運(yùn)河煤礦1303綜放面自燃火災(zāi)治理技術(shù)方案

運(yùn)河煤礦1303綜放面自燃火災(zāi)治理技術(shù)方案

運(yùn) 河 煤 礦

西安森蘭科貿(mào)有限責(zé)任公司

太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院

二OO二年四月二十三日

目 錄

1工作面概況

2工作面發(fā)火及封閉過程

3火區(qū)治理技術(shù)方案

4施工進(jìn)度安排

5組織與指揮

6附件

附件一：1303綜放面自燃火源探測(cè)報(bào)告

附件二：消火道設(shè)計(jì)及施工方案

附件三：工作面注膠鉆孔設(shè)計(jì)及施工方案

附件四：工作面注膠滅火設(shè)計(jì)及施工方案

附件五：火區(qū)觀測(cè)方案

附件六：火區(qū)啟封方案與應(yīng)急措施

附件七：相關(guān)記錄表格

運(yùn)河煤礦1303綜放面

自燃火災(zāi)治理技術(shù)方案

1工作面概況

運(yùn)河煤礦1303綜放面平均煤厚8.60m，于2001年元月開始回采，走向長度1300m，面長135m，傾角17。，上順進(jìn)風(fēng)，下順回風(fēng)，正常推進(jìn)速度50m/月。

2001年10月下旬工作面上部遇一落差3m的正斷層，下部遇一背斜構(gòu)造，工作面推進(jìn)速度減慢，從2001年11月至2002年4月的6個(gè)月內(nèi)，工作面僅推進(jìn)50多米，平均每月推進(jìn)速度不超過10米，且在工作面下部和上順槽附近沒有放頂煤，在采空區(qū)留下大量浮煤。由于工作面推進(jìn)速度慢，且采空區(qū)丟煤量大，為采空區(qū)自燃埋下了隱患。

2工作面發(fā)火及封閉過程

2002年元月15日在工作面內(nèi)的斷層處（約63號(hào)支架）測(cè)得CO濃度1000ppm，注水處理后，第二天CO消失。2月7日晚，又是在工作面內(nèi)的斷層處（約69號(hào)支架）測(cè)得CO濃度10040ppm，并有白煙涌出，冒煙處溫度較高，并有火炭掉下，通過打鉆注水處理，至2月13日CO基本消失。4月10日，回風(fēng)流CO濃度開始升高，達(dá)到50ppm，4月14日48至52號(hào)支架頂部大面積冒頂，中班10點(diǎn)多鐘工作面下順槽CO濃度達(dá)到300ppm，冒頂處也有大量的CO涌出，從工作面上隅角和冒頂處打鉆注水，CO濃度仍持續(xù)升高。16日早10點(diǎn)工作面上隅角出現(xiàn)明火，用水控制后噴艾格勞尼封堵，并垛土袋進(jìn)行封堵，至20日，回風(fēng)流CO濃度達(dá)到600ppm，從上隅角打鉆注水、注阻化劑、注MEA滅火劑未能控制火勢(shì)，由于注水量大，下巷被水淹，上隅角煙氣大量涌出，火勢(shì)已難以控制，工作面被迫于21日早7點(diǎn)開始封閉，至晚8點(diǎn)封閉完畢。上巷閉墻距工作面12m，下巷用水淹封閉。

22日中午12點(diǎn)開始向火區(qū)注氮，2點(diǎn)由于地面氣壓下降，上順風(fēng)流CO濃度上升至1200ppm，至晚6點(diǎn)CO消失。23日上午測(cè)得上順閉內(nèi)CO濃度為0，溫度24度，氧氣濃度降至6％，火區(qū)達(dá)到抑制狀態(tài)。

發(fā)火原因分析：

1） 由于工作面割巖石，未放頂煤，落入采空區(qū)浮煤量大，最厚處達(dá)8m；

2） 工作面遇背斜構(gòu)造，推進(jìn)速度慢，采空區(qū)浮煤經(jīng)長期氧化升溫，達(dá)到了煤層的自然發(fā)火期；

3） 整個(gè)工作面后部采空區(qū)都已經(jīng)過長時(shí)間氧化，且浮煤量較大，整個(gè)采空區(qū)后部浮煤都已處于自燃危險(xiǎn)期；

4） 工作面遇斷層，斷層處煤體破碎，自燃危險(xiǎn)性強(qiáng)。

3火區(qū)治理技術(shù)方案

1）用“測(cè)氡法”判斷高溫火點(diǎn)位置

為了確定火區(qū)范圍，采用氡探測(cè)法對(duì)采空區(qū)極其周邊進(jìn)行探測(cè)。

2）噴堵上順閉墻

對(duì)上順閉墻進(jìn)行復(fù)噴堵漏，防止有害氣體涌入上順，影響施工。

3）確保下順?biāo)獾挠行?

