论文部分内容阅读
摘 要：矿井火灾是指凡发生在矿井内或地面并威胁到井下安全生产、造成损失的失控燃烧均称矿井火灾。矿井内因火灾防控的难度远远大于外因火灾，防治煤层自然发火这一内因成为煤矿火灾防治的重中之重。本文重点阐述安徽省淮北矿业集团袁店二井煤矿矿井防火管理模式，通过防火模式的严格落实，矿井防控了煤层自然发火风险，保证了安全生产。
关键词：内因火灾;煤层自然发火;防治措施;管理模式;防控风险
矿井火灾是指凡发生在矿井内或地面并威胁到井下安全生产、造成损失的失控燃烧均称矿井火灾。矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一，与煤尘，瓦斯爆炸的发生常常互为因果关系，相互扩大灾害范围与火害程度，是酿成煤矿重大恶性事故的原因之一。[1]按引火源的不同，矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。内因火灾防控的难度远远大于外因火灾，防治煤层自然发火这一内因成为煤矿火灾防治的重中之重。
本文重点阐述安徽省淮北矿业集团袁店二井煤矿矿井防火管理模式，矿井通过设计、掘进工作面、采煤工作面、采空区、钻孔五个方面进行防火模式的严格落实，防控矿井煤层自然发火风险。
一、科学设计、源头预防
1.采区、工作面设计由矿井总工程师组织通防、地测、技术、安监等部门进行讨论研究，合理确定开采方法，原则上不得布置孤岛面开采，同时制定防治煤层自然发火工作方案、设计和技术措施。
2.合理优化通风系统，实行分区通风。工作面开切眼位置、收作线位置要避开通风高负压区，科学利用均压通风技术降低回采工作面或采空区进、回风两端压差，以减少采空区漏风。[2]
3.合理工作面布置、开采工艺选择及煤柱留设，减少采空区丢煤。统筹考虑工作面仰、俯采，保证采后灌浆效果。
4.坚持设计源头把关，确保方案科学。工作面回采前，由总工程师组织开展专题会，明确收作线与封闭墙位置;冒落带波及上伏近距离煤层的，收作线位置严禁超越上伏采煤工作面收作线。
二、掘进工作面防火管理模式
（一）沿空掘巷采空区侧防火管理模式
1.“控”：如巷道顶板较为破碎，采取打撞楔、提高支护等级等顶板管理措施，防止漏（冒）顶事故发生。
2.“布”：沿空掘巷采空区侧每隔50m设置一个防火观测孔，挂牌、编号管理。特殊情况适当增加观测孔数量。
3.“喷”： 沿空掘进小煤柱采取喷浆措施，喷浆范围为巷道中顶至沿空侧，确保封闭良好，喷浆厚度不小于50mm，保证封堵严密，处理措施滞后迎头不大于30m，压力大的地段必须进行注浆加固措施。
4.“查”：每圆班由瓦斯检查工现场采用CO便携仪和比长式CO鉴定管对防火观测点CO浓度进行检测;每周进行一次气体取样，地面气样分析必须采取气相色谱仪化验，发现问题及时采取措施处理。
5.“测”：沿空掘进巷道在距回风口10～15m处须安装一台CO传感器，对现场防火情况进行实时监测。（如图1所示）
（二）煤巷掘进工作面防火管理模式
1.“控”：加强地质探查，准确分析地质资料，及时掌握煤层变化情况。工作面前方遇断层，煤层产状急剧变化时，施工单位必须制定加强顶板管理的针对性安全技术措施。提前采取短掘短支结合超前撞楔、防护网等措施，防止漏（冒）顶事故发生。
2.“管”：施工过程中出现高冒（松顶）时，施工单位主管技术员必须将高冒区、松顶区位置、现状描述图及时交生产技术部，由生产技术部填绘隐蔽工程图，通风区根据隐蔽工程图在高冒（松顶）区设点、探查、挂牌，并根据业务联系书落实防火措施，实行闭合管理。
3.“填”：施工单位要对高冒（松顶）区使用不可燃性材料进行充填。
4.“注”：通风区根据隐蔽工程图采取注凝胶处理。（如图4）行喷浆处理，喷浆厚度不小于50mm，保证封堵严密。
5.“查”：每圆班由瓦斯检查工现场采用CO便携仪和比长式CO鉴定管对防火观测点CO浓度进行检测;每周进行一次气体取样，地面气样分析必须采取气相色谱仪化验，发现问题及时采取措施处理。
三、采煤工作面防火管理模式
（一）预测预报
