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摘要：为进一步加强煤矿防灭火治理工作，有效遏制重特大事故，文章从张集煤矿安全生产现状谈起，重点论述了张集煤矿防火治理示范工程的必要性和可行性，并阐述了相关的保障措施，为煤矿的安全生产提供了重要的理论依据。
关键词：张集煤矿；防灭火治理；示范工程；可行性方案；安全生产 文献标识码：A
中图分类号：TD712 文章编号：1009-2374（2016）12-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.064
1 张集煤矿安全生产现状
1.1 基本情况
张集煤矿在单县煤田东部，矿区面积39.59km2，东西走向长度约9.5km，南北宽度约4.2km，西距单县县城22km，行政区划属张集镇管辖。
国土资源部以国土资矿划字[2009]014号文批复矿区开采范围39.928km2，开采深度为-400～-1200m，资源储量1.21亿吨，设计可采储量7809万吨，设计年生产能力120万吨，服务年限50.1年。
本井田位于成武背斜南翼的东部、单县煤田的最南端，地层倾角一般在4°～27°之间；本区构造以断裂构造为主，发育北东、北西及近东西向断层组，构造复杂程度为中等偏简单。井田含煤地层为太原组（C2P1t）和山西组（P1s）。煤层赋存较稳定，水文地质类型为中等。
根据2014年矿井瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为0.10%m3/min，相对瓦斯涌出量为0.62%m3/t，属于瓦斯矿井。根据中国矿业大学安全生产检测检验中心出具的《煤尘爆炸性鉴定报告》，已揭露的3上煤层有煤尘爆炸危险性，煤尘爆炸指数为26.35%。
矿井采用立井+石门+暗斜井的开拓方式。矿井设主、副两个井筒，主井净直径为5.5m，兼回风井；副井净直径为6.5m，兼进风井，矿井通风方式为中央并列抽出式。当前我矿属基本建设矿井，目前采用两台型号为：FBCDZNO.29轴流式主要通风机供风，一台运行，一台
备用。
1.2 开采方法
井田内采区的开采顺序本着由近到远、先浅后深的原则，采区采用前进式的开采顺序，以尽量减少巷道维护时间。煤层间的开采顺序为先采上层煤，后采下层煤的下行开采方式，煤层间从上而下，通过工作面接替排产，解决煤组及煤组中各煤层的压茬关系。设计采用走向长壁垮落采煤法，采用全部垮落法管理顶板，首采区3上
煤选用综采放顶煤开采工艺，其余采区3煤层厚度大多在3m左右，设计推荐采用一次采全高综采工艺。对于2煤层可采用薄煤层综采一次采全高工艺。
1.3 自然发火
根据中国矿业大学安全生产检测检验中心出具的《煤炭自燃倾向性等级鉴定报告》，已揭露的3上煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，属于自燃煤层，最短自然发火期为50天。首采区3上煤布置为综采放顶煤开采，煤厚为0.36～7.00m，平均为3.09m，特殊区域为8～9m，开采时容易造成遗煤多，给煤层自燃造成良好条件，增加自燃的可能性，因此防灭火治理工作应作为我矿隐蔽致灾治理工作的重点。
2 项目必要性和可行性
2.1 实施示范工程的必要性
张集煤矿首采区1302工作面开采煤层为3上煤，设计采用综采放顶煤开采，顺槽巷道留顶煤沿煤层底板掘进。煤层埋藏较深（深度>750m），煤层较软，1302轨道顺槽巷道出现顶煤松散、易冒落等情况，托顶煤掘进困难，受地压影响，已掘巷道已出现明显变形，巷道维护难度大。该采煤方法会导致煤炭回采率偏低，煤炭遗留多，再加上煤质松散，将会给煤层自燃创造了良好条件，增加了自燃的可能性，因此当前防灭火治理示范工程的开展工作十分必要。
2.2 实施示范工程的可行性
张集煤矿资源储量为1.21亿吨，设计可采储量为7809万吨，设计年生产能力为120万吨，服务年限为50.1年。本井田可采煤层共4层（2煤、3上煤、3下煤、12下煤），煤层倾角为4°～27°，煤种为1/3焦煤和焦煤，主采煤层为3上煤，煤层平均厚度为3.09m，煤层赋存稳定，构造中等。井田煤炭储量较丰富，水文地质类型属岩溶裂隙类简单型，以上条件均有利于矿井的开发建设。
