水采工作面防滅火措施及效果分析

1、 水采工作面防滅火措施及效果分析 1概述 孔莊礦7337水平工作面受火成巖侵入及斷層影響，在采煤布置時(shí)，按東、中、西3個(gè)條帶；分上、中、下3個(gè)區(qū)段依次進(jìn)行回采。到2021年6月底為止，7337水采面中部條帶的3個(gè)區(qū)段已回采結(jié)束，按生產(chǎn)需要，到2021年10月1日開(kāi)頭生產(chǎn)西部條帶上區(qū)段9#、10#上山采煤，11#、12#上山待采，13#上山掘進(jìn)；中部區(qū)段中17#、中18#上山待采，其工作面的巷道及密閉布置見(jiàn)圖1。 圖1 7337水采面巷道及密閉布置簡(jiǎn)圖 10月4日上班，檢查出該區(qū)域消失不同程度的CO，詳見(jiàn)表1。 表1 工作面風(fēng)流狀況及CO含量 見(jiàn)表 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查分析：該工作面中部條帶的上、下2個(gè)

2、區(qū)段均消失了不同程度的浮煤氧化，尤其是上區(qū)段，浮煤氧化較為嚴(yán)峻。 （1）下區(qū)段氧化區(qū)。7337水采面中部條帶下區(qū)段補(bǔ)1#上山進(jìn)風(fēng)量為100m3/min，從四周上部出口主溜煤道出風(fēng)量為50m3./min，CO含量為10×10-6，說(shuō)明補(bǔ)1#上山上口四周已經(jīng)消失了浮煤氧化。 （2）上區(qū)段氧化區(qū)。中部條帶上區(qū)段的上7#上8#上山下口四周在2021年6月30日之前的回采過(guò)程中，曾丟失大量的浮煤，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的停采，其浮煤氧化程度已較為嚴(yán)峻。 2措施及處理經(jīng)過(guò) 針對(duì)上述消失的問(wèn)題，我們實(shí)行了以下3個(gè)項(xiàng)措施。 （1）準(zhǔn)時(shí)封閉中部條帶下區(qū)段補(bǔ)1#上山（6#閉）及補(bǔ)主溜煤道（7#閉），養(yǎng)活老空區(qū)長(zhǎng)

3、距離微量漏風(fēng)，解決下部氧化區(qū)的浮煤氧化； （2）加快西部條帶上區(qū)段的推采速度，盡快把上部氧化區(qū)甩入老空區(qū)； （3）在中17#上山設(shè)置板墻，上10#上山增加一趟采煤風(fēng)筒，削減上部老空區(qū)漏風(fēng)壓差，降低老空區(qū)漏風(fēng)。 氧化初期，因考慮到上部氧化區(qū)氧化狀況較為穩(wěn)定，加之現(xiàn)場(chǎng)條件以及人力緊急等客觀因素，上述3項(xiàng)措施除第3項(xiàng)措施在10月5日早班實(shí)施外，第1、2兩項(xiàng)措施進(jìn)展速度緩慢。但從10月9日早班開(kāi)頭，7337水采工作面上部區(qū)段中間巷等處CO濃度呈現(xiàn)大幅度上升的趨勢(shì)。 10月15日中班，下部補(bǔ)1#上山封閉，主溜煤道風(fēng)流靜止，已經(jīng)測(cè)不出CO； 10月25日夜班上區(qū)段上9#及上10#上山已采完，上11#上山剩

4、40m，中間巷已回到上10#上山下口（因巷道壓力大，中間巷的U型鋼棚均未回出，巷道出風(fēng)量為250m3/min），在夜班首采上12#上山時(shí)，中間巷出風(fēng)量明顯加大，并伴隨著大量的煙霧涌出，其CO含量也上升到160×10-6；10月25日中班及26日中班，對(duì)7337水采面進(jìn)行全面封閉，共建密閉6道；之后又對(duì)以上各密閉進(jìn)行噴漿堵漏風(fēng)，此項(xiàng)工作到11月1日中班結(jié)束。此時(shí)各道密閉內(nèi)的CO含量呈直線上升（詳見(jiàn)表2，以最高的回風(fēng)側(cè)5-1#閉為例），到11月7日夜班，最高的5-1#密閉內(nèi)CO含量已經(jīng)高達(dá)3661×10-6；此后閉內(nèi)CO含量開(kāi)頭呈下降趨勢(shì)，從11月21日夜班開(kāi)頭，對(duì)7337水采

5、各閉進(jìn)行注黃泥、粉煤灰漿，日注入閉內(nèi)的漿量為300500 m3，火區(qū)各道閉內(nèi)CO含量呈大幅下降，到12月15日夜班為止，最高的5-1#閉內(nèi)CO含量降到4×10-6，其它各閉已測(cè)不出CO（詳見(jiàn)表3），在此后2個(gè)多月的氣體監(jiān)測(cè)中，5-1#閉內(nèi)CO始終穩(wěn)定在2×10-6。 表2 回風(fēng)側(cè)5-1#閉氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 3效果分析 從10月4日在7337水采工作面上部區(qū)域發(fā)CO，10月25日中班對(duì)該工作面時(shí)行封閉，到12月15日7337水采區(qū)域火區(qū)處理結(jié)束，總共歷時(shí)71b，封閉煤炭近10000t，耗資近50萬(wàn)元。對(duì)于該區(qū)域曾采納守的幾種防滅火措施的效果作一分析。 （1）對(duì)于“勻稱(chēng)”防滅火。在

