云岗矿综放工作面一氧化碳综合治理

2020-12-16张凯云

山东煤炭科技 2020年11期

张凯云

（大同煤矿集团有限责任公司云岗矿，山西大同 037017）

1 工作面概述

云冈矿8615 工作面北部、东部为采空区，南部、西部为盘区巷道。工作面煤厚1.4～7.8 m，平均6.27 m，工作面面长150.16 m，走向长333.4 m。工作面采用低位放顶煤开采的采煤方法，采用自然垮落法管理顶板，所采煤层为自然发火煤层。根据山西省煤炭鉴定中心鉴定情况，煤炭最短自然发火期为49 d，自燃倾向为I 类，容易自燃。煤尘有爆炸危险性。

工作面瓦斯绝对涌出量为3.30 m3/min 左右。采用三进两回通风方式，实配风量2060 m3/min。其中：2615、2615-1、2615-2 为进风巷，5615-1、5615 为回风巷（2615 进风量1418 m3/min，2615-1 进风量288 m3/min，2615-2 进风量308 m3/min，5615-1 回风量1440 m3/min，5615 回风量620 m3/min）。

2615 巷是工作面皮带巷，位于煤层下部；5615巷为运料巷，位于煤层中部；2615-1、2615-2、5615-1 巷均沿顶布置，2615-1、2615-2 作为工艺巷，为放顶煤工作面施工顶板松动炮，5615-1 巷作为顶回风巷，解决上隅角瓦斯积聚问题。具体通风系统如图1 所示。

2 一氧化碳产生原因分析

云岗矿408 风井一氧化碳传感器显示4 ppm，并呈现上升趋势。经全盘区普查、取样化验、分析后发现：5615-1 巷出现一氧化碳气体，浓度最大达到28 ppm，判断一氧化碳来自12#层8615-1 工作面。一氧化碳产生原因分析如下：

（1）原工作面采到680 m处由于受断层带影响，搬家过渡到切巷8615 工作面（距原切巷230 m）继续回采（原工作面封闭），由于断层等原因导致该面推进速度慢，采空区遗煤长时间接触空气，导致采空区出现自燃征兆。以下是8615 工作面自开采以来的每月进度情况，详情见表1。

（2）根据瓦斯防治要求，5615-1 巷需要深入采空区，不能与8615 工作面切巷贯通，生产期间会在采空区局部形成“烟囱效应”，新鲜风流自头端头、支架间隙进入采空区后再进入5615-1 巷，在此范围内的浮煤等可燃物具备供氧条件，长时间累积容易发生火灾。预计采空区风流分布如图2 所示。

图1 8615 工作面通风系统示意图

表1 8615 工作面4 月—12 月推进进尺（2018 年）

图2 8615 工作面采空区风流分布

（3）8615 工作面开采期间，绝对瓦斯涌出量保持在6 m3/min 左右。为保证上隅角瓦斯不超限，工作面实际配风2060 m3/min，并将5615-1 巷作为顶回风巷使用，日常瓦斯浓度保持在0.4%左右，风量过大，存在自然发火隐患。

（4）工作面日常防灭火采用向采空区喷洒阻化剂的措施，但是因阻化剂不能严格按照要求喷洒到位，未能起到防止采空区遗煤自燃的作用。

3 治理方案

（1）减少采空区漏风。在头、尾端头支架与煤帮间每隔6 m 构筑一道简易墙体，减少采空区漏风；并在工作面停采后，使用封堵材料对头端头、1#、2#、3#支架、尾端头、103#、102#、101#支架间隙进行封堵、充填，降低采空区漏风。

（2）增加注氮量。工作面通过在5615 巷铺设DN100 管路，延伸至采空区，利用一套DMJ1000/10 型制氮机向采空区注氮，注氮流量为430 m3/h。1 月24 日开始在2615 巷临近408 轨道巷向工作面采空区施工钻孔，增加一套DMJ1000/10型制氮机向采空区注氮，注氮流量560 m3/h，总注氮量达到990 m3/h。

（3）合理分配各巷配风量，逐步降低2615-1、2615-2 巷风量，以巷内不积聚瓦斯为宜，继续降低5615-1 巷风量直至封闭。控制采空区内氧化带范围，消除“烟囱效应”。同时，降低采空区内积聚气体大量涌出的可能。8615 工作面风量与瓦斯对照具体见表2。

表2 8615 工作面风量与瓦斯对照表

（4）加强8615 工作面、各工艺巷、回风巷管理，杜绝窒息事故的发生。在5615-1 巷回风绕道口以里位置设置氧气、一氧化碳传感器并定点、定时取样，有效监控工作面巷内气体情况；同时，将5615-1、2615-1、2615-2 巷作为禁区管理，在5615-1 巷回风绕道口、2615-1、2615-2 巷巷口设置栅栏、警标和禁止入内牌板，严禁无关人员进入。