综放工作面钻孔注氮防灭火技术_崔凤岭.pdf

杆中心孔向工作面采空区氧化带内注氮，预留钻杆 长度按编号分别为 20m，30m，40m;每个钻孔施 工时超前钻进 1. 5m 即 1 根钻杆长度 ，施工到 位后再退回 1. 5m 至设计位置，防止钻头进入实煤 体堵塞，影响注氮; 每个钻孔前设 1 个阀门，用以 控制钻孔注氮量，每个钻孔注氮量为 100m3/h。经 过 10d 连续注氮后，已经检测不到乙烯气体存在， 证明高温点已经得到有效控制。工作面注氮防火示 意见图 1 所示。 3. 4加强火灾预测预报工作 图 1新二采左二片回撤工作面注氮防火示意 每天安排专人对工作面各支架架间 CO 浓度、 温度、O2浓度进行逐台检测，同时每天安排气体 采样人员对 CO 浓度较高的地点采取气样进行分 析，及时掌握工作面有害气体变化情况。通过各局 部异常地点 CO 浓度变化、温度变化、工作面进回 风温度差及工作面回风流中 CO 总量的变化，来分 析采空区煤炭氧化程度，及时根据气体变化情况调 整工作面各注氮孔及上下隅角注氮量，确保采空区 O2浓度始终处于 7以下，并保持稳定。 4效果分析 2017 年从1 月17 日至1 月24 日人工检测及气 样分析的数据来看，CO 浓度总体上是下降的，没 有出现再次增高的情况，当工作面支架回撤至 20 号，进风隅角附近顶板冒落后，CH4气体恢复正 常。工作面采空区气体分析数据见表 1。 表 1工作面采空区气体分析数据 1 月 17 日1 月 18 日 1 月 19 日1 月 20 日 1 月 21 日1 月 22 日 1 月 23 日1 月 24 日 N2/81. 0794. 3987. 0886. 683. 0293. 1686. 3688. 36 CO1454. 4110 －6 586. 6210 －6 322. 110 －6 56. 3210 －6 24. 3010 －6 52. 1210 －6 12. 1210 －6 0 C2H4 0. 5310 －6 0. 2610 －6 0. 1210 －6 00000 工作面检测过程中，支架各架间顶部 O2浓度 较低，证明氮气已经覆盖了采空区，说明氮气对采 空区防火起到了至关重要的作用。 5结束语 1工作面末采阶段尽量将顶煤放出，形成 防火隔离带，减少采空区浮煤堆积，为回撤工作面 防火创造先决条件。距停采线 20～50m 时，加大顶 煤的放煤量，尽量将顶煤全部放出，做到见矸为 止，使采空区后部浮煤量减少，降低了自然发火的 可能性。 2回采末期虽然采取了工作面上下隅角建 临时挡风墙减少采空区漏风的措施，但效果不明 显，应增加上下隅角堵漏的宽度，建议上下隅角 20m 范围内采用网上铺设筒布和采取上下隅角注 A，B 料的方法将上下隅角堵严，减少采空区漏 风。 3预埋束管进行采空区气体分析。工作面 采空区埋设束管较为困难，可采取向采空区内打 钻，通过钻孔中心向采空区内指定位置送入束管， 这样既满足了气体采样需要，同时又保护了束管不 被采空区浮煤压扁压坏，影响采取气样。通过埋设 束管后，更能准确反映采空区内部煤炭氧化情况， 更加有针对性地采取防灭火措施。 4注氮虽然能够延缓煤炭氧化，但由于钻 杆中心孔较细 直径为 15mm ，注氮量难以增大 最大为 100m3/h ，建议利用中心孔直径较大的大 直径杆进行施工，以加大各钻孔的注氮量。 57 崔凤岭等 综放工作面钻孔注氮防灭火技术2018 年增刊 1 ChaoXing 5回撤期间保证通风系统稳定。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 谢中朋 . 矿井通风与安全 ［M］． 北京化学工业出版社， 2011. ［ 2］ 袁河津 . 煤矿安全规程专家解读 ［M］． 徐州中国矿业大学 出版社，2016. ［ 3］ 石少波，芦江文 . 易自燃煤层采煤工作面进风隅角瓦斯超限 的治理 ［J］． 煤炭科技，2002 11 17－18. ［ 4］ 张世明，周连春，霍子阳 . 钻孔注氮技术在煤矿防灭火中的 实践与应用 ［ J］ ． 煤矿机械，2016 12 112－114. ［ 5］ 段一军 . 综放面钻孔注氮防灭火技术及其应用 ［J］． 山西焦 煤科技，2016 9 20－22. ［ 6］ 谢亚君 . 五虎山矿 1201 工作面注氮灭火设计方案 ［J］． 内蒙 古煤炭经济，2012 6 51－54. ［ 7］ 谢军，程卫民，刘福强 . 