水采工作面防灭火措施及效果分析 1概述 孔庄矿7337水平工作面受火成岩侵入及断层影响，在采煤布置时，按东、中、西3个条带；分上、中、下3个区段依次进行回采。到2023年6月底为止，7337水采面中部条带的3个区段已回采结束，按生产需要，到2023年10月1日开始生产西部条带上区段9#、10#上山采煤，11#、12#上山待采，13#上山掘进；中部区段中17#、中18#上山待采，其工作面的巷道及密闭布置见图1。 图1 7337水采面巷道及密闭布置简图 10月4日上班，检查出该区域出现不同程度的CO，详见表1。 表1 工作面风流状况及CO含量 见表 经过现场勘查分析：该工作面中部条带的上、下2个区段均出现了不同程度的浮煤氧化，尤其是上区段，浮煤氧化较为严重。 （1）下区段氧化区。7337水采面中部条带下区段补1#上山进风量为100m3/min，从附近上部出口主溜煤道出风量为50m3./min，CO含量为1010-6，说明补1#上山上口附近已经出现了浮煤氧化。 （2）上区段氧化区。中部条带上区段的上7#上8#上山下口附近在2023年6月30日之前的回采过程中，曾丧失大量的浮煤，经过长达3个月的停采，其浮煤氧化程度已较为严重。 2措施及处理经过 针对上述出现的问题，我们采取了以下3个项措施。 （1）及时封闭中部条带下区段补1#上山（6#闭）及补主溜煤道（7#闭），养活老空区长距离微量漏风，解决下部氧化区的浮煤氧化； （2）加快西部条带上区段的推采速度，尽快把上部氧化区甩入老空区； （3）在中17#上山设置板墙，上10#上山增加一趟采煤风筒，减少上部老空区漏风压差，降低老空区漏风。 氧化初期，因考虑到上部氧化区氧化情况较为稳定，加之现场条件以及人力紧张等客观因素，上述3项措施除第3项措施在10月5日早班实施外，第1、2两项措施进展速度缓慢。但从10月9日早班开始，7337水采工作面上部区段中间巷等处CO浓度呈现大幅度上升的趋势。 10月15日中班，下部补1#上山封闭，主溜煤道风流静止，已经测不出CO； 10月25日夜班上区段上9#及上10#上山已采完，上11#上山剩40m，中间巷已回到上10#上山下口（因巷道压力大，中间巷的U型钢棚均未回出，巷道出风量为250m3/min），在夜班首采上12#上山时，中间巷出风量明显加大，并伴随着大量的烟雾涌出，其CO含量也上升到16010-6；10月25日中班及26日中班，对7337水采面进行全面封闭，共建密闭6道；之后又对以上各密闭进行喷浆堵漏风，此项工作到11月1日中班结束。此时各道密闭内的CO含量呈直线上升（详见表2，以最高的回风侧5-1#闭为例），到11月7日夜班，最高的5-1#密闭内CO含量已经高达366110-6；此后闭内CO含量开始呈下降趋势，从11月21日夜班开始，对7337水采各闭进行注黄泥、粉煤灰浆，日注入闭内的浆量为300500 m3，火区各道闭内CO含量呈大幅下降，到12月15日夜班为止，最高的5-1#闭内CO含量降到410-6，其它各闭已测不出CO（详见表3），在此后2个多月的气体监测中，5-1#闭内CO一直稳定在210-6。 表2 回风侧5-1#闭气体监测数据 3效果分析 从10月4日在7337水采工作面上部区域发CO，10月25日中班对该工作面时行封闭，到12月15日7337水采区域火区处理结束，总共历时71b，封闭煤炭近10000t，耗资近50万元。对于该区域曾采用守的几种防灭火措施的效果作一分析。 （1）对于“均匀防灭火。在前期防灭火中，“均压防灭火措施执行得不彻底，所取得的效果甚微。