堅(jiān)硬頂板煤礦火災(zāi)治理

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1、堅(jiān)硬頂板煤礦火災(zāi)治理1工作面概況102工作面為xx煤礦首采面，煤層屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、厚度穩(wěn)定的中厚煤層，平均煤厚2.4m,煤層平均傾角16°,走向長(zhǎng)度600m,傾向平均長(zhǎng)度140m，屬于自燃煤層。煤層頂板直接頂、老頂為粉砂巖、細(xì)砂巖，厚度分別為2.08m、17.1m，粉砂巖堅(jiān)固性系數(shù)為6.8,細(xì)砂巖堅(jiān)固性系數(shù)為8.0,質(zhì)地堅(jiān)硬，不易垮落。工作面采用U型通風(fēng)，上行通風(fēng)，［Hl采期間和對(duì)瓦斯涌出量為9n?/t,工作面推進(jìn)15m時(shí)揭露F5斷層，斷層落差為1.4m，推進(jìn)47m后工作面上隅角氣溫和CO升高，出現(xiàn)煤焦油氣味，采空區(qū)遺煤出現(xiàn)

2、自燃。2遺煤自燃原因分析1）采空區(qū)存在大量遺煤。102工作面開(kāi)切眼處局部煤層厚度大于設(shè)計(jì)的最大采高，所以該區(qū)域采取留底煤的方式進(jìn)行冋采，由于煤質(zhì)強(qiáng)度低，易破碎，跨落的頂板以及底板壓力會(huì)導(dǎo)致留底煤區(qū)域出現(xiàn)破碎堆積的浮煤，加之推進(jìn)過(guò)程中遇F5斷層，斷層落差為1.4m,過(guò)斷層處也存在大量遺煤。2）采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重。102工作面采空區(qū)采用全部垮落法控制頂板，頂板為粉砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，不易垮落，頂板周期性垮落步距大，導(dǎo)致采空區(qū)冒落不嚴(yán)實(shí),漏風(fēng)嚴(yán)重，氧化帶范圍大。3）工作面遇斷層推進(jìn)速度慢。工作面推進(jìn)15m時(shí)揭露F5斷層，過(guò)斷層期間嚴(yán)重影

3、響了推進(jìn)速度，導(dǎo)致切眼處遺煤及斷層處遺煤長(zhǎng)吋間氧化，隨著工作面的推進(jìn)，氧化充分的遺煤有了良好的蓄熱條件，繼而發(fā)生自燃。3防滅火難點(diǎn)分析1）頂板垮落困難，采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，漏風(fēng)控制難度大。質(zhì)地堅(jiān)硬的頂板導(dǎo)致周期性垮落步距大，加之102工作面為首采工作面，利用完全冒落法控制頂板，上下隅角處敞幵空間大，導(dǎo)致向采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重。2）遺煤氧化范圍大。良好的漏風(fēng)環(huán)境，導(dǎo)致采空區(qū)的遺煤（開(kāi)切眼處的遺煤、過(guò)斷層處的遺煤、正?；夭蓵r(shí)的遺煤）全部長(zhǎng)時(shí)間氧化，遺煤氧化范圍廣，正常防滅火措施處理效果不明顯且難度大。4綜合防滅火技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合該工作面防

4、火火的難點(diǎn)，徐州吉安礦業(yè)科技冇限公司的技術(shù)人員對(duì)102工作面采用上下隅角分段間隔壘袋墻、上下隅角架后放震動(dòng)炮進(jìn)行預(yù)放頂、采空區(qū)灌注普瑞特防火火材料對(duì)遺煤進(jìn)行全面覆蓋等綜合防火火措施。4.1堵漏措施針對(duì)上下隅角放頂困難、漏風(fēng)量大的問(wèn)題，采取在工作面上下隅角分段間隔壘袋墻，袋墻間隔為5m,同時(shí)在端頭支架架后5?10m范圍內(nèi)放震動(dòng)炮的方式進(jìn)行預(yù)放頂，從而促使上下隅角頂板充分冒落，冒落破碎巖石充填于袋墻之間，袋墻周?chē)纬擅軐?shí)區(qū)域，增大采空區(qū)漏風(fēng)阻力，采空區(qū)漏風(fēng)大量減少，氧化自燃帶范圍前移并縮小，防止采空區(qū)浮煤大范圍持續(xù)氧化發(fā)生自燃

