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[摘 要]综放开采煤层都是特厚煤层,平巷沿底板掘进,留有顶煤。由于受采动影响,使得顶煤破碎离层;有些煤层煤质松软,掘进时,时常冒落形成空洞区;有的上分层已采,下分层采用综采放顶煤技术,由于煤层起伏变化,中间煤层破碎等原因,使综放平巷与顶采空区连通;无煤柱开采留小煤皮的沿空巷道与临近层采空区连通。由于上述种种因素,使综放无煤柱开采平巷自然火灾增多,且火源沿巷道顶板及沿空侧(或顶部)采空区发展迅速。
[关键词]孤岛综放面 顺槽 自燃
中图分类号:V231.2+4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)40-0138-01
一、孤岛综放面无煤柱开采煤层自燃的规律
1)顺槽自燃危险性大
综放面无煤柱开采,工作面布置走向长度大,一般不用岩石集中巷,平巷掘进上千米煤巷采用综掘一次完成,平巷服务时间长,自燃性增加,尤其是沿空巷道自然发火危险性更大。
2)开采期间采空区两道两线自燃性增强
综放面切眼基本不放顶煤,两道顶煤放出率低,接近停采线时也不放顶煤。由于切眼掘出后再扩帮安装支架,矿压反复作用于顶煤,且支架安装需时较长,帮自燃危险性增强。两道顶煤在回采前破碎区已受到长时间的氧化升温,由于端头顶煤放出率低,该顶煤垮落采空区后,产生5~8m宽的丢煤带,采空区这两条遗煤带温度相对其他地点更高,自然发火期缩短,自燃性增强。接近停采线时,为了撤架而不放顶煤,使得采空区产生较大面积悬空,且留有大量浮煤,撤架时间又较长,故自燃危险性增强。
3)相邻采空区自燃性增强
放顶煤开采由于两道顶煤放出率低,采空区两道留有两条5~8m宽,几米厚的浮煤带。当相邻综放面沿空送巷和回采时,由于一次采落煤层厚度大,采动影响范围广,相应漏风量增加,故相邻采空区遗煤自燃性增加。
4)特厚煤层综放开采区段总体自燃危险性降低
由于放顶煤技术一次采全高,与分层开采技术相比较煤层重复破碎次数降低,区段总体服务时间大为降低,总体供风时间减少,故区段总体自燃危险性降低。
二、孤岛综放面煤层自燃防治措施
1)沿空掘进期间工作面自然发火防治措施
(1)对掘进工作面沿空侧煤柱每隔10m打钻压注胶体,遇构造带、煤柱破碎区域要重点加强和加大注胶量,封堵漏风通道和阻化降温。(2)做好通风均压,防止相邻采空区有害气体涌入掘进工作面。(3)加强气体监测,遇气体、温度异常立即采取有效应急措施。
2)回采前工作面自然发火防治措施
(1)对在工作面上下顺槽内出现的煤柱破碎和顶煤破碎区域压注凝胶,封堵与相邻采空区的漏风通道。(2)工作面开采前在上顺槽安装一路φ75mm注浆管路,开切眼预埋注浆管路,采煤队要施工小木垛,保护出浆口,管路随工作面推进埋入采空区,对开切眼进行防灭火处理。(3)工作面回采前做好制氮机维护和保养工作,使之始终处于待机状态。
3)回采初期、回采期间自然发火防治措施
(1)采煤队要保持连续推进,在满足防冲要求的推进速度许可下,月推进速度尽可能不应小于80m。(2)工作面开采50m后,采煤队用编织袋装煤在工作面进风隅角处施工1道隔离墙,之后每隔50m施工一道隔离墙,当工作面月推进速度小于80m 时应对隔离墙内进行注粉煤灰复合胶体或压注阻燃材料。(3)开采期间,过影响工作面推进速度的断层时,接近断层前50m 要预埋注浆管路,当月推进速度低于80m 以及有自燃征兆时,进、回风隅角处应施工隔离墙,并注浆或注入惰性气体。(4)巷道穿过断层时,要加强顺槽的支护,防止顺槽内顶煤冒落,同时加强监测,并对断层影响范围内的顶煤和采空区浮煤进行防火处理。(5)工作面回采期间,利用上顺槽注浆管路系统埋管对采空区进行注浆。
4)末采、停采期间、回撤后自然发火防治措施
