李新潮 吕栋男

（冀中能源峰峰集团有限公司大淑村矿，河北省邯郸市，056300）

大淑村矿172103工作面防灭火技术研究

李新潮 吕栋男

（冀中能源峰峰集团有限公司大淑村矿，河北省邯郸市，056300）

大淑村矿172103综放工作面为孤岛煤柱工作面，工作面与老巷连通较多，作为沿顶掘进、摸底回采工作面，上下端头不可避免留设三角煤柱，虽然煤层为不易自燃煤层，但推采过程中，多次发生过上隅角CO超标。通过采取堵、缩、注、洒的防自然发火措施，有效解决了上隅角CO超限问题，保证了工作面正常回采。

孤岛煤柱工作面 自然发火 三角煤柱 堵漏 缩风 注浆 阻化剂

大淑村矿位于峰峰矿区北部，1994年开工建设，2003年底建成投产，设计生产能力90万t/a。扩能技改后2014年矿井核定生产能力150万t/a。井田面积9.75 km2，主采2#煤层和4#煤层。2005年3月经煤科总院抚顺分院鉴定大淑村矿为煤与瓦斯突出矿井，2#煤层为突出煤层。矿井绝对瓦斯涌出量为44.07 m3/min，相对瓦斯涌出量为15.74 m3/t。2#煤层和4#煤层均为Ⅲ类不易自燃煤层，煤尘均具有爆炸性。矿井地面建有一座黄泥浆注浆站。2#煤层172103工作面采用综采放顶煤回采工艺，掘进期间巷道沿2#煤层顶板掘进，回采时摸底板进行回采，因而不可避免造成工作面上下端留设三角煤柱，因此在回采过程中，必须采取防灭火措施才能保证安全生产。

1　172103工作面情况

1.1工作面煤层基本情况

172103工作面走向长度893.3 m，倾斜长度190.1 m，开采面积169816.3 m2，工作面煤层平均厚5.3 m，煤层倾角8°。工作面南邻172102采空区，北邻172104采空区，东部以东一采区边界为界，西以工业广场保安煤柱为界。2#煤层属二叠系山西组地层，煤层赋存稳定，一般厚5.5 m，局部煤层厚度略有变化。煤中含夹矸两层，夹矸为粉砂岩，其中靠煤层顶部夹矸厚0.15～2.3 m，距煤层顶面0.3～0.5 m，靠煤层底部夹矸厚0.07～0.11 m，距煤层底面1.4～1.5 m。工作面回采前运料巷距切眼100 m处有一老回风巷通往回风巷，原设计的东三胶运巷与切眼交叉相连，另外切眼内有一条通往东正巷的联络巷。这几条与工作面相连接的巷道在工作面回采前均需密闭。

1.2瓦斯基本情况

对工作面进行了突出危险性指标的跟踪考察，并取样在瓦斯实验室进行了瓦斯残存量分析化验，依据突出危险性指标的跟踪考察和残存瓦斯含量化验结果出具了检验报告，结论为172103工作面无突出危险。预计回采期间瓦斯绝对涌出量为3.55～4.74 m3/min。

1.3地质构造基本情况

工作面所处区域地质构造以77号孔背斜为主要构造，背斜轴位于工作面中部，轴向NE13°。工作面背斜两翼煤岩层倾角在3°～12°之间。背斜西翼煤层走向NE50°～80°，倾向NW，倾角7°～12°之间，一般8°；背斜东翼煤层倾角较缓，且受77号孔背斜影响有一次生背斜，煤层走向NE80°～SW145°，倾向NE，倾角3°～10°，断裂构造是本工作面次要构造。工作面掘进过程中共揭露断层22条，其中胶运巷揭露6条，运料巷揭露6条，切眼揭露4条。f5～f7、f13～f15为推测断层。工作面断层展布规律为受背斜构造影响，各断层以NE-E向张性断裂为主；工作面西部断层走向与背斜轴走向近平行，为77号孔背斜的次生断层；工作面东部断层受次生背斜影响，方向以近E—W向为主；在回采过程中，多次揭露一些隐伏小断层。

