胡彬强
陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500
摘要：针对下沟煤矿ZF1801工作面回采过程采空区与上覆老空区导通的开采现状，综合分析ZF1801工作面自燃发火隐患的基础上，采取了均压通风、注氮、注浆、喷洒阻化剂等综合防灭火技术措施，减少了采空区漏风量，使得煤层自燃带转化为惰化带，达到了工作面防灭火的目的。
关键词：导通；防灭火；自燃带；惰化带
0引言
矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一，而煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式。由于综采放顶煤的大力应用，使煤矿生产效率大幅提高，但该方法冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得开采自燃煤层和易自然煤层的矿井煤炭自燃发火频繁发生，而自燃发火中以采空区煤自燃火灾最为突出，约占自燃火灾总次数的60%以上[1]。尤其是在国家推行煤炭去产能后，矿井采煤工作面推进度降低，采空区发火问题进一步凸显，特别是春节长假，有的矿井根本不能给职工按照正常假期放假，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。
1ZF1801综放工作面概况
ZF1801工作面位于401采区东部临近井田边界，西侧为401采区西翼采空区，南侧为402采区，东为三条斜井。ZF1801工作面主采4#煤层，工作面走向长度91m，倾斜长1140米，工作面中部穿过上分层C1801、1803、1805老采空区，其余均为全厚煤层。该工作面自燃倾向性为易自燃煤层，煤层厚度为10m，煤层结构简单，倾角0°~5°。工作面倾斜长度91m，采用“一进一回”U型通风方式。
图1工作面布置示意图
2综放工作面自燃发火原因分析
2.1综放工作面自燃发火原因分析
ZF1801工作面自回采以来，采空区CO含量50～260PPM，存在着自燃发火的危险，综合分析ZF1801工作面发火的因素有以下几个方面：
l)上覆老采空区遗煤二次氧化
ZF1801工作面从上分层C1801、C1803和C1805三个高档普采工作面采空区横穿，上覆老空区内遗留有支护枕木，采动裂隙漏风有可能导致木材和遗煤氧化蓄热发火。
2)工作面采空漏风氧化
ZF1801工作面采空区空间大，漏风空间与漏风量较大。特别是该工作面推进至上分层采空区下时，上下采空区导通，漏风量进一步迅速增大，很大程度增加了采空区自燃发火的可能性[2]。
3)顶煤裂隙构成漏风通道
煤巷锚网、锚索支护技术的使用，大大提高了掘进速度,降低了劳动强度，提高了支护质量，但同时也为预防煤的自燃发火造成了负面影响。因为在回采过程中，两巷受悬臂梁作用，靠工作面外层巷道不易垮落，与开切眼形成漏风通道，为开切眼和两巷自燃发火创造条件。
2.2综放工作面发火早期预报
通常采用的方法有人体直接感觉预报法、温度预报法和气体分析法[3-4]，其中，气体分析法为最主要的方式。依据4#煤层自然发火标志气体指标测试结果，CO作为预报煤自然发火的指标气体；将C2H4和C3H6作为预测预报煤自然发火加速阶段的标志气体；将C2H4/C2H6作为判别煤自然发火进程的标志气体指标，100℃左右条件下才出现C2H4/C2H6，并且随着温度的升高，浓度都不断增加。
3综放工作面停产期间自燃发火治理技术应用
1）束管监测和人工监测
（1）通过铺设束管观测采空区遗煤自燃趋势。在工作面运输顺槽布置2条束管，分别进入采空区30m、50m进行监测CO、O2、CH4、C2H4、C3H6、C2H6；在工作面回风顺槽布置3条束管，分别进入采空区30m、50m、100m进行监测CO、O2、CH4、C2H4、C3H6、C2H6。
（2）每班安排一名专职瓦检员在工作面每隔4架对架后和上下隅角温度、CO、CH4含量进行检测3次，并对检测出的异常点采样通过色谱分析仪进行分析。
（3）在回风顺槽两侧打观测孔，进行测量上分层实体煤温，范围控制在10m—20m左右，通过观测对温度的动态变化趋势进行分析。
2）通风管理
在工作面超前支护段通过设置调节风门控制两顺槽风量，从而实现均压通风技术手段，以保证风流稳定，减少采空区漏风。工作面上下隅角垒砌土袋墙，架后采取挂网用风筒布悬挂，并用艾格劳尼对两端头及架后进行全断面封堵。
3）回采管理
回采工作面的推进度应根据实际情况于停采以前推到实体煤下，进入实体煤后20m范围内采取不放顶煤的方法和采空区形成隔离带，并在这20m范围内向采空区喷洒阻化剂、凝胶等，以便充填采空区遗煤空间；严禁停在C1801、1803、1805采空区的下分层处，以免和上分层采空区连通，形成庞大的漏风通道加速采空区遗煤自燃速度。
4）采空区筛管注氮
氮气属于惰性气体，利用氮气防灭火工艺简单、操作方便。由于氮的密度接近于空气的密度，化学性质稳定，不易扩散，直接注氮效果并不理想[5-6]。为了提高注氮效果我们在传统的注氮技术基础上改变注氮方式，采用架后铺设筛管对工作面采空区进行注氮。在工作面架后延倾向铺设三条直径Φ50的软筛管，分别置于采空区内冒落10m、15m，注氮后将形成一个“氮气墙”。随着时间推移，氮气层逐渐上升，会在采空区靠近工作面方向形成一个氮气隔离带，阻止氧气进入采空区，抑制了采空区自燃氧化的产生。
5）灌浆防灭火
随着采煤工作面推进，在工作面进入实体煤后，经ZF1801回风顺槽Φ159灌浆管向采空区灌浆，黄泥浆浓度控制在1：4～1：2之间，实际工作中由于回顺超前支护影响Φ159钢管安装，在距工作面上隅角大概30m处，利用Φ152弹簧软管与Φ159钢管连接，将管路通向采空区，一般进入采空区15m-20m。
4治理效果检验
下沟矿ZF1801工作面停产期间通过采取各种综合灭火措施后，工作面采空区CO含量由之前的50～260ppm降低到50ppm以下，采空区自燃带O2含量降低到5%以下，同时自燃带内温度也有明显降低，降幅平均达4～5℃，监测表明自燃带已被惰化，防灭火治理效果良好。
5结论
1）分析了ZF1801综放工作面自燃发火隐患。采空区空间大，遗煤量大，漏风量大，采动裂隙漏风和上覆老采空区遗煤及其他易燃物为ZF1801工作面及采空区发火创造了条件。
2）加强监控监测，采取综合防灭火技术，减少了采空区漏风量，指标气体浓度大大降低，达到了防灭火的目的。
参考文献：
[1]梁运涛，罗海珠.中国煤矿火灾防治技术现状与趋势.煤炭学报，2008,33（2）：126-127
[2]李彦斌，杨永康，康天合，等.浅埋易燃厚煤层综放工作面防灭火技术.采矿与安全工程学报，2011,28（3）：477-483
[3]余明高.我国煤矿防灭火技术的最新发展及应用.矿业安全与环保，2000,27（1）：21-23
作者简介：胡彬强（1988-），男，汉族，陕西省咸阳，工程师，现从事煤矿瓦斯治理方面的研究，电子邮箱：244819217@qq.com