无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施.pdf

无煤柱开采技术已广泛被应用, 它是一项提 高回采、 减少掘进工程量、 保证接续、 提高工效、 降 低成本的即安全又经济的有效开采工艺。但是通 过回采实践过程揭露一些不容忽视的问题, 即, 在 有自燃倾向性煤层中采用该各开采工艺时,往往 由于沿深留巷过程中漏风问题解决不好,造成采 空区, 开切眼上。下顺槽, 最终停采线漏风而自然 发火, 特别是在厚煤层中分层采和放顶煤开采时, 采空区自然事故出现的几率更高、 更明显。为此, 对减少漏风稳定系统、抑制自燃发火方面做如下 几方面的安全技术论述。 一、 水砂充填带隔离采空区 这种防火工艺就是在采煤过程中随即将开 切眼附近,采面后部的上下顺或者左右上山依次 充填, 工作面回采完后将停采线附近予以充填。如 图1所示, 最后用一个充填将采区予以封闭, 起着 一种隔离煤柱的作用。充填带的宽度开切眼和停 采线处一般为1 0宽, 上下顺槽或上山则随该井巷 的宽度而定。开切眼和停采线处充填带的充填工 艺和正常开采时充填法相同,上下顺槽或上山的 充填工艺和一般巷道包帮灌浆充填相似。这种水 砂充填方法工艺简单,在有水砂充填的矿井无需 增添设备, 无水砂充填系统的矿井, 只需添置砂浆 泵和管材即可。 二、 可塑性胶泥堵漏风 如图2。当两个前进式工作面 综采工作面 回采完成后, 留出了两条沿空巷道, 第三个后退式 回采工作面就自然地形成。为防止此两条沿空巷 风流漏入采空区而引起煤的自然发火,应采用一 种半塑性不凝固的胶泥,将胶泥压入采区矸石堆 的缝隙中, 胶泥与矸石堆能很好胶结, 形成了一片 4米宽的矸石墙。 这样在沿空巷道采区的一侧形成 了一个不透气的隔离带, 阻止了风流漏入老空区。 这种半塑性、不凝固胶泥与矸石胶结合当巷道动 压来临时, 随着巷道变形而变形, 不会形成新的裂 隙而漏风。 图1水砂充填隔离带 a开切眼隔离带b顺槽隔离带R充填 管T包帮W渗水沟 三、 喷涂塑料泡沫防止漏风 为防止巷道风流漏入采空区引起自然发火 普遍采用常温凝固的塑料泡沫喷涂到密闭上、 巷 道壁上、形成厚度为2 0 3 0厘米的闭孔泡沫塑料 层。这种泡沫塑料一般都具有难燃、 抗静电、 耐压、 不透气的特性。以常温固化尿醛树脂为原料的防 漏风泡沫塑料喷涂技术。 泡沫-1型 发泡装置 喷放泡沫。这种塑料泡沫对煤、 岩石、 木材、 金属体 和其它材料都很好胶结, 在出现矿山压力时, 此时 尿醛塑料泡沫可以缩其初始高度的7 0 ～8 0 , 只 有稍微漏气。 通过煤矿井下1 2 0 0米的密封采空区 的试验、 堵漏风效果良好。 图2两前进后退工作面 泡沫- 1型塑料泡沫装置,仅需2人操 作, 在6小时的小班内可喷涂厚度为0.2～0.3 泡沫层1 0 0 m 2 。 尿醛塑料泡沫密闭漏风与负压关系 式为Q a h α,式中Q -塑料泡沫层漏风量a和 α-根据试验数据用对比法求出的系数;h -已密 闭采空区负压,m m H 2 O。图3为沿空巷道沿老空 区侧喷涂的防漏风尿醛泡沫塑料层。 图4为不同 厚度泡沫塑料的负压h与漏风量Q关系。 四、 风压调节法防止漏风 风压调节法是使用一定的通风设备和设施 作为手段, 改变井下通风压力状态, 降低采空区或 封闭区进回风侧的风压差, 减少漏风的一种工艺。 