李金龙

摘 要 兴隆县平安矿业有限公司是北马圈子、南马圈子、平安堡煤矿三矿的整合矿井，矿井技改达产后，主要在复采煤层进行采掘布置，在安全管理工作中，自然发火是矿井通防工作中的重中之重。在汛期过后，复采自燃煤层出现高温点，通过对图纸、现场的分析，采取预注防火门墙、巷道喷浆、注入阻化剂等综合防治措施，有效消除了事故隐患，对类似条件下的矿井提供参考和经验。

关键词 复采煤层 高温点综合防治 矿井防灭火

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2022）03-0124-03

兴隆县平安矿业公司隶属承德兴隆矿业有限责任公司，矿区面积：7.9085km2，开采深度由+740m至0m标高，属中型矿井。2021年度在汛期地面连续降雨后，井下+386m水平多处出现涌水点，通过观察，井下122泄水巷出现了高温点，出水温度32℃。为进一步做好通防管理工作，需按照“预测预报、系统排查、因地制宜、科学防范、多措并举”的工作方法，对井下出现的高温点进行综合防治，确保井下安全生产[1]。

1 矿井防灭火基本情况

1.1 礦井通风

矿井采用压入式分区通风，主井、副井为进风，进风井安装两台型号为FBYDZ-6-No20型轴流式通风机，二号风井、三号风井、四号风井为回风，其中二号风井主要担负142采区、143采区和122变电所的回风，三号风井主要担负123采区、原141采区及300水平的回风，四号风井担负122采区的主要回风。

1.2 矿井瓦斯涌出量测定

矿井属于高瓦斯矿井，2021年瓦斯涌出量测定的结果，矿井绝对瓦斯涌出量0.10m3/min，矿井相对瓦斯涌出量0.58m3/t，矿井二氧化碳绝对涌出量1.97m3/min，矿井二氧化碳相对涌出量11.50m3/t。矿井及相邻矿井无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）喷出或突出现象。

1.3 矿井自然发火及煤尘

根据2017年1月3日唐山冀东矿业安全检测检验有限公司煤层自燃倾向性鉴定报告（TJAJ-YB煤-20170 001-0003），确定386水平二层煤自燃倾向性等级为Ⅲ类，不易自燃，煤尘无爆炸性;386水平四层煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性为自燃，煤尘有爆炸性;自然发火期为18-24个月。

1.4 矿井自然发火标志气体及临界值测定

根据华北理工大学提供的《煤层自然发火标志气体及临界值测定实验报告》确定四煤层选择一氧化碳指标气体作为标志气体，临界温度为80℃，对应浓度为53ppm;出现乙烷气体表明已达到80℃，出现乙稀表明达到150℃[2]。

1.5 矿井防灭火设施构建情况

公司在地面工业广场构建了注浆站，注浆站内设用灌浆系统、注氮系统以及三相泡沫系统，分别安装专用管路延至井下运输大巷，并在井下交岔巷道口分别安装三通阀门，可根据井下自然发火条件进行防火注浆、注氮及注浆+三相泡沫等。

2 井下高温点情况

2020年5月20日巡回瓦安员在安全巡查过程中，发现井下122泄水巷风门附近二氧化碳浓度为1.61%，一氧化碳浓度为0ppm，瓦斯浓度为0.00%，温度为20℃，无烟雾出现。针对此情况，公司采取对二氧化碳涌出地点的顶部进行注水，裂隙注浆，并对风路进行调整，使温度和二氧化碳涌出量得以控制。

2021年8月3日在带班巡查时，发现井下122泄水巷风门附近温度增高，测量温度为32℃;2021年8月7日22点班在巡回瓦安员巡查时，发现二氧化碳浓度为1.91%，一氧化碳浓度为0ppm，瓦斯浓度为0.00%，有水雾。针对此情况，现场对386发放硐室的风量进行控制，加大122泄水巷进风风量，经一个原班后，二氧化碳浓度为0.08%。

3 高温点防治的现状分析

122泄水巷在掘进过程中，中部穿厚度8.6m的四层复采煤巷，顶部是原马圈矿开采过的四层煤，开采区域在+440m-+474m水平，而122泄水巷标高在+390m水平，另外在2020年5月从386六层向122泄水巷顶部打注水、注浆钻孔看，推断122泄水巷的四层煤属于断面边角煤，原煤是受原马圈矿或周边小煤矿掘进和形成煤仓破坏，如采用注浆治理，受标高和地貌限制，从井上下打注浆钻孔有些难度，同时巷道顶部、两帮煤岩破碎，注浆易流浆，因此治理有些困难，另外在122泄水巷里上山，二层煤与四层煤层间距小，很有可能四层自燃引燃二层煤隐患，详见图1。

4 治理方案及安全措施

4.1 治理方案

1.保证巷道有效控制风量和风量的稳定性，对高温地段的顶部补打注水钻孔，进行自然发火抑制，延长发火时间。

2.在122泄水巷温度高的地段，对巷道进行喷浆，隔绝四层煤与氧气的接触。

3.在122泄水巷两侧提前预构防火门墙，386六层侧可以利用原有门框，安装永久风门，如遇有特殊情况时，可以提前进行封堵控制。

4.对122泄水巷温度偏高和二氧化碳涌出量偏大的局部地点，设置自然发火观测点进行监测和检测，掌握巷道周边煤层变化情况。

5.加强附近1223采面回采推进速度，尽快对122泄水巷两侧进行封闭，缩短四层煤与氧气接触量和时间。

6.密闭122泄水巷时，在巷道顶部预留注浆管路，并延接注浆管路到运输大巷，方便遇有应急时，对该巷道进行注浆治理。

7.利用高差关系，在上部+418m标高1223运输巷向+440m-+474m之间的455巷道打注浆钻孔，进行间断性注浆。

8.如注浆时，复采煤层经喷浆后，流浆严重，可利用注浆钻孔向采空区注入阻化剂，延长发火期。

9.如在1223采面未推过122泄水巷巷口，就出现122泄水巷自然发火严重时，调整通风系统，使该巷道风流反向，并对预构防火门墙进行封闭、加固，对巷道顶部预留管路安装压力传感器，进行注浆，使巷道浆液注满，最后再对1223运输巷注浆钻孔进行注浆。

