兗礦綜合機(jī)械化放頂煤工作面煤層自然發(fā)火防治技術(shù)

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號(hào)： 兗礦綜合機(jī)械化放頂煤工作面煤層自然發(fā)火防治技術(shù)Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_兗礦綜合機(jī)械化放頂煤工作面煤層自然發(fā)火防治技術(shù)溫馨提示：該文件為本公司員工進(jìn)行生產(chǎn)和各項(xiàng)管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過(guò)對(duì)具體的工作環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范、約

2、束，以確保生產(chǎn)、管理活動(dòng)的正常、有序、優(yōu)質(zhì)進(jìn)行。本文檔可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和使用。 我國(guó)煤層自然發(fā)火情況嚴(yán)重, 據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)有重點(diǎn)煤礦中大約有56%的礦井存在煤層自然發(fā)火危險(xiǎn), 而特厚煤層開(kāi)采自然發(fā)火更為嚴(yán)重。近年來(lái), 隨著我國(guó)特厚煤層綜采放頂煤技術(shù)的試驗(yàn)和推廣, 煤炭的產(chǎn)量和效益大幅度提高, 日產(chǎn)原煤高達(dá)1.01.6萬(wàn)t, 日產(chǎn)值達(dá)200多萬(wàn)元, 工作面設(shè)備投資在40005000萬(wàn)元, 年產(chǎn)500萬(wàn)t的礦井基本上可實(shí)現(xiàn)一礦一面, 確保工作面安全生產(chǎn)顯得尤為重要。但這種采煤法的開(kāi)采強(qiáng)度大、采空區(qū)遺留殘煤多、冒落高度大、漏風(fēng)嚴(yán)重, 隨之出現(xiàn)了難以解決的火災(zāi)、瓦斯、粉塵等一系列問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì), 我國(guó)煤

3、礦有50%以上的綜采放頂煤工作面存在著自然發(fā)火危險(xiǎn), 嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。因此, 防滅火技術(shù)的研究工作也是綜放工作面安全生產(chǎn)的關(guān)鍵之一。 1、我國(guó)煤層自然發(fā)火防治技術(shù)概況 1.1防滅火技術(shù) 20世紀(jì)50年代我國(guó)開(kāi)始研究并在煤礦推廣黃泥灌漿防滅火技術(shù), 60-70年代研究阻化劑防火、均壓通風(fēng)、高倍數(shù)泡沫滅火等技術(shù), 8090年代研究礦井自然發(fā)火預(yù)測(cè)系統(tǒng)、惰氣防滅火、快速高效堵漏風(fēng)、帶式輸送機(jī)火災(zāi)防治等技術(shù), 并逐步形成適應(yīng)普通采煤法和高產(chǎn)高效采煤法的綜合防滅火技術(shù)。目前我國(guó)煤礦煤層開(kāi)采時(shí)期采用的火災(zāi)防治技術(shù)措施, 從總體上說(shuō)有惰化、阻燃、堵漏、降溫及其綜合防治技術(shù), 共同發(fā)揮作用來(lái)實(shí)現(xiàn)防滅

4、火的目的。 1.1.1惰化防滅火技術(shù) 惰化技術(shù)主要是指將惰性氣體送入擬處理區(qū), 抑制煤自燃的技術(shù)。主要用在當(dāng)發(fā)生外因火災(zāi)或因煤自燃火災(zāi)而導(dǎo)致的封閉區(qū)。我國(guó)研制了燃油型DQ150、DQ1000型惰氣發(fā)生裝置, 裝備了我國(guó)煤礦救護(hù)隊(duì), 成為滅火救災(zāi)的重要設(shè)備。此外還研制了BGP200型高倍發(fā)泡機(jī)以及YZWP180型惰泡發(fā)生裝置。 近年來(lái), 注氮防滅火技術(shù)已在我國(guó)煤礦迅速推廣應(yīng)用。除部分煤礦用深冷固定制氮機(jī)組和管輸下井注氮系統(tǒng)外, 有些礦井開(kāi)始裝備近年來(lái)新研制的地面移動(dòng)式碳分子篩變壓吸附制氮機(jī)組（BXND500型、KYZD800型）、井下移動(dòng)變壓吸附制氮機(jī)組（JXZD400)、膜分離制氮機(jī)組（KMD

5、S600型）等。由束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)測(cè)定, 確定采空區(qū)氧化、自燃、窒息三帶寬度后, 用埋管或打鉆向采空區(qū)自燃帶連續(xù)注氮, 惰化自燃帶, 達(dá)到防火的目的。在撲滅巷道火災(zāi)中, 建臨時(shí)密閉后, 向封閉區(qū)注氮?dú)? 使火區(qū)氣體氧濃度降至10%以下可滅明火, 降至12%可快速滅火, 燃燒深度大的火源, 注氮量應(yīng)達(dá)到火區(qū)體積的23倍。 1.1.2阻燃物質(zhì)防滅火技術(shù) 阻燃物質(zhì)防滅火技術(shù)主要是指將一些阻燃物質(zhì)送入擬處理區(qū), 從而達(dá)到防滅火目的。除已作為常規(guī)防滅火措施使用的黃泥漿外, 近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的有粉煤灰、頁(yè)巖泥漿、選煤廠尾礦漿、阻化劑和阻化泥漿等, 已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用。 1.1.3堵漏風(fēng)防滅火技術(shù) 工作

6、面推過(guò)后, 及時(shí)封閉和采空區(qū)相連通的巷道、無(wú)煤柱工作面順槽巷旁充填隔離帶、隔離煤柱裂隙注漿堵漏風(fēng)等均屬于堵漏風(fēng)防滅火。我國(guó)近年研究了雙料型高水速凝充填料和液壓快速注漿設(shè)備, 并進(jìn)行了無(wú)煤柱工作面順槽巷旁充填隔離帶的試驗(yàn), 已獲成功。還研制了KBJ一100/5, KBJ一50/3型速凝粉煤灰漿設(shè)備和注漿工藝, 灰漿輸送距離達(dá)800m, 用于構(gòu)筑永久密閉、煤壁裂隙、巷道高冒區(qū)灌注、膠結(jié)等作業(yè)。該設(shè)備和材料還可用于快速構(gòu)筑密閉。 1.1.4災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流穩(wěn)定、控制及救災(zāi)指揮技術(shù) 我國(guó)研究火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流穩(wěn)定性和風(fēng)流控制還處于建立物理數(shù)學(xué)模式進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)路解算和災(zāi)變風(fēng)流模擬的階段, 未達(dá)到實(shí)用化階段。近年來(lái)還

