综放工作面拆架期间煤层自燃的综合治理.doc

综放工作面拆架期间煤层自燃的综合治理综采放顶煤工艺的应用为阳泉煤业集团五矿开采15#煤达到高产高效找到了新途径。然而由于综采设备的庞大笨重，安装与拆除所需的时间长，尤其支架的拆除，从做拉架道至拆完支架至少需要1个月。而阳泉五矿煤层属级自然发火煤层，发火期最短只有10d，从而在工作面拆除时，采空区与支架顶部的浮煤极易自然发火。这些部位发火又很难找到发火点位置及采相应措施，从而一直困扰着工作面的正常拆除。因此有必要对综放工作面拆除期间自然发火源因进行分析，以采取相应的措施。1矿井概述阳泉煤业集团五矿属高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量为59.95m3/t。矿井设计采用分区式通风，由于该矿地质条件差，目前只有西北翼生产，利用主斜井、副立井、排矸井、南风井进风，双井筒回风，桑沟主要通风机担负全矿井的通风任务。目前全矿只有2个综采队，3个掘进队，3个开拓队，全矿井的入风量为10630m3/min，回风量为10731m3/min，负压为3480Pa。五矿主采15#煤层，平均厚度为7m，倾角为310，平均为6，煤层软硬程度不一，最软的成粉粒状，大部分呈中硬性，节理层理发育，结构复杂，煤层含23层夹矸，主矸石层分布在煤层中上部0.7m，以泥岩和砂质泥岩为主，煤岩类型以光亮型为主，煤层易破碎，破碎后多成块状，孔隙较多，呈现表面积较大。2自然发火状况五矿15#煤层属级自然发火煤层，最短发火期为10d，自投产以来大部分工作面都发过火。掘进发火5次，回采发火29次，其中8110工作面在拆架期间就着火18次，在综放面拆架期间发火尤为严重。特别是支架上方和采空区发火，很难找到发火点的位置，无法采取相应的措施。最为严重的是8110工作面，从开始做拉架道机头就发火至拆完架共发火18次。3综放工作面拆架期间煤自燃的原因分析通过对几个工作面拆架期间煤层自燃的特征进行总结分析，综放面拆架期间自燃的主要原因如下。（1）综采面回采率低。放顶残留大量浮煤混在顶板冒落下的矸石中，在支架后面又不容易被压实，漏风缓慢经过，这样为自然发火提供充足的氧气，增大了煤与氧结合的机会。（2）拆架至封闭所需时间长。从做拉架至拆完支架至少需要1个月，在此期间支架不推进，采空区浮煤缓慢氧化，积聚的热量又不能及时被风带走，煤体温度逐渐升高，为自然发火提供了充足的条件。（3）采空区漏风比较严重。拆架期间，通风系统被破坏，采空区漏风加大，风量将从进风隅角沿采空区流向回风。从而在支架背后形成“三带”：“散热带、氧化带、窒息带”，如图1所示。“三带”的范围与工作面的风量有相当大的关系，风量越大，漏风越多，氧化带的区域越宽，越易着火。（4）煤质松软：浮煤中空隙较多，漏风经过采空区时空气便进入这些空隙，使煤的表面与空气中的氧进行缓慢氧化，生成热量。这部分热量又不易被风流带走。从而使热量积聚，煤温升高。当超过临界温度后，煤温上升急剧加速，最后导致煤层自燃。4综采工作面拆架期间自然发火的防治过去我们采用开后天窗，放顶煤，直接挖火点，也采用过向高温火点注水、注胶降温等措施，但上述几种只是对明确了发火点位置才起作用。针对综放工作面发火难确定发火点位置的特点和层自燃的原因分析，阻止煤与氧结合是不可能的，只能是减少煤与氧结合的机会，延缓层的发火周期。其具体措施如下：（1）如加强工作面预测预报和检查工作，及早发现自燃征兆采取相应的措施进行处理。（2）提高回采率，减少采空区浮煤的丢失，加快组织拆架队组的力量，缩短工作面拆架所需的时间，阻止煤层氧化积聚的热量达到临界温度。（3）减少拆架工作面的风量。工作面正常回采期间的风量为800m3/min左右，拆架开始工作面的风量减为400m3/min，直至工作面拆完，保持此风量满足拆架人员呼吸用氧。（4）采取开区均压，降低工作面压差以减少采空区漏风。开区均压在工作面回风口加设1道调节风卡，同时利用外送风机向回风隔角送风，以减少进回风两端压差，使工作面风量和采空区漏风减少，窒息带前移。使已发展起来的自燃现象消失。如图1所示。border=0height=336hspace=0onload=javascript:resizepic(this)onmousewheel=returnbbimg(this)src=/UploadFiles/Tech/201010/201010201403224964.gifwidth=402/图1拆架时通风系统示意图（5）封堵进风隅角，机头处前10架进行注胶，减少向采空区漏风，抑制采空区煤层自燃。综放工作面开始做拉架道时，在进风隔角与支架尾部相齐做了1道风卡（或临时闭墙），并喷了快速密闭，同时对靠机头侧10架注胶封堵了与采空区的沟通。减少向采空区漏风，延缓煤层自然发火期。（6）对已发展起来的高温点和火源采用贯钎注水灭火降温。注胶虽是一项防灭火的先进技术，能将高温点的煤包裹降温，抑制与氧接触。但在拆架期间，由于进风巷道断面有限，而注胶设备又只能放置在进风顺槽，这样会影响出架。注水不但扑灭火源，还把周围煤矸降低温度，增加了浮煤中的水分，利用长短钎结合可把注水点1m以上的浮煤全部降温，这样即使里面深部还有氧化点，待蒸发了水分再产生高温时，支架就可能拆过浮煤。浮煤被进一步压实后不能再复燃。即使发生明火，采用注水也能解决。例如：8108工作面拆架期间，当拆到84#架时，在进风1#2#架后发生煤层自燃，高浓度CO气体向整个工作面蔓延，火势较大，设备有被封闭在工作面内的可能，结果采取贯钎注水，控制了火势，为正常拆架创造了有利条件，为国家换回巨大损失。8110工作面拆架期间由于采取均压、封堵、注水等几项综合措施，减少了采空区的漏风，减少了煤与氧结合的机会，使采空区发火的“三带”前移，即使有高温点也容易找到位置，然后利用注水将高温点降温。此工作面在拆架期间虽然多处发生明火，但通过2.5m和2m长短钎注水及时扑灭火源，控制了火情，确保了工作安全拆除。此项措施应用于以后的拆架面，以后工作面拆架时无1次发火，甚至CO出现的次数也减少。5结论均压、封堵、减少漏风，注水等几项措施的综合应用为放工作面拆架的防灭火取得了良好的效果。此项技术在阳泉五矿的成功试验取得了较好的经济效益和社会效益，值得其它矿井推广应用。第 4 页 共 4 页