[发明专利]大倾角特厚煤层火灾治理方法

权利要求书

1.一种大倾角特厚煤层火灾治理方法，其特征在于，包括工作面上分层煤层自燃的治理方法及工作面下分层煤层自燃的治理方法，

所述工作面上分层煤层自燃的治理方法包括如下步骤：

1)工作面上分层煤层自燃发火监测及早期预报：

采用人工检测、束管监测、安全监测和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测；

2)工作面上分层煤层回采期间的防灭火：

①工作面上分层煤层回采前，沿轨顺、运顺各铺设一路注浆管路至切眼端头，注浆管前端接花管，用于向采空区压注复合胶体，进行充填封堵，减少采空区漏风；

②在工作面两端头每隔30m施工1道长2m的隔离墙，利用注浆管路，适时隔段对采空区进行压注复合胶体，注隔离段时首先在进、回风隅角砌筑挡风墙；

③待工作面推过袋装炉渣墙，工作面上端头跨落带与墙体结合充分后，通过墙顶部压入的注胶管，压注一定量的胶体；

④开切眼处的防灭火处理，需要在上平巷处预埋注氮管道，氮气释放口应高于底板，以90度弯管拐向采空区，与工作面保持平行，用矸石或木垛加以保护，注氮时间为从工作面初次放顶开始注氮；

⑤做好自燃发火预测预报工作，采煤队要保持连续推进，月推进速度不得小于80m；

⑥一旦出现CO浓度超限，必须立即创造注胶条件，对该区域进行注凝胶处理；

3)工作面上分层煤层末采期间的防灭火：

①在运顺距停采线30m处各引出一路注浆管路至停采线外，并与停采线外注浆管合茬，注浆管沿巷道底板敷设，注浆管出口接花管；

②在运顺距停采线30m处引出一路束管至停采线外，监测采空区气体情况；

4)工作面上分层煤层停采、回撤支架时的防灭火：

①停采后，立即减少工作面配风量，风量控制在400～500m³/min，减少采空区出现自燃可能性；

②停采后，每天对停采面风量进行测定；

③推进时，距停采线30m、5m处，轨顺、运顺各砌筑两道袋装炉渣墙，铺设两路注浆管，第一路注浆管铺设至第二道墙以里，第二路注浆管铺设至第一道墙以里，然后在墙外0.5m处打板闭，在板闭上部距顶板200mm处安装两根钢管，板闭与碎煤袋子墙之间充填罗克休泡沫，以减少向采空区漏风；

④利用轨顺预埋的束管和回风隅角的束管实时监测采空区气体，每4小时监测一个循环，建立O₂、CO₂、CO、C₂H₆、C₂H₄气体曲线图，并通过气体分析判断采空区内是否出现自燃现象；

