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1、大巷煤柱3#面回采综合防灭火技术的实施 单 位：高庄矿通风科 编 写 ： 杜 占 毫 指 导： 宋 学 昌 大巷煤柱3#面回采综合防灭火技术的实施一、矿井基本概况：中国平煤神马集团高庄矿位于平顶山市石龙区境内，韩梁矿区中部，井田走向长度3Km，倾斜宽度2.5Km，井田面积为7.5Km2。矿井设计生产能力45万t/a，分两个水平开采。一水平开采戊组煤层，1968年12月投产，已于1990年7月回采完毕，1991年9月上下山全部封闭，为防止水患构建了永久挡水墙12座，仅保留中央泵房排水。 二水平是在一水平井筒基础上延深开采己组煤层，1984年投产。设计生产能力为60万t/a，开采煤层为己16-17
2、煤层，开拓设计己一上、下山采区，己三采区，己四采区。截止二0一三年已采动了四个采区，目前己四采区为高庄矿的唯一生产采区，己三采区已回采结束封闭。目前，己一上山采区正在做探煤巷，进行探煤。 高庄矿矿井通风方式为中央式，主要通风机工作方法一九九七年前为抽出式，经过通风改造，从一九九七年十二月份改为压入式通风，中央斜井为回风井，副井为进风井。矿井通风机型号为BDK65A-8-N024和BDK60C-8-N024两台对旋式主通风机，一台使用，一台备用，电机功率为2502。风叶角度为35度。主要通风机风量3078m3/min，风压为930Pa，矿井总进风量为2878m3/min。 高庄矿开采的己16-1
3、7煤层具有较强的爆炸性，其煤尘爆炸指数经鉴定为32.74-40.21%；煤层瓦斯含量：相对涌出量为1.56m3/t，绝对涌出量为1.59m3/min（根据二0一一年度瓦斯鉴定结果），按瓦斯等级分类属于瓦斯矿井。己四采区底部虽垂深超过400m，但开采几年来尚未出现过瓦斯涌出异常现象。己16-17煤层属容易自然发火煤层。自燃发火期为1-2个月，记录最短发生自然发火的己16-17-24030泄水巷从开始掘进到发生自然发火时间为20天，因此，自然发火是制约我矿安全生产的重要隐患。二、开采工艺条件及其意义 大巷煤柱3#煤柱面正处于残采回收阶段，老巷多，矿压应力集中，造成老巷周围煤体破碎，采空区之间的相互
4、连通漏风，成为供氧通道，破碎煤体经过缓慢氧化、氧化生热，达到热量积聚；由于漏风部位空洞小，处于微风状态，积聚的热量不能及时散发。聚热到了点燃临界状态，使其达到了明火状态的自燃。而我矿又是压入式通风方式，井下空气的压力大于地面的空气压力，煤炭在氧化、自热期的征兆受大气压作用的影响，自燃的早期征兆不明显，征兆很难被发现，等出现挂汗和标志性气体一氧化碳时，才能发现征兆，此时，煤体内部已经氧化聚热缓慢自燃，达到临界状态形成明火，而且引燃面积发展的很快，火势不容易控制，灭火难度相当大。因此，自燃发火的防治工作不单在“治”，应重在“防”上，有效的预防比被动的防治，能起到事半功倍的效果。如何采取有效的措施预
5、防和控制煤炭自燃，从而彻底消灭煤炭自燃隐患，是我科应担负的重要责任和使命。高庄矿煤炭资源严重枯竭，自2005年以来一直处于残采阶段，目前剩余可采储量85.5万t，因此，如何实现有限资源精采细收，使利润最大化，直接关系到企业的发展和全矿2000多名职工，3000多名家属的生活来源问题。大巷煤柱3#面是我矿开采的唯一一个采煤工作面，采面采用走向长壁后退式炮采采煤法，使用ZH1600/16/24ZL型顶梁组合悬移液压支架，刮板输送机和胶带输送机运输。两巷超前支护使用DZ-25型单体液压支柱配合DZJA-1000型铰接顶梁支护，煤层属中厚不稳定煤层，工作面走向长472米，倾斜宽138米，回采面积244
