摘要:綜放工作面綜合防滅火技術的措施和應抓好的幾個環(huán)節(jié)。保證綜放工作面能夠安全正常地生產(chǎn)。
關鍵詞:綜放工作面 綜合防滅火 理論 應用
綜采放頂煤技術具有生產(chǎn)效率高、巷道掘進率低、搬家次數(shù)少、地質(zhì)條件適應性強、易于實現(xiàn)單機單面高產(chǎn)、材料投入少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。近十年在南山礦井下原煤生產(chǎn)中大力推廣使用,實現(xiàn)了礦井的高產(chǎn)高效。按照集團公司建設高產(chǎn)高效現(xiàn)代化優(yōu)強礦井的目標要求,綜采放頂煤技術在現(xiàn)在和將來都是集團公司大力發(fā)展的重點。本文就綜放工作面防治煤層及采空區(qū)自燃發(fā)火技術的理論及實踐作一個深入討論。
一、綜采放頂煤技術的工藝特點及煤炭自燃理論
綜采放頂煤技術是一種在厚煤層中,沿煤層底部布置一個長壁綜采工作面用常規(guī)方法進行回采,利用礦壓為主,人工松動為輔的方法使支架上方的頂煤破碎后經(jīng)由支架后方放出,通過刮板輸送機運出工作面的采煤技術。
燃燒的三個必要條件:1有可燃物。這里指處于破碎狀態(tài)并和空氣接觸的煤;2有助燃物。這里指一定濃度的氧,空氣中氧的濃度要在12%以上;3有火源。指煤堆積在一起產(chǎn)生大量的熱使煤的溫度升高達到燃點。煤炭發(fā)生燃燒三個條件缺一不可。
因此如何進行綜合防滅火應主要基于以下三個思考方向:1減少處于破碎狀態(tài)并和空氣接觸的煤;2降低與煤接觸的空氣中氧的濃度;3控制產(chǎn)生自熱的煤體溫度在燃點以下。
二、綜合防滅火技術措施的種類
1、從減少和空氣接觸的煤的思考方向來考慮,有以下幾種方法:
?、艖捎庙斆好胺判宰詈玫闹Ъ堋_@樣既可提高原煤采出率,減少煤炭資源的浪費,又可盡量避免采空區(qū)留煤,降低采空區(qū)留煤自燃的危險,切實地保障生產(chǎn)的安全。
南山礦通過比較高、中、低位放頂煤技術的優(yōu)缺點,高、中位放頂煤支架具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點,但同時具有放煤位置過高,煤塵較大,通風斷面小等缺點,并且由于放煤位置位于支架的中、高位,易使頂部冒落煤滑向支架后方,使支架后方留下一定厚度的煤階。
?、撇删蛳锏婪侄尉蛩停瑴p短煤的暴露區(qū)域。采區(qū)工作面的主要運輸巷、主要回風巷都應采取在煤層底板巖石中掘進的方法,分段掘送入風反上、回風反上揭煤,再分別掘進煤平巷與切眼勾通。
?、莾上飮婍厶幚?。運輸、回風兩條煤平巷中對所暴露煤壁進行噴碹處理,使用材料為水、水泥、沙子,比為1:1:2.5。理論上要求噴碹厚度10cm,根據(jù)南山礦的實踐經(jīng)驗,噴碹厚度在5cm左右即可滿足生產(chǎn)要求,可節(jié)省大量的水泥、沙子。
2、從降低與煤接觸空氣中氧濃度的思考方向來考慮,有以下幾種方法:
?、哦瘫诓贾霉ぷ髅妗S捎谀仙降V綜放工作面采用“U+L”型或“E”型或“E+L”型通風系統(tǒng)。
⑵均壓防滅火。從理論上來說,在“U”型通風系統(tǒng)下,工作面進風側(cè)與回風側(cè)的風壓差的大小,決定了通過工作面的風流風速的大小,而通過工作面風流風速的大小決定了工作面向采空區(qū)漏風的速度。
?、遣珊蠹皶r灌漿注沙封閉。當工作面進入到收尾階段前,在回風道預埋管路?;虿扇‰S采隨灌的方式,通過預埋管路向采空區(qū)灌漿注沙,并在工作面收尾后及時封閉,防止繼續(xù)向采空區(qū)滲入氧氣。
⑷舊巷、兩巷注凝膠防火。此項技術為我礦閆立章總工程師通過長期生產(chǎn)實踐,多次實驗最終探索出來的一項科技成果。在兩個容器中分別裝入水玻璃(主要成份為SiO2)、化肥(主要成份為NH4NO3,后期使用過NaHCO3),和水按1:15的比例充分混合,分別通過兩根水管和三通匯入到一根水管內(nèi),再通過90型泵注入到煤體內(nèi),經(jīng)過化學反應所生成的化合物(NH4)2SiO3(后期產(chǎn)物為Na2SiO3)具有阻燃的特性,從而防止煤體氧化生溫。
