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摘要：介绍了潘一矿13槽工作面回采期间的综合防灭火措施，对13槽工作面回采期间可能引起自然发火的原因进行分析，重点采取相对应的综合防灭火措施，防治自然发火事故，为今后对有煤炭自然发火倾向性的矿井提供了理论依据。
关键词：自然发火原因分析；综合防火措施；安全回采
ˎ ̥ abstract: this paper introduces the pan a mine 13 slots during the comprehensive fire prevention measures of mining face, the 13 slots may cause of spontaneous combustion during mining face is analyzed, the key to the comprehensive fire prevention measures, corresponding prevention and treatment of spontaneous combustion accident, there for the future of coal spontaneous combustion tendency of coal mine provides a theoretical basis.
Key words: analyzing the causes of spontaneous combustion; The comprehensive fire prevention measures; Safety mining
中图分类号：TU998.13+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1、潘一矿概括
淮南矿业集团潘一矿于1983年12月份投产，该矿位于安徽省淮南市西北部潘集区，地跨淮南潘集泥河镇、田集、古沟乡；矿井井田范围东起0勘探线，西至IX勘探线及井田技术边界线与潘三相接，北以F2潘集背斜轴、F5断层为界，南至13-1煤层-800m底板等高线地面投影线，东西长约14.6km,倾斜宽约4.0km,面积54.67km2,开采深度-350m~-800m，矿井可采储量为16-2、13-1、11-2、8、7-1、6-2、6-1、5-2、5-1、4-2、4-1、3、1煤共13层，目前矿井主采13-1煤层和11-2煤层。煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类，开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火措施。我矿的13-1 煤层自燃倾向性等级为II类，自燃倾向性为自燃，煤尘具有爆炸性。下面介绍一下综合防灭火措施在我矿13槽工作面的应用技术。
2、试验工作面概括
2331（3）综采工作面位于矿井东部采区-550.8～-615.7m水平，倾斜长167.8米，走向长917.8米，煤厚5.64米，回采率为95%,该面属于沿空面，上风巷的煤柱与2321（3）工作面煤垛为3.5米；工作面位于东二下山采区三阶段，西起东二13槽东煤下山，东临F5断层，该面为C13-1煤层，具有自然发火性，自然发火期为3～6个月，该面倾角7-13°，平均煤厚为5.64米,工作面采用综合机械化一次采全高，全部垮落法管理顶板，采高3.4-4.8米，回采期间工作面有遗煤现象，正常每月的月推进度为150-180米。工作面从2011年9月份开始回采，2012年1月5日首次在工作面85架架尾（该面共有97架）发现CO，在回采过程中，CO一直控制在5-20ppm,于2012年4月1日停产收作。
3、工作面回采期间自然发火原因分析
（1）工作面推进速度减慢。该面在回采期间，将遇到其中23113-2正断层落差为3～3.5米，落差影响大，该断层揭露上风巷Y80～Y81点，顺槽Y85～Y86点，由于遇到断层，工作面推进度减慢，造成每个圆班推进度只有3米，这样的时间持续了将近半个月，折合月推进度仅45米，工作面采空区自燃带长期稳定在某一特定区域。（注：对于“U”型通风系统的采空区，按漏风大小和遗煤发生自燃的可能性采空区可分为三带：散热带、自燃带、窒息带。自燃带中岩石的空隙度较小，因而漏风小，蓄热条件较好，如果该带的条件保持时间超过其自然发火期，就可能自燃，一般寬度为20-70米。）
（2）工作面回采期间架后遗煤增多。该面回采期间，工作面架后或多或少都有遗煤，使采空区内的浮煤量增加，以致参与自燃反应活动的煤量增大，加速采空区的自燃发热。这就造成该面回采期间，有遗煤的架后有CO气体。
（3）工作面上隅角顶板浮煤增加，裂隙带增长增宽，上隅角处在自然发火危险性增强，由于受到巷道和采动压力双重压力，使顶板碎裂带增大，从而在工作面上隅角处形成一个稳定的自燃带，就可能自燃，产生CO气体。
（4）工作面上风巷与2321(3)工作面采空区间留设的小煤柱净垛为3.5m。该面上风巷曾经在掘进期间沿空段小煤柱发生过一次自燃事故，这就加强了该面回采期间其自然发火防治的重点在小煤柱的2321(3)工作面采空区侧。
4、工作面回采期间防治自燃发火的综合措施
