高瓦斯礦井三水平通風風道火災治理實踐

高瓦斯礦井三水平通風風道火災治理實踐

1水平風力井雞西礦業(yè)集團第二道河子煤礦于1958年開始，設計能力為78萬噸。在礦山重建期間，1981年的修訂能力為110萬噸。立井從1995年進入三水平生產(chǎn),現(xiàn)有3個采煤隊,10個掘進隊。礦井采用混合式通風,其中三水平南風井主要通風機為2K56-30軸流風機2臺(1臺備用),總排風量8066m3/min,負壓為2740Pa,等級孔為2.8m2,有效風量率為88%;礦井屬高瓦斯礦井,相對瓦斯涌量24.38m3/t,絕對瓦斯涌出量為29.23m3/min,CO2相對涌出量6.77m3/t,絕對涌出量8.12m3/min,煤塵爆炸指數(shù)33%～35%,全礦共有4個可采煤層,年生產(chǎn)能力100萬t。2長6.2巷道厚度此火區(qū)是1997年7月18日燃燒的火區(qū)。1997年7月18日二道河子煤礦三水平三區(qū)3#風道因電纜失爆引起火災,火區(qū)位置在-360m～220m之間,過火巷道總長度800m。1998年發(fā)展到1100m,經(jīng)1998年到1999年對火區(qū)投入資金2587萬元的綜合治理,(后因資金緊張,停止治理),砌密閉26道,注水5600m3,注土沙膨脹水泥3600m3,使火區(qū)得到了有效控制,火區(qū)內(nèi)CO、溫度逐漸降低,2#密閉溫度46℃,CO為0,8#密閉溫度30℃,CO濃度為80×10-6。此參數(shù)已穩(wěn)定2.5a,故確定火勢已控制住,沒有漫延發(fā)展趨勢,詳見圖1。3封閉4#風道火區(qū)復燃退火由于火區(qū)下部3#煤柱2001年開采造成采動影響,使封閉火區(qū)的3#密閉在礦壓作用下遭到損壞產(chǎn)生漏風,部分封閉火區(qū)密閉由于礦壓作用產(chǎn)生變形及周圍采后冒落不能進入人員進行檢查修補,造成火區(qū)復燃。在2002年7月20日6:30,南風井主要通風機司機發(fā)現(xiàn)風塔排風處出現(xiàn)黃煙,后經(jīng)全面檢查,確定為原封閉的3#風道火區(qū)復燃起火,黃煙進入總排風井。經(jīng)檢測:火區(qū)與南風井連接口處溫度70℃,CO濃度3600×10-6,巷內(nèi)溫度300℃以上,火焰漫延到連接口處。4防火復燃區(qū)的處理(1)管井火區(qū)不能國有火區(qū)封閉經(jīng)4d連續(xù)向火區(qū)注水120m3/h,火區(qū)火勢漫延得到控制,但因向火區(qū)所注水經(jīng)火區(qū)后方密閉全部滲漏,使火區(qū)未能全部熄滅,火區(qū)與南風井聯(lián)結處溫度在100℃以上,CO居高不降,人員無法靠近,使巷道無法封堵。(2)管路防冷劑設計①由地面南風井管路向火區(qū)注液體CO2共5t,轉變氣體2800m3,因塑料管路耐不了-80℃的低溫,致使管路中途凍裂CO2泄漏而無法注入火區(qū)。②在井下三水平向火區(qū)注化肥、硫酸中和反應出CO2,因注入方向(南風井火區(qū)聯(lián)結口處)為迎風導致無法注入。(3)泥漿注入火區(qū)由地面南風井管路向火區(qū)注泥漿,連續(xù)20d注入黃泥、白泥200t,由于所注泥漿經(jīng)火區(qū)后方密閉部分滲漏,因而沒有改變火區(qū)狀況。(4)充填劑為2t水、水、粘結劑的用量選用徐州意創(chuàng)化工科技有限公司生的MEA系列防滅火劑,由地面用管路向南風井火區(qū)巷口壓注,其用意是將南風井火區(qū)巷口至火區(qū)里部70m巷道(原治理封閉火區(qū)時70m處砌筑一道密閉)用滅火劑充填滿達到滅火目的,最次也能在火區(qū)巷道某個部位充填滿封堵巷道達到滅火目的。實際2d注滅火劑(1t)200m3,水和滅火劑的比例為:1∶0.06～0.13。13d注粘稠劑封堵劑(2t)加粉煤灰200m3,粉煤灰、水和粘稠劑比例為:1∶1～0.51∶0.04～0.12。共計充填700m3(火區(qū)巷道斷面7m2)。最后一直壓注封堵劑堆積至火區(qū)巷道棚梁位置,救護隊員將南風井與火區(qū)巷聯(lián)結處用料石水泥沙子將火區(qū)巷道砌筑封堵完畢。(5)巷道材料道串向3#總邏輯道串向,確保封閉外圍采區(qū)巷道的治理火區(qū)復燃巷道充填封堵初戰(zhàn)告捷后,新的問題緊接出現(xiàn),9月13日火區(qū)內(nèi)余存的CO及高溫,又沿原封密的3#材料道串向三采區(qū)2#總排風道,2#總排風道CO濃度520×10-6,溫度達到33℃,瓦斯0.8%,因而,火區(qū)治理又延續(xù)到封閉外圍采區(qū)巷道。隨即我們將殘采三區(qū)提前報廢,利用2個月時間將三區(qū)全面回撤,并將外圍巷道砌筑16道密閉,10月31日實現(xiàn)對復燃火區(qū)徹底封閉(見圖2)。5防火復燃燒區(qū)域的處理效果5.1火區(qū)關閉不同參數(shù)的檢測火區(qū)全封閉后,各參數(shù)見表1～表3。5.2粉煤灰的復合布徐州意創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的MEA系列防滅火劑,具有高吸水,高保水功能,吸水后成為高聚物膠體,耐高溫,堆積性強,粘稠劑配粉煤灰能在極短時間內(nèi)水化、泥漿化,從而保水性能提高,粘性增大,流動性、滲透性提高,便于與粉煤灰配合,在管路中輸送不掛壁,不堵管。此項治理火區(qū)技術工藝簡單,施工方便,應用范圍廣泛