综放面煤层自然发火防治技术..ppt

兖矿集团兴隆庄煤矿 综放面煤层自然发火防治技术 一、矿井概况 兴隆庄煤矿位于兖州煤田北部，井田面积54km2，现 采３号煤，煤层倾角2～12度，厚度平均为8.65m，埋 藏深度为250～550m，煤层自然发火期为3～6个月 自1992年开始应用综采放顶煤开采技术以来，极大地 提高了生产效率 综采放顶煤开采存在三方面的问题： 一是工作面顺槽沿底板掘出，巷道穿层或过断层时，煤体 破碎并易于离层； 二是工作面上下两道采用锚索加强支护后，有时很难及时 冒落，生产和沿空送巷期间极易形成漏风通道； 三是上下端头支架、开切眼、停采线附近不放顶煤 因此有效监控和防治自然发火是保证综放面安全生产的关 键问题，近几年兴隆庄煤矿通过对5320、4324、4326、 4328、1303、1304、1307、1308、1305等综放面的防灭火 工作中逐步积累了一整套的科学管理和预防措施，从理论 和实践两个方面丰富了综放面自然发火防治技术 二、煤层自然发火防治体系的建立 煤层自然发火防治是一项复杂的系统工程，针对现场实 际，我们建立了煤层自然发火防治体系该体系由三个 方面组成，首先建立煤层自然发火的预防技术屏障；其 次建立对煤炭自然发火初期的物理与化学变化产生的效 应，进行煤炭自然发火预测预报；最后对形成的自然发 火隐患，进行火源探测，从而准确确定火源位置及其范 围，有的放矢地处理自然发火隐患，即积极开展超前治 理和超前预防的工作，下面依据综放面推进到不同的位 置应采取的技术措施详细介绍。

三、综放面距开切眼200m范围的推进过程防火技术 (一)开切眼上下头绞车窝或机电硐室全部用沙袋垛充填 满 (二)工作面每推进20～50m在上下隅角分别施工一道隔离 垛 (三)如果工作面每月推进速度小于50m时，需要在上下隅 角的3m隔离垛后埋管压注胶体浆100～300m3 (四)如果工作面推进速度很慢并且工作面地质条件恶化 ，在上下隅角的3m隔离垛后埋管压注胶体浆的同时压注 泡沫阻化剂 (五)安全监控装备 1.工作面回风隅角、回风流分别安装1台甲烷传感器，工作 面回风流中分别安装1台一氧化碳传感器、温度传感器和 风速传感器 2.工作面回风隅角和沿空侧重点防火部位安装束管监测系 统 3.工作面回风隅角班班悬挂甲烷－氧气监测报警便携仪 瓦检员每班检查回风隅角和回风流中一氧化碳浓度2次 4.回风隅角、回风流和沿空侧防火钻孔每周一次取样化验 分析 (六)泄水孔堵漏风 1.开切眼附近泄水孔上口安装0.5～1.5m高的双 头多孔高起笼头，笼头的多孔过水流量与泄水 孔流量匹配，并在笼头处搭建木垛保护 2.泄水孔下口安装倒楔形“U”形泄水管，即泄 水又不漏风 四、综放面上下顺槽特殊地点防火技术 (一)沿空送巷 1.沿空侧老开切眼、停采线、联络巷和溜煤眼位置前 后50m喷浆。

2.施工1.5～2寸的防火钻孔，钻孔间距5～10m，重点 压注粉煤灰浆和胶体泥浆等防火材料 3.每间隔50～80m，施工1寸的观测孔，检测采空区气 体和温度变化 (二)联络巷 1.工作面矿山压力赶到联络巷之前，靠近采空区施工 一道5m厚的沙袋垛，紧贴沙袋垛施工一道0.5～1.0m 厚的砖闭，对采空区压注粉煤灰浆或者施工2道 0.5m厚，间距20m的充填密闭，密闭内充填粉煤灰 2.不具备充填粉煤灰条件，在巷道门口施工0.37m厚密 闭2道，密闭间距为3～5m，密闭间充填瑞米材料、 罗克修、赛福特等材料，封闭方式如图1所示 图1 联络巷封闭示意图 (三)溜煤眼 1.下口用10mm厚的钢板进行封堵，四周用24个螺栓上紧 钢板安装一根Φ50mm的U型钢管用于放水，钢管上口伸入 到钢板水平面上5.0m处；钢板安装一根Φ25mm的钢管用 于压注罗克修用（如果永久不使用可以压注水泥沙浆） ，Φ25mm的钢管上口伸入到钢板水平面上2.0m处溜煤 眼封闭见图2 2.上口周边卧底200mm深，然后密排合适的工字钢，在工字 钢上面覆盖100mm厚的混凝土 10mm厚钢板 100mm厚混凝土 卧底200mm 密排100mm工字钢 岩巷 5m 2m 溜 煤 眼 煤巷 U 型管 图2 溜煤眼封闭示意图 五、综放面停采前及停采期间防火技术 (一)工作面停采前的预防措施 1.采煤队在离停采线最后的100m范围，必须尽量减少采空 区丢煤，特别是在工作面上铁丝网和钢丝绳前20m加大放 煤力度，提高回采率到90%以上。

