1、 易燃厚煤層綜放開采防滅火技術(shù)探討 1引言 自然發(fā)火是制約厚煤層開采工藝進(jìn)展的因素之一，也是煤炭工多年來致力解決的一個(gè)課題。本文通過采納錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)1，結(jié)合傳統(tǒng)防治火災(zāi)的技術(shù)，分析其可行性。2現(xiàn)場(chǎng)條件以某礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件為例，工作面長(zhǎng)144m，采深230-240m。平均煤厚11.5m，最大煤厚14m，平均傾角12°，煤層構(gòu)造較簡(jiǎn)潔，煤層松軟，硬度系數(shù)f=1.4，容重為14.5kG/m3，煤層極易自燃，發(fā)火期平均為20天，最短為7天。含有厚0.20.4m的夾矸1層。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚1.5m，老頂為中厚層狀細(xì)砂巖，厚14m。3自燃發(fā)火類別分析發(fā)生自燃的因素包括浮煤的存在，

2、煤體破裂，與氧氣接觸并有蓄熱條件和時(shí)間。生產(chǎn)中無論采納何種方式方法，破裂煤體的存在以及與氧氣接觸是不行避開的，但是如能削減破裂煤體的存在并縮短其蓄熱時(shí)間，自然發(fā)火的幾率將會(huì)大大降低。在這一指導(dǎo)思想下，對(duì)傳統(tǒng)放頂煤巷道布置系統(tǒng)易發(fā)生自燃的區(qū)域以及易發(fā)生自燃的時(shí)段進(jìn)行分析。根據(jù)放頂煤回采系統(tǒng)下各區(qū)域發(fā)生自燃的幾率大小進(jìn)行等級(jí)劃分：（1）簡(jiǎn)單發(fā)生自燃區(qū)域巷道揭露的相鄰原高溫區(qū)域或老火區(qū)、巷道頂板局部冒落區(qū)、巷道變坡頂板破裂區(qū)，巷道揭露相鄰沿空側(cè)的停采線、溜煤眼、聯(lián)絡(luò)巷及其它硐室等處。（2）較易發(fā)生自燃區(qū)域巷道頂煤離層破裂區(qū)、沿空側(cè)煤柱破裂區(qū)。（3）可能發(fā)生自燃區(qū)域巷道巷幫破裂區(qū)以及工作面采空區(qū)。依據(jù)

3、對(duì)綜放開采時(shí)自然發(fā)火事故消失的頻繁程度，確定火災(zāi)易發(fā)地點(diǎn)依次為巷道及開切眼、末采收作線、鄰近采空區(qū)、工作面端頭，（如圖1所示）。自然發(fā)火防治工作的另一重點(diǎn)就是從不同的時(shí)期進(jìn)行分析，各個(gè)時(shí)期的防治工作要從其產(chǎn)生的根源著手，有四個(gè)時(shí)期最易發(fā)生自燃，分別是：（1）掘進(jìn)期間。巷頂易形成高冒區(qū)以及碎煤裂隙帶發(fā)育帶，局部通風(fēng)機(jī)正壓作用加劇了氧氣在煤體中集中，深部產(chǎn)生的熱量散發(fā)困難，是自然發(fā)火的隱患之一；（2）工作面安裝期間。切眼時(shí)大量碎煤存在于支架上方，綜放工作面安裝時(shí)間比較長(zhǎng)，在安裝完畢前，可能會(huì)導(dǎo)致煤層自燃發(fā)火；（3）回采期間。首先，開切眼到初次放頂，時(shí)間間隔長(zhǎng)，支架頂煤的蓄熱時(shí)間長(zhǎng)；其次，工作面剛安