7、開(kāi)展了救災(zāi)專家系統(tǒng)的研究, 試圖將眾多防滅火專家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn), 經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件形成人工智能, 組成救災(zāi)專家決策系統(tǒng), 以便在各火災(zāi)發(fā)生時(shí)快速選擇救災(zāi)方案, 避免人為因素的片面性。由于該研究的工作量大、難度大, 還沒(méi)有正規(guī)產(chǎn)品間世。自動(dòng)防火監(jiān)控風(fēng)門、自控防火水幕也是開(kāi)發(fā)研究的內(nèi)容, 已達(dá)實(shí)用化階段。 1.2火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù) 1.2.1煤自然發(fā)火危險(xiǎn)性的判定 20世紀(jì)80年代前, 煤自然發(fā)火危險(xiǎn)性的判定沿用前蘇聯(lián)的著火溫度法鑒定煤自然發(fā)火傾向, 其結(jié)果和開(kāi)采后證實(shí)的情況基本相符, 但對(duì)于高硫煤差異較大。 近年來(lái), 研究色譜動(dòng)態(tài)吸氧法測(cè)定吸氧量和吸氧速度, 判定自然發(fā)火傾向, 并研制了ZRJ1型色譜自

8、燃性測(cè)定儀, 在煤礦已推廣使用。 在研究煤的自然發(fā)火期及其影響因素中, 近年來(lái)采用了2種技術(shù)途徑:一是用煤堆實(shí)驗(yàn)裝置在模擬條件下測(cè)定并解算發(fā)火期；二是測(cè)定煤的吸氧速度、氧化反應(yīng)速度, 以熱傳導(dǎo)及熱平衡原理推算最短自然發(fā)火期, 并結(jié)合地質(zhì)、開(kāi)采、通風(fēng)等影響因素的修正系數(shù)確定煤的發(fā)火期。 1.2.2自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) (1)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo) 過(guò)去礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)主要采用CO, 但最新研究表明CO已不是在任何情況下都可作為惟一的和最靈敏可靠的判別煤自燃火災(zāi)的指標(biāo)。最新的研究結(jié)果為:使用CO、C2H4 及C2H2 3個(gè)指標(biāo), 綜合地將煤自然發(fā)火分為3個(gè)階段:礦井風(fēng)流中出現(xiàn)10-6級(jí)CO時(shí)的緩慢氧化階段；

9、出現(xiàn)10-6級(jí)CO和C2H4時(shí)的加速氧化階段；出現(xiàn)10-6級(jí)CO、C2H4和C2H2的激烈氧化階段, 此時(shí)即將出現(xiàn)明火。應(yīng)用這3個(gè)指標(biāo), 不僅可預(yù)測(cè)火災(zāi), 而且還可判別其階段, 據(jù)此而采取不同的防滅火技術(shù)措施。本項(xiàng)技術(shù)已在較多礦井中得到應(yīng)用, 但對(duì)不同的煤層必須分別進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn), 優(yōu)選其指標(biāo)的具體應(yīng)用值, 才能正確地應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。 (2)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)手段 預(yù)報(bào)自然發(fā)火的手段, 在20世紀(jì)70年代前是用井下人工采氣樣、地面儀器分析, 并結(jié)合溫度檢測(cè)和人的感知來(lái)判斷發(fā)火危險(xiǎn)性。80年代煤礦普及氣相色譜分析方法, 并研究應(yīng)用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抽吸井下氣體、地面集中分析、微機(jī)自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和預(yù)報(bào)自然發(fā)火。束管監(jiān)測(cè)

10、系統(tǒng)已成為工作面自然發(fā)火預(yù)報(bào)和采空區(qū)注氮防火的主要監(jiān)測(cè)手段。 1.2.3外因火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng) 我國(guó)煤礦近年曾發(fā)生膠帶輸送機(jī)或機(jī)電硐室火災(zāi), 并造成重大經(jīng)濟(jì)損失或人員重大傷亡。為此, 近年相繼開(kāi)發(fā)出幾種裝置和儀器設(shè)備, 如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研制開(kāi)發(fā)的KHJ1型礦井火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及自動(dòng)滅火裝置以及MPZ1A型膠帶輸送機(jī)自動(dòng)滅火裝置, 它們由速差、溫度、煙霧、紫外線、熱敏電纜等5種傳感器和電源控制箱聯(lián)接, 控制箱由單片微機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)控制、智能判斷、控制噴灑泡沫或水噴霧滅火, 為我國(guó)煤礦外因火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治增添了新的手段和能力。這些系統(tǒng)都是我國(guó)自己研制開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品, 適應(yīng)我國(guó)的具體情況, 可供有關(guān)礦井

11、選用。 2、煤層自然發(fā)火機(jī)理 2.1煤體自燃的起因和過(guò)程 煤自燃的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化的物理化學(xué)過(guò)程, 其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)緩慢地自動(dòng)放熱升溫最后引起燃燒的過(guò)程。該過(guò)程的關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是熱量的自發(fā)產(chǎn)生；二是熱量的逐漸積聚。 導(dǎo)致煤在常溫下產(chǎn)生熱量的因素很多, 如水對(duì)煤的潤(rùn)濕熱、煤分子的水解熱、煤中含硫礦物質(zhì)水解及氧化熱、煤中細(xì)菌作用放出的熱量、煤對(duì)氧的物理吸附熱、煤對(duì)氧的化學(xué)吸附熱以及煤與氧的化學(xué)反應(yīng)熱等等。這些因素對(duì)于煤體自發(fā)產(chǎn)生熱量都起著一定的積極作用, 在某些條件下甚至是決定性的作用。但大量的研究工作發(fā)現(xiàn)煤的自燃主要是由煤氧復(fù)合作用放出熱量而引起, 煤與空氣接觸后首先發(fā)生煤體對(duì)氧

12、的物理吸附, 之后又發(fā)生煤氧化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。 導(dǎo)致煤體自燃除熱量的自發(fā)產(chǎn)生之外, 另一關(guān)鍵要素就是自發(fā)產(chǎn)生的熱量被逐漸積聚。煤體自燃所需熱量的積聚不但與煤氧復(fù)合作用放出熱量有關(guān), 還與煤體的散熱條件有關(guān)。實(shí)際條件下, 煤體的放熱與煤體表面活性結(jié)構(gòu)種類和數(shù)量、煤體的溫度、氧氣濃度等因素有關(guān)；自燃煤體的散熱條件則主要包括煤體的空隙率、漏風(fēng)強(qiáng)度以及周圍環(huán)境的溫度等。當(dāng)煤體的放熱量大于煤體的散熱量時(shí), 煤體熱量被積聚, 煤體溫度上升；當(dāng)煤體放熱量小于散熱量時(shí), 則煤體溫度保持穩(wěn)定。煤體熱量積聚過(guò)程, 也就是煤體自然的發(fā)展過(guò)程, 而自燃正是煤體放熱與散熱這對(duì)矛盾運(yùn)動(dòng)發(fā)展過(guò)程的結(jié)果之一。 綜上所述,

