易自燃厚煤层综放工作面终采撤架期间综合防灭火技术研究

王文强

（同煤国电同忻煤矿有限公司，山西 大同 037001）

摘要：针对同忻煤矿易自然厚煤层8106综放工作面终采撤架期间综合防灭火技术的研究，通过技术集成与示范，形成了一套完整的终采撤架期间防灭火防治技术体系，保障了8106综放工作面的安全终采撤架。

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关键词 ：容易自燃煤层；综放面；终采撤架；防灭火；技术体系

1矿井概况

井下位于石炭纪3～5号层北一盘区8106工作面，东部为X11号陷落柱；南部为8105工作面及顺槽煤柱，尚未开采；西部为三条盘区主要大巷；北部为8107工作面，现正在掘

进。上覆为煤峪口矿侏罗系9、11、14号煤层采空区，与该层间距为125～140 m。8106工作面为一进二回三巷布置，三条巷道相互平行且与盘区三条大巷呈88°，

其中2106巷、5106巷沿3～5#煤层底板布置，8106顶回风巷沿3～5#煤层顶板稳定岩层开掘。8106工作面走向1 734 m，倾斜长度200 m，煤层倾角1°～4°，厚度12.14～23.43 m，平均16.44 m，设计采高3.9 m，平均放煤高度11.08 m，采放比1∶2.84；工作面地质储量743万t，可采储量493万t，回采率85%。

根据煤炭科学研究总院重庆研究院2011年6月对我矿煤层取样化验结果：同忻煤矿3～5#煤层自燃倾向性等级属Ⅱ类，自燃，吸氧量为0.54 cm3/g干煤，煤层最短自然发火期为42天。由于工作面推进速度较慢，采空区浮煤多，

自然发火危险性增大；同时因“两道两线”的丢煤量大，也容易发生自然发火；上部煤峪口矿侏罗系9、11、14号煤层采空区为以前火区等严重威胁工作面尾采生产和撤架封闭。鉴于上述情况，研究8106综采工作面终采撤架期间综合防灭火技术对其他相似煤矿工作面终采撤架期间防灭火工作具有指导意义。

2终采撤架前防灭火技术

2.1加快工作面推进速度

根据已明确的停采线位置（在距北一盘区辅运巷200 m处），工作面不用放顶煤长度为60 m，综采队确保放顶煤工作面平均推进速度不低于5 m/天，一直到达规定的不放顶煤区域，应尽快推到终采线。

2.2减少工作面配风量

工作面剩余最后可采60 m距离后，在确保工作面后溜尾、上隅角、回风流甲烷不超限的情况下，尽量减少工作面的配风量，根据工作面情况尽量降低风量及风压供风。

2.3终采时预埋管路注氮

（1） 当综采面推到距终采线170 m时，必须确保地面制氮机连续注氮且注氮量不低于2 200 m3/h。

（2） 为确保综采面防灭火工作及综采面永久密闭后能对密闭采空区进行持续注氮，需在进回风侧巷道采空区预埋注氮管路，埋管步距为50 m，交替埋管。

（3） 到终采线位置时，采空区预埋6趟注氮管路，2106巷、5106巷各3趟。采用飞机头联通采空区预埋注氮管路，并加控制阀门对埋入密闭采空区内管路进行全天24 h连续注氮（图1）。

2.4进回风巷道堵漏风

（1） 综采面推进到距离终采线170 m时，每间隔50 m左右，在进风巷、回风巷各施工一道大青砖封堵墙，和注氮管路出口错开25 m左右，共5道大青砖封堵墙。在大青砖墙上部靠帮位置，预埋两趟管路，分别为预注浆管和束管，注浆管口距底板1.8 m，与束管监测点等高并向前错开5 m，与注氮管口错开25 m。预注浆管路为?108钢丝缠绕管，对采空区氧化带自燃进行提前预防注浆。

（2） 构大青砖墙时应做到下宽1.5 m、上窄0.75 m、中间预留300 mm间隙，用粉煤灰固化材料进行充填，堵塞墙体间裂隙、裂缝，确保堵漏风效果。

2.5采空区喷洒阻化剂

当工作面进入不放顶煤区域后，利用每天的二班检修时间在2106巷喷洒阻化剂，一直喷洒至工作面倒通风系统以后。当工作面系统倒过后，即开始在工作面5106巷对采空区进行喷洒阻化剂，喷洒时间根据现场情况另定。

2.6采空区氧化带预防性注浆

当采空区预埋注浆管路口达到10 m以上时，根据束管监测气体结果决定是否注浆，注浆管路的注浆能力不得低于25 m3/h。

2.7自然发火预测预报及束管监测管路预埋

按照如下方案要求对束管管路进行预埋：进回风侧停采线后170 m、120 m、70 m、20 m封堵墙及距离地面1.8 m高预埋；同时在顶回风巷、工作面回风、撤架处人工检测气体；撤架期间，未改系统前，顶回风巷、工作面尾部、撤架处、顺槽巷道临时封堵墙前，上隅角、回风进行取样分析。

2.8工作面头端头打钻孔，实施阻化剂堵漏

综采面终采后，在2106巷向工作面方向煤体打孔，灌注阻化剂浆，形成堵漏风带，减少支架上部漏风量。在工作面停采线往外2 m的2106巷顶板开孔，距巷道左帮水平距离3 m，钻孔打到煤层顶板。设计终采线处煤层预计厚度为16.2 m，2106巷宽度为5.3 m，高度3.3 m，从停采煤壁线到支架切顶线间的宽度为12 m，具体如图2所示。

3终采撤架时防灭火技术

3.1撤架时最易发火地点

（1） 采空区氧化带与窒息带交界处。根据同忻矿采空区三带报告，工作面采空区约140 m以内为窒息带，撤架时浮煤进一步氧化，极易造成自燃。

（2） 采空区立体垂直三带冷却带范围，支架后20 m内，支架上部15 m内。

3.2撤支架期间防灭火技术措施

（1） 撤支架期间不间断注氮，端头浮煤和裸露的煤体喷洒阻化剂，其厚度不小于5 mm。

（2） 撤支架期间进行减风降压。

（3） 每隔10架打3 m深钻孔一个，随时观测煤体温度，若发现煤体温度有升高迹象，立即在工作面发热煤体处插高压胶管注阻化剂。

（4） 撤支架期间，每撤完一个支架，立即对散落浮煤大量喷洒阻化剂防灭火胶体材料，煤体覆盖厚度不小于5 mm。

（5） 撤支架期间，必须在工作面和采空区形成三道防火线，一道防火线为采空区的注氮降氧线，另两道防火线则是在支架后方和上方形成降温线。

4效果及应用情况

通过严密制定8106综放工作面终采撤架期间专项综合防灭火技术方案，克服了石炭纪煤层厚、自然发火期短（42天）、煤层易自燃、上覆采空区火区等困难，顺利完成了8106综放面终采、撤架封闭工作。整个撤架工作时间短，防灭火效果明显，为类似煤层开采及厚煤层综放面撤架防灭火综合治理提供了宝贵经验。

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参考文献］

［1］刘德政.煤矿“一通三防”实用技术［M］.太原：山西科学技术出版社，2007.

［2］张国枢.通风安全学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2007.

［3］徐精彩，张辛亥，文虎，等.煤层自燃胶体防灭火理论与技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2003.

［4］徐国华.复杂条件下超长综放工作面防灭火技术［J］.煤矿安全，2013，44（9）：100.

收稿日期：2015-09-07

作者简介：王文强（1987—），男，山西大同人，注册安全工程师，通风部副部长，研究方向：矿井通风与安全。