義馬煤田易自燃煤層火災原因分析與綜合防治技術(shù)實踐

作者：姚建偉　　評論：　更新日期：2010年10月22日

4? 易自燃煤層火災綜合防治技術(shù)

4．1? 預防性灌漿預防煤層自燃技術(shù)
??? 灌漿防滅火是義馬礦區(qū)最基本的防治措施，主要有采后密閉灌漿、隨采隨灌、巷頂插管注漿等形式。當工作面回采結(jié)束后，在工作面膠帶巷、運輸巷口修建永久密閉，利用密閉前鋪設(shè)到停采線的灌漿管實施封閉注漿，間歇充填，灌漿量以黃泥接實巷頂為準。
??? 對于分層開采并有下分層的采煤工作面，必須對采空區(qū)隨采隨灌黃泥漿，每天至少一班向采空區(qū)灌漿，以濕潤包裹采空區(qū)遺煤，防止遺煤氧化積熱，灌漿實行少量多次的方法，每次注漿量以工作面出漿水為止。
??? 對于工作面上下巷道頂部留有煤皮或冒頂空洞的地方，多采取巷頂插管注漿措施。對冒頂空洞，采用人工直接下人注漿管；無冒頂?shù)囟尾捎勉@機打鉆孔下入注漿鋼管，注漿管一般采用40mm的無縫鋼管(前端為多孔花管)，下管長度一般不低于3m，鉆孔角度45°，孔間距4m.
4．2? 低風量穩(wěn)定風流供風防治技術(shù)
??? 對于正常回采期間，合理控制工作面風量，采取低風量供風。采用“U”型通風的工作面，降低供風量是壓縮采空區(qū)氧化帶寬度，防止采空區(qū)遺煤自燃的手段之一。根據(jù)工作面瓦斯絕對涌出量，在滿足人員呼吸、有害氣體濃度、溫度不超限的情況下，采用低風量供風；同時加強工作面通風設(shè)施管理，保證風流、風量穩(wěn)定，避免風量忽大忽小，使采空區(qū)遺煤連續(xù)氧化，蓄熱升溫，而引起煤炭自燃。
4．3? 壓注化學凝膠及膠體泥漿防治技術(shù)
??? 義馬礦區(qū)引進并推廣了化學凝膠防滅火技術(shù)。它是目前礦區(qū)處理高溫點、封閉堵漏的主要手段。制取化學凝膠的原料是水玻璃和碳酸氫銨(促凝劑)。水玻璃含量3％～9％，碳酸氫氨含量2％～4％，通過2臺注膠泵用三通與鉆孔注管聯(lián)通壓注。成膠時間與促凝劑的含量成正比關(guān)系。
??? 在需要大量快速充填空洞時，往往采用膠體泥漿(阻化泥漿)，膠體泥漿的制取主要是利用地面灌漿站向井下輸送水玻璃，井下加入促凝劑。
4．4? 壓注增稠泥漿和聚氨酯噴涂防治技術(shù)
??? (1)壓注增稠泥漿，降低采空區(qū)遺煤溫度，杜絕注漿脫水影響支架拆除現(xiàn)象的發(fā)生。距停采線40～50m，在上拐頭逐步壓人長度分別為40 m、30m、20m的注漿鋼管，停采后注入增稠泥漿(增稠劑在地面注漿站，以注漿水的0．3％比例加入)，以降低采空區(qū)遺煤溫度。增稠劑為白色粉末狀高吸水材料，吸水倍率100—180倍，能有效地將漿水固定在采空區(qū)范圍內(nèi)，杜絕注漿脫水影響工作面支架拆除現(xiàn)象的發(fā)生。
