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文档简介

特厚煤层综放工作面防燃技术研究

0煤工作面点火防治技术兴安矿综合采煤区通常配置在主采矿层中,如11、17、18和21号。11层煤火期4个月,最短42天,17、18和21层煤火期6.10个月。如何采取切实、有效的综合防治发火技术是防治综采放顶煤工作面火区启封后不发火的关键。本文就综放工作面火区启封后的防复燃技术作简要介绍。1采区总结及原产地原因及处理流程1.1工作面走向400m龙煤股份公司鹤岗分公司兴安矿综一队三水平北18层三区三段,工作面走向620m,倾向118m(延面后160m),煤层倾角平均22°,煤厚平均9.3m,可采储量115万t。采煤方法为走向长壁后退式综合机械化放顶煤。1.2消火道灌浆道施工发火原因:由于受集中压力和工作面推进速度低的影响,上下两巷超前压力大,反复扩帮抽漏顶严重,而且顶板排瓦斯巷掘送不合理,回风道与顶板排瓦斯巷抽透,造成2007年11月24日发火,工作面被迫封闭。治理过程:发火后成立了灭火指挥部,11月25日决定引束管到机道反上、专用巷、轨道石门消火区连续采样观测。经观测火区内极易引发瓦斯、风流逆转、火风压等事故。指挥部决定通过灌浆使机道水封,经过85h,共灌水14000m3,成功水封机道。11月29日,在三段总机道距机道上山5m处施工“薄子”利用灌路充砂230m3、充灰50m3进行隔绝、隔爆。11月30日机道永久封闭。12月1日,由救护队在停采轨道石门与边界下山交汇口处已里50m处进行永久密闭,12月3日利用管路向闭内充砂300m3,进行隔绝、隔爆;成功封闭轨道。12月4日,由救护队将一队专用巷,进行永久封闭。该区封闭后,利用钻机硐室和三段总机道同时向工作面、轨道、顶板巷布钻,对工作面和上下两巷打钻、灌浆、充砂,同时决定集中处理顶板巷高顶,受消火道位置影响处理不到顶板巷高温点,决定缩小火区封闭范围,内错补掘新灌浆道,共计施工消火灌浆巷道310m,打钻4367m,灌浆(灰)78260m3,充砂3545m3;两巷施工注灰钻孔4918m,注灰400t;2008年8月13日实现了全风压通风,该火区成功注销。2防火复燃技术2.1面配风的影响工作面修复支架期间,根据软帮灭火充灰严密情况,在边界机道石门反上施工三道永久调节通行风门,调整工作面配风在300m3/min~350m3/min之间。二段总机道、新顶板巷反上、新顶板巷、一段机道石门、轨道边界上山系统与火区工作面形成并联通风系统,通过调节二段总机道消火道反上北侧调节风门,来调节新顶板巷与底板层轨道间风压差使两条风路间煤柱达到均压作用,防止往三段煤柱发火隐患升级,火区复燃。2.2巷道内通风系统一段机道石门新顶板巷与底板轨道小联络巷,在系统完成使命后,两头施工永久密闭,使火区通风形成“一入一回”,简化系统。分别在底板层机、轨道,距工作面以北28m、38m处,各施工2道防火门套,巷道顶板施工寸孔,注灰严密,两道门套间接设冲砂、放水管路。底板层机、轨道防火门套20m范围内,备足木板、木方、沙子、水泥等封闭材料。2.3严格控制采空灰粉巷道火区启封恢复期间发现在接近工作面50~80m范围内,由于巷道压力大,巷道严重变形,需要开帮挑顶,达到巷道设计断面,破坏粉煤灰形成严密“外壳”,故对机、轨道重新进行喷碹,防止两巷复燃。新顶板巷也进行喷碹防复燃。2.4工作面外来气气影响火区临段即二段、四段均已经开采,下覆21层三段已在进行掘进一分层巷道施工中。由于火区与下段阶段隔离煤柱仅有10m,均采用综采放顶煤工艺,故在上、下段采空区已经连通,这在火区灭火灌浆,充灰时已经得到证实,三段灭火灌浆时从四段石门、机道二石门出水,水温23~27℃,出水量在2~3寸水量。在火区进行支架修复过程中,三段21层掘进重新破闭(灭火期间系统已封闭)恢复,准备施工机道、轨道、切眼。由于六层组是煤层群,在煤层开采过程中,层间通过集中石门形成系统,所以极易连通,由于通风系统不稳定,造成火区工作面60组至83组架子硬帮高顶间间歇性,软帮空区气体涌入工作面风流中,大时工作面硬帮高顶瓦斯光板,回风流中瓦斯1.5%~2%。通过北六层,一、三、四区查系统,查漏风,分别堵漏、简化、稳定通风系统后,工作面再没出现软帮空区瓦斯大量涌出现象。2.5地面钻孔防火剂应用从工作面扒透形成全风压系统时发现工作面从下往上(23~105组)支架全部过火失效,在支架硬帮,前部运输机北侧,两个支架间采用爬杆岩石强力钻机向架子顶板每组施工3个钻孔,倾角40°~65°,孔深6~8m,共计1800m/246个。对架子高顶寸孔注粉煤灰500t,三相泡沫10t,93-105组架子高顶注罗克休10t,其中40~45组架子注灰出水温度40℃~42℃,持续2个原班,通过有效对架子高顶松散煤体充填、堵漏、严密固化软帮粉煤灰,防止火区复燃。对工作面91~101组架子,乙烯持续出现处,注灰、注三相泡沫效果不明显时,利用新顶板巷南部钻场,高位布置钻孔优势,向架子高顶布置ϕ70、ϕ89的钻孔,进行灌浆充灰、充沙子处理。工作面上部80、83、93、95、101组架子高顶CO由300ppm降至20ppm,乙烯由79ppm降至0ppm。2.6局部支护施工工作面发火火源点在老顶板巷98组架子硬帮处,在新顶板巷向老顶板巷内打强力岩石电钻,注灰寸孔,每3m一个,共计48个,孔深平均14m,计施工680m。由于施工过程中局部煤层中有夹矸打不过去时,则用ZY-150、TWB-75型钻机,施工ϕ89钻孔,下ϕ70全套管,共施工3320m/112,注灰9070袋/362t,三相泡沫6t,高分子充填材料0.2t。通过老顶板巷注灰、注水,以及对重点隐患区域进一步补打钻孔668m/30个、注灰120t处理后,23号孔、26号孔、35号孔、F16号孔等钻孔内CO降至20ppm、C2H40ppm。3机、轨道系统(1)设立观测点,工作面上隅角、回风、软帮、注氮泵出气口、抽放泵排气口、采空区软帮钻孔、机、轨道巷道高顶一寸注水钻孔、采过各机、轨道石门密闭等,每班进行一次全面观测及气体取样化验,对化验分析结果及有关资料进行整理、绘制曲线图,随时掌握工作面隐患变化趋势。(2)机、轨道施工大断面并喷碹合格、支护应采用锚索锚网架棚联合支护避免反复扩帮。系统防火设施,灌浆系统健全并保证应急应用。(3)机、轨道煤体布孔超前预注水,采空区埋管、布钻孔灌浆、建立健全注氮系统,掌握积累经验,学习使用先进科学防灭火技术和设备。(4)采石门反上及时

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