煤炭工程论文范文赏析

　　据有关资料统计，矿井内因火灾占矿井火灾的60%，巷道自然发火占矿井内因火灾的20%～40%。近年来，随着各地特大型能源综合基地的积极建设和高产高效现代化矿井的迅速发展，以及国家对煤炭生产的要求，各地积极推广沿空留巷无煤柱采煤工艺，在易自然煤层中推广沿空留巷无煤柱采煤工艺，巷道及采空区自然发火几率不断升高，且存在一定的隐蔽性和危险性，火源点无法探查，给矿井安全生产带来严重威胁，如何选择科学合理的防灭火方法，确保易自燃煤层沿空留巷工作面安全回采，是目前在易自燃煤层中推广沿空留巷无煤柱开采需要解决的问题之一。

　　摘要：在易燃煤层中采用加固沿空留巷墙体堵塞墙体漏风，对采空区进行开放式注氮，改变通风系统，加快工作面推进速度，实现沿空留巷无煤柱工作面安全回采。

　　关键词：易燃煤层,沿空留巷,火灾,防治

　　0引言

　　本文就神华宁夏煤业集团灵新煤矿L4406工作面采用沿空留巷开采易自燃煤层的成功做法做一介绍。

　　工作面简介：

　　L4406工作面位于灵新煤矿四采区北翼一区段，回采六#煤层，工作面走向长度1642m，倾斜长度260m，作为试验巷道，在L4406机巷上帮采用揉膜泵注混凝土，形成墙体，保留该机巷做为下一区段工作面的风巷，从而减少巷道掘进量，提高煤炭资源回采率，工作面采用综采工艺。

　　六煤为中厚煤层，煤层厚度在1.75～2.76m之间，煤层结构简单。顶板以粉砂岩、细砂岩为主，弱含水。底部岩层灰白色，以石英为主，长英次之，底板有渗水，泥质胶结。

　　六煤瓦斯相对涌出量0.2983m3/t，瓦斯绝对涌出量0.8276m3/min。煤尘爆炸指数31.2%，大于10%，有爆炸危险。六煤为易自然发火煤层，最短自燃发火期31天。

　　1沿空留巷工作面巷道及采空区自然发火的特点及原因

　　根据L4406工作面的布置，回采工艺及风机两巷的支护情况来看，L4406工作面机巷及工作面采空区是自然发火的重点。

　　1.1巷道自然发火的特点巷道自然发火属矿井内因火灾，但是它与采空区等自然发火相比，其特殊性是：

　　①巷道自然发火主要发生在巷道冒顶区、地质构造带、煤体破碎带及裂隙节理发育的地方。

　　②由于巷道均有支撑物掩盖，L4406工作面机巷上帮采用揉膜泵注混凝土支护，形成墙体，墙体厚1米，无法查清发火地点，因而更具有很大的隐蔽性。

　　③自然发火的巷道均有一定的漏风通道，具有很大的危险性。

　　1.2沿空留巷工作面巷道自然发火原因

　　①有自燃倾向的遗煤存在。根据西安科技大学所做的灵武矿区极易自燃煤层自然发火规律及监测预报技术研究报告显示，灵武矿区开采的六煤、十四、十五、十六煤均为自燃煤层，这是沿空留巷工作面及采空区自燃的基本原因。

　　②巷道煤柱破碎及采空区留有遗煤、加快了煤的氧化速度。随着工作面的不断向前推进，矿山压力显现明显增强，据灵新煤矿开采六煤的经验及统计数据显示，开采六煤的周期来压步距为16至20m，工作面每天推进度为3～4m，约4～5天，就有一次周期来压，造成L4406风巷煤柱、L4406机巷煤柱沿空留巷墙体及下帮煤体压裂，煤体原有的应力平衡被破坏，在形成新的平衡前，煤体在矿压作用下，产生大量的裂隙，墙体的孔隙率增加，使得煤与空气氧化接触的面积增加，同时采空区留有部分遗煤，加速了煤的氧化速度。

　　③有向巷道及采空区连续供养的条件。在易于发生自然发火的高冒巷道，地质构造带及裂隙发育的地点，采空区都存在连续供养的条件，但其连续供氧的方式有所不同，在地质构造带和裂隙发育带，巷道煤柱破碎地带，漏风是连续供氧的主要方式。

