综采工作面回采期间防治自然发火技术应用

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:王康
[导读] 综采工作面是综合机械化生产采煤工艺的新技术,极大地简化了采区生产准备
        摘要:综采工作面是综合机械化生产采煤工艺的新技术,极大地简化了采区生产准备,减少了分层开采工艺过程,明显地具有高产、高效、投入少、效益好的优越性,但也极大地增加了采区开采防灭火等技术难度,因此综采工作面开采的自然发火综合防治是一项重要的工作。本文结合实例,深入分析了综采工作面回采期间防治自然发火技术应用。
        关键词:综采;回采;防治;自然发火
        防治煤炭自然发火是综采工作面能否成功的关键。国内已有不少矿井综放工作面发生不同程度的火灾,造成大量煤炭资源的浪费,而且造成巨大的经济损失。为此,必须把综采工作面防治自然发火作为重点工作。
1 安全技术
1.1 防火预测预报
        (1)工作面回采期间,做好防治自然发火预测预报。采用CO作为自然发火标志气体。工作面任何地点出现CO时,需取样分析C2H4;并根据C2H4浓度,采取针对性措施。在1652(3)轨顺汇风点10~15m范围安设CO传感器,并在1652(3)工作面回风隅角抽采管路上安设CO传感器,实现CO连续监测。
        (2)工作面回采期间每小班安排瓦斯检查员对工作面回风流、回风隅角和采空区、工作面收作期间增设每10架支架架后设1个观测点(测点必须进入采空区或煤岩体内不少于300mm)进行1次CH4、CO、CO2浓度和温度检查,同时对采空区出水温度进行观测;上述地点出现CO,则对该测点相邻5架加强观测,并对出现CO的地点增加检查次数(每小班检查3次);CO浓度超过10ppm时,每天进行取样分析。
        (3)以上检查结果必须建立台账,任何地点出现CO,立即汇报矿调度;CO浓度≥24ppm或高温点≥35℃的,立即向矿长汇报。工作面风流中出现CO,浓度大于10ppm、持续时间2小时以上(因放炮原因的除外)或出现煤壁挂汗、煤焦油味、汽油味等发火预兆,以及采掘工作面采空区、高冒处CO浓度达到50ppm,矿调度必须在当班内汇报煤业分公司调度室,发生自然发火事故时必须立即汇报。
2.2通风管理
        (1)通风队加强西一13-1采区内通风设施的检修和维护,所有风门必须安设联锁装置,确保1652(3)工作面回采期间通风系统稳定。
        (2)矿井主要通风机切换或停风机、抽采泵之后,及时对工作面风量CH4、CO浓度和温度进行排查;发现问题,及时查找原因并进行处理。
        (3)若回采期间工作面或回风隅角出现CO且有持续上升趋势,兼顾该面防火工作需要,可适当降低工作面风量,以工作面、回风流及上隅角瓦斯不超限为准。工作面增加或减少风量必须经矿总工程师同意方可进行调整。
2.3 灌浆防火
2.3.1灌浆材质:黄土。
2.3.2灌浆参数
         浆液浓度:灌浆浆液的水土比不大于5:1;
         灌浆强度:40.5m3/h;
2.3.3灌浆方法
        (1)埋管灌浆:在回风隅角预埋DN108mm灌浆管路、胶顺隅角预埋DN50mm灌浆管路,埋入采空区30m后,将灌浆管路由隅角处掐断,并将新的浆管埋入采空区;若出现自然发火隐患或月推进度小于40m时,则不断开灌浆管路,并在灌浆管路上(距工作面最近的灌浆拨头位置)另外增设1根DN50mm灌浆支管进行预埋。


        (2)顶板走向钻孔灌浆:在工作面回风顺槽施工顶板走向钻孔,通风队负责与回风顺槽的灌浆管路连接,向采空区实施灌浆;
        (3)洒浆:沿工作面敷设一路Φ31.5mm软管,综采队负责向架后、架间洒浆;每次每架洒浆时间30s~60s。
2.3.4 根据自然发火隐患程度采取灌浆措施
        (1)回采过程中,工作面回风隅角或其它测点出现CO浓度≥10ppm时,通风队利用工作面隅角预埋的灌浆管路对采空区进行灌浆,每天灌浆时间不少于8h。
        (2)工作面采空区、回风隅角中出现CO(CO浓度≥10ppm)时,每次移架后,综采队利用工作面布置的洒浆管向工作面遗煤处进行洒浆(无遗煤,则不洒浆)。通风队利用工作面回风巷的灌浆管路对采空区进行灌浆,每天灌浆时间不少于8h。
        (3)当月推进度小于40m且工作面采空区、回风隅角中出现CO时,通风队利用工作面回风巷的灌浆管路对采空区进行灌浆,每天灌浆时间不少于8h。每次移架后,综采队向工作面架后、架间进行逐架洒浆;每个生产小班,必须对工作面全面洒浆一次。
        (4)埋管灌浆期间,如果工作面出水、出浆要立即停止灌浆,待停止出浆(出水)后再恢复灌浆。
        (5)正常回采期间,未出现自然发火隐患(或未检测出CO),则不采取灌浆、注氮措施。过断层期间(断层落差≥2m),综采队利用工作面布置的洒浆管向工作面遗煤处进行洒浆(无遗煤,不需要洒浆)。
2.3.5灌浆注意事项
        (1)灌浆人员必须熟悉灌浆系统及控制阀门的位置。灌浆人员到达作业地点后,首先检查管路系统状况及灌浆地点的顶、帮支护情况,有不安全因素要立即处理,处理不了的要汇报区队领导,禁止野蛮操作。
        (2)灌浆前,先用清水冲洗管路;待管路畅通后,再联系制浆站开始送浆。灌浆结束后,用清水冲洗灌浆管路,待管路畅通、管口有稳定清水留出时,方可停止冲洗管路。
        (3)灌浆期间,注意观察管路及各处阀门的连接情况,灌浆管口应连接可靠、闸阀进行二次保护;发现堵孔或管路漏浆时,先关闭上一级管路的阀门,卸压后进行处理。
2.4 注氮防火
        当工作面采空区、回风隅角出现CO≥20ppm时,及时向采空区注氮。注氮期间,必须确保氮气源稳定可靠、氮气浓度不得小于97℅、至少有1套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施。抽采队定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告处理[1]。
2.5 其他安全技术
        工作面回采期间,将上、下隅角充填严实,以减少向采空区漏风。当采空区出现CO或瓦斯异常时,必须对上、下隅角使用阻燃编织袋装碎煤矸进行充填,上隅角两刀一充填,下隅角三刀后拉转载机后及时充填,已充填墙严禁拆除重复利用。合理安排生产,提高回采率。工作面严格跟顶回采,严防漏顶或发生抽冒,减少采空区遗煤。灌浆、注氮管路严禁挪作它用;向采空区进行灌浆、注氮期间,加强对灌浆、注氮管路系统的检查,确保管路保持完好、畅通状态,发现问题及时处理。施工单位作业过程中对灌浆、注氮管路进行保护,严禁埋压或私自断开灌浆、注氮管路;拆除灌浆管路时,确保每次拆除后的灌浆管路末端距工作面不大于5m,严禁多拆。
3 结束语
通过采取加强瓦斯抽采、预测预报、加固堵漏、灌浆等有效措施,实现了综采工作期间的瓦斯及防火安全管理,对类似条件下综采工作面安全回采有一定的参考价值。
参考文献:
  [1]王正建,刘广金.采煤工作面自然发火防治技术的实践【J】.中州煤炭,2019(2):73~74
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