新型防滅火材料在八礦的應用

王根卿,張銀振,付保山

(鶴壁煤電股份公司八礦,河南鶴壁458000)

摘　要:通過新型滅火材料的應用,對處理和預防采空區和煤巖交接處自然發火及密閉周圍漏

風,效果非常明顯。羅克休、馬麗散、復合膠體及MEA防滅火材料,各有各自的適應條件,根據不同地點,不同情況,采用不同的滅火材料進行處理,能夠達到預防和防治自然發火的目的。

關鍵詞:新型滅火材料;處理巷道采空區漏風;防治自然發火

中圖分類號:TD75+2.2　　　文獻標識碼:B　　　文章編號:1003-496X(2006)05-0017-02

1　礦井概況

鶴壁八礦于1958年建井,1960年投產,礦井生產能力為10萬t/a,1970年擴建為60萬t/a的中型礦井,2004年礦井核定通風能力為118萬t/a,實際礦井生產能力為80萬t/a。

八礦位于鶴壁市山城區南部,井田南北走向長為4.5 km,東西傾向寬2 km、面積9.6 km2。井田含煤地層為石炭二迭系,主要含煤地層為太原群和山西組。山西組為二煤組,含煤1~3層。平均總厚6.79 m,其中二1煤為本區主采煤層,平均厚度6.75m。煤層偽頂為0~1.0 m的黑色泥巖,直接頂為砂質泥巖,平均厚6.28 m,老頂為砂巖,中厚層狀,成分以石英為主,平均厚9.81 m。偽底為厚0~1 m,黑色泥巖,直接底為灰黑色砂質泥巖,平均厚3.69m,老底為砂巖,灰褐色,中厚層狀,成分以石英長石為主,平均厚13.95 m。

礦井為煤與瓦斯突出礦井,2004年礦井瓦斯絕對涌出量49.49 m3/min,相對瓦斯涌出量29.41m3/t。礦井煤塵爆炸試驗,火苗長度5~40 mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量20%~65%,煤塵爆炸指數>10%,煤塵具有傳導性爆炸危險。礦井二1煤的自燃傾向為三類,不易自燃,但在防滅火管理上仍按易自燃礦井管理。

井田范圍內沒有測溫鉆孔,缺地溫資料,據開采實踐,-400 m以上沒有地溫異常。

2　自然發火情況及原因分析

2.1　自然發火情況

建礦以來共發生10起煤碳自燃事故,其中:煤柱老采發生明火6起,石門煤巖交接處發生明火2

起,冒落的巷道高頂處發生滅火2起。近幾年來,出現高溫點6起,主要地點是石門煤巖交接處、冒落的巷道高頂處以及結束工作面密閉采空區內。

2.2　自然發火原因分析

(1)煤柱老采及采煤工作面放頂煤開采,由于推采速度慢,回采率低,采空區浮煤多,采空區不注漿或注漿效果不好時,容易引起煤炭自燃。

(2)煤巷掘進時巷道冒頂或與上一個結束工作面冒透以及石門煤巖交接處頂板破碎造成采空區漏風,容易產生高溫點發生自然發火。

(3)結束工作面密閉建在運輸巷、回風巷煤體內,造成空頂、空幫密閉周圍漏風,容易產生高溫點發生煤炭自燃。

(4)采煤工作面上下區段煤柱小,當下一個區段回采時,煤柱壓碎,向上一個結束工作面采空區漏風,容易產生高溫點造成煤炭自燃。

(5)工作面受采動影響,巷道被壓裂向采空區內漏風容易自然發火。

3　防治自然發火措施

過去由于煤炭滯銷,經濟效益不好,安全投入少,防滅火措施單一,主要是采煤工作面結束后,對運輸巷、回風巷進行密閉,向采空區注漿,當發生火災時,被動的去處理火災,采取的預防措施少,造成高溫地點和自然發火次數頻繁發生。

