矿井防治自然发火的技术和应用

　　摘要：通过对2770及相关系统进行分析，找出造成矿井自然发火的关键因素，并提出喷浆堵漏风、打钻灌浆、均压防灭火等综合治理措施。

　　关键词：系统自然发火综合治理

　　中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0026-01

　　唐山矿业公司始建于1878年，距今已有130年的开采历史。井田面积为37.28 km2。现在共有3个可采煤层（5s、8s、9s），各煤层为自然发火煤层，自燃发火期10个月。由于开采年限长，随着采空区和废弃巷道的增多，给矿井防火带来了巨大的压力，为此笔者就2770密闭进行了综合防治自然发火的尝试。

　　1 概况

　　1.1 工作面概况

　　2770位于我矿北翼二水平七石门以里，是5煤层3652、3654工作面的回风巷，于1999年七南石门5煤层采区回采结束后对其进行了永久封闭，论文网站并进行了预防性灌浆。但该密闭因封闭条件不好，上顶及料石碹缝内跑浆，一直没有封严，始终处于出风状态，密闭内检查瓦斯1%～2.5%，氧气9%～15%，温度26～29 ℃，CO无，副巷有效风量为18.1m3/s，温度20 ℃，回风瓦斯浓度为0.2%～0.3%。与该闭相连通的采空区有北翼9槽（3692、3694、3696等）、北翼5槽（2752、2754、3652等）、铁二区I采区9槽（????T2193、T2194、T2195等）、铁二区5槽（T2151、T2152、T2153、T2154、T2155等）以及西翼头石门采空区也可以通过采空区上方的裂隙带互相连通。

　　1.2 发火情况

　　2008年4月，火检员在2770检查时发现该闭上顶CO浓度达到0.018%，温度29 ℃，并伴有汽油味，存在明显的自然发火隐患。

　　2 原因分析

　　2.1 通风压力测定

　　由于该系统极为复杂，漏风通路判断困难，为此笔者对2770和相关系统的通风压力进行了测定，对各密闭进、出风情况进行观测。结果如表1。

　　2.2 漏风系统分析

　　从2770相关系统和压力测定结果分析，可以确定造成2770密闭出风的漏风路线有：①3671→2770密闭；②T2150边眼闭、T2151风道密闭→2770密闭；③T2193下溜子道密闭→2770密闭；④T2092工作面→2770密闭。2770最密切的漏风路线是：3671→2770，T2150边眼闭、T2151风道密闭→2770，尤其是T2175与5082断道之后，引起5煤层采空区的漏风方向发生改变，T2151和T2150密闭由出风变为进风，T2159由进风变为出风，部分往9煤层采空区运动，使T2194溜子道密闭由进风变为出风，其余漏风就通过采空区裂隙带往北翼运动，补充到2770，引起氧化加剧，出现汽油味。

　　3 综合治理方案

　　3.1 系统堵漏风

　　对铁二区I采区的9煤层T2193下各密闭进行喷浆，对防治铁二区I采区自然发火起到封堵漏风通道的作用。并可以消除T2193下溜子道密闭向北翼系统的过多串风的潜在隐患。封闭T2150，保证封闭质量，切断T2150系统内密闭进风。可以降低5煤层采空区的压力，使T2150由进风变为出风，还有可能把9煤层采空区瓦斯转移过来。但封闭后会把2770的畅通供氧条件破坏掉，有利于防火。对3671密闭进行堵漏风，该密闭与2770的压差最大，把3671的砖闭进行抹面处理，可以减少往北翼系统的漏风，使高温点缺氧无法继续发展。

　　3.2 系统均压

　　对南翼、铁二区I采区的5、9煤层和北翼副巷2770各相关密闭进行压力测定，以确定各漏风路线和主要漏风源；对北翼系统和相关系统进行压力调整，减小北翼副巷系统的压差。

　　3.3 设置观测点，加强检查分析

　　加强对2770和北翼副巷等各闭的火检检查，每天取气样进行化验分析，注意掌握变化趋势，同时观测铁二区I采区和西翼副巷等各闭的进出风情况和气体成分变化。为治理工作提供可靠数据。

　　3.4 采空区灌浆

　　对北翼系统的2770密闭和2770横管密闭进行喷浆加固和堵漏风。然后对密闭进行灌浆，封堵漏风通道。

　　4 治理效果

　　通过综合治理方案的实施，2770密闭CO得到了有效抑制，并取得了很好的效果。2770密闭自燃发火的征兆消失。北翼副巷各闭气体参数如（表2），从开始治理到现在未出现任何征兆，确保了矿井安全。

　　5 治理体会

　　①防治矿井自然发火，特别是密闭内的自然发火，由于是完全封闭状态，无法通过眼睛观察发现高温点，必须通过有效的手段，比如压力测定和气体性质，来发现高温点，从而利用有效的治理措施防治自然发火。

　　②分析漏风通路，特别是复杂通风系统，是防治自然发火的前提；喷浆堵漏风、均压防灭火、预防性灌浆是基础，合理的通风系统是关键。

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