综放工作面开式注氮工艺及其效 果 ［ J］ ． 煤矿安全，2007，38 12 33－35. ［ 8］ 张纯波 . 综放工作面采空区注氮灭火技术 ［J］． 现代矿业， 2014 2 198－199. ［ 9］ 刘水旺，王振刚，华明国 . 注氮技术在鑫顺煤矿采空区防灭 火中的应用 ［J］． 煤，2012 9 20－21，55. ［责任编辑 施红霞］ 67 第 23 卷煤矿开采2018 年增刊 1 ChaoXing 底分层工作面回撤期间综合防灭火措施 贾荣彬，李健 华能扎赉诺尔煤业有限责任公司，内蒙古 满洲里 021410 ［ 摘 要］针对底分层回撤至 22 号支架时，回撤工作面 49 号支架 CO 超限，有明显自然发火 征兆，立即采取封闭回撤工作面，采取注氮、工作面上下巷均压、施工防火道、注防灭火胶体等综合 防灭火措施，后进行启封回撤剩余支架，结果表明采取上述综合措施后在实际启封回撤支架期间始终 保证工作面各项气体指标符合要求，确保了工作面正常回撤。 ［ 关键词］底分层; 工作面回撤; 防灭火; 防火道; 治理 ［ 中图分类号］ TD752. 2［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 2018S1- 0077- 03 Synthesis Fire Prevention and Extinguishing during Withdraw Period of Bottom Slice Working Face ［ 收稿日期］ 2018－11－12［ DOI］ 10. 13532/j. cnki. cn11－3677/td. 2018. S1. 023 ［ 作者简介］ 贾荣彬 1982－ ，男，内蒙古满洲里人，采矿工程师，队长，从事矿井通风等相关工作。 ［ 引用格式］ 贾荣彬，李健 . 底分层工作面回撤期间综合防灭火措施 ［ J］． 煤矿开采，2018，23 S1 77－79. 目前我国部分煤矿采用分层开采方式，上分层 开采后采空区遗煤易造成底分层开采与回撤期间出 现自然发火征兆，极易造成矿井火灾事故。底层回 撤期间防灭火治理逐渐被重视，笔者提出底层回采 工作面回撤期间采空区发生自燃征兆采取同时封闭 上下巷、注氮、均压、施工防火道、注胶体等综合 防灭火措施，根据现场实践工作面回撤期间各气体 指标始终保持在规定值以下，确保了工作面正常回 撤。 1底分层回撤面基本概况 该工作面于 2016 年 9 月 31 日铺网完毕并开始 进行组织回撤，截止于 11 月 14 日回撤至 22 号支 架。 2016 年11 月14 日二班18 点50 分，工作面瓦 斯检查员向通风队调度反馈回撤工作面 49 号支架 尾梁处 CO 气体超限，浓度为 250010 －6 ，并向矿 调度进行了汇报。20 点 30 分通风救援指挥中心相 关人员到达现场查明 48～52 号支架后部尾梁及架 间有高温点; 现场气体情况为CH4为 0. 5;CO 为 60010 －6 。为保证安全，经研究决定停止工作 面回撤工作，暂时封闭工作面。 2底分层工作面封闭后防灭火治理措施 1注氮防灭火，利用工作面下巷 101. 6mm 注氮管路对封闭区进行连续注氮，注氮量为 600m3/h，减少封闭区 O2含量。 2制定了底分层回撤面上、下巷密闭墙内 气体检测及采气样的安全技术措施，确保检测人员 在检测过程中的人身安全，同时对可能造成 CO 渗 漏影响范围设置栅栏、警标，严禁无关人员进入。 3每天安排专人对上、下巷密闭墙进行检 查、维护，发现问题及时处理，防止墙体漏风、供 氧及氮气渗漏。 4对工作面上、下巷密闭墙采取均压措施， 通过改变通风系统使上、下巷密闭前压差控制在 9. 8Pa 左右。 3底分层工作面启封安全技术措施 3. 1启封期间排放和防止瓦斯爆炸的安全措施 1启封工作面下巷时工作面正常注氮，注 氮量为 300m3/h。 2启封期间，通风队必须安排专人对局部 通风机进行看护，保证局部通风机正常运转。 3启封过程中，瓦斯排放途径路线要切断 一切电源，撤出所有作业人员。安监科要安排专人 对工作面下巷回风流中的机电设备停电情况及人员 进行检查，并向指挥部汇报。 4启封期间，在通往启封区域的所有通道 设置岗哨，严禁任何人员进入，待启封工作结束恢 复正常生产后，接到指挥部通知方可撤回岗哨。严 禁升、入井人员进入回风下山及胶带下山工作面上 巷转载处下部。