據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)煤礦有50%以上的綜合機(jī)械化放頂煤開采工作面存在著自燃發(fā)火危險(xiǎn),嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。因此,防滅火技術(shù)的研究工作也是綜合機(jī)械化放頂煤開采工作面安全生產(chǎn)的關(guān)鍵之一。近幾年來,兗州礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司及其下屬各礦針對(duì)以前在礦井防滅火方面存在的問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和歸納,并且與有關(guān)單位共同開展了科技攻關(guān),積極應(yīng)用當(dāng)前已有的礦井防滅火適用新技術(shù),提出解決方案并進(jìn)行了實(shí)施,有效地保障了礦井的安全,取得了良好的效果。
1紅外探測(cè)技術(shù)在煤層自燃發(fā)火早期預(yù)報(bào)的應(yīng)用
兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司救護(hù)大隊(duì)和山東科技大學(xué)將紅外探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于煤層自燃發(fā)火早期預(yù)報(bào)中,為確定井下高溫火點(diǎn)的位置、及時(shí)采取防滅火措施、消除火災(zāi)隱患及保證礦井安全生產(chǎn)提供了有效的技術(shù)手段。
自從采用綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)以來,兗州礦區(qū)已經(jīng)發(fā)生煤層自燃發(fā)火或者隱患26次,其中巷道頂煤及相鄰采礦區(qū)松散煤體發(fā)火或者隱患20次,占發(fā)火總次數(shù)的77%。因此,煤巷煤炭的自燃成為兗州礦區(qū)煤炭自燃的重點(diǎn)防患區(qū)域。雖然他們?cè)诜乐蚊合锩禾孔匀挤矫嫱度肓舜罅咳肆?、物力,但是由于隱蔽高溫點(diǎn)難于準(zhǔn)確定位和自燃溫度難于確定,給礦區(qū)煤炭自燃的預(yù)防帶來了許多不利的影響,因此尋求煤巷隱蔽高溫點(diǎn)的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)是礦區(qū)安全生產(chǎn)中亟待解決的重大課題。將紅外探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于煤層自燃發(fā)火的早期預(yù)報(bào),較好地解決了這一技術(shù)難題。紅外探測(cè)法的實(shí)質(zhì)是自然界的任何物體只要處于絕對(duì)零度之上就會(huì)產(chǎn)生分子振動(dòng)和晶格振動(dòng),都會(huì)自行向外發(fā)射紅外電磁波,并形成紅外輻射場(chǎng)。
近年來,通過在濟(jì)寧二號(hào)煤礦4301軌道順槽和南屯煤礦1300綜合機(jī)械化放頂煤開采工作面運(yùn)輸順槽的實(shí)際應(yīng)用,表明利用紅外測(cè)溫儀基本能夠測(cè)出高溫區(qū)區(qū)域位置;從測(cè)試數(shù)據(jù)來看,無論哪個(gè)礦井其上幫紅外電磁場(chǎng)強(qiáng)度一般高于下幫。從理論和實(shí)際情況來看,這一探測(cè)方法是可行的。紅外探測(cè)法通過能量場(chǎng)綜合判斷煤炭的自燃區(qū)域,具有簡(jiǎn)單、迅速、精確的特點(diǎn),其操作方法較為簡(jiǎn)便、容易為現(xiàn)場(chǎng)職工所掌握。當(dāng)然,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用也發(fā)現(xiàn)一些問題,要進(jìn)一步提高對(duì)煤層自燃發(fā)火早期預(yù)報(bào)的精度必須對(duì)紅外探測(cè)的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)定,如煤體的輻射系數(shù)及其影響因素、煤體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱、煤體的原始溫度等,得出易氧化區(qū)段和高溫區(qū)段紅外電磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律。
2易燃中厚煤層孤島綜合機(jī)械化放頂煤開采工作面綜合防滅火技術(shù)
兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司東灘煤礦通過對(duì)4303孤島綜合機(jī)械化開采放頂煤工作面“兩巷”、相鄰采空區(qū)及自身采空區(qū)采取了綜合防滅火的措施,從準(zhǔn)備生產(chǎn)、開始生產(chǎn)至安全撤出設(shè)備歷時(shí)兩年,同時(shí)該礦綜采工區(qū)在該面創(chuàng)出了年單產(chǎn)501萬噸的全國(guó)第一好成績(jī),為兗州礦區(qū)及其它易燃中厚煤層孤島綜采放頂煤工作面的安全回采積累了經(jīng)驗(yàn)。
4303綜合機(jī)械化開采放頂煤工作面為走向長(zhǎng)壁工作面,面長(zhǎng)200m,通風(fēng)方式為U型。該工作面是東灘礦首次開采的“孤島”工作面,在開采的過程中和開采以后,西翼5個(gè)采煤工作面的采空區(qū)連接在一起,造成了礦井西翼復(fù)雜的采場(chǎng)漏風(fēng),防滅火局面極為不利。
東灘礦的經(jīng)驗(yàn)表明,10次自燃發(fā)火有8次發(fā)生在巷道,特別是“兩巷”,這就要求在巷道掘進(jìn)時(shí)采取綜合防滅火措施。4303工作面上、下順槽開掘時(shí)候的綜合防滅火技術(shù)措施如下:設(shè)置注水管路、巷道噴涂防漏、紅外線測(cè)溫儀探測(cè)巷道兩幫、頂板溫度變化、巷道過斷層與冒頂