量应掌握在300500m3/min左右，并且要加强通风设施的管理，保证供风量的稳定。 (2)严格工作面的工程管理和设备管理，确保工作面的正常推动度。月推动度不得少于4060 m，使工作面老空区煤处于窒息状态，防止煤层自燃。 (3)加强工作面上下拐头管理。掘进期间虽然对上下巷实行了一系列的防火措施，但受采动的影响很难彻底杜绝上下巷顶板煤体氧化自热，部分甚至处于阴燃状态。阴燃煤体
9、一旦随工作面推动落入上下拐头，由于此处供氧充分，很快就会转变成火焰燃烧，并最终波及到整个工作面，因此应加大对上下拐头阴燃煤落入老空区的管理。加强上下拐头的监管力度，有专人监护，每班在工作面拉架放顶之后，用长枪头(直径15mm钢管缩口制成)洒水降温，使拐头内放下的煤始终处于潮湿和低温状态。同时在下拐头后刮板输送机头以内设1道水幕，以增加拐头漏风的温度，延长拐头四周煤的自然发火期。采纳临时密闭和化学凝胶充填相结合方法处理下拐头高温火点，若工作面下拐头发觉有高温火点，准时注浆和注凝胶，随工作面推动，每隔5 m建1道闭墙，充填1次凝胶，消退发火隐患。 2.4工作面结束和回撤期间 工作面进入收尾期后，因
10、铺顶网、钢丝绳等缘由，推动速度缓慢，简单消失发火隐患，因此，在工作面结束和设备拆除期间要仔细做好防火工作。 (1)上下拐头埋注浆管，注浆降低采空区遗煤温度，在工作面回采至停采线40 m时，在上拐头埋入3趟长度分别为40 m、30 m、20 m的注浆钢管，停采后注入黄泥浆，经过一段时间注浆后，浆液从下拐头流出(注浆量要适当掌握)，达到散热防火的目的。 (2)架间打钻孔注浆、注胶潮湿老空区遗煤。架间钻孔布置有2种形式：钻孔从支架前梁前端开口，终端落在支架掩护梁上方。在架间布置钻孔，终孔落在支架尾梁上方。成孔后先注入黄泥浆，对有明显发火征兆的架子充填高水泥浆进行封闭。 (3)工作面停采后，马上在上下
11、拐头支架尾梁四周各建1道临时密闭，闭墙上预留4根注浆钢管，建墙后利用地面注浆系统1次在上下拐头闭墙内各充填化学凝胶30m3左右(视详细状况确定)，起到降低漏风量和降温作用。 (4)利用聚胺脂喷涂技术封闭架间漏风通道，聚胺脂喷涂料发泡倍数高达2025倍，并且粘着力很强，以液体状态喷射在支架缝间表面，在膨胀发泡过程中，能以膨胀力进入全部漏风空隙，有较好的堵漏风效果。 (5)工作面停采后，为削减采空区漏风，在保证各种气体不超限的状况下，将风量掌握在220m3/min以下。工作面开头回撤支架后，为避开支架拆除老空区塌落造成漏风增大，工作面下口过渡架拉出后在下巷进风侧建1道临时密闭，隔断全负压风路，工作面采纳局部通风机供风。(风险管理世界网-平安员之家) (6)加快支架撤除速度，轻型放顶煤支架不得超过20d，重型支架不得超过40d。 3结语 在易燃煤层综采放顶煤开采，只要技术措施得力，严格执行，是完全可行的。同时，采纳传统的防火技术和当前先进的防火技术相结合，可以有效地防止煤层自燃。第 1 页 共 1 页