13、煤自然發(fā)火主要是由空氣滲透進(jìn)入松散煤體, 空氣中的氧與煤分子表面的活性結(jié)構(gòu)接觸, 發(fā)生物理吸附、化學(xué)吸附及化學(xué)反應(yīng), 同時(shí)放出熱量, 在一定的蓄熱環(huán)境下, 煤體不斷地氧化、放熱、升溫, 當(dāng)煤溫超過(guò)臨界溫度后, 煤體繼續(xù)升溫, 達(dá)到煤的著火點(diǎn)溫度, 最終導(dǎo)致煤體燃燒。 巷道在掘進(jìn)過(guò)程中, 煤體暴露于新鮮空氣中, 在采動(dòng)壓力作用下受壓而破碎、離層, 風(fēng)流在各種動(dòng)力作用下滲透進(jìn)入煤體, 使煤體氧化放熱。當(dāng)煤體放熱速率大于周圍環(huán)境散熱速率時(shí), 引起升溫, 最后導(dǎo)致自燃。由于巷道煤層所處位置、松散煤體堆積形態(tài)、漏風(fēng)動(dòng)力、散熱條件等與一般煤層不同, 具有自己的特性, 尤其是綜放無(wú)煤柱開(kāi)采。因此, 巷道煤層

14、自燃除了具有一般煤層自燃的共性之外, 還有自己的特性。 2.2煤層自燃特點(diǎn) 2.2.1由于受煤礦開(kāi)采條件及采煤工藝的限制, 工作面布置走向長(zhǎng)度大, 上千米煤巷采用綜掘一次完成, 因而巷道煤體暴露于空氣的時(shí)間較長(zhǎng), 一般均超過(guò)煤層最短自然發(fā)火期。 2.2.2巷道內(nèi)因火災(zāi)大多起始于距巷道表面一定深度的中部。在采動(dòng)壓力的作用下, 暴露面處的煤體破碎程度較大, 漏風(fēng)阻力小, 漏風(fēng)強(qiáng)度較大, 超過(guò)引起煤自燃的上限漏風(fēng)強(qiáng)度, 熱量不能積聚, 無(wú)法形成自熱高溫點(diǎn)；離暴露面較遠(yuǎn)的深部煤體, 由于漏風(fēng)通道不暢通, 漏風(fēng)阻力較大, 氧氣滲透到該處時(shí)濃度已很小, 低于煤自燃的下限氧濃度, 處于窒息狀態(tài), 亦無(wú)法形成

15、自熱高溫點(diǎn)；而在距暴露面一定深度的中部, 漏風(fēng)強(qiáng)度適中, 風(fēng)流速度慢, 氧氣濃度適宜, 最容易滿足煤自燃的條件而形成自熱高溫點(diǎn)。 2.2.3煤體導(dǎo)熱性差, 火源隱蔽, 往往是在發(fā)現(xiàn)巷道煤體表面溫度異常時(shí), 內(nèi)部火勢(shì)已形成。自燃火源點(diǎn)逆著風(fēng)流方向發(fā)展, 有害氣體順著風(fēng)流方向流動(dòng), 有時(shí)只見(jiàn)有毒有害氣體而不見(jiàn)明火, 使尋找火源點(diǎn)的工作非常困難。 2.2.4巷道外因火災(zāi), 火勢(shì)發(fā)展迅猛, 很快就會(huì)形成大火, 但只要氧濃度小于12火勢(shì)就熄滅。在發(fā)火初期只有著火處煤溫很高, 由于煤（巖）體導(dǎo)熱性差, 周圍煤（巖）體的溫度升高緩慢, 煤體的熱容量小, 因此出現(xiàn)外因火災(zāi)初期, 火勢(shì)易于撲滅。巷道松散煤體自燃

16、火災(zāi)則不同, 它是煤氧結(jié)合放出熱量引起自然升溫而形成的火災(zāi), 由于煤體的長(zhǎng)期氧化, 逐漸地向周圍煤（巖）體散熱, 同時(shí)自身熱量也逐漸積聚, 煤（巖）體溫度升高, 儲(chǔ)存了很大的熱能, 火源點(diǎn)周圍煤（巖）體的溫度很高, 欲降低如此大范圍高溫煤（巖）體的溫度難度很大, 且易使暫時(shí)撲滅的火災(zāi)復(fù)燃。 2.2.5井下巷道屬于半封閉空間, 煤自燃產(chǎn)生的有毒有害氣體和滅火時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣等只能朝一個(gè)方向移動(dòng), 救災(zāi)人員工作空間回旋余地小, 給救災(zāi)人員帶來(lái)很大威脅。 2.2.6厚煤層綜放開(kāi)采順槽沿底板掘進(jìn), 巷道頂煤自然發(fā)火較多, 火源位置高。頂煤受礦壓和采動(dòng)影響, 易破碎離層；有些煤層煤質(zhì)松軟, 掘進(jìn)過(guò)程中時(shí)常

17、冒頂形成空洞區(qū)；有的上分層已采, 下分層采用綜采放頂煤技術(shù), 由于煤層起伏變化、中間煤層破碎等原 因, 使綜放順槽與頂部采空區(qū)連通。 2.2.7無(wú)煤柱開(kāi)采留小煤皮的沿空巷道與鄰近層采空區(qū)連通, 火源沿巷道頂板及沿空側(cè)（或頂部）采空區(qū)發(fā)展迅速, 火勢(shì)控制困難。 2.2.8兩道頂煤在回采前破碎區(qū)已受到長(zhǎng)時(shí)間的氧化升溫, 由于端頭頂煤放出率低, 該頂煤垮落采空區(qū)后, 產(chǎn)生58m寬的丟煤帶, 采空區(qū)這2條遺煤帶相對(duì)其他地點(diǎn)溫度更高, 自然發(fā)火期縮短；當(dāng)接近停采線時(shí), 為了撤架而不放頂煤, 使得采空區(qū)形成較大面積懸空, 且留有大量浮煤, 而撤架時(shí)間又較長(zhǎng), 使自燃性增強(qiáng)。當(dāng)相鄰綜放面沿空送巷和回采時(shí),

18、由于一次采落煤層厚度大, 采動(dòng)影響范圍廣, 相應(yīng)漏風(fēng)量增加, 容易引起巷道自燃火災(zāi)。 2.2.9巷道自然發(fā)火主要發(fā)生在巷道高冒區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造帶、煤體破碎帶、裂隙發(fā)育之處, 以及巷道有突變的區(qū)域（巷道變形、起伏、擴(kuò)大、縮小、轉(zhuǎn)彎、分叉、匯合及巷道內(nèi)安設(shè)風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)嶂、堆放雜物等）。這些區(qū)域漏風(fēng)強(qiáng)度變化較大, 浮煤易自燃。 2.3煤自嫩的危險(xiǎn)區(qū)域 2.3.1采空區(qū)遺煤帶 工作面開(kāi)采初期, 以工作面開(kāi)切眼附近采空區(qū)為主；工作面開(kāi)采過(guò)程中, 以靠近工作面順槽的相鄰采空區(qū)遺煤帶為主；工作面停采撤架期間, 以停采線附近采空區(qū)為主。 2.3.2巷道頂煤 極易自燃區(qū)為煤巷頂板局部高冒區(qū)、煤巷地質(zhì)構(gòu)造破壞區(qū)、煤

