本發(fā)明屬于工作面防滅火領(lǐng)域，具體涉及一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法。

背景技術(shù)：

1、在煤礦井下進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)和采煤作業(yè)時(shí)，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百三十五條規(guī)定，井下空氣中一氧化碳的濃度不得超過0.0024％。許多礦井為煤與瓦斯突出、自然發(fā)火礦井，多煤層聯(lián)合開采，瓦斯、火復(fù)合災(zāi)害嚴(yán)重，采空區(qū)火災(zāi)防治范圍是傳統(tǒng)工藝回采工作面的三倍，采空區(qū)自然發(fā)火防治范圍大，治理難度高，采空區(qū)自然發(fā)火地風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多，辨識困難。

2、煤礦井下煤炭自燃發(fā)火是煤礦五大災(zāi)害之一。煤自燃火災(zāi)有一個(gè)或長或短的發(fā)生、發(fā)展過程，且因煤炭及巖體導(dǎo)熱性差，不易及早發(fā)現(xiàn)。多數(shù)煤自燃火源隱蔽，往往發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)或不能進(jìn)入的煤柱內(nèi)，及時(shí)撲滅較難。且一旦形成火災(zāi)，又來勢迅猛，甚至迫使工作面停采、封閉，幾千萬乃至上億元的機(jī)械設(shè)備封在火區(qū)內(nèi)被損壞，已開拓、準(zhǔn)備出的煤量被凍結(jié)直接影響礦井正常生產(chǎn)和接續(xù)。同時(shí)，煤礦井下屬半封閉空間，火災(zāi)在發(fā)生、發(fā)展期間產(chǎn)生大量有毒有害氣體，如co、co2、so2及有毒煙塵，嚴(yán)重威脅礦工生命安全。而滅火時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽、水煤氣等只能向一個(gè)方向移動(dòng)，救災(zāi)人員的工作空間小，回旋余地小，給救災(zāi)人員帶來很大的威脅。

3、無煤柱孤島工作面由于巷幫容易漏風(fēng)更容易造成采空區(qū)遺煤自然、發(fā)火，特別是無煤柱孤島工作面大采空區(qū)遺煤量更大、巷幫漏風(fēng)更嚴(yán)重。因此，急需提供一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)防滅火方法與技術(shù)，降低無煤柱孤島工作面大采空區(qū)遺煤氧化自燃風(fēng)險(xiǎn)，保障孤島工作面安全高效回采。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，包括以下步驟：

4、s1，在工作面回采前，采用實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定期人工檢測以及氣體樣本色譜分析的方式對采空區(qū)co濃度進(jìn)行檢測，來對潛在火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警；

5、s2，根據(jù)空氣中co的濃度，來分別采用：均壓控風(fēng)技術(shù)、采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)、采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)、噴灑阻化劑防滅火技術(shù)或多技術(shù)聯(lián)合來進(jìn)行防治。

6、進(jìn)一步地，所述實(shí)時(shí)在線監(jiān)測步驟為：在工作面進(jìn)、回風(fēng)巷、采空區(qū)抽采管路上裝co傳感器和溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；

7、所述定期人工檢測步驟為：在機(jī)巷、風(fēng)巷每隔100～200m設(shè)置對采空區(qū)的防火觀測孔，進(jìn)行定期人工檢測；

8、所述氣體樣本色譜分析步驟為：在采空區(qū)氧化帶內(nèi)敷設(shè)束管，抽取氣樣進(jìn)行色譜分析。

9、進(jìn)一步地，當(dāng)采空區(qū)co濃度小于14.4ppm時(shí)，采用均壓控風(fēng)技術(shù)；當(dāng)co濃度處于14.4ppm到16.8ppm之間時(shí)，采用采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)；當(dāng)co濃度處于16.8ppm到19.2ppm之間時(shí)，采用采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)；當(dāng)co濃度處于19.2ppm到21.6ppm之間時(shí)，采用噴灑阻化劑防滅火技術(shù)；當(dāng)co濃度大于21.6ppm時(shí)，采用上述多種技術(shù)聯(lián)合防治。

10、進(jìn)一步地，所述均壓控風(fēng)技術(shù)包括：根據(jù)調(diào)整風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度、強(qiáng)制放頂對漏風(fēng)通道進(jìn)行增阻、擴(kuò)修回風(fēng)巷進(jìn)行降阻。

11、進(jìn)一步地，所述調(diào)整風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度是指：根據(jù)采空區(qū)co濃度調(diào)整相鄰兩風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度減少工作面兩側(cè)風(fēng)壓差；

12、所述強(qiáng)制放頂對漏風(fēng)通道進(jìn)行增阻是指：對工作面機(jī)、風(fēng)巷頂板采取淺孔爆破措施進(jìn)行強(qiáng)制放頂，若冒落不實(shí)，采取垛帶封堵，對采空區(qū)進(jìn)、回風(fēng)隅角之間漏風(fēng)通道進(jìn)行增阻。

13、進(jìn)一步地，所述采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)包括：在機(jī)巷永久密閉墻與防暴密閉墻之間注水玻璃、灌黃泥漿進(jìn)行充填封閉，進(jìn)行采空區(qū)堵漏風(fēng)，降低機(jī)巷封閉墻與留巷側(cè)漏風(fēng)壓差，機(jī)巷留巷側(cè)進(jìn)行全斷面掛網(wǎng)噴注漿。

