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易自燃综放工作面收作期间防灭火技术研究
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2.淮矿西部煤矿投资管理有限公司某矿，内蒙古鄂尔多斯017000
摘要：易自燃煤层因自然发火期短，在工作面收作期间采空区存在较为严重的自然发火隐患。以某矿61102综放工作面收作期间采空区防治自然发火实践为例，分析了工作面收作期间可能发生自然发火的因素，通过采取全方位封堵漏风、超前综合预测预报及采空区注氮注胶体措施，在工作面收作工期超过煤层自然发火期的情况下，成功将采空区防火指标维持在安全值以下，实现了工作面安全拆除封闭。
关键词：易自燃厚煤层；收作；封堵漏风；注氮气；注胶体
火灾作为矿井主要的五大灾害之一，严重威胁矿工的生命安全和煤矿的安全生产，其中，采空区遗煤着火是矿井火灾的主诱因[。据统计，全国130余个大中型矿区均受自然发火威胁，具有煤层自然发火倾向的矿井占54%，最短自然发火期小于3个月的矿井占50%以上；2012～2015年，共发生重大以上瓦斯爆炸事故19起，其中9起由采空区煤炭自燃引发。对于综采放顶煤工作面而言，工作面收作期间采空区的防火管理尤为重要，这是因为：一是采空区内堆积有大量的浮煤，为采空区的自然发火提供了必要条件；二是工作面收作期间设备的拆除进度直接影响采空区的封闭工期，进一步增加了采空区发生自燃的风险。
1工作面概况
某矿位于内蒙古自治区准格尔煤田东孔兑普查区的西南部，61102工作面两侧均为已回采结束的采空区，工作面可采走向长度1007m，宽度240m，采用长壁后退式综合机械化放顶开采方式，采高4m，采放比1:3，全部垮落法管理顶板，主采煤层为6号煤，煤层厚度13.7～22.2m，平均厚18.3m，6号煤层为长焰煤，煤自燃倾向性鉴定为I类容易自燃煤层，最短自然发火期35天。
2工作面自然发火因素分析
1）采空区堆积大量的浮煤
一是工作面两巷沿煤层底板布置，两巷遗留大量顶煤；二是工作面回采至距停采线30m时停止放煤，导致大量松散煤体（厚度约10m）全部垮落至采空区内，为采空区自然发火提供了必要条件。
2）工作面相邻采空区遗煤氧化
61102工作面位于61101和61103两个已回采结束的采空区之间，与两采空区之间的煤柱分别为20m、25m。受矿压影响，煤柱局部区域破碎，形成漏风通道，61101和61103采空区内堆积的浮煤存在二次氧化的风险。
3）漏风供氧
（1）煤柱破碎区漏风供氧。61102工作面两侧煤柱受矿压形成的局部煤体破碎区域，长期处于风流中，煤体破碎区容易漏风氧化。
（2）相邻采空区漏风供氧。煤体裂隙可能形成漏风通道，在主通风机负压和自然风压的作用下，采空区内外可能存在“呼吸”现象。
（3）地面裂隙漏风。
由于工作面采用放顶煤开采工艺，地表沉降明显，并出现大量裂隙，存在向采空区漏风的可能性。
3工作面收作期间防治自然发火措施
3.1全方位封堵漏风通道
（1）采空区整体控风
工作面回采距停采线14m时，在液压支架顶部开始敷设有涂覆布的矿用聚酯纤维柔性网，柔性网必须铺满工作面、两巷顶板及架后采空区。
（2）重点区域控风
①在工作面停止放煤位置对应的工作面进回风巷各施工一道防火隔墙，工作面停止回采后，立即在进、回风端头再各施工一道防火隔墙，墙厚3m，并对进、回风端头施工的防火隔墙墙面喷洒喷涂LFM防火材料，同时对墙体四周裂隙进行注胶封堵，减小采空区漏风。
②加强工作面采空区对应的地面沉降观测，每周不少于1次，对地面裂隙宽度大于50mm的地点及时进行封堵处理。
（3）局部控风
①工作面回采距停采线60m、30m时分别在进、回风巷各施工一道防火隔墙。
②工作面停采后在进、回风端头及上下各20架支架范围内悬挂风障。
3.2超前综合预测预报
采用定期取样分析、监控系统连续监测和人工日常巡检“三位一体”的检测方法进行自然发火监测，并利用采空区气体成分、指标气体乙烯及格雷哈姆系数R2值(+ΔCO/-ΔO2)开展预测预报。
1）防火测点布置
①采空区测点布置
在回风巷距停采线60m、30m、10m及进风巷距停采线90m、60m、30m处预埋束管，并利用DN25mm铁管进行保护。取样点进入采空区后每班人工检测，并取样进行色谱分析。
②工作面测点布置
工作面停采后，每班安设专职人员对每架架前、架间及架后插管进行检测，观测管插入煤体深度不小于1.5m，倾角45°。观测管孔口用黄泥堵实，末端留设取样孔，并通过胶皮管引至便于取样的位置。对人工检测CO浓度大于100ppm的观测点取样并进行色谱分析。
2）监控系统监测
利用工作面安设的T0、T1、T2传感器24h连续监测一氧化碳浓度变化。
3）采空区气体指标动态分析
每天对人工检测及气相色谱仪分析数据进行整理，绘制CO-O2及R
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