19、巷起坡破碎區(qū)、煤巷煤柱沿空側(cè)廢棄硐室及開(kāi)切眼、停采線；易自燃區(qū)為煤巷地質(zhì)構(gòu)造軸部破碎區(qū)、巷道硐室及溜煤眼、煤巷頂部破碎區(qū)、工作面回采期間煤巷超前變形區(qū)；可能自燃區(qū)為煤巷上幫中部破碎區(qū)、煤巷上幫上部破碎區(qū)、煤巷下幫破碎區(qū)。 3、煤層自然發(fā)火防治技術(shù) 3.1膠體材并防火技術(shù) 3.1.1凝膠堵漏技術(shù) 凝膠是具有粘塑性的膠體化合物, 它由主劑和促凝劑兩種溶液經(jīng)混合后反應(yīng)而形成。其混合液在凝固前粘度近似于水, 但滲透到煤和巖石裂隙中, 成膠后粘度則是水的1500倍能有效地防止漏風(fēng), 如主劑濃度為6的100mm厚的膠體層可抵抗4000Pa的空氣壓力, 因而凝膠是一種很好的“內(nèi)部堵漏”材料, 用來(lái)進(jìn)行頂板裂

20、隙的封堵及冒落空洞的充填, 效果很好。凝膠除密封性能外, 還具有良好的固水和吸熱降溫性能, 因而也常用作直接的滅火材料。740)this.width=740” border=undefined 凝膠壓注工藝簡(jiǎn)單, 操作方便, 如圖441所示。系統(tǒng)采用TBW50/15型泥漿泵2臺(tái)；0.5m3水箱4個(gè), 其中2個(gè)配液、2個(gè)壓注。材料由主劑（水玻璃）、促凝劑（銨鹽）和水按一定比例混合而成, 通過(guò)調(diào)整三者的配比來(lái)控制成膠時(shí)間和膠體硬度, 以適應(yīng)滅火和防火的不同需要, 一般成膠時(shí)間能夠控制在幾十秒至幾十分鐘不等。 3.1.2膠體泥漿滅火技術(shù) (1)膠體泥漿滅火機(jī)理 膠體泥漿利用基料、促凝劑的膠凝作用,

21、以黃泥漿作充填劑, 增加膠體強(qiáng)度、耐溫性能和增強(qiáng)有效期。以水玻璃為基料形成的膠體是二氧化硅的膠體, 其膠體結(jié)構(gòu)如圖4-4-2所示。膠體內(nèi)部充滿黃泥漿、水和部分NaHCO3、Na2CO3、NH4OH等分子, 硅膠起骨架作用, 黃土起稠化充填作用把易流動(dòng)的水固定在硅膠內(nèi)部。 未成膠的混合液在泵壓和自重的作用下, 通過(guò)鉆孔和煤體裂隙進(jìn)入高溫區(qū), 有一小部分混合液由于未成膠就遇到高溫, 其中的水分迅速汽化, 快速降低煤表面溫度, 殘余的固體形成一層膜, 阻礙煤氧接觸而進(jìn)一步氧化自燃。隨后流動(dòng)的混合液隨著液體溫度升高, 成膠速度加快, 在不遠(yuǎn)的周圍形成膠體。該膠體包裹煤體, 隔絕煤氧接觸, 使煤的氧化放

22、熱過(guò)程立即中止, 煤氧化產(chǎn)生的有害氣體消失?；旌弦簼B入煤體孔隙形成膠體。膠體泥漿吸收大量熱能后, 膠體緩慢失水蒸發(fā), 以蒸汽形式排放大量熱能, 煤體溫度進(jìn)一步下降, 使煤體氧化放熱性能大量降低, 火勢(shì)熄滅。隨著膠體混合液的不斷注入, 成膠范圍不斷擴(kuò)大, 火勢(shì)熄滅圈增大, 直至整個(gè)火源熄滅。當(dāng)膠體泥漿完全干涸失水后, 殘余物中的孔隙較多, 雖大大降低了原煤體的孔隙率, 但仍能使一部分空氣通過(guò)。煤體經(jīng)膠體泥漿處理過(guò)后氧化放熱性能大為降低, 但在較高溫度下仍能復(fù)燃。一般在常溫下, 經(jīng)過(guò)膠體泥漿處理過(guò)的碎煤所產(chǎn)生的氧化熱不足以引起煤體升溫, 故不會(huì)再自燃。因此, 采用膠體泥漿滅火后的火區(qū), 仍應(yīng)使火區(qū)

23、溫度逐漸下降, 儲(chǔ)存的熱能充分釋放, 否則仍有復(fù)燃危險(xiǎn)。 (2)膠體泥漿的滅火工藝 膠體泥漿滅火系統(tǒng)是在黃泥灌漿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上, 增加促凝劑添加系統(tǒng), 如圖443所示。地面漿池制漿水土比為4:15:1,基料添加比例為90100kg/m3漿, 攪拌均勻。井下促凝劑添加比例視所需的成膠時(shí)間而定, 一般成漿時(shí)間為78min時(shí)促凝劑比例為20kg/m3漿；成膠時(shí)間為34min時(shí)凝劑比例為30kg/m3 漿;成膠時(shí)間為25s時(shí)促凝劑比例為50kg/m3漿。740)this.width=740” border=undefined (3)膠體泥漿滅火技術(shù)的特點(diǎn) a膠體泥漿穩(wěn)定性好。膠體泥漿熱穩(wěn)定性比純膠體更好

24、, 在高溫火炭中不熔化、失水速度很慢。完全失水后的殘?jiān)悄突鸬狞S土和SiQ2, 仍然充填著煤體孔隙, 增加漏風(fēng)供氧阻力, 降低煤體氧化放熱性能。膠體泥漿耐壓穩(wěn)定性隨著含土量的增加而增高, 黃土不僅起充填作用, 黃土本身也是一種膠體材料, 當(dāng)黃土與硅膠形成復(fù)合膠體泥漿時(shí)耐壓性能比任何一種單質(zhì)膠體性能都好。因此高濃度（含土量為25%40%）膠體泥漿可充填高冒空頂區(qū), 而純凝膠或純泥漿都不能。 b成膠時(shí)間可控制。成膠時(shí)間可根據(jù)促凝劑的添加量加以控制, 最快成膠時(shí)間為25s, 慢的可控制在1-2d。根據(jù)火區(qū)不同條件、需要輸送的距離及鉆孔滲透的范圍, 選擇不同的成膠速度。膠體泥漿進(jìn)入火源高溫區(qū), 由于溫