5、。4.2防火火材料全面覆蓋氧化區(qū)采取減少漏風(fēng)措施后，采空區(qū)氧化帶范圍必然縮小并前移，但是由于采取控制漏風(fēng)前采空區(qū)遺煤已大范圍氧化，要徹底防止采空區(qū)遺煤自燃，對(duì)采空區(qū)己充分氧化的遺煤需要利用防火火材料進(jìn)行全面覆蓋。4.3普瑞特防火火特點(diǎn)及應(yīng)用工藝徐州吉安礦業(yè)科技冇限公司研制的普瑞特防火火新技術(shù)集氮?dú)?、凝膠、三相泡沫、阻化劑等防火火技術(shù)優(yōu)點(diǎn)于一體，生成的凝膠以泡沫為載體向火區(qū)的中、高位火點(diǎn)堆積擴(kuò)散，所到之處凝膠均能冇效覆蓋黏附浮煤裂隙，對(duì)火區(qū)煤體吸熱降溫并持久保持煤體濕潤(rùn)冷卻，同時(shí)冇效封堵漏風(fēng)通道；材料添加劑中含冇的阻化劑長(zhǎng)久

6、對(duì)煤體阻化，防治煤體氧化升溫；泡沫中的水固結(jié)在凝膠體內(nèi)，避免泡沫易潰漿的缺點(diǎn)；泡沬中的氮?dú)饩徛尫?，避免了單?dú)注氮吋氮?dú)馊菀咨⑹У娜秉c(diǎn)，持久保持火區(qū)的惰化。普瑞特防火火材料由A料和B料組成，分別與水按體積比為2%和1%混合形成預(yù)混液，通過(guò)接入礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的雙液氣動(dòng)泵輸送至普瑞特發(fā)泡成膠裝置，在發(fā)泡成膠裝置接入氮?dú)夤苈肥够旌弦喊l(fā)泡，經(jīng)發(fā)泡成膠裝置制備出的普瑞特直接通過(guò)鉆孔注入防火火區(qū)域，普瑞特制備工藝流程如圖1所示。輸送管路發(fā)泡成膠裝置普瑞特^料普瑞特％料制氮機(jī)與水混合液與水混合液圖1普瑞特制備工藝流程徐州吉安礦業(yè)科技冇限公

7、司研制的注漿防火火系統(tǒng)主要是將形成普瑞特的A、B兩種料液按比例混合后引導(dǎo)至采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)快速、安全、高效的防火火，為實(shí)現(xiàn)普瑞特能夠覆蓋整個(gè)采空區(qū)遺煤，通過(guò)上隅角架后25m和50m的預(yù)埋的灌漿管路向采空區(qū)注入普瑞特。5應(yīng)用效果XX煤礦102工作面回風(fēng)隅角CO濃度于2016年1月中旬開(kāi)始出現(xiàn)升高趨勢(shì),檢測(cè)到CO濃度由6ppm上升至14ppm，1月16日時(shí)急劇升高至29ppm，采空區(qū)遺煤自燃趨于嚴(yán)重。礦方采取緊急防滅火措施，在B102工作面上下隅角處隨著工作面的推進(jìn)每間隔5m設(shè)置袋子墻，同時(shí)在架后5?10m頂板處放震動(dòng)炮進(jìn)行預(yù)放頂

8、，控制采空區(qū)漏風(fēng)，針對(duì)采空區(qū)己大面積氧化的遺煤通過(guò)預(yù)埋注漿管路向采空區(qū)灌注新型防滅火材料普瑞特對(duì)遺煤進(jìn)行全面覆蓋。采取以上措施后，回風(fēng)隅角CO濃度顯著降低并趨于穩(wěn)定，1月21日檢測(cè)到回風(fēng)隅角CO濃度為6ppm，防滅火效果十分顯著，保證了工作面的正常推進(jìn)。1月13日至1月21日回風(fēng)隅角CO濃度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表