（1）灌浆。工作面回采之前，要求上风巷铺设灌浆管路。灌浆就是把粘土、粉碎的页岩、电厂飞灰等固体材料与水混合、搅拌，配制成一定浓度的浆液，借助输浆管路注入或喷洒在采空区里，达到防火和灭火的目的。灌浆防灭火的作用为：浆液充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小煤与氧的接触和反应面；浆水浸润煤体，增加煤的外在水分，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。灌浆防火的实质是：抑制煤在低温时的氧化速度，延长自然发火期。2331（3）工作面执行的是随采随灌的灌浆方式。（随采随灌的灌浆方式是回采前，灌浆管路接至到工作面上风巷上隅角处，随着工作面回采向采空区不停灌浆。）回采期间，该面两班向采空区灌浆，灌浆期间，在地面灌浆搅拌池里加的悬浮剂，增加了灌浆的粘度性，使得灌浆的浓度水土比为7：1，满足了灌浆的要求。
（2）注氮防灭火。工作面回采之前，要求顺槽铺设一路注氮管路。氮气是一种惰性气体，它可以迅速有效的扑灭明火，又可以防止采空区遗煤自燃。2331（3）工作面采取的是压管注氮方式。（压管注氮方式即注氮管口由进风顺槽压埋在采空区里，借助于漏风将注入的氮气散步在采空区内，注入采空区后具有降低氧浓度的作用。）回采期间，该面利用地面永久性注氮机和井下移动注氮机一起24小时不停向采空区注氮气，氮气浓度不得低于97%。
（3）工作面上风巷小煤柱防火措施·。依据煤层自然发火的机理和条件，结合2331(3)工作面上风巷小煤柱的实际情况，其自然发火防治的重点在小煤柱的2321(3)工作面采空区侧。基于“降氧控温”的煤层自然发火预防思想，结合2331(3)工作面上风巷小煤柱自然发火的防治重点，提出“加强监测、外堵内注、重点充填、分段隔离”的指导思想，即：加强该面临近的2321(3)上风巷、顺槽、底抽巷三个封闭墙的气体监测；上风巷喷浆和小煤柱浅孔注浆堵漏，2321(3)工作面采空区注氮；2321(3)工作面原机巷侧重点位置（硐室、开切眼、停采线和断层处）注胶充填，并分段注胶充填隔离。
（4）工作面过断层期间防火措施。该面回采期间，将要过23113-2正断层，落差为3～3.5米，落差影响大，该断层揭露上风巷Y80～Y81点，顺槽Y85～Y86点。过断层期间采取了工作面过断层期间原则上保证每小班退尺≮2刀，每圆班退尺≮4刀；采高严格控制在4.3m以下，严禁加大采高作业；在距f23113-2正断层前25～30m位置采煤队负责采用超前破顶作业，确保工作面进入f23113-2正断层下盘时不留有顶煤；在工作面距断层前30m位置时在顺槽埋入一路Φ4吋注氮管路，每间隔50m在顺槽交替埋入一路Φ4吋注氮管路；每两路注氮管路之间采用同等直径闸阀控制，当第二路注氮管路埋入采空区30m长度时方可掐断第一路注氮管路，确保工作面过断层期间采空区24小时连续注氮；工作面过断层期间采煤队负责在生产班每拉一次支架后利用架后洒浆管对架档、架后遗煤进行喷洒浆液，并确保浆液均匀覆盖架档、架后遗煤；过断层期间每圆班对2331（3）工作面邻近采空区封闭墙进出风状况、压差、CO、CH4等参数进行观测， 主要检查的封闭墙如下：2331（3）底抽巷、2321（3）上风巷、2321（3）顺槽。
（5）工作面回采期间加强防火预测预报措施。为了能准确的掌握工作面自然发火情况，有效防治回采期间的自然发火，工作面回采期间安设专职测气员，分别每班对工作面的上隅角、回风、沿空小煤柱、工作面架档有遗煤处进行瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、温度等气体检查，每周三次对该面进行取样化验，对有自燃隐患点，每班取样用气相色谱仪进行化验
5、试验结论
通过2331（3）工作面回采期間一氧化碳数值曲线图分析，工作面回采期间上风巷采取随采随灌的灌浆方式、顺槽采取24小时注氮气、回采之前小煤柱沿空段进行喷注浆、过断层期间工作面洒浆等综合防灭火措施，实验证明该面在回采期间的CO浓度始终维持5-20ppm以内（下表），有效的遏制了13槽工作面的自然发火的威胁，保证了工作面长达半年的安全回采。
参考文献
[1]、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》北京煤炭工业出版社2011年2月129页
[2]、张国枢《通风安全学》徐州中国矿业大学出版社 2000年7月 235页、 243页、245页、253页、254页
作者简介
孙国友（1979年1月-），男，安徽省淮南人，大学本科，助理工程师，于安徽省淮南市潘集区淮南矿业集团潘一矿通风区，从事矿山通风与安全方面的工作。
关键词：自然发火原因分析；综合防火措施；安全回采
ˎ ̥ abstract: this paper introduces the pan a mine 13 slots during the comprehensive fire prevention measures of mining face, the 13 slots may cause of spontaneous combustion during mining face is analyzed, the key to the comprehensive fire prevention measures, corresponding prevention and treatment of spontaneous combustion accident, there for the future of coal spontaneous combustion tendency of coal mine provides a theoretical basis.