采用建立调压峒室法。在一些易自然发火的 煤矿, 为了控制向采空区漏风, 在已采过的联络巷 密闭,或工作面回采完毕的采终线密闭可以普遍 设立调压峒室以调节密闭区 即采空区 内外的压 力差, 以阻止向采空区的漏风。调压峒室的结构如 图5所示。 调压室的风墙与防火墙间距离一般是 5～10米, 当调压室水柱计呈现负压状态时, 启 动风机并将窗口调板调至水柱压力为零,此时密 闭区内的气压与调节峒室的大气压力趋于平衡, 以此阻力向密闭区 或采空区 漏风。 五、 飞灰充填带封闭采空区 图5井下调压峒室 飞灰是火力发电厂在烟道中排出的污染大 气的尘埃。飞灰的形状和化学成份随煤质和粉碎 工艺以及燃烧方法的不同而变化。它的一般物理 性状和化学成份列下表中。 飞灰颗粒形状多数为球形,容易吸收水汽而 结块。作为煤矿井下用防火材料具有气密性能好, 脱水性强的特点, 并可用水力输送和风力输送。 飞灰可以作为防止井下密闭漏风的充填材 料,也可以作为采空区周边防止漏风充填隔离带 的材料,更可以代替黄泥灌浆作为防火灌浆材料 之用。在煤巷、 石门、 立眼、 斜井中均可用水力、 风 力流送飞灰来构筑防漏风抑制自然发火的密闭和 采空区充填带。利用飞灰作用井下防火充填材料 在实际应用时, 飞灰浆浓度是飞灰 水 64。飞灰 沉淀、 脱水后的体积为灌入体积1 / 3。所以在沉淀 2 4小时后必须进行第二次充填, 为了能充满, 在密 闭处的巷顶应预先挖槽,并使充填管出口伸至最 高位置。 飞灰由于颗粒很细,一般在2 0 0目以下, 为 了防止灰浆从缝隙随水脱出,在木板闭内壁铺设 麻布或塑料编织布, 以便于沉灰脱水。 飞灰作为防火充填材料有很多优点, 飞灰来 源广泛, 价格低廉。飞灰脱水性好, 脱水后的飞灰 气密性好, 且强度大, 渗透性好, 能够将矸石, 巷道 壁的裂缝填满充实。一般用泵将飞灰浆输送到充 填或密闭地点, 速度快, 所需工时少, 井下任何地 点均可采用。 以上所述防漏风抑制自然发火的技术措施, 都是煤矿行之有效的防火方法, 为了有效地防止、 控制、 扑来无煤柱开采、 沿空巷道综采工作面因漏 风而引起的自然发火,毫无疑问地采用上述各项 防漏风技术的同时,还应配合其它有效的防灭火 技术, 如阻化剂防火, 井下火灾的预测预报等实行 综合防灭火技术,这样才能更有效地防止自然发 火的发生, 保证煤矿安全生产。 作者简介 李志峰 1 9 5 8 ～ , 男, 黑龙江省双 鸭山市人, 采煤工程师。 1风机2水 柱 计3调 板4风 墙 5调窗口6 防火墙 - 4 8 - 科苑论谈 无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施 李志峰 双鸭山矿业集团安全监察部, 黑龙江 双鸭山1 5 5 1 0 0 摘要 无煤柱开采技术已广泛被应用, 它是一项提高回采、 减少掘进工程量、 保证接续、 提高工效、 降低成本的即安全又经济的有效开采工艺。 但为减少漏风稳定系统、 抑制自燃发火要采取一些技术措施。 关键词 无煤柱开采; 防止漏风; 安全技术措施 图4不同厚度 泡沫塑料负压 与漏风量关系 图6飞 灰 充 填闭 1充填管2麻 布3沉淀飞灰 4防火砖闭 图3尿 醛泡沫封 闭老空区