嚴春榮

（山西煤炭運銷集團錦瑞煤業(yè)有限公司，山西 離石 033000）

1 工程概況

8107綜采工作面位于8號煤層一采區(qū)，該工作面北部、西部均為山西呂梁亞辰煤業(yè)的28201工作面采空區(qū)（留40 m隔離煤柱），東部為8101工作面采空區(qū)，南部為8105采空區(qū)（留5 m煤柱）。8107工作面上部5號煤層已采空封閉，與5號煤采空區(qū)間間距為47.17 m，下部9號煤層為實體未開采。

8107綜采工作面傾向長度687.8 m、走向長度70～150 m，開采的8號煤層埋藏介于207.8～362.6 m，煤層傾角0°～8°，煤層厚度3.2 m。未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱等構造現(xiàn)象。

2 孤島工作面回采期間自燃危險分析

2.1 煤層自燃危險分析

1）鄰近采面采空區(qū)遺煤自燃。8107孤島面與鄰近的采面間保留有5 m保護煤柱，煤柱在采動壓力作用下裂隙發(fā)育，形成漏風通道，從而導致8107孤島工作面鄰近采空區(qū)漏風量增大，加劇采空區(qū)遺煤以及煤柱自燃風險。

2）采面開切眼以及停采線煤體自燃。采面在開切眼期間受圍巖支護、開采設備安裝布置等因素影響，長時間無法正常生產(chǎn)，從而導致切眼附近煤體容易自燃；在停采線附近，綜采設備需要外運、液壓支架需要拆除，停采時間長，從而煤層自燃風險顯著增大；采面在正常生產(chǎn)期間，推進速度一般在3 m/d以上，此階段煤層自燃風險較小。

3）工作面開采過程中出現(xiàn)有毒有害氣體從鄰近采空區(qū)涌出。8107工作面與北部、西部均為山西呂梁亞辰煤業(yè)的28201工作面采空區(qū)，南部為8105工作面采空區(qū)，采面保護煤柱內(nèi)裂隙發(fā)育，采面采用負壓通風，若采空區(qū)內(nèi)有大量的高濃度有害氣體，則有害氣體從煤柱裂隙內(nèi)外溢，嚴重時會出現(xiàn)傷人現(xiàn)象。

2.2 現(xiàn)有防滅火技術措施

現(xiàn)階段礦井采用JSG-7束管監(jiān)測系統(tǒng)、KJ70X安全監(jiān)控系統(tǒng)，并配備有CO、CH4、溫度等傳感器，對井下環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測；在地面布置有注漿站、制氮設備并配套有注氮管路；同時在采面回采期間噴灑阻化劑防滅火。

3 孤島工作面回采期間防滅火技術方案

3.1 孤島面工作面安全監(jiān)測方案

在8107孤島工作面生產(chǎn)期間綜合采用安全監(jiān)測、束管監(jiān)測以及人工檢查方式對采面、保護煤柱以及鄰近采面采空區(qū)自燃發(fā)火情況進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結果采取針對性防滅火技術措施，確保采面回采安全。具體采用的監(jiān)測方案：

1）在8107運輸順槽、回風順槽測點分別布置在采空區(qū)里30 m—60 m—90 m位置內(nèi)設CO采樣頭、溫度探頭，用以對自燃發(fā)火參數(shù)進行監(jiān)測；

2）通過人工、自動相結合方式對采面各測點進行測定，在運輸順槽端頭風簾后方、回風順槽出口50 m位置、回風隅角處、液壓支架后部位置等定期安排人員進行監(jiān)測。

3.2 防滅火技術方案

為確保8107孤島工作面回采安全，提出在采面回采全周期進行防滅火，具體可細分為工作面生產(chǎn)前、生產(chǎn)過程中以及停采回撤三部分。工作面生產(chǎn)前及停采回撤期間以阻化劑防滅火技術為主；正?；夭善陂g以注漿防滅火技術為主；輔助采用的防滅火技術措施包括通風管理、注氮等。