⑤采取均压措施，减少停采线漏风，防止停采线浮煤自燃；

⑥在撤架过程中，加强停采线气体、温度监测和自燃危险性预测；

⑦利用轨顺、运顺两端头隔离墙预留的钢管向两隔离墙间压注胶体，轨顺、运顺压注固化充填材料，将两端头全部充填封堵，形成隔离带，减少采空区漏风量；

⑧工作面在封闭时，靠近工作面的第一道密闭应施工高强度充填密闭，注固化材料并且在巷道周边打上锚杆；

⑨工作面封闭后通过预埋管路或者施工钻孔，向停采线处压注复合胶体；

所述工作面下分层煤层自燃的治理方法包括如下步骤：

1)工作面掘进期间的防灭火：

①避免两顺槽同时掘进，防治两顺槽和上分层采空区沟通的地点形成负压通风；

②巷道掘进期间，应对顶煤破碎处进行喷浆，并且向里压注高吸水防火材料；

③沿空侧采空区应继续对可能存在自燃隐患的地方施工防灭火钻孔，并向里沿空侧采空区补注复合胶体，尽可能的减少漏风；

④对顶煤破碎处应留设观测孔，监测上分层采空区气体的情况，及时发现自燃隐患；

⑤工作面上下平巷顶煤、构造带附近及其它可能发火地点定期用红外成像仪进行测定；

2)工作面开切眼及回采期间的防灭火：

①在工作面切眼贯通后，应向上分层采空区施工钻孔，探测上分切眼处采空区煤层自燃的治理情况，并且对上分层切眼进行注凝胶补注；

②过上分层停采线前，根据上分层停采线气体变化情况进行注阻化泡沫进行阻化惰化延长煤层自燃发火期，预防采空区浮煤自燃；

③工作面后部采空区的防火主要是以采空区两道建立沙袋墙，注复合胶体堵漏为主；

④采空区的漏风难以控制时，对于远距离采空区实施阻化泡沫惰化、阻化，近距离采空区防火采用复合胶体堵漏降温为主；

⑤对于采空区主要闭墙，应测定其压差，及时掌握并调整风压分布。

2.根据权利要求1所述的大倾角特厚煤层火灾治理方法，其特征在于，所述工作面上分层煤层自燃的治理方法及工作面下分层煤层自燃的治理方法还包括自燃防治应急方法：

1)工作面CO气体超限应急预案：

①采取措施加快工作面推进速度；

②采用沙袋充填进风侧采空区巷道，减少向采空区的漏风；

③对采空区两道进行封堵和注胶；

④控制工作面风量，减小向采空区漏风；

⑤采取系统均压措施，升高工作面压力，减少采空区有害气体的涌出；

2)采空区自燃火灾应急预案：

①在工作面架间铺设高分子聚乙烯管，每20m开设一个“三通”，与注浆管路连接，压注胶体浆液，利用闸阀控制浆液流量，保证浆液在采空区内均匀分布；

②减少工作面供风量；

③加快工作面推进速度并提高回采率，使采空区高温点尽快进入窒息带；

④安装抽出式通风机；

⑤当工作面采空区火灾无法控制的时候，通过快速密闭上下巷道，对上下端头进行快速封闭，利用预埋管路对采空区进行封闭式压注氮气；

3)旧巷自燃形成的火灾应急方案：

①应用均压系统，调节工作面压力，减少有害气体向工作面的涌入；

②在顺槽中向采空区旧巷或火区处布置注胶钻孔，压注MCJ12胶体防灭火剂，根据气体观测资料，分析确定火区范围，初步估计注胶量；

③若自燃区域在相邻采空区，则注胶的主要目的是在联络密闭附近建立胶体隔带；若自燃区域已扩展到本面顺槽，则注胶范围应为联络巷以下的高温区域；

④在顺槽向需注胶范围内布置注胶钻孔，终孔位于联络巷顶部，终孔间距为2m，采用灭火钻机，打钻下套管一次完成；

⑤在注胶灭火过程中，采用束管监测系统监测上隅角和回风顺槽中气体的变化情况，掌握自燃火势发展和注胶灭火效果；

⑥注胶灭火后，应采取措施加快工作面推进速度；

4)阻止有害气体涌入生产区域的应急技术措施：

①通过调节通风系统，对有害气体涌出的地点进行升压，减少或杜绝有害气体向生产区域的涌入；

②针对现场实际情况，选用喷浆或压注MCJ12胶体防灭火剂材料，对有害气体涌出地点进行堵漏；

③矿井内与火区相关的闭墙应按防火墙的要求进行施工或加固；

④通过与火区相关的闭墙或施工相应的钻孔，向火区注惰气进行惰化；

5)近距离火区应急治理预案：

①根据各种监测数据，分析判定火区的位置及范围大小；

②选择井下合适的地点向火区施工钻孔，向火区压注胶体；

③若直接灭火有困难，则需根据实际情况，实施密集钻孔压注胶体，在火区与矿井生产区域之间建立胶体隔离带，阻止火区蔓延；

6)工作面停采期间火灾应急治理预案：

①构筑闭墙，按照防火墙的要求进行施工和加固，加固时，选择建立两道墙，并在之间充注胶体；

②根据各种监测数据，分析判定火区的位置及范围大小；

③选择合适地点向火区内施工钻孔，压注胶体；

④如果选择合适地点比较困难，或者钻孔施工不能到位，需施工消火道，向火区施工密集钻孔压注胶体进行大流量灌注；

⑤通过与火区相关的闭墙，向火区注惰气进行惰化，或者直接灌注液态CO₂进行惰化吸热降温。