张集矿井由山东丰源远航煤业有限公司控股的子公司山东省单县丰源实业有限公司开发建设。山东丰源远航煤业有限公司是以煤为依托、煤电为主体，主业突出、多业并举的大型股份制企业。公司拥有资产30多亿元、员工7000多人，是枣庄市唯一的“山东省百强企业”和“首推上市企业”，所以无论在资金还是人才的供应上都具备坚实的后盾做支持。
公司经过多年的沉淀和积累，具有丰富的管理经验和充足的专业技术人员，为示范工程的开展打下了坚实的基础。公司非常重视该工程的建设，在人员配备各方面选取具有丰富施工经验的成员成立项目班子，并在人、财、物三方面给予强有力的支持，为示范工程的建设提供了强有力的保障。
3 保障措施
3.1 技术保障
3.1.1 加强外因防灭火管理。（1）严格按《煤矿安全规程》要求加强可燃物管制；（2）消除电气火源，井下电气设备要按照规定取得煤矿矿用产品标志；（3）严格加强井下明火管理，严格杜绝斜巷跑车摩擦火花、金属强烈碰撞产生引燃源等；（4）井下输送带、电缆、管线、风筒、工作服等要使用阻燃抗静电产品；（5）井下和井口房内不得从事电气焊工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风巷和井口内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，应严格制定安全措施；（6）加强瓦斯防治工作，防止瓦斯积聚和燃烧爆炸，防止瓦斯超限，巷道中不得有积聚瓦斯的空洞或盲巷，严格执行瓦斯检查制度，按规定贯通巷道；（7）井下机电设备硐室、材料库、井底车场以及掘进工作面，要配有灭火器材，其数量、规格符合规定；（8）井下低压馈电线上要装设捡漏保护装置或漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路；（9）井下防爆电器设备的运行、维护和修理，要符合防爆性能的各项技术要求。对于防爆性能遭受破坏的电器设备，须立即进行处理或更换，严禁继续使用。 3.1.2 在做好外因防灭火的同时做好煤层自然发火的防治工作。（1）灌浆防灭火。为预防采空区自然发火，确保安全生产，采用预防性灌浆，灌浆采用随采随灌的方式。为便于管理和提高效率，采用集中灌浆系统；（2）阻化剂防灭火。配备阻化剂喷洒系统，利用配套的雾化喷头，向采空区喷洒雾状阻化剂，也可在工作面和采空区喷洒在浮煤上；（3）均压防灭火。区域性均压通风是防治相邻采空区煤层自燃的主要技术措施。在煤层自燃的诸因素中，煤的自燃倾向性是自燃的内因，漏风供氧是外部因素中的主要因素。欲减少漏风，应增加漏风风阻和降低漏风压差。井下由于受地质条件和矿山压力的影响，增阻堵漏有很大的局限性，因而采用通风技术降低漏风压差来减少漏风的做法比较容易实现；（4）惰性气体防火。在回采过程中及时将惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区中因氧气含量不足而将火源熄灭或者使采空区中因氧气含量不足而使煤不能氧化自燃。
3.1.3 合理的开拓开采。（1）要采用科学合理的措施来布置巷道。对于一些服务年限长的巷道应该采用岩巷布置的方式，采用宽的煤柱来保护巷道。因为采区巷道布置应该是有利于采用均压防灭火技术；（2）选择合理的采煤方法和先进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度；（3）合理布置通风系统。通风系统要在一定范围内具有可调性。当一个采区发生火灾时能够根据救灾需要，做到随时停风、减风或反风；（4）合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间防止上、下之间采空区连通。
3.2 管理保障
3.2.1 完善防灭火管理制度，健全管理机构，配备足够的专业防灭火人员，并保证专业人员的稳定性和连续性。
3.2.2 加强防灭火教育培训工作，提高广大员工的防火意识。