1.观测地点：采煤工作面上隅角、回风流、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）;距邻近采空区宽度≤10m的煤柱内;巷道高冒（松顶）区以及其它需要设点检查的地点。
2.观测内容：气体成分（CH4、CO、CO2、O2）、气温、水温等参数。
3.测定次数：
1）检查地点：采煤工作面回风流、上下隅角、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）、巷道冒高处。
检查方法：每班检查一次CO、CH4、温度等参数。
2）检查地点：采煤工作面回风流、上下隅角、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）、距邻近采空区宽度≤10m的煤柱内。
检查方法：回采期间每周取样分析一次;遇构造影响正常推进度、收作期间每圆班取样化验分析一次。分析参数为：CH4、CO、CO2、O2、N2、C2H6、C2H4、C2H2。
（二）工作面防火管理模式
1.工作面回采期间
1）埋管：
风巷每20m迈步式预埋两趟2吋防火措施管路，机巷每20m迈步式预埋两趟4吋防火措施管路;风巷每20m迈步式预埋两趟防火监测束管;管路（束管）必须采取保护措施并挂牌管理。
2）生产：
严格落实两巷超前退锚措施，施工单位及时拆除机、风巷锚杆（索）托盘，U型棚（特殊情况棚梁无法拆除时，必须拆除棚腿并卸掉其联杆、卡缆、螺丝）等护表构件，保证采空区顶板及時垮落。
合理组织生产，保证工作面月推进度不小于30m。 2.工作面過构造期间
影响回采、不能正常推进（推进度小于30m/月）的地质构造带100m前，通风区负责编制强化防治煤层自然发火措施。
1）埋管：
除风、机巷连续压茬预埋防火措施管路及机、风巷连续压茬预埋监测束管外，从距构造80m开始，在工作面机、风巷每个20m预埋一趟防火管路并挂牌精准标注构造距离。
2）生产：
①合理控制工作面采高，严禁随意丢顶、底煤，减少采空区遗煤。
②加强煤壁顶板管理，严格落实控顶护帮措施，严防工作面出现片帮、掉顶事故。
③加快工作面回采进度，确保工作面过构造期间推进度大于30m/月。
3）措施：
距地质构造带100m前开始24小时连续灌注氮气。
四、采空区防火管理模式
1.制度：
①严格落实采后封闭制度，工作面过巷道、煤眼后10天内必须封闭;工作面收作铺网结束后，必须在45天内永久封闭。
②收作线外保留长距离巷道的严格执行“分段封堵”制度，封闭范围内废弃巷道坚持倒棚、回收。
2.设计：
封闭施工前，确定封闭墙位置、结构及施工标准等。
3.封闭：
工作面机、风巷均采用里、外段分段封闭方案。（如图2所示）
图2 工作面分段封闭示意图
4.密闭墙防火预测预报：
建立健全防火日分析制度，同时绘制防火变化趋势图，准确分析采空区内气体成分、温度等变化情况，进行防火预测预报动态分析。
五、钻孔防火管理模式
一. 施工钻孔
所有煤层钻孔施工均要编制预防与处理孔内着火安全技术措施及应急预案。
1.施工：
①在钻孔施工前，结合实际情况确定打钻排渣方式，优先选用比较安全的施工钻孔排渣方式。采用压风排渣时，配备风水三通装置，实现风水快速转换。
②钻孔施工过程中出现停电等情况不能继续作业时，必须及时关闭压风或将压风管脱离水便。
④配备不少于2台CO2灭火器或泡沫灭火器。
2.检测：
打钻地点下风侧1m范围必须悬挂便携式一氧化碳检测报警仪。
3.处理：
钻孔施工中，作业环境内出现CO或CO浓度有上升趋势、煤焦油味及孔内出现烟雾等发火预兆时，要立即采取停止钻进、关闭压风、向孔内注水等措施，并及时向矿调度指挥中心汇报。
二.报废钻孔
1.注浆：
岩巷地质探查钻孔停用后进行全程注浆封孔;探放水钻孔施工结束后，若不需放水时，封孔深度不小于5m，见采空区钻孔需全程封堵，需要放水时孔口预留闸阀，并定期检查孔内气体情况。
2.喷浆：
钻孔周边巷帮漏气严重的要采取喷（注）浆堵漏等措施，防止漏气供氧造成自燃。
参考文献：
[1]陶三矿. 浅谈矿井火灾[J]. 中国科技博览， 2013， 000（015）：P.409-409.
