關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

1 、工作面概況：

國(guó)陽一礦8806工作面位于北丈八井八采區(qū)北翼，東鄰8804工作面（已采），西鄰8808工作面（已采），南接八采區(qū)東二新補(bǔ)回風(fēng)巷，北鄰蔭營(yíng)礦界。對(duì)應(yīng)上方為3號(hào)煤層及12號(hào)煤層采空區(qū)。煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層總厚度最大7.5m，最小6.30m，平均煤厚7.18m。本工作面可采走向長(zhǎng)度為710m，采長(zhǎng)110.5m，工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為42m³/min，相對(duì)瓦斯涌出量為12m³/t，煤塵無爆炸性，但煤層具有自燃傾向性。

該綜放工作面采用“一進(jìn)兩回”、配以走向高抽巷通風(fēng)系統(tǒng)，U+I+走向高抽巷形式，走向高抽巷沿13^#煤層底板布置。該綜放工作面于2004年10月22日開采，工作面配風(fēng)量為1250m³/min，回采4個(gè)多月后，回風(fēng)落山角出現(xiàn)CO，濃度為10×10^－6～20×10 ^－6，該工作面正常采用均壓等防火措施，CO濃度趨于穩(wěn)定。隨著工作面的推進(jìn)，進(jìn)、回風(fēng)、尾巷壓力逐漸正增大，2005年3月8日0點(diǎn)班，瓦斯檢查員檢測(cè)：工作面回風(fēng)落山角CO濃度達(dá)80×10^－6，且工作面機(jī)尾3組支架頂部出現(xiàn)掛汗現(xiàn)象，工作面多處不同程度的出現(xiàn)CO，3月10日回風(fēng)落山角CO濃度上升到180×10^－6，架頂后部采空區(qū)用紅外線測(cè)溫儀測(cè)得溫度為60℃，工作面被迫停產(chǎn)。

2 自然發(fā)火點(diǎn)的確定及其原因分析

  2.1自然發(fā)火點(diǎn)位置的確定

  通過對(duì)8806工作面及回風(fēng)落山角CO濃度取樣化驗(yàn)測(cè)定結(jié)果分析，工作面第60架到工作面回風(fēng)落山角采空區(qū)均有CO出現(xiàn)，第75架、第74架、第73架支架后部出現(xiàn)高溫，溫度分別為39℃、37℃、36℃。這些情況都表明8806工作面采空區(qū)出現(xiàn)了煤炭自燃征兆，存在自然發(fā)火隱患。

  2.2自然發(fā)火原因分析

（1）由于該工作面為八采區(qū)的最后一個(gè)工作面，雙鄰采空區(qū)，在回采過程中，進(jìn)、回風(fēng)兩巷處于應(yīng)力集中帶，煤柱承受壓力大、造成了煤柱破碎，裂隙發(fā)育，與相鄰工作面已采空區(qū)溝通，使相鄰已采區(qū)的CO和瓦斯涌入，使工作面CO、瓦斯增大超限。

（2）進(jìn)、回風(fēng)兩端頭斷面縮小，通風(fēng)阻力增大，為保證工作面計(jì)劃風(fēng)量，勢(shì)必加大通風(fēng)壓力，更加大了采空區(qū)的漏風(fēng)，增加了氧化帶的寬度。

（3）工作面回采期間，由于雙鄰采空區(qū)，工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道承受較大壓力，巷道變形嚴(yán)重，兩端頭高度不足，致使工作面放頂煤效果不好，采空區(qū)遺留大量浮煤，給煤炭自燃提供了良好的“物質(zhì)基礎(chǔ)”。

（4）工作面生產(chǎn)條件的惡化，推進(jìn)速度減慢，使得采空區(qū)遺留的浮煤長(zhǎng)期時(shí)間處于氧化帶內(nèi)，增加了自燃發(fā)火的隱患。

（5）8806是高瓦斯工作面，為解決瓦斯問題，配風(fēng)量高達(dá)1250m³/min，進(jìn)回風(fēng)端頭壓差150Pa。但隨著工作面的推進(jìn)，壓力逐漸顯現(xiàn)，使進(jìn)、回風(fēng)兩巷承受較大壓力，巷道變形嚴(yán)重，兩端頭高度不足，使工作面壓差加大到210Pa，造成采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，加劇了煤體氧化，使得氧化帶寬度加大，氧化時(shí)間增長(zhǎng)，更增加了自燃發(fā)火的隱患。

（6）工作面走向高抽巷抽放瓦斯量小。根據(jù)15^#煤層工作面的開采資料，布置在13^#煤層中的走向高抽巷抽放瓦斯純量一般在12-20 m³/min，但8806工作面自開采至2月中旬的瓦斯抽放純量最大在6.5 m³/min，根據(jù)工作面走向高抽巷施工時(shí)的地質(zhì)情況，8806工作面采至260m時(shí)走向高抽巷進(jìn)入低凹處，高抽巷頂板壓力較大，且低凹處有積水，可能造成走向高抽巷堵塞，嚴(yán)重影響走向高抽巷的瓦斯抽放量，造成工作面瓦斯和CO超限。