4.2 做好高温点的安全监测

根据矿井现有安全监控系统设备，按照行业标准及现场实际情况，对122高温点、采煤工作面回风巷、采区回风巷、总回风巷安装一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器、烟雾传感器等进行连续监测，并按规定进行调校[3]。具体设置传感器要求如下：

1.在122泄水巷高温点下风侧10-15m附近安装一氧化碳传感器，设置报警浓度为≥0.0024%。

2.在122泄水巷高温点顶部设置温度传感器，设置报警值为30℃。

3.为保持122泄水巷风流稳定，在122泄水巷、122采区回风巷的测风站设置风速传感器，当风速低于或超过《煤矿安全规程》的规定值时，发出声、光报警信号。

4.在122泄水巷高温点下风侧10-15m处安装二氧化碳传感器，设置报警值为0.50%。

5.在122泄水巷高温点下风侧10-15m处安装烟雾传感器，有烟时，发出报警。

6.一氧化碳传感器、烟雾传感器和温度传感器垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷壁不小于200mm;风速传感器设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点;二氧化碳传感器设置在距底板不大于300mm，距巷壁不小于200mm，且保证不影响行人和行车。

4.3 安全管理措施

1.组织好通风区队的人员，把打孔、注浆工作进行量化考核，使职工尽最大的努力进行打钻进尺，使注浆的水土比达到相应浓度。

2.把矿井防灭火工作例入公司召开安全办公会、技术例会、早调度会的议程，实时分析矿井防灭火形势、当前需采用防治措施及风险的管控等，落实各职人员责任，做到群防群治，严防矿井火灾的发生。

3.每月进行矿井安全大检查时，要把防灭火工作作为一项重要内容进行检查，发现隐患，要及时采取措施进行处理。

4.坚持防灭火工作集体会审制，会审会议由公司主要负责人、技术负责人组织，明确责任施工单位、责任人和完成期限。

5.通风区对高温点、密闭墙实行建档跟踪管理，通风专业不定期进行分析、汇报。

4.4 安全技术措施

1.在122泄水巷高温点及无分支的回风巷设置自然发火观测站，每7天使用检测管检测一次，发现变化异常时，收集气样利用气相色谱仪分析一次。检测的主要气体成分为O2、CH4、CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H6、氣温、水温等参数。

2.缩短122泄水巷高温点相邻几处永久密闭检查时间，每天用检测管对密闭观测孔、周边喷浆地段进行一次全面的有害气体检查，掌握密闭内气体变化情况，发现有自燃隐患时，应立即向当班调度员进行汇报。

3.优化通风系统，降低矿井通风阻力，减少矿井内部漏风，简化通风网络，以便于进行调压控制。

4.在复采区域减少联络巷道，在保证通风系统可靠的情况下，减少通风设施。必须构建设施时，尽量构建在复采区域的进风侧，以便降低复采区域压力差。

5.加强井巷维修工作，减小矿井通风阻力，减少因压力过大而造成的内部漏风。

6.安装供水施救管路系统，在122泄水巷缩短三通截门距离，每隔50米至少留有一个三通截门，便于应急注水使用。

7.做好注浆管理，在注浆前，对注浆影响区域要设置栅栏，禁止人员入内，同时要检测构建的密闭的强度，在条件允许后方可进行。

注浆时，在地面要先用水冲洗管路及钻孔，检查注浆孔是否畅通，有无堵塞现象。检测、冲洗工作完成后，可根据吸水量选择合适的浆液开始注浆。施工过程中，要根据现场情况随时调整浆液配比及注浆延续时间。

井下注水、注浆、注阻化剂等作业人员要提高安全意识，每次操作时必须从该区域的进风巷进入，并保证一行至少2人。

注浆钻孔要标注在采掘工程平面图、防火注浆管路系统图上，防止今后生产出现透水等意外事故。

做好注浆量、出水量、出水温度及有害气体的观测，并填写记录。

8.汛期过后，结合矿井土地治理项目，对高温点相应地面位置的土地进行平整，填平地面塌陷坑、裂隙，堵塞、减少地面漏风通路。

9.加强地面钻孔巡查，发现有漏风现象，要及时进行封堵，防止给自然发火创造条件。

5 结论

通过合理组织实施和现场安全监测和检测，最终使井下122泄水巷高温点得到控制，顺利的使1223回采面推过该地点巷道，并使122泄水巷两侧巷道进行封闭，进行了巷道内及顶部煤层整体注浆，做到了根源上的治理，使矿井通防进一步得到安全保证。

参考文献：

[1] 郑旋，高维强，孙庆锋.特厚复采煤层多点自燃灾害综合防治技术与应用 [J].内蒙古煤炭经济，2019（12）： 91-92，116.

[2] 蒯多磊.易自燃煤层小煤柱掘进煤炭自然防治技术研究[D].淮南：安徽理工大学，2012.

[3] 王玉怀，张志科，黄刚，等.复采煤层煤巷自燃隐患危险性评价与应用[J].煤炭技术，2018，37（09）：163-165.