[2]王春桥， 王云飞， 刘万兵等.均压通风技术治理采空区CO涌出数值模拟[J]. 煤矿安全， 2012， 043（012）：41-45.
关键词：内因火灾;煤层自然发火;防治措施;管理模式;防控风险
矿井火灾是指凡发生在矿井内或地面并威胁到井下安全生产、造成损失的失控燃烧均称矿井火灾。矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一，与煤尘，瓦斯爆炸的发生常常互为因果关系，相互扩大灾害范围与火害程度，是酿成煤矿重大恶性事故的原因之一。[1]按引火源的不同，矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。内因火灾防控的难度远远大于外因火灾，防治煤层自然发火这一内因成为煤矿火灾防治的重中之重。
本文重点阐述安徽省淮北矿业集团袁店二井煤矿矿井防火管理模式，矿井通过设计、掘进工作面、采煤工作面、采空区、钻孔五个方面进行防火模式的严格落实，防控矿井煤层自然发火风险。
一、科学设计、源头预防
1.采区、工作面设计由矿井总工程师组织通防、地测、技术、安监等部门进行讨论研究，合理确定开采方法，原则上不得布置孤岛面开采，同时制定防治煤层自然发火工作方案、设计和技术措施。
2.合理优化通风系统，实行分区通风。工作面开切眼位置、收作线位置要避开通风高负压区，科学利用均压通风技术降低回采工作面或采空区进、回风两端压差，以减少采空区漏风。[2]
3.合理工作面布置、开采工艺选择及煤柱留设，减少采空区丢煤。统筹考虑工作面仰、俯采，保证采后灌浆效果。
4.坚持设计源头把关，确保方案科学。工作面回采前，由总工程师组织开展专题会，明确收作线与封闭墙位置;冒落带波及上伏近距离煤层的，收作线位置严禁超越上伏采煤工作面收作线。
二、掘进工作面防火管理模式
（一）沿空掘巷采空区侧防火管理模式
1.“控”：如巷道顶板较为破碎，采取打撞楔、提高支护等级等顶板管理措施，防止漏（冒）顶事故发生。
2.“布”：沿空掘巷采空区侧每隔50m设置一个防火观测孔，挂牌、编号管理。特殊情况适当增加观测孔数量。
3.“喷”： 沿空掘进小煤柱采取喷浆措施，喷浆范围为巷道中顶至沿空侧，确保封闭良好，喷浆厚度不小于50mm，保证封堵严密，处理措施滞后迎头不大于30m，压力大的地段必须进行注浆加固措施。
4.“查”：每圆班由瓦斯检查工现场采用CO便携仪和比长式CO鉴定管对防火观测点CO浓度进行检测;每周进行一次气体取样，地面气样分析必须采取气相色谱仪化验，发现问题及时采取措施处理。
5.“测”：沿空掘进巷道在距回风口10～15m处须安装一台CO传感器，对现场防火情况进行实时监测。（如图1所示）
（二）煤巷掘进工作面防火管理模式
1.“控”：加强地质探查，准确分析地质资料，及时掌握煤层变化情况。工作面前方遇断层，煤层产状急剧变化时，施工单位必须制定加强顶板管理的针对性安全技术措施。提前采取短掘短支结合超前撞楔、防护网等措施，防止漏（冒）顶事故发生。
2.“管”：施工过程中出现高冒（松顶）时，施工单位主管技术员必须将高冒区、松顶区位置、现状描述图及时交生产技术部，由生产技术部填绘隐蔽工程图，通风区根据隐蔽工程图在高冒（松顶）区设点、探查、挂牌，并根据业务联系书落实防火措施，实行闭合管理。
3.“填”：施工单位要对高冒（松顶）区使用不可燃性材料进行充填。
4.“注”：通风区根据隐蔽工程图采取注凝胶处理。（如图4）行喷浆处理，喷浆厚度不小于50mm，保证封堵严密。
5.“查”：每圆班由瓦斯检查工现场采用CO便携仪和比长式CO鉴定管对防火观测点CO浓度进行检测;每周进行一次气体取样，地面气样分析必须采取气相色谱仪化验，发现问题及时采取措施处理。
三、采煤工作面防火管理模式
（一）预测预报
1.观测地点：采煤工作面上隅角、回风流、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）;距邻近采空区宽度≤10m的煤柱内;巷道高冒（松顶）区以及其它需要设点检查的地点。
