秦源煤业N面启封及防灭火措施.docVIP

秦源煤矿N105面自燃火区治理及启封 总 体 技 术 方 案 秦源煤业有限公司 西安科技大学 西安森兰科贸有限责任公司 2012年4月10日  目 录 1 工作面概况 1 2 自然发火过程及处理经过 1 3 火区状况分析 3 4 煤火灾害防控和治理技术 4 5 总体治理思路和技术方案 4 5.1 总体治理思路与步骤 4 5.2火区治理技术方案 5 5.2.1措施巷布置 6 5.2.2防灭火钻孔设计 6 5.2.3防灭火钻孔施工技术 7 5.2.4灌注胶体和液态CO2降温防复燃 9 5.2.5防灭火材料量 11 6工作面启封及应急处理技术方案 11 6.1 启封条件 11 6.2 巷道高温点监测与治理技术 12 7 火区观测 13 8工作面启封后的防灭火技术方案 13 9工期及进度 14 10 所需的主要装备和材料 14 1 工作面概况 秦源公司N105综放面布置在北翼采区+520水平，地面标高+1021~938.4 m，工作面标高+300~460m。该面开采煤层为低瓦斯，煤尘有爆炸危险性，易自燃，最短自然发火期51天，上部为103综放面采空区，靠近切眼为无煤区，其余为未开拓区,如图1所示。 图1 N105综放面平面位置示意图 N105综放面走向长度1302~1412 m，倾向长度138~155 m（目前为140m左右），面积199436m2，煤层厚度11.5~3.5m，煤层倾角平均35°。上顺槽开口向里150m为下山，其余1035m为上山，局部上山倾角达20°；下顺槽自煤仓向里660m为下山，其余942m为上山，工作面煤层厚度由外向里逐渐变薄。回采初期安装了95架，随着工作面倾角变大，面长增加，截止目前工作面共加支架到100架。该面从2010年10月21日开始回采，至8月底工作面走向还剩403米，回采产量117.2万吨（其中8月20日至8月31日的产量为3.1万吨）。 2 自然发火过程及处理经过 1）2011年8月19日早班，N105工作面上隅角及回风流CO气体超限，上隅角浓度为1200PPm，回风流浓度为400PPm。通过现场查看和取样分析，认为是推进进度缓慢，采空区遗煤氧化。在原有上下隅角每班打设一道密封墙，洒灭火剂，挂设挡风帐的基础上，又采取了上隅角灌注三相泡沫和向采空区注氮气的防灭火措施。从20日夜班至22日早班上隅角及回风流CO气体呈下降趋势，且下降幅度较大，上隅角下降为40PPm，回风流下降为15PPm。 2）8月22日中班，工作面割煤机移架后，上隅角及回风流CO气体又呈上升趋势，上隅角CO浓度上升到1600PPm，回风流CO浓度上升到380PPm，采取加大三相泡沫灌注量由原来的每班3桶增加到5桶，增加了发泡效果，并进行风量调节，风量由原来的1350m3/min减少到1180m3/min，并在上、下隅角打墙后喷洒艾格劳尼，提高堵漏的效果。从23日至28日中班N105工作面上隅角及回风流CO气体呈缓慢下降趋势，上隅角CO浓度下降到1000PPm，回风流CO浓度下降到260PPm。 3）8月29日中班回采过程中，煤炮频繁，周期来压显现，同时工作面上隅角及回风流CO气体升高，且升高幅度较大，上隅角CO浓度上升到2800PPm，回风流CO浓度上升到600PPm。采取从工作面下隅角开始向上至50号支架后尾梁喷洒艾格劳尼进行封堵，并在工作面16号、17号支架侧护板处打钻注防灭火剂。30日早班14时，突然发现工作面有淡淡的烟雾，随支架检查，发现13—14号支架后尾梁侧护板缝隙处出现烟雾。30日中班23时，工作面1号支架后尾梁顶部出现明火。 4）N105工作面下隅角出现明火以后，采取用水直接灭火，火灾未能得到控制，经过研究，慎重考虑，为防止工作面火情进一步扩大，根据以往火灾发展的速度和灾害危险程度的经验，对N105工作面进行封闭，封闭日期为9月1日早班，封闭墙的位置上顺槽利用原来的防火门改成封闭墙，距离回风口100m，下顺槽封闭墙位置在距离工作面42m处（见图2），两道采用局部通风机供风。 图2 N105综放面明火及封闭位置示意图 5）为加快N105综放面火区熄灭速度，在N105下顺槽施工防水墙，注水淹面至明火点向上10米；调整通风系统，将上、下顺槽封闭墙内外压差控制在最小值；通过上顺槽管路，向采空区注入氮气；定期观测上、下顺槽封闭墙气体封闭性、温度、压差等情况。 3 火区状况分析 秦源公司N105综放面出现自燃隐患前后，推进速度较慢，且顶煤回收率较低，在架后10m范围内遗留了大量的松散煤体，具备煤层自燃的物质条件；工作面架后漏风大，为架后遗煤自燃提供了良好的漏风供氧环境；采空区通风散热条件差，为煤自燃提供了较好的蓄热环境；断层的存在缩短了煤层自然发火期。 煤自燃火灾有其特