CN111577374B - 一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法 - Google Patents
一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，针对工作面撤架期间自然发火防控重点，通过人为将工作面划分成数个防灭火单元，对每个单元边界进行隔绝，使之简化为条件相似的防灭火单元，减少各单元之间相互作用，提高了防灭火工作的针对性。克服了现有技术中大范围火灾防治盲目性的缺点，提供了一种化整体为局部，针对局部小单元“个个击破”的治理方法，通过施工架间防灭火钻孔，压注防灭火材料，为火灾防治提供了明确的技术方法，同时各单元采取监测手段，及时准确的掌握自然发火状态，极大地提高了防灭火措施的针对性。
Description
技术领域
发明涉及井下防灭火领域，尤其涉及一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法。
背景技术
我国煤炭产量巨大，2018年累计产量35亿吨左右，在未来，煤炭仍将作为我国的主要能源，占比超过50%。我国煤矿开采条件复杂，自燃、容易自燃煤层自然发火灾害威胁矿井安全生产，尤其是工作面撤架期间，支架上方遗煤处于破碎状态，具有良好的氧化蓄热条件，防灭火措施针对性不强或落实不到位，极易出现火灾事故。
中国发明专利201610610707.3公开了一种单一厚煤层综放工作面瓦斯与煤自燃协同治理方法，包括如下步骤：通过在工作面进、回风顺槽喷涂高分子堵漏风材料形成堵漏风系统；回采过程中，回风顺槽侧交错布置高位钻孔和注浆孔，并保持高位钻孔与注浆孔之间布置合理错距形成瓦斯抽放与注浆系统；工作面相关位置建立监测预警系统，随时监测工作面安全状态，各系统相互协调工作，达到单一厚煤层综放工作面瓦斯与煤自燃灾害的协同治理目的，本发明实现了多个综放工作面的安全高效回采。但此方案针对的是工作面回采期间瓦斯与火灾协同防治技术，是针对两种灾害防治“顾此失彼”问题提出的综合治理方案。其方案不适合工作面停产撤架期间，瓦斯灾害减弱，自然发火问题突出的实际情况。
发明内容
发明的目的在于，克服现有技术不足之处，提供一种运行稳定，安全可靠的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法。针对工作面撤架期间自然发火防控重点，通过人为将工作面划分成数个防灭火单元，对每个单元边界进行隔绝，使之简化为条件相似的防灭火单元，减少各单元之间相互作用，提高了防灭火工作的针对性。该方法解决了大范围防灭火工作中存在工作面不同地点不同发火情况，采取同样措施针对性差的问题，杜绝了防灭火措施的盲目性，达到了工作面安全回撤的目的。
本发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，主要通过人为划分数个防灭火单元、采取阻隔措施使之成为物理单元、对每个单元采取监测措施及防灭火措施实现。具体包括以下步骤：
1.人为将工作面支架上方划分成数个防灭火网格单元；
2.将防灭火网格单元阻隔成物理单元；
3.每天对防灭火单元进行人工取气色谱分析，掌握各单元顶煤自然发火进程；
4根据化验分析情况，对有自然发火预兆的单元格采取重点防灭火措施。
进一步的，所述防灭火网格单元沿工作面方向，宽度不超过10m；以工作面回撤期间架设支架划分，宽度不超过6个支架为一个防灭火网格单元。
进一步的，所述防灭火网格单元利用凝胶阻隔，形成物理单元。具体实施时，可在单元边界处施工注凝胶钻孔，进行注胶。所述注凝胶钻孔不少于4个，凝胶孔以扇形布置。
进一步的，所述注凝胶孔内设有花管，防止塌孔。
进一步的，所述凝胶由水玻璃、促凝剂、水按照10:7:83比例进行混合，混合后利用架间注凝胶孔钻孔进行架间压注凝胶，凝胶与支架顶部破碎煤体粘合后，形成一道隔离屏障。
进一步的，所述防灭火物理单元中间施工观测孔，观测孔便于取气化验，掌握自然发火情况。
进一步的，所述重点防灭火措施包括防灭火钻孔，压注凝胶、注防灭火材料、注惰性气体等手段，使每个单元格处于稳定状态。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，针对工作面撤架期间自然发火防控重点，通过人为将工作面划分成数个防灭火单元，对每个单元边界进行隔绝，使之简化为条件相似的防灭火单元，减少各单元之间相互作用，提高了防灭火工作的针对性。克服了现有技术中大范围火灾防治盲目性的缺点，提供了一种化整体为局部，针对局部小单元“个个击破”的治理方法，通过施工架间防灭火钻孔，压注防灭火材料，为火灾防治提供了明确的技术方法，同时各单元采取监测手段，及时准确的掌握自然发火状态，极大地提高了防灭火措施的针对性。
附图说明
图1是发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法的网格划分示意图；
图2是发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法的物理单元阻隔施工方法示意图；
附图标记：
1-破碎矸石 2-一单元 3-二单元 4-推采方向 5-停采线 6-N单元 7-顶板岩石 8-注凝胶孔
