??????? 圖2開(kāi)區(qū)均壓工作面布置方式
??????? (三)閉區(qū)均壓
??????? 在有可能發(fā)生煤炭自燃而已封閉的區(qū)域采取均壓措施可以防止火災(zāi)的發(fā)生,在已經(jīng)因火災(zāi)而封閉了的區(qū)域采取均壓措施可以加速火區(qū)的熄滅。前者稱(chēng)閉區(qū)均壓防火,后者稱(chēng)閉區(qū)均壓滅火。
??????? 1、閉區(qū)均壓原理
??????? 據(jù)考查,封閉內(nèi)風(fēng)流的流動(dòng)屬于層流狀態(tài)。層流狀態(tài)下風(fēng)流流動(dòng)的阻力定律如下:h=R*Q
??????? 式中:h層流流動(dòng)時(shí)的阻力,Pa;Q封閉區(qū)的層流風(fēng)阻,N*s/m5;Q通過(guò)封閉區(qū)的漏風(fēng)量,m3/s;上式表達(dá)了封閉區(qū)域的風(fēng)壓、風(fēng)量與風(fēng)阻的相互關(guān)系,而且用于分析均壓效果,故
??????? 稱(chēng)閉區(qū)均壓特性曲線圖。
??????? 2、閉區(qū)均壓措施
??????? 1.并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)聯(lián)合均壓。封閉區(qū)風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口兩點(diǎn)的壓差過(guò)大,,所以漏風(fēng)嚴(yán)重,以致有自然發(fā)火的危險(xiǎn)。為了控制漏風(fēng)采取了兩項(xiàng)措施:一是同時(shí)增加工作面風(fēng)運(yùn)道封閉區(qū)封閉區(qū)的壓力;而是同時(shí)降低工作面風(fēng)運(yùn)道封閉區(qū)封閉區(qū)的均壓技術(shù)在礦井防火中的應(yīng)用(開(kāi)灤錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)分公司河北唐山063301),降低進(jìn)風(fēng)口壓力。這樣進(jìn)回風(fēng)口兩點(diǎn)壓差顯著減少,漏風(fēng)量降低,自然發(fā)火危險(xiǎn)得到消除。如果封閉區(qū)內(nèi)原來(lái)存在火源,也會(huì)加速熄滅。
??????? 2.調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)聯(lián)合均壓。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后,再根據(jù)需要調(diào)節(jié)窗口的大小,以消除原來(lái)防火墻內(nèi)外的壓差,從而阻止漏風(fēng)。防火墻內(nèi)外壓力的均衡可由安設(shè)于調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)外的U形水柱計(jì)顯示。這種均壓方法對(duì)已封閉的火區(qū),限于條件無(wú)其它更好的方法時(shí)方可考慮使用;對(duì)于用之防火要慎重。風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行消耗電能,經(jīng)濟(jì)上很不合理。另外,一旦發(fā)生故障,風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行,均壓作用消失,防火作用得不到保證。
??????? 3.連通管均壓。在可能發(fā)生在煤炭自燃的封閉區(qū)的回風(fēng)側(cè)密閉墻處面,再加筑一道密閉墻,然后穿過(guò)外部密閉墻安設(shè)管路,直通地面。在管路出口安有調(diào)節(jié)閥門(mén),使其阻力與進(jìn)風(fēng)區(qū)段的阻力相等。則封閉區(qū)的進(jìn)回風(fēng)兩端的壓能相等而漏風(fēng)消失。
??????? 四、均壓技術(shù)的應(yīng)用
??????? (一)工作面概況
??????? 開(kāi)灤錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)分公司1127工作面是第一個(gè)跨上山、跨區(qū)域回采的工作面,回采期為15個(gè)月,而12s-1煤層自燃發(fā)火期為12個(gè)月,回采期超過(guò)該工作面自燃發(fā)火期,具有自然發(fā)火隱患,同時(shí)上賦1196工作面已回采完畢。工作面布置圖見(jiàn)圖3。一采五中20032001付采五中1127采面3圖 1127作面工調(diào)整前通風(fēng)系統(tǒng)示意圖
??????? 1、工作面位置:該工作面位于-450水平1~3采區(qū)十二煤層。
??????? 2、采面走向長(zhǎng)度:上風(fēng)道1886m,下運(yùn)道1940m。
??????? 3、采面傾斜長(zhǎng)度:平均149m。
??????? 4、工作面掘進(jìn)施工情況
??????? 1.一采側(cè)工作面掘進(jìn):風(fēng)道自2002年10月16日開(kāi)始掘進(jìn),運(yùn)道自2002年11月8日開(kāi)口掘進(jìn)。
??????? 2.三采向輔采側(cè)掘進(jìn):工作面風(fēng)道自2003年1月7日開(kāi)始掘進(jìn),于2003年3月1日
??????? 與輔采側(cè)貫通;運(yùn)道自2003年1月9日開(kāi)始掘進(jìn),于2003年3月30日與輔采側(cè)貫通;切眼自2003年2月27日由風(fēng)道開(kāi)口掘進(jìn),2003年3月15日與運(yùn)道貫通。
??????? 5、1127工作面自2003年5月17日正式回采。于2003年12跨過(guò)輔采區(qū)回采。
??????? (二)煤層自燃發(fā)火防治
??????? 1、回采初期煤層自燃發(fā)火防治
??????? 1.準(zhǔn)備工作
??????? (1)十二煤層自燃發(fā)火期為12個(gè)月,1127工作面回采期預(yù)計(jì)為15個(gè)月,要求對(duì)工作面防火管理更加嚴(yán)格,制定了相應(yīng)的安全技術(shù)措施的同時(shí),加大了該區(qū)域的火檢檢查密度,由原來(lái)每周檢查三次改為每周四次.
