[发明专利]特厚易燃煤层多层煤采空区工作面撤架立体防火方法

说明书

本发明涉及一种特厚易燃煤层多层煤采空区工作面撤架立体防火方法，包括：确定试验工作面撤架时易自燃发火地点；选择合适停采位置；减少支架后方浮煤；锚网支护支架上方和工作面顶板；加强火灾预测预报；控制撤架时工作面通风方式；第一道防火线采空区埋管注氮气；第二道防火线支架顶部打高位钻孔注凝胶；第三道防火线支架上部打小钻注水和目标注氮；采空区堵漏；加强工作面下出口的排水。该特厚易燃煤层多层煤采空区工作面撤架立体防火方法采用立体防火技术，在工作面建立了三道防火线，因此有效地防止了工作面的自燃发火，保障了工作面安全撤除全部支架和设备。

技术领域：

本发明涉及煤矿防火技术领域，尤其涉及一种特厚易燃煤层多层煤采空区工作面撤架立体防火方法。

背景技术：

某煤矿综采放顶煤工作面开采煤5层，其厚度为10m，在煤5层上部4m的高度有煤4-2层，其厚度为3m，在煤4-2层上部约4m的高度还有煤4-1层，其厚度为2.5m，工作面推进后，不仅煤5层20％的浮煤留在了采空区，而且当采空区老顶垮落时，煤4-2层和煤4-1层也全部垮落到采空区，使采空区浮煤成倍增加，其采空区留下的浮煤量在国内也是罕见。根据化验，这3层煤均为易自燃煤层，这样就形成了多层易燃煤层采空区，使工作面采空区极易自燃发火，其自燃发火因素为：①煤5层、煤4-2层和煤4-1层的最短发火期为20～30天，在工作面推进的20～30天里，这些成倍增加的浮煤还处于采空区的氧化带，易自燃发火；②采空区浮煤呈立体赋存，位置较高，不管是洒阻化剂，还是黄泥灌浆，均顺底板流走，不易包裹这些浮煤。③工作面撤架时不仅采空区易自燃发火，而且支架上部的这3层松动煤层也易自燃发火。④综放面小煤柱开采，受矿压影响，小煤柱很多地方已松动，不仅使小煤柱易自燃发火，而且使邻近采空区也易漏风自燃发火。⑤矿井通风系统不太合理：角联巷道较多；有的巷道变形严重，风阻太大；有的巷道存在下行通风。

正是由于多层易燃煤层采空区存在极易发火的因素，使矿井开采以来，工作面上隅角一直有CO存在，一旦工作面推进度放慢，工作面极易自燃发火，为了保障矿井的安全，很有必要开展“多层易燃煤层小煤柱综放面防火技术”项目的研究。

目前国内外只开展了单一煤层和两层复合煤层自燃发火机理及防治技术的研究，例如平煤集团八矿进行了复合煤层防火技术的研究，铁煤集团大兴矿采用注氮为主的综合防火技术有效地防治了复合煤层大采高综放面的自燃发火。但国内外均未进行多层易燃煤层自燃发火的研究，特别是采空区注氮防火时，未研究防止处于采空区高位的浮煤氧化自燃发火的注氮方法和注氮参数。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种特厚易燃煤层多层煤采空区工作面撤架立体防火方法，能够对特厚易燃煤层多层煤工作面撤架时的自燃现象有效预防，并及时处理，防止出现火灾现象。

煤层自燃发火的机理分为内因和外因，内因通过实验室对煤样的研究得出；外因通过对试验工作面的考察得出。引起煤层自燃发火的内因和外因找到后，再对矿井的自燃发火危险程度进行综合的评判。

影响煤层自燃发火的外因很多，但主要为煤层赋存条件、采煤方法、通风状况和掘进方式等。

选取某工作面为本项目试验工作面，工作面位置及井上下关系本工作面可采走向长200米，工作面倾斜宽118米，采放高度为10.35米，工作面煤层容重为1.38t/m3，工业储量为33.7万吨。

本采区为矿井的西三采区东翼，高低位于1050—950m水平之间，上部以1050大巷为界，下部为未开采的四采区，东至井田边界保护煤柱，西至矿井工业广场保护煤柱。

采区西面布置轨道下山、运输下山，轨道下山布置在煤5层底板岩石中，回风巷经1000中部车场与采区轨道下山相联通。

综采工作面下顺槽沿煤层布置在950-939.8米水平，区部地段底板留有2-3米底煤，走向长432.3米，上顺槽沿煤层底板布置在1005-989米水平，长486米，开切眼沿煤层倾向布置，倾角22-33°，斜长118米。