(1)采煤队在末采期间工作面要保持持续推进,在满足防冲要求的推进速度许可下,月推进速度尽可能不应小于80m 。(2)工作面停采前,利用预埋的注浆管路向采空区压注粉煤灰浆液。(3)采煤队在工作面距停采线100m时,每隔30m在进风隅角处施工一道煤垛墙。(4)在距停采线70m时,在上顺槽预埋一路Ф75mm注浆管,在停采撤面前或月推进速度低于80米以及有自燃征兆时向采空区压注粉煤灰或压注氮气。为保证管口出浆畅通,采煤队应提前在管口处打木垛对管口进行保护。(5)工作面停采、回撤期间,要编制专项措施,调整通风系统,减少工作面风量。(6)工作面停采后,采煤队同时在工作面进、回风隅角各施工一道隔离墙,并由通风工区向隔离墙内压注凝胶。(7)工作面回采结束后,对顶煤冒落段及存在自燃隐患区域压注防灭火材料。(8)工作面回采结束后,应在停采后40天内回撤完毕,5天内完成封闭。(9)停采线应预埋注浆管路和监测束管。(10)对停采线大量多次灌浆,注浆流经的地点要采取可靠的疏水措施。(11)对停采线两密闭间的巷道要注粉煤灰进行充填,充填距离不小于20m。
5)自然发火的预测预报
(1)瓦检员携带CO便携仪、瓦斯氧气两用仪检查工作面和回风流的气体成分,严格执行班中汇报制度和巡回检查制度。(2)利用束管监测系统,连续监测工作面回风流气体变化情况。(3)从工作面回采开始至停采线封闭,通风工区每周至少一次人工采取回风隅角气体,进行色谱分析。(4)通风工区在工作面开采前、工作面末采期间(距停采线100m)、工作面过影响推进速度的特殊地点(老硐、断层)时,预埋监测束管。利用束管抽取气样、分析监测采空区内部气体变化情况,定期测定数据,并将结果及时上报。(5)工作面回采结束后,通风工区及时在顶煤冒落区设立防火测点,并定期取样分析。(6)在距工作面回风巷出口大于10m的回风顺槽内,布置温度、一氧化碳传感器、报警值分别为30℃和24ppm。安全监测工要及时维护、调校,确保系统灵敏可靠。
三、结束语
采用系统自动检测与人工检测相结合的方式,对隐患地点进行循环连续检测与定点检测,可以提高对隐患地点自燃监测的针对性及其连续变化情况,随时掌握隐患地点的变化趋势,大大减少了工作面自燃隐患排查的盲目性,也为孤岛综放面煤层自燃的防治工作打好基础。
参考文献
[1] 肖旸等.煤自燃指标气体与特征温度的对应关系研究.煤炭科学技术.2008年06期.
[2] 文虎等.煤自燃氧化放热效应的影响因素分析.煤炭转化.2001年04期.
[关键词]孤岛综放面 顺槽 自燃
中图分类号:V231.2+4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)40-0138-01
一、孤岛综放面无煤柱开采煤层自燃的规律
1)顺槽自燃危险性大
综放面无煤柱开采,工作面布置走向长度大,一般不用岩石集中巷,平巷掘进上千米煤巷采用综掘一次完成,平巷服务时间长,自燃性增加,尤其是沿空巷道自然发火危险性更大。
2)开采期间采空区两道两线自燃性增强
综放面切眼基本不放顶煤,两道顶煤放出率低,接近停采线时也不放顶煤。由于切眼掘出后再扩帮安装支架,矿压反复作用于顶煤,且支架安装需时较长,帮自燃危险性增强。两道顶煤在回采前破碎区已受到长时间的氧化升温,由于端头顶煤放出率低,该顶煤垮落采空区后,产生5~8m宽的丢煤带,采空区这两条遗煤带温度相对其他地点更高,自然发火期缩短,自燃性增强。接近停采线时,为了撤架而不放顶煤,使得采空区产生较大面积悬空,且留有大量浮煤,撤架时间又较长,故自燃危险性增强。
3)相邻采空区自燃性增强
放顶煤开采由于两道顶煤放出率低,采空区两道留有两条5~8m宽,几米厚的浮煤带。当相邻综放面沿空送巷和回采时,由于一次采落煤层厚度大,采动影响范围广,相应漏风量增加,故相邻采空区遗煤自燃性增加。
4)特厚煤层综放开采区段总体自燃危险性降低
由于放顶煤技术一次采全高,与分层开采技术相比较煤层重复破碎次数降低,区段总体服务时间大为降低,总体供风时间减少,故区段总体自燃危险性降低。
二、孤岛综放面煤层自燃防治措施
1)沿空掘进期间工作面自然发火防治措施
