论文部分内容阅读
摘 要:随着社会的发展,煤矿综放灭火越来越受到重视,因为综放工作面的灭火工作不仅关系着煤矿的安全生产,更重要的是关系着煤矿职工的生命安全,因此做好煤矿综放工作面的灭火工作是十分重要的。然而煤矿综放工作面因煤层较厚并且容易自燃发火,因此煤矿的防灭火工作进行的不是很顺利,并由此引发严重的火灾,不仅给煤矿造成重大的经济损失,而且还直接威胁职工的生命安全。本文首先介绍综放煤的特点,重点阐述综放煤的灭火措施。做好煤矿的灭火工作,对煤矿的安全、健康、和谐发展有着重要的意义。
关键词:煤矿 综放工作面 防灭火工作 措施
中图分类号:TD752 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0090-01
煤炭的自燃是一个极其复杂的动态变化过程,实质是热量的逐渐积累使煤体升温,最终达到着火点的温度而引起燃烧。煤炭自然发火是煤矿的主要灾害之一,煤炭一旦发生火灾,就会影响煤矿的正常生产,严重时还可能烧毁矿井设备,甚至可能引发瓦斯煤尘爆炸造成人员伤亡,则给煤矿生产与安全造成重大的损失和危害。因此说加强煤矿防灭火工作不能能保障煤矿的安全生产,而且还是煤矿发展的前提。众所周知,煤矿资源属于不可再生资源,而煤矿一旦发生火灾,不仅给煤矿造成巨大的经济损失,而且还浪费大量的人力物力。因而作为煤矿的负责人要抓好煤矿的防灭火工作,并制度完善的管理制度,使煤矿的防灭火工作真正落到实处。
1 综放工作面煤层自然发火特点
对厚煤层(一般6～12cm)用综采设备进行整层开采,煤层地步用综采设备采出,上部定煤由液压支架放煤口放出的采煤工艺叫综采放顶煤,简称综放。其实质是在厚煤层的下部,掘进一个分层的采煤巷道,按常规方法用综采设备开采2～3m高,其上部的煤炭(一般厚度在6cm以上)靠煤的自重垮落,从液压支架掩护梁的放煤口放出,由工作面后部刮板输送机运出。
它与分层开采相比,具有工序简单、掘进率低、材料消耗少、产量大、效率高、成本低等优点。其缺点是控制采出率与自然发火比较困难。综放适用于条件是不易自然、厚度大于6m的缓斜厚煤层。由于综放工作面两巷沿底板一次掘出,服务时间长,巷道顶煤较厚,过构造时煤体较破碎,易于离层、压裂冒落,且工作面回采方式的特殊性,使煤体自燃危险性增大。综合分析来看,综放工作面煤层自燃特点主要体现在以下6个方面。
(1)综放开采工作面顶煤的采出率较低,一般不超过80%,采空区遗煤较多,并且在矿山压力和在放煤动作的影响下,采空区的遗煤呈破碎状态存在,这就为自然发火铺垫了基础。
(2)放顶煤开采造成工作面顶板活动加剧,顶板冒落带高度变大,采空区往往不能及时塌实,采空区漏风强度进一步增大,从而为自然发火做了铺垫。
(3)放顶煤开采比其他采煤方法推进速度慢,不能使采空区氧化自燃带很快进入到窒息带;同时,放顶煤开采采空区空间大,区内空气流动较慢,为采空区氧化自燃提供了良好的蓄热环境。
(4)为了保证综放工作面良好的工作与环境,综放开采一般采用支掩式支架与过渡支架,相对于工作面,综放开采的采空区是一个封闭区域。
(5)由于综放开采工作面的单面产量高,为了减少工作面的搬家次数,提高经济效益,工作面走向长度较长,煤体在空气中的暴露时间较长,使煤层的最短自然发火期缩短。
(6)对于特厚煤层实行分层综放开采,或者上分层为综采、下分层为综放开采时,由于矿山压力的作用,顶煤破碎,在回采过程中,上部采空区漏风源多,漏风量大,并呈层流状态,有利于采空区遗煤的充分氧化与热量的积聚,成为煤层自燃火灾易发生地带。
由以上分析可知,采用综采放顶煤开采方式的工作面防灭火重点和难点主要集中在采空区,因此防止采空区自然发火是综放工作面防灭火的关键。
2 采空区防灭火技术措施
2.1 采空区注浆
(1)由于工作面初采阶段为仰采,当两顺第一道挡墙形成后如果采空区温度超过35℃,CO浓度有上升趋势时,即可利用主管路一路注浆管对采空区进行大流量注水玻璃凝胶,第一次注浆量应不少于35m3,因注浆管路长,管内存贮浆液多,每次冲洗管路会降低成胶质量,因此注胶时,若不跑胶,可连续注60m3。如采空区无自燃隐患,可以在第二道挡墙形成时再注(浆)胶。