在此次的“均压防灭火的过程中，虽采取了充分利用中18#主风路及在上10#上山增加一趟采煤风筒进行供风的并联风路，控制主溜煤道及中17#上山进风，努力减少老空区漏风压差，抑制氧化区浮煤自燃，但由于中间巷棚子未回，致使老空区无法冒实，回风风路顺畅，“均压方法不彻底，以致在10月25日夜班开采上12#上山时，水枪的拉风对老空区氧化风路的拉动影响，致使氧化区氧化状况进一步恶化。由于氧化风路形成了火风压，封闭火区已是势在必行的了。 （2）对于隔绝法灭火。采用隔绝灭火法对7337水采工作面高瓦斯区域进行封闭喷浆灭火，在进行封闭前，中间巷出风量为250m3/min，CO含量为16510-6，CH4为1.2%。在封闭、喷浆过程中及以后如何防止瓦斯爆炸？是长距离封闭，还是近距离封闭？除5-1#闭及6#已经封闭外，其余5道密闭顺序如何决定？针对这些问题，我们进行了慎重地分析。为减少受火区热负压的影响，使闭内其它区域的气体尽可能少地与火区气体产生对流，采用近距离封闭较为适宜。但由于水采面的特殊环境，采用近距离封闭那么回风侧需要增加两道密闭，并且在沿底掘进的架棚巷道中封闭，其漏风加大不可防止，这对减少火区漏风，减少对火区供氧不利。但长距离封闭，封闭区域扩大，使瓦斯爆炸的威胁性加大，再者，由于闭内11#、12#上山、中间巷、回风巷等区域存氧量过大，不仅会延长火区的灭火时间，而且还增加了瓦斯爆炸的几率。但闭内上述其它区域再生瓦斯升到爆炸界限需要一定时间，在总负压和内燃膨胀的作用下，火区内瓦斯扩散运动加剧，短时间内不会造成瓦斯爆炸（11月21日夜班测出回风侧5-1#及5-2#闭瓦斯为5.04%，进风侧2#闭内的瓦斯为4.93% ）加之，我们提高了氧化风路及主风路两道密闭（即1#、2#密闭）质量，再者，随着火区内CO2的比重加大，CO2在中间形成了隔离层，这种层流状态在火区形成以后，气流在稳定的条件下，不致于发生瓦斯爆炸事故。总之，此次长距离封闭火区的成功是肯定的，它是在水采这个特殊条件下所采取的特殊手段。在此次灭火过程中，对通向火区的支流巷道即产溜煤道和中17#上山（补1#上山已于10月15日中班封闭）先行严格封闭（即1#闭），到达火区入风彻底隔绝供氧至关重要。其次是对距火区入风最近的主干路18#上山进行严格封闭（即2#闭），基于上述原因，25日中班，我们先行封闭了1#、2#密闭，在10月27日11月6日喷浆过程绝供氧。事实证明，该项措施是有效的。采用封闭和喷浆的手段，但由于闭内有近500m长的巷道，约为4500m3的空间，再加上老空区的空间，火区内要将如此广阔的空间的存氧耗尽或挤出，需要很长一段时间，并且补主溜煤道6#、7#闭到11月19日早班方喷浆完毕，此前其密闭不可防止地存在漏风，加之，其余各闭虽已喷浆，但仍存在漏风通道。因此，到11月19日上班，我们测出回风5-1#闭内氧气仍为12.03%，进风测2#闭内氧气为11.6%。由此可见，单一采用隔绝法灭火因无法彻底杜绝闭漏风，因此，5-1#闭内CO的浓度从11月17日夜班366710-6到11月21日夜班的293610-6，这14d内其CO浓度仅下降了72510-6，灭火速度缓慢。 （3）对地黄泥粉煤灰灭火，自11月21日开始，对7337火区各闭内进行了大量地注黄泥粉煤灰浆（日注入量为300500m3）后，取得的效果显著，经过26 d不间断地注浆，到12月15日，7337回风侧5#闭内CO已由11月21日夜班的293610-6降到了410-6，彻底地消灭了7337水采工作面的火区。 由于除5-1#及5-2#密闭也并非处于火区的正上方，且其距离长达230m，这就是说，这26d各闭注入的浆量并非是直接熄灭火区，而是充填了各道密闭的漏风通道，从根本上彻底杜绝了给火区供风供氧，闭内火区的CO浓度呈曲线快速下降，从而加快了火区的熄灭进程。