3.2.3 注重防灭火装备、器材投入，按规定配置消防设施器材。
3.2.4 制订防灭火应急预案，组织开展防灭火演练，提高员工的应急处置能力。
3.2.5 积极开展防灭火专项治理及排查工作，及时发现和整改火灾隐患和不安全因素。
3.2.6 加强矿井的监测工作。（1）经常测定可能发火地点的风量、CO含量和温度，定期检查废弃巷道的密闭情况，分析掌握发火动态；（2）对各工作面及采空区进行束管检测和实时监控监测，能够及时掌握自燃特征和控制明火源，从而迅速采取有效的灭火措施。
3.2.7 对自燃煤层的采空区，必须采取有效的防止漏风的措施，与采空区相连通的地表裂隙应及时进行充填，以减少地面裂隙漏风，回采工作面结束，必须及时封闭采空区，封闭的密闭、防火墙质量必须符合质量
标准。
3.2.8 火区封闭后，应积极采取措施，加速火区熄灭进程，通风部门负责编制火区灭火方案，经总工程师、矿长批准执行。
4 结语
总之，按照本次煤矿防灭火治理示范矿井建设的要求，张集煤矿拟定按以下计划对矿井防灭火治理工作实施施工。防灭火治理示范矿井实施后，张集煤矿防灭火技术装备水平将全面得到完善和提高，防灭火系统达到国家有关规定和《煤矿安全规程》的要求，“一通三防”治理取得较大成效，为提高煤矿安全生产的保障水平和经济效益奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 余明高.我国煤矿防灭火技术的最新发展及应用[J].矿业安全与环保，2000，（1）.
[2] 赵青云，徐精彩，张辛亥.应用新型胶体防灭火技术防治煤层自燃火灾[J].西安科技学院学报，2000，（S1）.
[3] 朱红青，刘宪申，张万奎，张彷彦.矿井火灾初期自动风流控制系统的研究及应用[J].煤炭科学技术，2000，（2）.
[4] 鹿存荣，杨胜强，李伟，等.元堡煤矿1901综放面初采期采空区一氧化碳超限原因分析及防火措施[J].中国煤炭，2007，37（10）.
[5] 梁晓瑜，王德明，秦波涛，等.粉煤灰三相泡沫防治煤炭自燃的应用研究[J].中国煤炭，2006，32（10）.
作者简介：孙涛（1979-），男，山东枣庄人，单县丰源实业有限公司张集煤矿通防科科长，助理工程师，研究方向：瓦斯治理。
（责任编辑：秦逊玉）
关键词：张集煤矿；防灭火治理；示范工程；可行性方案；安全生产 文献标识码：A
中图分类号：TD712 文章编号：1009-2374（2016）12-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.064
1 张集煤矿安全生产现状
1.1 基本情况
张集煤矿在单县煤田东部，矿区面积39.59km2，东西走向长度约9.5km，南北宽度约4.2km，西距单县县城22km，行政区划属张集镇管辖。
国土资源部以国土资矿划字[2009]014号文批复矿区开采范围39.928km2，开采深度为-400～-1200m，资源储量1.21亿吨，设计可采储量7809万吨，设计年生产能力120万吨，服务年限50.1年。
本井田位于成武背斜南翼的东部、单县煤田的最南端，地层倾角一般在4°～27°之间；本区构造以断裂构造为主，发育北东、北西及近东西向断层组，构造复杂程度为中等偏简单。井田含煤地层为太原组（C2P1t）和山西组（P1s）。煤层赋存较稳定，水文地质类型为中等。
根据2014年矿井瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为0.10%m3/min，相对瓦斯涌出量为0.62%m3/t，属于瓦斯矿井。根据中国矿业大学安全生产检测检验中心出具的《煤尘爆炸性鉴定报告》，已揭露的3上煤层有煤尘爆炸危险性，煤尘爆炸指数为26.35%。
矿井采用立井+石门+暗斜井的开拓方式。矿井设主、副两个井筒，主井净直径为5.5m，兼回风井；副井净直径为6.5m，兼进风井，矿井通风方式为中央并列抽出式。当前我矿属基本建设矿井，目前采用两台型号为：FBCDZNO.29轴流式主要通风机供风，一台运行，一台
备用。
1.2 开采方法