发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
参照图1与图2，发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，针对工作面撤架期间自然发火防控重点，通过人为将工作面划分成数个防灭火单元，对每个单元边界进行隔绝，使之简化为条件相似的防灭火单元，减少各单元之间相互作用，提高了防灭火工作的针对性。该方法解决了大范围防灭火工作中存在工作面不同地点不同发火情况，采取同样措施针对性差的问题，杜绝了防灭火措施的盲目性，达到了工作面安全回撤的目的。
本发明所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，主要通过人为划分数个防灭火单元、采取阻隔措施使之成为物理单元、对每个单元采取监测措施及防灭火措施实现。具体包括以下步骤：
1.人为将工作面支架上方划分成数个防灭火网格单元；
2.将防灭火网格单元阻隔成物理单元；
3.每天对防灭火单元进行人工取气色谱分析，掌握各单元顶煤自然发火进程；
4根据化验分析情况，对有自然发火预兆的单元格采取重点防灭火措施。
进一步的，所述防灭火网格单元沿工作面方向，宽度不超过10m；以工作面回撤期间架设支架划分，宽度不超过6个支架为一个防灭火网格单元。
进一步的，所述防灭火网格单元利用凝胶阻隔，形成物理单元。具体实施时，可在单元边界处施工注凝胶钻孔，进行注胶。所述注凝胶钻孔不少于4个，凝胶孔以扇形布置。
进一步的，所述注凝胶孔内设有花管，防止塌孔。
进一步的，所述凝胶由水玻璃、促凝剂、水按照10:7:83比例进行混合，混合后利用架间注凝胶孔钻孔进行架间压注凝胶，凝胶与支架顶部破碎煤体粘合后，形成一道隔离屏障。
进一步的，所述防灭火物理单元中间施工观测孔，观测孔便于取气化验，掌握自然发火情况。
进一步的，所述重点防灭火措施包括防灭火钻孔，压注凝胶、注防灭火材料、注惰性气体等手段，使每个单元格处于稳定状态。
结合山东济宁唐口某综放工作面具体布置形式如下：
该工作面采深-942.6～983.5m，工作面长度1596 m，倾向长度110m，布置有综采液压支架64个，开采煤厚8.85～10.7m，平均厚度为9.6m，平均倾角4°，采高3m，平均采放比为1:2.2，工作面开采煤层为自然发火煤层，最短自然发火期62天，工作面埋深大、地压大，煤层具有强冲击倾向性，顶底板为中硬顶板，具有弱冲击倾向性，工作面进入回撤阶段后，上部遗煤厚度在6.6m左右，具有良好的氧化蓄热条件。
工作面回撤期间每6个支架划分一个单元网格，共划分11个单元格；
在每个防灭火单元边界处施工注凝胶钻孔4个，钻孔呈扇形布置，钻孔直径25mm，钻孔深度6~8m，中间施工一个观测孔。每个钻孔注凝胶1吨，其中凝胶由水玻璃、促凝剂、水按照10:7:83比例进行混合，混合后利用架间4个钻孔进行架间压注凝胶，将防灭火网格单元阻隔成物理单元。
每天利用单元内的观测孔对所有防灭火单元进行人工取气色谱分析，除靠近进风隅角处2个单元外，剩余9个防灭火单元内CO均未超过200ppm。
针对1、2号防灭火单元有自然发火预兆问题，采取单元内施工架间防灭火钻孔，连接注二氧化碳管路，压注二氧化碳措施，2天后，监测钻孔内CO降低至200ppm以下，消除了自然发火威胁，保证了工作面安全回撤。
以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1.人为将工作面支架上方划分成数个防灭火网格单元；
2.将防灭火网格单元阻隔成物理单元；
3.每天对防灭火网格单元进行人工取气色谱分析，掌握各单元顶煤自然发火进程；
4.根据化验分析情况，对有自然发火预兆的单元格采取重点防灭火措施。
2.根据权利要求1所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述防灭火网格单元沿工作面平行方向，宽度不超过10m；以工作面回撤期间架设支架划分，宽度不超过6个支架为一个防灭火网格单元。
3.根据权利要求1所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述防灭火网格单元利用凝胶阻隔，形成物理单元；
布置凝胶阻隔时，可在单元边界处施工注凝胶钻孔，进行注胶，所述注凝胶钻孔不少于4个，注凝胶钻孔以扇形布置。
4.根据权利要求3所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述注凝胶钻孔内设有花管。
5.根据权利要求3所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述凝胶由水玻璃、促凝剂、水按照10:7:83比例进行混合，混合后利用架间注凝胶钻孔进行架间压注凝胶，凝胶与支架顶部破碎煤体粘合后，形成隔离屏障。
6.根据权利要求1所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述防灭火网格单元中间施工观测孔。
7.根据权利要求1所述的一种自燃煤层综放工作面撤架期间网格化防灭火方法，其特征在于，所述重点防灭火措施包括防灭火钻孔并压注凝胶、注防灭火材料、注惰性气体。
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