每天檢測(cè)下順?biāo)?，如水位較低，及時(shí)注水，確保水封的有效性。

4）施工消火道

按設(shè)計(jì)要求施工消火道，要求消火道巷邦距工作面煤壁12米，長度不小于70米，斷面大小應(yīng)能滿足打鉆和擺放滅火設(shè)備的要求，且沿煤頂板掘進(jìn)，并對(duì)消火道揭露的鉆孔進(jìn)行封堵。對(duì)巷道過斷層處進(jìn)行噴漿堵漏。

5）設(shè)火區(qū)檢測(cè)點(diǎn)

為了隨時(shí)掌握火區(qū)變化情況，在閉墻處設(shè)一檢測(cè)點(diǎn)，并在消火道施工完成后，根據(jù)測(cè)氡法判斷的高溫區(qū)頂部打一至兩個(gè)火源觀測(cè)孔（終孔位置：架頂5米，架后3米），向工作面內(nèi)打一觀測(cè)孔，下1寸套管，每天三班進(jìn)行取樣分析，取樣完畢后要及時(shí)用1寸絲堵封閉套管口。

6）消火道內(nèi)打注膠鉆孔

考慮到工作面采空區(qū)丟煤都已經(jīng)達(dá)到發(fā)火期，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和工作面火源探測(cè)結(jié)果，將工作面危險(xiǎn)區(qū)域劃分為3類，即自燃區(qū)、自燃危險(xiǎn)區(qū)和預(yù)防區(qū)。各區(qū)間鉆孔布置如下：自燃區(qū)在支架頂部布置三排鉆孔，終孔位置呈五花眼布置，平均每個(gè)支架頂部3個(gè)鉆孔，終孔水平間距0.5m；自燃危險(xiǎn)區(qū)布置兩排鉆孔，終孔位置呈三花眼布置，平均每個(gè)支架頂部2個(gè)鉆孔，終孔水平間距0.75m；預(yù)防區(qū)布置一排鉆孔，平均每個(gè)支架頂部1個(gè)鉆孔，終孔水平間距1m。

在打鉆過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)火源點(diǎn)附近補(bǔ)打密集鉆孔。

7）向采空區(qū)壓注凝膠滅火

通過消火道內(nèi)施工的鉆孔向支架后部壓注凝膠，形成凝膠隔離帶，以確保工作面安全啟封及回采。自燃區(qū)每個(gè)支架后部注膠量不少于30m3，自燃危險(xiǎn)區(qū)每個(gè)支架后部注膠量不少于20m3，預(yù)防區(qū)每個(gè)支架后部注膠量不少于10m3。

凝膠壓注工藝及施工方案見附件四。

8）火區(qū)啟封

滅火工程全部施工完畢后，繼續(xù)觀測(cè)2天，根據(jù)火區(qū)觀測(cè)結(jié)果，經(jīng)確認(rèn)可以啟封后，按附件六制定的啟封方案啟封火區(qū)。

9）應(yīng)急技術(shù)

為了確保工作面安全恢復(fù)生產(chǎn)，制定應(yīng)急方案，應(yīng)對(duì)工作面啟封后可能存在的小范圍火點(diǎn)并對(duì)可能復(fù)燃的地點(diǎn)進(jìn)行處理。

4施工進(jìn)度安排

1） 火區(qū)范圍探測(cè)在4月底之前完成；

2） 消火道施工應(yīng)在5月4日之前完成；

3） 打鉆、注膠材料、設(shè)備等施工準(zhǔn)備4天，5月1日至4日；

4） 消火道鉆孔施工5月5日至27日；

5） 注膠時(shí)間5月6日至5月28日；

6） 啟封及應(yīng)急技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間2天；

7） 工作面啟封時(shí)間為5月30日；

8） 工作面恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間6月1日至6月15日；

9） 工作面正常生產(chǎn)時(shí)間6月16日。

5組織與指揮

礦成立滅火領(lǐng)導(dǎo)小組，由礦長擔(dān)任組長，礦總工程師擔(dān)任常務(wù)副組長，西安科技學(xué)院文虎任技術(shù)副組長。領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)防滅火辦公室，統(tǒng)一負(fù)責(zé)滅火期間的人、財(cái)、物調(diào)動(dòng)，并設(shè)專人收集發(fā)布相關(guān)信息、督促滅火措施的實(shí)施。

目前急需準(zhǔn)備的設(shè)備及材料

1） 膠體壓注機(jī)兩臺(tái)（其中一臺(tái)備用）；

2） 75鉆機(jī)兩臺(tái)；

3） 滅火材料：中性水玻璃模數(shù)3.2，密度1.5g/cm3100t；工業(yè)碳酸氫鈉25t。

4） 灌漿管路：可接至消火道內(nèi)；

5） 混合分流器；

6） 1寸套管1000m（40個(gè)鉆孔）及接頭，第一節(jié)為花管（40個(gè)）；

7） 25mm高壓膠管10根，每根長10m；

8） 灌漿站準(zhǔn)備水表2塊；潛水泵兩臺(tái)，流量不小于10m3/h；油桶兩只，去頂蓋，并在下部開孔安設(shè)閥門；

9） 鉆孔標(biāo)識(shí)牌。