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大傾角多斷層綜采工作面收作期間防滅火分析
摘要:1111(3)綜采面是潘北礦首采面。該工作面地質條件復雜,傾角大斷層多。該工作面在收作刷面期間采空區出現了發火預兆,后采取了有針對性又經濟的綜合防滅火措施,對類似工作面在收作刷面期間防滅火上,具有一定的借鑒意義。
關鍵詞:鉆孔灌漿 漏風 風壓差
1、工作面概況:
1111(3)綜采工作面走向長1260m,傾斜長160m,斜面積201600m2,平均煤厚4.0m,容重1.42t/m3,可采儲量約為106萬噸。工作面采用區內后退走向長壁式,一次采全高綜合機械化采煤法,采用u型通風方式。工作面標高為494m-392m。13-1煤層呈塊狀及粉末狀,煤層產狀變化較大,煤層產狀為:傾向20-43°∠9-42°,13-1煤厚2.0-6.0m,平均煤厚4.0m。13-1煤有1-2層夾矸,上層夾矸厚0.3-1.2m,夾矸巖性為泥巖;下層夾矸厚0.1-0.4m平均厚0.2m。該工作面為一單斜構造,工作面共揭露9條落差2.5米以上的斷層,工作面中部有發育寬緩的褶曲。(收作期間通風系統圖1)
2、發火原因
c13煤層具有自燃發火危險,自然發火期為3-6個月,屬易自燃煤層。該工作面地質條件較復雜,工作面收作位置位于四號異常區附近,同是此區域還存在DF5、DF6、fl三條斷層(圖2)。復雜的地質條件造成采空區跨落不嚴實及跨落后支架頂板、后幫部存有大量遺煤,給煤炭自燃提供了必要的條件。
1111(3)綜采面收作刷面期間,在工作面液壓支架頂部及后幫部出現CO氣體并呈持續上升趨勢,CO氣體最高時達150ppm,后采取具有針對性綜合防滅火措施,防滅火取得成功。
3、綜合防滅火措施
3.1 上隅角埋管灌漿
由于該工作面傾角較大,工作面上隅角灌漿時,易在煤巖裂隙問形成固定的聚漿通道,達不到灌漿防火的預期效果。因此采取了錯茬埋注漿管的方法。收作前期分別向采空區內預埋三根鐵管。長度為10米、20米、30米。此種灌漿方法同時也解決了,大傾角綜采面收作時易在上隅角聚熱的問題。
3.2 鉆孔灌漿
為了準確判斷高溫點的具體位置,分別在架檔間打孔取樣,通過分析氣樣,確定高溫點的大致范圍。在架檔高溫點附近,利用煤電鉆在三個不同的角度(圖3)預埋人三根鐵管(1吋鐵管做為鉆桿,第一根為帶眼花管前方焊接鉆頭),伸入采空內的長度不少于5米;灌漿時從工作面上隅角逐架逐管向下隅角方向灌注,每次的灌注到局部出漿時停止,此方法有效降低了支架頂板及后幫部煤體的溫度。
3.3 頂板走向孔灌漿
根據工作面停采線所處的地質構造(斷層附近存有大量遺煤),利用高位鉆場向采空區施工頂板走向鉆孔(見圖4),終孔位置控制在77~87架后大致范圍內。采用此方法有效降低了斷層附近遺煤的溫度,泥漿膠結后形成隔離帶,也減少了采空區后部CO向工作面的流入量。
3.4 上風巷煤壁邊孔注漿
在上風巷鉆場附近向工作面架頂方向施工注漿鉆孔(見圖4),鉆孔終孔位置控制在50-86架架頂范圍內,鉆孔施工完畢后及時與上風巷注漿管路合茬注漿。此方法有效降低了架頂遺煤的溫度。
3.5 注氮滅火
收作前在下順槽預埋兩路注氮管,埋人采空區內的長度應不少于20米為宜,氮氣釋放口高于底板,與工作面保持平行,并用堅硬的護體加以保護。潘北礦地面注氮站設2臺KDSZ-1000型變壓吸附制氮機組,每臺機組的產氮量為1000m3/h,出口壓力0.8MPa,注氮站總能力為2000m3/h。在采空區出現異常期間,24小時連續向采空區注氮。
3.6 控制進風與回風壓差
該綜采面回采初期配風量為1800m3/min,隨著工作而的推進配風量降至1300m3/min,收作刷面期間,為了控制進、回風之間的風壓差。減少采空區的漏風,將配風量降至760m3/min;采空區出現異常期間,在400回風聯巷砌一道調節風窗(見圖1),將配風量降至650m3/min。此項措施降低了采空區的漏風量,同時也有助于提高注氮防滅火的效果。
4、總 結
(1)當采空區出現發火預兆后,應根據頂板的冒落壓實狀況、浮煤遺留分布等狀況,通過鉆孔找出火源點的位置,采取有針對性、切實可行的措施;
(2)大傾角綜采工作面收作時,收作位置應盡量避免選在地質條件復雜及構造處;
(3)頂板走向鉆孔及上風巷煤壁邊孔應有選擇性使用,灌漿時工作面無出水或出水量較小的灌漿孔方可使用。
(4)收作時期,通風系統穩定是非常重要的,漏風會使采空區內的有害氣體因壓力變化而突然涌人工作面,同時漏風也會降低防滅火期間注氮的效果,控制進、回風壓差的措施應慎重。
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