25、度升高, 成膠速度會(huì)加快。 c大量浮煤堆積高處的火源采用水和泥漿難以撲滅。灌漿和注水滅火, 漿和水往低處流, 形成一定的泄漏通道, 通道上部和周圍的火難以撲滅, 且注水和注漿的管路中都帶有一定的空氣, 形成的通道一旦停注也成為暢通的漏風(fēng)通道, 使火難以撲滅。另外, 漿水經(jīng)過(guò)塊煤表面, 只能帶走一部分表面溫度, 煤內(nèi)部溫度短時(shí)間內(nèi)不會(huì)下降, 停水后溫度迅速上升, 一旦供氧馬上復(fù)燃。采用膠體泥漿滅火技術(shù), 能有效地克服上述缺點(diǎn)。 它能在碎煤中充填空隙, 很快使煤氧隔離窒熄, 控制好成膠速度不會(huì)形成泄漏通道。即使高溫蒸烤失去水分, 仍有25左右的黃土存在于空隙中, 可起防火作用。 d利用地面灌漿系統(tǒng)

26、配制膠體泥漿, 實(shí)現(xiàn)大流量連續(xù)注膠, 勞動(dòng)強(qiáng)度低, 井下運(yùn)輸量少, 比井下注膠系統(tǒng)優(yōu)越, 尤其對(duì)大面積火區(qū)的滅火更顯其優(yōu)勢(shì)。 3.1.3新型復(fù)合膠體材料防滅火技術(shù) (1) XK2PR稠化劑合成材料及配方 XK2PR稠化劑是一類復(fù)合材料, 它的生產(chǎn)過(guò)程包括原料精制、溶液聚合、水解、低溫干燥、混合、粉碎等過(guò)程。為降低防火成本, 在選擇滅火材料時(shí), 應(yīng)以原料易得、合成方便、用料省、效果好為原則。根據(jù)上述原則, 采用有機(jī)、無(wú)機(jī)材料和復(fù)合材料的混合物稠化劑。 配方: 基料 8-12份 基料 50-70份 引發(fā)劑 微最 添加劑 少量 成膜助劑 少量 高純水 23-27份 調(diào)節(jié)劑 適量 (2)合成步驟及工藝

27、 XK2PR高效水膠體添加劑的合成步驟流程如圖444所示。740)this.width=740” border=undefined 將圖中所述原料（調(diào)節(jié)劑除外）按一定比例在配料槽內(nèi)配好, 再流入混合器均勻混合, 將混合產(chǎn)物在進(jìn)料溫度控制器中預(yù)熱到50C后, 再進(jìn)入聚合反應(yīng)釜。在反應(yīng)釜內(nèi)引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基, 單體在引發(fā)劑引發(fā)下發(fā)生自由基鏈反應(yīng), 也就是聚合反應(yīng)。反應(yīng)進(jìn)行10h, 即得到塊狀柔軟的高聚物、單體、引發(fā)劑及溶液的混合物。將混合物中的單體在脫單體塔內(nèi)脫去, 就得到了較純的共聚物。脫去的單體再返回混合器進(jìn)行回收利用, 反應(yīng)得到的共聚物送至水解池, 在堿性介質(zhì)中水解。水解產(chǎn)物再經(jīng)流動(dòng)床干燥

28、器干燥后, 與CMC、分散劑一并粉碎混合, 即得到所需粒度的稠化劑粉末。 (3)配套設(shè)備 a、井下移動(dòng)式壓注設(shè)備。對(duì)于井下膠體用量較少的火災(zāi)防治地點(diǎn), 可使用XK5型稠化膠體壓注機(jī)（圖445)在井下直接對(duì)煤層高溫區(qū)域壓注稠化膠體的注膠工藝（如圖446）。XK一5型稠化膠體壓注機(jī)上部有2個(gè)料斗, 一個(gè)是振動(dòng)加料料斗, 一個(gè)是加水?dāng)嚢杌旌狭隙贰Ｓ眉恿仙撞粩嗟叵蛘駝?dòng)料斗內(nèi)加入稠化劑, 通過(guò)變換下料口的大小控制下料量, 并通過(guò)篩板均勻地灑入到混合料斗內(nèi), 與水混合均勻后進(jìn)入壓注泵?；旌狭隙穬?nèi)采用水?dāng)嚢? 攪拌力的大小可由攪拌水管和補(bǔ)水水管上的閥門相互配合來(lái)控制?；旌虾笠后w吸入主泵, 然后經(jīng)分流器注入發(fā)

29、火區(qū)域。 該膠體壓注工藝及設(shè)備操作簡(jiǎn)便, 物料全自動(dòng)配比, 不需人工配料, 設(shè)備體積小, 易于運(yùn)輸, 使用、維護(hù)方便。740)this.width=740” border=undefined b、利用地面灌漿系統(tǒng)壓注工藝。有時(shí)井下煤層著火面積很大、火勢(shì)兇猛, 或支架后部大范圍著火, 則需要大流量的注膠滅火工藝。該工藝主要是利用煤礦現(xiàn)有的地面灌漿防滅火系統(tǒng)、注砂防滅火系統(tǒng)及防塵水管路系統(tǒng), 用自動(dòng)配比給粒器按比例往地面灌漿池出漿口添加X(jué)K2PR稠化劑, 通過(guò)灌漿管路運(yùn)送到井下用膠地點(diǎn), 再壓注到火區(qū)。其注膠滅火工藝如圖4一4一7所示。740)this.width=740” border=unde

30、fined 該稠化膠體壓注工藝不需要向井下運(yùn)輸材料, 總流量通常在30100m3/h,尤其適用于煤礦井下大面積火區(qū)或高瓦斯礦井火災(zāi)的治理。地面自動(dòng)配比給料機(jī)電機(jī)功率200W,重量25kg,操作簡(jiǎn)單, 使用、維護(hù)方便。 (4)復(fù)合膠體材料的特點(diǎn) a、 XK2PR稠化膠體添加劑的濃度為3時(shí), 就能與傳統(tǒng)的膠體滅火材料（如凝膠）濃度為10時(shí)的性能相當(dāng), 在滅火中采用該材料可使在井下的運(yùn)輸量減少30倍以上, 大大降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度； b、稠化膠體添加劑對(duì)水質(zhì)的依賴性小, 在pH值大于4的水中XK2一PR都可形成較好的膠體, 一般的鹽對(duì)膠體性能的影響不大； c、根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)材料的溶解速度, 可以滿足不