(2)初采时,沿采面倾斜方向布置的三相泡沫管路进入采空区20m以上时,可以进行注粉煤灰浆或水玻璃凝胶,以便对溜头更好的充填。第二道隔离墙形成后,为避免在注浆时跑浆,应在井下添加复合胶体或在井上添加PCAS,并实行间歇式注浆。
(3)在采空区预埋的管路进入采空区20m以上时,可以压注惰气,压注量就回风隅角氧气浓度而定,若氧气浓度低于18%时,可以停注;若正常,每次注惰量不少于3000m3。
2.2 均压通风技术
(1)在满足工作面安全生产的前提下,适当降低工作面供风量。在工作面进风侧安设了调节风门,降低回风侧的负压,减少采空区漏风量。如在参考其它局矿综放工作面风量分配的基础上,我矿4303工作面原设计风量700m3/min,根据我矿实际情况,在确保工作面安全的条件下,采取了逐步降低风量的措施,最后在保证工作面温度、瓦斯浓度、人员呼吸都符合要求的情况下,风量定在350m3/min,降低了工作面压差10Pa,减少了采空区漏风量。
(2)在工作面进风隅角设置挡风帘或沙袋墙,阻挡新风窜入采空区。在回风隅角设置挡风帘或沙袋墙,增加采空区漏风通道的阻力,还利用采空区灌注泥浆,增加采空区内漏风风阻。
(3)加强对工作面周围相关巷道的管理,根据压能分布情况,调整相关地点压能分布使之与工作面压能相平衡。如4303工作面在开切眼处存在一条下部联络巷,该巷在工作面通风系统形成后予以封闭。由于漏风压差等影响,在工作面开采初期一定的时间内,将与工作面后部采空区存在漏风联系,该漏风通道的存在,必将给开切眼附近采空区的遗煤造成自然发火隐患。根据尾巷周围压能分别情况,调整尾巷两侧风门的位置,使之与工作面能位相平衡,从而减少了尾巷向采空区的漏风量。
3 结语
总之,综放工作面防治煤层自然发火是一项艰巨且复杂的重点任务,只有在生产过程中不断实践、探索、总结,对防灭火措施进行不断的改进和完善,才能从根本上达到防止和解决自燃火灾的目的,从而保证矿井的安全生产。
参考文献
[1] 王省身,张国枢．矿井火灾防治［M］．徐州:中国矿业大学出版社,1990．
关键词:煤矿 综放工作面 防灭火工作 措施
中图分类号:TD752 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0090-01
煤炭的自燃是一个极其复杂的动态变化过程,实质是热量的逐渐积累使煤体升温,最终达到着火点的温度而引起燃烧。煤炭自然发火是煤矿的主要灾害之一,煤炭一旦发生火灾,就会影响煤矿的正常生产,严重时还可能烧毁矿井设备,甚至可能引发瓦斯煤尘爆炸造成人员伤亡,则给煤矿生产与安全造成重大的损失和危害。因此说加强煤矿防灭火工作不能能保障煤矿的安全生产,而且还是煤矿发展的前提。众所周知,煤矿资源属于不可再生资源,而煤矿一旦发生火灾,不仅给煤矿造成巨大的经济损失,而且还浪费大量的人力物力。因而作为煤矿的负责人要抓好煤矿的防灭火工作,并制度完善的管理制度,使煤矿的防灭火工作真正落到实处。
1 综放工作面煤层自然发火特点
对厚煤层(一般6～12cm)用综采设备进行整层开采,煤层地步用综采设备采出,上部定煤由液压支架放煤口放出的采煤工艺叫综采放顶煤,简称综放。其实质是在厚煤层的下部,掘进一个分层的采煤巷道,按常规方法用综采设备开采2～3m高,其上部的煤炭(一般厚度在6cm以上)靠煤的自重垮落,从液压支架掩护梁的放煤口放出,由工作面后部刮板输送机运出。
它与分层开采相比,具有工序简单、掘进率低、材料消耗少、产量大、效率高、成本低等优点。其缺点是控制采出率与自然发火比较困难。综放适用于条件是不易自然、厚度大于6m的缓斜厚煤层。由于综放工作面两巷沿底板一次掘出,服务时间长,巷道顶煤较厚,过构造时煤体较破碎,易于离层、压裂冒落,且工作面回采方式的特殊性,使煤体自燃危险性增大。综合分析来看,综放工作面煤层自燃特点主要体现在以下6个方面。