?、刹煽諈^(qū)注氮。氮氣的氣體性質(zhì)不活躍,屬于隋性氣體,是空氣中的主要成份,具有不可燃的特性,既可以迅速有效地撲滅明火,又可以降低采空區(qū)內(nèi)氧氣的濃度,同時液氮還具有冷卻降溫的作用,可以有效地防止采空區(qū)留煤自燃。近年來我國應用氮氣防滅火技術發(fā)展較快,特別是采用綜放工藝的工作面,注氮防火已成為一項重要的安全技術措施。但是由于要求制氮精度較高,生產(chǎn)成本較高,貯存和運輸較困難,因此在我礦生產(chǎn)中應用較少。
?、什煽諈^(qū)布置頂板尾巷,防止本層尾巷向采空區(qū)擴散空氣。布置頂板尾巷的目的是排放煤層及采空區(qū)內(nèi)貯存的瓦斯,頂板尾巷是在頂板煤層中相對于回風平巷內(nèi)錯10~15m布置的一條獨頭巷道。頂板尾巷應充分做好防漏風工作,防止向采空區(qū)內(nèi)擴散空氣。且頂板尾巷不宜距離過長,使煤體長期暴露在空氣之中。采用“E”型通風的頂板尾巷不適用于自然發(fā)火期較短煤層。
3、從控制產(chǎn)生自熱的煤體溫度在著火點以下,使煤體降溫的思路來考慮,主要有以下技術措施:
?、琶后w兩巷注水降溫。南山礦兩個綜采區(qū)成立了專門的注水隊,由區(qū)技術通風區(qū)長負責管理,在上、下兩巷中用爬道鉆向工作面及兩巷頂板煤層打鉆注水,既可以實現(xiàn)軟化煤體、降低煤塵、提高煤的采出率的目的,也可以使煤體降溫,控制煤體溫度在著火點以下,從而延長煤的自然發(fā)火期。
⑵放頂線噴霧降溫,或噴灑阻化劑。在南山礦2000年引進的ZF2800/16/24型低位放頂煤支架后部的天窗上,裝設有噴霧器,通過該噴霧器可以對冒落的頂煤和采空區(qū)留煤進行除塵和濕潤處理。即可以消塵也可以使采空區(qū)留煤降溫,同時實現(xiàn)防塵和防滅火兩項內(nèi)容。在該型支架的使用初期,噴霧器并沒有得到很好的使用,現(xiàn)在應用情況較好?;蛘咴诠ぷ髅嬷Ъ艿募荛g噴灑阻化劑(主要成分為MgCl2),當工作面采過該位置后,阻化劑可以有效地抑制采空區(qū)留煤的升溫自燃。此種方法在近幾年的綜放工作面廣為應用,效果較好。
三、綜放工作面開展綜合防滅火工作應抓好的幾個環(huán)節(jié)
1、應抓好工作面設計環(huán)節(jié)。在技術人員開始對綜放工作面進行設計時,應當根據(jù)工作面所處的地質(zhì)條件,合理地布置巷道。同時根據(jù)具體的工作環(huán)境,選用多種綜合防滅火技術措施??茖W地擬出措施的執(zhí)行方案,將措施的執(zhí)行方案落實到每個工人頭上。
2、應抓好綜合防滅火技術措施的執(zhí)行和管理。在正常生產(chǎn)過程中,應該按照作業(yè)規(guī)程和措施所擬出的措施執(zhí)行方案嚴格地執(zhí)行,采區(qū)領導班子作好日常的監(jiān)督管理工作,保證每個方案都能得到很好地落實。
3、應大力做好職工的安全防火思想教育。在日常工作中,人的因素是最重要的。因此應該努力做好職工的安全防火思想教育,提高職工的思想認識,工作的責任心和綜合素質(zhì),只有職工的責任心提高了,才能確保能主動嚴格地按照技術措施所規(guī)定的內(nèi)容去執(zhí)行。只有職工的素質(zhì)提高了,才能確保能正確執(zhí)行技術措施的內(nèi)容。
就南山礦的煤炭生產(chǎn)來說,綜放工作面所生產(chǎn)出的原煤產(chǎn)量占全礦原煤煤總產(chǎn)量的70%以上,并且,由于綜放設備投資巨大,生產(chǎn)效率較高,產(chǎn)量較大,還有很多輔助單位專門為綜放工作面的生產(chǎn)提供服務。因此能否確保綜放工作面正常安全地生產(chǎn),關系著全礦煤炭生產(chǎn)的大局。
因此,我們要在具體生產(chǎn)過過程中不斷地實踐、探索、總結(jié),提高和改進現(xiàn)有綜合防滅火技術措施的執(zhí)行效果,不斷地更新綜放工作面綜合防滅火技術措施的內(nèi)容。為保證綜放工作面能夠安全正常地生產(chǎn),為全礦的煤炭生產(chǎn)做出我們自己的貢獻。