??????? (2)對(duì)運(yùn)道尾巷和風(fēng)道尾巷使用磚灰材料及時(shí)的進(jìn)行了永久性封閉,切眼繞道采用編織袋裝煤矸粉碼垛的方法封閉。
??????? (三)工作面回采前,由風(fēng)道維護(hù)尾巷向切眼埋設(shè)了55米直徑為108毫米注漿管路,準(zhǔn)備在工作面推進(jìn)100米(運(yùn)道推過(guò)最低點(diǎn))后,開(kāi)始對(duì)采空區(qū)注漿。
??????? 2.回采初期工作面發(fā)火隱患的產(chǎn)生與排除
??????? (1)工作面運(yùn)道尾巷閉在7月22日的火檢檢查中發(fā)現(xiàn)CO氣體,閉氣體含量為:CH4
??????? ﹕0.9%,、CO2﹕0.5%、CO﹕0.0007%、O2﹕20%、空氣溫度25℃。
??????? (2)7月23日六點(diǎn)班,對(duì)輔采、三采區(qū)進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整,從而進(jìn)行采區(qū)間均壓措施。其目的在于通過(guò)提高三采區(qū)壓力,降低付采區(qū)的壓力,從而達(dá)到減小付采與三采間的壓差,使工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量減小。這樣可以減少1127切眼的供氧量。其設(shè)施布
??????? 置圖祥見(jiàn)圖3。
??????? 3.效果
??????? 通過(guò)采取均壓措施,運(yùn)道尾巷閉內(nèi)CO氣體含量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì),治理效果明顯。經(jīng)過(guò)50多天的治理工作,到9月10日,1127工作面運(yùn)道尾巷閉內(nèi)CO氣體消失,通過(guò)2個(gè)月的
??????? 觀察,沒(méi)有再次出現(xiàn)CO氣體。
??????? 2、跨上山回采后煤層自燃發(fā)火防治
??????? 1.跨上山回采前準(zhǔn)備工作
??????? 在該工作面跨付采12s上山回采前進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整,由原來(lái)的付采回風(fēng)改為一采回風(fēng)。調(diào)整前通風(fēng)系統(tǒng):付井→一采12s上山→1127運(yùn)道→1127采面→1127風(fēng)道→付采12s→付采五中軌斜→付采風(fēng)橋→1102軌道山→-300水平回風(fēng)巷→東風(fēng)井→地面調(diào)整后通風(fēng)系統(tǒng):1127工作面跨過(guò)輔采12s邊眼時(shí),該工作面通風(fēng)方式改為下行風(fēng),工作面風(fēng)流方向見(jiàn)圖4。即新風(fēng)地面--450大巷一采12s邊眼進(jìn)風(fēng)-1127風(fēng)道-工作面乏風(fēng)1127運(yùn)道-一采12s上山-一采五中軌斜-1101回風(fēng)上山--300回風(fēng)巷-東風(fēng)井-地面20012003一采五中采面2圖 1127作面工調(diào)整后通風(fēng)系統(tǒng)示意圖壓力調(diào)整后采區(qū)壓力分布及有害氣體的均發(fā)生明顯的變化,具體數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2表2采區(qū)壓力分布及有害氣體濃度變化表
??????? (三)1127回采結(jié)束后煤層自燃發(fā)火防治
??????? 1127回采結(jié)束后,一采、輔采、三采區(qū)12s所有密閉注漿,將該工作面采空區(qū)所涉及
??????? 到的范圍全部封閉。同時(shí)注意該工作面采空區(qū)所涉及到的范圍密閉檢查。
??????? 五、綜合效果
??????? 通過(guò)采取以上措施,消除礦井自燃煤層發(fā)火隱患,確保礦井安全生產(chǎn),同時(shí)為該區(qū)域人員的生產(chǎn)活動(dòng)創(chuàng)造了有利環(huán)境,確保了礦井各工作面順利完成公司生產(chǎn)安排的生產(chǎn)任務(wù),為礦井創(chuàng)造效益35萬(wàn)多元。
??????? 六、結(jié)論
??????? 礦井內(nèi)因火災(zāi)的發(fā)生,往往伴有一個(gè)蘊(yùn)育的過(guò)程,根據(jù)煤層自燃發(fā)火預(yù)兆能夠早期予以發(fā)現(xiàn)。但貨源隱蔽,經(jīng)常發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)或煤柱內(nèi),要想準(zhǔn)確的找到貨源的位置確非易事。因此,難以撲滅,以至火災(zāi)可以持續(xù)數(shù)月、數(shù)年、甚至數(shù)十年之久。有時(shí)燃燒的范圍逐漸蔓延擴(kuò)大,燒毀大量煤炭,凍結(jié)大量資源。因此,礦井內(nèi)因火災(zāi)重在早發(fā)現(xiàn)、在預(yù)防、早治理。
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