Key words: analyzing the causes of spontaneous combustion; The comprehensive fire prevention measures; Safety mining
中图分类号：TU998.13+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1、潘一矿概括
淮南矿业集团潘一矿于1983年12月份投产，该矿位于安徽省淮南市西北部潘集区，地跨淮南潘集泥河镇、田集、古沟乡；矿井井田范围东起0勘探线，西至IX勘探线及井田技术边界线与潘三相接，北以F2潘集背斜轴、F5断层为界，南至13-1煤层-800m底板等高线地面投影线，东西长约14.6km,倾斜宽约4.0km,面积54.67km2,开采深度-350m~-800m，矿井可采储量为16-2、13-1、11-2、8、7-1、6-2、6-1、5-2、5-1、4-2、4-1、3、1煤共13层，目前矿井主采13-1煤层和11-2煤层。煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类，开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火措施。我矿的13-1 煤层自燃倾向性等级为II类，自燃倾向性为自燃，煤尘具有爆炸性。下面介绍一下综合防灭火措施在我矿13槽工作面的应用技术。
2、试验工作面概括
2331（3）综采工作面位于矿井东部采区-550.8～-615.7m水平，倾斜长167.8米，走向长917.8米，煤厚5.64米，回采率为95%,该面属于沿空面，上风巷的煤柱与2321（3）工作面煤垛为3.5米；工作面位于东二下山采区三阶段，西起东二13槽东煤下山，东临F5断层，该面为C13-1煤层，具有自然发火性，自然发火期为3～6个月，该面倾角7-13°，平均煤厚为5.64米,工作面采用综合机械化一次采全高，全部垮落法管理顶板，采高3.4-4.8米，回采期间工作面有遗煤现象，正常每月的月推进度为150-180米。工作面从2011年9月份开始回采，2012年1月5日首次在工作面85架架尾（该面共有97架）发现CO，在回采过程中，CO一直控制在5-20ppm,于2012年4月1日停产收作。
3、工作面回采期间自然发火原因分析
（1）工作面推进速度减慢。该面在回采期间，将遇到其中23113-2正断层落差为3～3.5米，落差影响大，该断层揭露上风巷Y80～Y81点，顺槽Y85～Y86点，由于遇到断层，工作面推进度减慢，造成每个圆班推进度只有3米，这样的时间持续了将近半个月，折合月推进度仅45米，工作面采空区自燃带长期稳定在某一特定区域。（注：对于“U”型通风系统的采空区，按漏风大小和遗煤发生自燃的可能性采空区可分为三带：散热带、自燃带、窒息带。自燃带中岩石的空隙度较小，因而漏风小，蓄热条件较好，如果该带的条件保持时间超过其自然发火期，就可能自燃，一般寬度为20-70米。）
（2）工作面回采期间架后遗煤增多。该面回采期间，工作面架后或多或少都有遗煤，使采空区内的浮煤量增加，以致参与自燃反应活动的煤量增大，加速采空区的自燃发热。这就造成该面回采期间，有遗煤的架后有CO气体。
（3）工作面上隅角顶板浮煤增加，裂隙带增长增宽，上隅角处在自然发火危险性增强，由于受到巷道和采动压力双重压力，使顶板碎裂带增大，从而在工作面上隅角处形成一个稳定的自燃带，就可能自燃，产生CO气体。
（4）工作面上风巷与2321(3)工作面采空区间留设的小煤柱净垛为3.5m。该面上风巷曾经在掘进期间沿空段小煤柱发生过一次自燃事故，这就加强了该面回采期间其自然发火防治的重点在小煤柱的2321(3)工作面采空区侧。
4、工作面回采期间防治自燃发火的综合措施