2.观测内容：气体成分（CH4、CO、CO2、O2）、气温、水温等参数。
3.测定次数：
1）检查地点：采煤工作面回风流、上下隅角、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）、巷道冒高处。
检查方法：每班检查一次CO、CH4、温度等参数。
2）检查地点：采煤工作面回风流、上下隅角、采空区（测点必须进入采空区或煤岩体不少于300mm）、距邻近采空区宽度≤10m的煤柱内。
检查方法：回采期间每周取样分析一次;遇构造影响正常推进度、收作期间每圆班取样化验分析一次。分析参数为：CH4、CO、CO2、O2、N2、C2H6、C2H4、C2H2。
（二）工作面防火管理模式
1.工作面回采期间
1）埋管：
风巷每20m迈步式预埋两趟2吋防火措施管路，机巷每20m迈步式预埋两趟4吋防火措施管路;风巷每20m迈步式预埋两趟防火监测束管;管路（束管）必须采取保护措施并挂牌管理。
2）生产：
严格落实两巷超前退锚措施，施工单位及时拆除机、风巷锚杆（索）托盘，U型棚（特殊情况棚梁无法拆除时，必须拆除棚腿并卸掉其联杆、卡缆、螺丝）等护表构件，保证采空区顶板及時垮落。
合理组织生产，保证工作面月推进度不小于30m。 2.工作面過构造期间
影响回采、不能正常推进（推进度小于30m/月）的地质构造带100m前，通风区负责编制强化防治煤层自然发火措施。
1）埋管：
除风、机巷连续压茬预埋防火措施管路及机、风巷连续压茬预埋监测束管外，从距构造80m开始，在工作面机、风巷每个20m预埋一趟防火管路并挂牌精准标注构造距离。
2）生产：
①合理控制工作面采高，严禁随意丢顶、底煤，减少采空区遗煤。
②加强煤壁顶板管理，严格落实控顶护帮措施，严防工作面出现片帮、掉顶事故。
③加快工作面回采进度，确保工作面过构造期间推进度大于30m/月。
3）措施：
距地质构造带100m前开始24小时连续灌注氮气。
四、采空区防火管理模式
1.制度：
①严格落实采后封闭制度，工作面过巷道、煤眼后10天内必须封闭;工作面收作铺网结束后，必须在45天内永久封闭。
②收作线外保留长距离巷道的严格执行“分段封堵”制度，封闭范围内废弃巷道坚持倒棚、回收。
2.设计：
封闭施工前，确定封闭墙位置、结构及施工标准等。
3.封闭：
工作面机、风巷均采用里、外段分段封闭方案。（如图2所示）
图2 工作面分段封闭示意图
4.密闭墙防火预测预报：
建立健全防火日分析制度，同时绘制防火变化趋势图，准确分析采空区内气体成分、温度等变化情况，进行防火预测预报动态分析。
五、钻孔防火管理模式
一. 施工钻孔
所有煤层钻孔施工均要编制预防与处理孔内着火安全技术措施及应急预案。
1.施工：
①在钻孔施工前，结合实际情况确定打钻排渣方式，优先选用比较安全的施工钻孔排渣方式。采用压风排渣时，配备风水三通装置，实现风水快速转换。
②钻孔施工过程中出现停电等情况不能继续作业时，必须及时关闭压风或将压风管脱离水便。
④配备不少于2台CO2灭火器或泡沫灭火器。
2.检测：
打钻地点下风侧1m范围必须悬挂便携式一氧化碳检测报警仪。
3.处理：
钻孔施工中，作业环境内出现CO或CO浓度有上升趋势、煤焦油味及孔内出现烟雾等发火预兆时，要立即采取停止钻进、关闭压风、向孔内注水等措施，并及时向矿调度指挥中心汇报。
二.报废钻孔
1.注浆：
岩巷地质探查钻孔停用后进行全程注浆封孔;探放水钻孔施工结束后，若不需放水时，封孔深度不小于5m，见采空区钻孔需全程封堵，需要放水时孔口预留闸阀，并定期检查孔内气体情况。
2.喷浆：
钻孔周边巷帮漏气严重的要采取喷（注）浆堵漏等措施，防止漏气供氧造成自燃。
参考文献：
[1]陶三矿. 浅谈矿井火灾[J]. 中国科技博览， 2013， 000（015）：P.409-409.
[2]王春桥， 王云飞， 刘万兵等.均压通风技术治理采空区CO涌出数值模拟[J]. 煤矿安全， 2012， 043（012）：41-45.