煤矿井下火灾中煤自燃火灾占井下火灾的70%,在自燃发火严重的矿区高达80%~90%。在我国,80%的煤层有自燃发火倾向。自燃火灾常发生在难以进入的采空区或煤柱内,有的自燃持续几个月甚至数十年,而且在火灾发生过程中会产生大量有毒有害气体,造成井下工作人员中毒死亡,给煤矿安全与生产造成极大的损失与危害。因此,防止煤层自燃火灾是煤矿防灭火的关键之一。
常村矿 严密设计 班班检查
河南义马煤业集团常村矿所开采的是自燃发火期只有14天的易自燃煤层,为此,该矿在制度制订和技术应用上都进行了探索。
该矿首先加强保护工业广场、矿界、防水和井巷安全煤柱,工作面采取内错布置,上、下巷及切眼一般内错5~8米。过停采线及沿底送巷时,积极采取可靠的支护工艺和防火措施。回采工作面切眼贯通后立即进行安装回采,结束后及时进行永久封闭。严密设计防火闭墙和永久闭墙,闭墙四周必须见硬帮、硬顶和硬底,防火墙的管理必须符合《煤矿安全规程》。加强火灾预测预报工作及防灭火检查工作,并加强火区管理,火区闭墙每天检查一次,必要时班班检查。对高温火点和威胁性较大的火区,设专人观察处理,发现异常情况立即汇报,并采取紧急措施处理。对采空区进行注浆湿润和注氮惰化,加强注浆站技术管理工作,保证注浆浓度。完善工作面注浆系统,在回采工作面采取在其上隅角压管或预埋管方法向老塘注浆,以覆盖湿润采空区遗煤,同时坚持在其下隅角压管连续注氮,注入氮气的浓度保证不小于97%。在回采结束工作面,采取闭墙内及时注满泥浆的措施,封闭采空区。在煤巷掘进时严防冒顶,凡冒顶处立即进行背板或喷浆注浆充填封闭,严禁空顶,杜绝冒顶区域进风,以免造成煤层发热自燃。凡上分层注浆不好的地区采用打钻补浆的方法,防止上分层老塘进风自燃,同时为顶板再生创造条件,停采线处必须打钻注浆堵实。采掘工作面在过断层、过老巷、过老空区等时,必须制定专项防火措施,并现场实施,防止自燃发火。
大屯矿 微机预测 创新技术
大屯煤电(集团)有限责任公司大屯矿区是煤炭自燃发火十分严重的矿区,推行放顶煤开采工艺以来,煤炭自燃发火问题更加突出。 该矿采用全新的指导思想和管理理念,创建了自然发火科学管理体系,从设计、施工到日常管理,构建了大屯矿区自燃发火预测、预报和防范、处理新格局,充分体现了“防”字优先的基本原则。探索过程中采用计算机综合评判和指标气体分析技术,对煤层自燃发火进行了超前判定,开辟了利用微机预测煤炭自燃的先河。通过对矿区自燃发火机理、特性及其规律系统地总结、论证和分析,在原有的防灭火技术的基础上,首次全方位开发、引进了压注罗克休、凝胶、马丽散、采空区注氮、喷洒阻化剂、喷涂聚氨脂、充填胶体泥浆和粉煤灰复合胶体等新技术,成功地解决了煤巷掘进、沿空送巷、无煤柱开采、综放回采和工作面停采拆除期间等煤炭自燃。另外研究开发了大流量悬浮浆液制备系统、注浆参数自动监测装置和井下压注胶体专用设备,实行了注浆过程实时自动监测并在矿区局域网上准确发布监测信息,实现了管理科学化、自动化。
古城矿 “双面喷浆 双道密闭”
山东临矿集团古城煤矿采用“双面喷浆、双道密闭”法,用于防治矿井火灾。不但有效地堵住因漏风造成的煤炭自燃隐患,而且还探索出了一条新形势下矿井防灭火的新途径。
随着矿井开采范围的逐渐扩大,再加上受冲击地压和地质构造的影响,给矿井防灭火工作带来难度。特别是老空堵漏风方面,如果按平常的密闭方法,过不很长的时间,容易出现周边变形和漏风,给煤炭自燃带来机会,起不到良好的密闭防火效果。针对这一情况,该矿通防技术人员通过认真总结近几年来的防灭火经验,采取了“双面喷浆、双道密闭”的方法。“双面喷浆”就是在实施正常密闭的基础上,密闭的里面和外面同时利用混泥土喷浆处理,具体做法是在密闭过程中,事先在中间留一个能钻过人的窗口,待整体砖墙砌完后,首先在内里实施混泥土喷浆处理,然后砌堵窗口,再实施外部混泥土喷浆,这样即可完成。“双道密闭”就是在完成一道密闭后,在相隔3~6处再完成一道密闭,这样就形成了“双面喷浆、双道密闭”的效果。两年多来,该矿在受冲击地压和地质构造的影响比较严重的-850水平,专门采用这种方法,实践证明效果比较好,不但加固了密闭杜绝了漏风,而且还有效地抗击了冲击地压的影响,保证了密闭质量,确保通防安全。
煤层自燃火灾的预防与治理是一项艰巨而又复杂的系统工程,在开采过程中,各单位只有根据实际条件(煤的自燃倾向性、地质因素、通风环境等)制定具体的预防与治理措施,尽可能采用改进综放开采工艺,才能减少自燃火灾预防与治理成本。 (张蕾 整理)