【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 綜放面具有開采時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)，綜放面一次采全高，減少了切割煤層的次數(shù)和煤層暴露在空氣中的時(shí)間。二是從兗州礦區(qū)推行無(wú)煤柱分層開采發(fā)生的34次煤層自燃和隱患的時(shí)間來(lái)看，一分層（或本分層）開采時(shí)引起本采空區(qū)內(nèi)部發(fā)火的機(jī)率低，%，下分層及鄰區(qū)準(zhǔn)備或開采時(shí)引起上分層或相鄰采空區(qū)內(nèi)部發(fā)火機(jī)率高，%，其主要原因就是下分層及鄰區(qū)準(zhǔn)備或開采時(shí)重新揭露煤層造成漏風(fēng)供氧繼續(xù)氧化上分層或相鄰采空區(qū)浮煤所至。分層開采發(fā)生的火災(zāi)和隱患時(shí)空分布情況見表531。表531 火災(zāi)和隱患時(shí)空分布情況與分層關(guān)系采空區(qū)采空區(qū)周邊合計(jì)中部開切眼順槽停采線一分層回采時(shí)42006下分層或鄰區(qū)準(zhǔn)備、回采時(shí)21111428合 計(jì)63111434從上表34次火災(zāi)和隱患發(fā)生的空間位置看出，采空區(qū)中部發(fā)火機(jī)率低，采空區(qū)周邊，特別是停采線和順槽發(fā)生自燃或隱患機(jī)率高，%%。所以減少綜采面“兩道兩線”的個(gè)數(shù)，也就消除了大部分發(fā)火隱患點(diǎn)，降低了煤層自燃機(jī)率。兗礦綜放面煤層自燃隱患情況（表532），本面的發(fā)火機(jī)率為0，發(fā)火隱患主要發(fā)生在相鄰面的采空區(qū)、停采線及有斷層或老巷處，也符合所述煤層自燃時(shí)空規(guī)律。(2)綜放開采對(duì)防治自燃的不利因素一是綜放工藝回采率通常為88％左右，大量的松散煤體堆積在采空區(qū)內(nèi)，采用注漿等常規(guī)防滅火手段收效甚微。二是綜放面產(chǎn)量大，增加了放煤工序，推進(jìn)速度比分層開采慢，采空區(qū)浮煤從氧化帶進(jìn)入窒息帶的時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致自燃。三是綜放面采高大，采空區(qū)冒落三帶中的裂隙帶增高，沿兩道及開切眼的U型漏風(fēng)三角相亦增大，因而采空區(qū)漏風(fēng)三帶中的冷卻帶和自燃帶相應(yīng)加寬，采空區(qū)漏風(fēng)比分層開采面嚴(yán)重。通過(guò)綜放面和分層開采防治煤層自燃、發(fā)火事故和隱患的事實(shí)，分析比較可得出如下結(jié)論：表532 綜放面煤層自燃隱患綜放面編 號(hào)發(fā)火隱患部位原 因隱患發(fā)生本面鄰 面時(shí) 間興隆530605305停采線興隆5313053141采空區(qū)下部斷層處5313面、53132面同時(shí)開采興隆5313053141停采線與一分層探煤巷交叉處興隆431404314一聯(lián)三岔門處南屯63100順槽頂板煤柱孤島開采，煤層松動(dòng)離層鮑店130800a、綜放面在開采時(shí)空上占有優(yōu)勢(shì)，在保持一定的推進(jìn)速度的情況下，綜放面比分層開采面的煤層自燃機(jī)率低，特別是綜放面本面的發(fā)火機(jī)率低；b、綜放面火患的威脅主要來(lái)自相鄰采空區(qū)；c、綜放面煤層自燃隱患的重點(diǎn)部位仍是“兩道兩線”，特別是停采線和相鄰綜放面采空區(qū)的順槽。 防治煤層自燃的主要技術(shù)措施（1）加快工作面的推進(jìn)速度加快工作面推進(jìn)速度，利用采空區(qū)“漏風(fēng)三帶”規(guī)律，把采空區(qū)浮煤在發(fā)火期內(nèi)置入窒息帶是防止工作面采空區(qū)煤層自燃的重要技術(shù)措施之一。據(jù)前蘇聯(lián)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：冷卻帶與自燃帶的寬度（范圍）取決于冒落巖石的壓實(shí)速度（即頂板巖性）、工作面的長(zhǎng)度、工作面兩端的風(fēng)壓差及工作面的推進(jìn)速度。根據(jù)兗州礦區(qū)開采3煤層的具體條件，小于3煤層的最短自然發(fā)火期3個(gè)月，所以綜放面月推進(jìn)度在62m以上，即可保證在本面不會(huì)發(fā)生煤層自燃。