资源预览内容
第1页 / 共31页
第2页 / 共31页
第3页 / 共31页
第4页 / 共31页
第5页 / 共31页
第6页 / 共31页
第7页 / 共31页
第8页 / 共31页
第9页 / 共31页
第10页 / 共31页
亲,该文档总共31页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
鹤岗矿业集团俊德煤矿综放面 自燃火灾处置技术 All rights reserved时 国 庆矿 井 概 况产产量320万吨/年;高瓦斯矿矿井,煤层层具有自燃倾倾向性;三个生产产水平,-50、-250、-400,一水平基本采 完,主采二水平,三水平未形成独立系统统,但已 布置采面回采。地质质构造复杂杂,采区及工作面布置不规则规则 ,因此 较难较难 形成大规规模工作面,为矿为矿 井生产产接续续,大 量布置掘进进迎头头,采掘比例失调调;二水平煤岩体具有冲击倾击倾 向性,易形成巷道高冒 区,且高冒区火患治理一直是通防工作重点。火 区 概 况 二水平南区综采二队工作面,是俊德煤矿首个综放面开采17号煤层,为亮煤,自然发火期53天;上下顺槽均邻实体煤,无顶部采空区;煤层地质条件如下:煤层厚度14.187.66/9.2(m)硬 度3F煤层倾角4028/37层理、节理发育相对瓦斯涌出 量5.19m3/t煤尘爆炸指数38.33%老顶90m,沉积岩,坚硬 。直接顶12 20m,坚硬伪顶无火 区 概 况n封闭火区示意图月日早5时机道 上11米处冒烟回采63米回采48m通过顶板巷钻孔采 取注水措施,对火 区进行紧急处理。措施无效,当日 晚23时封闭注氮管路火 区 概 况如图所示工作面机道走向呈“V” 型,走向中部为最低点,火区 封闭后通过注水将机道水封。火 区 概 况火 区 概 况n发火原因分析 推进进速度慢。由于工作面地质质条件复杂杂及设计设计 施工缺 陷,工推进缓进缓 慢,从回采到自然发发火历时历时 六个月,平 均推进进55米,由此造成采空区浮煤处处于长长期静态态的氧 化过过程,基本属于“坐以待燃”的状态态。防灭灭火措施无法实实施。由于回顺顺底板高于工作面底板 ,受采空区围压围压 影响(现场现场 所说说的“跳井”现现象),通 过过上隅角向采空区预预埋注浆浆管路无法实实施;通过顶过顶 板 巷施工高位钻钻孔存在反渣难题难题 ,下行孔及微上行施工 困难难,成孔率低,即使成孔,塌孔现现象也很严严重;架 后插管会影响工作面正常生产产,故未尝试该尝试该 措施。火 区 概 况n高温点位置分析关于高温点位置分析,根据冒烟烟流方向大体判断火点位于烟流流出位置后方四至五米。由于缺乏对气体数据以及采空区漏风规律的综合分析,这个判定结果划定的范围较大,难以具体确定火源的可能分布位置。n该工作面火区的特点与治理的难点火 区 治 理n工作面俯采,走向倾角大,注水灌浆效果不好;火点热量 在热升腾力的作用下,向内部传播,不易被热交换。n工作面大倾角布置,采空区破碎煤岩体向下隅角下滑堆积 ,造成来压步距加大,采空区冒落效果差,漏风空间大。n封闭仓促,造成封闭后无有效途径实施治理手段。(仅下 机道有一注氮预埋管)。n无法对封闭火区温度的进行监测。火 区 治 理n封闭火区的治理思路注氮抑制火区的发展;注三相泡沫降温相结合。火 区 治 理注氮的实施及效果考察n9月29日火区完成永久封闭后,随即开始通过下机道预留注氮管进行注氮。注氮持续至10月27日。注氮期间封闭区内co浓度变化注意:14日以后co浓度有上升, 其原因是为了实施后续火区治理 措施,矿通风部门将顶板巷启封 。火区压力状态改变,漏风供氧 造成了co升高,这说明了火源点 未降温。火 区 治 理灌注三相泡沫n克服长距离下行孔,施 工中返渣难题,采用大 功率钻机,高流量冲水 技术,最终成功三个钻 孔mm。n1#-方位角15度,倾角 21度,长70米。