（6）層間壓差調(diào)節(jié)不合理。由于12^＃與15^＃煤層間距平均為40-45m，故合理調(diào)節(jié)12^＃與15^＃煤層間的壓力較為重要，一礦12^＃與15^＃煤層間的壓差一般在60-70mmh₂o，可能由于12^＃煤負(fù)壓降低，導(dǎo)致12^＃煤采空區(qū)瓦斯及殘存CO下行，造成8806工作面瓦斯和CO超限。

3 綜合防滅火措施

  3.1采取開區(qū)均壓控制工作面風(fēng)量

工作面停采后，對(duì)工作面兩端頭進(jìn)行整巷，進(jìn)、回風(fēng)兩巷全長(zhǎng)支設(shè)液壓?jiǎn)误w柱進(jìn)行維護(hù)，以保證其暢通。打開回風(fēng)風(fēng)卡，調(diào)節(jié)采區(qū)風(fēng)卡，使工作面風(fēng)量由1250 m3/min降低到450 m³/min，工作面進(jìn)、回風(fēng)壓差降到73Pa。

合理調(diào)節(jié)與12^#煤層的層間壓差，使四尺壓力高于丈八80-90mmh₂o，杜絕四尺采空區(qū)瓦斯及殘存CO下行。

  3.2封堵采空區(qū)漏風(fēng)通道

  （1）掛風(fēng)幛堵漏。為盡可能減少采空漏風(fēng)，采用在工作面進(jìn)風(fēng)落山釘板墻骨架，上風(fēng)幛，快速密閉噴漿封閉，阻斷進(jìn)風(fēng)落山向采空區(qū)漏風(fēng)通道，減小采空區(qū)漏風(fēng)。

（2）應(yīng)用注凝膠技術(shù)的方法封堵采空區(qū)區(qū)漏風(fēng)。工作面上下隅角是采空區(qū)漏風(fēng)的主要通道，為增加堵漏效果，又在進(jìn)回風(fēng)落山角及工作面全長(zhǎng)進(jìn)行注膠，對(duì)高溫點(diǎn)煤體進(jìn)行重點(diǎn)注膠，封閉采空區(qū)松散煤體，降低煤體溫度。

  3.3 由回風(fēng)落山角引￠226瓦斯管至總回風(fēng)，利用主扇負(fù)壓抽排回風(fēng)落山角涌出的CO。調(diào)節(jié)其抽排負(fù)壓，使回風(fēng)落山角處于均壓狀態(tài)，使采空區(qū)CO氣體不向工作面放散，保證回風(fēng)落山角CO不超限。

3．4由工作面對(duì)應(yīng)尾巷位置開口，采用局扇外部供風(fēng)對(duì)尾巷進(jìn)行整巷，而不從尾巷外部安設(shè)局扇，避免了局扇供風(fēng)壓力對(duì)采空區(qū)的影響。

3．5在工作面回風(fēng)底版等高線最低點(diǎn)施工鉆孔與高抽巷貫通，釋放高抽巷積水，增加高抽巷暢通性，保證高抽巷抽放濃度和抽放量。

3．6尾巷整巷結(jié)束后，及時(shí)將支架前探梁伸出，緊貼煤幫，充分發(fā)揮尾巷的作用。

  4、效果

  （1）通過實(shí)施開區(qū)均壓控制工作面風(fēng)量、合理調(diào)節(jié)與12^#煤層的層間壓差有效地降低了工作面壓差，并采取掛風(fēng)幛、注凝膠等一系列堵漏增阻的措施，大大減少了工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)，起到了有效防滅火作用。

  （2）由回風(fēng)落山角引￠226瓦斯管至總回風(fēng)，利用主扇負(fù)壓抽排回風(fēng)落山角涌出的CO。調(diào)節(jié)其抽排負(fù)壓，使回風(fēng)落山角處于均壓狀態(tài)，使采空區(qū)CO氣體不向工作面放散，保證回風(fēng)落山角CO不超限。    （3）措施實(shí)施后，工作面回風(fēng)落山角CO濃度由180×10^－6降低到40×10^－6，上隅角溫度由39℃降低到30℃，工作面3處高溫點(diǎn)成功消除。

（4）工作面于2005年3月21日恢復(fù)生產(chǎn)，恢復(fù)回采后，加快工作面推進(jìn)速度，盡快使停產(chǎn)期間采空區(qū)氧化帶進(jìn)入窒息帶，同時(shí)嚴(yán)格放頂煤的管理，盡量減少采空區(qū)遺煤量。回采初期采取了緩慢增風(fēng)的調(diào)壓措施。工作面繼續(xù)采取隨采隨注膠的防火措施，有效地控制了工作面自燃隱患，隨著回采進(jìn)度的加快，回風(fēng)落山角CO濃度及采空區(qū)溫度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，直至回采結(jié)束，工作面沒有出現(xiàn)CO超標(biāo)，使工作面安全順利地完成了回采和拆除并進(jìn)行永久封閉。

作者簡(jiǎn)介：武文剛  男  陽煤一礦通風(fēng)工區(qū)技術(shù)員  助理工程師太原理工學(xué)院陽泉學(xué)院