采空区CO泄漏事故分析及防治煤层自燃措施

2012-11-17罗利

采矿技术 2012年1期

关键词：钻场漏风三相

罗利

（淮北杨柳煤业公司，安徽淮北市 235034）

采空区CO泄漏事故分析及防治煤层自燃措施

罗利

（淮北杨柳煤业公司，安徽淮北市 235034）

介绍淮北杨柳煤业公司10414综采工作面采空区CO泄漏原因及防治煤层自燃的有效措施。通过底板抽采巷钻场抽采管路向工作面采空区注入三相泡沫，同时加快工作面推进速度和对底板抽采巷、采空区进行注浆封堵，可有效地减少CO产生和外泄，从而达到防治采空区煤层自燃的目的。

综采工作面；CO泄漏；煤层自燃；防范措施；三相泡沫

淮北杨柳煤业公司矿井由中煤南京设计院设计，采用立井开拓方式。矿井于2005年兴建，设计生产能力定为180万t／a，设计服务年限为55.8a。矿井主要开采煤层有3煤、8煤和10煤，根据《安徽省濉溪县杨柳井田地质勘探地质报告》，矿井在详查期间用集气法采集利用瓦斯样12个，其中31煤、32煤、71煤、72煤、81煤各1个，82煤2个，10煤5个。10煤层9－10－2孔在－634.70m处测得瓦斯含量（可燃基）为13.01cm3／g。原设计为高瓦斯矿井，现已鉴定为瓦斯突出矿井。

1 10414工作面概况及CO泄漏事故

10414工作面走向长平均1095m，倾向长180 m，煤层倾角为2°～11°，平均5°；工作面标高为－564.7～－598.3m。采场结构如图1所示，该工作面为杨柳煤矿首采工作面，位于104采区东翼，上为10416工作面，下为10412工作面，目前2个工作面正在施工底板抽采岩巷。左为东翼回风大巷，右以小沈家断层保护煤柱为界。工作面可采煤层为10煤，平均厚度为3.1m，10煤为突出煤层，具有自燃性。

10414工作面于2010年11月开始回采，工作面原设计为“Y”型通风，后来对工作面贯通前原尾部联巷回风一段进行砌墙封堵，改为了“U”型通风。经过回采一段时间后，发现在尾部联巷的密闭墙附近有大量CO泄漏。

10414综采工作面所采煤层为10煤，煤层本身具有自燃倾向性，且综放工作面回采率低，采空区浮煤多，采空区冒落空间充填物少、间隙大，具有漏风供氧条件，增加了采空区自燃带的深度。在工作面回采的同时，底板巷、封闭墙受采动影响而破裂变形漏风，造成煤层的氧化带不断变化，容易造成自燃发火。根据现场监测发现CO2量不是很大，而CO的出现量有所增加，可知采空区内CO主要来源于煤层的不充分自燃，初步判定CO出口源在尾部联巷封闭墙。

图1 10414工作面结构

2 煤层自燃防治措施

经底板抽采巷钻场穿层钻孔的CO测试及尾部联巷封闭墙内温度测试分析，发火位置在切眼上部或组装硐室内。处理方案及措施如下。

（1）调整系统，减少采空区漏风。该区域通风系统调整原则为：保持系统风流、风向稳定，供风量适当减少，降低采空区漏风。具体方案为：在104边界专用回风道内设置控风设施，控制该区域总体风量，将104边界巷回风量由3000m3／min调整到2800m3／min，以10416切眼局扇不喝循环风，10414风巷抽采巷、10416机巷抽采巷风向不变为原则，如10414风巷抽采巷风量太小或风流逆转时，则增加供风量。控风设施保留的通风断面积由总工程师负责确定，在通风区带领封闭工运送材料，若控风设施处CO超标，则调量工作由救护队负责施工。

（2）先利用10414风巷抽采巷36＃钻场、10414切眼抽采巷5＃钻场原有抽采管路注二相泡沫；待钻孔施工完成，视处理情况决定是否注三相泡沫，由中国矿业大学专业人员在现场指导施工，机电副矿长组织人员配合。

（3）利用36＃钻场打钻注二相泡沫或三相泡沫。36＃钻场打钻设计、钻机安装及打钻准备工作同步进行，总工程师负责钻孔设计，机电副总负责钻机搭火，生产技术部负责钻孔送线，防突区负责打钻施工。钻孔参数见表1，方位角以左帮钻场方向为0°基准角。钻孔直径为94mm，每个钻孔必须按设计施工，打钻过程中必须详细记录钻孔资料。钻孔布置如图2所示，施工注水钻孔时，防突区要把以前施工的抽放钻孔的软管去掉，并用黄泥封堵严实，去掉时要有救护队人员现场监护。钻孔施工顺序为：2＃→3＃→1＃→4＃→5＃→6＃→7＃→8＃→9＃。

表1 钻孔参数

3 结论

（1）煤层具有自燃发火倾向的矿井，工作面推进前，必须检查采空区四周通道是否封闭严实，严禁出现漏风现象，同时设计好防治煤层自燃发火措施；工作面推进时，加快工作面推进速度，可以缩短采空区自燃带发生期时间；工作面推进后，必须对采空区四周通道进行封堵，防止漏风进氧，同时必须对底板抽采巷加固补强和注浆、封堵，防止CO的外泄和氧气的进入。