n2#方位角42度,倾角-6 度,长107米。n3#方位角15度,倾角21 度,长70米。1 钻孔施工1#2#3#火 区 治 理制浆浆耗水制浆浆耗灰氮气发发泡剂剂持续时间续时间 1723m3/h35m3/h300m3桶90分钟约5天(272)灌注三相泡沫 灌注参数 灌注期间co变化n灌注期间间由于大量三相泡沫的注入将采空区内有害气体推出,其中co于月日上升到12ppm,瓦斯也从7%上升到13%。灌注停止后co下降到02ppm,瓦斯也有缓缓慢下降。火 区 启 封n启封方式及步骤n先将下机道密闭启封;n11月19日开始抽下机道底部积水,11月23或24日下机道底部积水被全部抽干;n打开回风道密闭,工作面形成全压通风;火 区 启 封n启封后火区状态n启封形成全压通风救护队员 排放瓦斯后,通防人员进入工作面,发现工作面机道(下)隅角原冒烟位置处温度依然较高,35度左右。气体检测并未发现co。火 区 启 封n启封后火区治理n由于温度将高,矿通防部门随即采取了治理措施,治理以三相泡沫灌注 为主。11月26日,将利用井下移动制浆系统,在下机道制浆,通过下 机道(下)隅角处注氮管向采空区压注三相泡沫,持续至11月28日凌晨 ,发现 机道上方11米原冒烟位置再次有青烟冒出,隐患有恶化趋势 , 怀疑高温点复燃。n经局、矿相关领导 研究决定:“暂不封闭火区,继续 灌注三相泡沫,后 续措施视灌注效果而定。”n28日中午,决定增加实施“架后插管”的三相泡沫灌注手段。但由于架后 顶板冒落,难以找到合适空间实 施插管,仅成功插管一个,插管的位置 及布置方式如下图所示,后续三相泡沫灌注依靠插管和注氮管实施。为 保证大量泡沫通过插管流入采空区,后又将注氮管关掉。后续又从烟流 处开始逐次向远离烟流流出点方向打钻孔,钻孔为随机布置,打钻过 程中每增加一根钻杆都记录钻 孔内co浓度变化,以此来分析火源位置 。火过程中钻孔有害气体浓度最大为一氧化碳25000PPm、乙炔61PPm 、乙烯990PPm并伴有烟雾。火 区 启 封n启封后火区治理n插管位置于冒烟处 下方约1米处,管 长米。火 区 启 封n启封后火区治理n火经过一天的治理,于11月29日上午仍未见好转,切有恶化趋 势。29日下午局、通风处领导 决定将火区封闭。n矿通风部门领导 ,充分考虑实际 情况,认为三相泡沫灌注时间 可能还是过短,泡沫还为触及到火源点,后通风矿长 苗应兴与 通防工区书记王爱文留在工作面继续注三相泡沫并观察情况, 其余人员全部撤离。n11月30日凌晨,连续三相泡沫灌注终见成效,通过钻孔灌注的 三相泡沫有部分以热蒸汽形式从架后冒出,同时,co和烟流都有 下降现象,这说明火源位置已基本被泡沫捕捉。后又继续通过 钻孔灌注三相泡沫、水等少量其他防灭火材料,至12月5日,工 作面原冒烟位置下风侧co浓度已降至2ppm,证明隐患已经基本 消失。至此,共打钻孔47个,总计长 度超过500米,注三相泡沫 约5t。浅埋藏煤层综放面自燃火灾快速 治理技术 All rights reserved时 国 庆矿 井 概 况n中煤平朔煤业业有限公司安家岭一号井工矿矿主采煤层为层为 4#煤和9#煤,煤层层平均厚度分别为别为 8、13m; 走向为为近水平, 煤层倾层倾角约为约为 5%左右;其中,4# 煤层层距地表约约150m左右, 4#煤与9#煤层层平均间间距约为约为 25 m,煤层间层间 距较较小;安家岭一号井工矿矿井田地面标标高处处在+ 1 300 + 1 360m范围围内,地面区域北邻邻安家岭露天矿矿,西面为为露天矿矿回填区, 东东面、南面为为原始地貌;地面往下约约15 30m 为为露天矿矿开采后的回填黄土, 再往下为为原始岩层层。矿 井 概 况一号井9004工作面长240m、走向长约2000m,煤层平均厚度约为14m;该工作面上部是原端帮煤矿4#煤采空区,地表为安家岭露天矿回采平台或回填区域。