杏花矿南石门火区的治理.docx

杏花矿南石门火区的治理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，若治理方法不当，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。2002 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 12010-6,上巷石墙处 CH4浓度为 0.18，CO 浓度为 8010-6，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0.3m 最小抵抗线，放炮产生明火引燃采空区高顶瓦斯，无法直接灭火，决定进行永久封闭。2.1 火区封闭方案的确定关于火区封闭空间的确定，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，若近距离封闭工作面，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，远方封闭更为安全可靠。封闭后会造成风流逆转，当瓦斯浓度高达到爆炸指数，遇火源必然产生爆炸，爆炸冲击波直线传播威力最大。若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#号防火墙的风门。瓦斯爆炸时间推断，对火区安全封闭尤为重要。瓦斯爆炸是复杂的化学反应过程，风流逆转影响因素诸多也难计算，但用封闭后闭区内 CH4浓度达到爆炸时间计算，近距离封闭爆炸时间为12h，而远距离封闭爆炸时间为 50h，显然远方封闭更为安全可靠。实践证明，远方封闭爆炸时间为 52h45min，此推断较准确。（3）按煤矿安全规程规定，近距离封闭火区指标未达到规定要求，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 处防火墙多次进行喷浆，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#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#、#、#密闭间均压，采用此措施后 10d，O2浓度下降到 5。火区内 CH4、O2浓度变化曲线见图 2。图 2 火区内 CH4、O2深度变化曲线图3 火区启封采取均压灭火后，CO、C2H2、C2H4O2等气体的各项指标均达到煤矿安全规程的要求，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/m3min-1CH4/%O2/%CO/%间隔时间/d一步打开#、#观察孔15由 26.6 下降到 20.6由 2.4上升到5.91无5二步打开#、#、#观察孔3011.412.28无7三步打开#、#密闭风门1 2001.4319.45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。能够直接灭火要尽快灭火，