易自燃煤层采煤工作面综合防灭火技术研究

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摘 要 肥矿集团涿鹿安泰煤业有限责任公司整合的涿鹿县三矿（东沟、胡庄、兴梁），均属易自然发火煤层，煤层发火期3-6个月，由于煤层自然发火期较短，严重制约了矿井下一步在掘进和回采过程中的安全生产。文章论述了易自燃煤层采煤工作面综合防灭火技术，包括预防性灌浆技术、充填复合凝土技术、聚氨酯隔风喷涂技术、化学凝胶防灭火技术，以及防治上、下隅角遗煤自燃的技术。

关键词 易自然；采煤工作面；防灭火；技术

中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0089-01

煤炭自燃火灾是我国煤矿安全生产面临的一大突出灾害，中国大型矿井中约有72.1%的矿井存在煤层自燃灾害。煤矿井下自然发火易诱发火灾、瓦斯爆炸等事故，产生的有毒有害气体，严重威胁矿工生命安全、恶化自然生态环境。随着科技进步和管理水平的提，凝胶、二氧化碳、氮气、三相泡沫等先进防灭火技术手段的推广应用，我国煤矿百万吨发火率逐年下降，但煤矿自燃火灾防治形势仍较为严峻。本文重点探索易自燃煤层采煤工作面回采期间的防灭火技术，以促进矿井的安全生产。

1 矿井概况

矿集团涿鹿安泰煤业有限责任公司整合的涿鹿县三矿（东沟、胡庄、兴梁），均属易自然发火煤层，煤层发火期3-6个月，由于煤层自然发火期较短，严重制约了矿井下一步在掘进和回采过程中的安全生产。据调查，邻近矿井冀中能源的涿鹿煤矿牛西井就因受自然发火影响造成重大的经济损失和危及人身安全。因此，研究应用科学合理的防灭火措施，采取有效而针对性强的防灭火手段，成为保障矿井安全生产，实现经济效益的重要课题。本文结合矿井的实际，重点探讨采煤工作面综合防灭火技术，采用先进的预防性灌浆技术、充填复合凝土技术、聚氨酯隔风喷涂技术、化学凝胶防灭火技术和防治上、下隅角遗煤自燃的技术，有效的控制了煤层的自燃，达到了保证矿井安全生产的目的。

2 易自燃煤层采煤工作面综合防灭火技术

2.1 预防性灌浆技术

当前，通常广泛应用的一种防治煤层自燃的技术是预防性灌浆技术。在要求分层开采和存在分层工作面的过程中，务必将黄泥浆灌入工作面的采空区。在对黄泥浆进行配置的时候，水跟黄泥间的比例应当高于1：5，保障每一天至少一个班灌浆空区，通过湿润水分包裹采空区遗煤，防止出现遗煤氧化聚热的现象，在灌浆的过程中需要将每一次的灌入量减少，且将灌浆的次数增多。这项技术的缺陷是：倘若不适当地操作，会导致工作面跑浆情况的出现，这不利于整个开采过程的顺利进行。倘若工作面巷顶部存在残留煤皮或冒顶空洞的现象，那么就应当实施一定的策略加以解决。当前，经常应用的一项技术是人工插管注浆冒顶空洞，针对未存在冒顶之处通过机械插管进行注浆，借助钻机打钻，再将注浆管插入，这个时候，最好控制至少3米的注浆管的长度，确保大概4米的孔间距，以及控制大概45度的钻孔角度。在回采结束之后，应当将密闭墙加设在工作面进风口位置，通过综采线位置铺设的管道实施封闭式的注浆，对它实施间断的填充。

2.2 充填复合凝土技术

通常在冒顶范围比较大、冒顶区长，以及冒顶高的位置应用充填复合凝土防治技术。根据下面的计量对复合凝土加以配置：15%的固化剂、50%的水，剩下的是黄土。通常要求大概五分钟的时间来固化凝结。在填充的时候，借助充填机的作用，复合凝土原料往稠浆液转化，然后借助高压泥浆泵在钻孔当中进行填充，在凝结之后，变成最后的复合凝土。

2.3 聚氨酯隔风喷涂技术

聚氨酯隔风喷涂技术是一种非常重要的灭火技术，它是在封闭架顶碎煤、架后供氧通道、拆除工作面支架、继续拧喷涂工作面架后与架顶时候所应用的一种技术。其中，阻燃剂、发泡剂、多元醇聚醚、催化剂、异氰酸酯等是制作聚氨酯喷涂的过程中需要的原材料。其中，我们称作异氰酸酯为所谓的黑料，它这个组分属于独立性，而它其余的原材料被叫做白料。在进行制作的时候，仅仅要求等量地混合搅拌这两种材料就行，它的制作过程十分简单，以及制作迅速，不耽误时间。聚氨酯涂料有着比较强的发泡性能，能够实现大概25倍，并且黏着性能好，在架缝表面位置涂抹的时候，在发泡膨胀之后，能够添堵出现漏风现象的任何空隙，从而实现理想的效果。

2.4 化学凝胶防灭火技术

化学凝胶防灭火技术是封闭堵漏和局部高温点的一项关键技术。生产化学凝胶的重要原料是水玻璃与碳酸氢铵，化学凝胶当中的碳酸氢铵大概占到3%，而水玻璃大概占到3%-9%，在压注的过程中通过注浆泵与三通管连接钻孔间。含量愈高的促凝剂有利于加速成胶的过程。倘若对空洞实施大量和快速地充填，一般借助胶体泥浆，在对胶体泥浆进行配置的时候，通常是借助地面灌站输送水玻璃到井下，再加入促凝剂。

2.5 防治上、下隅角遗煤自燃的技术

在完成采面拉架放顶后，通过洒水进行降温，进而确保隅角里面煤的湿润与低温。在进风侧周围，为了增加隅角漏风湿度，应当创建一道水幕，且保障它的长时间运行，对煤层的自燃进行有效地控制。在处理下隅角高温点与隔离采空区漏风的时候，应当通过应用临时封闭以及充填凝胶的技术。在工作过程中，应当持续地创建新型的密闭墙，再填充凝胶，避免出现自燃的情况。

3 结论

综上所述，易自燃煤层采煤工作面的综合防灭火这项工程较为复杂，煤矿矿井的工作者需要全面地认知出现自燃的条件，体会煤层自燃的影响因素，像是产量、地质、通风等，实施有效的策略处理和预防自燃的情况，确保煤矿的顺利生产和人员安全。

参考文献

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作者简介

李伟（1977-），男，汉族，工程师、注册安全工程师，2007年毕业于山东科技大学采矿工程专业，现任山东能源肥矿集团涿鹿安泰煤业公司胡庄煤矿生产副矿长。