设岗人员由通风队安排，通风队技 术副队长对设岗人员到位情况进行检查，并向指挥 77 第 23 卷增刊 1 2018 年 12 月 煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol. 23Supp. 1 December2018 ChaoXing 部汇报。 5启封时的工作要使用铜质工具进行作业， 避免碰撞产生火花。 6启封后利用局部通风机进行瓦斯排放， 排放瓦斯时必须控制瓦斯排放量，排出的有害气体 与全风压混合处的瓦斯浓度不得超过 1. 5。 7启封前通风队在下巷绕道处备 1 台风机 及 300m 风筒，排放瓦斯时如 1 台风机风量不足时 同时启动 2 台风机排瓦斯。 3. 2防止工作面复燃的安全措施 1提前在上、下巷备好恢复防火密闭的材 料和工具，启封过程中如果发现有火区复燃迹象， 立即恢复下巷防火密闭墙。密闭墙上的措施孔和检 查孔数量要和封闭前保持一致。 2注氮系统必须保证完好状态，制氮机司 机原地待命，如果出现火区复燃迹象立即开机注 氮。 3启封结束后，上下巷局部通风机和风筒 不得回撤，保持原有位置，保证局部通风机随时能 够启动，以备应急使用。 4保证安全监控系统稳定可靠，实时监测 回撤工作面空气中 CO 气体变化情况。如果 CO 气 体浓度持续上升，立即停止启封，撤出人员，重新 封闭火区。 5回撤工作面必须设专职瓦斯检查员并要 求现场交接班，瓦检员必须对回撤工作面各地点气 体情况认真检查发现问题立即向矿调度室汇报。 6回撤工作面启封后在工作面下隅角向上 每隔 30 道架子向采空区打注氮孔，注氮孔深度为 30～40m 之间。利用注氮管路进行连续性注氮。 3. 3其他安全措施 1启封工作由救护队负责，矿做好前期准 备工作和启封过程中的服务和配合工作。 2工作面上、下巷压风管路和拆墙的风动 工具提前准备到位，并要保证完好。 3启封期间及排水、注氮期间需要连接各 种管路，通风队需提前准备好相关管路连接件的准 备工作。 4回撤工作面打钻期间通风队必须安排专 人现场进行气体监护。 5机电队必须保证启封工作相关通讯设施 完好。 6通风队必须保证安全监控系统运行正常， 传感器安设到位，监控数据真实准确。 7通风队启封前要安排人员做好准备，启 封时负责风量测定和风量调整工作。 8启封前安全监察科安排专人检查瓦斯排 放区域断电撤人情况和岗哨设置情况，确认无误后 向现场指挥部汇报。 9现场准备条件及启封工作进度及时向总 指挥部汇报，启封工作由现场指挥部指挥。 10此计划及安全措施必须提前向所有相关 人员传达贯彻，认真落实，并做好贯彻记录。 11启封前各有关作业地点和作业内容都要 落实责任人，并要做好记录。 12在启封过程中，发生火、瓦斯灾害事 故，按避灾路线进行撤离。 4底分层工作面启封后防灭火治理措施 底分层回撤工作面封闭后，采取了一系列灭火 措施，并对火区内气体成分和温度变化情况进行了 连续检测、分析，根据检测、分析结果，按照 煤矿安全规程第二百七十九条的规定，待各项 指标持续稳定时间在 30d 以上再确定工作面启封时 间。底分层回撤工作面气体情况经观测分析现已具 备启封条件，符合 煤矿安全规程第二百八十 条的规定。 4. 1启封上巷后对采空区上隅角处理 启封上巷后对采空区上隅角施工 8m 长沙杖 子，对沙杖子进行水沙充填封闭，切断工作面漏 风，同时为下一步施工防火道采取其他措施提供保 障。 4. 2恢复九面底分层上巷密闭墙 利用七采九面上分层泄水巷排水管路向七采九 面底分层下巷进行注水。注水量水位直到下巷密闭 墙位置。 4. 3施工防火道 在上巷施工防火道，在防火道向 49 号支架周 围及采空区打钻注高分子胶体。确定九面底分层上 巷防火道拉门点位置后，2017 年 8 月 20 日，在底 分层上巷距向工作面高温点附近施工防火道，防火 道全长 117m，防火道距离工作面 49 号支架 12m。 防火道施工完毕后在防火道内向回撤面支架上方及 采空区打钻，防火道内初步设计钻孔 7 个，对 7 个 钻孔气体进行采样分析及现场检测，2017 年 9 月 10－17 日期间采样分析结果乙烯 C2H4 、乙炔 C2H2 、CO 浓度为 0，并对 7 个钻孔轮换注水。6 号钻孔注氮，注氮量为 400m3/h。 4. 4打钻注防灭火胶体 将 1 号、2 号、3 号、4 号钻孔延深到 24m， 87 第 23 卷煤矿开采2018 年增刊 1 ChaoXing