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易燃厚煤层综放开采防灭火技术探讨
2019-05-10  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   人气:0   


  
  该系统综合集成放顶煤、上分层铺网放顶煤和下分层网下放顶煤三种回采工艺于一个工作面,三种工艺用于工作面的不同位置,形成独特的三段式回采工艺。图中的a段,即工作面在沿顶板布置的进风巷道一侧采用分层放顶的上分层回采工艺,需要铺网,为下一工作面巷道的掘进与回采作准备。图中的c段,即在距离相邻采空区侧的工作面采用网下放顶煤回采工艺,这一段不需要铺网,但需要控制好采煤机割煤高度,防止漏矸。图中的b段,中部工作面采用放顶煤回采工艺。
  
  4.2与传统放顶煤对比
  
  是否能有效防治自然发火是判定方案可行性的重要依据,为此在防治自然发火方面对错层位巷道布置与传统放顶煤沿底板布置巷道[3](如图3)进行了比较:
     
  1.区段运输平巷;2.区段回风平巷;3.损失的顶煤与区段煤柱;4.上区段运输平巷位置;
  
  (1)错层位巷道布置系统将进风巷与回风巷分别布置在煤层顶板与上一区段采空区下,进风巷、回风巷顶板分别为岩石和少量煤皮,基本上避免了巷道高冒区的出现,可以降低自燃发火率;传统放顶煤沿煤层底板布置巷道,巷道上方是厚煤层,在压力作用下易冒落形成孔隙,存在自燃发火隐患。据统计,综放开采2/3的火患都发生在巷道高冒区。(2)错层位巷道布置系统进风巷巷帮受到应力作用,但是由于该巷直接位于岩石顶板之下,不会出现巷道顶煤高冒,进而加剧巷帮的破坏,不易形成发育的碎煤裂隙,同底板布置的煤巷巷帮比较,发火几率小,而且易于维护;回风巷优势更为明显,因为布置在采空区下的回风巷处于免压区,对巷帮不会造成强烈的挤压,可以降低发火几率。(3)错层位巷道布置系统下,相邻工作面之间只有少量三角煤柱的存在,而且处于免压区内,不易出现传统放顶煤中留有大量“T”型煤柱处在应力集中区内而被压裂压酥导致巷旁向采空区漏风的情况,不但有利于相邻采空区的防治自燃,而且有利于降低煤柱自身的发火几率。(4)上一区段进风巷一侧是上分层铺网放顶煤工艺段,此段的浮煤存在于网下,下一区段进行回采时可以回收,减少了采空区内浮煤的数量,而且上一区段边回采边灌浆,有利于形成人工假顶或产生一定的胶结效果,在下一区段网下回采时,减少了向采空区的漏风,所以特殊的回采工艺也是降低自然发火的有利条件。对比得出,采用错层位巷道布置系统,在易自然发火条件上有了根本性的改善。
  
  5工作面防灭火
  
  错层位巷道布置系统同传统沿煤层底板布置放顶煤相比,自然发火的隐患大为降低,但防治火的工作绝不能掉以轻心。在自然发火的防治过程中,具体的防灭火工作在不同时期、不同地点采取不同的对策。
  
  5.1工作面上、下巷工作面随着成巷时间不同,巷道顶帮压裂松动破碎的程度由内到外逐渐发展,随着巷道顶帮破坏日益严重和巷壁半径的扩大,巷道自然发火隐患也从内向外逐渐增大,同时,井下条件不能及时把氧化产生的热量散发,在掘进工作中就要采取对策,预防火灾的发生。

(1)严格顶板控制,严防冒顶,若发生冒顶及时铰架,打闭板抹泥,用不燃材料进行充填。有发火预兆地点,要及时打钻糊顶进行灌浆、注粉煤灰或注胶,消灭高温点。

(2)预埋灌浆管,间歇灌浆工作面上下巷铺设灌浆管路,每50m设一处三通阀门,要保证能随时进行灌浆,灌浆不仅可以带走热量,而且对裂隙处起着充填封闭作用,可以考虑在适当距离设一处注浆钻孔。

(3)均压措施定期进行一次工作面上下巷之间漏风情况,若上下巷串风,应在上巷建调节风窗实行均压措施,减少上下巷之间及采空区漏风。
  
  5.2初采期间受各方面综合影响,巷道断面大,初采速度缓慢,压力大,造成顶煤破碎漏风,形成发火隐患,应采取相应的技术措施,防治自然发火。

  (1)煤层厚度大,在掘进切眼时留有大量顶煤,应加大注浆孔的密度和充填的力度。注浆孔的分布要保证整个初采期间顶板都能被注浆覆盖。对初采期间的顶帮可以用不燃物进行封闭处理,确保不出现发火征兆。
  
  (2)架间打眼注浆,防止架后浮煤局部发火。
  
  (3)工作面的切眼形成后,应在回风巷向上分层打钻注水或浆,每隔一定距离布置一个钻孔,钻孔落点必须进入上分层采空区的合理位置,不注水钻孔或无效孔必须封严,防止漏风,回风巷见水可停止本钻孔注水或浆。
  
  5.3回采期间回采期间防灭火的重点在工作面两端头,虽然错层位回采率比传统放顶煤有很大提高,但端头过渡支架不放顶煤,难免还会有少量浮煤随工作面推进落入采空区,存在发火隐患,进风巷一侧含氧量高,存在煤炭发生自燃隐患。而氧化产生的有害气体随风流上行流动,易在回风一侧测到。

  (1)加强通风管理。根据瓦斯涌出量,保证风流畅通,有害气体不超限以及风量满足的情况下,合理控制有效风量,是减少氧化带宽度,防止氧化自燃的有效手段。
  
  (2)加快工作面的推进速度,确保采空区的煤处于窒息状态。
  
  (3)加强工作面端头管理。虽然在巷道中采取了防灭火的灌浆与封堵等手段,但是在采动影响下,很难保证煤体不氧化自热。可以在每班拉架放顶后,对放下的煤进行洒水降温;在进风巷溜子机头处,设一道水幕,增加切眼漏风的湿度,延长煤的自燃发火期;当发现高温火点时,采用注浆与建防火墙相结合的手段。
  
  (4)对掘进期间形

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