??? (2)聚氨酯隔風噴涂技術(shù)在義馬礦區(qū)主要用于工作面拆除支架期間，噴涂工作面架頂及架后，封閉架頂碎煤及架后采空區(qū)遺煤的供氧通道。聚氨酯噴涂所用原料，以異氰酸酯為一組份(黑料)，其他如多元醇聚醚、催化劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等合在一起為一組份(白料)。使用時，將黑白兩料等，攪拌均勻，可在幾分鐘內(nèi)制得聚氨酯泡沫制品。因聚氨酯涂料發(fā)泡倍數(shù)高達20—25倍，并且有很強的粘著力，其以液體狀態(tài)噴射粘附在架縫表面，在膨脹發(fā)泡過程中，靠膨脹力擠壓進入所有漏風的空隙，堵漏效果良好。
4．5? 采空區(qū)壓詿與汽霧噴灑阻化劑防治技術(shù)
??? 阻化劑采空區(qū)防滅火在義馬礦區(qū)的應用分為2種方式：一是利用地面水源連通自制的ZHI—Ⅲ型阻化劑加入裝置，通過注液槍(前端為花眼鋼管)向采空區(qū)壓注阻化劑，阻化液含量一般為10％～20％，此種方式不需電源，阻化液濃度易控制；另一種是將阻化劑和水按比例(10％一15％)配成溶液，通過高壓泵、汽霧發(fā)生器(噴嘴)將其霧化，在工作面下拐頭以漏風為載體，將汽霧阻化劑帶入采空區(qū)煤體表面，延緩煤的氧化過程，常用的阻化劑有CaCl2、MgCl2等。
4. 6? 充填復合凝土防治技術(shù)
??? 對冒頂區(qū)長、冒頂高、范圍大的地帶，充填復合凝土。復合凝土成分組成：固化劑15％、水50％、黃土35％，固化凝結(jié)時間3～8 min。充填工藝為：將復合凝土原料(地面有加工廠、袋裝)加入充填機中，調(diào)節(jié)好進水量，在充填機旋轉(zhuǎn)下形成含固化劑15％、水50％、黃土35％的稠漿液，經(jīng)高壓泥漿泵充填鉆孔進入高冒區(qū)3—8min后，凝結(jié)成復合凝土。?????????????????????????????
4．7? 上下隅角遺煤自燃防治技術(shù)??????????????
??? 在工作面上下隅角設(shè)置看火工，每班在采面拉架放頂之后，用長槍頭(15mm鋼管端頭縮口成尖)灑水降溫，使上隅角內(nèi)放下的煤始終處于濕潤和低溫狀態(tài)；在下隅角附近(進風側(cè))后輸送機頭以里設(shè)置1道常開水幕，增加隅角漏風的濕度，延長隅角附近煤的自然發(fā)火期。采用臨時密閉和凝膠充填相結(jié)合的方法，隔絕采空區(qū)漏風，處理下隅角高溫點。在下巷轉(zhuǎn)載機機尾之后，上接過渡架下幫，下接下巷下幫煤壁建1道臨時密閉墻，墻處打上防倒戧柱。從墻外向墻內(nèi)巷頂及過渡架尾梁之后打鉆下注漿管2組，深度分別為4m、2m。利用地面注漿系統(tǒng)注入低濃度化學凝膠，膠體從巷道頂板煤縫及過渡架尾梁處擠出停止。隨工作面推進，每隔5m建1道密閉墻，充堵1次凝膠，直到測不出CO為止。?????????????????????????
4．8? 巷道背板抹泥和噴射混凝土防治技術(shù)?
??? 受煤柱集中壓力和回采動壓影響，上下順槽壓力顯現(xiàn)嚴重，支架上浮煤堆積嚴重。為此，改變支護方式，一是巷道頂板背設(shè)由原來的荊芭、椽子改變?yōu)槟痉幢吃O(shè)，而后抹泥封閉；二是巷道掘進50m，在原有支護斷面上噴射混凝土，掘進、噴射循環(huán)進行，大大減少了巷道煤體擴散漏風。
??? 實踐證明，在義馬煤田易自燃煤層進行開采，汁對煤層發(fā)火原因的不同，采用不同的防治手段和方法，完全可以保障安全生產(chǎn)。????