1.4工作面通风系统情况

工作面采用U型通风方式，在距煤层顶板20 m、运料巷内错20 m处，开掘一条顶板巷解决回采期间的瓦斯问题；工作面中部正下是矿井原来的东翼正巷，作为底板巷布置了穿层瓦斯抽采钻孔抽采工作面瓦斯。

（1）172103工作面进风系统:-450 m东翼运输大巷→172103胶运巷石门→172103胶运巷→工作面。

（2）172103工作面回风系统:工作面→172103运料巷→172103运料巷回风石门→172103运料石门通路→回风石门→南风井。

1.5172103工作面防灭火工作难点分析

（1）172103工作面为孤岛工作面，上下面都是采空区，且工作面与外围巷道连通较多，工作面回采后，采空区可能的漏风地点较多，需做好采空区防止煤炭自燃的预防工作。

（2）172103工作面运料巷、胶运巷掘进期间为沿煤层顶板掘进，工作回采为摸煤层底板回采，这样造成回采期间上下端头不可避免的留有三角煤，具备自然发火的物质条件。

2　172103工作面防灭火技术方案

根据我国综放工作面防治自然发火的成功经验，结合大淑村矿172103工作面的实际情况，采取堵、缩、注、洒的技术方案。

2.1堵

（1）对与工作面连通的外围巷道进行密闭。对运料巷距切眼100 m处的老回风眼、原设计的东三胶运巷与切眼交叉相连巷道、切眼内通往东翼正巷的联络巷内分别建设两道密闭墙，两道墙之间间隔5 m，按防火密闭墙标准建设，留设注浆管和反浆管，墙间用黄泥浆注满，堵塞外围巷道向工作面采空区的漏风。

（2）在工作面机尾和胶运巷前机头处，工作面每推进5 m在胶运巷机头以里采空处摆设一个黄土袋墙，以减少工作面风流向采空区的漏风量。

（3）对工作面高顶巷进行密闭，利用瓦斯抽放管路控制工作面采空区向高顶巷的漏风量。

2.2缩

在回采工作面生产期间，回风流瓦斯浓度不超过0.8%的情况下，尽量减少工作面配风量，因172103工作面未开采4#煤层保护层，煤层中原始瓦斯含量较高，因此，采用加大瓦斯抽采量来减小风量。

（1）加密本煤层瓦斯钻孔密度，工作面上、下巷平行钻孔间隔由8 m减为2 m，并在工作面上、下巷平行钻孔间采用二氧化碳炮预裂爆破增透消突技术进行增透。

（2）利用原东翼正巷作为172103工作面底板巷进行穿层钻孔抽采。

（3）在工作面顶板垂距20 m和运料巷内错20 m布置一条高顶巷，高顶巷向工作面上隅角方向布置扇型钻孔，安设抽采管路进行抽放。

通过加大瓦斯抽采量，工作面配风量由最初的1300 m3/min降到900 m3/min左右，降低了工作面负压，减少了向采空区的漏风量。

2.3注

在工作面上隅角埋设注浆管路，利用地面注浆站向工作面采空区灌注添加阻化剂的黄泥浆。

（1）隔离效果。黄泥浆能够将煤体包裹起来，阻断其与氧气的接触，从而达到降低煤体氧化发热，防止煤体自燃的目的。

（2）堵漏效果。黄泥浆能够填充到采空区周围的墙壁缝隙，减少其漏风，加强了采空区的密闭效果。

（3）降温效果。黄泥浆中的水分可以降低煤体温度，从而达到防止煤体自燃或扑灭火源的目的。

黄泥灌浆系统的土水比例可视具体情况而在一定的范围内变动，通常情况下比例范围为1∶2～1∶5，黄泥灌浆系统的注浆方法选为埋管灌浆，埋管方式与注氮埋管的埋管步骤类似，管路的埋设位置是在172103工作面进、回风侧采空区采用错距为40 m的交替埋管方式，停采撤架后需密闭的巷道也采取埋管注浆。