31、同的工藝要求, 材料的溶解速度可通過(guò)改變粒度、添加劑等手段來(lái)調(diào)節(jié), 可根據(jù)需要制成系列產(chǎn)品； d、稠化膠體耐火性能很好； e、具有一定的強(qiáng)度, 膠體能夠滲透到煤層的裂隙中, 堵住漏風(fēng)；在煤層間隙受力發(fā)生蠕變, 不會(huì)破裂；由于膠體有粘彈性, 它能緊密充填于煤層間隙, 即使煤層壓裂破碎也不會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)裂隙； f、由于它有觸變性, 在用泵進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)粘度較低, 運(yùn)輸阻力不大, 而進(jìn)入煤層靜止后粘度增大, 可滯留在煤層中吸熱堵漏；由于材料受熱粘度降低, 使其在煤層中向高溫點(diǎn)的流動(dòng)變得容易, 而從高溫點(diǎn)向外流相對(duì)較困難, 這對(duì)滅火有利； g、稠化膠體材料在常溫下脫水很慢、不變質(zhì), 可長(zhǎng)期保存在煤層中, 防止

32、煤層自然發(fā)火或火區(qū)復(fù)燃。3.4粉煤灰凝膠料堵漏技術(shù) 3.4.1粉煤灰凝膠料的組成 粉煤灰凝膠料是在凝膠的基礎(chǔ)上加入粉煤灰骨料混合后反應(yīng)而成, 其成分有粉煤灰、凝膠材料和水。經(jīng)鍋爐嫉燒后的粉煤灰, 是一種次生礦物。其主要化學(xué)成分為:二氧化硅(SiO2）平均含量48.5%；其次為三氧化二鋁（Al2O3）和三氧化二鐵, 平均含量分別是22.62%和6.87%；再次是氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO）、三氧化硫（SO3）和二氧化鈦（TiO2）, 其他成分含量很少。粉煤灰的燒失量約為11, 本身含可燃物的數(shù)量較低。粉煤灰顆粒粒徑較小, 且均勻度高, 容易形成漿, 便于輸送, 適合于作密閉充填材料。 我國(guó)

33、煤礦目前使用的凝膠材料主要由水玻璃、碳酸氫按和水組成, 在成膠過(guò)程中放出大量的氨氣, 其濃度超過(guò) 煤礦安全規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn), 作業(yè)環(huán)境惡劣, 對(duì)操作工人的身體健康極其不利。 兗礦集團(tuán)公司東灘煤礦與煤科總院重慶分院研究了一種新型凝膠。凝膠由基料、膠凝劑和水組成, 是通過(guò)對(duì)10多種基料和膠凝劑進(jìn)行性能分析、配比試驗(yàn)及對(duì)比試驗(yàn), 在綜合分析比較后, 優(yōu)化出基料A和膠凝劑B。這2種材料均為液體, 其中基料A是一種阻化劑, 膠凝劑B是一種無(wú)機(jī)物鹽類。 2)粉煤灰凝膠灌注工藝 粉煤灰凝膠灌注采用KPZ1型井下移動(dòng)式噴注設(shè)備, 粉煤灰、基料A和膠凝劑B等材料用礦車運(yùn)送下井, 以一定材料配比的粉煤灰、基料A和水

34、在KPZ1型噴注設(shè)備的攪拌機(jī)中攪拌成漿后, 經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾, 由注漿泵將漿液經(jīng)無(wú)縫鋼管輸送到注漿點(diǎn)附近, 與計(jì)量泵翰送來(lái)的膠凝劑B在混合器混合均勻, 最后通過(guò)鉆孔灌注到相鄰采空區(qū)丟煤帶（或其他堵漏地點(diǎn)）, 工藝流程如圖448所示。740)this.width=740” border=undefined 3）粉煤灰凝膠料的特點(diǎn) 粉煤灰凝膠料具有高水、速凝、阻化降溫、無(wú)毒、無(wú)味等特點(diǎn), 可替代黃泥漿和純凝膠等灌注堵漏防滅火材料, 克服了使用有氨凝膠井下環(huán)境受氨氣污染的缺點(diǎn), 有利于保障工人的身心健康, 另外利用了電廠粉煤灰廢棄物, 降低了材料成本。粉煤灰凝膠料適于相鄰采空區(qū)丟煤帶、密閉、高溫點(diǎn)等灌

35、注充填堵漏。 （二）注氮防滅火技術(shù) 1.注氮防滅火的原理 氮?dú)馐强諝庵械闹饕煞? 因此是一種取之不盡、用之不竭的氣體, 它具有無(wú)毒、無(wú)臭、易于與空氣相混合等優(yōu)良特性。氮?dú)鉁缁饡r(shí), 可以充滿任何形狀的空間, 并將氧氣排擠出去, 從而使火區(qū)中因氧含量不足而將火源熄滅, 或者使采空區(qū)中因氧含量不足而使遺煤不能氧化自燃；在有瓦斯和火災(zāi)氣體爆炸危險(xiǎn)的火區(qū)內(nèi), 注入氮?dú)饽苁箍扇夹詺怏w失去爆炸性；液態(tài)氮還可以吸收大量的熱量, 降低火區(qū)溫度；氮?dú)鉁缁鸩粫?huì)損壞或污染機(jī)械設(shè)備和井巷設(shè)施, 火區(qū)可較快恢復(fù)生產(chǎn)。 注氮防滅火技術(shù)的應(yīng)用是與均壓和其他堵漏風(fēng)措施相配合使用, 如果注入氮?dú)獾牟煽諈^(qū)或火區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重, 氮?dú)鈺?huì)

36、隨漏風(fēng)流失, 就難以起到防滅火的作用。 2.綜放無(wú)煤柱開(kāi)采注氮工藝 綜放無(wú)煤柱開(kāi)采的工作面, 在其不同的回采階段有著不同的防滅火重點(diǎn), 而對(duì)于一個(gè)具體的工作面, 其開(kāi)采布局及通風(fēng)方式的不同, 采取的注氮方法也應(yīng)有所不同。所以, 在對(duì)一個(gè)無(wú)煤柱綜放工作面做注氮防滅火方案設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)首先分析工作面不同回采時(shí)期的重點(diǎn)防滅火區(qū)域, 再根據(jù)工作面開(kāi)采布局及通風(fēng)系統(tǒng), 按照不同開(kāi)采階段采取相應(yīng)的注氮手段來(lái)防止自然發(fā)火。在工作面開(kāi)采初期, 以開(kāi)切眼為重點(diǎn)防火區(qū)域；工作面開(kāi)采過(guò)程中, 防滅火的重點(diǎn)為相鄰采空區(qū)的遺煤帶；在工作面停采后, 為保證采煤設(shè)備及支架能夠安全撤出, 停采線為重點(diǎn)防火區(qū)域。 1)埋管注氮工

