0 引言
目前國內綜采放頂煤工藝存在一個關鍵性的問題,即工作面和采空區的防火問題。根據國外經驗,采用向采空區注氮氣的方法是綜采放頂煤工作面防火的主要技術措施之一。下面筆者結合如何向綜采工作面采空區注氮防火談點經驗,以供行探討:
1 綜采放頂煤防火的特點
1.1 采空區上部一旦發火難以接近不易處理,并且可隨放頂煤向下滑落而蔓延。
1.2 采空區的“兩道”自燃發火隱患突出。綜采放頂煤殘留在采空區內的浮煤多;特別是靠“兩道”側及兩放煤口間的三角煤丟失嚴重,丟煤也相對集中。
1.3 煤層開采厚度大,煤層生產能力高,又增加了放頂工序,工作面推進速度緩慢。采空區浮煤與空氣接觸時間長,易于氧化積熱自燃。
1.4 隨著采高增加,采空區空間增大,頂板冒后堆積厚度高,且頂、底板丟煤,采用常規的灌漿方法難以處理。
1.5 瓦斯釋放強度有所增加。綜采放頂煤由于上方煤體被整體破壞,瓦斯釋放強度增大,并且瓦斯將伴隨煤流由支架上方漏向工作面,通風效果不如普通綜采。
2 采空區注氮防火的機理和作用
2.1 消除瓦斯爆炸危險。
2.2 溫度較低的氮氣流入采空區,能對周圍圍巖和氧化發熱的煤炭起到吸熱和降低溫度的作用。
2.3 使采空區呈現正壓狀態,致使新鮮空氣難以流入采空區內。
2.4 采空區空氣中氧含量減少,氮氣含量增加,形成窒息性氣體,達到阻止煤炭自燃的作用。
3 工作面概況
II863工作面位于II86采區二階段,上鄰尚未開采的II861工作面,下鄰II865工作面采空區,南以東大巷煤柱為界,北鄰II861回風聯巷。工作面走向長692米;傾斜寬123米;傾角130;煤層厚度平均8.5米,自然發火期為1-3個月左右。工作面采用綜采放頂煤回采。
4 注氮系統設計
4.1 注氮管路布置在II86運輸上山上口新鮮風流中安裝移動式制氮機,取其氮源。將其生產出的氮氣經敷設的管路直接輸送到采空區。敷設路線:II86運輸上山→II863集中巷→II863機巷(見上附圖)
