高瓦斯不易自燃煤层综采面采空区高温隐患治理技术

邓林峰

(中国中煤能源集团有限公司,北京 100020)

1 工程概况

1.1 工作面基本情况

黄岩汇煤矿位于山西沁水煤田东北部,核定生产能力90万t/a,主采石炭系上统太原组15#煤层(无烟煤),为煤与瓦斯突出、不易自燃煤层。15113工作面位于矿井一采区南部,东部为15111工作面采空区,西部为未采区,北部为大巷保护煤柱,南部为井田边界与村庄保护煤柱。工作面走向长度2 200 m,倾斜长度230 m,煤层平均厚度5.2 m,煤层倾角2°～8°,煤层原始瓦斯含量5.32 m3/t。采用走向长壁一次采全高综采工艺,完全垮落法管理顶板,布置133个宽度1.75 m的综采支架;采用U型通风方式,顶板高抽巷、顺层钻孔等瓦斯抽采方法。工作面绝对瓦斯涌出量98 m3/min,相对瓦斯涌出量30 m3/t,正常生产期间配风量2 300 m3/min。

1.2 采空区高温隐患概况

2021年4月上旬工作面推进约1 560 m时遇多个断层,导致工作面推进缓慢。4月11日至19日工作面受“4.10”新疆丰源煤矿事故影响停产。4月29日工作面推进约1 580 m时,又受铁路压煤影响停产,当天工作面高抽巷传感器首次检测出CO气体,体积分数为1×10-6～3×10-6,采取喷洒阻化剂、投放干冰、打设挡风墙、灌注凝胶剂等措施后,CO体积分数维持在5×10-6～6×10-6。5月24日工作面开始准备回撤作业。7月8日工作面进行撤架前通风系统调整,风量降为1 100 m3/min,风流反向。7月11日13时高抽巷CO体积分数突然逐步上升,至7月13日CO体积分数最大达到1×10-3。同时工作面回风隅角检测CO体积分数最大达到6.5×10-5,回风流检测CO体积分数最大达到9×10-5;工作面104#—130#支架架间取样检测CO体积分数最大达到6×10-4,架后5 m、15 m采空区CO体积分数最大均达到5×10-3。

CO异常升高后,初步推断工作面靠轨道顺槽侧采空区松散煤体存在氧化自热高温点,于是在轨道顺槽内和支架架间,利用管路、钻孔等向采空区丢煤带大量灌注液态CO2和凝胶剂,但效果不明显。……