雙頂山礦業(yè)礦業(yè)股份有限公司是由原長春市屬地方國有雙頂煤礦經(jīng)股份制改造而來的,該礦是自然發(fā)火較嚴(yán)重的礦井。自1990年建礦以來,自然發(fā)火事故頻繁(1990-1999年累計(jì)發(fā)生自然發(fā)火事故48起),造成損失煤量近 100萬 t,嚴(yán)重影響正常的安全生產(chǎn),給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也使該礦井正常的生產(chǎn)經(jīng)營難以維持。1999年以來該礦通過認(rèn)真總結(jié)和吸取歷次礦井自然發(fā)火的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),理論聯(lián)系實(shí)際因地制宜摸索出一套簡單易行的處理回采工作面自然發(fā)火和礦井局部火災(zāi)的方法。成功地抑制了采空區(qū)和巷道局部自然發(fā)火,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,6a來該礦沒有因火災(zāi)而影響安全生產(chǎn)的事故,安全生產(chǎn)形勢每年都有1個(gè)穩(wěn)步提高。
1 礦井概況
雙頂煤礦采用片盤斜井開拓,采用兩主一副中央并列式抽出通風(fēng),礦井總回風(fēng)量2 400 m3/min,屬高瓦斯礦井。設(shè)計(jì)產(chǎn)量30萬t,現(xiàn)投產(chǎn)1個(gè)采區(qū),年產(chǎn)量30萬t,所采煤層為中生代下統(tǒng)營城組,煤種屬長煙煤,煤層屬單一煤層,煤層厚度5一15 m,煤層傾角400 -- 60’左右,工作面采用水平分層單體ii鋼放頂煤壁式采煤法,采2m放13 m,煤層極易自然,自然發(fā)火期為1-V2個(gè)月,最短為 15 d,煤層爆炸指數(shù)為46%。
2 易自然發(fā)火地點(diǎn)
(1)回采工作面采空區(qū)。由于工作面兩端壓差造成工作面采空區(qū)的漏風(fēng),厚煤層回采空區(qū)遺煤多,受多種因素的制約,有時(shí)推進(jìn)度緩慢,造成采空區(qū)、上下兩道浮煤氧化自然;由于煤層傾角較大,煤層易破碎,造成開采中上部采空區(qū)中灼熱的遺煤進(jìn)人新采空區(qū)迅速氧化而引起自燃。
(2)巷內(nèi)部局部高冒和獨(dú)頭巷道?;夭晒ぷ髅嫔舷马槻墼诰蜻M(jìn)過程中,遇煤質(zhì)疏松、地質(zhì)構(gòu)造帶擠壓、地應(yīng)力增大等有局部冒頂現(xiàn)象,但在處理冒頂時(shí)未及時(shí)采取有效充填和封堵措施,在空氣擴(kuò)散作用下微風(fēng)串人,其浮煤體長期與氧氣接觸產(chǎn)生的熱量不易擴(kuò)散,導(dǎo)致局部升溫發(fā)火。獨(dú)頭巷道擴(kuò)散通風(fēng)氧化溫度不易擴(kuò)散,積存浮煤緩慢氧化導(dǎo)致自燃。
(3)閉區(qū)正壓密閉前自然發(fā)火。煤巷密閉由于封閉不嚴(yán)、掏槽深度不夠,造成密閉四周漏風(fēng)及煤層裂隙發(fā)育造成漏風(fēng)等原因,導(dǎo)致正壓密閉上、下部浮煤氧化或閉區(qū)浮煤自燃。
(4)巷道交叉點(diǎn)。巷道交叉點(diǎn)由于地壓力大影響,煤巷四周松動(dòng)圈范圍擴(kuò)大,裂隙增多由負(fù)壓作用造成裂隙漏風(fēng)浮煤氧化自燃。
3 自然發(fā)火的預(yù)防和處理
3.1 采空區(qū)及閉間灌漿堵漏防滅火
(1)灌漿防滅火是該礦經(jīng)常使用的防滅火手段,它具有成本低、操作簡單、效果顯著的特點(diǎn),通常采用采區(qū)上水平設(shè)簡易攪拌灌漿站利用靜壓或注漿泵,通過管路輔到采區(qū)上下兩道,對工作面開切眼、停采線進(jìn)行預(yù)防性注漿防止自然發(fā)火。
(2)區(qū)段結(jié)束后對空區(qū)及時(shí)密閉,一般采用雙道密閉,根據(jù)煤壁四周裂隙發(fā)育情況確定密閉間距為
1.5 m,對密閉中間進(jìn)行注漿以減少或杜絕漏風(fēng),防止自然發(fā)火。
3.2 注膠防滅火
(1)對高冒難以處理的煤巷巷道,根據(jù)服務(wù)時(shí)間長短分別采用砌筑料石、磚、木板防火暄的方式對暄后冒區(qū)進(jìn)行注漿或注膠體充填防止暄內(nèi)浮煤氧化。
(2)對于采區(qū)上下順槽煤巷的局部高冒已造成局部高溫采取錯(cuò)施:一是打鉆注水注漿來降溫滅火;
二是采取注凝膠來防滅火。凝膠采用碳酸氫按和水玻璃溶液混合后生成,用注膠泵或泥漿泵將凝膠注人浮煤后一是吸收熱量,降低煤體的溫度;另一方面堵塞煤體間隙,覆蓋在煤層上面,阻止空氣的流動(dòng),使之不再氧化達(dá)到防滅火的目的。凝膠的配置根據(jù)成膠質(zhì)量及反應(yīng)時(shí)間確定 2種溶液的濃度,現(xiàn)場易掌握,結(jié)合實(shí)際選擇如表適宜的凝膠配方。該方法操作簡便,靈活機(jī)動(dòng),可同時(shí)起到防火和降溫的作用,同傳統(tǒng)的注漿防火措施比,具有水分流失慢,一旦流失可定期補(bǔ)充的特點(diǎn),預(yù)防周期延長,幾年來應(yīng)用效果非常顯著。