大倾角多断层综采工作面收作期间防灭火分析

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摘要：1111(3)综采面是潘北矿首采面。该工作面地质条件复杂，倾角大断层多。该工作面在收作刷面期间采空区出现了发火预兆，后采取了有针对性又经济的综合防灭火措施，对类似工作面在收作刷面期间防灭火上，具有一定的借鉴意义。 
　　关键词：钻孔灌浆　漏风　风压差 
　　 
　　1、工作面概况： 
　　 
　　1111(3)综采工作面走向长1260m，倾斜长160m，斜面积201600m2，平均煤厚4.0m，容重1.42t/m3，可采储量约为106万吨。工作面采用区内后退走向长壁式，一次采全高综合机械化采煤法，采用u型通风方式。工作面标高为494m-392m。13-1煤层呈块状及粉末状，煤层产状变化较大，煤层产状为：倾向20-43°∠9-42°，13-1煤厚2.0-6.0m，平均煤厚4.0m。13-1煤有1-2层夹矸，上层夹矸厚0.3-1.2m，夹矸岩性为泥岩；下层夹矸厚0.1-0.4m平均厚0.2m。该工作面为一单斜构造，工作面共揭露9条落差2.5米以上的断层，工作面中部有发育宽缓的褶曲。(收作期间通风系统图1) 
　　 
　　2、发火原因 
　　 
　　c13煤层具有自燃发火危险，自然发火期为3-6个月，属易自燃煤层。该工作面地质条件较复杂，工作面收作位置位于四号异常区附近，同是此区域还存在DF5、DF6、fl三条断层(图2)。复杂的地质条件造成采空区跨落不严实及跨落后支架顶板、后帮部存有大量遗煤，给煤炭自燃提供了必要的条件。 
　　1111(3)综采面收作刷面期间，在工作面液压支架顶部及后帮部出现CO气体并呈持续上升趋势,CO气体最高时达150ppm，后采取具有针对性综合防灭火措施，防灭火取得成功。 
　　 
　　3、综合防灭火措施 
　　 
　　3.1　上隅角埋管灌浆 
　　由于该工作面倾角较大，工作面上隅角灌浆时，易在煤岩裂隙问形成固定的聚浆通道，达不到灌浆防火的预期效果。因此采取了错茬埋注浆管的方法。收作前期分别向采空区内预埋三根铁管。长度为10米、20米、30米。此种灌浆方法同时也解决了，大倾角综采面收作时易在上隅角聚热的问题。

3.2　钻孔灌浆 
　　为了准确判断高温点的具体位置，分别在架档间打孔取样，通过分析气样，确定高温点的大致范围。在架档高温点附近，利用煤电钻在三个不同的角度(图3)预埋人三根铁管(1吋铁管做为钻杆，第一根为带眼花管前方焊接钻头)，伸入采空内的长度不少于5米；灌浆时从工作面上隅角逐架逐管向下隅角方向灌注，每次的灌注到局部出浆时停止，此方法有效降低了支架顶板及后帮部煤体的温度。 
　　3.3　顶板走向孔灌浆 
　　根据工作面停采线所处的地质构造(断层附近存有大量遗煤)，利用高位钻场向采空区施工顶板走向钻孔(见图4)，终孔位置控制在77～87架后大致范围内。采用此方法有效降低了断层附近遗煤的温度，泥浆胶结后形成隔离带，也减少了采空区后部CO向工作面的流入量。 
　　3.4　上风巷煤壁边孔注浆 
　　在上风巷钻场附近向工作面架顶方向施工注浆钻孔(见图4)，钻孔终孔位置控制在50-86架架顶范围内，钻孔施工完毕后及时与上风巷注浆管路合茬注浆。此方法有效降低了架顶遗煤的温度。 
　　3.5　注氮灭火 
　　收作前在下顺槽预埋两路注氮管，埋人采空区内的长度应不少于20米为宜，氮气释放口高于底板，与工作面保持平行，并用坚硬的护体加以保护。潘北矿地面注氮站设2台KDSZ-1000型变压吸附制氮机组，每台机组的产氮量为1000m3／h，出口压力0.8MPa，注氮站总能力为2000m3／h。在采空区出现异常期间，24小时连续向采空区注氮。 
　　3.6　控制进风与回风压差 
　　该综采面回采初期配风量为1800m3／min，随着工作而的推进配风量降至1300m3／min，收作刷面期间，为了控制进、回风之间的风压差。减少采空区的漏风，将配风量降至760m3／min；采空区出现异常期间，在400回风联巷砌一道调节风窗(见图1)，将配风量降至650m3／min。此项措施降低了采空区的漏风量，同时也有助于提高注氮防灭火的效果。 
　　 
　　4、总　结 

　　(1)当采空区出现发火预兆后，应根据顶板的冒落压实状况、浮煤遗留分布等状况，通过钻孔找出火源点的位置，采取有针对性、切实可行的措施； 
　　(2)大倾角综采工作面收作时，收作位置应尽量避免选在地质条件复杂及构造处； 
　　(3)顶板走向钻孔及上风巷煤壁边孔应有选择性使用，灌浆时工作面无出水或出水量较小的灌浆孔方可使用。 
　　(4)收作时期，通风系统稳定是非常重要的，漏风会使采空区内的有害气体因压力变化而突然涌人工作面，同时漏风也会降低防灭火期间注氮的效果，控制进、回风压差的措施应慎重。