2.停采前100m在工作面上下端头每间隔30m施工一道3m厚隔 离垛墙 3.停采前40-50m开始，在工作面上下顺槽埋设注浆管路， 注浆管出口要用木垛掩护好，并高于底板0.5m 以上 4.在工作面回风顺槽，停采线后部30m、10m分别留设一路 束管，停采线后部30m留设的束管用泵抽气化验分析在 工作面进风顺槽，停采线后部50m分别留设一路人工测气 管上述束管均位于底板以上1.5m处，安设牢固整齐 5.停采前通风部门把各种防火材料和设备要备足备好 6.停采前，采煤队把液压支架的侧护板尽量收回，同时要 保证支架的初撑力 (二)综放面停采期间的通风与防火方案 1.工作面供风量由800～1000m3/min，减少为400～ 500m3/min 当全风压风量减少到200m3/min时，开启上下头局部 通风机测风员每天至少测定一次工作面风量 2.开始撤出支架后，在工作面上下头两侧均设点检查 瓦斯，瓦检员在检查完其它地点后在撤支架处盯点 检查，在掩护支架处悬挂甲烷氧气两用检测报警仪 3.煤炭自然发火的预测预报 （1）温度监测 工作面每组支架设一个点，利用红外线测温仪测量工作 面架间及钻孔中的最高温度，每天测一次。

（2）取样化验分析与人工监测 每间隔5组支架选一个钻孔进行人工监测和取样化验分析 ，两天一个循环，如果出现隐患必须缩短测点间距和检 查周期 （3）束管与环境监测 束管监测系统每天至少测定2组数据，每天运行时间不少于6 小时，束管正常可靠运行在工作面回风流中安装一氧化碳 传感器、甲烷传感器 4.防治措施 （1）停采期间利用在工作面上下顺槽埋设的注浆管对采空区 压注胶体泥浆 （2）停采后在停采线上下隅角分别建一道3m厚隔离垛，垛外 建板闭，墙面用水泥抹严，然后在板闭和垛墙之间压注罗克 修或赛福特 （3）工作面支架顶部和后部破碎煤体的防火措施 ①在工作面煤壁前敷设一路2寸水管，每30m出一个三通阀门 ②在工作面每个支架的间隙按前、中、后方式施工3个防火孔 ，后部孔是在后部运输机道向后尾梁架间及放煤口施工的钻 孔，倾角40～45°，深度2.5～3m；中间孔从支架顶梁中间 打到顶梁上部及支架后浮煤的钻孔，倾角30°左右，深度6 ～8m；前部孔是从支架前梁架间打到支架后浮煤的钻孔，倾 角20～25°，深度10m左右，均下一寸套管，用快速水泥封 孔，并用堵头封堵孔口在上下头端头支架以外向后部各打 5个防火钻孔，钻孔采用扇形布置，钻孔倾角30～35°，钻 孔长度10～12m，钻孔布置见下图。

1 3 1――钻孔 2――液压支架 3――松散煤体 1 2 ③对所有钻孔压注MEA防火剂，浓度控制在0.8-1%左右，压注 MEA时同时连接5～10个孔，其中有备用孔，每孔压注1～2m3 （4）组织管理 ①施工单位要维护好工作面安装的注浆管路、束管、 各种传感器、钻机及其开关等，风门全部安装风门 闭锁，严禁随意敞风门和放空溜煤眼，保证通风系 统稳定 ②回采结束后，确保在40天内回撤完毕，工作面回撤 结束后在5天内完成封闭 ③在通防科设防火调度办公室，人员由通防科和调度 室人员组成，各生产单位必须服从防火办公室的调 度指挥，除对安全影响较大的工作外，其他工作尽 量为综放面撤出让路 ④通防科和综机管理中心要对综放面撤出和防火编制 周密的工作计划，严格落实工期和施工单位通防 队和装修队编写详细的安全施工措施 (三)停采线封闭 1.在停采线上下两头分别施工0.5～1.0m密闭，密闭间距 20m，对密闭内充填粉煤灰，然后在上下顺槽门口建 0.38m厚的密闭 2.上下头密闭内停采线要接出注浆管和监测束管，封闭结 束后对停采线大量压注粉煤灰浆，压注量不低于3000m3 3.停采线上下头封闭结束后对停采线进行均压调风，减少 停采线上下两头的压差。