14、進(jìn)一步地，所述采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)包括：遺煤區(qū)灌漿、機(jī)巷遺留管道注氮。

15、進(jìn)一步地，所述遺煤區(qū)灌漿是指：在工作面回采期間，在工作面機(jī)巷敷設(shè)一趟4寸的防火管路，初采期間，利用留巷插管對采空區(qū)開切眼及斷層遺煤區(qū)和原采空區(qū)高值co區(qū)域進(jìn)行灌漿；

16、所述機(jī)巷遺留管道注氮是指：工作面過斷層期間，工作面推進(jìn)速度減慢，利用機(jī)巷預(yù)埋管路對采空區(qū)進(jìn)行注氮。

17、進(jìn)一步地，所述噴灑阻化劑防滅火技術(shù)包括：在工作面回采后，對遺煤進(jìn)行灑阻化劑；

18、所述阻化劑為jd-mzh-1型阻化劑，阻化劑與水按照濃度不少于10％配比，阻化率為45％-60％。

19、一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火系統(tǒng)，包括：

20、空氣檢測模塊：在工作面回采前，采用實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定期人工檢測以及氣體樣本色譜分析的方式對采空區(qū)co濃度進(jìn)行檢測，來對潛在火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警；

21、滅火防治模塊：根據(jù)空氣中co的濃度，來分別采用：均壓控風(fēng)技術(shù)、采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)、采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)、噴灑阻化劑防滅火技術(shù)或多技術(shù)聯(lián)合來進(jìn)行防治。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、1、對火災(zāi)隱患的預(yù)警和快速響應(yīng)；采用實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定期人工檢測、氣體樣本色譜分析多歲采空區(qū)氣體進(jìn)行檢測，可對潛在的火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警并根據(jù)采空區(qū)co含量采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)隱患的預(yù)警與快速響應(yīng)。

24、2、兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。通過對采空區(qū)氣體進(jìn)行檢測，可對潛在的火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警并根據(jù)采空區(qū)co含量采取相應(yīng)措施，采用多種技術(shù)聯(lián)合防治，在保證工作面開采安全性的前提下做到不過度防治，減少資源的浪費(fèi)，保證了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性，兼顧工作面回采過程中的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)在線監(jiān)測步驟為：在工作面進(jìn)、回風(fēng)巷、采空區(qū)抽采管路上裝co傳感器和溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，當(dāng)采空區(qū)co濃度小于14.4ppm時(shí)，采用均壓控風(fēng)技術(shù)；當(dāng)co濃度處于14.4ppm到16.8ppm之間時(shí)，采用采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)；當(dāng)co濃度處于16.8ppm到19.2ppm之間時(shí)，采用采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)；當(dāng)co濃度處于19.2ppm到21.6ppm之間時(shí)，采用噴灑阻化劑防滅火技術(shù)；當(dāng)co濃度大于21.6ppm時(shí)，采用上述多種技術(shù)聯(lián)合防治。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述均壓控風(fēng)技術(shù)包括：根據(jù)調(diào)整風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度、強(qiáng)制放頂對漏風(fēng)通道進(jìn)行增阻、擴(kuò)修回風(fēng)巷進(jìn)行降阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述調(diào)整風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度是指：根據(jù)采空區(qū)co濃度調(diào)整相鄰兩風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度減少工作面兩側(cè)風(fēng)壓差；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)包括：在機(jī)巷永久密閉墻與防暴密閉墻之間注水玻璃、灌黃泥漿進(jìn)行充填封閉，進(jìn)行采空區(qū)堵漏風(fēng)，降低機(jī)巷封閉墻與留巷側(cè)漏風(fēng)壓差，機(jī)巷留巷側(cè)進(jìn)行全斷面掛網(wǎng)噴注漿。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)包括：遺煤區(qū)灌漿、機(jī)巷遺留管道注氮。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述遺煤區(qū)灌漿是指：在工作面回采期間，在工作面機(jī)巷敷設(shè)一趟4寸的防火管路，初采期間，利用留巷插管對采空區(qū)開切眼及斷層遺煤區(qū)和原采空區(qū)高值co區(qū)域進(jìn)行灌漿；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，其特征在于，所述噴灑阻化劑防滅火技術(shù)包括：在工作面回采后，對遺煤進(jìn)行灑阻化劑；

10.一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法，屬于工作面防滅火領(lǐng)域；一種用于無煤柱孤島工作面大采空區(qū)的防滅火方法包括：在工作面回采前，采用實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定期人工檢測以及氣體樣本色譜分析的方式對采空區(qū)CO濃度進(jìn)行檢測，來對潛在火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警；根據(jù)空氣中CO的濃度，來分別采用：均壓控風(fēng)技術(shù)、采空區(qū)噴漿堵漏技術(shù)、采空區(qū)灌漿和注氮技術(shù)、噴灑阻化劑防滅火技術(shù)或多技術(shù)聯(lián)合來進(jìn)行防治。根據(jù)采空區(qū)CO濃度采取相應(yīng)措施，在保證工作面開采安全性的前提下做到不過度防治，減少資源的浪費(fèi)，保證了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性，兼顧工作面回采過程中的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：孫建,方海濤,陳盛權(quán),王浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9