37、藝 對(duì)工作面開(kāi)切眼及停采線附近, 由于需要強(qiáng)化注氮, 所以應(yīng)采用埋管式注氮, 使氮?dú)庵苯佣杌@2個(gè)區(qū)域的遺煤, 防止其自燃。 過(guò)去使用的埋管注氮方法是在工作面進(jìn)風(fēng)順槽沿巷道側(cè)幫鋪一根注氮管路, 在管路上每隔一定距離留一個(gè)三通作為氮?dú)忉尫趴? 氮?dú)忉尫趴谠诼袢氩煽諈^(qū)之前打開(kāi), 以備向采空區(qū)注氮。這種注氮方法簡(jiǎn)單易行, 但無(wú)法對(duì)管路上的氮?dú)忉尫趴谶M(jìn)行控制。由于埋入采空區(qū)的氮?dú)忉尫趴跓o(wú)法關(guān)閉, 在其剛剛埋入采空區(qū)、處在散熱帶不需注氮時(shí)無(wú)法停止其注氮, 當(dāng)其進(jìn)入采空區(qū)窒息帶時(shí)同樣因不能關(guān)閉氮?dú)忉尫趴诙Ｖ蛊渥⒌? 因此埋入采空區(qū)內(nèi)的注氮管路只能按各氮?dú)忉尫趴诘淖枇Υ笮∽杂煞峙渥⒌? 而不能將氮?dú)馔耆?/p>

38、注入到所需惰化的采空區(qū)位置。兗州礦區(qū)在使用埋管注氮工藝時(shí), 對(duì)氮?dú)忉尫趴诘目刂谱髁搜芯? 確定了2種埋管注氮工藝, 即主管分支管路注氮和主管一遙控裝置注氮。 (1)主管分支管路注氮。注氮支管預(yù)先由進(jìn)風(fēng)順槽埋入采空區(qū), 前端接連0.5m左右的堵頭花管, 花管斜向上指向采空區(qū), 并用木垛加以保護(hù), 以免堵塞注氮口。每個(gè)氮?dú)忉尫趴诰c一根注氮支管連接, 氮?dú)忉尫趴谶M(jìn)入采空區(qū)窒息帶不需注氮時(shí), 應(yīng)在工作面順槽內(nèi)將其關(guān)閉, 并切斷與注氮主管路的聯(lián)系。每個(gè)注氮支管與主管路之間用三通連接, 若要考察每個(gè)支管的注氮量, 還應(yīng)安裝流量計(jì)。當(dāng)工作面推過(guò)30m（即氮?dú)忉尫趴陂g距）, 埋入下一個(gè)注氮釋放口及支管, 以

39、此類推, 其注氮管路布置如圖449所示。740)this.width=740” border=undefined 當(dāng)一個(gè)氮?dú)忉尫趴谶M(jìn)入窒息帶停止注氮時(shí), 其外部與主管路連接處的三通、控制閥、流量計(jì)及一段主管可回收。 (2)主管遙控裝置注氮。與主管分支管路注氮工藝相比, 主管遙控裝置注氮工藝的主要特點(diǎn)是在氮?dú)忉尫趴诘目刂粕喜捎眠b控裝置, 實(shí)現(xiàn)了對(duì)埋入采空區(qū)內(nèi)氮?dú)忉尫趴诘倪h(yuǎn)程控制。 遙控裝置的主體是一個(gè)防爆電磁閥, 它的一端通過(guò)三通與主管路連接, 另一端接0.5m長(zhǎng)的堵頭花管作為氮?dú)忉尫趴? 電磁與花管等隨注氮主管路一起埋入采空區(qū), 電源線從注氮管路中引出, 外部設(shè)一控制開(kāi)關(guān)。電磁閥斷電關(guān)閉, 需

40、注氮時(shí)電磁閥通電, 閥門打開(kāi), 通過(guò)花管向采空區(qū)注氮。遙控裝置在工作面及采空區(qū)的布置如圖4410所示。740)this.width=740” border=undefined 2)旁路鉆孔注氮工藝 在工作面的開(kāi)采過(guò)程中, 隨著工作面的推進(jìn), 后方采空區(qū)不斷被甩到窒息帶內(nèi)而失去自燃的可能性。根據(jù)兗州礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn), 只要工作面正常推進(jìn), 工作面后方采空區(qū)形成自然發(fā)火的可能性不大。但相鄰采空區(qū)尤其是靠近工作面順槽的遺煤帶及開(kāi)切眼、停采線, 這些地方的浮煤在經(jīng)歷了揭煤、氧化、窒息等漫長(zhǎng)的過(guò)程后, 一旦外部漏風(fēng)供氧滿足其自燃的條件, 很快會(huì)形成自然發(fā)火；而綜放面回采前方采動(dòng)超前壓力會(huì)破壞巷道的噴涂層, 形

41、成裂隙后構(gòu)成漏風(fēng)供氧的條件, 工作面回采過(guò)后, 自身采空區(qū)與相鄰采空區(qū)連成一片, 漏風(fēng)供氧更為充分, 此時(shí)的防滅火重點(diǎn)為相鄰采空區(qū)的遺煤帶。 旁路鉆孔注氮就是通過(guò)工作面順槽向相鄰采空區(qū)遺煤帶打鉆孔進(jìn)行預(yù)防性注氮惰化采空區(qū)的一種手段, 正常情況下以惰化超前工作面100m以內(nèi)巷道旁側(cè)遺煤帶為主。因?yàn)檫@一段巷道開(kāi)始接近或正處于工作面采動(dòng)超前壓力的影響范圍內(nèi), 巷道受壓后裂隙增加, 漏風(fēng)隨之增大, 遺煤帶漏風(fēng)供氧條件好, 易造成自燃或復(fù)燃。因此, 旁路鉆孔注氮開(kāi)始注氮的位置是距工作面8090m。 在工作面順槽內(nèi)向旁側(cè)遺煤帶打鉆孔, 一般孔深8-l0m, 下1寸套管, 靠鉆孔里邊一節(jié)為堵頭花管, 外邊通

42、過(guò)軟管用快速接頭與注氮主管路連接, 套管與巷道壁之間要封堵嚴(yán), 避免注入的氮?dú)馔庑? 并防止漏風(fēng)。鉆孔及管路布置如圖4411所示。鉆孔一般應(yīng)提前打好并下套管, 當(dāng)其接近注氮區(qū)域時(shí)將注氮鉆孔與主管路接通, 開(kāi)始注氮, 鉆孔接近工作面隅角時(shí), 拆下連接軟管, 將套管外部封死, 停止注氮。740)this.width=740” border=undefined 3.3防滅火技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)例 3.3.1火區(qū)概況 興隆莊煤礦 4322綜放面1999年11月開(kāi)始回采, 至2000年10月底采至設(shè)計(jì)停采線。為減少斷層損失煤量, 依據(jù)4303綜放面過(guò)8m斷層的成功經(jīng)驗(yàn), 將停采線向外延長(zhǎng)70m,推過(guò)王樓一號(hào)斷

