大峰矿羊齿采区的防灭火措施
- 发布时间：2007年01月13日
- 作者：李吉新
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概述
大峰矿羊齿采区位于汝箕沟矿区大峰井田大峰采区和中槽采区之间。北以辅Ⅱ勘探线为界，南以X1勘探线为界，南北间距1400m。东以火区为界，西以羊齿一期工程采止线为界，东西方向宽300～600m，面积0.6km2。可采煤层有二1、二2、三33个煤层，其中二1层煤厚4.2m；二2层煤厚9.8m；二3层煤厚3.5m，其顶底板均为细砂岩。二1～二2层煤间距30m；二2～二3层煤间距为2m。
羊齿采区相对瓦斯涌出量15.49m3/t，为高瓦斯矿井。矿井边界有大面积火区。煤层顶底板坚硬，采后垮落不实，造成塌陷区漏风。煤质为高变质无烟煤，含水量极少。
羊齿采区于1988年8月15日，建成投产，设计生产能力为15万t/a，服务年限为29a。采区沿走向划分7个条带。采用煤层平峒一上、下山开拓；工作面沿倾斜布置；采煤方法为倾斜长壁下行分层，金属网假顶采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井采用中央压入式通风方式。截止1996年2月，二1层煤已经全部采完，采掘工作面相继转移到二2、二3煤层中。
2 火灾概况
2.1 火区位置、范围
1994年羊齿采区在按设计沿二3层煤顶板掘井I条带总回风巷时，工作面掘至300m处发现煤壁发热，巷道中温度升高，最高温度为28℃，通过打钻孔探明工作面接近矿井边界火区。经研究决定，自工作面迎头后退65m构筑了红砖（厚1m）-黄土（厚2m）-红砖（厚1m）的防火墙，按火区管理有关规定进行管理。日常对防火墙内外空气成分、浓度、空气温度及防火墙体检查均未发现异常。2月22日上午10：00，防火墙上部突然出现了0.2m×0.3m范围的明火，风助火势，火灾面积迅速扩大，到下午5：00，救灾人员入井扑救时，已形成5m×2m范围的熊熊燃烧大火。
2.2 火灾原因分析
火灾发生后，引起了局、矿各级领导的高度重视，接到汇报后，有关领导立即赶赴灾区成立了救灾指挥部，经救护人员入井对I总回风巷通风、气体含量、温度、顶板等情况检查，报告火情，指挥部成员共同分析，一致判断火灾是井田东部豁口火区侵入井田沿上部二2层煤燃烧到二3层煤，实属外源火灾。
3 灭火措施
3.1 直接灭火
由救护队员配带氧气呼吸器沿进风流方向进入火灾地点，利用综合防尘管路水源直接灭火。
该方法在实施前，我们考虑到由于火势较大，强力水流射向火源，水与火接触后会立即生成大量水蒸气，弥漫整个回风巷道，为了避免生成的大量水蒸气和煤碴飞溅伤害灭火人员，防止水在高温作用下分解成H2和CO（水煤汽）与巷道风流中的CH4、CO、CO2形成爆炸性混合气体，在实施过程中，我们制定并采取了以下措施：
（1）撤出井下所有作业人员，在井口20m外设警戒，严禁非灭火人员入井。
（2）根据火灾发生在回风巷道中距矿井总回风井口通风路线仅有300m的具体情况，决定保持矿井通风系统不变，维护I总回风巷原风向。
（3）切断I总回风巷及总回风巷内电气设备的电源。
（4）始终保持为矿井综合防尘管路提供水源的地表山峰上100m3高位水池盛满水。
（5）为了防止火风压造成风流逆转，6名救护队员到达井下后，1名负责指挥灭火，1名协助察看安全隐患。1名专门检查瓦斯和煤尘，观测灾区气体和风流变化，其他3名队员按前、中、后的顺序保持2m的间隔距离排成一行，站在距火源外围5m的I条带一次改造巷中，每人手持一根与井下综合防尘管路相连通的长3m、Φ15mm钢管，从火源外围逐渐向火源中心喷射高压水流。
3.2 隔绝灭火
（1）封闭火源点。我们做了以下工作：①明火熄灭后，看到火源点形成了长5m，宽3m，高2m的空洞，经过空洞内有害气体浓度检查，发现洞内CH4为4%；CO2为0.6%，CO为0.1%，高顶处CH4为6%；火源点前后巷道顶板压力增大，金属棚子支护变形严重，危及灭火人员的安全，对该空洞及时进行了处理。②对燃烧的空洞我们采用砂石、红砖、黄土进行充填封闭。充填时采用高压水射流形成的扇面不停地对空洞从里向外扫射，及时排除了空洞内积聚的瓦斯，消除了瓦斯灾害隐患，确保了安全。③对I条带总回风巷一次改造巷采用摩擦式金属支柱加强支护，从根本上杜绝了巷道垮落、发生风流短路及灭火人员伤亡的事故隐患。④对火源点范围及其前后10m的巷道顶、底、帮喷射了200cm厚的水泥砂浆，对火源点进行了完全封闭。
