残煤开采综合防灭火技术

张金玉

摘 要：介绍了西安煤业公司通过多年的实践经验与监测数据，总结出一套切实可靠地综合机械化放顶煤方法，复采易自燃煤层时的防灭火技术。

关键词：易自燃煤层；复采；防灭火

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.150

2006年8月，西安煤业公司首个综采工作面0703区正式生产，揭开了残煤上综采的序幕，经过实践验证可行后，全公司10个单扒采煤工作面陆续装备成综采工作面。煤业公司通风部门针对综采防灭火方面存在的问题，认真进行分析和归纳，结合本单位实际，提出解决方案并付诸实施，并积极引用矿井防灭火新技术，研究出适合残煤开采的防灭火方法，现简要介绍该方法。

1 准备采区掘进期间防火工作

掘进期间，随掘进巷道向前方施工，每隔5米向顶板方向打一组两个防火钻，钻孔与水平成30°仰角，与中心线成15°夹角，孔深8～12m，下直径25㎜，长度1500mm的铁插管，插管间采用丝扣连接，下管长度一般为4.5～10.5m，用封孔剂封严插管与钻孔间的空隙。插管外侧安设阀门，用高压胶管与水管或注浆管相连接，随时注水或泥浆。注浆前先用压力水拉通插管，然后各个钻孔循环注浆，每个钻孔注浆量0.5～3m/次，泥浆注入顶板后，迅速脱水，达到降温并充满煤层裂隙及包裹煤体的目的，切断煤层供氧条件阻止煤体氧化，起到防火作用。接设2寸铁管作为注浆管路，注浆使用煤矿用注浆泵，设在进风水平大巷。

2 开采期间工作面的防火措施

沿走向超前40米向工作面打注水防火钻，在工作面运输、回风顺槽内，分别沿煤层倾斜方向，向工作面每隔5米间距打一注水钻，钻孔长度一般为15米，钻孔下直径25mm铁插管，向煤层中注水，水压力为25M a，循环注水，使回采工作面煤体及顶板始终保持潮湿状态，起到防尘、防火作用。

3 工作面上下顺槽的防火措施

根据工作面实际情况，合理配备工作面风量，在上下顺槽内局部见旧巷、采迹处重点加强防火工作。采用发板碹或喷浆等方法隔绝与旧巷采迹的联系，发板碹或喷浆前预留好注浆管，然后用双液注浆泵向隔绝区内注水泥玻璃水，确保不漏风、不氧化、不自燃发火。

4 综采工作面采空区的防火措施

相对于两道、两口而言，采空区自燃发火隐患不易发现，不易处理，只能在防火上下功夫，在采区投产前，在工作面运输顺槽接设一趟4寸 E管路至采空区内，并与地面注氮机房相联，末端埋入采空区用4寸铁管，法兰连接，管口位置一米范围内，钻三排直径30mm左右圆孔，管口位置搭设木垛，并用菱形网包裹防止管口被浮煤堵上，影响注氮效果。向采空区内连续注氮气，使采空区内的遗煤不氧化或降低氧化速度，达到采空区预防性防火要求，并且班班通过束管监测系统对采空区内的注氮情况进行取样化验分析。

经过了一个时期的实践，我们发现选择合理的时段对采空区进行间歇性注氮，既可以满足采空区防火需要，又可以节约大量电能，于是我们根据用电的“峰谷平”三个时段，确定了“躲峰填谷”的注氮方法，即用电高峰时段不开注氮机，用电平、谷时段开注氮机注氮。仅此一项全公司两台注氮机每月可节省费用30余万元。

随着采空区注氮时，束管监测数据的不断积累，我们通过对采空区气体成分进行跟踪监测，并有针对性的停止注氮、改变注氮管头位置，通过对采空区埋设束管化验数据分析，得出结论：在采煤工作面正常推进度（小班一条帮0.5米，全月开帮40～45米）情况下，只需要在采煤工作面下隅角以里5～15米位置，埋设注氮管，注氮流量在300m3/h时，氮气即可散布在氧化带范围内，起到与下隅角以里30～50米位置埋设注氮管同样的防火作用。

根据注氮数据的总结及实践经验，我们确定了最合理的注氮“拖管”长度。所谓最合理就是既能保证注氮管头位置在工作面下隅角以里5～15米位置，又能随着开帮及时把管头拖出来。经过实验拖管如果超过10米，埋入下隅角后，难以拖出，于是确定拖管长度为8米（整根厚壁管），埋入距离为5～7米，每天由采煤段配合防火段用手摇葫芦或单体液压支柱拖管，就这样每个采煤工作面均可以节省其走向全长的注氮埋管费用。

2015年初，采煤工作面上下两口更换了自移式端头支架，我们用溜子链或特制的连接装置把注氮拖管直接固定在端头支架上，支架行走，直接带动注氮拖管，真正实现了拖管步距与工作面开帮进度同步。就这样通过不断改革，拖管注氮方法已经演变成一套较为成熟、日趋完善、成本低廉、操作可靠、切实可行的采空区防火手段，为残煤开采采空区防灭火提供了重要保障。

西安煤业公司残煤上综采十年来，通过大量实践和不断研究创新，我们摸索出了“两道循环注浆、隅角拖管注氮、采面高压注水、砂帮减少遗煤、结束快速撤面、及时封闭注严”的残煤开采工作面综合防灭火方法。没有发生一起采空区自燃发火事故，防灭火成效显著。