（2）實(shí)施區(qū)域性的均壓通風(fēng)區(qū)域性均壓通風(fēng)是防治相鄰采空區(qū)煤層自燃的主要技術(shù)措施。在煤層自燃諸因素中，煤的自燃傾向性是自燃的內(nèi)因，漏風(fēng)供氧是外部因素中的主要因素。由通風(fēng)阻力定律可知，漏風(fēng)的大小取決于漏風(fēng)巷道始末點(diǎn)之間的風(fēng)壓差和漏風(fēng)風(fēng)阻，欲減少漏風(fēng)，一是增加漏風(fēng)風(fēng)阻，二是降低漏風(fēng)壓差。在煤礦井下由于受地質(zhì)條件和礦山壓力的影響，增阻堵漏有很大的局限性，而采用通風(fēng)技術(shù)降低漏風(fēng)壓差來(lái)減少漏風(fēng)的做法比較容易實(shí)現(xiàn)。研究表明，～m2范圍內(nèi)易發(fā)生自燃； m3/min m3/minm2時(shí)不會(huì)發(fā)生自燃； m3/minm2。因而，把漏風(fēng)強(qiáng)度控制在易燃值之外，把漏風(fēng)時(shí)間控制在煤層自然發(fā)火期以內(nèi)是均壓防滅火的宗旨。工作面發(fā)火隱患主要來(lái)自相鄰采空區(qū)，因而實(shí)施區(qū)域性均壓技術(shù)要根據(jù)采場(chǎng)的準(zhǔn)備和推進(jìn)的動(dòng)態(tài)來(lái)實(shí)施，具體做法：a、注意搞好綜放接續(xù)工作面沿空掘進(jìn)巷道掘進(jìn)期間的均壓。為此，應(yīng)合理確定綜放接續(xù)工作面沿空送巷的時(shí)間，控制沿空送巷與采面的距離，切忌尾隨綜放面沿空送巷。根據(jù)兗州礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，沿空送巷滯后工作面半年、掘進(jìn)頭距工作面不小于500m為宜。b、搞好綜放面回采期間與相鄰采空區(qū)的均壓。合理選擇工作面的進(jìn)回風(fēng)路線，調(diào)整采空區(qū)周圍的風(fēng)壓分布，減少向采空區(qū)漏風(fēng)供氧。c、調(diào)壓的方法要因地制宜，一是要周密分析采場(chǎng)及周圍情況，如地質(zhì)構(gòu)造、丟煤情況、漏風(fēng)通道、鄰區(qū)老的隱患點(diǎn)等，確定符合實(shí)際的均壓措施，如選擇合理調(diào)壓方法與恰當(dāng)調(diào)壓設(shè)施的位置等。同時(shí)針對(duì)性地加強(qiáng)注漿、注砂、壓注粉煤灰及凝膠阻化劑、噴水泥砂漿或聚氨脂等堵漏增阻措施；二是要提高通風(fēng)調(diào)壓設(shè)施的質(zhì)量，加強(qiáng)管理，避免漏風(fēng)或風(fēng)流短路，如與該區(qū)域系統(tǒng)有關(guān)的風(fēng)門要閉鎖，溜煤眼有防放空裝置等，以保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理穩(wěn)定；三是要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。當(dāng)前，建立區(qū)域性的均壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)過(guò)關(guān)，有條件可建立此系統(tǒng)，實(shí)施系統(tǒng)適時(shí)監(jiān)測(cè)和人工定時(shí)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，以便隨時(shí)掌握和調(diào)整風(fēng)壓波動(dòng)。（3）緊密結(jié)合實(shí)際，選用其它防滅火技術(shù)a、利用井下移動(dòng)式膜分離制氮機(jī)進(jìn)行采空區(qū)連續(xù)注氮防火。b、對(duì)采煤工作面及順槽噴灑和灌注阻化劑，尤其是“兩道兩線”處。c、對(duì)采空區(qū)進(jìn)行預(yù)防性灌漿，利用風(fēng)井的防火灌漿管路，隨采隨灌。d、利用XK系列膠體壓注機(jī)，向煤層高溫區(qū)域壓注復(fù)合凝膠膠體，防止其自燃。e、對(duì)采空區(qū)進(jìn)行預(yù)防性灌漿，利用風(fēng)井的防火灌漿管路，隨采隨灌，采后封閉，集中灌漿和灑漿相結(jié)合，防止自然發(fā)火。