2023年《安全技术》之杏花矿南石门火区的治理.docx

杏花矿南石门火区的治理 矿井火灾是煤矿生产过程中的主要灾害之一，按引火源分为内因和外因火灾两种，假设治理方法不当，均会造成人员大量伤亡，财产巨大损失，冻结煤量使矿井接续紧张。本文分析了鸡西矿业集团杏花矿西一南石门采区外因火灾快速远方封闭，短时间综合治理，逐步通风启封的成功经验，为高瓦斯工作面火灾治理提供参考。 1 采区矿西一南石门采区，生产布局为1采2掘，为上山采区，两翼走向长壁后退式回采。着火工作面为23#右二工作面，采用高档普采回采工艺。工作面斜长210m，走向长330m，采用下行为U型通风，供风量为730m3/min,回风瓦斯浓度为0.4％，绝对瓦斯量为2.92 m3/min，属高瓦斯工作面，煤层无自然发火倾向。当工作面推至上巷一落差为4.0m正断层处，改用留巷回采。2023年6月19日19:35留巷推至46m时，上隅角石墙处发生瓦斯燃烧产生外因火灾。 2 火区的治理 火区产生后，经公司、矿与救护队勘查，工作面回风巷CH4浓度为0、CO浓度为120×10-6,上巷石墙处CH4浓度为0.18％，CO浓度为80×10-6，采空区内有烟。经勘查分析，火源是卸压挑顶眼终孔与冒落顶板自由面 2.1火区封闭方案确实定 关于火区封闭空间确实定，国内外专家争议较大，但对于火区范围较大或位置难以确定的，以远方封闭火区最为可靠。其理论依据如下。 （1）采用远方封闭有利于均压灭火，缩短煤炭冻结时间。右二、右三为无煤柱连续回采，假设近距离封闭工作面，需新设2道防火墙，加固3处密闭改为防火墙，而远方封闭只需设3处防火墙而且有利于均压灭火。 （2）从爆炸学角度分析，远方封闭更为平安可靠。封闭后会造成风流逆转，当瓦斯浓度高到达爆炸指数，遇火源必然产生爆炸，爆炸冲击波直线传播威力最大。假设采用近距离封闭工作面，所设5道设施将全部冲毁，二次封闭既危险又困难。实践证明，远方封闭爆炸后只损坏Ⅱ#号防火墙的风门。瓦斯爆炸时间推断，对火区平安封闭尤为重要。瓦斯爆炸是复杂的化学反响过程，风流逆转影响因素诸多也难计算，但用封闭后闭区内CH4浓度到达爆炸时间计算，近距离封闭爆炸时间为12h，而远距离封闭爆炸时间为50h，显然远方封闭更为平安可靠。实践证明，远方封闭爆炸时间为52h45min，此推断较准确。 （3）按煤矿平安规程规定，近距离封闭火区指标未到达规定要求，2个掘进工作面也不能生产。而远方封闭有利于选择顶板好、运输便利的防火墙位置。 可见，采用图1所示的远方封闭更为可靠。 　　 图1 通风系统及火区封闭位置示意图 2.2 火区的治理 （1）封闭火区和堵漏。封闭火区灭火的目的是，减少向火区漏风、断氧。火区封闭后，首先采取堵漏措施。对3处防火墙屡次进行喷浆，但在负压作用下O2仍在5％以上。 （2）第二步采取均压灭火。首先将相距220m的南石门采区入回风巷间风道车场风门（图1A点处）改至Ⅱ#密闭上方（B处），该处实现入回风道均压，在－90m左0探巷采用风机增压实现Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#密闭间均压，采用此措施后10d，O2浓度下降到5％。火区内CH 4、O2浓度变化曲线见图2。 　　 　　图2 火区内CH 4、O2深度变化曲线图 3 火区启封 采取均压灭火后，CO、C2H2、C2H4 O2等气体的各项指标均到达煤矿平安规程的要求，并且已稳定1个月以上，初步确定火区已熄灭。根据远方封闭火区状况，锁风探查路线长，决定采用逐步通风启封的方法。启封步骤及其观测数据详见表。 表1 启封步骤及－90m探巷观测数据步骤采取措施供风量/m3·min-1CH4/%O2/%CO/%间隔时间/d一步翻开Ⅰ#、Ⅲ#观察孔15由26.6下降到20.6由2.4上升到5.91无5二步翻开Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#观察孔3011.412.28无7三步翻开Ⅰ#、Ⅱ#密闭风门1 2022.4319.45无2 经采取如上步骤，由救护队探查及观测3d，火区已熄灭，启封结束，进入恢复生产阶段。 4 救灾效果 （1）经过切实可行综合治理，被冻结6个月零24d、30万t优质煤的南石门采区得以恢复生产。 （2）虽然损坏通风设施14道，造成800m巷道冒顶，严重段达300m，但顺利采完了1.5万t优质煤，并回撤价值近700万元的高档普采设备。 5 结论 南石门采区火灾成功治理关键是以下几个方面： （1） 确定火灾范围及火源位置是火区治理方案的前提。①能够直接灭火要尽快灭火，