　　对采用沿空留巷无煤柱开采的工作面来讲，造成巷道自然发火的主要地点是L4406机巷沿空留巷段，采空区后部和L4406风巷采空区段。

　　1.3造成L4406机巷采空区沿空留巷段漏风的主要原因

　　①揉膜泵注混凝土墙体压茬不严，根据该工作面的推进速度，每天推进约3～4m，每天泵注揉膜墙体3～4m，在泵注揉膜墙体过程中，墙体接茬不严造成漏风。

　　②在L4406机巷移设端头支架过程中，巷道顶部压力发生变化，造成L4406机巷顶板脱层，形成高冒空间，向机巷及采空区漏风供氧。

　　③揉膜泵注墙体高度为2.5m，沿原巷道顶底板垂直布置，但在揉膜泵注墙体过程中，由于原机巷下端头压力大，积水多，巷道墙体底部未能挖到实底处，造成墙体底部向机巷及采空区漏风供氧。

　　④L4406机巷沿空留巷段，采用局部通风机压入式通风，而矿井采用抽出式通风，造成L4406机巷沿空留巷段与采空区形成较大的压差，也是造成机巷向采空区漏风供氧的原因之一。2工作面开采过程中自然发火情况

　　该工作面自2010年11月28日开始实施揉膜泵注混凝土沿空留巷，2012年1月该工作面推进至揉膜墙起始位置向前100m～120m时，L4406工作面上隅角出现CO，CO浓度为80～100PPm，并且出现乙烯等自然发火标志性气体，给L4406工作面沿空留巷开采带来严重威胁。

　　3沿空留巷工作面自然发火的预防

　　根据以上分析，L4406工作面沿空留巷段发生自然发火的主要原因是揉膜墙体漏风向采空区及预留巷道连续供氧造成的。

　　采空区自然发火预防：

　　根据通风阻力定理h=RQ2，可知要使采空区与巷道压差为零，即h→0时，必须使漏风量Q=0，根据工作面现场的施工条件，采取增大漏风风阻R，减少向采空区漏风。

　　3.1堵塞沿空留巷墙体

　　①对墙体裂隙较大的空间，采用粘土人工进行封堵。

　　②对墙体较小的裂隙采用喷涂瑞米Ⅱ号，进行封堵。

　　③封堵地面裂隙，减少地面向采空区漏风。

　　3.2采空区注氮防灭火

　　①对现回采的L4406工作面在下机巷埋设￠108mm注氮管路，进行开放式注氮，注氮管路埋入采空区30米。

　　②对沿空留巷段采空区，在预留机巷每隔40m预留一注氮孔，定期对采空区注氮，每隔15天注一次，每次注氮量约10000立方米。

　　3.3加快工作面推进速度，该工作面受人工泵注揉膜墙速度限制，每天推进速度为3～4m，通过几个月的观察，工作面每月推进速度必须在80m以上，才能使采空区氧化发热带快速转入窒息带。

　　3.4沿空留巷巷道自然发火的预防

　　①沿空留巷由于受工作面采动影响，造成巷道顶部及巷帮变形、冒落，形成高冒区，高冒区是巷道易自然发火的重点部位，我们采取对高冒区先进行锚杆、锚索支护，后进行喷浆的方法进行封堵，减少煤层氧化发火。

　　②对沿空留巷预留机巷段，由于工作面下端头支架在移架过程中，浮煤清理不干净，浮煤较多易造成自然发火，是防火的重点部位，我们采取在原预留墙体上部预留埋管，灌注凝胶的方法进行封闭。

　　3.5改变通风系统，减少向采空区供风量沿空留巷采用局部通风机压入式通风，供风距离达1600m，矿井采用抽出式通风，采空区及工作面风巷为负压，沿空留巷段为正压区，增加了机巷与采空区的压差，增大了采空区供氧风量。

　　为减少采空区供氧量，我们采取缩短机巷供风距离的方法，随着工作面的推进，封闭预留机巷，使预留机巷与工作面始终保持在50～100m的距离，减少向采空区供风。

　　4取得的效果

　　通过采取堵漏、增阻、减少漏风、注氮、改变通风系统等方法，经过工作面3个月的回采实践，工作面上隅角CO浓度由原来100～120PPm下降到24PPm以下，直到工作面回采结束未出现过CO超限现象，取得了良好的效果，确保了安全回采，多回收煤炭资源8万吨，创造经济效益2400万元，少掘进一条巷道，降低了巷道掘进量，缓解了矿井采掘接续。

　　5结束语

　　在易自燃煤层中采用堵漏、增阻、减少漏风、注氮、改变通风系统等方法，加强现场安全管理，能够实现沿空留巷开采。

　　参考文献：

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