（2）隔离火区。为了尽快创造有利的灭火条件，摆脱火灾的影响，恢复生产工艺，在距发火点60m的I总回风巷平巷段内开口掘进了134m进行二次改造，完善了矿井新的通风系统，使火区与井下采掘工作面隔离，保证了进一步灭火工作与正常生产同时进行，互不影响。
3.3 阻隔灭火
根据具体情况，确定了封闭火区巷道顺序，实现阻隔灭火。具体做法：
（1）在I总回风巷与1221采煤工作面风巷的联络巷口构筑1#防火墙，联络巷内采用黄土进行了充填。
（2）对I总回风巷一次改造巷57m斜巷段，10m平巷段采用黄土进行了充填。
（3）在距I总回风巷一次改造巷口间距10m处用红砖水泥砂浆砌筑了厚度为1m的3#防火墙。至此，使火区与矿井彻底隔绝。
3.4 联合灭火
火区隔绝后，为了防止死灰复燃，火区继续蔓延，又采用联合灭火方法。
（1）由于羊齿采区地表山高坡陡，从地表无法施工灭火灌浆钻孔，在井下I总回风巷平巷段内从巷道顶板开口以一定的方位和仰角向火区范围设计施工了8个灌浆灭火钻孔。为了防止在灌浆过程中出现钻孔垮落现象，保证从火区中抽取测定的有害气体浓度数据真实准确，钻孔形成后，在钻孔内布置了严密衔接的Φ30mm的无缝钢管作套管，地面黄土经过网筛筛选后运至井下。在泥浆池中搅拌成泥浆，用泥浆泵通过钻孔向火区灌浆，充分利用经火区过滤渗入I配风巷的积水，实现灌浆用水的闭路循环，陆续灌浆7个月，累计向火区灌入泥浆量1380m3，灌入黄土230m3。
（2）尽管矿井通风方式为压入式，经对灌浆钻孔内外压差观测，钻孔内的空气压力均高于I总回风巷空气压力20～60Pa，为防止火区复燃向矿井蔓延，采用改变通风系统的方法，使I总回风巷风流反向；在I总回风巷内安设局部通风机，提高I总回风巷的空气压力，使火区与I总因风巷道内的空气压力趋于平衡，促使火区逐渐熄灭，同时也保证了打钻灌浆作业人员所需风量的供给。
4 火区检测
（1）为了进一步探明I总回风巷火区的情况，又分别向已彻底封闭的I总回风巷火区内施工了9#、10#、11#3个探查钻孔。钻孔内布设了严密衔接的无缝钢管，用于测定火区内空气成分、压差和空气温度。
（2）将9#、10#、11#3个钻孔内无缝钢管端头各安设一个带水针的10mm的小探测孔，利用压差计、瓦检器、CO抽气筒，实现对火区内空气成分、浓度的测定；各安设一个30mm的大探测孔，利用瓦斯探杖、软细胶管、温度计伸入钻孔内实现对火区空气温度的测定。
（3）通过每天三班对9#、10#、11#钻孔内CH4、CO2、CO浓度、空气温度检查，查得钻孔内最大CH4为0.5%，CO2为0.1%。CO为0，空气温度与其它井巷温度相同，证实火区稳定。
（4）火区稳定后，回收了局部通风机、风筒，停止向3#防火墙前I总回风巷供风，对距3#防火墙前20m的I总回风巷平巷段进行了封闭，构筑4#防火墙、以减少向I总回风巷火区供氧，把9#、10#、11#钻孔仍然用无缝钢管严密衔接，从4#防火墙引出，继续对火区实施检测，经过1a的检测，测定结果显示火区内的空气温度为17℃，O2浓度为3%，CO为0，火区的出水温度为10℃，以上4项指标一直持续稳定，根据《煤矿安全规程》第248条规定，认为火区已熄灭。
5 几点体会
（1）矿井在生产过程中，防灭火检查地点必须全面到位，采煤工作面上隅角、掘进工作面冒落的高顶处、密闭内外、防火墙内外的空气温度，煤壁高温，CH4、CO2、CO、O2浓度的定期检查必须认真仔细，做到检测内容齐全、数据准确、记录入档保管、定期分析，发现异常要及时查明原因，采取措施进行处理。
（2）发现矿井某处有发火征兆，主管矿井通风技术工作的专业人员必须会同通风区队长、矿总工程师深入井下，认真检查实测空气成分、温度，做好记录，共同研究制定防火措施，不惜代价及早安排人员、资金，现场督导防火工程的实施，杜绝火灾发生。
（3）井下一旦出现明火，救灾指挥部成员必须保持清醒的头脑，冷静思索，正确分析判断火灾的地点、原因、性质、波及范围，并制定出切合实际的灭火技术方案。
（4）灭火技术方案在救灾指挥部统一指挥实施过程中，参加救灾的所有人员，必须服从领导命令，一切行动听从领导指挥，各部门要团结协作，密切配合，各负其责，确保工程质量，使灭火工作在稳步中进行。
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