防瓦斯、防灭火技术在煤矿中的应用

xzjian

      煤炭资源目前仍是我国经济和社会发展过程中无法替代的一次能源。现有正开采的煤矿中存在很多高瓦斯厚煤层煤矿，所开采的煤层具有
自燃性且自燃周期短的特点。针对此类型煤矿，一般采用综采放顶煤开采技术工艺。综采放顶煤技术具备很多优势,如开采成本低、开采效率高、巷道掘进量小、单产能力大、对煤层适应能力强等，因此得到广泛应用。但由于煤矿为厚煤层，贮藏着大量瓦斯气体,在开采过程中，由于一次性开采体量大，会导致瓦斯大量涌出，同时采空区遗煤多、漏风严重，导致综采工作面防治瓦斯和防灭火的危险度和难度大幅增加。因此，非常有必要对高瓦斯易自燃煤层工作面防瓦斯防灭火技术进行研究。
针对工作面基于综采放顶煤技术开采产生的上述问题，对工作面回采不同阶段的防瓦斯、防灭火技术展开了针对性深入研究，徐州吉安探索并建立了一套可应对回采不同阶段的防瓦斯、防灭火技术方案，为煤矿安全生产提供技术保障。
一、工作面瓦斯、火灾事故发生影响因素：
1.火灾事故影响主要因素为外因和内因;
外因：包括人为因素和设备因素两个方面。人为因素主要是指工作人员的违规操作造成的火灾;设备因素是指井下机械设备运转过程中因故障产生火花造成的火灾。
内因：主要是指煤炭自燃现象。矿井煤层吸收一定量的氧气会使井下温度逐渐聚集并保持在很高水平，当达到煤炭自燃点时，如若不及时治理，便会发生火灾。
根据统计资料发现，因外因造成的火灾比例较小，但仍需重视防止此类情况发生；而因内因造成的火灾要占到 90% 以上，而且主要发生在采空区。
2.瓦斯事故影响因素分析,井下工作面瓦斯大量积累主要来源于以下几个方面:
瓦斯预先抽放时间短，虽然一定程度上降低了瓦斯的压力和含量，但煤体瓦斯总体含量仍然高，仍会涌出大量瓦斯；生产强度大，单位时间扰动煤层体量大，造成大量瓦斯涌出；采空区管理不到位，造成大量积存瓦斯不均衡涌出等。
生产强度大，单位时间扰动煤层体量大，造成大量瓦斯涌出；采空区管理不到位，造成大量积存瓦斯不均衡涌出等。
二、防治瓦斯和防灭火主要技术和措施分析
高瓦斯易自燃厚煤层环境下，工作面瓦斯治理和防灭火之间存在一定的矛盾。瓦斯治理要求进行瓦斯抽采以及加强通风，而防治火灾要求减少采空区漏风，防止井下温度达到自燃点，因此必须统筹兼顾好瓦斯治理和防灭火措施。
利用高抽巷进行瓦斯抽采，调整高抽巷瓦斯抽采流量，可降低工作面回采过程中的瓦斯浓度，同时减少采空区漏风。采空区灌浆，对工作面上下隅角进行封堵：注入凝胶形成隔离带，抑制煤层温度的升高。注氮惰化采空区，采用移动式膜分离制氮设备进行氮气生产，贯通整个综采面。喷洒阻化剂，采用移动式喷射泵来喷洒阻化剂。灌注三相泡沫，使氮气与浆液充分发泡后灌注至采空区。利用井下监测系统来传输相关数据，使其传到调度指挥中心，进行预警。增强监控功能。在回采末期和支架回撤期间，通过各类传感器要实时对工作面采空区的空气参数变化进行监测。控制风量，作业面应当采取轨道顺槽局部供风。
在徐州吉安矿业的推动下，上述各项防治技术和措施均已应用到综采工作面。经过一定时间的防治之后,在综采过程中，有效阻止了采空区遗煤进一步氧化升温，表明所提出的技术和措施科学有效，具有较好的防灭火效果，为以后其他煤层综采防灭火、防瓦斯提供了宝贵的经验。