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王村矿8126工作面瓦斯与火灾防治技术研究

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  摘要:针对综采工作面上隅角瓦斯局部积聚,遇到意外摩擦产生火花,导致上隅角积聚瓦斯燃烧,为了防止事故继续扩大,通过采取两顺槽注水,临巷注罗克休封闭巷道,采空区上部地面打孔注液态二氧化碳,最后在两顺槽巷构筑土袋墙的立体综合防灭火措施,成功消除了事故,避免了事故进一步扩大。
  关键词:综放工作面;上隅角;瓦斯燃烧;注水封闭;注液态二氧化碳;注罗克休
  王村煤业延深井主采山西组4号层,煤层平均厚度2.8m,下距3-5号合并层层间距为30m,矿井工业储量17578.6万吨,可布面储量5000万吨,设计生产能力为120万t/a,服务年限58年,属于高瓦斯矿井。8126工作面顺槽长度为2413m,工作面长度为220m,煤层厚度平均为2.8m,一次采全高。该面因断层影响分两部分回采,第一部分可采长度706m,已采长度为680m,剩余26m停采;第二部分在距离辅运巷663m位置施工一外切眼,外切眼宽7m,高3.2m,现已施工完成。该工作面上覆1.5m为岩石层,其上有0.4-1.5m煤层。该层煤的自燃发火倾向性鉴定,原煤的吸氧量:0.50cm3/g,自燃倾向性等级为:Ⅱ级,自燃倾向性为:自燃,最短自燃发火期为88天。
  1 上隅角瓦斯燃烧事故过程
  8126工作面采用全负压通风方式,采用抽排风机配合风障治理瓦斯,工作面进风量为2320 m3/min,回风量为1952 m3/min,抽排风机型号为FBCD-NO.7.1-2*30kW,风筒直径1000mm,吸风量为383m3/min,出风量401m3/min,平行回风巷靠工作面处打“L”型风帐。
  该面相邻8128工作面和8124工作面。8128工作面正在生产,采位超前8126工作面1051m,回采期间未发现一氧化碳气体和温度异常;8124工作面为备用面。
  2015年4月9日21时08分,因更换抽排风机高压开关互感器而停止8126工作面抽排风机运转。21时23分工作面上隅角发生瓦斯燃烧,现场汇报,火是从抽排风筒冒出。事故现场烧坏上隅角向外伸縮风筒和风帐约20m;瓦斯探头掉在地上;距切顶线约7-8m处风筒落地,长度约4-5m,此位置有顶板冒落,长约2m,厚度0.4-0.5m,宽度约1m,方向是沿两钢带空隙,并有顶网烧焦痕迹。通过对8126工作面CH4:CO气体浓度监测监控数据突变的分析,再结合现场观测的情况,2015年4月9日21时08分至2015年4月10日凌晨8时,8126工作面上隅角间断性发生了五次瓦斯燃烧。
  2 瓦斯燃烧事故原因分析
  结合8126工作面日常管理状况,判定不是采空区自然着火。原因有:首先该工作面从未发现一氧化碳气体(除胶轮车在2126巷运行外),见一氧化碳传感器记录;其次该面采空区温度一直保持在20度左右;第三该面一次采全高,且古塘冒落7-8m高,头尾三角区覆盖较严;第四该煤层自然发火期88天,即便采空区头尾三角区有少量浮煤,由于开采速度快,也不会导致浮煤迅速氧化产生大量热量。
  从事故现场结合8126工作面回风巷顶板压力现状分析,我们认为着火原因是5126巷超前支护内,锚杆螺丝口与钢带或垫片(或锚索与锁具内口)在顶板突然来压时摩擦产生火花,点燃钻孔内瓦斯,导致钻孔内瓦斯爆炸后再点燃顶板吊挂的抽排风筒内瓦斯。原因有:其一现场汇报火是从风筒冒出;其二局部风筒落地,并在此处有局部顶板冒落和顶网明显烧焦痕迹;其三超前支护顶板压力大,顶板下沉(0.3-0.5m),地鼓明显;其四锚杆和锚索穿过顶板上覆0.4-1.5m煤层,钻孔内容易积聚瓦斯。由于这个原因的发生,点燃了上隅角瓦斯,从而引燃了上隅角内遗弃的风筒或浮煤。这些着火的风筒或浮煤后来又不断点燃古塘内涌出的高浓度瓦斯。
  3 采取治理措施
  由于上隅角瓦斯局部积聚,随时可能导致瓦斯爆炸,为了防止事故继续扩大,立即启动应急措施全矿井井下人员全部撤出,将5126巷、2126巷两顺槽的风水管路停风、停水、电缆全部断开,然后开展一系列治理措施。
  3.1 注水封闭工作面两顺槽
  通过在进回风顺槽巷口断开静压水管进行注水封闭2126、5126巷。进风顺槽注水位置距辅运巷口106m,覆顶后灌水1600m3,回风顺槽注水位置距辅运巷口221m,覆顶后灌水1700m3,由于两顺槽注水位置都是巷道最低点,积水已覆巷道顶板,将工作面临时性封闭,有效减缓上隅角瓦斯燃烧事故进一步发展。
  3.2 邻巷打孔注罗克休
  从5124巷、2128巷分别向2126、5126两巷打孔注罗克休封闭巷道。在5124巷距辅运巷口300m施工5个钻孔,孔间距4m,孔深25m,共注罗克休686桶;在2128巷距辅运巷口400m施工5个钻孔,孔间距4m,孔深30m,共注罗克休314桶,罗克休膨胀后封闭工作面,再一次隔绝工作面与外面沟通,进一步减缓上隅角瓦斯燃烧事故进一步发展。
  3.3 地面打孔注液态二氧化碳
  在地面打钻孔向采空区注液态二氧化碳,结合地面勘察情况初步选定钻孔位置为:上隅角向采空(下转第105页)(上接第102页)区斜角19°,斜长105m,钻孔深度约530~550m,孔径211mm,共注液态二氧化碳200吨,将液态二氧化碳精准注到上隅角瓦斯燃烧处,直接破灭火源。
  3.4 封闭工作面两顺槽
  在头尾两巷分别施工土袋墙、砖墙封闭火灾区域。在2126巷及5126巷回风绕道口往里20m施工土袋墙,土袋墙底部7m,上部5m。土袋墙外面施工1m厚永久墙,墙上面留有启封风门,风门用砖碴严。
  治理措施如上图所示。
  4 治理效果
  在瓦斯发生5次燃烧后,采空区已自燃的情况下随时可能发生瓦斯爆炸导致事故扩大,通过立即采用两顺槽注水,临巷注罗克休封闭巷道,采空区上部地面打孔注液态二氧化碳,最后在两顺槽巷构筑土袋墙的立体综合防灭火措施,在最短的时间内成功将瓦斯与火灾事故消除,避免了事故进一步扩大,有效减少伤亡和财产损失。
  参考文献:
  [1]武跃东.煤矿机电设备安装要点与安装质量控制[J].机械管理开发,2018(11):267-268.
  [2]刘亚楠.煤矿机电设备安装要点及质量控制分析[J].能源与节能,2018(10):169-170.
  [3]郭宏伟.煤矿大型机电设备安装施工技术与质量管理[J].现代矿业,2018(09):172-173.
  [4]曹伟.煤矿机电设备安装要点及质量控制策略探究[J].能源与节能,2018(09):121-122+125.
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