（1）灌浆。工作面回采之前，要求上风巷铺设灌浆管路。灌浆就是把粘土、粉碎的页岩、电厂飞灰等固体材料与水混合、搅拌，配制成一定浓度的浆液，借助输浆管路注入或喷洒在采空区里，达到防火和灭火的目的。灌浆防灭火的作用为：浆液充填煤岩裂隙及其孔隙的表面，增大氧气扩散的阻力，减小煤与氧的接触和反应面；浆水浸润煤体，增加煤的外在水分，吸热冷却煤岩；加速采空区冒落煤岩的胶结，增加采空区的气密性。灌浆防火的实质是：抑制煤在低温时的氧化速度，延长自然发火期。2331（3）工作面执行的是随采随灌的灌浆方式。（随采随灌的灌浆方式是回采前，灌浆管路接至到工作面上风巷上隅角处，随着工作面回采向采空区不停灌浆。）回采期间，该面两班向采空区灌浆，灌浆期间，在地面灌浆搅拌池里加的悬浮剂，增加了灌浆的粘度性，使得灌浆的浓度水土比为7：1，满足了灌浆的要求。
（2）注氮防灭火。工作面回采之前，要求顺槽铺设一路注氮管路。氮气是一种惰性气体，它可以迅速有效的扑灭明火，又可以防止采空区遗煤自燃。2331（3）工作面采取的是压管注氮方式。（压管注氮方式即注氮管口由进风顺槽压埋在采空区里，借助于漏风将注入的氮气散步在采空区内，注入采空区后具有降低氧浓度的作用。）回采期间，该面利用地面永久性注氮机和井下移动注氮机一起24小时不停向采空区注氮气，氮气浓度不得低于97%。
（3）工作面上风巷小煤柱防火措施·。依据煤层自然发火的机理和条件，结合2331(3)工作面上风巷小煤柱的实际情况，其自然发火防治的重点在小煤柱的2321(3)工作面采空区侧。基于“降氧控温”的煤层自然发火预防思想，结合2331(3)工作面上风巷小煤柱自然发火的防治重点，提出“加强监测、外堵内注、重点充填、分段隔离”的指导思想，即：加强该面临近的2321(3)上风巷、顺槽、底抽巷三个封闭墙的气体监测；上风巷喷浆和小煤柱浅孔注浆堵漏，2321(3)工作面采空区注氮；2321(3)工作面原机巷侧重点位置（硐室、开切眼、停采线和断层处）注胶充填，并分段注胶充填隔离。
（4）工作面过断层期间防火措施。该面回采期间，将要过23113-2正断层，落差为3～3.5米，落差影响大，该断层揭露上风巷Y80～Y81点，顺槽Y85～Y86点。过断层期间采取了工作面过断层期间原则上保证每小班退尺≮2刀，每圆班退尺≮4刀；采高严格控制在4.3m以下，严禁加大采高作业；在距f23113-2正断层前25～30m位置采煤队负责采用超前破顶作业，确保工作面进入f23113-2正断层下盘时不留有顶煤；在工作面距断层前30m位置时在顺槽埋入一路Φ4吋注氮管路，每间隔50m在顺槽交替埋入一路Φ4吋注氮管路；每两路注氮管路之间采用同等直径闸阀控制，当第二路注氮管路埋入采空区30m长度时方可掐断第一路注氮管路，确保工作面过断层期间采空区24小时连续注氮；工作面过断层期间采煤队负责在生产班每拉一次支架后利用架后洒浆管对架档、架后遗煤进行喷洒浆液，并确保浆液均匀覆盖架档、架后遗煤；过断层期间每圆班对2331（3）工作面邻近采空区封闭墙进出风状况、压差、CO、CH4等参数进行观测， 主要检查的封闭墙如下：2331（3）底抽巷、2321（3）上风巷、2321（3）顺槽。
（5）工作面回采期间加强防火预测预报措施。为了能准确的掌握工作面自然发火情况，有效防治回采期间的自然发火，工作面回采期间安设专职测气员，分别每班对工作面的上隅角、回风、沿空小煤柱、工作面架档有遗煤处进行瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、温度等气体检查，每周三次对该面进行取样化验，对有自燃隐患点，每班取样用气相色谱仪进行化验
5、试验结论
通过2331（3）工作面回采期間一氧化碳数值曲线图分析，工作面回采期间上风巷采取随采随灌的灌浆方式、顺槽采取24小时注氮气、回采之前小煤柱沿空段进行喷注浆、过断层期间工作面洒浆等综合防灭火措施，实验证明该面在回采期间的CO浓度始终维持5-20ppm以内（下表），有效的遏制了13槽工作面的自然发火的威胁，保证了工作面长达半年的安全回采。
参考文献
[1]、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》北京煤炭工业出版社2011年2月129页
[2]、张国枢《通风安全学》徐州中国矿业大学出版社 2000年7月 235页、 243页、245页、253页、254页
作者简介
孙国友（1979年1月-），男，安徽省淮南人，大学本科，助理工程师，于安徽省淮南市潘集区淮南矿业集团潘一矿通风区，从事矿山通风与安全方面的工作。