3.2.1 采面正?；夭善陂g防滅火技術

1）強化煤炭開采設備日常維護、保養(yǎng)，避免采面在正?；夭善陂g出現(xiàn)設備故障引發(fā)的停采問題。

2）嚴格依據(jù)煤炭開采工藝進行煤炭開采工作，提高煤炭采收率，減少采空區(qū)內(nèi)遺煤量；對于采面通道、液壓支架間的浮煤應及時安排人員清理，避免浮煤進入采空區(qū)內(nèi)。

3）工作面合理配備供風量，保持工作面風量穩(wěn)定。

4）強化采面通風管理，在推進回采期間及時對進風隅角、回風隅角頂板進行退錨、斷網(wǎng)，必要時要采取強制放頂措施，保證采空區(qū)頂板能跟隨支架及時垮落；封堵采空區(qū)漏風的主要進、出口，盡量減少漏風。

5）加強煤自燃早期預測預報工作。

6）工作面正常推進過程中每天進行一次阻化劑噴灑。

7）采面回采期間采取間斷預防性注氮，每月注氮一次，每次不少于4 h。當工作面出現(xiàn)自然發(fā)火征兆時，實施開放式連續(xù)性注氮，并啟動預防性灌漿系統(tǒng)。

8）受工作面采動影響，會造成地面裂縫、塌陷等，并向工作面采空區(qū)漏風，加強回采工作面對應地表的巡回勘查，發(fā)現(xiàn)大的裂隙、塌陷等及時采取回填、壓實等措施。

3.2.2 工作面停采期間的防滅火措施

1）在采面運輸順槽隅角位置施工封堵墻或者懸掛風障，減少采空區(qū)內(nèi)漏風量；

2）在工作面出現(xiàn)CO氣體指標時采取移動注氮防滅火措施。

3）強化采空區(qū)內(nèi)浮煤自燃監(jiān)測，做好發(fā)火預測預報工作。具體監(jiān)測可通過束管獲取采空區(qū)內(nèi)自燃發(fā)火標志性氣體，采面溫度以及回風流中自燃發(fā)火標志性氣體。

3.2.3 工作面回撤期間的防滅火措施

1）在采面推進至停采線位置后，控制采面供風，將風量保持在0.4 m/s以上、采面溫度保持在25℃以內(nèi)，減少采面采空區(qū)漏風量。

2）采面停采后，及時對運輸順槽、回風順槽隅角進行封堵，減少通風期間采空區(qū)漏風量。

3）強化施工組織安排以及綜采設備回撤效率，在煤層自燃發(fā)火期內(nèi)全部撤除綜采設備并避免采面。

3.2.4 工作面封閉后的防滅火措施

1）8107孤島工作面在回采至停采線45 d內(nèi)必須進行永久密閉。

2）密閉墻按照設計要求進行施工，布置的密閉墻體厚度2 m，在表面采用水泥砂漿抹面（厚度在500 mm以上），在密閉墻中間可充填高分子材料充填

3）在密閉墻體上按照要求施工措施孔、放水孔以及觀察孔，具體結構見圖1所示。

圖1 密閉墻結構示意圖（mm）

4）采面按照標準要求進行密閉后，應進行連續(xù)注漿，確保采空區(qū)內(nèi)遺煤后續(xù)不出現(xiàn)自燃。

5）定期通過檢測孔觀測密閉墻體內(nèi)氣體成分、溫度，并對氣體成分、溫度等變化情況進行分析；發(fā)現(xiàn)存在有自燃發(fā)火隱患時，應立即采取措施進行治理；對于出現(xiàn)嚴重變形的密閉墻體應及時進行維護。

4 結論

錦瑞煤業(yè)8107孤島工作面回采期間受到圍巖裂隙發(fā)育，煤層具有自燃發(fā)火傾向等因素影響，防滅火難度較大。通過強化監(jiān)測，對采面開采初期、正?；夭善凇⒕C采設備回撤期以及密閉期防滅火技術方案進行設計?，F(xiàn)場應用后，8107孤島工作面在回采期間未出現(xiàn)CO超限或者溫度異常等情況，現(xiàn)場取得較為顯著的防滅火效果。