综采放顶煤开采的防治自然发火技术

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摘 要：阐述综放开采工艺的防治自然发火技术的特殊性，介绍了生产实践中的综合防治技术，对于现场生产中的防治自然发火工作具有指导意义。

关键词：综采放顶煤;防治自然发火;综合防治技术

前言

综采放顶煤是综合机械化生产采煤工艺的新技术，由于在缓倾斜厚煤层中基本上是一次采全高，因此，极大地简化了采区生产准备，减少了分层开采工艺过程，明显地具有高产、高效、投入少、效益好的优越性，但也极大地增加了采区开采防灭火、防治瓦斯、防治煤尘的技术难度，也就促成了综放开采自然发火技术的特殊性，为现场对综放开采自然发火的综合防治提出了一个新课题。

1 综放开采防治自燃发火技术的特殊性

1.1 综放开采防治自燃发火技术的特殊性

综放是属于半控制性开采，采空区大面积丢煤多而不均，工作面“两线”、端头顶煤又不易放出，使其大量丢煤，且多集中在“两线”、两道漏风源处。由于一次开采高度大，采空区内冒落影响岩石接顶线相对后移，采空区上下端头冒落不严，老塘漏风严重。采空区冒落影响高度大，尤其在旧区相近煤层群开采，旧巷较多时，也促成采区上下段、层间、区间、地表漏风电比较严重。

1.2 综放开采防治瓦斯技术的特殊性

综放开采工作面采、放2部溜子同时出煤，生产能力大，顶煤冒落、放出又不均，促成瓦斯涌出量大而不均，尤其在支架掩护板上方，易发生瓦斯超限。由于采空区冒落岩石接顶线后移，采空区内积聚大量瓦斯。当在某种外力作用下，如发生大面积冒落，通风系统改变等，大量高体积分数瓦斯涌出易发生瓦斯事故。

1.3 综放开采防治煤尘技术的特殊性

综放开采增加了放顶煤的新尘源，既截煤又放煤，采、放2部输送机同时出煤，或是1部输送机高位放煤时，煤尘飞扬极其严重。加之工作面的配风量也比其它工作面的大，高一些的风速也加大了煤尘的飞扬，都给煤尘的防治带来了一定难度。

2 综放开采防治自燃发火综合防治技术

2.1 综合防治火技术

由于综放开采防治火技术的特殊性，再沿用传统的打钻灌浆防火工艺很难奏效，近几年发展起来的注氮防火技术，对综放开采采空区防火是比较有效的。向采空区注氮，注氮量为500m3/h左右，利用束管监测系统连续观测，并对工作面风量进行调控。工作面风量为1600m3/min时，距工作面25m以外的采空区内O2体积分数降到5%以下。距工作面20～25m远的采空区内O2体积分数可降到5%～10%，为窒息带;距工作面11～20m远的采空区范围内O2在10%～18%，为氧化带;距工作面11m以内的采空区内由于受通风正负压的作用，有一定的风量，O2体积分数大于18%，为冷却带。通过对注氮前后的分析对比，原采空区氧化带的宽度由原来的19m缩至9m左右，再加上适宜的开采推进速度，就能有效地控制采空区煤炭氧化自燃发火。导致煤炭自燃发火是有多方面原因的，有内在因素，也有大量外在因素，应因地制宜地选用综合性的针对措施。

（1）封堵防漏措施。采空区由于受工作面通风正负压的作用，从人风巷至回风巷必然形成漏风通路，也形成注氮大量泄漏损失。为减少采空区漏风供氧，及减少采空区注氮泄漏损失，必须对通往采空区的一切漏风通路，进行有效地封堵防漏，尽可能地采用有效措施杜绝采面上下入回风巷、废旧巷漏风，减少层间、区间、地表的漏风。

（2）喷洒灌注阻化剂。一些吸水性很强的盐类;如氯化钙、氯化镁等，喷洒在煤岩表面形成一层含水液膜，可起到隔氧阻化作用，它吸收空气中水份，水的太热降温作用，使煤体长期处于潮湿状态，阻化剂的隔氧降温作用有效地抑制了煤炭氧化。

在开采过程中，要尽可能地加快工作面推进速度，巷道布置上要有合理的通风系统，选择合理的供风量，减少通风阻力。应用调压技术，实行“均压”通风，实现“以风防火和以风治火”的目的。

2.2 综合防治瓦斯技术

在高突矿井建立瓦斯抽放系统，对瓦斯含量较大煤层进行预抽，透气性较好的煤层经过充分地抽放，瓦斯抽放率可达30%～50%，在开采中极大地降低了瓦斯涌出量，减轻了矿井通风负担。开采时瓦斯涌出量仍然较大时，还可以边采边抽，或对采空区进行采后抽放。瓦斯抽放是防治瓦斯的“治本”措施。高突矿井必须建立瓦抽放系统，所开采的煤层都必须进行提前预抽，为采面的安全生产提供必要条件。

综放开采的特殊性决定了采空区瓦斯积存的体积大，极易向工作面，特别是上隅角处大量涌出，后部溜子放煤时也是如此。在瓦斯治理上，除采取抽放瓦斯治本的措施外，布置l条顶板巷做为专用排瓦斯尾巷，来解决上隅角及工作面附近采空区内的瓦斯向工作面大量涌出。通过实践效果很好，但增加了防火难度。

因此，必须将防火、防瓦斯同步考虑，在瓦斯威胁不大的煤层中，还可以少或不布置尾巷;在瓦斯大的区域，即使有发火问题，也要坚持以防治瓦斯为主的原则，必须布置尾巷，但要对尾巷及采空区做必要的防火工作，尾巷一旦失去作用，立即封闭，并进行大量充砂、冲灰隔绝处理，以保证彻底隔绝不发火。

防治瓦斯以通风为本，主要靠加强现场通风技术管理工作。围绕确保矿井通风能力够、通风系统稳定可靠、风流划分合理，保证综放工作面风量充足够用，利用设风幛或设防瓦斯风机方法防止工作面上隅角、支架掩护板上方瓦斯超限，加强局部通风管理、防止瓦斯积聚超限，加强瓦斯检查，消灭“假空漏”，充分利用瓦斯监测监控系统，按规定设置上齐瓦斯监测探头，场子作业人员按规定配齐使用瓦斯报警便携仪。只有这样才能有效地控制瓦斯事故的发生。

2.3 综合防治煤尘技术

煤体注水是最有效地减少煤尘生成量的措施，煤层透水系数较大，透水性较好，经过充分的注水，吨煤注水量可达35～40L，最小不小于20L为佳，在开采中就可少生成煤尘60%～80%，由此可见，对煤体进行充分地注水是防治煤尘最有效的“治本”措施。在开采中选用综合性的针对措施，如采机截煤时必须进行内外同时喷雾，天窗放煤时也要进行喷雾洒水，随时对上下两巷进行喷雾洒水，建立健全综合防尘系统，最大限度地减少煤尘的危害。煤体注水还可以软化煤体，是提高坚硬煤层顶煤可放性最有效的措施，高压力低流量常时注水方法效果较好，注水泵设备、封孔工艺技术也比较先进，又很经济。

结束语

综上所述，由于综放开采防治自然发火技术的特殊性和复杂性，采区开采时防治火、防治瓦斯、防治煤尘的技术难度加大，单纯依靠使用某种防治技术很难奏效。必须贯彻“综合防治”的原则，实行“综合防治”就是以“治本”措施为主，因地制宜地采取综合性的针对措施，使其各措施间扬长避短、相互补充、有机结合方能奏效。