4、裝完，需要磨合設(shè)備，導(dǎo)致推動(dòng)速度慢；再次，上下端頭放下的碎煤大量積累；還有，放頂過程中，頂板會(huì)大面積下沉，可能會(huì)受到外部客觀條件的影響，形成導(dǎo)風(fēng)通道；（4）拆除期間。綜放工作面，拆除時(shí)間確定長(zhǎng)；支架上方煤體裂隙發(fā)育，與氧氣接觸面積大；架后煤多且松散。以上自然發(fā)火因素，影響著煤礦正常平安的生產(chǎn)，尋求更合理的開采生產(chǎn)系統(tǒng)便是解決上述問題的重要討論途徑。4方案分析4.1方案的提出煤礦的生產(chǎn)始終圍繞平安、經(jīng)濟(jì)、回采率三方面綻開，該生產(chǎn)條件下煤層開采受到自燃發(fā)火的影響，傳統(tǒng)放頂煤沿煤層底板布置巷道以及留煤柱護(hù)巷已不能適應(yīng)生產(chǎn)需要，亟需采納既能提高回采率，又能保證平安生產(chǎn)的無煤柱巷道布置以及相應(yīng)的回采工藝

5、，本文提出采納錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)和三段式回采工藝來實(shí)現(xiàn)無煤柱開采。該系統(tǒng)綜合集成放頂煤、上分層鋪網(wǎng)放頂煤和下分層網(wǎng)下放頂煤三種回采工藝于一個(gè)工作面，三種工藝用于工作面的不同位置，形成獨(dú)特的三段式回采工藝。圖中的a段，即工作面在沿頂板布置的進(jìn)風(fēng)巷道一側(cè)采納分層放頂?shù)纳戏謱踊夭晒に嚕枰伨W(wǎng)，為下一工作面巷道的掘進(jìn)與回采作預(yù)備。圖中的c段，即在距離相鄰采空區(qū)側(cè)的工作面采納網(wǎng)下放頂煤回采工藝，這一段不需要鋪網(wǎng)，但需要掌握好采煤機(jī)割煤高度，防止漏矸。圖中的b段，中部工作面采納放頂煤回采工藝。4.2與傳統(tǒng)放頂煤對(duì)比是否能有效防治自然發(fā)火是判定方案可行性的重要依據(jù)，為此在防治自然發(fā)火方面對(duì)錯(cuò)層位巷道布置與

6、傳統(tǒng)放頂煤沿底板布置巷道進(jìn)行了比較：1.區(qū)段運(yùn)輸平巷；2.區(qū)段回風(fēng)平巷；3.損失的頂煤與區(qū)段煤柱；4.上區(qū)段運(yùn)輸平巷位置；（1）錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)將進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷分別布置在煤層頂板與上一區(qū)段采空區(qū)下，進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷頂板分別為巖石和少量煤皮，基本上避開了巷道高冒區(qū)的消失，可以降低自燃發(fā)火率；傳統(tǒng)放頂煤沿煤層底板布置巷道，巷道上方是厚煤層，在壓力作用下易冒落形成孔隙，存在自燃發(fā)火隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，綜放開采2/3的火患都發(fā)生在巷道高冒區(qū)。（2）錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)巷巷幫受到應(yīng)力作用，但是由于該巷直接位于巖石頂板之下，不會(huì)消失巷道頂煤高冒，進(jìn)而加劇巷幫的破壞，不易形成發(fā)育的碎煤裂隙，同底板布置的煤巷巷幫比較，發(fā)火幾率小，而且易于維護(hù)；回風(fēng)巷優(yōu)勢(shì)更為明顯，由于布置在采空區(qū)下的回風(fēng)巷處于免壓區(qū)，對(duì)巷幫不會(huì)造成劇烈的擠壓，可以降低發(fā)火幾率。（3）錯(cuò)層位巷道布置系統(tǒng)下，相鄰工作面之間只有少量三角煤柱的存在，而且處于免壓區(qū)內(nèi)，不易消失傳統(tǒng)放頂煤中留有大量“T”型煤柱處在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)而被壓裂壓酥導(dǎo)致巷旁向采空區(qū)漏風(fēng)的狀況，不但有利于相鄰采空區(qū)的防治自燃，而且有利于降低煤柱自身的發(fā)火幾率。（4）上一區(qū)段進(jìn)風(fēng)巷一側(cè)是上分層鋪網(wǎng)放頂煤工藝段，此段的浮煤存在于網(wǎng)下，下一區(qū)段進(jìn)行回采時(shí)可以回收，削減了采空區(qū)內(nèi)浮煤的數(shù)量，而且上一區(qū)段邊回采邊灌漿，有利于形