纳林河二号矿井首采面综合防灭火技术研究

张作华,王永峰（中煤能源鄂尔多斯分公司,内蒙古 伊金霍洛017200）

纳林河二号矿井首采面综合防灭火技术研究

张作华,王永峰
（中煤能源鄂尔多斯分公司,内蒙古 伊金霍洛017200）

摘 要：本文介绍了纳林河二号矿首采工作面在正常生产期间，通过采取综合防灭火技术，防止采空区遗煤的自然发火，确保了工作面回采期间的安全生产。

关键词：采空区；防灭火；措施

1　31101工作面概况

31101工作面位于纳林河二号矿井首采区中部，北以回风顺槽、南以胶运顺槽、辅运顺槽、西以一号辅助运输大巷、东以切眼为界，工作面走向长3030m，宽240m，煤层平均厚度5.5m，倾角1～3°，地质储量519.9万吨，为运输方便，在胶运顺槽、辅运顺槽之间每100米设有一道联络巷，邻近区域没有采空区。（见图1）煤样吸氧量0.89 cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅰ级，属于容易自燃煤层，煤层的自燃发火期一般为40～60天。工作面采用走向长壁采煤法，顶板管理方法为全部垮落法。采用两进一回的 Y 型通风方式，工作面风量为2800m3/min。

2　31101工作面防灭火重点区域

（1）切眼附近。切眼从掘进揭露煤体至回采间隔时间长，表体煤炭同空气接触时间长，自燃发火隐患大。

（2）停采线附近。在接近停采线1m停采后不能及时撤面、封闭，而导致自燃危险性增加。因此，停采线附近是采空区最易发生自燃火灾的地点，是防灭火工作的重中之重。

（3）采空区。工作面回采期间遗留的碎煤较多，如果工作面漏风较大，黄泥灌浆和注氮不及时或效果不好，会导致积聚碎煤温度升高，从而引起自燃发火。

（4）临时停采期间，工作面、采空区及已施工完的密闭内侧煤体。工作面在回采过程中，由于受外界某种原因临时停采时，工作面、采空区及已施工完的密闭内侧煤体氧化升温时间长，自燃发火的危险性也随之增加。

井下煤炭自然发火会给矿井安全生产带来严重威胁和巨大的经济损失，甚至发生人身伤亡的重大事故[1]。而在煤炭自燃事故中，采空区自燃事故占 60%以上，因此，做好采空区防灭火工作对于易自燃发火矿井更是重中之重。

3　采空区防灭火的具体措施

采空区自然发火主要是采空区浮煤或煤柱连续供氧而引起，只要隔绝供氧或改变浮煤能够自燃的条件，就可以防止自然发火。

3.1 合理组织生产

根据邻近区域的开采经验，月推进度在 55 m 以上使采空区遗煤尽快进入窒息带，为此加快工作面的推进速度，坚持正规循环，合理组织生产，确保日平均割煤5刀以上，日推进度达4 m 以上；同时提高煤炭回采率，杜绝留顶煤或底煤，尽量将浮煤清理干净，从源头上杜绝煤炭自燃。

3.2 保持合理风量

保持合理的风量对采空区煤层自燃防治及有害气体的控制是非常必要的，风量过大，会造成采空区空气的增加，因此为减少采空区漏风、防止采空区浮煤发生自燃，在满足安全生产的前提下，工作面风量尽量降低，稳定在2800m3/min左右。

3.3 喷洒阻化剂

阻化剂采用工业氯化钙。该材料不污染井下空气和危害人体健康,正常推进情况下，每班对工作面底板（顶板）浮煤、采空区以及采煤工作面上下端口地段以及温度升高区域喷洒15%的氯化钙溶液，利用阻化剂包裹煤表面，形成保护层，以隔绝未回收的浮煤与空气接触，降低煤的氧化速度。

3.4 采空区注氮防灭火

3.4.1 注氮防灭火方式

氮气输送管路沿31101工作面胶运顺槽巷道底板敷设1趟φ219无缝钢管作为干管。注氮地点选择在工作面进风侧，注氮释放管口应处于采空区氧化带内。根据实践经验把氮气释放口的位置定为距工作面50m处。先在第一条注氮支管配备氮气释放口弯头，随工作面推进50m后开始注氮，同时第二条注氮支管配备氮气释放口弯头，当推过第二条注氮支管氮气释放口弯头50m后，通过三通装置切换至第二条注氮支管，同时断开第一条注氮支管并在末端配备氮气释放口弯头，以此类推。

3.4.2 注氮管路的铺设要求

（1）要求平、直、稳，接头不漏气。每节钢管的支点不少于两点，不允许在管路上堆放他物。低洼处可设置放水阀。

（2）氮气输送管路采用法兰盘连接，管路及管件均进行防腐处理，刷黄色油漆，沿材料巷从外向里编号管理。

（3）定期对输氮管路进行试压检漏。

（4）在注氮主管每隔300m设置一个三通阀门作为观察点，定期测定注氮管路中的氧气浓度，确保注入的氮气浓度不小于97%，且气源稳定可靠。

3.5 加强监测

（1）在回风顺槽内设 CO 传感器，连续监测回风流中CO 浓度。

（2）安排专职瓦检员在工作面50m范围内每天对综采面采空区、上隅角、联巷密闭进行一次气体采样分析，尤其是一氧化碳浓度的检测分析，并绘制变化曲线，以便及早发现发火征兆。

（3）在回风上隅角安设束管检测系统，由综采队负责及时延接束管监测管路，保证其连续正常工作。

4　结论

纳林河二号矿井在首采面开采过程中，严格技术管理，采取综合防灭火措施，从源头上预防火灾隐患，在回采过程中没有出现过一次自然发火征兆，确保了回采期间的安全生产。在与纳林河二号井同类型煤层的开采中，具有较好的借鉴意义。

参考文献：

[1]贾学军，张满圈，苏现保等．矿井防灭火注浆系统的改造[J].矿业安全与环保，2005,32(01):61-62．

作者简介：张作华（1973-），男，江苏沛县人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：安全管理。