当前位置: 首页 >> 矿业技术 >> 安全环保 >> 综采工作面停采期间防灭火监管分析

综采工作面停采期间防灭火监管分析

发布日期:2020-09-02   来源:矿道网   投稿者:丁木   浏览次数:966

选矿推荐

 综采工作面停采期间,采空区温度会逐渐升高,如果停采时间过长,并达到采空区遗留煤块的燃点之后,就会发生煤块自燃,对工作面安全回撤构成威胁。常用的防灭火措施主要有灌注浆液、注入惰性气体、喷洒阻化剂,这 3 种措施均不能从根本上解决遗煤燃的问题。随着材料科技的不断发展,凝胶泡沫、高分子胶体等新型材料出现,其具有性能稳定、封堵高、耐高温等优点,有效弥补了传统防灭火措施存在的不足[1]。而随着煤矿开采深度的增加,矿井地温越来越高,煤块自燃概率也越来越高,单一的防灭火措施不能达到预期的防灭火效果,需要采取联合防治技术措施,最大限度地保障矿井安全生产。

1 综采工作面 CO 浓度过高的常见原因

综采工作面 CO 浓度较高的区域主要有两处,分别为工作面支架间和回风流处。造成综采工作面 CO 浓度过高的原因是多方面的,主要可概述为以下三方面:a) 地质条件复杂。复杂的煤层地质条件不仅会降低工作面推进速度,还会增大煤层的强度,导致支架间温度升高,CO 浓度大幅度提升。同时,在复杂的地质条件下,综采工作面回采率偏低,采空区遗留煤量增加,促使 CO 浓度增大。b) 密闭墙封闭性差。煤层与支护体间密封不良,漏风严重,综采工作面新风进入采空区,加速了遗煤的氧化。c) 防灭火措施比较单一。部分矿井在采取工作面防灭火措施时,往往比较单一,例如采用采空区埋管注浆方式防灭火,不能够实现对采空遗煤的全覆盖,当工作面漏风严重时,可能导致遗煤自燃,进而使综采工作面CO 浓度升高[2- 3]。

2 综合防灭火方案设计

通过上述分析可知,多数矿井工作面 CO 浓度偏高的原因为地质条件复杂、密封墙密封性差、防灭火措施单一。鉴于此,综采工作面防灭火方案设计可以从避免漏风、隔绝 O2 和降低温度三方面入手。综合防灭火方案主要包括以下内容:a) 加强工作面监测,包括 CO 浓度、温度和可燃性气体,并根据各项内容的不同特点选择合适的监测点位。b) 实行联合均压防灭火。分别在进风巷和回风巷安设局部通风机、调节风门,密封上下隅角及支架后方,并在采空区上方埋管注浆。c) 灌注高水材料,按照采空区氧化带分布情况,在上巷均匀打设高位孔,并注入高水材料。d) 在支架后方钻孔中注入凝胶泡沫形成隔离带,隔绝风流涌入后方采空区[4]。

3 停采期间防灭火监管技术措施

3.1 加强监测监控

a) 监测 CO 浓度变化。为实时掌握 CO 浓度变化情况,需要对工作面 CO 进行监测,监测点一般布设于工作面上下隅角、支架后方以及回风巷道。定期对各点位CO 浓度监测数据进行收集,深入分析数据变化情况,如有异常情况,需及时处理。b) 监测温度变化。在工作面支架后方和钻孔内部增设温度探测仪,数据收集和处理方式与 CO 浓度监测相同,切实监测采空区温度变化情况。c) 监测可燃性气体。主要监测工作面 CO、CH4 浓度的变化情况,据此判断遗煤自燃情况,以便于开展针对性的事故防治工作[5]。

3.2 实行均压防灭火

停采期间,综采工作面需风量往往比较小,若要最大限度地减少采空区漏风量,就需要对工作面通风系统进行适当调整。分别在进风巷和回风巷安设局部通风机、调节风门,这两种设备的使用能够有效控制工作面风压,从而减少工作面进入采空区的风量。同时,通过采取均压防灭火措施,能够有效保障支架回撤期间工作面供风系统的稳定性,还能够抑制采空区可燃性气体泄漏。