(1)综放开采工作面顶煤的采出率较低,一般不超过80%,采空区遗煤较多,并且在矿山压力和在放煤动作的影响下,采空区的遗煤呈破碎状态存在,这就为自然发火铺垫了基础。
(2)放顶煤开采造成工作面顶板活动加剧,顶板冒落带高度变大,采空区往往不能及时塌实,采空区漏风强度进一步增大,从而为自然发火做了铺垫。
(3)放顶煤开采比其他采煤方法推进速度慢,不能使采空区氧化自燃带很快进入到窒息带;同时,放顶煤开采采空区空间大,区内空气流动较慢,为采空区氧化自燃提供了良好的蓄热环境。
(4)为了保证综放工作面良好的工作与环境,综放开采一般采用支掩式支架与过渡支架,相对于工作面,综放开采的采空区是一个封闭区域。
(5)由于综放开采工作面的单面产量高,为了减少工作面的搬家次数,提高经济效益,工作面走向长度较长,煤体在空气中的暴露时间较长,使煤层的最短自然发火期缩短。
(6)对于特厚煤层实行分层综放开采,或者上分层为综采、下分层为综放开采时,由于矿山压力的作用,顶煤破碎,在回采过程中,上部采空区漏风源多,漏风量大,并呈层流状态,有利于采空区遗煤的充分氧化与热量的积聚,成为煤层自燃火灾易发生地带。
由以上分析可知,采用综采放顶煤开采方式的工作面防灭火重点和难点主要集中在采空区,因此防止采空区自然发火是综放工作面防灭火的关键。
2 采空区防灭火技术措施
2.1 采空区注浆
(1)由于工作面初采阶段为仰采,当两顺第一道挡墙形成后如果采空区温度超过35℃,CO浓度有上升趋势时,即可利用主管路一路注浆管对采空区进行大流量注水玻璃凝胶,第一次注浆量应不少于35m3,因注浆管路长,管内存贮浆液多,每次冲洗管路会降低成胶质量,因此注胶时,若不跑胶,可连续注60m3。如采空区无自燃隐患,可以在第二道挡墙形成时再注(浆)胶。
(2)初采时,沿采面倾斜方向布置的三相泡沫管路进入采空区20m以上时,可以进行注粉煤灰浆或水玻璃凝胶,以便对溜头更好的充填。第二道隔离墙形成后,为避免在注浆时跑浆,应在井下添加复合胶体或在井上添加PCAS,并实行间歇式注浆。
(3)在采空区预埋的管路进入采空区20m以上时,可以压注惰气,压注量就回风隅角氧气浓度而定,若氧气浓度低于18%时,可以停注;若正常,每次注惰量不少于3000m3。
2.2 均压通风技术
(1)在满足工作面安全生产的前提下,适当降低工作面供风量。在工作面进风侧安设了调节风门,降低回风侧的负压,减少采空区漏风量。如在参考其它局矿综放工作面风量分配的基础上,我矿4303工作面原设计风量700m3/min,根据我矿实际情况,在确保工作面安全的条件下,采取了逐步降低风量的措施,最后在保证工作面温度、瓦斯浓度、人员呼吸都符合要求的情况下,风量定在350m3/min,降低了工作面压差10Pa,减少了采空区漏风量。
(2)在工作面进风隅角设置挡风帘或沙袋墙,阻挡新风窜入采空区。在回风隅角设置挡风帘或沙袋墙,增加采空区漏风通道的阻力,还利用采空区灌注泥浆,增加采空区内漏风风阻。
(3)加强对工作面周围相关巷道的管理,根据压能分布情况,调整相关地点压能分布使之与工作面压能相平衡。如4303工作面在开切眼处存在一条下部联络巷,该巷在工作面通风系统形成后予以封闭。由于漏风压差等影响,在工作面开采初期一定的时间内,将与工作面后部采空区存在漏风联系,该漏风通道的存在,必将给开切眼附近采空区的遗煤造成自然发火隐患。根据尾巷周围压能分别情况,调整尾巷两侧风门的位置,使之与工作面能位相平衡,从而减少了尾巷向采空区的漏风量。
3 结语
总之,综放工作面防治煤层自然发火是一项艰巨且复杂的重点任务,只有在生产过程中不断实践、探索、总结,对防灭火措施进行不断的改进和完善,才能从根本上达到防止和解决自燃火灾的目的,从而保证矿井的安全生产。
参考文献
[1] 王省身,张国枢．矿井火灾防治［M］．徐州:中国矿业大学出版社,1990．