《安全技术》之俯采综放工作面自燃危害的防治 VIP专享VIP免费

俯采综放工作面自燃危害的防治1概述葛亭煤矿是2001年1月份投产的新矿井，设计生产能力60万t/a，矿井位于山省济宁市西北部，可采储量4290万t，矿井服务年限51a。现开采的3层煤平均厚度8.03m，属特低硫、特低磷、低灰、高发热量、结焦性能好的气煤。首采工作面为130采区的1301采煤工作面，埋藏深度为240m，工作面走向长150m，倾向长900m，煤层倾角平均8°，最大21°，回采方法为倾向长壁后退式俯采综放采煤法。矿井通风方式为中央并列抽出式，主立井为提升兼回风，副立井进风，矿井主要通风机为BDK-62No.22对旋式通风机，电机功率为110×2kW。矿井实际进风量为3800m3/min，矿井有效风量率为86%，通风阻力为810Pa。矿井相对瓦斯涌出量为0.825m3/t，鉴定等级为低瓦斯矿井；煤尘爆炸指数为40.54%，具有煤尘爆炸性；最短自然发火期为34d，属自然发火矿井。由于矿井煤炭自然发火期短，地压大，且回采方法为大倾角俯采，给防治煤炭自燃带来了极困难。在1301工作面历次因故推采速度放慢时，CO浓度增多出现持续上升现象。同时1301工作由于处于F2、F3两大断层之间，受断层的影响，煤层中瓦斯中含量高，炮眼中瓦斯浓度达到25%左右，在回采过程中工作面回风隅角易造成瓦斯积聚。瓦斯和煤炭自燃两大隐患的同时存在，给矿井安全生产带来了严重威胁。矿井现装备KJ95安全监测系统一套；MK—400型井下移动膜分离制氮系统一套；KSS—200束管色谱微机监测系统一套；地面灌浆系统一套。2俯采综放面防治自燃危害的难点分析（1）采空区丢煤自燃供氧条件好，俯采工作面由于其回采方向是由高处向低处推采，采空区位于工作面上部。在回采过程中，进入采空区的漏风风流在进风顺槽风流速压、矿井负压和空气的自身升腾力作用下，空气进入采空区的深度较仰采面要大，且俯采工作面的采空区不宜积水,空气干燥,使采空区内的丢煤容易进行氧化反应。（2）采空区丢煤自燃积聚热量条件好，俯采工作面采空区内的丢煤在氧化过程中生成的热量在其热膨胀和上升力的作用下，易于积存在采空区为煤炭自燃创造了条件。（3）采空区灌浆措施不易实施，在进行采空区灌浆时，其灌浆量一旦大于采空区承受能力，就会发生泥浆淹面事故。即使进行采空承受力，就会发生泥浆淹面事故。即使进行采空区灌浆，其泥浆也是只覆盖采空区底板小范围的丢煤，采空区大量的顶板落煤得不到泥浆覆盖。3俯采综放面防止自然危害的综合治理措施俯采综放面防止煤炭自燃是当前摆在“一通三防”工作的难点，如果措施不利就会在回采过程中出现煤炭自燃或自燃征兆，给矿井正常生产带来极大威胁，特别是在煤层中瓦斯含量大，采空区瓦斯浓度高（达7%左右），积存量大，一旦采空区出现高温点或自然发火点，将可能引起瓦斯爆炸事故，给矿井安全造成不可估量的经济损失和人员伤亡。因此在既有煤炭自燃倾向性，又有瓦斯大量存在的情况下，采取综合治理措施显得尤为重要。（1）无腐蚀性硅谷酸镁凝胶阻化剂的研制与应用。葛亭煤矿自行研制的白色无腐蚀性硅酸镁凝胶阻化剂主要用于采煤工作面开切眼、回采巷道、风量小的人行巷道。采空区煤柱巷道等地点，暴露煤炭的覆盖阻化和临近采空区煤柱裂隙的漏风封堵，主要防止暴露在空气中的煤炭在风量小，而供氧充足的情况下煤炭氧化产生热量积聚，造成煤炭自燃事故。硅酸盐胶状阻化剂是由硅酸盐主剂+硅酸镁+促凝剂+水胶状阻化剂组成。主要功能和作用为：①有色，在喷洒过程中易于控制喷洒的范围和均匀度。②成胶速度可根据喷洒设备的流量和压力自行配置，使从喷洒设备中喷出的阻化剂在喷到煤炭表面上时成胶。③胶状体均匀、无毒、味小。④固水时间长：由于胶状阻化剂内部90%左右为水分，在主剂和辅助保水剂的作用下水分不宜脱水，通过实验，胶状阻化剂的固水时间在35～60之间。⑤吸热降温好：胶状阻化剂在成胶过程中伴有吸热效应，喷洒到煤炭上后能吸收热量，特别是喷洒到开切眼和采空区时，能大量吸收煤炭氧化而产生的热量，使采空区温度降低，杜绝热量积聚。⑥封堵漏风作用好，在回采临近采空区采煤工作面时，当工作面压力增大时，沿空煤柱势必出现裂隙漏风，此时将胶状阻化剂喷洒到煤柱顶帮上，由于胶状阻化剂为可流动的胶状体...