6、35平方米。三、 大巷煤柱3#面回采中出现的两次自然发火隐患以及采取的措施。（一）大巷煤柱3#面第一次自然发火隐患以及采取的措施。 大巷煤柱3#面过24043风巷、联络巷期间，2月25日四点班，风巷CO探头数值出现异常超过规程规定上限，采取综合性防灭火措施如下： 1、要保证通风系统稳定可靠，风量不能忽大忽小，将3#面采面风量控制在400m3/min左右，任何单位不得随意损坏通风设施。 2、在3#面机巷下隅角，以及采面透皮带、行人下山、24030片盘处挂风障，减少风流扩散半径。3、在己四皮带下山、己四行人下山上部各建立密闭一道，减少向采面老塘的供风。4、在30片盘向3#面采面老塘内预埋注水管，向
7、老塘内灌水。 5、向采面老塘内插枪注水，注水范围为采面有高温现象及可疑地点，移架过后，救护队员现场指出插枪位置，注水地点，注水工作以机头二节、透皮带、行人、24032老巷处为主。 6、救护队员在采面高温地点以及采面上隅角处撒阻化剂和上隅角插枪注水。在上隅角预埋注水管，向采面老空区、老塘内注水。 7、加强采面上、下隅角的现场管理，上、下隅角必须与采面正常放顶线放齐，不得滞后。 8、通风调度员加强3#面区域和总回风的CO探头数值实时监测工作，有上升趋势时，及时向通风科和有关领导汇报。 9、加强现场管理，备齐现场抢险所需物料，救护队员现场监护每班不得少于2人，监护期间佩戴氧气呼吸器，CO 鉴定器，测
8、温仪、理研等仪器。 10、通修队瓦检员要加强3#面现场的瓦斯检查。发现异常及时向通风调度汇报。 11、加强供水施救系统的管理，要保证3#面机风巷水管正常，不得随意检修停水，如停水时必须向调度室请示，检修完毕后必须立即恢复供水。 12、加强现场3#面区域一氧化碳的检查工作，增加检查次数，每班不少于6次。 13、加强、强化监测监控系统的管理，加装3#面风巷里CO探头。 14、严格队干部现场管理，认真排查可疑地点，在采面按10米一个点采取抽样分析，进行数据对比。 15、尽可能加快采面推进度，采面上隅角以及可疑地点，救护队员要加强CO的检查。通过采取措施后，CO数值得到了有效控制，下降到规程规定界限内
9、，变化情况见大巷煤柱3#面CO数值曲线表。 （二）大巷煤柱3#面第二次自然发火隐患以及采取的措施。 大巷煤柱3#面在过24030煤仓、老巷回采期间，3月18号早班，3#面泄水巷板闭内出热气，出现高温隐患，风巷里、外CO探头数值出现异常超过规程规定上限，采取措施如下： 1、采用木段黄泥，对泄水巷进行安全封闭。 2、在采面下隅角屯黄土，减少向采空区内漏风。 3、19日八点班在泄水巷与机巷煤柱间向泄水巷高温点打钻注水。 4、在采面前50米挂风帐，减少向老塘内供风。 5、利用供水施救系统向3#面泄水巷内注水。 6、并执行第一出现征兆时采取的措施。 通过采取以上措施，CO数值迅速下降，在不放炮期间，采面
10、风巷里、外CO数值为零，回到正常状态。（三）3#面上隅角预埋排管注阻化剂、注浆技术。预埋排管注阻化剂、注浆技术是利用粉煤灰和阻化剂使采空区的煤炭隔绝氧气处于封闭状态，达到预防自燃的目的。就是在采面回风巷铺设2趟注浆管，注浆管路埋设在采面上隅角，随回采工作面推进，注浆管随之接长。两根管路每根长6米，两根管路并排前后相错3米，管路布置在距顶板板度在300mm左右。前后交替向错，以便增大注浆、注阻控制范围。（如下图所示）工作面推进3m后，利用阻化泵开始进行第一趟管路灌注，在推进3米进行第二趟管路灌注，依次类推延接。阻化剂的配比控制在35，流量控制在0.8m/h左右，每班注阻时间不少于2h，由施工单位
