开滦赵矿3237综放工作面老塘防治自燃发火技术

开滦赵矿3237综放工作面老塘防治自燃发火技术
王胜利
关键词：风压差，窒息带，钻孔灌浆，随采随灌，四位一体检测法
摘要：综放工作面采空区自然发火严重，必须采取综合防治措施，确定采空区窒息带边界线，在自然带内通过向冒落带打钻孔灌浆，回风道埋设灌浆管进行随采随灌，
一、工作面地质情况简介：
煤厚最大11.4米最小9.12米，煤层倾角24度。顶板岩性：老顶为粉沙岩厚度2.70~4.60米，直接顶为粘土岩厚度3.26~8.74米。地质构造情况工作面开切眼上口以下41米范围有一落差2米的正断层其他地点正常，工作面标高为-1004.4~-1062.3米，地面标高+40米、煤的自燃性为自然发火煤层，发火期6个月。
二、通风方式：
我矿井的通风方式为负压通风。该工作面采用U型通风方式上行通风，工作面风量14立方米每秒。
三、工作面的基本情况：
走向900米，工作面斜长100米，实际回采率0.7，采高7米。回采工艺：后退式沿底推采走向长壁综合机械化放顶煤。顶板管理方式全部跨落法。推采速度52米每月、端头支护方式为U型钢梁配合单体液压支柱配套支护。
四、自然发火隐患分析：
1、由于开采方法和现场施工中的各种主客观因素，回采率较低致使老塘浮煤量较大，堆积厚度大于0.5米。尤其上下出口各8米范围（即上下巷道宽和工作面上下端头不放顶范围之和）浮煤量更大估计在7.7米左右。加之工作面老塘的并联漏风，和工作面回采时间较长。老塘自燃发火隐患较大。下出口老塘发火隐患较上部大，因为下出口供氧充足。
根据以上条件和向老塘内漏风的强弱对老塘自燃发火区域危险性进行预测性分析如下图：
老塘自燃发火区域危险性预测性分析图

2、另外由于工作面开切眼位置20米范围没有放顶煤，又处于断层带，破碎煤量较大，因此该区自燃隐患也较大。
五、工作面老塘埋设灌浆预埋管：从开切眼开始埋设灌浆管，每50米出一个三通，三通开口沿工作面倾斜方向向下，用于随采随灌浆。并对灌浆管出浆口加以木垛进行保护。
六、开切眼进行灌浆：
当工作面推过50米后开始利用老塘埋管对开切眼进行灌浆，每班灌浆量70立方米，根据工作面斜长和冒落后的断面估计空间300立方米。实际灌浆时要注意管路压力大于正常进浆压力0.2兆帕时即能确定已经灌满。因为出将口在最高处。
七、采空区内氧化自热带的确定和处理：
为了掌握老塘冒落后其窒息带的范围，我们在工作面回风道老塘埋设了钢管用发烟管进行漏风情况观测，老塘边每推进5米侧一次漏风，当工作面老塘推进120米时所测结果漏风为0，所以确认该工作面老塘窒息带是工作面老塘边以里120米以里范围，另外工作面老塘边以里20米范围漏风强度较大属于散热带，20-120米的范围存在漏风热量容易积聚属于自燃带，120米以里是窒息带。
根据以上的分析采取如下处理措施：
1、理论和实践表明工作面老塘的对角漏风主要是由于U型通风方式下工作面进风侧老塘角（此工作面即为下老塘角）和上出口两端的风压差。下老塘角是该工作面老塘侧风压最高点，也是老塘并联漏风的主要进风通道，因此要在下老塘角挂风障，随工作面的推进而推进并且每班有人维护。这样将会减小工作面老塘上下端的风压差，从而减小向老塘漏强度和漏风量，缩小老塘氧化自热带的范围，在工作面不断推进的情况下使被氧化的浮煤很快又处于缺氧而窒息的状况下。而有利于防火。
2、由与其临近的大巷风道向老塘冒落带每个100米打钻灌浆注水。使浆体沉淀在冒落带的孔隙内，以及充填冒落空间。水渗透进老塘的浮煤和矸石岩粉中隔绝空气和降低煤体氧化产生的热量。
3、利用老塘埋管进行随采随灌。
随采随灌时间和空间按照工作面推进50米即灌一次浆，随采随灌每天灌一班，在确保进浆压力不超过管路承压极限的前提下当工作面下老塘角见浆或出水量比平常大时即结束此次灌浆。
灌浆过程中浆液中掺入增稠剂使浆体中的固体物质长时间不沉淀脱水成糊状既能充填空间又起到包裹覆盖煤体，使煤体与空气隔绝防止浮煤的进一步氧化，同时也使已发热的煤体降温。
八、火灾预报的四位一体检测法：
1、现场配备专职火检工，根据煤层氧化过程中产生的特殊气体（CO及烃类气体）和发热现象首先凭借感官对煤层巷道、揭煤地点、工作面及老塘侧和各密闭从视觉、嗅觉、体感（即看有无热气水珠，闻有无特殊气味，手搪感知有无温度异常）三方面进行观察同时结合仪器工具进行详细检测。检查地点包括：回风流、工作面上下出口和上、下老塘角，老塘角埋管内。检查内容：一氧化碳、二氧化碳、甲烷、煤温、气温、有无热气水珠和特殊气味等。
2、有效利用束管检测系统在工作面进风侧下老塘角，回风侧5米处和上老塘角设置束管探头，地面色谱仪进行分析检测。上、下老塘角安设温度传感器。