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浅谈综放工作面防灭火设计及技术应用

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  摘 要:现阶段,随着社会的发展,我国的煤矿工程的发展也越来越迅速。在我国,容易自燃煤层在各大矿区均有分布,随工作面的回采,采空区漏风现象时常出现,由此引发的采空区煤层自燃的危险极大,因此工作面防灭火工作对于实现煤矿安全生产显的尤为重要。尤其对于综放工作面而言,由于采煤工艺的原因导致有遗煤进入采空区,随着工作面推进,极易造成采空区煤炭自燃,威胁矿井的安全生产。
  关键词:综放工作面;防灭火设计;技术应用
  为加强综放工作面的防灭火工作,集团公司所属煤矿进一步建立完善了可靠独立的通风系统,采用合理的防灭火方法,建立有效的束管监测预报系统,形成综合防灭火成套管理技术。此技术应用后,工作面的防灭火工作效果良好,为矿井的安全高效生产创造了条件。本文主要针对龙泉煤矿综采工作面内因火灾防治的技术经验及工艺方法做简要探讨。
  1 煤层自燃防灭火方法
  1.1 综采工作面开采防灭火措施
  针对龙泉煤矿4#煤层内因火灾防治,开采方面主要采取了以下措施:①4#煤层4202工作面开采生产系统独立,能有效避免自燃灾害影响其他区域;②工作面推进方向采用后退式,工作面通风方式采用“U”形通风;③该工作面采用综采放顶煤工艺,设备故障少,有利于快速推进,避免了采空区遗煤氧化自燃;④该工作面风门、风桥、密闭墙等通风设施完善,构筑位置选择合理,围岩坚固,地压稳定,抗灾防灾能力强。这些布置方式既能有效解决瓦斯问题,又避免了采空区漏风。
  1.2 防灭火方法
  防灭火方法主要有阻化剂防灭火、氮气防灭火、黄泥灌浆和均压防灭火等。根据该矿煤层自燃特点以及相关试验,其中阻化剂防灭火使用比较广泛,注氮防灭火方法应用效果较好,均压防灭火作为一种辅助措施采用。
  1.2.1 喷洒阻化剂
  ①阻化剂选择:阻化剂选用工业氯化钙、氯化镁溶液。氯化钙浓度为10%,氯化镁浓度为15%;②喷洒压注工艺系统:当回采工作面搬家、地质条件比较复杂、机电设备等原因造成工作面推移缓慢时,需要采取喷洒阻化剂来预防煤层自燃。
  1.2.2 均压防灭火
  均压措施主要分为以下2种:①开采区均压措施:主要包括在工作面回风顺槽设置调节风门,减少工作面风量,降低通风压差;回采工作面停采拆除期间,还可以改变风流路线,能有效降低通道两侧通风压差;②闭区均压措施:除加强密闭墙施工质量、喷射混凝土等措施外,还可以采取以下均压措施:在工作面进回风顺槽闭墙两端增加风路,形成并联风路,并在并联风路回风侧设置调节风门。在工作面进回风顺槽闭墙之间铺设1条直径300~500mm的管路,使两端压差相等,但必须保证管路的密封性。
  1.2.3 综合防灭火技术工艺
  针对综采工作面的实际情况,确定了采用以注氮为主、喷洒阻化剂为辅、注浆作为补充的综合防灭火技术措施。注氮管路随工作面推移逐渐埋入采空区,每根支管与主管之间用三通连接,随着工作面的推进,依次埋入下一根支管,第二根注氮管口埋入采空区氧化带和冷却带交界处时即向采空区注氮,同时停止前一根管路注氮,如此循环,直到工作面采完。
  2 喷洒阻化剂在正常回采期间采空区每循环结束时喷洒一次。
  2.1 注氮防灭火
  主管布置在进风顺槽中,在进风一侧将注氮支管沿进风顺槽预先埋入采空区,双管路铺设,注氮支管前端连接1米花管,花管用相对大块岩石掩埋,以免注氮口被堵塞。每个氮气释放口分别与一根支管连接,以便单独控制,氮气释放口进入采空区窒息带不需要注氮时,关闭支管并切断与主管联系。每个注氮支管与主管之间用三通连接,其中一端安装流量计,以便记录观察每个支管的注氮量。工作面每推进一段距离,依次埋入下一根支管,第二根注氮管口埋入采空区氧化带和冷却带交界处时即向采空区注氮,同时停止前一根管路注氮,此时与上一个支管连接的主管上的三通、控制阀、流量计及一段主管均可回收,如此循环至工作面采完。
  2.2 喷洒阻化剂工艺
  正常回采期间采空区每循环喷洒一次,安排在循环结束时,由人工拉上胶管利用喷枪向采空区内遗煤喷洒阻化剂。在工作面顺槽选定合理位置存放阻化剂药箱,按一定浓度的CaCl2倒入储液箱中,用供水管路严格按比例加足清水,搅拌均匀后,用阻化剂喷射泵将阻化液沿顺槽和刮板输送机电缆槽下方铺设的高压胶管压入工作面,胶管端头与喷枪相连接,一台泵配一只喷枪,专人手持喷枪,自机头至机尾从支架间隙向采空区喷洒阻化剂,每个5架喷洒一次,每次喷洒3分钟以上。正常回采期间每循环喷洒一次,安排在每循环结束后进行。如遇停产、过断层等特殊情况时,需要加大喷洒频率。4#煤回采工作面每次放顶后对采空区底板浮煤喷洒阻化剂,一次喷洒的溶液量为8t,工作面距離停采线70m时开始喷洒。喷洒设备采用BH-85/7.0型煤矿用液压泵3台,两用一备,压注设备采用泥浆泵2台,一用一备。配套设备有输送胶管及闸阀、喷枪、压力表、流量计等压注设备。
  3 结语
  我们在具体生产过过程中不断地实践、探索、总结,提高和改进现有防灭火技术措施的执行效果,不断地更新综放工作面防灭火技术措施的内容。保证综放工作面运行安全、高效、稳定,为煤矿的安全生产做出我们自己的贡献。
  参考文献:
  [1]孟凯宁.符智彭柴家沟煤矿自燃火灾防治技术研究[J].煤炭技术,2013,32(7):74-76.
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