11、和跟班救护队员配合完成每班的注阻工作。（四） 隔火墙封闭与水封技术隔火墙封闭与水封技术是一种隔绝氧灭火的技术，即在发生自燃发火无法采用直接灭火的情况下，打上隔火墙然后利用排水系统向隔火墙内注水，阻断漏风通道提高隔火墙的气密性，减少向采空区或火区内供氧，从而实现灭火的方法。大巷煤柱3#面在回采过程中，大巷煤柱3#面泄水巷内出现高温，板闭上部出现烟雾，闭前一氧化碳达到500 ppm，采面风巷风流中达到138ppm，由于泄水巷与采面采空区相连通，有漏风现象，经过认真研究分析后，采用了在泄水巷口打木段黄泥隔火墙，在3#面下隅角屯黄土，利用供水施救系统向3#面泄水巷内灌水，采用隔火墙封闭与水封技术后，风
12、流中一氧化碳浓度下降10 ppm，密闭前浓度下降到0ppm， 5天以后，彻底消除了自燃隐患，采面上隅角及风流中一氧化碳浓度均为零。四、组织保障措施 1、加大监督检查力度，成立以矿长、总工程师为组长的大巷煤柱面回收综合防灭火领导小组。领导小组、通风、安检部门不定期对大巷煤柱3#面区域的防灭火工作进行检查，确保工作落实到位。 2、施工单位负责完善供水管路、铺设注阻管路、和风障的管理，并保证处于处于完好状态。并配合通修队进行注阻、喷洒阻化剂和注水。 3、通修队负责注阻、喷洒阻化剂、注水、水枪的埋设、通风设施的管理、完善、采面风量的调整和有害气体的检查、监护。 4、安检科、通风科、生产科负责措施的监督
13、、检查和落实。五、实施效果上述综合防灭火技术方案成功实施后，有效的预防了大巷煤柱3#面自然发火，确保了大巷煤柱3#面煤炭资源的安全回收，自然发火防治效果显著，有效消灭了自然发火隐患。实现了工作面的安全顺利回采，实现了煤炭资源的精采细收，确保了高庄矿职工工资收入的稳定，确保了矿区社会秩序的稳定，确保了工作面和矿井的安全生产。并为残采矿井自燃发火的综合防治积累了更多的成功经验。六、效益分析（一）、经济效益分析残采矿井综合防灭火技术的成功应用实施，保证了我矿的安全生产，正常解放出煤炭资源3万吨，吨煤按600元计算，增加收入1800万元；同时降低了采面工人劳动强度，避免了采面上架、下架的运输困难，减少
14、了机电设备的投入，搬一次家增加人力成本，延长了我矿矿井0.5年的服务年限，对于残采矿井起到了不可抹灭的贡献。通过成果应用推广综合防灭火技术实现了煤炭的安全顺利回收。 （二）、社会效益分析我矿的煤碳储量是非常短缺，经过采取综合防灭火技术，实现了煤炭安全回收，延长了矿井的寿命，为我矿全矿职工的生活提供了保障，矿区秩序得到了稳定；另外，为残采矿井实现煤炭的安全回收提供了应用技术，与开采条件相似的矿井可以从中借鉴部分防治技术，对煤炭行业在防治自燃发火方面，有着极其重要的意义。其社会效益也是十分重大的。高庄矿合理化建议和技术改进成果奖申报表（表一）项目名称大巷煤柱3#面回采综合防灭火技术的实施主要完成单
15、位通风科总投资主要协作单位通修队自筹资金任务来源起止时间上级投资项目内容摘要（用途、原理、特点、技术关键或合理化建议成果） 在设计过程中，做好图纸的整理和填绘工作，对施工过程中遇到的老巷和采空区，提前编制了针对性的防灭火专项措施，严格做到“一工程，一措施”，为巷道施工和防治自然发火工作，提供了理论依据和技术保证。每班安排救护队员现场跟班监护、检查，并监督施工单位的防灭火工作落实到位，检查预埋排管注阻化剂、注浆技术是利用粉煤灰和阻化剂使采空区的煤炭隔绝氧气处于封闭状态，达到预防自燃的目的。就是在采面回风巷铺设2趟注浆管，注浆管路埋设在采面上隅角，随回采工作面推进，注浆管随之接长。两根管路每根长6米，两根管路并排前后相错3米，管路布置在距顶板板度在300mm左右。前后交替向错，以便增大注浆、注阻控制范围。工作面推进3m后，利用阻化泵开始进行第一趟管路灌注，在推进3米进行第二趟管路灌注，依次类推延接。阻化剂的配比控制在35，流量控制在0.8m/h左右