43、層（該斷層落差5m）。 在過(guò)斷層過(guò)程中和過(guò)聯(lián)絡(luò)巷（43222號(hào)聯(lián)絡(luò)巷和43242號(hào)聯(lián)絡(luò)巷）時(shí)頂板難以控制, 冒頂頻繁, 工作面壓力大、頂板破碎, 普遍丟失頂煤, 丟煤厚度最厚達(dá)5.9m。工作面沒(méi)提起刀來(lái), 造成割底板進(jìn)入全巖, 導(dǎo)致工作面推進(jìn)速度慢, 特別是從10月11日到11月20日只推進(jìn)了29.6m, 4322面被迫于11月20日在4322二號(hào)聯(lián)巷上停采。 12月12日13時(shí)10分支架后煤層自然發(fā)火, 并快速發(fā)展, 煙霧迅速蔓延, 采取調(diào)壓措施后仍不能將煙霧逼退, 直接滅火無(wú)法進(jìn)行, 13日2時(shí)決定封閉處理。 3.3.2滅火過(guò)程 整個(gè)滅火過(guò)程可以分為4個(gè)階段: 第一階段, 對(duì)火區(qū)進(jìn)行封閉。

44、12月11日13時(shí)西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)停風(fēng)15 min后, 發(fā)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)隅角和43號(hào)、44號(hào)架（支架編號(hào)自下而上）后有微量青煙, 認(rèn)為是霧氣, 進(jìn)行注漿注水處理后霧氣消失, 同時(shí)44號(hào)架后局部出現(xiàn)58的高溫, 經(jīng)向44號(hào)、43號(hào)架后播管注水后高溫點(diǎn)消失。12月12日11時(shí)左右, 在109號(hào)架和進(jìn)風(fēng)隅角后部發(fā)現(xiàn)煙霧, 又進(jìn)行了注水注漿處理。13時(shí)10分進(jìn)入工作面觀察, 發(fā)現(xiàn)煙霧往外擴(kuò)散到工作面上口, 立即采用水沖直接滅火, 但未找到火點(diǎn), 煙霧逐漸擴(kuò)大。反風(fēng)結(jié)束到恢復(fù)通風(fēng)后約7min時(shí)間, 煙霧進(jìn)一步擴(kuò)大。恢復(fù)正常通風(fēng)后, 煙霧擴(kuò)至工作面上出口以外約20m處, 用水沖散煙霧, 并開(kāi)啟工作面上順風(fēng)機(jī), 人

45、員已能到達(dá)工作面上口。但此時(shí)煙霧大、氣溫高, 人員被迫撤出, 已無(wú)法進(jìn)行處理?，F(xiàn)場(chǎng)采取建立調(diào)壓氣室升壓后仍不見(jiàn)效, 工作面回風(fēng)流中的一氧化碳濃度迅速上升。為了防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大, 13日2時(shí)決定采取封閉火區(qū)措施, 上順第一道密閉墻距工作面出口約60m, 第二道閉在三叉門以里約5m處；下順第一道密閉墻距工作面出口約30m, 第二道閉在三叉門以里。13日中班完成火區(qū)封閉, 上、下兩頭風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。接著對(duì)各道密閉墻進(jìn)行了噴漿堵漏。 第二階段, 采取綜合滅火措施, 對(duì)封閉火區(qū)進(jìn)行滅火。 (1)設(shè)檢測(cè)點(diǎn)并封堵漏風(fēng)通道。為了隨時(shí)掌握火區(qū)氣體變化情況, 重點(diǎn)設(shè)了5個(gè)檢測(cè)點(diǎn):4322停采線下頭、4324二號(hào)聯(lián)

46、絡(luò)巷、4322停采線上頭、4322二號(hào)聯(lián)、四采下部運(yùn)煤巷, 同一測(cè)點(diǎn)使用同型號(hào)的儀器并固定人員檢測(cè)。對(duì)與4322采空區(qū)相通的聯(lián)絡(luò)巷、溜煤眼、各種鉆孔進(jìn)行詳細(xì)的檢查, 對(duì)上述漏風(fēng)或可能漏風(fēng)的地點(diǎn)重新進(jìn)行封堵, 防止有害氣體泄漏。 (2)注氮控制火勢(shì)發(fā)展。12月13日從濟(jì)寧三號(hào)礦調(diào)用了一套SM5110型井下移動(dòng)式注氮設(shè)備, 在2號(hào)軌道下山向4322上頭外15m的上順槽中施工了2個(gè)注氮孔。15日夜班開(kāi)始注氮, 27日反映火區(qū)氣體變化的3個(gè)測(cè)點(diǎn)的一氧化碳濃度趨近于零, 氧氣濃度在1%2%之間。 (3)使用“測(cè)氛法”判斷高溫火點(diǎn)位置, 提出了4個(gè)自燃隱患區(qū), 即A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū), 其中B區(qū)是最大的

47、懷疑區(qū)（參見(jiàn)圖4412)。740)this.width=740” border=undefined (4)針對(duì)懷疑區(qū)打鉆探滅火。從12月13日開(kāi)始施工探滅火鉆孔, 在二號(hào)軌道下山累計(jì)施工鉆孔15個(gè), 其中打向B區(qū)2個(gè)；二號(hào)膠帶下山累計(jì)施工鉆孔21個(gè), 其中打向A區(qū)2個(gè)、B區(qū)2個(gè)、C區(qū)2個(gè)、D區(qū)5個(gè)；在消火道施工鉆孔71個(gè)。 (5)施工消火道。12月14日下午提出3個(gè)施工消火道的方案:a. 4322號(hào)聯(lián)排放瓦斯, 抽沙袋垛, 施工的總工程量44.6m, 其中巖巷19.6m；b.在二號(hào)軌道下山重新開(kāi)門口, 按450施工巖巷27m；c.4322上順槽門口密閉排放瓦斯, 然后在第一道密閉外下幫施工60

48、m煤巷?？紤]到時(shí)間和經(jīng)濟(jì)的因素, 采用了第一個(gè)方案, 于是在12月19日大班4322二號(hào)聯(lián)排放瓦斯, 沒(méi)有出現(xiàn)異常情況。20日開(kāi)始施工消火道, 施工期間考慮B區(qū)是重點(diǎn)懷疑區(qū), 故消火道延長(zhǎng)20m, 12月30日消火道竣工, 總長(zhǎng)度60.1 m. (6)對(duì)施工完的鉆孔注泥漿和壓注凝膠。考慮到工作面采空區(qū)丟煤以及支架頂煤都已經(jīng)達(dá)到發(fā)火期, 因此需對(duì)整個(gè)工作面進(jìn)行防滅火處理, 重點(diǎn)在工作面上部。為了使4322二號(hào)聯(lián)上門口能與火區(qū)隔離, 12月17日夜班向4322二號(hào)聯(lián)上變坡點(diǎn)施工的2個(gè)鉆孔壓注凝膠90m3。 12月24日在二號(hào)軌道下山向4322停采線上頭和B區(qū)鉆孔注凝膠145 m3。從12月25日開(kāi)始, 在二號(hào)軌道下山和二號(hào)膠帶下山向打到A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)和其他架后鉆孔循環(huán)