井田内采区的开采顺序本着由近到远、先浅后深的原则，采区采用前进式的开采顺序，以尽量减少巷道维护时间。煤层间的开采顺序为先采上层煤，后采下层煤的下行开采方式，煤层间从上而下，通过工作面接替排产，解决煤组及煤组中各煤层的压茬关系。设计采用走向长壁垮落采煤法，采用全部垮落法管理顶板，首采区3上
煤选用综采放顶煤开采工艺，其余采区3煤层厚度大多在3m左右，设计推荐采用一次采全高综采工艺。对于2煤层可采用薄煤层综采一次采全高工艺。
1.3 自然发火
根据中国矿业大学安全生产检测检验中心出具的《煤炭自燃倾向性等级鉴定报告》，已揭露的3上煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，属于自燃煤层，最短自然发火期为50天。首采区3上煤布置为综采放顶煤开采，煤厚为0.36～7.00m，平均为3.09m，特殊区域为8～9m，开采时容易造成遗煤多，给煤层自燃造成良好条件，增加自燃的可能性，因此防灭火治理工作应作为我矿隐蔽致灾治理工作的重点。
2 项目必要性和可行性
2.1 实施示范工程的必要性
张集煤矿首采区1302工作面开采煤层为3上煤，设计采用综采放顶煤开采，顺槽巷道留顶煤沿煤层底板掘进。煤层埋藏较深（深度>750m），煤层较软，1302轨道顺槽巷道出现顶煤松散、易冒落等情况，托顶煤掘进困难，受地压影响，已掘巷道已出现明显变形，巷道维护难度大。该采煤方法会导致煤炭回采率偏低，煤炭遗留多，再加上煤质松散，将会给煤层自燃创造了良好条件，增加了自燃的可能性，因此当前防灭火治理示范工程的开展工作十分必要。
2.2 实施示范工程的可行性
张集煤矿资源储量为1.21亿吨，设计可采储量为7809万吨，设计年生产能力为120万吨，服务年限为50.1年。本井田可采煤层共4层（2煤、3上煤、3下煤、12下煤），煤层倾角为4°～27°，煤种为1/3焦煤和焦煤，主采煤层为3上煤，煤层平均厚度为3.09m，煤层赋存稳定，构造中等。井田煤炭储量较丰富，水文地质类型属岩溶裂隙类简单型，以上条件均有利于矿井的开发建设。
张集矿井由山东丰源远航煤业有限公司控股的子公司山东省单县丰源实业有限公司开发建设。山东丰源远航煤业有限公司是以煤为依托、煤电为主体，主业突出、多业并举的大型股份制企业。公司拥有资产30多亿元、员工7000多人，是枣庄市唯一的“山东省百强企业”和“首推上市企业”，所以无论在资金还是人才的供应上都具备坚实的后盾做支持。
公司经过多年的沉淀和积累，具有丰富的管理经验和充足的专业技术人员，为示范工程的开展打下了坚实的基础。公司非常重视该工程的建设，在人员配备各方面选取具有丰富施工经验的成员成立项目班子，并在人、财、物三方面给予强有力的支持，为示范工程的建设提供了强有力的保障。
3 保障措施
3.1 技术保障
3.1.1 加强外因防灭火管理。（1）严格按《煤矿安全规程》要求加强可燃物管制；（2）消除电气火源，井下电气设备要按照规定取得煤矿矿用产品标志；（3）严格加强井下明火管理，严格杜绝斜巷跑车摩擦火花、金属强烈碰撞产生引燃源等；（4）井下输送带、电缆、管线、风筒、工作服等要使用阻燃抗静电产品；（5）井下和井口房内不得从事电气焊工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风巷和井口内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，应严格制定安全措施；（6）加强瓦斯防治工作，防止瓦斯积聚和燃烧爆炸，防止瓦斯超限，巷道中不得有积聚瓦斯的空洞或盲巷，严格执行瓦斯检查制度，按规定贯通巷道；（7）井下机电设备硐室、材料库、井底车场以及掘进工作面，要配有灭火器材，其数量、规格符合规定；（8）井下低压馈电线上要装设捡漏保护装置或漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路；（9）井下防爆电器设备的运行、维护和修理，要符合防爆性能的各项技术要求。对于防爆性能遭受破坏的电器设备，须立即进行处理或更换，严禁继续使用。 3.1.2 在做好外因防灭火的同时做好煤层自然发火的防治工作。（1）灌浆防灭火。