CN103867224A - 一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,在煤矿综放面的每个支架前梁架、支架顶梁与支架尾梁分别布置前钻孔、中钻孔与后钻孔,在煤矿综放面的两顺槽端口布置有第一钻孔、第二钻孔、第三钻孔、第四钻孔、第五钻孔与第六钻孔,在综放工作面两顺槽向邻侧采空区布置高位孔、中位孔与低位孔。在停采后,在对应区域布置的钻孔内循环压注高效胶凝材料,并对工作面采空区注三相泡沫,破坏浮煤的蓄热环境,消除产生火灾的隐患,杜绝煤矿综放面汛期停采期间发生火灾的情况出现,提高停采期间矿井的安全度。

Description

一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统
技术领域
本发明涉及煤矿采煤工作面防灭火领域,尤其涉及一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统。
背景技术
煤矿井下综放工作面是自然发火和自燃隐患的主要发生地点之一,矿井火灾严重威胁着矿井的安全生产和矿工的身心健康。目前针对综放工作面自然发火问题主要采取的措施有:密闭巷道并表面喷涂、均压技术控制漏风、注氮或注惰泡进行火区惰化、注浆或注胶进行降温隔氧、煤层注水进行吸热降温等。但现有技术只适用于综放工作面正常回采期间,由于综放面停采时间较长,采空区内又遗留有大量的残煤,极易引起煤炭自燃,导致火灾事故的发生。
综放工作面停采期间自然发火隐患主要包括两端头留有大量的遗煤并存在适量的漏风、综放面采空区自燃火灾具有较强的隐蔽性、停采处支架顶部煤炭较破碎且多、停采时间长以及停采时防灭火系统不完善。
综放工作面停采期间自然发火隐患中两顺槽端头存在大量的遗煤并存在一定量的漏风是指综放工作面两端头的顶煤难以回收,两端头各有若干支架不放煤,在工作面两端头各形成一道遗煤带,两端头丢失的顶煤冒落后堆积。在没有相邻面采空区时,综放面的漏风为采空的小并联漏风,从而综放工作面两端头成为采空区漏风的源与汇,这两处的漏风均比较大。虽然由于两端头的散热空间较大,不易形成端头自燃火灾,但大量的遗煤与适量的漏风成为综放工作面自燃火灾的一大隐患。
综放工作面停采期间自然发火隐患中采空区自燃火灾具有较强的隐蔽性是指自燃火灾都发生在距暴露面一定深度的中部,这里漏风强度适中,风速慢,氧气浓度适宜,易满足煤的自燃条件而形成自燃高温点,且采空区遗煤的氧化带与自燃带一般在工作面的30m之后,因此,综放面采空区自燃火灾具有较强的隐蔽性,不易发现,一旦工作面发生异常,采空区火势就已经形成,而且灭火难度大。
综放工作面停采期间自然发火隐患中停采处支架顶部煤炭较多且较破碎是指综放工作面停采后支架和后部溜子上方的煤炭由于不下放,形成一条遗煤带,刚刚停采时该部分煤炭破碎程度较小,主要呈裂隙状,随着时间的推移,其破碎程度逐渐加大,停采后供风量减少,致使架后的散热条件差,工作面汛期停采时间较长,使该部分煤炭有更长的时间氧化聚热,热量散发不及时,则更易发生自燃。
因此,现有技术无法保障汛期停采此特殊时期的回采安全,有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,以杜绝煤矿综放面汛期停采期间发生火灾的情况出现,提高停采期间矿井的安全度。
为解决上述技术问题,本发明方案包括:
一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,其包括:
在煤矿综放面的每个支架前梁架顶板破碎区域设置前钻孔,前钻孔是从支架前梁架间钻到支架中部浮煤的钻孔,前钻孔与水平线的倾角为30°~45°,深度为8m~10m;
在煤矿综放面的每个支架顶梁设置中钻孔,中钻孔是从支架顶梁中间钻到顶梁上部及支架后部的钻孔,中钻孔与水平线的倾角为30°,深度为6m~8m;
在煤矿综放面的每个支架尾梁采空区域设置后钻孔,后钻孔是从支架侧护板后部到后尾梁架间及放煤口煤层顶板的钻孔,后钻孔与水平线的倾角为30°~45°,深度为3m~6m;
上述前钻孔、中钻孔与后钻孔内均循环压注有高效复合胶体。