矿井建立黄泥灌浆防灭火系统后，初期的土水比按1∶4配制，但随着工作面的推进，采空区面积的增大，采空区煤自燃的倾向性变得更加严重，需增大土水比，调整为了1∶3，通过提高泥浆的粘稠度来增强黄泥灌浆系统的防灭火效果，并同时辅以其它的防灭火系统，如堵漏风系统和均压系统。

2.4洒

在工作面上下端头各8架过渡支架段（留三角煤段），回采过程中，每天每两架洒一袋50 kg的阻化剂，通过洒设阻化剂降低了煤在低温时的氧化速度，延长了煤的自然发火期。

3　防灭火措施效果

通过采取上述综合措施，采空区出水温度连续下降并逐渐趋于稳定，采空区密闭内气体成分中的C2H4和C2H2逐渐消失，同时煤层自燃的最重要标样气体CO的体积分数也在连续下降直至为零。温度随时间变化的趋势如图1所示，CO的体积分数随时间变化趋势如图2所示。

图1　温度随时间变化趋势

图2　CO体积分数随时间变化趋势

通过图1和图2可以看出，采取措施几天后，采空区的温度以及CO体积分数有了极其明显的变化，均降至很低的水平，且以后几天里温度维持在正常温度，CO的体积分数几天内降至为零。由此可见，通过采取综合防灭火措施，有效阻隔了煤体与氧气的接触，消除了煤自燃，达到了预防采空区煤自燃事故发生的预期效果。

4　总结

172103工作面作为大淑村矿极其典型的沿顶掘进、摸底回采的工作面，同时周边连通巷道较多，工作面推采过程中，有一段时间是作为配采工作面进行回采，月推采进度最慢只有10 m，是防灭火较为复杂困难的一个工作面，针对该工作面具体情况及存在的问题，选取合适的综合防灭火方案，有效杜绝了采空区自然发火事故，保证了工作面的顺利安全回采。

（责任编辑 张艳华）

神华集团“矿用卡车毫米波雷达防碰撞系统”达到国际领先水平

近日，神华集团完成 “矿用卡车毫米波雷达防碰撞系统”项目的研发与应用，经中国煤炭工业协会鉴定，该项目研究成果在矿用卡车防撞方面达到国际领先水平。该项目自主研发了雷达波调制和解调的硬件电路和软件DSP算法技术，成功研制出适用于露天矿卡车防撞的24 GHz车载毫米波雷达、雷达控制器和自动刹车系统，集成高频雷达探测技术、DSP算法技术、红外高精度位移传感技术等多项技术，实现了采用多个雷达组合同时探测卡车前方物体和车辆的功能，达到前方探测无盲区的效果，是解决露天矿卡车防碰撞系统的切实可行的方法。目前已在神华准能集团哈尔乌素露天煤矿进行了为期2年多的现场工业试验，收到良好效果。

Research on fire prevention technology at 172103 working face of Dashucun Mine

Li Xinchao，Lv Dongnan
（Dashucun Coal Mine，Jizhong Energy Fengfeng Group Co.，Ltd.，Handan，Hebei 056300，China）

172103 working face at Dashucun Mine，connecting to goof，is fully mechanized mining face with gob-surrounded pillar.Triangular pillar cannot be placed at the top and lower heads of the 172103 working face as it advanced along the top and backstope thoroughly.Although it is non-spontaneous combustion coal seam，CO content overlimited at upper corner for several times during mining production.Spontaneous combustion control measures，such as plugging up，shrinking wind，grouting，and sprinkling paralysant，could effectively solve problem of CO content over limitation at upper corner and ensure regular mining production.

mining face with gob-surrounded pillar，spontaneous combustion，triangular pillar，plugging up，shrinking wind，grouting，paralysant

TD752.3

A

李新潮（1969-），男，河北武邑人，高级工程师，毕业于河北工程大学，现为冀中能源峰峰集团有限公司大淑村矿通风副矿长。