姚桥煤矿7541工作面防灭火技术的应用
煤炭自燃是矿井重要灾害之一。当采空区浮煤具备良好的漏风供氧和蓄热条件时，会造成采空区浮煤自燃，危及工作面的正常回采，烧损设备、冻结大量的煤炭资源，甚至会导致井下火灾和瓦斯爆炸等事故的发生，造成大量人员与财产的损失，给矿井安全生产带来隐患。 1、采煤工作面概况
7541工作面位于东七采区下部，工作面走向长度763米，倾向长度185.5米，煤层倾角2-14o，自然发火期为1-3个月，属中硬煤层。该工作面共发现断层14条，均为正断层，走向为北东向和北西向，落差大于2m的断层有3条，对回采影响较大，即f605∠70o H=7.0m, f605-1∠55o H=7.0m, f606∠50o H=3.5m;工作面整体形态为宽缓向斜构造，向西倾伏，北翼倾角3-14o，南翼倾角2-8o，受f605、f605-1断层的影响，在掘进期间确定断层与切眼之间7、8#煤层联采，材料道联采长度约为200米，溜子道联采长度约为380米
东七皮带下山东七东轨七道回下风山下山东7541 轨七 道 顺 槽放水巷7 5 4 1停采设计东 七 下 部 车 场 50-6 东轨7541 运道 输 顺 槽线大巷-650 东皮带大巷
通风系统：工作面采用U形通风方式，计划配风量924m3/min,材料道为进风巷，沿煤层底板布置、溜子道为回风巷，工作面为下行
风；新鲜风流向：地面→新副井→-650东轨道大巷→东七轨道上山→7541材料道甩道→7541材料道→工作面；乏风流向：工作面→7541溜子道→东七防火通道→东七回风上山→东三回风下山→新东四回风上山→-200总回风巷→东二风井→地面。 2、回采期间防灭火
2.1回采期间生产及气体变化情况
7541工作面于2011年9月16日开始动煤机跑空刀正式回采， 9月22日早班除1—12#架及两道顶板未冒落其余支架上方顶板全部跨落，到9月23日早班材料道已推进12.7米，机头推进5米时下隅角开始出现一氧化碳气体10ppm。 10月17日当料道推46米，溜子道推进32米时下偶角一氧化碳气体增加到30ppm，通风科采取常规注浆措施，因工作面一直处于俯采状态无法达到预期目的，10月27日当材料道推进57米，溜子道推进53米时下偶角一氧化碳气体升至120ppm。气体上升期间采取利用注浆管向采空区添加凝胶等措施；11月5日下偶角一氧化碳气体400ppm，转载机尾处更是高达1000ppm，回风流45ppm夜班对上下偶角喷涂罗克休进行封堵，11月6日早班开始利用东一风井向7541采空区压注二氧化碳惰性气体，经过连续3天的压注下隅角气体降低到120ppm，回风流中降到11ppm，同时采煤三队加快推进速度，尽量将火区甩到窒息带。在以后的年底、春节停产和甩面期间下隅角气体一直保持在150ppm以下。 2.2 7541综放面发火的主要原因 2.2.1 工作面布置：
受f605、f605-1断层的影响，在掘进期间确定断层与切眼之间7、8#煤层联采，材料道联采长度约为200米，溜子道联采长度约为380米。7#煤平均厚度为5.4米，8#煤平均厚度米，7、8煤之间夹矸在1-2米，当割煤高度2.5米时，双煤层联合回采期间放煤高度达8米。 2.2.2 推进速度慢：
1、7541工作面自9月16日开始回采至11月5日气体急剧升高，50天时间材料道推进76米，溜子道推进65米，每天进尺不足1.5米，受煤层厚度影响。
2、受机电设备影响：回采初期机电设备故障多，特别是后部溜子链轮和链条之间的配合不合适，经常发生跳链现象，并且后部溜子经常压死，频繁采用低速运煤。 2.2.3采空区遗留煤炭多：
由于工作面属7、8#煤联合回采，放煤厚度最高达8米，且有1-2米夹矸，放煤时很容易将夹矸误认为7#顶板，致使采空区留有大量煤炭，给煤炭自然发火留下隐患。 2.2.4常规防灭火措施难以奏效：
由于工作面自切眼向外为俯采，倾角基本保持在3--4o虽在回采前在切眼内沿倾斜方向布置75米注浆管但注浆效果仍不理想，无法进行大面积的覆盖，对发火点不起作用。 2.2.5煤质容易氧化：
由于2011年12月22日停产前最后一刀未放煤，元月1号恢复生产时，支架后方的煤温普遍较高，即使煤流到转载机时仍达到35
摄氏度左右；前部溜子在100架处一堆碎煤，在开启前溜时煤堆内部温度高达45摄氏度，触摸烫手；通过这两起现象，说明7541工作面的煤炭自燃情况特别严重，短短10天在通风通畅的条件下破碎煤体内部温度便会达到50摄氏度，所以7541煤质特别容易发生自燃，如果具备条件自然发火期应当在15-20天。 2.2.6先期压注二氧化碳技术不够成熟：
由于之前都是采取封闭式压注二氧化碳措施，即在工作面停止生产甚至封闭后进行压注，并且管路沿线各个路口都必须设置警戒，7541工作面回风沿线严禁人员施工，在10月30日早班9:50—19:30分利用10个小时时间向采空区压注二氧化碳8.2吨，由于涉及到的人员较多和影响7541进度就没有继续压注，同时压注的流量也控制不好。
3、综合防灭火措施的实施
7541工作面是目前姚桥矿建矿以来防灭火难度最高、投入最多、耗时最长、采取措施最多同时也是收获防灭火工作经验最多的一个采煤工作面。
3.1合理科学的管路铺设：
采空区防灭火既要保证回采又要采取措施，最直接最有效的方法就是埋管，埋管所有措施都无法达到理想效果，同时埋管的位置和深度要掌握好。
回采前考虑到该工作面防灭火工作压力大且切眼内有12处隐患点，所以提前在两道及切眼内布置注浆管，材料道安装两路，一路为
4寸并在切眼内沿倾向布置75米，另一路为3寸管在出口布置在切眼上口；溜子道自7、8#煤联采处到切眼布置一路2寸管，并在切眼内沿倾向延伸45米，在溜子道的每个隐患点附近留有三通拔哨。（如下图所示）
2寸花管，45米7541设计切眼4寸花管75米3寸管路7541溜子道7541工作面2寸管路7541采空区防灭火管路布置示意图7541材料道4寸管路
回采前措施管埋设示意图
回采期间由于隐患点较多，原有的管路不能满足要求，在工作面回采到30米和90米位置又在材料道埋设两路注浆管，使得埋管出口距工作面的距离均匀分布，并在材料道增加两组三通阀门，对埋管进行控制，可随时针对气体变化情况进行采取措施。考虑到2011年底停产，为保证停产期间能够采取有效措施，在11月14、15日两天在利用7541停产期间材料道和溜子道分别向支架后方埋设4寸和3寸花管共计60米，这两根埋管距原切眼距离分别为112米和98米，埋设时多数认为是多此一举，12月22日7541改系统停产到年底，材料道推进196米，溜子道推进180米，当时工作面距预先埋管82-84米，停产期间利用这两根措施管压注了150吨二氧化碳气体，为停产