(1)对掘进工作面沿空侧煤柱每隔10m打钻压注胶体,遇构造带、煤柱破碎区域要重点加强和加大注胶量,封堵漏风通道和阻化降温。(2)做好通风均压,防止相邻采空区有害气体涌入掘进工作面。(3)加强气体监测,遇气体、温度异常立即采取有效应急措施。
2)回采前工作面自然发火防治措施
(1)对在工作面上下顺槽内出现的煤柱破碎和顶煤破碎区域压注凝胶,封堵与相邻采空区的漏风通道。(2)工作面开采前在上顺槽安装一路φ75mm注浆管路,开切眼预埋注浆管路,采煤队要施工小木垛,保护出浆口,管路随工作面推进埋入采空区,对开切眼进行防灭火处理。(3)工作面回采前做好制氮机维护和保养工作,使之始终处于待机状态。
3)回采初期、回采期间自然发火防治措施
(1)采煤队要保持连续推进,在满足防冲要求的推进速度许可下,月推进速度尽可能不应小于80m。(2)工作面开采50m后,采煤队用编织袋装煤在工作面进风隅角处施工1道隔离墙,之后每隔50m施工一道隔离墙,当工作面月推进速度小于80m 时应对隔离墙内进行注粉煤灰复合胶体或压注阻燃材料。(3)开采期间,过影响工作面推进速度的断层时,接近断层前50m 要预埋注浆管路,当月推进速度低于80m 以及有自燃征兆时,进、回风隅角处应施工隔离墙,并注浆或注入惰性气体。(4)巷道穿过断层时,要加强顺槽的支护,防止顺槽内顶煤冒落,同时加强监测,并对断层影响范围内的顶煤和采空区浮煤进行防火处理。(5)工作面回采期间,利用上顺槽注浆管路系统埋管对采空区进行注浆。
4)末采、停采期间、回撤后自然发火防治措施
(1)采煤队在末采期间工作面要保持持续推进,在满足防冲要求的推进速度许可下,月推进速度尽可能不应小于80m 。(2)工作面停采前,利用预埋的注浆管路向采空区压注粉煤灰浆液。(3)采煤队在工作面距停采线100m时,每隔30m在进风隅角处施工一道煤垛墙。(4)在距停采线70m时,在上顺槽预埋一路Ф75mm注浆管,在停采撤面前或月推进速度低于80米以及有自燃征兆时向采空区压注粉煤灰或压注氮气。为保证管口出浆畅通,采煤队应提前在管口处打木垛对管口进行保护。(5)工作面停采、回撤期间,要编制专项措施,调整通风系统,减少工作面风量。(6)工作面停采后,采煤队同时在工作面进、回风隅角各施工一道隔离墙,并由通风工区向隔离墙内压注凝胶。(7)工作面回采结束后,对顶煤冒落段及存在自燃隐患区域压注防灭火材料。(8)工作面回采结束后,应在停采后40天内回撤完毕,5天内完成封闭。(9)停采线应预埋注浆管路和监测束管。(10)对停采线大量多次灌浆,注浆流经的地点要采取可靠的疏水措施。(11)对停采线两密闭间的巷道要注粉煤灰进行充填,充填距离不小于20m。
5)自然发火的预测预报
(1)瓦检员携带CO便携仪、瓦斯氧气两用仪检查工作面和回风流的气体成分,严格执行班中汇报制度和巡回检查制度。(2)利用束管监测系统,连续监测工作面回风流气体变化情况。(3)从工作面回采开始至停采线封闭,通风工区每周至少一次人工采取回风隅角气体,进行色谱分析。(4)通风工区在工作面开采前、工作面末采期间(距停采线100m)、工作面过影响推进速度的特殊地点(老硐、断层)时,预埋监测束管。利用束管抽取气样、分析监测采空区内部气体变化情况,定期测定数据,并将结果及时上报。(5)工作面回采结束后,通风工区及时在顶煤冒落区设立防火测点,并定期取样分析。(6)在距工作面回风巷出口大于10m的回风顺槽内,布置温度、一氧化碳传感器、报警值分别为30℃和24ppm。安全监测工要及时维护、调校,确保系统灵敏可靠。
三、结束语
采用系统自动检测与人工检测相结合的方式,对隐患地点进行循环连续检测与定点检测,可以提高对隐患地点自燃监测的针对性及其连续变化情况,随时掌握隐患地点的变化趋势,大大减少了工作面自燃隐患排查的盲目性,也为孤岛综放面煤层自燃的防治工作打好基础。
参考文献
[1] 肖旸等.煤自燃指标气体与特征温度的对应关系研究.煤炭科学技术.2008年06期.
[2] 文虎等.煤自燃氧化放热效应的影响因素分析.煤炭转化.2001年04期.