6、前期防滅火中，“均壓”防滅火措施執(zhí)行得不徹底，所取得的效果甚微。在此次的“均壓”防滅火的過(guò)程中，雖實(shí)行了充分利用中18#主風(fēng)路及在上10#上山增加一趟采煤風(fēng)筒進(jìn)行供風(fēng)的并聯(lián)風(fēng)路，掌握主溜煤道及中17#上山進(jìn)風(fēng)，努力削減老空區(qū)漏風(fēng)壓差，抑制氧化區(qū)浮煤自燃，但由于中間巷棚子未回，致使老空區(qū)無(wú)法冒實(shí)，回風(fēng)風(fēng)路順暢，“均壓”方法不徹底，以致在10月25日夜班開(kāi)采上12#上山時(shí)，水槍的拉風(fēng)對(duì)老空區(qū)氧化風(fēng)路的拉動(dòng)影響，致使氧化區(qū)氧化狀況進(jìn)一步惡化。由于氧化風(fēng)路形成了火風(fēng)壓，封閉火區(qū)已是勢(shì)在必行的了。 （2）對(duì)于隔絕法滅火。采納隔絕滅火法對(duì)7337水采工作面高瓦斯區(qū)域進(jìn)行封閉噴漿滅火，在進(jìn)行封閉前，中間巷出

7、風(fēng)量為250m3/min，CO含量為165×10-6，CH4為1.2%。在封閉、噴漿過(guò)程中及以后如何避開(kāi)瓦斯爆炸？是長(zhǎng)距離封閉，還是近距離封閉？除5-1#閉及6#已經(jīng)封閉外，其余5道密閉挨次如何打算？針對(duì)這些問(wèn)題，我們進(jìn)行了慎重地分析。為削減受火區(qū)熱負(fù)壓的影響，使閉內(nèi)其它區(qū)域的氣體盡可能少地與火區(qū)氣體產(chǎn)生對(duì)流，采納近距離封閉較為合適。但由于水采面的特別環(huán)境，采納近距離封閉則回風(fēng)側(cè)需要增加兩道密閉，并且在沿底掘進(jìn)的架棚巷道中封閉，其漏風(fēng)加大不行避開(kāi)，這對(duì)削減火區(qū)漏風(fēng)，削減對(duì)火區(qū)供氧不利。但長(zhǎng)距離封閉，封閉區(qū)域擴(kuò)大，使瓦斯爆炸的威逼性加大，再者，由于閉內(nèi)11#、12#上山、中間巷、回風(fēng)巷

8、等區(qū)域存氧量過(guò)大，不僅會(huì)延長(zhǎng)火區(qū)的滅火時(shí)間，而且還增加了瓦斯爆炸的幾率。但閉內(nèi)上述其它區(qū)域再生瓦斯升到爆炸界限需要肯定時(shí)間，在總負(fù)壓和內(nèi)燃膨脹的作用下，火區(qū)內(nèi)瓦斯集中運(yùn)動(dòng)加劇，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)造成瓦斯爆炸（11月21日夜班測(cè)出回風(fēng)側(cè)5-1#及5-2#閉瓦斯為5.04%，進(jìn)風(fēng)側(cè)2#閉內(nèi)的瓦斯為4.93% ）加之，我們提高了氧化風(fēng)路及主風(fēng)路兩道密閉（即1#、2#密閉）質(zhì)量，再者，隨著火區(qū)內(nèi)CO2的比重加大，CO2在中間形成了隔離層，這種層流狀態(tài)在火區(qū)形成以后，氣流在穩(wěn)定的條件下，不致于發(fā)生瓦斯爆炸事故?？傊?，此次長(zhǎng)距離封閉火區(qū)的勝利是確定的，它是在水采這個(gè)特別條件下所實(shí)行的特別手段。在此次滅火過(guò)程中，

9、對(duì)通向火區(qū)的支流巷道即產(chǎn)溜煤道和中17#上山（補(bǔ)1#上山已于10月15日中班封閉）先行嚴(yán)格封閉（即1#閉），達(dá)到火區(qū)入風(fēng)徹底隔絕供氧至關(guān)重要。其次是對(duì)距火區(qū)入風(fēng)最近的主干路18#上山進(jìn)行嚴(yán)格封閉（即2#閉），基于上述緣由，25日中班，我們先行封閉了1#、2#密閉，在10月27日11月6日噴漿過(guò)程絕供氧。事實(shí)證明，該項(xiàng)措施是有效的。采納封閉和噴漿的手段，但由于閉內(nèi)有近500m長(zhǎng)的巷道，約為4500m3的空間，再加上老空區(qū)的空間，火區(qū)內(nèi)要將如此廣闊的空間的存氧耗盡或擠出，需要很長(zhǎng)一段時(shí)間，并且補(bǔ)主溜煤道6#、7#閉到11月19日早班方噴漿完畢，此前其密閉不行避開(kāi)地存在漏風(fēng)，加之，其余各閉雖已噴漿，

10、但仍存在漏風(fēng)通道。因此，到11月19日上班，我們測(cè)出回風(fēng)5-1#閉內(nèi)氧氣仍為12.03%，進(jìn)風(fēng)測(cè)2#閉內(nèi)氧氣為11.6%。由此可見(jiàn)，單一采納隔絕法滅火因無(wú)法徹底杜絕閉漏風(fēng)，因此，5-1#閉內(nèi)CO的濃度從11月17日夜班3667×10-6到11月21日夜班的2936×10-6，這14d內(nèi)其CO濃度僅下降了725×10-6，滅火速度緩慢。 （3）對(duì)地黃泥粉煤灰滅火，自11月21日開(kāi)頭，對(duì)7337火區(qū)各閉內(nèi)進(jìn)行了大量地注黃泥粉煤灰漿（日注入量為300500m3）后，取得的效果顯著，經(jīng)過(guò)26 d不間斷地注漿，到12月15日，7337回風(fēng)側(cè)5#閉內(nèi)CO已由11月21日夜班的2936×10-6降到了4×10-