一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,其包括:
在煤矿综放面的两顺槽端口布置有第一钻孔、第二钻孔、第三钻孔、第四钻孔、第五钻孔与第六钻孔;第一钻孔沿与两顺槽平行方向钻入,位于最左侧,与顺槽端口底板夹角为20°;第二钻孔与第一钻孔的夹角为15°,与顺槽端口底板夹角为20°;第三钻孔与第一钻孔的夹角为25°,与顺槽端口底板夹角为20°;第四钻孔与第一钻孔的夹角为70°,与顺槽端口底板夹角为15°;第五钻孔与第一钻孔夹角为75°,与顺槽端口底板夹角为15°;第六钻孔布置在第三钻孔与第四钻孔之间,用于温度和自燃指标气体监测,第六钻孔与第一钻孔的夹角为50°,与顺槽端口底板夹角为20°。
上述第一至第五钻孔内均循环压注有凝胶;
一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,其包括:
从两顺槽向邻侧采空区布置多组防灭火孔,每组防灭火孔包括高位孔、中位孔与低位孔,低位孔开孔于距离两顺槽的底板1.5m处,平行于煤层底板,呈水平布置;中位孔开孔于距离两顺槽的底板2m处,到达邻侧顺槽的顶部,中位孔与低位孔的夹角为30°;高位孔开孔于巷道顶部,到达到煤层顶板岩层,高位孔与低位孔的夹角为45°;高位孔、中位孔与低位孔内注入高效复合胶体的体积不少于20m3
一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,其包括:
每间隔五个支架就在对应支架上埋设一个束管和一个传感器,用于煤炭自燃监测,并在标高较高顺槽内预留束管和注浆管路,加强工作面回风侧气体监测和采空区注浆。
本发明提供的一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,在停采后,在对应区域布置的钻孔内循环压注高效胶凝材料,并对工作面采空区注三相泡沫,破坏浮煤的蓄热环境,消除产生火灾的隐患,杜绝煤矿综放面汛期停采期间发生火灾的情况出现,提高停采期间矿井的安全度;此外每天工人员通过对应钻孔对工作面上下隅角、架间、回风流进行检测和取样化验分析,每天至少检测分析一次,若发现温度上升明显、CO浓度超过24ppm或增加较快时,要及时采取应急措施,及时消除隐患。
附图说明
图1是本发明中液压支架布孔的结构示意图;
图2是本发明中顺槽端头布孔的结构示意图;
图3是本发明中顺槽向邻侧采空区布孔的结构示意图;
图4是本发明中支架间布置束管与传感器的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,如图1与图2所示的,其包括:
在煤矿综放面的每个支架前梁架1顶板破碎区域设置前钻孔2,前钻孔2是从支架前梁架1间钻到支架中部浮煤的钻孔,前钻孔2与水平线的倾角为30°~45°,深度约8m~10m;
在煤矿综放面的每个支架顶梁3设置中钻孔4,中钻孔4是从支架顶梁3中间钻到顶梁上部及支架后部的钻孔,中钻孔4与水平线的倾角为30°,深度约6m~8m;
在煤矿综放面的每个支架尾梁5采空区域设置后钻孔6,后钻孔6是从支架侧护板后部到后尾梁架间及放煤口煤层顶板的钻孔,后钻孔6与水平线的倾角为30°~45°,深度约3m~6m;
上述前钻孔2、中钻孔4与后钻孔6内均循环压注有高效复合胶体;因为液压支架上部煤体在矿山压力作用下破碎比较严重,容易自燃;所以在前钻孔2内压注高效复合胶体的作用是破坏液压支架顶梁上部破碎煤体的蓄热环境,并起到降温、隔氧的作用;在中钻孔4内压注高效复合胶体的作用是破坏液压支架掩护梁上部破碎煤体的蓄热环境,并起到降温、隔氧的作用;在后钻孔6内压注高效复合胶体的作用是破坏液压支架尾梁上部破碎煤体的蓄热环境,并起到降温、隔氧的作用。