2009年8月4日凌晨,9004 工作面回采过程中, 其采空区与上部4#煤层采空区惯通,造成4# 煤层采空区(原小煤矿开采)自燃的浮煤掉落至9004工作面第132#架顶部,使得9004工作面和回风巷内的CO 气体严重超标,其中回风隅角处的一氧化碳浓度达108ppm,且132#支架顶部存在一定规模的自燃明火,严重威胁该工作面的劳作职工的身体健康和人身安全。能否快速熄 灭9004火区成为影响矿井安全生产的关键。矿 井 概 况火区概况示意图火 区 概 况(1)火势大、发展较快 9004工作面回采过程中,随着顶板的不断来压9煤顶板跨落,造 成原小煤窑开采的4#煤采空区和9004采空区贯通,4#煤采空区内的 自燃火源掉落至9004工作面支架上方。由于自燃火源在4#采空区经 过了长时间 的发展,火势发展程度较高;放煤后,部分燃烧的煤 炭丢入采空区,部分掉落至支架顶部后呈明火状态发展,火势较 大;火点周围以及下风侧一氧化碳浓度较高,为安全起见,人员 不宜近距离处理。 (2)灭火管路距离火源位置较远 防治9004综放面的自燃火灾的灌浆、注氮系统均安装于回风巷 ,而火源位于工作面上距回风侧约 140m位置处,该位置处没有现 成的灭火注浆管道。仅有的除尘管路的流量小,加之人员不宜靠 近火源处理,除尘水很难覆盖冒落下来的燃烧浮煤,对于未完全 冒落尚在支架顶部的燃煤更是无能为力。高位钻钻孔注三相泡沫控制火势势煤火的综合治理技术如图,为保证火区的不至于在较短时间内发 展到不可控的程度,在9004辅运巷煤壁形成 钻场,向火源点上方施工孔径为72mm的高位 灭火介质灌注钻孔。截止5日凌晨,成功施工 了3个高位钻孔。通过这些钻孔向采空区灌注 火区上方灌注了约20 000m3三相泡沫,暂时 压制住了火区的发展。煤火的综合治理技术n井下大流量灌注三相泡沫压制火势 利用火区烟雾变小的短暂间隙,综采队加紧 时间施工采用“只割煤不放煤”的开采方法, 在2天时间内共将工作面推进了15m,将原冒 落火源点甩入支架后方的采空区。煤火的综合治理技术n快速推进煤火的综合治理技术n地表大流量灌注三相泡沫降温煤火的综合治理技术 为确保火区不会再次复燃影响9004工作面安全回 采,在火源点得到治理的最后还施工了如图3所示 的1-6#隔离钻孔,各钻孔均采用108mm的套管, 每个钻孔终孔位置均落于9004采空区内,各钻孔 深度如下表所示。采用上述隔离钻孔共向9004采 空区灌注三相泡沫90 000m3,每个钻孔的平均灌 注量约为 15 000m3。这样就可以形成一个图3中所 示的采空区煤体润湿带,阻止高温区随工作面的 推进而可能引起的向回采方向发展。 。n地表大流量灌注三相泡沫降温煤火的综合治理技术 露天矿大型钻机在地表施工了若干灭火钻孔 ,截止6日共计施工了6个可用的注浆钻孔( A1-A6),这些钻孔的分布位置如图3所示。 其中A1,A3,A6钻孔的深度分别为110、116 、104m,终孔位置落于9004采空区内,这些 钻孔主要用于灌注三相泡沫;A2,A4,A5钻孔 的深度分别为84、78、89m,终孔位置位于原 端帮煤矿开采的4#煤采空区内,这些钻孔主 要用于灌注复合胶体。n地表灌注胶体对火取进行隔离煤火的综合治理技术n灭火效果n n图5 回风隅角一氧化浓度下降趋势 图6 A1钻孔底部温度变化趋势煤火的综合治理技术出现自燃火源从4#煤层冒落至9#煤采空区初 期回风隅角的一氧化碳高达110ppm、地表钻 孔A1的孔底温度高达200。综合快速治理措 施的实施实施后,至14日9004采空区温度和 回风隅角的一氧化碳气体浓度都逐步降低至 正常水平。可见,上述综合治理技术取得了 较好的灭火效果。n灭火效果
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号