3.3 封堵上下隅角和后尾梁

在综采工作面停采期间,需要对上下隅角进行封堵,在上下隅角附近封堵 1.5 m 的袋子墙。袋子墙施工完毕后,其与煤壁之间会留有孔隙,可用发泡树脂进行加固处理,如图 1 所示。袋子墙的封堵效果有限,为避免采空区漏风和工作面新风涌入,还需要在袋子墙后方喷注凝胶泡沫,并在工作面端头支架悬挂风帐。若停采时间过长,工作面支架后方的 CO 涌出量将会增加,支架间温度也会明显提升。针对这种情况,可采用在后尾梁喷洒发泡树脂的方式进行控制,均匀喷洒,确保对架前浮煤的全覆盖。

3.4 高位钻孔注高水材料

高位钻孔一般布置在工作面回风巷,钻孔中心间隔 20 m,具体的钻孔布设密度需根据工作需要确定。高位钻孔深度控制在 50~120 m,若综采工作面上方有采空区,钻孔的终孔位置与顶板法线的间隔距离应制在 3~5 m,以避免上方采空区塌陷对本工作面安全生产造成影响。

3.5 架间钻孔注凝胶泡沫

若支架后方密封不好,则会使漏风量增加,工作面新风进入采空区,加速采空区遗煤的氧化,使采空区温度不断升高,甚至引发遗煤自燃现象。因此,必须做好支架后方的密封工作。密封时,可在工作面支架后方打设注浆孔,并注入凝胶泡沫。凝胶泡沫材料的扩散半径为 3 m 左右,由于煤矿生产工作面一般非水平工作面,具有一定的倾斜度,会对凝胶泡沫的扩散造成影响。为确保凝胶泡沫的扩散效果,应对注浆孔进行合理设计:初始注浆孔设置在上隅角处,之后每间隔 5 架支架设置 1 组注浆孔,每组注浆孔的布置方式如图 2 所示。通常,钻孔 1 设置在掩护梁位置,钻孔倾角 45°,深度一般控制在 2.5~5 m,钻孔孔底需深入采空区;钻孔 2 倾角 30°,深度控制在 6~8 m,需要打到支架顶梁上部和支架后方浮煤处;钻孔 3 倾角20°,深度控制在 0~12 m,需要打到支架后方浮煤处。通过钻孔注入凝胶泡沫,在支架后方形成连续的密封墙,减少新风涌入,杜绝采空区有毒气体涌出。

4 结语

综采工作面停采期间 CO 浓度的偏高主要与矿井地质条件复杂、工作面密封性不良、防灭火形式单一有关。通过采取加强监测监控、实行均压防灭火、封堵上下隅角和后尾梁、高位钻孔注高水材料等措施,能够有效避免漏风,杜绝采空区遗煤与 O2 接触,减弱遗煤氧化,从而达到综采工作面停采期间防灭火的目的。

【免责声明】本站“矿道网”矿业技术板块所有投稿文章,文章其版权均归原作者及投稿人所有。本站并非以盈利为核心的矿业矿业技术传播平台,平台并不能很好的甄别投稿文章的原创性和审核作者。文章仅供读者作为矿业参考,不做交易和服务的根据。所以希望投稿人自觉遵守本条例,如果一旦发生文章侵权,原作者找到我们,我们有权利不经告知并删除投稿的文章。本网站默认已许可各大主流平台、媒体等,以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本网站全文,但是需要文件授权。本网站不以此盈利,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。所有投稿人向本网站提交文章发表之行为视为同意上述声明。如有异议,请在投稿时说明。因投稿素材内容或要求转发内容引发的任何社会及法律纠纷和矿道网无关。特此声明!,我们若有不当信息或者侵犯了您的利益,请及时联系我们删改!联系电话:029-85212477
966

帮助过的人数

上一篇: 掘进巷道顶板采空水的防治技术

下一篇: 井下均压通风防灭火分析

 
 
[ 矿业技术搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关矿业技术
热门标签
大家都在看!
 
取消

感谢您的支持,我会继续努力的!

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