赵绍杰，杨 伟

（1.淮南矿业集团潘一矿，安徽 淮南 232001，2 勘探工程处潘一东项目部，安徽 淮南 232001）

潘一矿11317工作面自然发火综合防治技术实践

赵绍杰1，杨 伟2

（1.淮南矿业集团潘一矿，安徽 淮南 232001，2 勘探工程处潘一东项目部，安徽 淮南 232001）

以潘一矿11317综采工作面为研究对象，较为全面地分析了11317工作面初采时CO上升的原因，同时根据矿井实际情况，采取上隅角埋管灌浆、工作面钻孔注浆及采空区注氮等切实有效的防治措施，以较小的投入达到了矿井防灭火的目的，取得了可观的经济效益，为严重自燃煤层综采工作面防治自然发火提供了参考依据。

自然发火；钻孔；综合防治

DO I：10.3969/j.issn.1671-4733.2010.02.10

一 概述

11317工作面是潘一矿B组煤首采面，也是B组煤上保护层开采面，位于该矿东一采区一水平，该面西邻8-6煤上山，东邻F5逆断层，南北方均为7-1煤未采块段，正上方为11318工作面；工作面标高-444～-540m，煤层倾角平均23°，走向长833m，倾斜宽200m，面积16.66×104m2，煤层平均厚2.3m，可采储量38.8万t。煤层具有爆炸危险性和自然发火性，爆炸指数37％～40％。

煤层瓦斯含量为6.73～9m3/t，采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法，全部垮落法管理顶板，采用皮带机顺槽进风，轨道顺槽回风的U型通风方式通风；采用尾抽巷、上隅角埋管、底抽巷联合抽采方式综合治理该面瓦斯。

11317工作面于2007年11月5日进行回采，配风量1 806m3/min。2007年12月1日工作面上隅角抽采管内出现CO，浓度为5ppm并呈上升趋势，出现CO后经过普查确认自然发火点位于距皮带机顺槽115m液压支架后上方的采空区，该处CO浓度由2007年12月2日的50ppm急剧上升到12月8日的160ppm，已经严重影响到工作面的安全生产。

二 采空区CO成因分析

一是煤机与液压支架不配套、工作面推进速度缓慢，顶煤回采率低，采空区遗煤较多并呈破碎状态堆积，为自燃发火提供了物质条件。

二是7-1煤本身具有自燃倾向性，在常温下有较强的氧化活性，由于矿井地温较高，采空区遗煤在低温下氧化放热来不及散发，煤温逐渐升高，产生一定量的CO，此时煤炭自燃过程由潜伏期转为自热期，采空区内CO主要来源于地温下的低温氧化。

三是该面采用后退式回采、折返式通风，使采空区形成小的并联通风系统，同时因该面为8煤的保护层工作面，瓦斯涌出量较大，为解决工作面瓦斯问题，之前采取了进一步加大配风量、加强采空区抽采等措施，造成采空区漏风增大，是造成采空区遗煤自燃的主要原因。

三 综合防治措施

1 注浆抑制

打钻注浆。根据现场情况及发火点位置，在工作面距皮带机顺槽117m处做钻场向液压支架后采空区打钻注浆，处理高温点，钻孔布置如图1所示。

钻孔采用ZY-650钻机施工，孔径为75mm，孔深14～40m之间，终孔位于煤层顶板上方10m，孔底间距7～10m，倾角+0°～+44°之间，孔内全程下Φ38mm的钢管，钻孔参数见表1。

表1 钻孔施工参数表

图1 11317工作面钻孔布置图

地面灌浆。利用现有的地面灌浆防灭火系统，用自动配比给粒器按比例往地面灌浆池出浆口添加XK2-PR稠化剂，通过灌浆管路运送到井下用浆地点，再压注到火区。

2 采空区注氮

利用地面KYZD-800筛式注氮机对采空区进行连续性注氮，注氮量为64m3/min，以降低采空区氧含量，增加采空区内部压力减少向采空区漏风量。

以往的埋管注氮方法是沿工作面进风顺槽巷道下帮铺一根注氮管路，管路上每隔一定距离留一个三通作为氮气释放口，氮气释放口在埋入采空区之前打开，以备注氮。这种注氮方法简单易行，但无法对管路上的氮气释放口进行控制。注氮量只能按埋入采空区内的各释放口的阻力大小自由分配，而不能集中注入到所需惰化的隐患位置。因此在该面回采前，矿在使用埋管注氮工艺时，对氮气释放口的控制作了研究，确定了“主管-分支管路注氮埋管”注氮工艺，即注氮支管预先由进风顺槽埋入采空区，前端接连0.5m左右的堵头花管，花管斜向上指向采空区，并用木垛加以保护，以免堵塞注氮口。每个氮气释放口均与一根注氮支管连接，氮气释放口进入采空区窒息带不需注氮时，切断该支管与注氮主管路的联系。每个注氮支管与主管路之间用三通连接，若要考察每个支管的注氮量，还应安装流量计。当工作面推过30m（即氮气释放口间距），埋入下一个注氮释放口及支管，以此类推，其注氮管路布置如图2所示。当一个氮气释放口进入窒息带停止注氮时，其外部与主管路连接处的三通、控制阀、流量计及一段主管可回收。

3 减少工作面风量

11317综采工作面风量是以正常回采期间瓦斯涌出量配给的，而防火需风量与防瓦斯需风量的要求正好相反，风量过大会使采空区漏风增大，影响采空区窒息及注氮效果，通过对CO变化情况的观测最终将工作面的风量降为820m3/min。

4 停止抽采瓦斯

为避免抽采负压对煤层和采空区的影响，减少采空区的漏风供氧，造成遗煤氧化生热，对11317工作面的抽采系统进行停抽，处理自然发火隐患。

图2 主管—分支管路注氮管路布置示意图

四 结论

通过采取综合防灭火措施。CO浓度明显下降，如图3所示。自然发火隐患得到消除，该面可继续安全生产，避免了对工作面的封闭，创造了可观的经济效益，节约了国家的煤炭资源。

图3 11317工作面CO变化曲线图

采用钻孔注浆能够确保浆液直达高温点，避免了以往插管因难以达到高温点而影响浆液降温隔绝效果。

依靠矿井已有系统，达到高效、安全、经济防灭火的目的。以往使用的化学灭火材料一般昂贵且具毒性，对工作人员安全防护要求高，使用量大时会出现熏人事故。

防治自然发火工作贯穿于生产全过程，矿井防火方面必须做到：预测预报准确、措施及时有效、综合治理，全力保障。

［1］李舒伶，任志玲.采场自然发火预测理论研究［M］.北京：煤炭工业出版社.1998.

［2］许满贵，徐精彩，文虎，等.煤矿内因火灾防治技术研究现状［J］.西安科技学院学报，2001，21（1）：4-8.

［3］管海燕，冯亨特伦.中国北方地区煤层自燃环境调查与研究［M］.北京：煤炭工业出版社.1998.

［4］张国枢.通风安全学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2004.

TD75+2

B

1671-4733（2010）02-0037-02

2010-06-05

赵绍杰（1982-），男，湖南张家界人，助理工程师，从事煤矿瓦斯治理工作，电话：13515541526。