f、采取掛簾、噴涂水泥砂漿、噴涂聚胺脂、輕質(zhì)發(fā)泡噴涂、粉煤灰凝膠、注砂等一系列堵漏技術(shù)防止或減少采空區(qū)瓦斯外泄。g、采用高分子材料防滅火技術(shù)、膠體泥漿防滅火技術(shù)、惰泡防滅火技術(shù)等進(jìn)行防滅火。h、在開拓部署方面仍要堅(jiān)持無(wú)煤柱區(qū)段順序開采，避免過(guò)多地切割煤層，為快速推進(jìn)和實(shí)施均壓通風(fēng)創(chuàng)造條件。i、加強(qiáng)礦井的監(jiān)測(cè)工作，經(jīng)常測(cè)定可能發(fā)火地點(diǎn)的風(fēng)量和溫度，定期檢查廢棄巷道的密閉情況，分析掌握發(fā)火動(dòng)態(tài)。（4）改善開拓部署、裝備水平及采放工藝a、采煤機(jī)組，液壓支架，前后部刮板機(jī)、端頭支護(hù)及順槽膠帶要合理匹配、安全可靠，能力要為快速推進(jìn)留有余地。b、增加或改善端頭支架的放煤功能，力爭(zhēng)消除沿兩道堆積的松散煤體，切眼處要超前采取強(qiáng)制放煤措施，正常放煤后要盡量放凈頂煤，最大限度地減少采空區(qū)丟煤。c、搞好沿空順槽的噴涂堵漏處理。順槽的沿空側(cè)、頂和實(shí)體煤側(cè)上部1/3要用水泥砂漿或聚氨脂噴涂嚴(yán)實(shí)。采空區(qū)內(nèi)靠近順槽的松散煤體要進(jìn)行淺孔密集鉆注漿或壓注粉煤灰堵漏。若巷頂煤體松動(dòng)，應(yīng)壓注阻化凝膠劑。四、水災(zāi)防治在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中自始至終都要認(rèn)真做好水文地質(zhì)工作，切實(shí)掌握水文情況，保證礦井安全施工和生產(chǎn)。為了防止鉆孔溝通新近系和第四系含水層，采區(qū)準(zhǔn)備施工前，應(yīng)嚴(yán)格檢查封孔質(zhì)量，不合乎要求的必須重新啟封。在落差較大的斷層兩側(cè)必須留有足夠的防水煤柱。當(dāng)掘進(jìn)工作面接近斷層時(shí)，必須打超前鉆孔探水。從建井階段到生產(chǎn)初期還沒有充分掌握水文情況并建立相應(yīng)可靠的排水設(shè)施之前，應(yīng)盡量避免穿過(guò)深部石灰?guī)r和斷層，以保證礦井安全。在灌漿區(qū)附近掘進(jìn)時(shí)，必須先探放水在確認(rèn)無(wú)水時(shí)，方能掘進(jìn)。為了防止新近系底部礫巖含水層潰入井下，在開采露頭附近煤層時(shí)，要對(duì)上覆巖層和新近系下部礫巖含水層、隔水層進(jìn)行研究，不要盲目地提高開采上限。要限制采高或采取其它采煤方法，確保裂隙帶的高度不使新近系底部礫巖水潰入井下。五、頂板災(zāi)害防治本礦煤層埋藏大部分在800m以深，預(yù)計(jì)地壓偏大，根據(jù)新汶、棗莊和兗州等礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，煤層埋藏在500m以深時(shí)就有沖擊地壓的征兆，因此礦井在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)頂板管理。巷道在施工過(guò)程中，及時(shí)有效地支護(hù)頂板，防止其早期離層，保證頂板完好。回采前用鉆屑法或鉆孔應(yīng)力計(jì)檢測(cè)法對(duì)工作面進(jìn)行沖擊傾向性及危險(xiǎn)性探測(cè)。用超前放震動(dòng)炮的方法對(duì)沖擊傾向?qū)嵤┏胺乐?。為降低煤體的彈性和強(qiáng)度，在工作面超前煤體中實(shí)行高壓注水。巷道施工過(guò)斷層時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，防止其冒頂。第四節(jié) 防火灌漿本礦井煤層有自然發(fā)火傾向，為預(yù)防采空區(qū)自然發(fā)火，確保安全生產(chǎn)，設(shè)計(jì)采用預(yù)防性灌漿，并輔助噴注阻化劑，灌漿采用隨采隨灌的方式。由于煤層埋藏深，灌漿量大，為便于管理和提高效率，本設(shè)計(jì)確定采用集中灌漿系統(tǒng)。一、灌漿材料根據(jù)本礦的地理位置及地面條件，暫確定采用黃土作為灌漿材料。目前南屯礦井利用坑口電廠的粉煤灰作為灌漿材料，不但節(jié)省大量黃土，降低成本，而且可以消化大量粉煤灰，減少了環(huán)境污染。因此，條件具備時(shí)也可利用粉煤灰灌漿，在系統(tǒng)上應(yīng)加以考慮。二、灌漿材料用量日灌漿所需黃土量Qt1＝KG/Υ煤，m3/d式中：