为预防采空区自然发火，确保安全生产，采用预防性灌浆，灌浆采用随采随灌的方式。为便于管理和提高效率，采用集中灌浆系统；（2）阻化剂防灭火。配备阻化剂喷洒系统，利用配套的雾化喷头，向采空区喷洒雾状阻化剂，也可在工作面和采空区喷洒在浮煤上；（3）均压防灭火。区域性均压通风是防治相邻采空区煤层自燃的主要技术措施。在煤层自燃的诸因素中，煤的自燃倾向性是自燃的内因，漏风供氧是外部因素中的主要因素。欲减少漏风，应增加漏风风阻和降低漏风压差。井下由于受地质条件和矿山压力的影响，增阻堵漏有很大的局限性，因而采用通风技术降低漏风压差来减少漏风的做法比较容易实现；（4）惰性气体防火。在回采过程中及时将惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区中因氧气含量不足而将火源熄灭或者使采空区中因氧气含量不足而使煤不能氧化自燃。
3.1.3 合理的开拓开采。（1）要采用科学合理的措施来布置巷道。对于一些服务年限长的巷道应该采用岩巷布置的方式，采用宽的煤柱来保护巷道。因为采区巷道布置应该是有利于采用均压防灭火技术；（2）选择合理的采煤方法和先进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度；（3）合理布置通风系统。通风系统要在一定范围内具有可调性。当一个采区发生火灾时能够根据救灾需要，做到随时停风、减风或反风；（4）合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间防止上、下之间采空区连通。
3.2 管理保障
3.2.1 完善防灭火管理制度，健全管理机构，配备足够的专业防灭火人员，并保证专业人员的稳定性和连续性。
3.2.2 加强防灭火教育培训工作，提高广大员工的防火意识。
3.2.3 注重防灭火装备、器材投入，按规定配置消防设施器材。
3.2.4 制订防灭火应急预案，组织开展防灭火演练，提高员工的应急处置能力。
3.2.5 积极开展防灭火专项治理及排查工作，及时发现和整改火灾隐患和不安全因素。
3.2.6 加强矿井的监测工作。（1）经常测定可能发火地点的风量、CO含量和温度，定期检查废弃巷道的密闭情况，分析掌握发火动态；（2）对各工作面及采空区进行束管检测和实时监控监测，能够及时掌握自燃特征和控制明火源，从而迅速采取有效的灭火措施。
3.2.7 对自燃煤层的采空区，必须采取有效的防止漏风的措施，与采空区相连通的地表裂隙应及时进行充填，以减少地面裂隙漏风，回采工作面结束，必须及时封闭采空区，封闭的密闭、防火墙质量必须符合质量
标准。
3.2.8 火区封闭后，应积极采取措施，加速火区熄灭进程，通风部门负责编制火区灭火方案，经总工程师、矿长批准执行。
4 结语
总之，按照本次煤矿防灭火治理示范矿井建设的要求，张集煤矿拟定按以下计划对矿井防灭火治理工作实施施工。防灭火治理示范矿井实施后，张集煤矿防灭火技术装备水平将全面得到完善和提高，防灭火系统达到国家有关规定和《煤矿安全规程》的要求，“一通三防”治理取得较大成效，为提高煤矿安全生产的保障水平和经济效益奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 余明高.我国煤矿防灭火技术的最新发展及应用[J].矿业安全与环保，2000，（1）.
[2] 赵青云，徐精彩，张辛亥.应用新型胶体防灭火技术防治煤层自燃火灾[J].西安科技学院学报，2000，（S1）.
[3] 朱红青，刘宪申，张万奎，张彷彦.矿井火灾初期自动风流控制系统的研究及应用[J].煤炭科学技术，2000，（2）.
[4] 鹿存荣，杨胜强，李伟，等.元堡煤矿1901综放面初采期采空区一氧化碳超限原因分析及防火措施[J].中国煤炭，2007，37（10）.
[5] 梁晓瑜，王德明，秦波涛，等.粉煤灰三相泡沫防治煤炭自燃的应用研究[J].中国煤炭，2006，32（10）.
作者简介：孙涛（1979-），男，山东枣庄人，单县丰源实业有限公司张集煤矿通防科科长，助理工程师，研究方向：瓦斯治理。
（责任编辑：秦逊玉）