在煤矿综放面的两顺槽7端口布置有第一钻孔8、第二钻孔9、第三钻孔10、第四钻孔11、第五钻孔12与第六钻孔13;如图2所示的,在两顺槽7左侧为一排排的支架,第一钻孔8沿与两顺槽7平行方向钻入,位于最左侧,与顺槽端口底板夹角为20°;第二钻孔9与第一钻孔8的夹角为15°,与顺槽端口底板夹角为20°;第三钻孔10与第一钻孔8的夹角为25°,与顺槽端口底板夹角为20°;第四钻孔11与第一钻孔8的夹角为70°,与顺槽端口底板夹角为15°;第五钻孔12与第一钻孔8夹角为75°,与顺槽端口底板夹角为20°;上述第一至第五钻孔内均循环压注有凝胶,防止由于工作面端头支架不放煤导致的两顺槽端头顶板破碎煤体发生自燃的危险;第六钻孔13布置在第三钻孔10与第四钻孔11之间,用于温度和自燃指标气体监测,第六钻孔13与第一钻孔8的夹角为50°,与顺槽端口底板夹角为20°。
在本发明的另一较佳实施例中,如图3所示的,从上述两顺槽7向邻侧采空区14布置多组防灭火孔,每组防灭火孔包括高位孔15、中位孔16与低位孔17,低位孔17开孔于距离两顺槽7的底板1.5m处,平行于煤层底板,呈水平布置;中位孔16开孔于距离两顺槽7的底板2m处,到达邻侧顺槽18的顶部,中位孔16与低位孔17的夹角为30°;高位孔15开孔于巷道顶部,到达到煤层顶板岩层,高位孔15与低位孔17的夹角为45°;高位孔15、中位孔16与低位孔17内注入高效复合胶体的体积不少于20m3。利用顺槽沿空侧施工的防灭火孔,向预留煤柱、邻侧采空区压注胶体充填堵漏,隔绝漏风,封孔质量要严密、牢固。
更进一步的,如图4所示的,每间隔五个支架就在对应支架上埋设一个束管19和一个传感器20,用于煤炭自燃监测。在标高较高的顺槽内预留一路束管和注浆管路,即在标高较高处顺槽预留的束管21,以及在标高较高处顺槽预留的注浆管路22,以加强指标气体监测以及对后部采空区注三相泡沫,降低矿井内引发火灾的风险。
当然,以上说明仅仅为本发明的较佳实施例,本发明并不限于列举上述实施例,应当说明的是,任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下,所做出的所有等同替代、明显变形形式,均落在本说明书的实质范围之内,理应受到本发明的保护。

Claims (3)

1.一种煤矿综放面汛期停采期间的防灭火系统,其包括:
在煤矿综放面的每个支架前梁架顶板破碎区域设置前钻孔,前钻孔是从支架前梁架间钻到支架中部浮煤的钻孔,前钻孔与水平线的倾角为30°~45°,深度为8m~10m;
在煤矿综放面的每个支架顶梁设置中钻孔,中钻孔是从支架顶梁中间钻到顶梁上部及支架后部的钻孔,中钻孔与水平线的倾角为30°,深度为6m~8m;
在煤矿综放面的每个支架尾梁采空区域设置后钻孔,后钻孔是从支架侧护板后部到后尾梁架间及放煤口煤层顶板的钻孔,后钻孔与水平线的倾角为30°~45°,深度为3m~6m;
上述前钻孔、中钻孔与后钻孔内均循环压注有高效复合胶体;
在煤矿综放面的两顺槽端口布置有第一钻孔、第二钻孔、第三钻孔、第四钻孔、第五钻孔与第六钻孔;第一钻孔沿与两顺槽平行方向钻入,位于最左侧,与顺槽端口底板夹角为20°;第二钻孔与第一钻孔的夹角为15°,与顺槽端口底板夹角为20°;第三钻孔与第一钻孔的夹角为25°,与顺槽端口底板夹角为20°;第四钻孔与第一钻孔的夹角为70°,与顺槽端口底板夹角为15°;第五钻孔与第一钻孔夹角为75°,与顺槽端口底板夹角为15°;第六钻孔布置在第三钻孔与第四钻孔之间,用于温度和自燃指标气体监测,第六钻孔与第一钻孔的夹角为50°,与顺槽端口底板夹角为20°。
上述第一至第五钻孔内均循环压注有凝胶。
2.根据权利要求1所述的防灭火系统,其特征在于,其包括:
从上述两顺槽向邻侧采空区布置多组防灭火孔,每组防灭火孔包括高位孔、中位孔与低位孔,低位孔开孔于距离两顺槽的底板1.5m处,平行于煤层底板,呈水平布置;中位孔开孔于距离两顺槽的底板2m处,到达邻侧顺槽的顶部,中位孔与低位孔的夹角为30°;高位孔开孔于巷道顶部,到达到煤层顶板岩层,高位孔与低位孔的夹角为45°;高位孔、中位孔与低位孔内注入胶凝材料的体积不少于20m3
3.根据权利要求1所述的防灭火系统,其特征在于,每间隔五个支架就在对应支架上埋设一个束管和一个传感器,用于煤炭自燃监测。
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