近幾年來,礦井加大了安全投入,預防為主,關口前移,設立專職人員加強了防滅火檢查,發現問題能夠及時處理,在日常管理上,采取了多種防滅火安全措施。

(1)工作面生產期間向回采的采煤工作面上隅角老塘內采用埋管注漿,工作面下尾巴吊掛防滅火風幛,防止向采空區漏風,防止自然發火。

(2)工作面每推進20~25 m向采空區內注復合膠體或MEA防滅火材料,防止自然發火。

(3)工作面結束后,在工作面停采線附近及運輸巷、回風巷兩端注復合膠體、MEA等防滅火材料,防止自然發火。

(4)向已結束工作面采空區密閉內注漿、注復合膠體及MEA防滅火材料,防止自然發火。

(5)向密閉周圍裂隙注羅克休堵漏風,防止自然發火。

(6)石門煤巖交接處,空頂、空幫比較嚴重,為了防止向上部采空區漏風,先在煤巖交接處巷道周圍進行噴漿,然后再注羅克休堵漏風,局部高溫地點采取打鉆注水注漿等方法進行處理。

4　新型滅火材料的應用及效果

近幾年經過對羅克休、馬麗散、復合膠體及MEA防滅火材料的應用,效果非常明顯,降低了采空區漏風,減少了高溫現象,對礦井的防滅火起到了較大的作用,杜絕了火區的發生。

(1)2403南工作面結束后,由于密閉建在工作面運輸巷、回風巷的煤體中,空頂、空幫嚴重,再加上2403中巷受采動影響向采空區漏風,造成2403南結束工作面回風巷密閉內CO濃度嚴重超標。為了防止向2403南結束工作面采空區內漏風,該礦對2403巖中巷受采動影響段頂部、兩幫及2403南工作面運輸巷、回風巷密閉周圍裂隙采用注羅克休、馬麗散,向采空區注MEA防型滅火材料,經過一段時間的觀察和檢查,工作面回風巷密閉內CO呈下降趨勢,直至檢查不出來。

(2)2403中巷三石門煤巖交接處,上部是已采過的2403工作面采空區,下部是正在開采的2405工作面,由于2403巖中巷三石門揭煤時,巷道上部空頂,2403工作面采過后與2403工作面采空區冒透,經過一段時間后,2403中巷三石門巷道頂部出現熱氣,溫度達到32~37℃,為了防止自然發火,我礦在石門煤巖交接處20 m范圍內,先進行噴漿,然后向巷道頂部及兩幫打孔,進行注羅克休、馬麗散封堵漏風,采取上述綜合措施后,煤巖交接處溫度明顯下降,熱氣消失了。

(3)3002工作面于2004年8月份開始投產,上部是2206結束工作面采空區,煤柱6 m,煤層傾角25°~28°,煤厚7.8~8.2 m。2005年2月份,工作面上隅角發現CO濃度達到19×10-6,為了防止自然發火,每班安排專人分三班利用注漿管路向上隅角采空區內注MEA防滅火材料,經過近一個月的注膠,CO濃度下降到5×10-6,效果比較明顯。

5　結　論

通過新型滅火材料的應用,對處理和預防采空區和煤巖交接處自然發火及密閉周圍漏風,效果非常明顯。羅克休、馬麗散、復合膠體及MEA防滅火材料,各有各自的適應條件,根據不同地點,不同情況,采用不同的滅火材料進行處理。

(1)羅克休膨脹系數大,堵漏風迅速,不溶于水,抗壓能力差,不適應直接滅火,一般用于封堵巷道空幫、空頂、密閉裂隙及周圍的漏風。

(2)馬麗散膨脹系數相對于羅克休小,抗壓能力強,不容于水,可直接滅火,它適用于淋水巷道的空幫、空頂、密閉裂隙和周圍的漏風封堵。

(3)復合膠體配合黃泥漿,充填采空區裂隙,容易凝固,使空氣與煤體隔絕,降低煤溫,阻止煤炭氧化,它適用于向采空區和密閉內充填堵漏。

(4)MEA防滅火材料膨脹系數高,使用人員少,配備操作簡單,它適用于向采空區和密閉內應用。

　　作者簡介:王根卿(1966-),1987年畢業于焦作煤炭工業學校,2005年畢業于河南理工大學,現任鶴壁煤電公司八礦通風副總工程師。

(收稿日期:2005-09-11;責任編輯:郭瑞年)